KR20220083610A - 배터리 팩의 충전 상태를 추정하는 방법 - Google Patents

배터리 팩의 충전 상태를 추정하는 방법 Download PDF

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Abstract

하나 이상의 셀을 갖는 배터리 팩의 충전 상태를 추정하는 방법을 제공한다. 이 방법은, 배터리 팩의 배터리 제어기에 의해, 배터리 팩에 전기적으로 연결된 장치로부터의 데이터를 취득하는 단계를 포함한다. 데이터는 장치에 대한 소요 전력을 나타낸다. 방법은, 배터리 제어기에 의해, 장치에 대한 소요 전력을 나타내는 데이터에 적어도 부분적으로 기초하여 배터리 팩의 충전 상태를 결정하는 단계를 더 포함할 수 있다.

Description

배터리 팩의 충전 상태를 추정하는 방법{METHOD OF ESTIMATING A STATE-OF-CHARGE OF A BATTERY PACK}
본 개시내용은 일반적으로 배터리 팩에 관한 것이다. 더욱 구체적으로, 본 개시내용은, 예를 들어 전동 공구 응용분야에서 사용되는 배터리 팩의 충전 상태를 추정하는 방법에 관한 것이다.
배터리 팩은, 고정된 전원을 이용할 수 없는 환경에서 쉽게 사용할 수 있도록 휴대용 전기 장비 및 공구에 흔히 사용된다. 예를 들어, 전동 공구 제조업체는, 전기 드릴, 해머, 스크루드라이버, 임팩트 렌치, 앵글 그라인더 등과 같은 다양한 유형의 무선 전동 공구와 호환되는 범용 파워 팩을 종종 제조한다. 소요 전력(power requirement)은 전동 공구마다 다를 수 있다. 예를 들어, 무선 드릴에 연관된 소요 전력은 작업등(work light)에 연관된 소요 전력과 상이할 수 있다. 배터리 팩은 용량과 품질 면에서 다양하다. 일부 배터리 팩은 접속된 공구 유형에 따라 상이한 출력 용량을 갖는다.
본 개시내용의 실시예의 양태 및 이점은, 하기 설명에서 부분적으로 기재되거나, 설명으로부터 학습될 수 있거나, 실시예의 실시를 통해 학습될 수 있다.
일 양태에서는, 하나 이상의 셀을 갖는 배터리 팩의 충전 상태를 추정하는 방법을 제공한다. 이 방법은, 배터리 팩의 배터리 제어기에 의해, 배터리 팩에 전기적으로 연결된 장치로부터 데이터를 취득하는 단계를 포함한다. 데이터는 장치에 대한 소요 전력을 나타낸다. 방법은, 배터리 제어기에 의해, 장치에 대한 소요 전력을 나타내는 데이터에 적어도 부분적으로 기초하여 배터리 팩의 충전 상태를 결정하는 단계를 더 포함한다.
다른 일 양태에서는, 배터리 팩을 제공한다. 배터리 팩은 하나 이상의 배터리 셀을 포함한다. 배터리 팩은 제어기를 더 포함한다. 제어기는 하나 이상의 배터리 셀에 전기적으로 연결된 장치로부터 데이터를 취득하도록 구성된다. 데이터는 장치에 대한 소요 전력을 나타낸다. 제어기는, 장치에 대한 소요 전력을 나타내는 데이터에 적어도 부분적으로 기초하여 배터리 팩의 충전 상태를 결정하도록 추가로 구성된다.
또 다른 일 양태에서는, 전동 공구를 제공한다. 전동 공구는 전기 모터와 제어기를 포함한다. 제어기는 전력에 전기적으로 연결된 배터리 팩으로부터 데이터를 취득하도록 구성된다. 데이터는 배터리 팩의 임피던스를 나타낸다. 제어기는, 배터리 팩의 임피던스를 나타내는 데이터에 적어도 부분적으로 기초하여 전기 모터가 배터리 팩으로부터 인출하는 조절된 전력량을 결정하도록 구성된다. 제어기는 전기 모터의 동작을 제어하도록 추가로 구성되어, 전기 모터는 배터리 팩으로부터 조절된 전력량을 인출한다.
다양한 실시예의 이들 특징, 양태, 이점, 및 다른 특징, 양태, 이점은 다음의 설명 및 첨부된 청구범위를 참조하여 더 잘 이해될 것이다. 본 명세서에 포함되어 본 명세서의 일부를 구성하는 첨부 도면은, 본 개시내용의 실시예를 예시하며, 상세한 설명과 함께 관련 원리를 설명하기 위한 것이다.
당업자를 위한 실시예의 상세한 설명은 첨부 도면을 참조하는 명세서에 기재되어 있다.
도 1은 본 개시내용의 예시적인 실시예에 따른 전동 공구의 개략도를 도시한다.
도 2는 본 개시내용의 예시적인 실시예에 따른 배터리 팩의 개략도를 도시한다.
도 3은 본 개시내용의 예시적인 실시예에 따른 장치에 전기적으로 연결된 배터리 팩을 도시한다.
도 4는 본 개시내용의 예시적인 실시예에 따른 배터리 팩의 충전 상태를 추정하는 방법의 흐름도를 도시한다.
도 5는 본 개시내용의 예시적인 실시예에 따른 다양한 장치를 위한 배터리 팩의 용량을 그래프로 예시한다.
도 6은 본 개시내용의 예시적인 실시예에 따른 전동 공구를 동작시키는 방법의 흐름도를 도시한다.
이제, 실시예를 상세히 참조할 것이며, 그 중 하나 이상의 예가 도면에 예시되어 있다. 각 예는 본 개시내용을 한정하는 것이 아니라 실시예를 설명하기 위해 제공된 것이다. 사실, 당업자에게는 본 개시내용의 범위 또는 사상을 벗어나지 않고 실시예에 다양한 수정 및 변형이 이루어질 수 있음이 명백할 것이다. 예를 들어, 일 실시예의 일부로서 예시되거나 설명된 특징들은 다른 일 실시예와 함께 사용되어 또 다른 일 실시예를 만들 수 있다. 따라서, 본 개시내용의 양태는 이러한 수정 및 변형을 포함하도록 의도된 것이다.
본 개시내용의 예시적인 양태는 배터리 팩 및 배터리 구동 시스템에 관한 것이다. 배터리 팩은 하나 이상의 셀을 포함할 수 있다. 하나 이상의 셀은, 배터리 팩에 전기적으로 연결된 장치(예를 들어, 전동 공구, 전기 자동차 등)에 동력을 공급하도록 전하를 (예를 들어, 동력으로서) 저장 및/또는 전달할 수 있다. 일부 구현예에서, 하나 이상의 셀은 배터리 팩의 정격 전압에서 직류를 출력하도록 배열된 하나 이상의 리튬 이온(Li-ion) 셀을 포함할 수 있다. 배터리 팩은 배터리 제어기를 더 포함할 수 있다. 배터리 제어기는 하나 이상의 배터리 셀의 충전 상태를 추정하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 배터리 제어기는, 배터리 제어기가 하나 이상의 배터리 셀의 충전 상태를 추정하게 하도록 배터리 제어기의 처리 회로(예를 들어, 주문형 집적 회로(ASIC), 프로세서, 필드 프로그래머블 게이트 어레이(FPGA), 개별 로직 등)에 의해 실행될 수 있는 충전 상태 알고리즘을 저장하도록 구성된 하나 이상의 메모리 장치를 포함할 수 있다.
소요 전력은 장치마다 다를 수 있다. 예를 들어, 무선 드릴의 소요 전력은 작업등(예를 들어, LED 조명)의 소요 전력보다 높을 수 있다. 이와 같이, 전하를 무선 드릴로 전달할 때의 배터리 팩의 가용 용량은, 전하를 작업등으로 전달할 때의 배터리 팩의 가용 용량과 다를 수 있다(예를 들어, 더 적을 수 있다). 또한, 배터리 팩의 충전 상태는 배터리 팩의 가용 용량에 적어도 부분적으로 기초하여 결정되므로, 전하를 무선 드릴에 전달할 때의 배터리 팩의 충전 상태 추정이 전하를 작업등에 전달할 때의 배터리 팩의 충전 상태 추정과 다르다(예를 들어, 더 작게 된다)고 할 수 있다.
종래의 배터리 제어기는, 배터리 팩에 전기적으로 연결된 장치의 측정값 또는 사용 이력(foreknowledge)을 이용함으로써 배터리 팩의 충전 상태를 추정하려 할 수 있다. 그러나, 이러한 방법은 배터리 팩이 호환될 수 있는 장치의 소요 전력의 변동으로 인해 정확하지 않다. 이처럼, 종래의 배터리 제어기에 의해 수행된 충전 상태 추정은, 배터리 팩에 전기적으로 연결될 수 있는 상이한 장치들(예를 들어, 무선 동력 드릴, LED 조명)의 소요 전력의 변동을 고려하지 않는다.
본 개시내용의 예시적인 양태는 배터리 팩의 충전 상태를 결정하는 방법에 관한 것이다. 배터리 팩이 장치에 전기적으로 연결되면, 장치는 배터리 제어기에 데이터를 제공할 수 있다. 데이터는 장치에 대한 소요 전력을 나타낼 수 있다. 예를 들어, 장치에 연관된 제어기는, 통신 링크를 통해 배터리 제어기에 (예를 들어, 하나 이상의 데이터 패킷을 사용하여) 데이터를 제공하도록 구성될 수 있다. 일부 구현예에서, 통신 링크는 유선 통신 링크를 포함할 수 있다. 대체 구현예에서, 통신 링크는 무선 통신 링크를 포함할 수 있다. 장치에 대한 소요 전력을 나타내는 데이터는, 배터리 제어기의 처리 회로에 의해 실행되는 충전 상태 알고리즘에 대한 입력으로서 제공될 수 있음을 이해해야 한다.
일부 구현예에서, 장치에 대한 소요 전력을 나타내는 데이터는 장치에 연관된 하나 이상의 전기적 매개변수를 나타내는 데이터를 포함할 수 있다. 예를 들어, 하나 이상의 전기적 매개변수는, 장치가 작업을 수행하기 위해 인출해야 하는 최대 전류를 포함할 수 있다. 일부 구현예에서, 하나 이상의 전기적 매개변수는 장치를 위한 정격 전류를 포함할 수 있다. 일부 구현예에서, 하나 이상의 전기적 매개변수는, 장치가 작업을 수행하기 위해 인출해야 하는 최대 전력을 포함할 수 있다. 일부 구현예에서, 하나 이상의 전기적 매개변수는 장치의 임피던스(예를 들어, 정상, 최소)를 포함할 수 있다. 그러나, 하나 이상의 전기적 매개변수는, 장치에 대한 소요 전력을 결정하는 데 사용될 수 있는 장치의 임의의 적절한 매개변수를 포함할 수 있음을 이해해야 한다.
일부 구현예에서, 장치에 대한 소요 전력을 나타내는 데이터는, 작업을 수행할 때 장치가 초기에 인출하는 과도 전류를 나타내는 데이터를 포함할 수 있다. 예를 들어, 장치는 무선 동력 드릴일 수 있으며, 작업은 구멍을 뚫거나 파스너(예를 들어, 나사)를 구동하는 것을 포함할 수 있다. 이러한 구현예에서, 데이터는, 무선 동력 드릴이 작업을 수행할 수 있도록 무선 동력 드릴의 전기 모터가 초기에 인출하는 과도 전류(예를 들어, 약 40 A)를 나타낼 수 있다.
일부 구현예에서, 장치에 대한 소요 전력을 나타내는 데이터는 장치를 위한 전류 프로파일을 포함할 수 있다. 예를 들어, 전류 프로파일은, 장치가 인출하는 전류를 시간별로 나타내는 데이터를 포함할 수 있다. 대체 구현예에서, 장치에 대한 소요 전력을 나타내는 데이터는 장치를 위한 전력 프로파일을 포함할 수 있다. 예를 들어, 전력 프로파일은, 장치가 인출하는 전력을 시간별로 나타내는 데이터를 포함할 수 있다.
일부 구현예에서, 장치에 대한 소요 전력을 나타내는 데이터는 장치에 연관된 모델 번호를 나타내는 데이터를 포함할 수 있다. 예를 들어, 장치는 무선 전동 공구일 수 있고, 장치에 대한 소요 전력을 나타내는 데이터는 무선 전동 공구에 연관된 모델 번호를 나타내는 데이터를 포함할 수 있다. 이러한 구현예에서, 배터리 제어기는, 복수의 상이한 전동 공구(예를 들어, 잎 송풍기(leaf-blower), 전기톱, 충격 드라이버 등)에 대한 소요 전력 및 모델 번호를 포함하는 룩업 테이블 또는 기타 데이터 구조를 저장하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 배터리 제어기의 하나 이상의 메모리 장치는 룩업 테이블을 저장하도록 구성될 수 있다. 배터리 제어기는, 배터리 팩에 전기적으로 연결된 장치에 연관된 모델 번호를 룩업 테이블에 포함된 모델 번호들 중 하나에 매칭시키도록 구성될 수 있다. 이러한 방식으로, 배터리 제어기는, 장치에 연관된 모델 번호를 나타내는 데이터에 적어도 부분적으로 기초하여 장치에 대한 소요 전력을 결정할 수 있다.
본 개시내용에 따른 방법은, 장치에 대한 소요 전력을 나타내는 데이터에 적어도 부분적으로 기초하여 하나 이상의 배터리 셀의 충전 상태를 결정하는 단계를 포함할 수 있다. 예를 들어, 배터리 팩의 배터리 제어기는, 장치에 대한 소요 전력을 나타내는 데이터에 적어도 부분적으로 기초하여 하나 이상의 배터리 셀의 충전 상태를 제1 충전 상태로부터 제2 충전 상태로 조절하도록 구성될 수 있다. 이러한 방식으로, 하나 이상의 배터리 셀의 충전 상태는 배터리 팩에 전기적으로 연결된 장치에 대한 소요 전력에 적어도 부분적으로 기초하여 조절될 수 있다.
일부 구현예에서, 본 개시내용에 따른 방법은, 디스플레이 장치 상에 표시하기 위한 하나 이상의 배터리 셀의 결정된 충전 상태를 나타내는 통지를 제공하는 단계를 포함할 수 있다. 예를 들어, 일부 구현예에서, 배터리 제어기는, 디스플레이 장치 상에 표시하기 위한 통지를 장치에 제공하도록 구성될 수 있다. 대안으로 또는 추가로, 배터리 제어기는, 배터리 팩에 연관된 디스플레이 장치 상에 표시하기 위한 통지를 제공하도록 구성될 수 있다. 본 개시내용의 범위를 벗어나지 않고 배터리 팩 및/또는 장치에 위치하는 하나 이상의 표시기(예를 들어, LED 표시기)의 조명과 같은 충전 상태를 나타내는 통지를 제공하는 다른 방법을 사용할 수 있다.
본 개시내용의 예시적인 양태들은 다수의 기술적 효과 및 이점을 제공할 수 있다. 예를 들어, 배터리 제어기는, 배터리 제어기에 전기적으로 연결된 장치에 대한 소요 전력을 나타내는 데이터를 취득할 수 있다. 또한, 배터리 제어기는 소요 전력에 적어도 부분적으로 기초하여 배터리 팩의 충전 상태를 결정할 수 있다. 보다 구체적으로, 배터리 제어기는 소요 전력에 적어도 부분적으로 기초하여 배터리 팩의 충전 상태를 조절(예를 들어, 증가 또는 감소)할 수 있다. 이러한 방식으로, 배터리 팩의 충전 상태를 나타내는 정보는, 배터리 팩에 전기적으로 연결될 수 있는 다양한 장치(예를 들어, 전동 공구, LED 조명, 전기 자동차 등)를 위한 상이한 소요 전력에 기초하여 필요에 따라 조절될 수 있다.
이제 도 1을 참조하면, 본 개시내용의 일 실시예에 따른 무선 전동 공구(100)가 제공된다. 무선 전동 공구(100)는 하우징(110) 및 하우징(110) 내에 배치된 전기 모터(112)(점선으로 표시됨)를 포함한다. 전기 모터(112)는, 무선 전동 공구(100)의 하우징(110)에 제거가능하게 연결된 배터리 팩(200)에 전기적으로 연결될 수 있다. 이러한 방식으로, 전기 모터(112)는 배터리 팩(200)으로부터 전기 에너지를 수신할 수 있다. 전기 모터(112)는, 전기 에너지를 무선 전동 공구(100)의 척(114)에 의해 유지되는 대상(예를 들어, 드릴 비트, 파스너)의 회전을 구동하는 데 필요한 기계적 에너지로 변환하도록 구성될 수 있다. 일부 구현예에서, 무선 전동 공구(100)는 클러치(116)를 포함할 수 있다. 클러치(116)는 대상에 전달되는 토크의 양을 조절하도록 구성될 수 있다. 도시된 바와 같이, 무선 전동 공구(100)는, 전기 모터(112)의 동작 제어에 연관된 사용자 입력을 수신하도록 구성된 입력 장치(118)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 입력 장치(118)는, 전기 모터(112)를 기동시켜 작업(예를 들어, 구멍을 뚫고, 파스너를 구동하는 등)을 수행하는 것에 연관된 사용자 입력을 제공하도록 사용자가 당길 수 있는 트리거를 포함할 수 있다.
일부 구현예에서, 무선 전동 공구(100)는 디스플레이 장치(120)를 포함할 수 있다. 디스플레이 장치(120)는 배터리 팩(200)의 동작에 연관된 정보를 표시하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 일부 구현예에서, 디스플레이 장치(120)는 배터리 팩(200)의 충전 상태를 나타내는 정보를 표시할 수 있다. 이러한 방식으로, 사용자는, 무선 전동 공구(100)의 표시 장치(120)에 표시되는 정보를 봄으로써 배터리 팩의 충전 상태를 결정할 수 있다.
이제 도 2를 참조하면, 본 개시내용의 예시적인 실시예에 따른 배터리 팩(200)이 제공된다. 도시된 바와 같이, 배터리 팩(200)은 배터리 하우징(210)을 포함할 수 있다. 배터리 하우징(210)은 하나 이상의 배터리 셀(도시하지 않음)을 수용하도록 구성될 수 있다. 하나 이상의 셀은, 무선 전동 공구(100)(도 1)에 동력을 공급하기 위해 전하를 (예를 들어, 동력으로서) 저장 및/또는 전달하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 배터리 하우징(210)은 단자(216, 218)를 갖는 단자 포스트(214)를 포함할 수 있다. 배터리 하우징(210)이 무선 전동 공구(100)에 제거 가능하게 연결되는 경우 하나 이상의 배터리 셀이 전기 모터(112)에 전기적으로 연결될 수 있다는 점을 이해해야 한다.
도 1 및 도 2는 예시 및 논의를 위한 전동 공구 및 배터리 팩의 일례를 도시한다. 당업자는, 본원에 제공된 개시내용을 이용하여, 배터리 팩이 무선 전동 공구(예를 들어, 드릴, 잎 송풍기 등) 이외의 장치에 전력을 전달하는 데 사용될 수 있음을 이해할 것이다. 예를 들어, 일부 구현예에서, 배터리 팩(200)은 발광 다이오드(LED) 조명에 전력을 전달하는 데 사용될 수 있다.
이제 도 3을 참조하면, 예시적인 실시예에 따라 장치(400)에 전기적으로 연결된 배터리 팩(300)이 제공된다. 이러한 방식으로, 배터리 팩(300)은 장치(400), 특히 장치의 부하(410)에 전력을 전달할 수 있다. 일부 구현예에서, 장치(400)는 도 1을 참조하여 전술한 무선 전동 공구(100)와 같은 무선 전동 공구일 수 있다. 그러나, 장치(400)는 배터리 팩(300)으로부터 전력을 수신하도록 구성된 하나 이상의 부하를 갖는 임의의 장치를 포함할 수 있다는 점을 이해해야 한다. 예를 들어, 일부 구현예에서, 장치(400)는 전기 자동차일 수 있다. 대체 구현예에서, 장치(400)는 발광 다이오드(LED) 조명을 포함할 수 있다.
도시된 바와 같이, 배터리 팩(300)은 하나 이상의 배터리 셀(310)을 포함할 수 있다. 하나 이상의 배터리 셀(310)은, 하나 이상의 전도체(312)를 통해 장치(400)에 전하를 (예를 들어, 동력으로서) 저장 및/또는 전달하도록 구성될 수 있다. 일부 구현예에서, 장치(400)의 부하(410)는 전기 모터일 수 있다. 대체 구현예에서, 부하(410)는 전원일 수 있다. 예를 들어, 전원은 이상의 광원(예를 들어, LED)을 위한 DC/DC 전원일 수 있다. 대안으로, 전원은 장치(400)에 연관된 USB 출력을 위한 DC/DC 전원일 수 있다. 일부 구현예에서, 부하(410)는 수동 전기 부품(예를 들어, 저항기)일 수 있다.
배터리 팩(300)은 배터리 제어기(320)를 포함할 수 있다. 배터리 제어기(320)는 하나 이상의 배터리 셀(310)의 충전 상태를 추정하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 배터리 제어기(320)는, 배터리 제어기(320)가 하나 이상의 배터리 셀(310)의 충전 상태를 추정하게 하도록 배터리 제어기(320)의 처리 회로(324)에 의해 실행될 수 있는 충전 상태 알고리즘을 저장하도록 구성된 하나 이상의 메모리 장치(322)를 포함할 수 있다. 일부 구현예에서, 처리 회로(324)는 하나 이상의 프로세서를 포함할 수 있다. 대체 구현예에서, 처리 회로(324)는 필드 프로그래머블 게이트 어레이(FPGA) 또는 다른 개별 로직 회로를 포함할 수 있다. 아래에서 더 상세히 논의되는 바와 같이, 배터리 제어기(320)는, 배터리 제어기(320)가 하나 이상의 배터리 셀(310)의 충전 상태를 추정할 수 있게 하는 정보를 장치(400)로부터 취득하도록 구성될 수 있다.
배터리 팩(300)이 장치(400)에 전기적으로 연결되면, 장치(400)는 배터리 제어기(320)에 데이터를 제공할 수 있다. 데이터는 장치(400)에 대한 소요 전력을 나타낼 수 있다. 예를 들어, 장치(400)에 연관된 제어기(420)는 통신 링크(440)를 통해 배터리 제어기(320)에 데이터를 제공하도록 구성될 수 있다. 일부 구현예에서, 통신 링크(440)는 유선 통신 링크(예를 들어, 하나 이상의 핀 또는 단자)를 포함할 수 있다. 대체 구현예에서, 통신 링크(440)는 무선 통신 링크를 포함할 수 있다. 장치(400)에 연관된 소요 전력을 나타내는 데이터는, 배터리 제어기(320)의 처리 회로(324)에 의해 실행되는 충전 상태 알고리즘에 대한 입력으로서 제공될 수 있다는 점을 이해해야 한다.
일부 구현예에서, 장치(400)에 대한 소요 전력을 표시하는 데이터는, 장치(400)에 연관된 하나 이상의 전기적 매개변수를 표시하는 데이터를 포함할 수 있다. 예를 들어, 하나 이상의 전기적 매개변수는 장치(400)가 작업을 수행하기 위해 인출해야 하는 최대 전류를 포함할 수 있다. 일부 구현예에서, 하나 이상의 전기적 매개변수는 장치(400)에 대한 정격 전류를 포함할 수 있다. 일부 구현예에서, 하나 이상의 전기적 매개변수는 장치(400)가 작업을 수행하기 위해 인출해야 하는 최대 전력을 포함할 수 있다. 일부 구현예에서, 하나 이상의 전기적 매개변수는 장치(400)의 임피던스(예를 들어, 정상, 최소)를 포함할 수 있다. 그러나, 하나 이상의 전기적 매개변수는, 장치(400)에 대한 소요 전력을 결정하는 데 사용될 수 있는 장치의 임의의 적절한 매개변수를 포함할 수 있음을 이해해야 한다.
일부 구현예에서, 장치(400)에 연관된 소요 전력을 나타내는 데이터는, 작업을 수행할 때 장치(400)가 초기에 인출하는 과도 전류를 나타내는 데이터를 포함할 수 있다. 예를 들어, 장치(400)는 도 1을 참조하여 전술한 무선 전동 공구(100)일 수 있고, 작업은 구멍을 뚫거나 파스너(예를 들어, 나사)를 구동하는 작업을 포함할 수 있다. 이러한 구현예에서, 데이터는, 작업을 수행할 때 무선 전동 공구(100)가 초기에 인출하는 과도 전류(예를 들어, 약 40 A)를 나타낼 수 있다.
일부 구현예에서, 장치(400)에 대한 소요 전력을 나타내는 데이터는 장치(400)에 대한 전류 프로파일을 포함할 수 있다. 예를 들어, 전류 프로파일은, 장치(400)가 인출하는 전류를 시간별로 나타내는 데이터를 포함할 수 있다. 대체 구현예에서, 장치(400)에 대한 소요 전력을 나타내는 데이터는 장치(400)에 대한 전력 프로파일을 포함할 수 있다. 예를 들어, 전력 프로파일은, 장치(400)가 인출하는 전력을 시간별로 나타내는 데이터를 포함할 수 있다.
일부 구현예에서, 소요 전력을 나타내는 데이터는 장치(400)에 연관된 모델 번호를 나타내는 데이터를 포함할 수 있다. 예를 들어, 장치(400)는 도 1을 참조하여 전술한 무선 전동 공구(100)일 수 있고, 소요 전력을 나타내는 데이터는 무선 전동 공구(100)에 연관된 모델 번호를 나타내는 데이터를 포함할 수 있다. 이러한 구현예에서, 배터리 제어기(320)는, 복수의 상이한 전동 공구(예를 들어, 잎 송풍기, 전기톱, 임팩트 드라이버 등)에 대한 소요 전력 및 모델 번호를 포함하는 룩업 테이블을 저장하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 배터리 제어기(320)의 하나 이상의 메모리 장치는 룩업 테이블을 저장하도록 구성될 수 있다. 배터리 제어기(320)는, 장치(400)에 연관된 모델 번호를 룩업 테이블에 포함된 모델 번호 중 하나에 매칭시키도록 구성될 수 있다. 이러한 방식으로, 배터리 제어기(320)는, 무선 전동 공구(100)에 연관된 모델 번호를 나타내는 데이터에 적어도 부분적으로 기초하여 무선 전동 공구(100)에 대한 소요 전력을 결정할 수 있다.
배터리 제어기(320)는, 장치(400)에 대한 소요 전력을 나타내는 데이터에 적어도 부분적으로 기초하여 하나 이상의 배터리 셀(310)의 충전 상태를 결정하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 배터리 제어기(320)는, 장치(400)에 대한 소요 전력을 나타내는 데이터에 적어도 부분적으로 기초하여 하나 이상의 배터리 셀(310)의 충전 상태를 제1 충전 상태로부터 제2 충전 상태로 조절하도록 구성될 수 있다. 이러한 방식으로, 하나 이상의 배터리 셀(310)의 충전 상태는 배터리 팩(300)에 전기적으로 연결된 장치(400)의 소요 전력에 적어도 부분적으로 기초하여 조절될 수 있다.
배터리 제어기(320)는, 디스플레이 장치 상에 표시하기 위한 하나 이상의 배터리 셀(310)의 결정된 충전 상태를 나타내는 통지를 제공하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 일부 구현예에서, 배터리 제어기(320)는, 장치(400)에 연관된 디스플레이 장치(430) 상에 표시하기 위한 통지를 통신 링크(440)를 통해 장치(400)에 제공하도록 구성될 수 있다. 대안으로 또는 추가로, 배터리 제어기(320)는 배터리 팩(300)에 연관된 디스플레이 장치(330) 상에 표시하기 위한 통지를 제공하도록 구성될 수 있다.
이제 도 4를 참조하면, 본 개시내용의 예시적인 실시예에 따른 배터리 팩의 충전 상태를 추정하는 예시적인 방법(500)의 흐름도가 제공된다. 방법(500)은 도 3을 참조하여 전술한 배터리 제어기(320)에 의해 구현될 수 있다는 점을 이해해야 한다. 또한, 도 4는 예시 및 논의를 위해 특정 순서로 수행되는 단계들을 도시하고 있지만, 본 개시내용의 방법들은 특별히 예시된 순서 또는 배열로 제한되지 않는다. 방법(500)의 다양한 단계는 본 개시내용의 범위를 벗어나지 않고 다양한 방식으로 생략, 재배열, 조합, 및/또는 조정될 수 있다는 것을 이해해야 한다.
단계(502)에서, 방법(500)은 배터리 팩의 배터리 제어기에 의해 배터리 팩에 전기적으로 연결된 장치로부터 데이터를 취득하는 단계를 포함한다. 데이터는 장치의 소요 전력을 나타낼 수 있다. 또한, 장치는, 유선 또는 무선 통신 링크를 통해 배터리 제어기에 소요 전력을 나타내는 데이터를 제공하도록 구성될 수 있다.
일부 구현예에서, 장치에 대한 소요 전력을 나타내는 데이터는 장치에 연관된 하나 이상의 전기적 매개변수를 나타내는 데이터를 포함할 수 있다. 예를 들어, 하나 이상의 전기적 매개변수는, 장치가 작업을 수행하기 위해 인출해야 하는 최대 전류를 포함할 수 있다. 일부 구현예에서, 하나 이상의 전기적 매개변수는 장치에 대한 정격 전류를 포함할 수 있다. 일부 구현예에서, 하나 이상의 전기적 매개변수는, 장치가 작업을 수행하기 위해 인출해야 하는 최대 전력을 포함할 수 있다. 일부 구현예에서, 하나 이상의 전기적 매개변수는 장치의 임피던스(예를 들어, 정상, 최소)를 포함할 수 있다. 그러나, 하나 이상의 전기적 매개변수는 장치에 대한 소요 전력을 결정하는 데 사용될 수 있는 임의의 적절한 매개변수를 포함할 수 있음을 이해해야 한다.
일부 구현예에서, 장치에 대한 소요 전력을 나타내는 데이터는, 작업을 수행할 때 장치가 초기에 인출하는 과도 전류를 나타내는 데이터를 포함할 수 있다. 예를 들어, 장치는 무선 전동 드릴일 수 있으며, 작업은 구멍을 뚫거나 파스너(예를 들어, 나사)를 구동하는 것을 포함할 수 있다. 이러한 구현예에서, 데이터는, 작업을 수행할 때 무선 전동 드릴이 초기에 인출하는 과도 전류(예를 들어, 약 40 Amps)를 나타낼 수 있다.
일부 구현예에서, 장치에 대한 소요 전력을 나타내는 데이터는 장치에 대한 전류 프로파일을 포함할 수 있다. 예를 들어, 전류 프로파일은, 장치가 인출하는 전류를 시간별로 나타내는 데이터를 포함할 수 있다. 대체 구현예에서, 장치에 대한 소요 전력을 나타내는 데이터는 장치에 대한 전력 프로파일을 포함할 수 있다. 예를 들어, 전력 프로파일은, 장치가 인출하는 전력을 시간별로 나타내는 데이터를 포함할 수 있다.
일부 구현예에서, 소요 전력을 나타내는 데이터는 장치에 연관된 모델 번호를 나타내는 데이터를 포함할 수 있다. 예를 들어, 장치는 무선 전동 공구일 수 있고, 소요 전력을 나타내는 데이터는 무선 전동 공구에 연관된 모델 번호를 나타내는 데이터를 포함할 수 있다. 이러한 구현예에서, 배터리 제어기는, 복수의 상이한 전동 공구(예를 들어, 잎 송풍기, 전기톱, 임팩트 드라이버 등)에 대한 소요 전력 및 모델 번호를 포함하는 룩업 테이블을 저장하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 배터리 제어기의 하나 이상의 메모리 장치는 룩업 테이블을 저장하도록 구성될 수 있다. 배터리 제어기는, 장치에 연관된 모델 번호를 룩업 테이블에 포함된 모델 번호 중 하나와 매칭시키도록 구성할 수 있다. 이러한 방식으로, 배터리 제어기는, 장치에 연관된 모델 번호를 나타내는 데이터에 적어도 부분적으로 기초하여 장치에 대한 소요 전력을 결정할 수 있다.
단계(504)에서, 방법(500)은, 배터리 제어기에 의해 소요 전력을 나타내는 데이터에 적어도 부분적으로 기초하여 배터리 팩의 충전 상태를 결정하는 단계를 포함한다. 예를 들어, 일부 구현예에서, 배터리 팩의 충전 상태를 결정하는 단계는, 배터리 팩의 충전 상태를 제1 충전 상태로부터 제2 충전 상태로 조절하는 단계를 포함할 수 있다. 제2 충전 상태는, 배터리 팩에 전기적으로 연결된 제2 장치가 제2 장치 직전에 배터리 팩에 전기적으로 연결된 제1 장치에 비해 더 높은 소요 전력을 가질 때, 제1 충전 상태보다 낮을 수 있다.
단계(506)에서, 방법(500)은, 디스플레이 장치 상에 표시하기 위한 단계(504)에서 결정된 충전 상태를 나타내는 통지를 배터리 제어기에 의해 제공하는 단계를 포함한다. 예를 들어, 일부 구현예에서, 디스플레이 장치는 장치에 연관될 수 있다. 대안으로 또는 추가로, 디스플레이 장치는 배터리 팩에 연관될 수 있다. 이러한 방식으로, 장치 및/또는 배터리 팩에 연관된 사용자는 충전 상태를 나타내는 통지를 볼 수 있다.
이제 도 5를 참조하면, 본 개시내용의 예시적인 실시예에 따라 배터리 팩 또는 배터리 구동식 시스템의 가용 용량이 상이한 소요 전력을 갖는 장치들에 대해 어떻게 다른지에 대해 그래프로 예시되어 있다. 도시된 바와 같이, 그래프(600)는, 배터리 팩의 용량(수평 축을 따라 암페어-시간으로 표시됨)의 함수로서 전압(수직 축을 따라 볼트(V)로 표시됨)에 각각 대응하는 곡선들(610, 620, 630)을 도시한다. 곡선(610)은, 배터리 팩의 개방 회로 전압에 해당하며, 즉, 낮은 소요 전력을 갖는 장치가 셀(들)에 적용되거나 이러한 장치가 없는 경우에 임의의 SOC에서의 팩 또는 전지의 전압이다. 곡선(620)은, 배터리 팩이 제1 소요 전력을 갖는 제1 장치에 전기적으로 연결될 때 배터리 팩의 외부 배터리 전압에 대응한다. 곡선(630)은, 배터리 팩이 제1 소요 전력과는 상이한 제2 소요 전력을 갖는 제2 장치에 전기적으로 연결될 때 배터리 팩의 외부 배터리 전압에 대응한다. 예를 들어, 제2 장치에 연관된 제2 소요 전력은 제1 장치에 연관된 제1 소요 전력과 상이할 수 있다(예를 들어, 더 높을 수 있다). 보다 구체적으로, 제2 장치에 의해 인출되는 초기 전류는 제1 장치에 의해 인출되는 초기 전류보다 높을 수 있다. 이러한 방식으로, 제2 장치에 연결될 때의 배터리 팩에 걸친 전압 강하는 제1 장치에 연결될 때의 배터리 팩에 걸친 전압 강하보다 크다.
도시된 바와 같이, 곡선(630)은, 곡선(620)이 선(640)과 교차하기 전에 배터리 팩 또는 배터리 구동식 시스템의 셧다운 전압에 대응하는 선(640)과 교차한다. 곡선들(610, 620, 630)이 선(640)과 교차하는 지점이 저 소요 전력을 갖는 장치, 제1 소요 전력을 갖는 제1 장치, 및 제2 소요 전력을 갖는 제2 장치에 연결될 때의 배터리 팩의 가용 용량(Quse)에 각각 대응한다는 점을 이해해야 한다. 예를 들어, 배터리 팩은 소요 전력이 낮은 장치에 연결될 때 최대 용량(650)을 갖다. 이어서, 배터리 팩은, 제1 장치에 연결될 때 더 작은 가용 용량(660)을 갖고, 제2 장치에 연결될 때 훨씬 더 작은 가용 용량(670)을 갖는다. 이는, 부분적으로, 제1 장치의 제1 소요 전력이 저 소요 전력 전력보다 크고 제2 장치의 제2 소요 전력(예를 들어, 초기 전류)이 제1 장치의 제1 소요 전력(예를 들어, 초기 전류)보다 크기 때문이다.
이미 고갈된(즉, 배터리 팩으로부터 장치로 전송된) 충전량(예를 들어, Qpass)은 그래프(600)에서 라인(680)에 의해 표시된다. 배터리 팩 또는 배터리 구동식 시스템이 계속해서 전하를 장치로 전송함에 따라 라인(680)이 오른쪽으로(예를 들어, 가용 용량에 더 가깝게) 이동한다는 점을 이해해야 한다. 또한, 배터리 팩의 충전 상태(SOC)는 아래 공식을 사용하여 결정될 수 있음을 이해해야 한다.
Figure pat00001
이 공식에서, Qpass는 이미 소진된 전하량에 해당한다. 또한, Quse는 배터리 팩의 가용 용량에 해당한다. 그래프(600)에 도시된 바와 같이, 라인(680)과 제1 장치의 가용 용량(660) 사이의 차(690)(예를 들어, 델타)는 라인(680)과 제2 장치의 가용 용량(670) 사이의 차(692)(예를 들어, 델타)보다 크다. 이와 같이, 제1 장치에 연결될 때의 배터리 팩 또는 배터리 구동식 시스템의 SOC는, 제2 장치에 연결될 때의 배터리 팩 또는 배터리 구동식 시스템의 SOC보다 크다. 이는, 부분적으로, 제1 장치에 연관된 제1 소요 전력(예를 들어, 초기 전류)이 제2 장치에 연관된 제2 소요 전력(예를 들어, 초기 전류)보다 낮기 때문이다.
전술한 바와 같이, 본 개시내용에 따른 배터리 팩의 배터리 제어기는, 배터리 팩에 연결될 수 있는 상이한 장치들의 소요 전력의 변동을 고려하기 위해 배터리 팩의 충전 상태를 조절하도록 구성될 수 있다. 이러한 방식으로, 본 개시내용에 따른 배터리 제어기에 의해 결정된 배터리 팩의 충전 상태는 현재 배터리 팩에 연결되어 있는 장치에 대하여 특정될 수 있다.
이제 도 6을 참조하면, 본 개시내용의 예시적인 실시예에 따른 배터리 팩에 전기적으로 연결된 장치의 동작을 제어하는 방법(700)의 흐름도가 제공된다. 방법(700)은 도 3을 참조하여 전술한 장치(400)의 제어기(420)에 의해 구현될 수 있다는 점을 이해해야 한다. 또한, 도 6은 예시 및 논의를 위해 특정 순서로 수행되는 단계들을 도시하고 있지만, 본 개시내용의 방법들은 특별히 예시된 순서 또는 배열로 제한되지 않는다. 방법(700)의 다양한 단계는, 본 개시내용의 범위를 벗어나지 않고 다양한 방식으로 생략, 재배열, 조합 및/또는 조정될 수 있다는 점을 이해해야 한다.
단계(702)에서, 방법(700)은, 장치의 제어기에 의해 장치에 전기적으로 연결된 배터리 팩으로부터 데이터를 취득하는 단계를 포함할 수 있다. 데이터는 배터리 팩의 임피던스를 나타낼 수 있다. 일부 구현예에서, 배터리 팩의 배터리 제어기는 유선 통신 링크를 통해 장치에 데이터(예를 들어, 임피던스)를 제공할 수 있다. 대체 구현예에서, 배터리 제어기는 무선 통신 링크를 통해 장치에 데이터를 제공할 수 있다.
단계(704)에서, 방법(700)은, 장치의 제어기에 의해, 단계(702)에서 취득된 데이터에 적어도 부분적으로 기초하여 장치가 배터리 팩으로부터 인출하는 전력의 최대량에 대한 조절을 결정하는 단계를 포함할 수 있다. 예를 들어, 장치의 전기 모터가 배터리 팩으로부터 인출하는 전력의 최대량에 대한 조절을 결정하는 단계는, 배터리 제어기에 의해 배터리 팩으로부터 전기 모터가 인출하는 전류를 조절하는 단계를 포함할 수 있다. 보다 구체적으로, 단계(702)에서 취득된 데이터가 배터리 팩의 임피던스가 임계값 미만임을 나타낼 때 배터리 팩으로부터 전기 모터가 인출하는 전류가 감소될 수 있다. 단계(706)에서, 방법(700)은, 장치의 제어기에 의해 장치가 조절된 전력량을 인출하도록 장치의 동작을 제어하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 주제를 이의 특정한 예시적인 실시예와 관련하여 상세하게 설명하였지만, 당업자는 전술한 내용을 이해하면 이러한 실시예에 대한 변경, 변형, 및 균등물을 용이하게 생성할 수 있음을 이해할 것이다. 이에 따라, 본 개시내용의 범위는 제한적인 것이 아니라 예시이며, 본 개시내용은, 당업자에게 명백하듯이 본 주제에 대한 이러한 수정, 변형 및/또는 추가의 포함을 배제하지 않는다.

Claims (24)

  1. 복수의 셀을 포함하는 배터리 팩의 충전 상태를 추정하는 방법으로서,
    상기 배터리 팩의 배터리 제어기에 의해, 상기 배터리 팩에 전기적으로 연결된 장치로부터 상기 장치에 대한 소요 전력(power requirement)을 나타내는 데이터를 취득하는 단계; 및
    상기 배터리 제어기에 의해, 상기 장치에 대한 소요 전력을 나타내는 데이터에 적어도 부분적으로 기초하여 상기 배터리 팩의 충전 상태를 결정하는 단계를 포함하는, 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 장치에 대한 소요 전력을 나타내는 데이터에 적어도 부분적으로 기초하여 상기 배터리 팩의 충전 상태를 결정하는 단계는, 상기 배터리 제어기에 의해, 상기 장치에 대한 소요 전력을 나타내는 데이터에 적어도 부분적으로 기초하여 상기 배터리 팩의 충전 상태를 제1 충전 상태로부터 제2 충전 상태로 조절하는 단계를 포함하는, 방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 제2 충전 상태는 상기 제1 충전 상태보다 작은, 방법.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 장치에 대한 소요 전력을 나타내는 데이터는 상기 장치의 하나 이상의 전기적 매개변수를 나타내는 데이터를 포함하는, 방법.
  5. 제4항에 있어서, 상기 하나 이상의 전기적 매개변수를 나타내는 데이터는, 상기 장치를 위한 최대 전류, 상기 장치를 위한 최대 전력, 상기 장치의 임피던스, 또는 상기 장치를 위한 정격 전류를 포함하는, 방법.
  6. 제2항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 장치는 전동 공구를 포함하는, 방법.
  7. 제6항에 있어서, 상기 장치에 대한 소요 전력을 나타내는 데이터를 취득하는 단계는, 상기 배터리 제어기에 의해, 상기 전동 공구의 전기 모터가 작업을 수행하기 위해 인출해야 하는 필요 전력량을 나타내는 데이터를 취득하는 단계를 포함하는, 방법.
  8. 제7항에 있어서, 상기 전동 공구는 무선 드릴을 포함하고, 상기 작업은 구멍을 뚫거나 파스너를 구동하는 것을 포함하는, 방법.
  9. 제7항 또는 제8항에 있어서, 상기 장치에 대한 소요 전력을 나타내는 데이터를 취득하는 단계는, 상기 배터리 제어기에 의해, 상기 전동 공구의 전기 모터가 작업을 수행하기 위해 인출해야 하는 필요 전류를 나타내는 데이터를 취득하는 단계를 포함하는, 방법.
  10. 제6항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전동 공구에 대한 소요 전력을 나타내는 데이터를 취득하는 단계는, 상기 배터리 제어기에 의해, 상기 전동 공구에 할당된 모델 번호를 나타내는 데이터를 취득하는 단계를 포함하는, 방법.
  11. 제10항에 있어서, 상기 배터리 팩의 충전 상태를 결정하는 단계는, 상기 전동 공구에 할당된 모델 번호를 상기 배터리 팩의 하나 이상의 메모리 장치에 저장되어 있는 룩업 테이블에 포함된 복수의 모델 번호 중의 하나에 매칭시키는 단계를 포함하고, 상기 룩업 테이블은 상기 복수의 모델 번호의 각각에 대한 소요 전력을 포함하는, 방법.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 배터리 제어기에 의해, 디스플레이 장치 상에 표시하기 위한 충전 상태를 나타내는 통지를 제공하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  13. 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 디스플레이 장치는 상기 배터리 팩에 연관된, 방법.
  14. 배터리 팩으로서,
    하나 이상의 배터리 셀; 및
    동작들을 수행하도록 구성된 제어기를 포함하고,
    상기 동작들은,
    상기 하나 이상의 배터리 셀에 전기적으로 연결된 장치로부터, 상기 장치에 대한 소요 전력을 나타내는 데이터를 취득하는 것; 및
    상기 장치에 대한 소요 전력을 나타내는 데이터에 적어도 부분적으로 기초하여 상기 배터리 팩의 충전 상태를 결정하는 것을 포함하는, 배터리 팩.
  15. 제14항에 있어서, 상기 장치는 전동 공구를 포함하는, 배터리 팩.
  16. 제15항에 있어서, 상기 전동 공구에 대한 소요 전력을 나타내는 데이터를 취득하는 것은, 상기 전동 공구가 작업을 수행하는 데 필요한 전력량을 나타내는 데이터를 취득하는 것을 포함하는, 배터리 팩.
  17. 제15항 또는 제16항에 있어서, 각각 상이한 모델 번호를 갖는 복수의 전동 공구에 대한 소요 전력을 나타내는 룩업 테이블을 저장하도록 구성된 하나 이상의 메모리 장치를 더 포함하는 배터리 팩.
  18. 제15항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전동 공구에 대한 소요 전력을 나타내는 데이터를 취득하는 것은 상기 전동 공구에 할당된 모델 번호를 취득하는 것을 포함하는, 배터리 팩.
  19. 제18항에 있어서, 상기 배터리 팩의 충전 상태를 결정하는 것은,
    상기 룩업 테이블에 포함된 모델 번호들 중의 하나 이상과 상기 전동 공구에 할당된 모델 번호의 비교에 적어도 부분적으로 기초하여 상기 전동 공구에 대한 소요 전력을 결정하는 것; 및
    상기 전동 공구를 위한 결정된 소요 전력에 적어도 부분적으로 기초하여 상기 배터리 팩의 충전 상태를 결정하는 것을 포함하는, 배터리 팩.
  20. 제15항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 장치에 대한 소요 전력을 나타내는 데이터를 취득하는 것은, 상기 배터리 제어기에 의해, 상기 전동 공구를 위한 전류 프로파일을 나타내는 데이터를 취득하는 것을 포함하고, 상기 전류 프로파일은 전류의 플롯(plot)을 시간 함수로서 포함하는, 배터리 팩.
  21. 제15항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전동 공구에 대한 소요 전력을 나타내는 데이터를 취득하는 것은, 상기 배터리 제어기에 의해, 전동 공구를 위한 전력 프로파일을 나타내는 데이터를 취득하는 것을 포함하고, 상기 전력 프로파일은 전력 또는 전류의 플롯을 시간 함수로서 포함하는, 배터리 팩.
  22. 제14항 내지 제21항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 장치에 대한 소요 전력을 나타내는 데이터에 적어도 부분적으로 기초하여 상기 배터리 팩의 충전 상태를 결정하는 것은, 상기 배터리 제어기에 의해, 상기 장치에 대한 소요 전력을 나타내는 데이터에 적어도 부분적으로 기초하여 상기 배터리 팩의 충전 상태를 제1 충전 상태로부터 제2 충전 상태로 조절하는 것을 포함하는, 배터리 팩.
  23. 전기 모터; 및
    동작들을 수행하도록 구성된 제어기를 포함하는 전동 공구로서,
    상기 동작들은,
    상기 전기 모터에 전기적으로 연결된 배터리 팩으로부터 상기 배터리 팩의 임피던스를 나타내는 데이터를 취득하는 것;
    상기 배터리 팩의 임피던스를 나타내는 데이터에 적어도 부분적으로 기초하여 상기 전기 모터가 상기 배터리 팩으로부터 인출하는 조절된 전력량을 결정하는 것; 및
    상기 전기 모터가 상기 배터리 팩으로부터 상기 조절된 전력량을 인출하도록 상기 전기 모터의 동작을 제어하는 것을 포함하는, 전동 공구.
  24. 제23항에 있어서, 상기 전기 모터가 상기 배터리 팩으로부터 인출하는 조절된 전력량을 결정하는 것은, 상기 전기 모터가 상기 배터리 팩으로부터 인출하는 전류를 감소시키는 것을 포함하는, 전동 공구.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004094607A (ja) * 2002-08-30 2004-03-25 Matsushita Electric Ind Co Ltd 携帯情報機器、及びその充電状態最適化方法とプログラム、並びに、電池管理サーバ、及びそれによる電池式電気機器の充電状態最適化方法とプログラム
ES2502565T3 (es) * 2010-11-03 2014-10-03 Felco Motion Sa Método y aparato para aportar energía a un dispositivo herramienta de carga eléctrica sostenible manualmente
KR101905076B1 (ko) * 2012-02-02 2018-10-08 삼성에스디아이 주식회사 배터리 팩 제어장치를 구비한 전동공구 및 그 제어방법
JP6207127B2 (ja) * 2012-07-12 2017-10-04 株式会社マキタ 測定システム
EP3560062A4 (en) * 2016-12-23 2020-06-24 Black & Decker Inc. CORDLESS ELECTRIC TOOL SYSTEM
US10283987B1 (en) * 2018-02-06 2019-05-07 Amazon Technologies, Inc. Dynamic adjustment of capacity threshold for a battery unit
US11011053B2 (en) * 2018-07-31 2021-05-18 Tti (Macao Commercial Offshore) Limited Systems and methods for remote power tool device control
US20210376630A1 (en) * 2018-10-18 2021-12-02 Husqvarna Ab Tool Charging System

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