KR20220119748A - 배터리 제작 동안 배터리 뱅크를 사용하는 배터리 충전 및 방전 - Google Patents

배터리 제작 동안 배터리 뱅크를 사용하는 배터리 충전 및 방전 Download PDF

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KR20220119748A
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데니스 가스톤 파우테욱스
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테크트로닉 코드리스 쥐피
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Abstract

장치는 복수의 배터리를 포함하는 배터리의 세트의 제작 동안 복수의 배터리에 전기적으로 연결되도록 구성된 충전 회로를 포함한다. 장치는 복수의 배터리 중 각각의 배터리의 형성 과정 동안 복수의 배터리에 전하를 공급하고 형성 과정 동안 복수의 배터리로부터 전하를 수용하도록 구성된 배터리 뱅크를 더 포함한다. 배터리 뱅크는, 배터리 뱅크가 배터리의 세트 중 각각의 복수의 배터리에 대해, 적어도 문턱값 충전 속도에 기초하여 특정한 수의 배터리를 동시에 충전하게 하고, 배터리의 세트 중 각각의 복수의 배터리에 대해, 적어도 문턱값 방전 속도에 기초하여 특정한 수의 배터리를 동시에 방전하게 하는 적어도 하나의 속성을 갖는다.

Description

배터리 제작 동안 배터리 뱅크를 사용하는 배터리 충전 및 방전
관련 출원에 대한 상호 참조
본 출원은 미국 특허 출원 제16/792,049호(출원일: 2020년 2월 14)의 우선권의 이득을 주장하고, 이는 전문이 참조에 의해 본 명세서에 원용된다.
기술 분야
본 발명은 일반적으로 배터리, 더 구체적으로, 배터리 제작 동안 배터리 뱅크(battery bank)를 사용하는 배터리 충전 및 방전에 관한 것이다.
다양한 형태의 배터리의 사용은 오늘날 세계에서 거의 어디서나 볼 수 있게 되었다. 전동 공구(예를 들어, 드릴, 톱, 잔디 깎기 기계, 송풍기, 샌더 등), 소형 가전 제품(예를 들어, 믹서, 분쇄기, 커피 분쇄기 등), 통신 디바이스(예를 들어, 스마트폰, 개인 정보 단말기 등), 사무 장비(예를 들어, 컴퓨터, 태블릿, 프린터 등)와 같은 휴대용 또는 무선 디바이스가 점점 더 많이 광범위하게 사용됨에 따라, 다양한 화학 반응 및 구성의 배터리 기술의 사용이 아주 흔하다.
배터리 제작은 일반적으로 다수의 과정, 예컨대, 물리적 조립 과정, 형성 과정 및 다른 과정을 포함한다. 형성 과정은 배터리 전지의 작동 물질을 생성하거나 또는 활성화시키기 위해 배터리 전지를 반복적으로 충전하고 방전하는 것을 포함할 수 있다. 본 명세서에서 언급된 바와 같이, 특정한 형성 과정이 복수의 배터리, 배터리의 군, 또는 배터리의 하위세트에 수행된다. 예를 들어, 본 명세서에서 언급된 바와 같이, 제1 형성 과정은 제1 복수(또는 제1 군 또는 하위세트)의 배터리에 수행될 수 있고, 제2 형성 과정은 제1 형성 과정 후 제2 복수(또는 제2 군 또는 하위세트)의 배터리에서 수행될 수 있다.
형성 과정이 다량의 에너지의 사용을 수반하여, 배터리 전지 제작 공장의 큰 에너지 풋프린트를 발생시킬 수 있다. 예를 들어, 배터리 전지 제작 공장은, 배터리의 군 등을 반복적으로 충전하고 방전하기 전에 수시간 또는 수일에 걸쳐 배터리의 또 다른 군을 반복적으로 충전하고 방전할 수 있다. 배터리의 각각의 군을 반복적으로 충전하고 방전하는 것이 비교적 큰 양의 에너지를 사용한다면, 배터리 제작 비용이 많이 들 수 있고 방전으로 에너지가 낭비되어, 에너지를 제작 시설에 공급하는 전력망에 불필요한 부담을 준다.
본 개시내용의 적어도 일부 양상에 따른 배터리 전지 제작 공장은 배터리 뱅크를 사용하여 형성 과정을 수행하도록 구성된다. 예를 들어, 주 전기 공급부(예를 들어, 전력망)를 사용하는 형성 과정 동안 배터리의 군을 충전하고 이어서 저항성 부하를 사용하여 배터리의 군을 방전하는 대신에, 에너지는 형성 과정의 충전 부분 동안 배터리 뱅크로부터 배터리의 군으로 제공될 수 있고 이어서 형성 과정의 방전 부분 동안 배터리 뱅크로 복귀될 수 있다. 형성 과정의 완료 후, 배터리 뱅크에 저장된 에너지는 하나 이상의 다른 형성 과정 동안 배터리의 하나 이상의 다른 군을 충전하도록 사용될 수 있다. 그 결과, 에너지는, 주 전기 공급부를 사용하여 배터리를 충전하고 이어서 저항성 부하를 통해 배터리를 방전하는 제작 과정과 같은, 특정한 다른 제작 과정과 비교할 때 배터리의 다수의 군 간에 "재활용"되어, 에너지 소비를 감소시키고 형성 과정을 수행하도록 활용되는 시스템의 에너지 효율을 개선시킨다.
배터리 뱅크는 배터리의 다수의 군 간에 에너지 "재활용"을 가능하게 하는 적어도 하나의 속성을 갖는다. 적어도 하나의 속성은 배터리 뱅크가 적어도 문턱값 충전 속도에 기초하여 각각의 형성 과정 동안 특정한 수의 배터리를 동시에 충전하게 하고 적어도 문턱값 방전 속도에 기초하여 형성 과정 동안 특정한 수의 배터리를 동시에 방전하게 한다. 게다가, 적어도 하나의 속성은 배터리 뱅크가 다수의 형성 과정 동안 배터리의 다수의 군을 반복적으로 충전하고 방전하게 한다.
예시를 위해, 일부 구현예에서, 배터리의 각각의 군은 비교적 다수의 배터리, 예컨대, 수백개의 배터리, 수천개의 배터리, 또는 또 다른 수의 배터리를 포함한다. 이 경우에, 배터리 뱅크는 비교적 큰 에너지 저장 용량, 예컨대, 배터리의 군의 결합된 에너지 저장 용량 이상인 에너지 저장 용량을 가질 수 있다. 대안적으로 또는 부가적으로, 배터리 뱅크의 임피던스는 문턱값 충전 속도, 문턱값 방전 속도, 또는 둘 다를 가능하게 하도록 설정될 수 있다. 일부 구현예에서, 배터리 뱅크의 임피던스는 배터리의 군의 결합된 임피던스에 매칭된다.
대안적으로 또는 부가적으로, 일부 예에서, 배터리 뱅크에 포함된 배터리의 수는, 배터리 뱅크의 에너지 저장 용량이 배터리의 군의 결합된 에너지 저장 용량 이상이 되도록 선택될 수 있다. 대안적으로 또는 부가적으로, 일부 구현예에서, 배터리 뱅크의 특정한 전지 유형은 문턱값 충전 속도, 문턱값 방전 속도, 또는 둘 다를 가능하게 하도록 선택된다.
배터리 뱅크를 사용하는 에너지 "재활용"은 일반적으로 에너지 손실, 예컨대, 배터리 뱅크의 방전 및 재충전 동안의 열에너지 소산으로 인한 기생 에너지 손실과 연관된다는 점을 이해할 것이다. 에너지 손실을 보상하기 위해, 재충전 회로(예를 들어, "탑-오프 디바이스(top-off device)")가 배터리 뱅크에 포함되거나 또는 이에 결합될 수 있다. 재충전 회로는 배터리 뱅크를 재충전하여 에너지 손실을 처리하도록 구성될 수 있다. 추가의 예시를 위해, 재충전 회로는 전력원, 예컨대, 주 전기 공급부 또는 발전기에 대한 연결부를 포함할 수 있다. 일부 구현예에서, 재충전 회로는 타이머 회로 및 스위치를 포함한다. 타이머 회로는 스위치를 활성화시킴으로써(예를 들어, 실례가 되는 예로서, 문턱값 수의 형성 과정 시 또는 문턱값 시간 간격 후) 배터리 뱅크를 전력원에 주기적으로 결합시키도록 구성될 수 있다. 배터리 뱅크를 재충전한 후, 재충전 회로는 (예를 들어, 스위치를 비활성화시킴으로써) 전력원으로부터 분리될 수 있다.
본 개시내용의 특정한 양상과 연관된 하나의 부가적인 기술적 이점은 정전, 예컨대, 블랙아웃 이벤트, 절전 이벤트, 또는 둘 다를 겪을 수 있는 전력망에 대한 감소된 의존도이다. 예를 들어, 배터리 전지 제작 공장은 종종 개발도상국에 위치될 수 있다. 일부 개발도상국에서, 전력망에 의해 공급되는 전력은 신뢰할 수 없고 정전(예를 들어, 블랙아웃 이벤트, 절전 이벤트, 또는 둘 다)되기 쉬울 수 있다. 본 개시내용의 양상에 따라 배터리 뱅크를 사용하여 형성 과정을 수행함으로써, 형성 과정 동안 배터리에 공급되는 전력의 중단이 감소되거나 또는 방지될 수 있다. 그 결과, 일부 경우에, 배터리 뱅크의 사용이 전력 중단으로 인한 형성 과정의 중단에 의해 유발되는 배터리의 손상의 방지를 가능하게 하여, 배터리 수율을 증가시킬 수 있다.
전술한 내용은, 다음의 본 발명의 상세한 설명이 더 잘 이해될 수 있게 하기 위해 본 발명의 특징 및 기술적 이점을 약간 대략적으로 약술하였다. 본 발명의 부가적인 특징 및 이점이 이하에 설명될 것이고 이는 본 발명의 청구범위의 주제를 형성한다. 당업자라면, 개시된 개념 및 특정한 실시형태가 본 발명의 동일한 목적을 수행하기 위해 다른 구조를 변경하거나 또는 설계하기 위한 기반으로서 손쉽게 활용될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 이러한 등가의 구성이 첨부된 청구범위에 제시된 바와 같이 본 발명의 정신 및 범위로부터 벗어나지 않는다는 것을 당업자라면 또한 알 것이다. 본 발명의 특성이라고 여겨지는 새로운 특징은, 이것의 구성 및 작동 방법 둘 다에 대해, 추가의 목적 및 이점과 함께, 첨부된 도면과 관련하여 고려될 때, 다음의 설명으로부터 더 잘 이해될 것이다. 그러나, 도면의 각각이 예시 및 설명의 목적만을 위해 제공되고 본 발명의 한계의 정의로서 의도되지 않는다는 것을 분명하게 이해한다.
본 발명의 더 완전한 이해를 위해, 이제 첨부 도면과 함께 다음의 설명을 참조한다:
도 1은 본 개시내용의 일부 양상에 따른 형성 라인, 충전 회로, 및 배터리 뱅크를 포함하는 시스템을 도시한다;
도 2는 본 개시내용의 일부 양상에 따른 도　1의 시스템의 또 다른 도면을 도시한다; 그리고
도 3은 본 개시내용의 일부 양상에 따른 도　1 또는 도　2의 시스템에 의해 수행될 수 있는 방법을 예시하는 흐름도를 도시한다.
도 1을 참조하면, 시스템의 특정한 실례가 되는 예가 도시되고 그 전체가 '100'으로 나타나 있다. 특정한 예에서, 시스템(100)은 배터리 전지 제작 공장에 대응하거나 또는 배터리 전지 제작 공장 내에 포함된다.
도 1의 예에서, 시스템(100)은 제작 라인(102), 제어기(110), 충전 회로(128), 및 배터리 뱅크(130)를 포함한다. 제작 라인(102)은 배터리의 세트(140)의 제작 동안 작동을 수행하도록 구성된다. 일부 예에서, 배터리의 세트(140)는 특정한 수의 배터리, 예컨대, 수천개의 배터리 또는 또 다른 수의 배터리를 포함한다. 일부 구현예에서, 제작 라인(102)은 배터리의 세트(140)를 대량 생산하기 위해 제작 과정을 수행하도록 구성된다. 배터리의 세트(140)는 비제한적인, 실례가 되는 예로서, 리튬-이온 배터리(LiB), 나트륨-이온 배터리(NIB), 고체-상태 배터리, 또는 다른 배터리를 포함할 수 있다.
제어기(110)는 제작 라인(102)에, 충전 회로(128)에, 그리고 배터리 뱅크(130)에 연결된다. 일부 예에서, 제어기(110)는 명령 인터페이스(112)를 포함한다. 특정한 예에서, 제어기(110)는 프로세서 및 프로세서에 결합되고 본 명세서에서 설명된 하나 이상의 작동, 예컨대, 제작 라인(102)의 하나 이상의 작동을 개시하거나, 수행하거나 또는 제어하기 위해 프로세서에 의해 실행 가능한 명령어를 저장하도록 구성되는 메모리를 포함한다.
시스템(100)의 작동 동안, 제작 라인(102)은 배터리의 세트(140)와 연관된 제작 작동을 수행한다. 예시를 위해, 일부 예에서, 제작 라인(102)은 배터리의 세트(140) 중 제1 복수의 배터리(142)(예를 들어, 배터리의 세트(140) 중 제1의 적절한 하위세트)를 수용하고 제1 복수의 배터리(142)에서 특정한 제작 과정을 수행하도록 구성된다. 도 1의 예에서, 제작 라인(102)은 제1 복수의 배터리(142) 중 각각의 배터리의 제1 형성 과정을 수행하도록 구성된다. 제작 라인(102)은 배터리의 세트(140)의 배터리에 포함된 전지의 특성을 제어하도록 구성된 인프라스트럭처를 포함한다.
예를 들어, 도 2를 참조하면, 본 개시내용에 따른 도 1의 제작 라인(102)의 예시적인 양상을 예시하는 블록도가 도시된다. 도 2에 예시된 예에서, 제작 라인(102)은 형성 스테이션(206)을 포함한다. 형성 스테이션(206)은 충전 회로(128)에 연결된다. 일부 구현예에서, 제작 라인(102)은 형성 스테이션(206)에 연결된 하나 이상의 에이징 스테이션(aging station), 예컨대, 에이징 스테이션(204) 및 에이징 스테이션(208)을 더 포함한다. 제작 라인(102)은 또한 분류 스테이션(210), 테스트 스테이션(212), 및 점검/식별 스테이션(214)을 포함한다. 도 2에 도시된 스테이션의 수, 유형 및 순서는 예시적인 것이며 다른 구현예가 상이한 수의 스테이션, 상이한 유형의 스테이션, 상이한 순서의 스테이션, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다는 것에 유의한다.
작동 동안, 제어기(110)는 제작 라인(102)의 작동을 개시하거나 또는 제어한다. 예를 들어, 제어기(110)는 에이징 스테이션(204)이 수행하는 에이징 과정의 작동을 개시하거나 또는 제어하도록 구성될 수 있다. 일부 구현예에서, 에이징 스테이션(204)은 배터리의 세트(140)의 제작 동안 주변 에이징 과정을 수행하도록 구성되고, 에이징 스테이션(208)은 배터리의 세트(140)의 제작 동안 고온 에이징 과정을 수행하도록 구성된다. 또 다른 구현예에서, 에이징 스테이션(204)은 배터리의 세트(140)의 제작 동안 고온 에이징 과정을 수행하도록 구성되고, 에이징 스테이션(208)은 배터리의 세트(140)의 제작 동안 주변 에이징 과정을 수행하도록 구성된다. 다른 구현예에서, 상이한 수의 에이징 과정 또는 상이한 수의 에이징 스테이션이 사용될 수 있다.
일부 예에서, 제어기(110)는 에이징 스테이션(204)이 수행하는 에이징 과정의 완료를 결정하고 에이징 스테이션(204)으로부터 형성 스테이션(206)으로의 제1 복수의 배터리(142)의 이송을 개시하도록 구성될 수 있다. 일부 구현예에서, 하나의 스테이션으로부터 또 다른 스테이션으로의 제1 복수의 배터리(142)의 이송은 제작 라인(102)의 자동화된 운반 시스템을 활성화시키는 것을 포함한다. 자동화된 운반 시스템은 비제한적인, 실례가 되는 예로서, 제1 복수의 배터리(142) 중 하나 이상을 하나의 스테이션으로부터 또 다른 스테이션으로, 예컨대, 에이징 스테이션(204)으로부터 형성 스테이션(206)으로 이송하도록 구성될 수 있다. 제1 복수의 배터리(142)는 수송 동안 운반 시스템을 통해 제1 복수의 배터리를 운반 시스템에 대해 원하는 방향 및/또는 위치에 유지하도록 구성된 하나 이상의 컨테이너, 예컨대, 트레이 또는 다른 기구로 수송될 수 있다.
충전 회로(128)는 제1 복수의 배터리(142)가 형성 스테이션(206)에 도착 시 제1 복수의 배터리(142)에 전기적으로 연결되도록 구성된다. 예를 들어, 일부 구현예에서, 충전 회로(128)는 제1 복수의 배터리(142)의 배터리 단자에 부착되도록 구성된 복수의 리드를 포함한다. 형성 스테이션(206)은 전기적 연결을 용이하게 하는 방식으로 제1 복수의 배터리(142)를 지향시키도록, 예컨대, 배터리 단자가 복수의 리드에 접근 가능하게 하기 위해 제1 복수의 배터리(142)를 지향시키도록 구성된 배터리 리셉터클 또는 다른 유형의 컴포넌트를 포함할 수 있다.
제1 형성 과정의 충전 단계를 용이하게 하기 위해 제1 복수의 배터리(142)가 형성 스테이션(206)에 위치되어 있는 동안 배터리 뱅크(130)는 전하(132)를 제1 복수의 배터리(142)에 공급하도록 구성된다. 예를 들어, 배터리 뱅크(130)는 (예를 들어, 제1 형성 과정 동안 제1 복수의 배터리(142)에 부착되는 충전 회로(128)의 하나 이상의 리드를 사용하여) 전하(132)를 충전 회로(128)를 통해 제1 복수의 배터리(142)로 이송하도록 구성될 수 있다. 제1 형성 과정은 또한 충전 단계 동안 제1 복수의 배터리(142)에 제공되는 전하(132) 또는 전하(132)의 일부가 충전 회로(128)를 통해 배터리 뱅크(130)로 복귀되는 방전 단계를 포함한다. 예를 들어, 배터리 뱅크(130)는 제1 형성 과정의 방전 단계 동안 제1 복수의 배터리(142)로부터 전하(132)의 적어도 일부를 수용하도록 구성되고, 방전 단계는 전하(132)를 제1 복수의 배터리(142)에 제공한 후(예를 들어, 충전 단계 후) 발생한다. 예를 들어, 배터리 뱅크(130)는 (예를 들어, 제1 형성 과정 동안 제1 복수의 배터리(142)에 부착되는 충전 회로(128)의 하나 이상의 리드를 사용하여) 제1 복수의 배터리(142)로부터 충전 회로(128)를 통해 전하(132)를 수용하도록 구성될 수 있다.
일부 예에서, 형성 스테이션(206)은 하나 이상의 다른 기준 또는 이들의 조합에 기초하여, 제1 형성 과정 중 특정한 지속시간 동안, 제1 형성 과정 중 특정한 수의 충전/방전 사이클 동안 제1 복수의 배터리(142)를 반복적으로 충전하고 방전하도록 구성된다. 일부 구현예에서, 제1 형성 과정은 제1 복수의 배터리(142)의 애노드의 표면 상에 하나 이상의 층을 생성하는 단계를 포함한다. 하나 이상의 층은 실례가 되는 예로서, 고체 전해질 계면상(solid electrolyte interphase: SEI) 층을 포함할 수 있다. 제어기(110)는 제1 복수의 배터리(142)의 충전 또는 방전을 제어함으로써, 예컨대, 배터리 뱅크(130)를 사용하여 제1 복수의 배터리(142)를 충전함으로써, 배터리 뱅크(130)를 사용하여 제1 복수의 배터리(142)를 방전함으로써 또는 둘 다에 의해 하나 이상의 층의 생성을 개시하도록 구성될 수 있다. 제어기(110)는 제1 복수의 배터리(142)의 애노드의 표면 상에 SEI 층을 생성하는, 제1 복수의 배터리(142)에 제공되는 전류의 범위 및 전압의 범위를 결정하도록 구성될 수 있다. 일부 구현예에서, SEI 층의 생성은 배터리 전지 성능 및 안정성을 증가시킨다.
특정한 예에서, 제어기(110)는 제1 형성 과정의 완료를 검출하는 것에 응답하여 형성 스테이션(206)으로부터 에이징 스테이션(208)으로의 제1 복수의 배터리(142)의 이송을 개시하도록 구성되고, 제1 형성 과정의 완료는 단일의 충전/방전 사이클 또는 다수의 충전/방전 사이클 후 발생할 수 있다. 제1 형성 과정 후, 하나 이상의 다른 작동이 제1 복수의 배터리(142)에 수행될 수 있다. 예시를 위해, 일부 예에서, 에이징 과정은 제1 형성 과정 후 에이징 스테이션(208)에서의 제1 복수의 배터리(142)에 수행된다. 일부 예에서, 에이징 스테이션(204)은 주변 에이징 과정(예를 들어, 상온(room-temperature: RT) 에이징 과정) 또는 고온(high-temperature: HT) 에이징 과정 중 하나를 수행하도록 구성되고, 에이징 스테이션(208)은 주변 에이징 과정 또는 고온 에이징 과정 중 다른 하나를 수행하도록 구성된다. 일부 구현예에서, 하나 이상의 에이징 과정의 사용은 하나 이상의 층(예를 들어, SEI 층)의 안정화를 가능하게 한다. 일부 예에서, SEI 층은 (예를 들어, 하나 이상의 에이징 과정의 완료 후 제1 복수의 배터리(142)와 연관된 전압 특성, 임피던스 특성, 또는 전류 특성 중 하나 이상을 테스트함으로써) 하나 이상의 전지 결함에 대해 점검된다. RT 에이징 과정 또는 HT 에이징 과정의 사용은 배터리 화학 반응, 다양한 전해질 용매 및 첨가제의 사용, 하나 이상의 다른 매개변수, 또는 이들의 조합과 관련될 수 있다. 특정한 에이징 과정이 예시를 위해 설명되고 다른 구현예가 도　2의 예를 참조하여 설명된 것과는 상이한 수, 유형, 또는 순서의 에이징 과정을 포함할 수 있다는 것을 이해해야 한다. 예를 들어, 상이한 배터리 화학 반응 또는 제작 과정은 상이한 수, 유형, 또는 순서의 에이징 과정과 연관될 수 있다.
추가의 예시를 위해, 에이징 과정과 관련하여, 배터리 전지는 특정한 충전 수준으로(예를 들어, 100% 충전 상태(state-of-charge: SOC)로) 충전될 수 있고 과정에 따라 특정한 온도(예를 들어, RT 또는 HT)로 유지될 수 있다. 예를 들어, 제어기(110)는 제1 복수의 배터리(142)를 100% SOC로 충전하고 하나 이상의 에이징 과정을 개시하는 동안, 후 또는 전에 100% SOC를 검증하도록 구성될 수 있다. 제어기(110)는, 전지 전압 및 교류 내부 저항(alternating current internal resistance: ACIR)과 같은, 하나 이상의 배터리 전지 매개변수를 에이징 과정 동안 모니터링하도록 구성될 수 있다.
에이징 과정의 완료 시, 제어기(110)는 하나 이상의 배터리 전지 매개변수를 검증하도록 구성될 수 있다. 제어기(110)는 하나 이상의 배터리 전지 매개변수의 검증에 기초하여 배터리 전지를 "통과" 또는 "실패" 처리하도록 구성될 수 있다. 예시를 위해, 제어기(110)는 에이징 과정의 완료 후, 전지 전압이 전지 설계에 따라 특정한 전압 문턱값 초과인 것을 검증하도록 구성될 수 있다. 대안적으로 또는 부가적으로, 일부 제조 과정에서, 제어기(110)는 에이징 과정의 완료 후, 전지 ACIR이 ACIR 문턱값 미만인 것을 검증하도록 구성된다.
검증 후, 검증 작동을 충족시키는 배터리가 "통과된" 것으로 처리되고 포장 및 배송을 위해 준비될 수 있다. 전지가 하나 이상의 검증 작동을 충족시키는 데 실패한 배터리는 불량 처리(예를 들어, 폐기되거나 또는 재활용)되거나, (예를 들어, 비합치되거나 또는 검증 작동을 "통과"하지 못한 것으로) 표시되거나, 또는 하나 이상의 다른 작동을 거칠 수 있다. 일부 예에서, 배터리는, 제1 등급(예를 들어, "최상" 성능의 배터리용), 제2 등급(예를 들어, 일반적인 성능 특성을 가진 배터리용), 및 제3 등급과 같은 다수의 등급과 연관된 등급화 시스템에 따라 (예를 들어, 전지 테스트 또는 검증 동안 결정되는 전지 성능에 기초하여) "등급화"된다. 배터리는 등급화 시스템에 기초하여 상이한 디바이스에서 구현될 수 있다. 예로서, 제1 등급과 연관된 배터리는 제1 유형의 디바이스에서 구현될 수 있고, 제2 등급과 연관된 배터리는 제2 유형의 디바이스에서 구현될 수 있고, 제3 등급과 연관된 배터리는 폐기되거나 또는 재활용될 수 있다. 다른 구현예에서, 예컨대 상이한 수의 등급(예를 들어, 2개의 등급, 4개의 등급, 또는 또 다른 수의 등급)을 사용함으로써 하나 이상의 다른 등급화 시스템 또는 기법이 사용될 수 있다. 일 양상에서, 등급화 시스템은 배터리를 상이한 고객에게 배포하기 위해, 예컨대, 고객이 명시하는 특정한 등급과 매칭되는 배터리를 각각의 고객에게 제공하기 위해 사용될 수 있다. 전지가 임의의 고객 필요조건을 충족시키지 못한다면, 전지는 폐기/재활용되어야 한다.
일부 예에서, 분류 스테이션(210)은 배터리의 세트(140)의 분류를 수행하도록 구성된다. 예를 들어, 분류 스테이션(210)은 제1 분류 과정을 수행하여 제1 복수의 배터리(142) 중 배터리를 분류하도록 구성될 수 있다. 특정한 구현예에 따라, 배터리 분류는 에이징 스테이션(204, 208)이 수행하는 에이징 과정 전에, 동안 또는 후에 수행될 수 있다. 일부 예에서, 배터리 분류는 실례가 되는 예로서, 배터리 성능 또는 용량에 기초하여 배터리를 등급화하고 분류하는 것을 포함한다.
도 2의 예에서, 테스트 스테이션(212)은 배터리의 세트(140)의 테스트를 수행하도록 구성된다. 예를 들어, 테스트 스테이션(212)은 제1 복수의 배터리(142)의 제1 테스트 과정을 수행하도록 구성될 수 있다. 일부 예에서, 배터리 테스트는 각각의 복수의 배터리의 개회로 전압(open-circuit voltage: OCV) 테스트, 각각의 복수의 배터리의 교류 내부 저항(ACIR) 테스트, 하나 이상의 다른 테스트, 또는 이들의 조합을 포함한다.
일부 예에서, 점검/식별 스테이션(214)은 배터리의 세트(140)의 점검, 배터리의 세트(140)의 식별, 또는 이들의 조합을 수행하도록 구성된다. 예를 들어, 점검/식별 스테이션(214)은 제1 복수의 배터리(142)의 제1 시각적 점검 및 식별(예를 들어, 카메라 또는 또 다른 디바이스를 사용함)을 수행하도록 구성될 수 있다.
일부 예에서, 점검/식별 스테이션(214)이 수행하는 점검 및 식별은 배터리의 세트(140) 중 하나 이상의 배터리의 운송 상태 전압을 검증하는 것을 포함할 수 있다. 일부 예에서, 점검/식별 스테이션(214)은 배터리의 세트(140) 중 각각의 배터리의 운송 상태 전압을 (예를 들어, 병렬인 복수의 배터리의 각각의 운송 상태 전압을 테스트함으로써) 테스트하도록 구성된다. 또 다른 예에서, 점검/식별 스테이션(214)은 운송 상태 전압 검증을 위해 예컨대 배터리의 세트(140) 중 샘플을 무작위로 또는 의사-무작위로 선택함으로써, 배터리의 세트(140) 중 샘플의 운송 상태 전압을 검증하도록 구성된다. 일부 구현예에서, 점검 및 검증은 배터리 전압 검사, 배터리 임피던스 검사 및 시각적 검사를 수행하는 것을 포함한다. 대안적으로 또는 부가적으로, 배터리 전압 검사, 배터리 임피던스 검사 및 시각적 검사 중 하나 이상은 분류 스테이션(210)이 수행하는 분류 동안 수행될 수 있다. 일부 예에서, 배터리 전압 검사, 배터리 임피던스 검사 및 시각적 검사는 비해체(non-intrusive) 검사이며, 배터리 전지의 특정한 상태(예를 들어, "자연적" 상태)를 변경하는 일 없이 수행된다.
도 1을 다시 참조하면, 제1 복수의 배터리(142) 및 제작 라인(102)을 참조하여 설명된 하나 이상의 작동은 배터리의 세트(140) 중 다른 배터리, 예컨대, 배터리의 세트(140) 중 제2 복수의 배터리(144)(예를 들어, 제1 복수의 배터리(142)와는 다른, 배터리의 세트(140) 중 제2의 적절한 하위세트)에 대해 수행될 수 있다. 예시를 위해, 형성 스테이션(206)은 제작 라인(102)에 의한 배터리의 세트(140)의 제작 동안 제2 복수의 배터리(144)를 수용하도록 구성되고, 충전 회로(128)는 위에서 설명된 바와 같이, 제2 복수의 배터리(144)를 형성 스테이션(206)에 배치할 때 제2 복수의 배터리(144)에 전기적으로 연결되도록 구성된다.
배터리 뱅크(130)는 제2 복수의 배터리(144) 중 각각의 배터리의 제2 형성 과정의 충전 단계 동안 전하(132)를 제2 복수의 배터리(144)에 공급하도록 구성된다. 배터리 뱅크(130)는 제2 형성 과정의 방전 단계 동안 제2 복수의 배터리(144)로부터 전하(132)의 적어도 일부를 수용하도록 구성된다.
일부 예에서, 배터리의 세트(140) 중 각각의 배터리는, 예컨대 형성 과정의 완료 전에 배터리 뱅크(130)를 사용하여 특정한 운송 상태 전압 수준으로 충전(또는 방전)된다. 예시를 위해, 특정한 배송, 저장 및 처리 기법은 특정한 충전 수준(예를 들어, 80% 충전, 50% 충전, 20% 충전, 또는 또 다른 퍼센트의 충전)의 배터리를 수반할 수 있다. 일부 예에서, 복수의 배터리의 충전 상태는 배터리 뱅크(130)를 충전하거나 또는 방전함으로써 복수의 배터리의 형성 과정의 완료 전에 특정한 운송 상태 전압 수준으로 설정된다.
일부 구현예에서, 제어기(110)는 제작 라인(102)의 작동을 제어하도록 구성된다. 예를 들어, 제어기(110)는 배터리 뱅크(130)로부터 제1 복수의 배터리(142)로의 전하(132)의 이송, 제1 복수의 배터리(142)로부터 배터리 뱅크(130)로의 전하(132)의 적어도 일부의 복귀, 배터리 뱅크(130)로부터 제2 복수의 배터리(144)로의 전하(132)의 이송, 및 제2 복수의 배터리(144)로부터 배터리 뱅크(130)로의 전하(132)의 적어도 일부의 복귀를 제어하도록 구성될 수 있다.
추가의 예시를 위해, 일부 구현예에서, 제어기(110)는 제1 형성 과정 동안 수행되는 충전/방전 사이클의 실행 수를 추적하는 값을 저장하도록 구성된 계수기를 포함하거나 또는 이에 연결된다. 제어기(110)는 상기 값이 충전/방전 사이클의 문턱값 수를 충족시키는 것에 응답하여 제1 형성 과정의 완료를 검출하도록 구성될 수 있다. 또 다른 예에서, 상기 값은 제1 형성 과정의 실행 지속시간을 추적하고, 제어기(110)는 상기 값이 문턱값 지속시간을 충족시키는 것에 응답하여 제1 형성 과정의 완료를 검출하도록 구성된다. 다른 구현예에서, 형성 과정 동안 충전/방전 사이클의 제어를 용이하게 하도록 제어기(110)에 의해 다른 기법이 이용될 수 있다.
일부 구현예에서, 명령 인터페이스(112)는 제작 라인(102)의 작동과 연관된 하나 이상의 명령을 수신하도록 구성된다. 예를 들어, 명령 인터페이스(112)는 실례가 되는 예로서, 제작 공장 컴퓨터 시스템으로부터, 제작 라인(102)의 하나 이상의 센서 또는 다른 디바이스로부터, 또는 이들의 조합으로부터 하나 이상의 명령을 수신할 수 있다.
특정한 예로서, 명령 인터페이스(112)는 제1 명령(114)을 수신하도록 구성될 수 있고, 제어기(110)는 제1 명령(114)에 응답하여 배터리 뱅크(130)로부터 제1 복수의 배터리(142)로의 전하(132)의 이송을 개시하도록 구성될 수 있다. 제1 명령(114)은 예컨대 복수의 배터리가 형성 스테이션(206)에 도착했고 복수의 리드를 통해 충전 회로(128)에 전기적으로 연결되었다는 것을 나타내는, 제작 라인(102)의 운반 시스템에 의해 제공된 피드백에 기초하여 명령 인터페이스(112)에서 수신될 수 있다. 부가적으로 또는 대안적으로, 제1 명령(114)은 사용자 입력에 기초하여, 예컨대, 복수의 배터리가 형성 과정을 시작할 준비가 된 것을 나타내는, 사용자 단말기 또는 컴퓨터로부터 수신될 수 있다. 또 다른 예로서, 명령 인터페이스(112)는 제2 명령(116)을 수신하도록 구성될 수 있고, 제어기(110)는 제2 명령(116)에 응답하여 제1 복수의 배터리(142)로부터 배터리 뱅크(130)로의 전하(132)의 복귀를 개시하도록 구성될 수 있다. 제2 명령(116)은 형성 과정 동안 수행되는 충전/방전 사이클의 추적, 예컨대, 위에서 설명된 계수기가 문턱값 수치에 도달했거나 또는 위에서 설명된 추적 값이 문턱값 지속시간에 도달했다는 것을 나타내는 출력에 기초하여 수신될 수 있다. 위에서 설명된 제1 명령(114) 및 제2 명령(116)을 제공하기 위한 예시적인 메커니즘이 제한이 아닌 예시 목적을 위해 제공되었고 제1 명령(114), 제2 명령(116), 또는 다른 명령을 명령 인터페이스(112)에 제공하고 제작 라인(102)의 다양한 작동 및 제작 라인(102)의 상이한 스테이션에서 수행되는 다양한 과정을 제어하기 위해 다른 기법 및 메커니즘이 이용될 수 있다는 것에 유의한다.
일부 예에서, 제어기(110)는 형성 과정, 예컨대, 제1 복수의 배터리(142)의 제1 형성 과정과 연관된 하나 이상의 매개변수(118)의 표시(indication)를 수신하도록 구성된다. 일부 예에서, 하나 이상의 매개변수(118)는 전하(132)의 이송과 연관된 전압 수준(120) 또는 전류 크기(122) 중 하나 이상을 포함한다. 예시를 위해, 일부 구현예에서, 충전 회로(128)는 특정한 회로, 예컨대, 가변 저항 디바이스(예를 들어, 저항기 뱅크)를 포함하고, 제어기(110)는 제1 형성 과정 동안 가변 저항 디바이스를 조정하여 전압 수준(120) 및 전류 크기(122)를 제1 복수의 배터리(142)에, 배터리 뱅크(130)에, 또는 둘 다에 적용하도록 구성된다.
일부 예에서, 제어기(110)는 단일의 형성 과정의 충전-방전 사이클을 독립적으로 제어하도록 구성된다. 예를 들어, 제1 형성 과정은 제1 충전-방전 사이클 및 제1 충전-방전 사이클 후 적어도 제2 충전-방전 사이클을 포함할 수 있고, 제어기(110)는 각각의 충전-방전 사이클의 충전 부분 및 방전 부분을 독립적으로 제어하도록 구성될 수 있다.
추가의 예시를 위해, 특정한 예에서, 제어기(110)는 제1 충전-방전 사이클의 충전 부분 중 제1 지속시간 동안 제1 양만큼 제1 복수의 배터리(142)를 충전하고 제1 충전-방전 사이클의 방전 부분 중 제2 지속시간 동안 제2 양만큼 제1 복수의 배터리(142)를 방전하도록 구성된다. 특정한 예에서, 제어기(110)는 제2 충전-방전 사이클의 충전 부분 중 제3 지속시간 동안 제3 양만큼 제1 복수의 배터리(142)를 충전하고 제2 충전-방전 사이클의 방전 부분 중 제4 지속시간 동안 제4 양만큼 제1 복수의 배터리(142)를 방전하도록 구성된다. 일부 구현예에서, 제어기(110)는 예컨대, 배터리 뱅크(130)의 특정한 상태(예를 들어, 배터리 뱅크(130)의 충전 수준), 충전 회로(128)의 특정한 상태(예를 들어, 충전 회로(128)에서의 전압 또는 전류), 하나 이상의 다른 매개변수, 또는 이들의 조합에 응답하여, 제1 양, 제2 양, 제3 양, 제4 양, 제1 지속시간, 제2 지속시간, 제3 지속시간 및 제4 지속시간을 독립적으로 결정하도록 구성된다. 따라서, 제어기(110)는 복수의 배터리에 대해 수행되는 단일의 형성 과정 동안 상이한 지속기간을 가진 충전-방전 사이클을 제공할 수 있다.
배터리 뱅크(130)는 배터리 뱅크(130)가 배터리의 세트(140) 중 각각의 복수의 배터리에 대해, 적어도 문턱값 충전 속도(124)에 기초하여 특정한 수의 배터리를 동시에 충전하게 하는 적어도 하나의 속성을 갖는다. 배터리 뱅크(130)의 적어도 하나의 속성은 또한 배터리 뱅크가 배터리의 세트(140) 중 각각의 복수의 배터리에 대해, 적어도 문턱값 방전 속도(126)에 기초하여 특정한 수의 배터리를 동시에 방전하게 한다.
예시를 위해, 일부 구현예에서, 각각의 복수의 배터리(예를 들어, 제1 복수의 배터리(142) 및 제2 복수의 배터리(144))는 비교적 다수의 배터리, 예컨대, 수백개의 배터리, 수천개의 배터리, 또는 또 다른 수의 배터리를 포함한다. 이 경우에, 배터리 뱅크(130)는 비교적 큰 에너지 저장 용량, 예컨대, 배터리의 세트(140) 중 각각의 복수의 배터리의 에너지 저장 용량 이상인 에너지 저장 용량을 가질 수 있다. 이 예에서, 배터리 뱅크(130)의 적어도 하나의 속성은 배터리 뱅크(130)의 에너지 저장 용량을 포함한다.
대안적으로 또는 부가적으로, 일부 예에서, 배터리 뱅크(130)의 적어도 하나의 속성은 배터리 뱅크(130)와 연관된 임피던스를 포함한다. 예시를 위해, 배터리 뱅크(130)의 임피던스는 문턱값 충전 속도(124), 문턱값 방전 속도(126), 또는 둘 다를 가능하게 하도록 설정될 수 있다.
대안적으로 또는 부가적으로, 일부 예에서, 배터리 뱅크(130)의 적어도 하나의 속성은 배터리 뱅크(130)의 배터리의 수를 포함한다. 예를 들어, 배터리 뱅크(130)에 포함된 배터리의 수는, 배터리 뱅크의 에너지 저장 용량이 배터리의 세트(140) 중 각각의 복수의 배터리의 에너지 저장 용량 이상이 되도록 선택될 수 있다.
대안적으로 또는 부가적으로, 일부 구현예에서, 배터리 뱅크(130)의 적어도 하나의 속성은 배터리 뱅크(130)의 전지 유형을 포함한다. 일부 예에서, 배터리 뱅크(130)의 특정한 전지 유형은 문턱값 충전 속도(124), 문턱값 방전 속도(126), 또는 둘 다를 가능하게 하도록 선택된다. 추가의 예시를 위해, 배터리 뱅크(130)는 비제한적인, 실례가 되는 예로서, 복수의 리튬-이온 배터리(LiB)(134), 복수의 납산 배터리(136), 또는 복수의 나트륨-이온 배터리(NIB)(138), 복수의 고체 상태 배터리, 복수의 레독스 플로우 배터리, 또는 다른 배터리를 포함할 수 있다. 일부 예에서, 가장 긴 추정 수명을 가진 배터리의 유형이 배터리 뱅크(130) 내에서 구현된다. 대안적으로 또는 부가적으로, 배터리 뱅크(130)의 전지 유형은 용적 에너지 밀도 매개변수를 증가시키도록(예를 들어, 배터리 뱅크(130)가 차지하는 물리적 공간의 양을 감소시키도록) 선택될 수 있다. 대안적으로 또는 부가적으로, 배터리 뱅크(130)의 전지 유형은 에너지 비용 매개변수, 예컨대, 와트시당 달러($/Wh) 매개변수를 감소시키도록(예를 들어, 배터리 뱅크(130)의 제조 또는 설치와 연관된 비용을 감소시키도록) 선택될 수 있다.
일부 구현예에서, 배터리 뱅크(130)의 적어도 하나의 속성은 배터리 뱅크(130)의 에너지 용량(예를 들어, 전지의 수, 전지의 크기 또는 둘 다)을 포함한다. 에너지 용량은 제작 라인(102)과 연관된 생산 능력(예를 들어, 생산된 전지의 수)에 기초하여 결정될 수 있다. 예를 들어, 제작 라인(102)의 생산 능력이 주당 0.25 기가와트시(GWh)라면, 배터리 뱅크(130)의 에너지 용량은 생산 능력보다 약 30% 더 클 수 있고(이 예에서는 결과적으로 주당 대략 0.325 GWh의 에너지 용량), 이는 일부 상황에서 버퍼링 및 저충전을 수용할 수 있다. 배터리 뱅크(130)의 전지는 관리(예를 들어, 접근의 용이성) 및 안전을 위해 개별적인 단위로 나눠질(예를 들어, 분할)될 수 있다. 배터리 뱅크(130)의 크기(또는 배터리 뱅크(130)의 각각의 분할부의 크기)는 시스템(100)을 포함하는 공장의 크기에 기초하여, 관리 및 안전 고려사항에 기초하여, 그리고 공장을 따른 목표 전력 분배에 기초하여 결정될 수 있다.
일부 예에서, 충전 회로(128)는 적어도 문턱값 충전 속도(124) 및 문턱값 방전 속도(126)에 기초하여 배터리 충전 및 방전을 가능하게 하는 하나 이상의 속성을 갖는다. 예시를 위해, 충전 회로(128)는 배터리의 세트(140) 중 각각의 복수의 배터리의 단자에 연결되도록 구성된 복수의 리드를 포함할 수 있고, 리드의 각각은 적어도 문턱값 충전 속도(124) 및 문턱값 방전 속도(126)에 기초하여 배터리 충전 및 방전을 가능하게 하는 특정한 두께(예를 들어, 와이어 게이지)를 가질 수 있다.
대안적으로 또는 부가적으로, 일부 예에서, 충전 회로(128)는 임피던스 매칭 회로를 포함한다. 일부 구현예에서, 제어기(110)는 임피던스 매칭 회로에 연결되고 임피던스 매칭 회로를 제어하여 형성 스테이션(206) 및 배터리 뱅크(130)에서 각각의 복수의 배터리 간의 임피던스 매칭을 수행하도록 구성된다. 일부 예에서, 제어기(110)는 동적 임피던스 매칭(예를 들어, 배터리의 수 또는 배터리의 유형이 하나의 형성 과정에서 또 다른 형성 과정으로 변화됨)을 수행하도록 구성된다. 추가의 예시를 위해, 일부 경우에, 제1 복수의 배터리(142) 중 배터리의 제1 수(예를 들어, 배치 크기(batch size))는 제2 복수의 배터리(144) 중 배터리의 제2 수와는 상이할 수 있고, 제1 복수의 배터리(142)의 제1 배터리 유형은 제2 복수의 배터리(144)의 제2 배터리 유형과는 상이할 수 있거나 또는 둘 다일 수 있다. 이 경우에, 제어기(110)는 임피던스 매칭 회로를 사용하여 충전 회로(128)의 임피던스를 제1 복수의 배터리(142)에 대해 수행되는 제1 형성 과정과 연관된 제1 임피던스에서 제2 복수의 배터리(144)에 대해 수행되는 제2 형성 과정과 연관된 제2 임피던스로 조정하도록 구성될 수 있다.
일부 구현예에서, 시스템(100)은 배터리 뱅크(130)에 포함되거나 또는 이에 연결되는 재충전 회로(150)(예를 들어, "탑-오프 디바이스")를 포함한다. 재충전 회로(150)는 배터리 뱅크(130)를 재충전하여 에너지 손실, 예컨대, 배터리 뱅크(130)의 방전 및 재충전 동안 열에너지 소산으로 인한 기생 에너지 손실을 처리하도록 구성될 수 있다. 추가의 예시를 위해, 재충전 회로(150)는 전력원, 예컨대, 주 전기 공급부 또는 발전기에 대한 연결부를 포함할 수 있다. 대안적으로 또는 부가적으로, 재충전 회로(150)는 또 다른 전력원, 예컨대, 하나 이상의 태양 패널에 대한 연결부를 포함할 수 있다.
일부 구현예에서, 재충전 회로(150)는 타이머 회로 및 스위치를 포함한다. 타이머 회로는 스위치를 활성화시킴으로써(예를 들어, 실례가 되는 예로서, 문턱값 수의 형성 과정 시, 문턱값 시간 간격 후, 또는 배터리 뱅크(130)가 문턱값 충전 용량, 예컨대, 특정한 수의 부가적인 형성 과정 또는 충전-방전 사이클 동안 충분한 충전 용량에 도달할 때) 배터리 뱅크(130)를 전력원에 주기적으로 연결시키도록 구성될 수 있다. 배터리 뱅크(130)를 재충전한 후, 재충전 회로(150)는 (예를 들어, 스위치를 비활성화시킴으로써) 전력원으로부터 분리될 수 있다.
일부 구현예에서, 제어기(110)는 제작 라인(102) 또는 제작 라인(102)의 하나 이상의 특정한 스테이션과 연관된 하나 이상의 환경 매개변수를 제어하도록 구성된다. 예로서, 형성 스테이션(206)은 인클로저를 포함하거나 또는 이에 대응할 수 있고, 제어기(110)는 인클로저의 하나 이상의 센서 및 인클로저의 하나 이상의 제어 디바이스(예를 들어, 작동기)에 연결될 수 있다. 제어기(110)는 하나 이상의 센서로부터 센서 데이터를 수신하고 하나 이상의 제어 신호를 하나 이상의 제어 디바이스에 제공하여 하나 이상의 환경 매개변수를 (예를 들어, 형성 과정 전에, 형성 과정 동안, 형성 과정 후에 또는 이들의 조합) 조정하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 센서 데이터는 인클로저의 주변 온도를 나타낼 수 있고, 제어기(110)는 제어 신호를 서모스탯 디바이스에 제공하여 인클로저 내 주변 온도를 (예를 들어, 목표 온도로 또는 목표 온도 범위 내로) 조정하도록 구성될 수 있다. 대안적으로 또는 부가적으로, 또 다른 예에서, 센서 데이터는 인클로저의 주변 습도를 나타내고, 제어기(110)는 제어 신호를 가습기/제습기 디바이스에 제공하여 인클로저의 주변 습도를 (예를 들어, 목표 습도로 또는 목표 습도 범위 내로) 조정하도록 구성된다.
일부 예에서, 배터리 뱅크(130)는 형성 스테이션(206)으로서 공통 인클로저 내에 통합된다. 이 경우에, 배터리 뱅크(130)는 형성 스테이션(206)과 동일한 환경 매개변수를 겪을 수 있다. 또 다른 예에서, 배터리 뱅크(130)는 형성 스테이션(206)의 인클로저 외부에 있다. 일부 구현예에서, 배터리 뱅크(130)는 형성 스테이션(206)의 인클로저 외부에 있는 배터리 뱅크 인클로저 내에 통합된다. 이 경우에, 제어기(110)는 제작 라인(102)과 연관된 하나 이상의 환경 매개변수와 관계없이 배터리 뱅크(130)와 연관된 하나 이상의 환경 매개변수를 제어하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 일부 구현예에서, 배터리 뱅크(130)는 큰 배터리 저장 용량을 갖고, 하나 이상의 형성 과정 동안 배터리 뱅크(130)를 반복적으로 충전하고 방전하는 것은 다량의 열을 생성한다. 이 경우에, 제어기(110)는 형성 스테이션(206)의 인클로저의 주변 온도와 관계없이(예를 들어, 배터리 뱅크 인클로저의 온도 센서가 제공하는 온도 데이터에 응답하여 배터리 뱅크 인클로저의 서모스탯을 제어함으로써) 배터리 뱅크 인클로저의 주변 온도를 조정할 수 있다. 대안적으로 또는 부가적으로, 제어기(110)는 배터리 뱅크 인클로저의 주변 습도를 조정하도록 구성될 수 있다.
일부 경우에, 형성 스테이션(206)의 인클로저의 하나 이상의 환경 매개변수와 관계없이 배터리 뱅크 인클로저의 하나 이상의 환경 매개변수를 제어하는 것은 배터리 뱅크(130)의 작동 수명을 개선시킬 수 있다. 예를 들어, 형성 스테이션(206)에서 수행되는 형성 과정은 배터리 뱅크(130)의 작동 수명에 대해 만족스럽지 못하거나 또는 최적이 아닐 수 있는 특정한 환경 매개변수의 세트를 수반할 수 있다. 형성 스테이션(206)의 인클로저의 하나 이상의 환경 매개변수와 관계없이 배터리 뱅크 인클로저의 하나 이상의 환경 매개변수를 제어함으로써, 배터리 뱅크(130)의 작동 수명은 일부 경우에 연장될 수 있다.
제어기(110)는 에이징 스테이션(204, 208) 등과 같은, 제작 라인(102)의 다른 양상과 연관된 환경 조건을 모니터링하고 제어하도록 구성될 수 있다. 또한, 제어기(110)는 비제한적인 예로서, 주변 에이징 단계를 위한 제1 온도 및 습도 제어를 제공하는 것, 형성 단계를 위한 제2 온도 및 습도 제어를 제공하는 것, 및 고온 에이징 단계를 위한 제3 온도를 제공하는 것과 같이, 제작 라인의 상이한 단계의 환경 조건을 독립적으로 제어하도록 구성될 수 있다.
일부 예에서, 배터리 전지 제작 공장에서 배터리 뱅크(130)의 구현을 위한 "회수 기간"이 결정될 수 있다. 예를 들어, 일부 경우에, 배터리 뱅크(130)의 설치는 배터리 전지 제작 공장의 비교적 큰 자본 지출을 발생시킨다. 자본 지출은 특정한 종래의 시스템, 예컨대, 형성 과정 동안 전력망으로부터 배터리를 충전하고 저항성 디바이스를 사용하여 배터리를 방전하는 시스템과 연관된 감소된 전기 비용으로 인해 상쇄(또는 "회수")될 수 있다. 추가의 예시를 위해, 표 1은 전기 저비용 국가, 전기 중간 비용 국가, 및 전기 고비용 국가의 실례가 되는 예에 대한 회수 기간과 연관된 특정한 실례가 되는 매개변수를 예시한다:
Figure pct00001
표 1의 예에서, 에너지 비용은 각각의 국가에 대해 킬로와트시당 달러($/KWh)로 제공된다. 표 1은 또한 각각의 국가에 대해, 시스템(100)을 처음에 충전(예를 들어, 배터리 뱅크(130)를 충전)하는 비용, 시스템(100)을 (예를 들어, 위에서 설명된 바와 같은, 재충전 디바이스를 사용하여) 재충전하기 위한 년당 부가적인 비용, 및 형성 과정을 용이하게 하는 특정한 종래의 그리드-기반 충전/방전 기법과 연관된 비용(각각 달러($))의 예를 예시한다. 표 1의 예에서, 이 실례가 되는 매개변수에 대한 회수 기간은 전기 저비용 국가, 전기 중간 비용 국가 및 전기 고비용 국가 각각에 대해 18.6년, 8.8년 및 4.5년이다.
도 1의 특정한 예가 제1 복수의 배터리(142) 및 제2 복수의 배터리(144)를 참조하여 설명되지만, 제작 라인(102)이 배터리의 세트(140) 중 임의의 수의 하위세트에 대해 반복적으로 작동을 수행할 수 있다는 것에 유의한다. 예를 들어, 형성 스테이션(206)에서 수행되는 형성 과정은 배터리의 세트(140) 중 3개 이상의 하위세트에 대해 반복적으로 수행될 수 있다.
일부 예에서, 제어기(110)는 제작 라인(102)이 다수의 작동을 동시에 수행하게 하도록 구성된다. 예를 들어, 제작 라인(102)은 예컨대, 형성 스테이션(206)에 의해 제1 복수의 배터리(142)에 수행되는 제1 형성 과정과 동시에 에이징 스테이션(204)을 사용하여 제2 복수의 배터리(144)에서 에이징 과정을 수행함으로써, 제1 형성 과정과 동시에 하나 이상의 다른 작동을 수행하도록 구성될 수 있다. 또 다른 예로서, 에이징 스테이션(208)에서 제1 복수의 배터리(142)에 수행되는 에이징 과정은 형성 스테이션(206)에 의해 제2 복수의 배터리(144)에 수행되는 제2 형성 과정과 동시에 수행될 수 있다. 부가적인 예로서, 일부 구현예에서, 제작 라인(102)은 에이징 스테이션(208)에서 제1 복수의 배터리(142)에 수행되는 에이징 과정과 동시에 그리고 형성 스테이션(206)에 의해 제2 복수의 배터리(144)에 수행되는 제2 형성 과정과 동시에 에이징 스테이션(204)을 사용하여 배터리의 세트(140) 중 또 다른 복수의 배터리에서 또 다른 에이징 과정을 수행하도록 구성된다.
도 1 및 도 2를 참조하여 설명된 하나 이상의 양상은 특정한 다른 종래의 배터리 제작 기법과 비교할 때 에너지 소비를 감소시킨다. 예를 들어, 주 전기 공급부를 사용하여 형성 과정 동안 배터리의 군을 충전하고 이어서 저항성 부하를 사용하여 배터리의 군을 방전하는 대신에, 에너지는 형성 과정 동안 배터리 뱅크(130)로부터 배터리의 군으로 제공되고 이어서 배터리 뱅크(130)로 복귀될 수 있다. 형성 과정의 완료 후, 에너지는 하나 이상의 다른 형성 과정 동안 하나 이상의 다른 배터리의 군을 충전하도록 사용될 수 있다. 그 결과, 에너지가 다수의 배터리의 군 간에 "재활용"되어, 특정한 다른 제작 과정, 예컨대, 주 전기 공급부를 사용하여 배터리를 충전하고 이어서 저항성 부하를 통해 배터리를 방전하는 제작 과정과 비교할 때 에너지 소비를 감소시킨다.
도 3을 참조하면, 방법의 특정한 실례가 되는 예가 도시되고 그 전체가 '300'으로 나타나 있다. 일부 예에서, 방법의 작동은 도 1 및 도 2의 시스템(100)에 의해 수행된다.
방법(300)은 제1 복수의 배터리를 포함하는 배터리의 세트의 제작 동안 제작 라인의 형성 스테이션에 제1 복수의 배터리를 배치할 때 충전 회로를 제1 복수의 배터리에 연결시키는 단계(302)를 포함한다. 예를 들어, 충전 회로(128)는 예컨대, 충전 회로(128)의 복수의 리드를 제1 복수의 배터리(142)의 배터리 단자에 연결시킴으로써, 제작 라인(102)의 형성 스테이션(206)에서 제1 복수의 배터리(142)에 연결될 수 있다.
방법(300)은 제1 복수의 배터리 중 각각의 배터리의 제1 형성 과정 동안 배터리 뱅크로부터 제1 복수의 배터리로 전하를 공급하는 단계(304)를 더 포함한다. 예를 들어, 충전 회로(128)는 제1 형성 과정 동안 형성 스테이션(206)에서 배터리 뱅크(130)로부터 제1 복수의 배터리(142)로 전하(132)를 공급하도록 구성된다.
방법(300)은 제1 형성 과정 동안 제1 복수의 배터리로부터 배터리 뱅크에서 전하를 수용하는 단계(306)를 더 포함한다. 예를 들어, 배터리 뱅크(130)는 제1 형성 과정 동안 형성 스테이션(206)에서 제1 복수의 배터리(142)로부터 전하(132)를 수용하도록 구성된다.
방법(300)은 형성 스테이션에 제2 복수의 배터리를 배치할 때 충전 회로를 배터리의 세트 중 제2 복수의 배터리에 연결시키는 단계(308)를 더 포함한다. 예를 들어, 충전 회로(128)는 예컨대, 충전 회로(128)의 복수의 리드를 제2 복수의 배터리(144)의 배터리 단자에 연결시킴으로써, 제작 라인(102)의 형성 스테이션(206)에서 제2 복수의 배터리(144)에 연결될 수 있다.
방법(300)은 제2 복수의 배터리 중 각각의 배터리의 제2 형성 과정 동안 배터리 뱅크로부터 제2 복수의 배터리로 전하를 공급하는 단계(310)를 더 포함한다. 예를 들어, 충전 회로(128)는 제2 형성 과정 동안 형성 스테이션(206)에서 배터리 뱅크(130)로부터 제2 복수의 배터리(144)로 전하(132)를 공급하도록 구성된다.
방법(300)은 제2 형성 과정 동안 제2 복수의 배터리로부터 배터리 뱅크에서 전하를 수용하는 단계(312)를 더 포함한다. 예를 들어, 배터리 뱅크(130)는 제2 형성 과정 동안 형성 스테이션(206)에서 제2 복수의 배터리(144)로부터 전하(132)를 수용하도록 구성된다.
배터리 뱅크는, 배터리 뱅크가 배터리의 세트 중 각각의 복수의 배터리에 대해 적어도 문턱값 충전 속도에 기초하여 특정한 수의 배터리를 동시에 충전하게 하고, 배터리의 세트 중 각각의 복수의 배터리에 대해 적어도 문턱값 방전 속도에 기초하여 특정한 수의 배터리를 동시에 방전하게 하는 적어도 하나의 속성을 갖는다. 예를 들어, 적어도 하나의 속성은 배터리 뱅크의 에너지 저장 용량, 배터리 뱅크의 임피던스, 배터리 뱅크의 배터리의 수, 또는 배터리 뱅크의 전지 유형 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
일부 예에서, 방법(300)은 배터리 뱅크 및 충전 회로에 연결된 제어기에 의해, 제1 형성 과정과 연관된 하나 이상의 매개변수의 표시를 수신하는 단계를 더 포함한다. 예를 들어, 제어기(110)는 하나 이상의 매개변수(118)의 표시를 수신할 수 있다. 일부 예에서, 하나 이상의 매개변수는 전하(132)의 이송과 연관된 전압 수준(120) 또는 전류 크기(122) 중 하나 이상을 나타낸다.
도 3의 방법(300)을 참조하여 설명된 하나 이상의 양상은 특정한 다른 종래의 배터리 제작 기법과 비교할 때 에너지 소비를 감소시킨다. 예를 들어, 주 전기 공급부를 사용하여 형성 과정 동안 배터리의 군을 충전하고 이어서 저항성 부하를 사용하여 배터리의 군을 방전하는 대신에, 에너지는 형성 과정 동안 배터리 뱅크(130)로부터 배터리의 군으로 제공되고 이어서 배터리 뱅크(130)로 복귀될 수 있다. 형성 과정의 완료 후, 에너지는 하나 이상의 다른 형성 과정 동안 하나 이상의 다른 배터리의 군을 충전하도록 사용될 수 있다. 그 결과, 에너지가 다수의 배터리의 군 간에 "재활용"되어, 특정한 다른 제작 과정, 예컨대, 주 전기 공급부를 사용하여 배터리를 충전하고 이어서 저항성 부하를 통해 배터리를 방전하는 제작 과정과 비교할 때 에너지 소비를 감소시킨다.
본 발명 및 이의 이점이 상세히 설명되었지만, 다양한 변화, 치환 및 변경이 첨부된 청구범위에 의해 규정된 바와 같이 본 발명의 정신 및 범위로부터 벗어나는 일 없이 본 명세서에서 이루어질 수 있다는 것을 이해해야 한다. 게다가, 본 출원의 범위는 본 명세서에서 설명된 과정, 기계, 제작, 물질의 조성, 수단, 방법 및 단계의 특정한 실시형태로 제한되는 것으로 의도되지 않는다. 당업자라면 본 발명의 본 개시내용으로부터, 동일한 기능을 실질적으로 수행하거나 또는 본 명세서에서 설명된 대응하는 실시형태와 실질적으로 동일한 결과를 달성하는, 현재 존재하거나 또는 나중에 개발될, 과정, 기계, 제작, 물질의 조성, 수단, 방법 및 단계가 본 발명에 따라 활용될 수 있다는 것을 손쉽게 이해할 것이다. 따라서, 첨부된 청구범위는 이들의 범위 내에 이러한 과정, 기계, 제작, 물질의 조성, 수단, 방법 또는 단계를 포함하는 것으로 의도된다.
게다가, 본 출원의 범위는 본 명세서에서 설명된 과정, 기계, 제작, 물질의 조성, 수단, 방법 및 단계의 특정한 실시형태로 제한되는 것으로 의도되지 않는다.

Claims (20)

  1. 제1 복수의 배터리를 포함하는 배터리의 세트의 제작 동안 제작 라인의 형성 스테이션에 상기 제1 복수의 배터리를 배치할 때 상기 제1 복수의 배터리에 전기적으로 연결되도록 구성된 충전 회로; 및
    상기 충전 회로에 연결되어, 상기 제1 복수의 배터리 중 각각의 배터리의 제1 형성 과정 동안 상기 제1 복수의 배터리에 전하를 공급하고 상기 제1 형성 과정 동안 상기 제1 복수의 배터리로부터 상기 전하를 수용하도록 구성된, 배터리 뱅크(battery bank)
    를 포함하는 장치로서,
    상기 충전 회로는 또한 상기 형성 스테이션에 제2 복수의 배터리를 배치할 때 상기 배터리의 세트 중 상기 제2 복수의 배터리에 전기적으로 연결되도록 구성되고,
    상기 배터리 뱅크는 또한 상기 제2 복수의 배터리 중 각각의 배터리의 제2 형성 과정 동안 상기 제2 복수의 배터리에 전하를 공급하고 상기 제2 형성 과정 동안 상기 제2 복수의 배터리로부터 상기 전하를 수용하도록 구성되고,
    상기 배터리 뱅크의 적어도 하나의 속성은 상기 배터리 뱅크가 상기 배터리의 세트 중 각각의 복수의 배터리에 대해, 적어도 문턱값 충전 속도에 기초하여 특정한 수의 배터리를 동시에 충전하게 하고,
    상기 배터리 뱅크의 상기 적어도 하나의 속성은 또한 상기 배터리 뱅크가 상기 배터리의 세트 중 각각의 복수의 배터리에 대해, 적어도 문턱값 방전 속도에 기초하여 특정한 수의 배터리를 동시에 방전하게 하는, 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 속성은 상기 배터리 뱅크의 에너지 저장 용량, 상기 배터리 뱅크의 임피던스, 상기 배터리 뱅크의 배터리의 수, 또는 상기 배터리 뱅크의 전지 유형 중 하나 이상을 포함하는, 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제작 라인은, 상기 형성 스테이션에 연결되고 상기 제1 복수의 배터리 및 상기 제2 복수의 배터리에 에이징 과정(aging process)을 수행하도록 구성된 하나 이상의 에이징 스테이션을 더 포함하는, 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 충전 회로 및 상기 배터리 뱅크에 연결된 제어기를 더 포함하되, 상기 제어기는 상기 배터리 뱅크로부터 상기 제1 복수의 배터리로의 상기 전하의 이송, 상기 제1 복수의 배터리로부터 상기 배터리 뱅크로의 상기 전하의 복귀, 상기 배터리 뱅크로부터 상기 제2 복수의 배터리로의 상기 전하의 이송, 및 상기 제2 복수의 배터리로부터 상기 배터리 뱅크로의 상기 전하의 복귀를 제어하도록 구성되는, 장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 제어기는 또한 상기 제1 형성 과정과 연관된 하나 이상의 매개변수의 표시(indication)를 수신하도록 구성되는, 장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 하나 이상의 매개변수는 상기 전하의 이송과 연관된 전압 수준 또는 전류 크기 중 하나 이상을 포함하는, 장치.
  7. 제4항에 있어서, 상기 제어기는 제1 명령을 수신하도록 구성된 명령 인터페이스를 포함하고, 상기 제어기는 또한 상기 제1 명령에 응답하여 상기 배터리 뱅크로부터 상기 제1 복수의 배터리로의 상기 전하의 이송을 개시하도록 구성되는, 장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 명령 인터페이스는 또한 제2 명령을 수신하도록 구성되고, 상기 제어기는 또한 상기 제2 명령에 응답하여 상기 제1 복수의 배터리로부터 상기 배터리 뱅크로의 상기 전하의 복귀를 개시하도록 구성되는, 장치.
  9. 제1항에 있어서, 상기 배터리 뱅크는 복수의 리튬-이온 배터리(LiB)를 포함하는, 장치.
  10. 제1항에 있어서, 상기 배터리 뱅크는 복수의 납산 배터리를 포함하는, 장치.
  11. 제1항에 있어서, 상기 배터리 뱅크는 복수의 나트륨-이온 배터리(NIB)를 포함하는, 장치.
  12. 제1 복수의 배터리를 포함하는 배터리의 세트의 제작 동안, 제작 라인의 형성 스테이션에 상기 제1 복수의 배터리를 배치할 때 충전 회로를 상기 제1 복수의 배터리에 연결시키는 단계;
    상기 제1 복수의 배터리 중 각각의 배터리의 제1 형성 과정 동안 배터리 뱅크로부터 상기 제1 복수의 배터리로 전하를 공급하는 단계;
    상기 제1 형성 과정 동안 상기 제1 복수의 배터리로부터 상기 배터리 뱅크에서 상기 전하를 수용하는 단계;
    상기 형성 스테이션에 상기 제2 복수의 배터리를 배치할 때 상기 배터리의 세트 중 제2 복수의 배터리에 상기 충전 회로를 연결시키는 단계;
    상기 제2 복수의 배터리 중 각각의 배터리의 제2 형성 과정 동안 상기 배터리 뱅크로부터 상기 제2 복수의 배터리로 상기 전하를 공급하는 단계; 및
    상기 제2 형성 과정 동안 상기 제2 복수의 배터리로부터 상기 배터리 뱅크에서 상기 전하를 수용하는 단계
    를 포함하되,
    상기 배터리 뱅크의 적어도 하나의 속성은 상기 배터리 뱅크가 상기 배터리의 세트 중 각각의 복수의 배터리에 대해, 적어도 문턱값 충전 속도에 기초하여 특정한 수의 배터리를 동시에 충전하게 하고,
    상기 배터리 뱅크의 상기 적어도 하나의 속성은 또한 상기 배터리 뱅크가 상기 배터리의 세트 중 각각의 복수의 배터리에 대해, 적어도 문턱값 방전 속도에 기초하여 특정한 수의 배터리를 동시에 방전하게 하는, 방법.
  13. 제12항에 있어서, 상기 적어도 하나의 속성은 상기 배터리 뱅크의 에너지 저장 용량, 상기 배터리 뱅크의 임피던스, 상기 배터리 뱅크의 배터리의 수, 또는 상기 배터리 뱅크의 전지 유형 중 하나 이상을 포함하는, 방법.
  14. 제12항에 있어서, 상기 배터리 뱅크 및 상기 충전 회로에 연결된 제어기에 의해, 상기 제1 형성 과정과 연관된 하나 이상의 매개변수의 표시를 수신하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  15. 제14항에 있어서, 상기 하나 이상의 매개변수는 상기 전하의 이송과 연관된 전압 수준 또는 전류 크기 중 하나 이상을 포함하는, 방법.
  16. 제1 복수의 배터리를 포함하는 배터리의 세트의 제작 동안, 제작 라인의 형성 스테이션에 상기 제1 복수의 배터리를 배치할 때 상기 제1 복수의 배터리에 전기적으로 연결되도록 구성된 충전 회로;
    상기 충전 회로에 연결되어, 상기 제1 복수의 배터리 중 각각의 배터리의 제1 형성 과정 동안 상기 제1 복수의 배터리에 전하를 공급하고 상기 제1 형성 과정 동안 상기 제1 복수의 배터리로부터 상기 전하를 수용하도록 구성된 배터리 뱅크; 및
    상기 충전 회로 및 상기 배터리 뱅크에 연결되어, 상기 제1 복수의 배터리, 제2 복수의 배터리, 및 상기 배터리 뱅크 간의 상기 전하의 이송을 제어하도록 구성되는 제어기
    를 포함하는 시스템으로서,
    상기 충전 회로는 또한 상기 형성 스테이션에 상기 제2 복수의 배터리를 배치할 때 상기 배터리의 세트 중 제2 복수의 배터리에 전기적으로 연결되도록 구성되고,
    상기 배터리 뱅크는 또한 상기 제2 복수의 배터리 중 각각의 배터리의 제2 형성 과정 동안 상기 제2 복수의 배터리에 상기 전하를 공급하고 상기 제2 형성 과정 동안 상기 제2 복수의 배터리로부터 상기 전하를 수용하도록 구성되고,
    상기 배터리 뱅크의 적어도 하나의 속성은 상기 배터리 뱅크가 상기 배터리의 세트 중 각각의 복수의 배터리에 대해, 적어도 문턱값 충전 속도에 기초하여 특정한 수의 배터리를 동시에 충전하게 하고,
    상기 배터리 뱅크의 상기 적어도 하나의 속성은 또한 상기 배터리 뱅크가 상기 배터리의 세트 중 각각의 복수의 배터리에 대해, 적어도 문턱값 방전 속도에 기초하여 특정한 수의 배터리를 동시에 방전하게 하는, 시스템.
  17. 제16항에 있어서, 상기 제어기는 또한 상기 제1 형성 과정과 연관된 하나 이상의 매개변수의 표시를 수신하도록 구성되는, 시스템.
  18. 제17항에 있어서, 상기 하나 이상의 매개변수는 상기 전하의 이송과 연관된 전압 수준 또는 전류 크기 중 하나 이상을 포함하는, 시스템.
  19. 제16항에 있어서, 상기 제어기는 제1 명령을 수신하도록 구성된 명령 인터페이스를 포함하고, 상기 제어기는 또한 상기 제1 명령에 응답하여 상기 배터리 뱅크로부터 상기 제1 복수의 배터리로의 상기 전하의 이송을 개시하도록 구성되는, 시스템.
  20. 제19항에 있어서, 상기 명령 인터페이스는 제2 명령을 수신하도록 구성되고, 상기 제어기는 또한 상기 제2 명령에 응답하여 상기 제1 복수의 배터리로부터 상기 배터리 뱅크로의 상기 전하의 복귀를 개시하도록 구성되는, 시스템.
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20210016795A (ko) * 2019-08-05 2021-02-17 주식회사 엘지화학 에너지 허브 장치 및 에너지 관리 방법
US11777330B2 (en) * 2020-07-22 2023-10-03 Microsoft Technology Licensing, Llc Common charge controller for electronic devices with multiple batteries
US11774514B2 (en) * 2021-06-17 2023-10-03 GM Global Technology Operations LLC Electrochemical methods for identification of cell quality
TWI786877B (zh) * 2021-10-12 2022-12-11 國立勤益科技大學 快速供電系統
WO2023225378A1 (en) * 2022-05-20 2023-11-23 Our Next Energy, Inc. Large scale energy storage with ai-based grading and efficiency assessment

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2363246C (en) 2000-11-06 2006-02-21 Research In Motion Limited Portable battery charger
TWI325649B (en) * 2006-07-17 2010-06-01 Compal Electronics Inc A hybrid battery module and its manufacturing, charging and discharging method
JP5299434B2 (ja) * 2010-03-26 2013-09-25 トヨタ自動車株式会社 組電池の製造方法
DE102012009394B4 (de) 2012-05-11 2017-02-16 Audi Ag Verfahren zum Fertigen von Batterien für Fahrzeuge
EP2894706A3 (en) * 2014-01-14 2015-12-23 Mykola Sherstyuk Systems and methods for enhancing the performance and utilization of battery systems
GB2529612A (en) 2014-06-25 2016-03-02 R & D Vehicle Systems Ltd Device for a battery assembly
JP6970874B2 (ja) * 2016-02-22 2021-11-24 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 電子機器
US11038364B2 (en) * 2018-01-10 2021-06-15 Microsoft Technology Licensing, Llc Parallel charging and discharging of batteries with disparate characteristics
US11848581B2 (en) * 2019-06-14 2023-12-19 X-wave Innovations, Inc. Source bootstrap power conversion for the safe and efficient interconnection of homogeneous or heterogeneous energy storage modules
JP7169526B2 (ja) * 2019-08-28 2022-11-11 トヨタ自動車株式会社 非水電解液二次電池の製造方法
US11211643B2 (en) * 2019-11-25 2021-12-28 Panasonic Avionics Corporation Methods and systems for dynamically controlling discharge ratio of a plurality of batteries packs
WO2022072402A1 (en) * 2020-09-29 2022-04-07 Milwaukee Electric Tool Corporation Universal wireless charging of power tool battery packs

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