초록

충전 배터리의 성능상태에 대한 인자들을 정확하고 실시간으로 판단하고 시스템 및 방법이 개시된다.이 시스템은 배터리 온도(5), 전압(4) 및 배터리의 출입전류(3) 값들을 측정한다.이 데이타는 컴퓨터내로 다중화(20)되고, 배터리의 내부저항(IR), 분극저항(PR), 충전상태(SCO), 및 그 냉크랭킹 앰프(CCA)용량이 비교되고 표시된다(6).단락 및 부정합셀의 존재역시 판단되고 표시된다. 배터리의 성능상태는 표시된 측정값들 및 계산된 인자들에 관련도며 이들은 배터리의 사용자에게 알려지게 된다.

대표청구항 ▼

배터리에 대해 부하 상태 및 무부하 상태 중에서 하나의 상태에서 배터리의 전압 및 전류를 측정하는 단계;상기 측정된 배터리 전압 및 전류로부터 배터리의 내부 저항 및 분극(polarization) 저항을 계산하는 단계;상기 측정된 배터리 전압과 전류, 및 상기 계산된 배터리 내부 저항 및 분극 저항으로부터 복수개의 배터리의 충전 상태, 냉 크랭킹 시간(cold cranking hours), 단락 셀의 존재, 및 부정합 셀의 존재에 관한 복수의 인자들을 판단하는 단계; 및배터리의 사용자에게 상기 판단된 팩터들을 표시하는 단계를 포함하

배터리에 대해 부하 상태 및 무부하 상태 중에서 하나의 상태에서 배터리의 전압 및 전류를 측정하는 단계;상기 측정된 배터리 전압 및 전류로부터 배터리의 내부 저항 및 분극(polarization) 저항을 계산하는 단계;상기 측정된 배터리 전압과 전류, 및 상기 계산된 배터리 내부 저항 및 분극 저항으로부터 복수개의 배터리의 충전 상태, 냉 크랭킹 시간(cold cranking hours), 단락 셀의 존재, 및 부정합 셀의 존재에 관한 복수의 인자들을 판단하는 단계; 및배터리의 사용자에게 상기 판단된 팩터들을 표시하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는,운송수단 또는 시스템에 사용되는 충전 배터리의 성능 상태(state of health; SOH)를 실시간으로 모니터하여 상기 운송수단 또는 시스템의 사용자에게 표시하는 방법.1항에 있어서, 상기 판단하는 단계는 모든 상기 모든 인자들은 판단하는 단계를 포함하고, 상기 표시하는 단계는 모든 상기 판단된 인자들 모두를 표시하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.2항에 있어서, 상기 배터리의 사용자에게 상기 측정된 배터리 전압, 배터리 전류, 및 계산된 내부 저항 중에서 적어도 하나를 표시하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.상기 1항에 있어서, 상기 배터리의 내부 저항을 계산하는 단계는 DC 베이스로 행하여지고,이미 알려진 크기의 전압(V) 및 전류(I) 중에서 하나를 상기 배터리에 인가하는 단계;상기 알려진 기지 크기의 전압에 응답하여 배터리 전류의 변화량(dI)을 판단하고, 및 상기 알려진 크기의 전류에 응답하여 배터리 전압의 변화량(dV)을 판단하는 단계; 및 식 dV/dI 를 사용하여 배터리 내부 저항(R)을 계산하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.상기 1항에 있어서, 상기 배터리의 내부 저항을 계산하는 단계는 AC 베이스로 행하여지고,교류 전압 또는 전류를 상기 배터리에 인가하는 단계;대응되는 배터리 전류 및 전압 응답값을 측정하는 단계; 및 인가된 전압 또는 전류값, 및 측정된 전류 또는 전류 응답값으로부터 저항값을 계산하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.상기 1항에 있어서, 분극(polarization) 저항을 계산하는 단계는,직류 베이스로 배터리 내부 저항을 계산하는 단계, 교류 베이스로 배터리 내부 저항을 계산하는 단계, 및 상기 직류 베이스로 계산된 내부 저항으로부터 교류 베이스로 계산된 내부 저항을 감산하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.상기 1항에 있어서, 충전 상태(SOC)를 판단하는 단계는 다음의 공식을 인가하는 것을 특징으로 하는 방법.여기서, OCV는 개방 회로(open circuit) 상태에서 측정된 배터리 전압임상기 1항에 있어서, 상기 배터리는 납 산성(lead acid) 충전 배터리이고, 상기 냉 크랭킹(CCA) 인자를 판단하는 단계는 배터리 내부 저항을 계산하는 단계 및 다음 식을 인가하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.상기 8항에 있어서, 상기 배터리 내부 저항을 계산하는 단계는 알려진 전류값의 펄스를 인가하는 단계 및 상기 전류 펄스에 응답하여 전압값의 변화를 측정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.상기 1항에 있어서, 상기 단락된 셀의 인자를 판단하는 단계는, 배터리를 최고 용량까지 충전하는 단계;배터리 단자 전압이 특정 레벨로 저하되는 시점까지의 기간 동안에 배터리 단자 전압을 측정하는 단계; 및 상기 기간 동안에 배터리의 용량을 측정하여 배터리의 용량에 변화가 있는지 여부를 판단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.상기 1항에 있어서, 부정합 셀의 인자를 판단하는 단계는;배터리를 방전시키고, 방전하는 동안에 배터리 전압이 두 개의 전압 평탄역(plateaus)을 통과하는지를 판단하는 단계; 및배터리를 충전시키고, 정점 시간(top time)에 대한 배터리 전압 충전의 비율이 최고값을 통과하는지 여부를 판단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.운송수단이 사용하는 저장 배터리의 성능 상태(state of health; SOH)를 실시간으로 모니터 하여 상기 운송수단의 사용자에게 표시하는 시스템에 있어서, 상기 시스템은 상기 배터리의 적어도 하나의 단자에 연결되어 배터리에 탑재된 회로 모듈을 포함하고, 상기 회로 모듈은:배터리에 대해 부하 상태 및 무부하 상태 중에서 하나의 상태에서 배터리의 전압 및 전류를 측정하여 디지털 형태로 전압 및 전류 데이터 값을 산출하는 수단;상기 측정된 배터리 전압 및 전류의 데이터 값으로부터 배터리의 내부 저항 및 극성(polarization) 저항을 계산하고, 상기 배터리 전압, 전류, 상기 배터리 내부 저항(IR), 및 극성 저항으로부터 배터리의 충전 상태, 냉 크랭킹 시간(cold cranking hours), 단락 셀의 존재, 및 부정합 셀의 존재에 관한 팩터들 중에서 적어도 하나의 팩터를 계산하는 수단; 및상기 계산된 팩터들 각각을 상기 배터리의 사용자에게 표시하는 디스플레이를 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.상기 12항에 있어서, 상기 디스플레이는 상기 배터리 상에 탑재되는 것을 특징으로 하는 시스템상기 12항에 있어서, 상기 배터리는 납 산성 충전 배터리이고, 상기 냉 크랭킹 시간(CCAS)팩터를 계산하는 수단은, 식에 기초하여 계산하는 것을 특징으로하는 시스템.<