KR102613909B1 - 배터리 사용 가능 시간 측정 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 배터리 사용 가능 시간 측정 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 배터리의 현재 전압을 이용하여 배터리 사용 가능 시간을 표시하기 위한 배터리 사용 가능 시간 측정 장치에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 사용 가능 시간 측정 장치는 전력선 통신 데이터 집중 장치의 배터리 사용 가능 시간 측정 장치에 있어서, 상기 배터리의 최대 전압과 상기 배터리의 최소 전압 간의 차를 기설정된 단위로 분할하여 하나 이상의 전압 구간을 생성하는 전압 구간 생성부, 상기 하나 이상의 전압 구간에 대응하여 배터리 사용 가능 시간을 계산하는 연산부, 상기 배터리의 현재 전압을 측정하는 전압 측정부 및 상기 배터리의 현재 전압이 상기 하나 이상의 전압 구간 중 어느 전압 구간에 속하는지 여부를 판단하여 상기 배터리 사용 가능 시간을 표시하는 표시부를 포함한다.

Description

배터리 사용 가능 시간 측정 장치{Apparatus for measuring available time of battery}

본 발명은 배터리 사용 가능 시간 측정 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 배터리의 현재 전압을 이용하여 배터리 사용 가능 시간을 표시하기 위한 배터리 사용 가능 시간 측정 장치에 관한 것이다.

일반적으로, AMI 시스템은(Advanced Metering Infrastructure System)은 에너지를 소비하는 수용가에 설치된 전기, 가스, 수도, 온수, 열량 등 각종 계량기의 사용량을 원격에서 검침하는 시스템이다. 또한, AMI 시스템은 상기 각종 계량기의 사용량을 상위 시스템에서 자동으로 취합, 분석 및 가공한 후 이를 다시 수용가에 제공한다. 이와 같은 통상의 AMI 시스템에서는 수용가측에 설치된 전자식 전력량계의 사용량을 AMI용 슬레이브 모뎀과 마스터 모뎀을 이용하여 데이터 집중장치(Data Concentration Unit; DCU)에서 수집한 후 AMI 서버로 전송하게 된다.

도 1은 종래의 데이터 집중 장치의 배터리 잔여시간 계산법을 도시한 도면이다.

도 1을 참조하면, 종래에는 최초 배터리 잔여시간에서 데이터 집중 장치의 정전시간을 빼는 방법을 통하여 최종 배터리 잔여시간을 측정하였다. 예를 들어, 최초 배터리 잔여시간이 300시간이고 데이터 집중장치의 정전시간이 1시간이면 최종 배터리 잔여시간은 299시간이 된다.

이러한 종래의 데이터 집중 장치의 배터리 잔여시간 계산법에 따르면, 최초 배터리 잔여시간이 불명확하므로 최종 배터리 잔여시간 또한 불명확하다는 문제점이 있다. 또한, 배터리의 자연방전에 따른 전력 소모량을 반영하지 못하므로 최종 배터리 잔여시간에 오류가 발생하는 문제점이 있다.

본 발명은 하나 이상의 전압 구간과 배터리의 현재 전압을 비교함으로써 배터리의 정확한 잔여시간을 검출하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 배터리의 정확한 잔여시간을 검출함으로써 배터리 방전을 미리 예측하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 배터리 방전을 미리 예측함으로써 시스템을 안정화하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 발광 장치를 온 상태로 만듦으로써 사용자가 배터리의 정확한 잔여시간을 즉시 인지할 수 있게 하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 배터리의 현재 전압, 전압 구간 및 배터리 사용 가능 시간을 서버로 전송함으로써 이에 대한 데이터를 실시간으로 업데이트하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있고, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 이해될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 전력선 통신 데이터 집중 장치의 배터리 사용 가능 시간 측정 장치에 있어서, 상기 배터리의 최대 전압과 상기 배터리의 최소 전압 간의 차를 기설정된 단위로 분할하여 하나 이상의 전압 구간을 생성하는 전압 구간 생성부, 상기 하나 이상의 전압 구간에 대응하여 배터리 사용 가능 시간을 계산하는 연산부, 상기 배터리의 현재 전압을 측정하는 전압 측정부 및 상기 배터리의 현재 전압이 상기 하나 이상의 전압 구간 중 어느 전압 구간에 속하는지 여부를 판단하여 상기 배터리 사용 가능 시간을 표시하는 표시부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

전술한 바와 같은 본 발명에 의하면 하나 이상의 전압 구간과 배터리의 현재 전압을 비교함으로써 배터리의 정확한 잔여시간을 검출하는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 의하면 배터리의 정확한 잔여시간을 검출함으로써 배터리 방전을 미리 예측하는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 의하면 배터리 방전을 미리 예측함으로써 시스템을 안정화하는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 의하면 발광 장치를 온 상태로 만듦으로써 사용자가 배터리의 정확한 잔여시간을 즉시 인지할 수 있게 하는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 의하면 배터리의 현재 전압, 전압 구간 및 배터리 사용 가능 시간을 서버로 전송함으로써 이에 대한 데이터를 실시간으로 업데이트하는 효과가 있다.

도 1은 종래의 데이터 집중 장치의 배터리 잔여시간 계산법을 도시한 도면.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 사용 가능 시간 측정 장치.
도 3은 전압 구간에 따른 발광 장치의 색 및 배터리 사용 가능 시간을 도시한 도면.
도 4는 배터리에 관한 정보를 서버로 전송하는 과정을 도시한 도면.

전술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술되며, 이에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 상세한 설명을 생략한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 도면에서 동일한 참조부호는 동일 또는 유사한 구성요소를 가리키는 것으로 사용된다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 사용 가능 시간 측정 장치이다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 사용 가능 시간 측정 장치(100)는 전압 구간 생성부(110), 연산부(120), 전압 측정부(130), 표시부(140) 및 전송부(150)를 포함하여 구성될 수 있다. 도 2에 도시된 배터리 사용 가능 시간 측정 장치(100)는 일 실시예에 따른 것이고, 그 구성요소들이 도 2에 도시된 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 필요에 따라 일부 구성요소가 부가, 변경 또는 삭제될 수 있다.

전압 구간 생성부(110)는 배터리의 최대 전압과 배터리의 최소 전압 간의 차를 기설정된 단위로 분할하여 하나 이상의 전압 구간을 생성할 수 있다. 예를 들어, 배터리의 최대 전압이 10V이고 배터리의 최소 전압 0V이면 배터리의 최대 전압과 배터리의 최소 전압 간의 차는 10V가 된다. 전압 구간 생성부(110)는 10V를 1V 단위로 분할하여 10개의 전압 구간을 생성할 수도 있고, 0.1V 단위로 분할하여 100개의 전압 구간을 생성할 수도 있다.

기설정된 단위는 사용자가 설정할 수도 있고, 전압 구간 생성부(110)가 임의로 설정할 수도 있다. 기설정된 단위가 작을수록 전압 구간의 수가 증가하므로 배터리 사용 가능 시간 측정이 더 정확하게 이루어질 수 있다. 전압 구간은 동일할 수도 있고, 동일하지 않을 수도 있으며, 전압 구간의 수는 제한되지 않는다.

연산부(120)는 하나 이상의 전압 구간에 대응하여 배터리 사용 가능 시간을 계산할 수 있다. 일 실시예로, 연산부(120)는 배터리의 개방 회로 전압(Open Circuit Voltage; OCV)을 이용하여 배터리 사용 가능 시간을 계산할 수 있다. 개방 회로 전압은 배터리의 출력 전압으로부터 배터리 내부 저항에 기인하는 전압 강하를 감산하고 그 때의 배터리 전류의 영향을 배제한 전압이다. 연산부(120)는 배터리의 개방 회로 전압을 이용하여 현재 배터리의 잔존 용량(State Of Charge; SOC)을 추정하고 배터리의 잔존 용량으로부터 배터리 사용 가능 시간을 계산할 수 있다.

또한, 연산부(120)는 소정의 시간 동안의 평균 전류를 산출하고, 평균 전류를 적산하여 잔존 용량을 추정할 수 있다. 연산부(120)는 추정된 잔존 용량에 근거하여 배터리 사용 가능 시간을 계산할 수 있다.

전압 측정부(130)는 배터리의 현재 전압을 측정할 수 있다. 전압 측정부(130)는 직류 전압 또는 교류 전압을 측정할 수 있고, 배터리의 현재 전압은 전압을 측정할 당시의 전압이다.

도 3은 전압 구간에 따른 발광 장치의 색 및 배터리 사용 가능 시간을 도시한 도면이다.

도 3을 참조하면, 표시부(140)는 배터리의 현재 전압이 하나 이상의 전압 구간 중 어느 전압 구간에 속하는지 여부를 판단하여 배터리 사용 가능 시간을 표시할 수 있다. 예를 들어, 배터리의 현재 전압이 4.1V이면 배터리 사용 가능 시간은 600시간이 되고, 배터리의 현재 전압이 3.4V이면 배터리 사용 가능 시간은 300시간이 된다.

일 실시예로, 표시부(140)는 전압 구간 내에 다시 하나 이상의 전압 구간을 생성하여 배터리 사용 가능 시간을 표시할 수도 있다. 전압 구간 내에 다시 하나 이상의 전압 구간을 생성하여 배터리 사용 가능 시간을 표시하면 사용자에게 배터리 사용 가능 시간을 더 정확하게 알릴 수 있다. 또한, 표시부(140)는 전압 구간에 관계 없이 배터리의 현재 전압에 따라 배터리 사용 가능 시간을 표시할 수도 있다.

일 실시예로 표시부(140)는 하나 이상의 전압 구간에 각각 대응하는 하나 이상의 발광 장치를 포함하고, 배터리의 현재 전압이 속하는 전압 구간에 대응하는 발광 장치를 온(On) 상태로 만들 수 있다. 도 3에서, 배터리의 현재 전압이 3.6V이면 6번 발광 장치가 온 상태가 되고, 배터리의 현재 전압이 2.9V 이면 1번 발광 장치가 온 상태가 된다. 상술한 바와 같이 특정 발광 장치만을 구동하는 방식을 DOT방식이라 한다.

일 실시예로 표시부(140)는 배터리의 현재 전압 이하에 해당하는 전압 구간에 대응하는 하나 이상의 발광 장치를 모두 온 상태로 만들 수 있다. 도 3에서, 배터리의 현재 전압이 4V이면 1번 내지 9번 발광 장치가 온 상태가 된다. 배터리의 현재 전압이 3.1V이면 1번 내지 3번 발광 장치가 온 상태가 된다. 상술한 바와 같이 배터리의 현재 전압 이하에 해당하는 전압 구간에 대응하는 모든 발광 장치를 구동하는 방식을 BAR방식이라 한다.

하나 이상의 발광 장치는 각각 다른 색의 빛을 발산할 수 있다. 발광 장치는 빛을 발산할 수 있는 장치이고, LED일 수 있다. 도 3을 참조하면, 배터리의 현재 전압이 4V이면 빨간색 빛을 발산하고, 배터리의 현재 전압이 3.0V이면 노란색 빛을 발산할 수 있다.

전송부(150)는 배터리의 현재 전압, 배터리의 현재 전압이 속하는 전압 구간 및 배터리 사용 가능 시간을 서버로 전송할 수 있다. 전송부(150)가 상술한 정보를 서버로 전송하면, 서버는 이를 업데이트할 수 있다. 전송부(150)는 서버로부터 업데이트한 정보를 다시 수신할 수도 있으며 이를 통해 더 정확한 배터리 사용 가능 시간의 측정이 가능하다.

도 4는 배터리에 관한 정보를 서버로 전송하는 과정을 도시한 도면이다. 도 4를 참조하면 배터리 사용 가능 시간 측정 장치(100)가 배터리로부터 정보를 획득하고, 이를 데이터 집중장치에 전송한다. 그 다음, 데이터 집중장치는 이를 서버로 전송한다. 배터리로부터 얻은 정보는 데이터 집중장치를 거치지 않고 서버로 전송될 수도 있다.

전술한 바와 같은 본 발명에 의하면 하나 이상의 전압 구간과 배터리의 현재 전압을 비교함으로써 배터리의 정확한 잔여시간을 검출하는 효과가 있다. 또한, 본 발명에 의하면 배터리의 정확한 잔여시간을 검출함으로써 배터리 방전을 미리 예측하는 효과가 있다. 또한, 본 발명에 의하면 배터리 방전을 미리 예측함으로써 시스템을 안정화하는 효과가 있다. 또한, 본 발명에 의하면 발광 장치를 온 상태로 만듦으로써 사용자가 배터리의 정확한 잔여시간을 즉시 인지할 수 있게 하는 효과가 있다. 또한, 본 발명에 의하면 배터리의 현재 전압, 전압 구간 및 배터리 사용 가능 시간을 서버로 전송함으로써 이에 대한 데이터를 실시간으로 업데이트하는 효과가 있다.

전술한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.

100 : 배터리 사용 가능 시간 측정 장치
110 : 전압구간 생성부
120 : 전압 측정부
130 : 표시부
140 : 전송부

Claims (5)

1. 전력선 통신 데이터 집중 장치의 배터리 사용 가능 시간 측정 장치에 있어서,
   상기 배터리로부터 상기 배터리의 최대 전압과 최소 전압을 검출하고, 상기 배터리의 최대 전압에서 상기 배터리의 최소 전압을 차감하며, 상기 배터리의 최대 전압과 최소 전압 간의 차를 기 설정된 단위로 분할하여 하나 이상의 전압 구간을 생성하는 전압 구간 생성부;
   상기 하나 이상의 전압 구간에 대응하여 배터리 사용 가능 시간을 계산하는 연산부;
   상기 배터리의 현재 전압을 측정하는 전압 측정부; 및
   상기 배터리의 현재 전압이 상기 하나 이상의 전압 구간 중 어느 전압 구간에 속하는지 여부를 판단하여 상기 배터리 사용 가능 시간을 표시하는 표시부를 포함하고,
   상기 연산부는 배터리의 개방 회로 전압에 기초하여 상기 배터리의 잔존 용량(State Of Charge; SOC)을 추정하고 배터리의 잔존 용량으로부터 배터리 사용 가능 시간을 계산하는, 상기 배터리의 개방 회로 전압은 상기 배터리의 출력 전압으로부터 배터리 내부 저항에 기인하는 전압 강하를 감산한 상태에서 배터리 전류의 영향을 배제한 전압으로 설정되는, 배터리 사용 가능 시간 측정 장치.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 표시부는
   상기 하나 이상의 전압 구간에 각각 대응하는 하나 이상의 발광 장치를 포함하고, 상기 배터리의 현재 전압이 속하는 전압 구간에 대응하는 발광 장치를 온(On) 상태로 만드는 배터리 사용 가능 시간 측정 장치.
   
3. 제2항에 있어서,
   상기 표시부는
   상기 배터리의 현재 전압 이하에 해당하는 전압 구간에 대응하는 하나 이상의 발광 장치를 모두 온 상태로 만드는 배터리 사용 가능 시간 측정 장치.
   
4. 제2항에 있어서,
   상기 하나 이상의 발광 장치는
   각각 다른 색의 빛을 발산하는 배터리 사용 가능 시간 측정 장치.
   
5. 제1항에 있어서,
   상기 배터리의 현재 전압, 상기 배터리의 현재 전압이 속하는 전압 구간 및 상기 배터리 사용 가능 시간을 서버로 전송하는 전송부를
   더 포함하는 배터리 사용 가능 시간 측정 장치.
   

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