KR20100017735A - 축전지를 모니터링하기 위한 장치 - Google Patents

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KR20100017735A
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KR1020097025711A
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한스-미햐엘 그라프
크리스티안 트뢰쉬
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지멘스 악티엔게젤샤프트
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Abstract

본 발명은 축전지 및/또는 그 작동 상태를 식별하기 위해, 축전지에 접속된 식별 장치(IDV)에 무선 통신 인터페이스를 통해 요청 신호(AFS)를 송신하고, 식별 장치로부터 무선 통신 인터페이스(FSS)를 통해 축전지 고유의 데이터(ESD)를 수신하기 위한 송/수신 장치(SES)를 구비한, 차량(FZ)용 축전지(BAT)를 모니터링하기 위한 장치에 관한 것이다. 바람직하게 상기 장치는 축전지의 현재 작동 데이터를 측정하기 위한 하나 이상의 센서 장치와, 측정된 작동 데이터에 기초하여 축전지의 특성을 검출하기 위한 평가 장치를 또한 포함하며, 축전지에 접속된 식별 장치에 상기의 검출된 특성을 무선 통신 인터페이스를 통해 전송하기 위해 송/수신 장치를 사용한다. 검출된 작동 상태는 축전지의 식별 장치에 축전지 고유의 데이터를 직접 저장하는 이러한 가능성에 기초해서 상기 식별 장치로부터 다시 판독될 수 있으며 이는 예컨대 모니터링 장치에 새로이 접속된 축전지의 상태를 신속하게 인식하기 위함이다.
Figure P1020097025711
축전지, 송수신 장치, 무선 통신 인터페이스, 식별 장치, 데이터 메모리

Description

축전지를 모니터링하기 위한 장치{DEVICE FOR MONITORING AN ENERGY STORAGE}
본 발명은 축전지, 특히 재충전 가능한 차량용 배터리를 모니터링하기 위한 장치에 관한 것이다. 이 경우 차량은 특히 승용차 형태 또는 화물차 형태의 자동차로서 형성될 수 있다. 또한 본 발명은 무선 통신 인터페이스를 통해 모니터링 장치와 통신할 수 있는 식별 장치를 구비한 축전지에 관한 것이다.
통상적으로 납을 기초로 한 배터리로서 형성된 자동차 배터리들은 최근 센서들에 의해 점점 더 모니터링되는 추세이다. 상기 센서들은 배터리의 전압, 전류 또는 온도와 같은 현재의 배터리 작동 데이터들을 측정한다. 배터리 전압 및 배터리 온도의 지속적인 측정과 더불어, 충전되거나 방전된 자동차 배터리의 전류를 지속적으로 측정함으로써, 배터리 결함을 일찍 인식할 경우에 사용될 수 있는 배터리의 충전 상태, 성능 또는 노후화 정도와 같은 배터리의 특정한 특성 변수들 또는 배터리 특성이 계산될 수 있다. 통상적으로, 현재의 배터리 데이터를 측정하기 위한 개별 센서들 또는 측정 장치들은, 차량에 고정 접속되지만 배터리에는 접속되지 않은 인공 지능 배터리 센서 장치(IBS) 내에 집적된다. 예컨대 배터리 센서 장치는 배터리 단자에의 접속을 위한 접속 단자 내에 집적된다. 배터리 센서 장치가 집적된 접속 단자와, 추가의 배터리 단자에 접속될 수 있는 제2 접속 단자에 의해, 마침내 차량 전기 시스템에 전기 에너지가 공급될 수 있다.
어떠한 이유로든 차량 전기 시스템으로부터 배터리가 분리되면, 차량 작동 중에 측정된 작동 데이터 또는 이로부터 계산된, 분리된 해당 배터리의 배터리 특성은 소실되어 버리는데, 통상적으로 상기 데이터는 배터리 센서 장치의 메모리 내에 저장되고 별다른 조치가 없으면 새로이 접속된 배터리에는 할당될 수 없기 때문이다. 그 결과 동일한 차량 또는 다른 차량 내에 상기 배터리를 재접속할 경우, 접속된 해당 배터리의 배터리 작동 데이터 또는 배터리 특성이 충분치 않으므로 배터리 결함을 일찍 인식하는 것은 어려워진다.
따라서 본 발명의 목적은 모니터링 장치에 대한 (재)접속 시 배터리 또는 축전지를 식별할 수 있는 간단한 가능성을 제공하는 것이다.
상기 목적은 청구 범위 독립항의 대상에 의해 달성된다. 바람직한 실시예들은 종속항들의 대상이다.
차량용으로서, 축전지, 특히 재충전 가능한 배터리를 모니터링하기 위한 장치는 이하의 특징들을 갖는다. 모니터링 장치는 축전지에 접속된 식별 장치에 무선 통신 인터페이스를 통해 요청 신호를 송신하기 위한 송/수신 장치를 갖는다. 또한 송/수신 장치는 축전지 및/또는 그 작동 상태를 식별하기 위해, 식별 장치로부터 무선 통신 인터페이스를 통해 축전지 고유의 데이터를 수신하도록 설계된다. 무선 통신 인터페이스는 특히 라디오 인터페이스이지만, 적외선 인터페이스와 같은 다른 인터페이스들도 고려할 수 있다. 축전지에 할당된 식별 장치로부터 축전지 고유의 상응하는 데이터를 획득하거나 판독하도록 상기 송/수신 장치를 일종의 "판독 유닛"으로 사용할 수 있게 됨으로써, 특히 차량의 전기 시스템에 축전지를 새로이 접속할 경우, 상기 축전지(배터리)가 예컨대 차량 생산자로부터 제공된 축전지인지 또는 신제품인지 또는 사전에 이미 임의의 차량에 장착되었던 축전지인지의 여부를 즉시 인식할 수 있다. 수신된 상기 축전지 고유의 데이터는 배터리 모델을 위한 배터리 매개 변수로서 모니터링 장치에서 사용될 수 있으므로, 마침내 배터리 진단은 배터리 모델을 이용하여 실질적으로 신뢰성 있게 실행될 수 있다. 이로써 경우에 따라 발생하는 배터리 결함이 일찍 예측될 수 있으므로 기능 안전성이 향상될 수 있다.
바람직한 실시예에 따라, 송/수신 장치로부터 송신된 요청 신호는 식별 장치를 위한 (에너지 공급을 위해) 데이터 또는 코드 및/또는 에너지를 포함하는 라디오 신호이다. 특히 고유의 에너지원을 갖지 않은 트랜스폰더로서 식별 장치가 형성되는 경우, 요청 신호와 함께 제공된 에너지 출력 또는 전력은 메모리 장치로부터 축전지 고유의 데이터를 알아내서 송/수신 장치에 다시 송신하기 위해 사용될 수 있다. 요청 신호 내에 포함된 데이터 또는 코드는 경우에 따라 축전지 고유의 특정 데이터만을 식별 장치로부터 조회하는 데 사용될 수 있다.
축전지 고유의 데이터는 현재의 작동 데이터들(전류, 전압, 온도)을 기초로 이미 계산된 축전지의 특성들과 마찬가지로, 축전지를 식별하기 위한 데이터 및/또는 축전지의 작동 상태에 대한 데이터를 포함할 수 있다. 이 경우 축전지를 식별하기 위한 데이터는 예컨대 생산 날짜와, 생산 지점과, 공칭 용량(nominal capacity)과, 정격 콜드 스타트 전류와, (액상의 또는 습식의 또는 안정화된 전해질) 기술 및 납 합금(PbCa, PbSb 등)을 포함할 수 있다. 작동 상태에 대한 데이터는 차량 생산자에 있어서의 작동 개시 날짜(차량의 생산 날짜) 또는 작업장에서의 조립 날짜와, 전기 시스템에 대한 접속 중단의 횟수와, 인식된 딥 방전(deep discharge)의 횟수와, 측정된 전류 흐름량과, 측정된 과방전 지속 시간과, 충전 상태가 낮을 때의 작동 지속 시간 및, 저항, 충전 상태, 용량 등과 같이 검출된 축전지의 특성 또는 매개변수를 포함할 수 있다.
또한 모니터링 장치는 축전지 고유의 데이터를 저장하기 위한 데이터 메모리를 포함할 수 있다. 모니터링 장치에 접속된 해당 축전지로부터 축전지 고유의 데이터가 데이터 메모리 내에 저장되면, 모니터링 장치를 위해 상기 축전지가 분리되고 예컨대 다시 새로이 접속된 후, 동일한 축전지가 접속되었는지의 여부를 검사할 수 있다. 이를 위해 모니터링 장치는 새로이 접속된 축전지의 축전지 고유의 데이터를 송/수신 장치를 이용하여 "판독해서" 데이터 메모리 내에 저장된 축전지 고유의 데이터와 비교할 수 있다. 이로써 축전지 고유의 해당 데이터들이 일치하는 경우, 상기 축전지는 새로이 접속된 해당 축전지임이 추론될 수 있다. 축전지의 이러한 식별은 특히 축전지 고유의 데이터를 식별하기 위한 데이터에 의해 가능하다. 새로이 접속된 또는 연결된 축전지의 분석 시 축전지의 작동 상태 데이터를 추가로 사용하여, 경우에 따라 동일한 축전지가 그 사이에 즉, 새로운 접속 전에 사용되었는지의 여부를 또한 측정할 수 있다.
본 발명의 또 다른 양상에 따라, 앞서 언급한 모니터링 장치의 개선예로서 또는 축전지의 모니터링을 위한 독자적인 장치로서 고려될 수 있는, 차량용 축전지를 모니터링하기 위한 장치가 제공된다. 이 경우 제2 양상에 따른 모니터링 장치는 축전지의 현재 작동 데이터를 측정하기 위한 센서 장치를 갖는다. 센서 장치는 에너지 장치로부터 현재 출력된 전류값을 측정하기 위한 션트 저항 또는 측정 저항과, 축전지의 현재 온도를 측정하기 위한 온도 센서 등을 포함할 수 있다. 또한 상기 모니터링 장치는 측정된 현재 작동 데이터에 기초해서 축전지의 특성을 검출하기 위한 평가 장치를 갖는다. 이 경우 특성들은 충전 상태와, 성능과, 노후화 정도와, 특히 재충전 가능한 배터리로서 형성된 축전지의 내부 저항을 포함할 수 있다. 마지막으로, 상기 모니터링 장치는 검출된 특성 또는 다른 축전지 매개 변수와 같은 축전지 고유의 데이터를 축전지에 접속된 식별 장치에 무선 인터페이스를 통해 전송하기 위한 송신 장치 또는 송/수신 장치를 갖는다. 이로써 제2 양상에 따른 모니터링 장치에 의해, 작동 중에 측정된 또는 검출된 특성 또는 매개 변수를 축전지 자체에 또는 그 식별 장치에 저장할 가능성이 제공된다. 축전지가 예컨대 차량 전기 시스템 부품의 수리 또는 교체에 의해 차량의 전기 시스템으로부터 한 번 분리되고, 축전지가 전기 시스템에 다시 접속되면, 생산자로부터 제공된 기본 데이터 또는 식별 데이터(예컨대 생산 날짜, 생산 지점)와 같이 사전에 식별 장치 내에 저장된 축전지 고유의 데이터와, 작동 중에 검출된 축전지의 특성이 판독될 수 있으며, 모니터링 장치는 (새로이) 접속된 축전지로부터 판독된 축전지 고유의 데이터 또는 매개 변수를 기초로 축전지 모델을 이용하여 축전지의 상태를 인식하고 경우에 따라 발생할 수 있는 결함을 일찍 예측할 수 있다.
또 다른 양상에 따라 축전지, 특히 재충전 가능한 차량용 배터리가 형성된다. 이 경우 축전지는 상기 축전지에 접속된 식별 장치를 갖는다. 바람직하게 식별 장치는 분리되지 않도록 또는 분실되지 않도록 축전지에 접속된다. 이를 위해 식별 장치는 예컨대 축전지의 하우징 내에 집적될 수 있다. 그러나 식별 장치의 크기가 작은 실시예의 경우 축전지의 라벨(label)에 식별 장치를 제공하는 것도 가능하며, 라벨은 접착제에 의해 축전지에 고정된다. 이 경우 식별 장치는 축전지 고유의 데이터를 저장하기 위한 축전지측 데이터 메모리를 갖는다. 바람직하게 상기 데이터는 비휘발성으로 저장된다. 또한 식별 장치는 축전지측 데이터 메모리 내에 저장된 축전지 고유의 데이터를 무선 통신 인터페이스를 통해 송신하기 위한 송신 장치를 포함하는 통신 장치를 갖는다. 무선 통신 인터페이스는 특히 라디오 인터페이스로서 형성될 수 있다. 예컨대 상기 유형의 축전지는 차량의 전기 시스템에 접속되며 축전지를 모니터링하기 위한 상응하는 장치에 접속되므로, 모니터링을 위한 상기 유형의 장치는 무선 통신 인터페이스를 통해 축전지 고유의 데이터를 수신한 후 축전지를 식별할 수 있으며 경우에 따라 제공되는 추가의 데이터 또는 매개 변수에 기초해서 신뢰성을 갖는 축전지 모델을 형성할 수 있다.
바람직한 실시예에 따라 식별 장치의 통신 장치는, 축전지 고유의 데이터를 무선 통신 인터페이스를 통해 수신하고 축전지측 데이터 메모리 내에 저장하도록 설계된 수신 장치를 또한 포함할 수 있다. 이에 대해 추가로 또는 대안으로, 수신 장치는 무선 통신 인터페이스를 통해 요청 신호를 수신하도록 설계될 수 있으며, 이에 대해 송신 장치는 요청 신호의 수신에 대한 정보를 제공받고 요청 신호에 응답해서(만), 축전지측 데이터 메모리 내에 저장된 데이터를 송신한다. 축전지 고유의 데이터가 요청 신호에 의해 트리거링되어 송신됨으로써, 송신 장치는 지속적으로 또는 특정의 시간 간격을 두고 축전지 고유의 데이터를 송신하지 않아도 되며, 축전지의 모니터링을 위한 장치와 같은 상응하는 판독 유닛이 축전지 고유의 데이터를 주로 (수신하고자 할 때에만) 축전지 고유의 데이터를 송신한다.
식별 장치는 특히 보다 작은 용량의 에너지 임시 저장 장치를 또한 포함할 수 있으며, 에너지 임시 저장 장치에는 요청 신호의 전기 에너지가 임시 저장될 수 있고 전기 에너지는 축전지측 데이터 메모리로부터 축전지 고유의 데이터를 판독해서 판독된 데이터를 송신하기 위해 사용될 수 있다. 이를 위해 에너지 임시 저장 장치는 예컨대 커패시터를 포함할 수 있다.
바람직한 실시예에 따라 식별 장치는 RFID(Radio Frequency Identification)트랜스폰더 또는 RFID 태그로서 형성될 수 있다. 안테나 및 아날로그 회로는 송신 장치 또는 수신 장치로서 사용될 수 있다. 또한 RFID 트랜스폰더는 마이크로칩을 구비한 디지털 회로를 포함하며, 마이크로칩은 영구적인 또는 비휘발성 메모리에 접속되며 식별 장치의 경우 축전지측 메모리에 접속된다. 축전지를 모니터링하기 위한 장치와의 통신 시, 상기 장치는 축전지의 식별 장치를 위한 판독 유닛(판독기)으로서 사용될 수 있다. 이 경우 RFID 통신은 원리적으로 다음과 같이 기능한다. 판독 유닛(모니터링을 위한 장치)은 고주파 교번 전자기장(요청 신호에 상응)을 생성하며, (식별 장치의) RFID 트랜스폰더의 안테나 또는 수신 장치는 상기 전자기장을 수신한다. 안테나 코일이 전자기장에 근접하자마자 안테나 코일에서는 유도 전류가 생성된다. 안테나 코일은 디지털 회로에 위치한 마이크로칩을 활성화하며, 유도된 전류에 의해서는 소위 "수동형(passive)" RFID 트랜스폰더의 경우 마이크로칩 또는 송신 장치의 전류 공급에 사용되는 (앞서 언급한 축전지의) 커패시터가 충전된다. 소위 "능동형" RFID 트랜스폰더의 경우 이러한 전류 공급은 트랜스폰더에 내장된 배터리가 맡는다. 마이크로칩이 한 번 활성화되면, 마이크로칩은 수신된 에너지 또는 전력 외에도, 판독 유닛을 그 자기장 내에서 (요청 신호) 변조시키는 데이터 또는 명령을 또한 수신할 수 있다. 사용된 기술 또는, HF(대략 13MHz에서의 고주파수 또는 단파) 또는 UHF(대략 865 내지 869MHz에서의 극초고주파수 또는 극초단파)와 같은 주파수에 따라 RFID 트랜스폰더는 판독 유닛의 교번 자장에서 부하 변조에 의해 응답 신호를 송출하거나(HF의 경우), 소위 "백스태커링(backstackering)"의 범위에서 원거리 전자기장에 의해 응답 신호를 송신함으로써 응답 신호를 송출한다(UHF의 경우).
본 발명의 다른 양상에 따라 차량을 위해, 특히 앞서 언급한 차량용 축전지와 축전지를 모니터링하기 위한 앞서 언급한 장치를 포함하는 자동차를 위해 전기 에너지를 제공하기 위한 시스템이 제시된다. 이미 언급한 바와 같이 축전지를 식별하기 위해, 축전지에 접속된 식별 장치로부터 축전지 고유의 데이터를 판독하도록 상기 모니터링 장치를 판독 유닛으로서 사용할 수 있다.
이하에서는 본 발명의 실시예가 첨부된 도면을 참조로 더 자세히 설명된다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따라 전기 에너지를 제공하기 위한 시스템을 구비한 차량의 개략적 도면이다.
도 1은 본 실시예에서 자동차로서 형성된 차량(FZ)을 도시하며, 상기 자동차의 작동을 위해서는 전기 에너지를 공급해줄 시스템이 필요하다. 상기 시스템은 재충전 가능한 배터리(BAT)의 형태로 축전지를 갖는다. 배터리(BAT)는 예컨대 플라스틱으로 이루어진 하우징을 가지며, 하우징 내에는 식별 장치(IDV)가 집적된다. 배터리로부터 식별 장치가 분실되는 것을 방지하기 위해, 적절한 접착제에 의해 배터리의 하우징에 고정된 배터리 라벨에 식별 장치(IDV)를 부착하는 것도 고려할 수 있다.
본 실시예에서 식별 장치(IDV)는 RFID 트랜스폰더로서 형성되며 송/수신 장치(SEB)를 포함하고, 송/수신 장치는 본원에서 커패시터(KO)의 형태를 갖는 에너지 임시 저장 장치에 접속된다. 또한 송/수신 장치(SEB)는 축전지 고유의 또는 배터리 고유의 데이터를 저장하기 위해 비휘발성의 또는 영구적인 데이터 메모리(SPB)에 접속된다. 식별 장치(IDV)의 기능 방식은 이하에서 더 자세히 설명된다.
배터리(BAT)는 차량의 전기 시스템(BN)에의 접속을 위해 각각의 접속 단자(AK1, AK2)에 접속되는 배터리 단자(BP)를 또한 포함한다. 복수의 전기 사용자 장치들을 대표해서 하나의 사용자 장치(VB)만이 전기 시스템(BN)에 도시된다. 상기 실시예에서 축전지 또는 배터리(BAT)를 모니터링하기 위한 장치로서 배터리 센서 장치(BS)가 접속 단자(AK1) 내에 집적되거나 상기 접속 단자와 일체로 형성된 다. 그러나 접속 단자 및 배터리 센서 장치의 상기 유형의 집적은 생략될 수 있으며 또는 배터리 센서 장치가 별도의 장치로서 형성될 수도 있다. 모든 경우에서 배터리 센서 장치(BS)는 배터리(BAT)의 현재 작동 데이터를 측정하기 위한 센서 장치들 또는 측정 장치들을 포함한다. 센서 장치들 중 하나는 배터리의 현재 작동 온도를 측정하기 위한 온도 센서(TS)를 포함하며, 작동 온도는 배터리 단자(BP) 및 접속 단자(AK1)를 통해 궁극적으로 온도 센서(TS)로 안내된다. 본원에서 배터리 센서 장치는 전류 측정을 위한 측정 저항(MW) 형태의 센서 장치를 또한 포함하며(이 경우 전류 측정을 위해 홀 효과 센서도 사용될 수 있다), 측정 저항은 전류 측정을 위해 온도 안정성을 갖는 재료, 예컨대 망가닌으로 형성된다. 온도 센서(TS) 또는 측정 저항(MW)의 각각의 센서 데이터들은 평가 장치(AE)에 제공되며, 궁극적으로 평가 장치는 설명된 현재의 해당 작동 데이터로부터 또는 또 다른 작동 데이터로부터, 예컨대 배터리의 현재 내부 저항, 현재 충전 상태, 현재 용량 등과 같은 배터리(BAT)의 특성들을 계산하도록 설계된다. 마지막으로 배터리 센서 장치는 식별 장치(IDV)의 상응하는 송/수신 장치(SEB)와의 통신을 위해, 라디오 신호를 송수신하기 위한 송/수신 장치(SES)도 갖는다. 배터리 센서 장치(BS)는, 한편으로 평가 장치(AE) 및 송/수신 장치(SES)에 접속된 데이터 메모리(SPS)도 또한 갖는다. 따라서, 추후에 더 자세히 설명되는 바와 같이, 배터리(BAT)의 현재 측정된 작동 데이터 또는 이로부터 검출된, 배터리의 현재 작동 상태에 대한 배터리 특성도 데이터 메모리(SPS) 내에 저장될 수 있으며 경우에 따라 송/수신 장치(SES)에 의해 배터리(BAT)의 식별 장치(IDV)에 송신될 수 있다.
마지막으로 배터리 센서 장치(BS)의 평가 장치(AE)는 (예컨대 이모빌라이저, 타이어 압력 모니터링 장치 또는 차량 잠금 장치와 같은 복수의 시스템들을 제어하기 위한 중앙 제어 유닛의) 소위 바디 컨트롤러, 엔진 제어 유닛 또는 게이트웨이 등과 같은 차량(FZ)의 제어 유닛에 또한 접속될 수 있다. 특히 타이어 압력 모니터링 장치 또는 차량 잠금 장치를 위한 바디 컨트롤러 형태의 제어 유닛(STG)의 경우, 상기 제어 유닛(STG)은 라디오 인터페이스(FSS2)를 통해 타이어 압력 센서(TG), 리모콘 키(FS) 또는 이모빌라이저(WS)와 통신할 수 있는 송/수신 장치(SEG)에 또한 접속될 수 있다. 또한 상기 유형의 송/수신 장치(SEG)가 라디오 인터페이스(FSS2)를 통해 식별 장치(IDV)의 송/수신 장치(SEB)와도 통신할 수 있는 점도 고려할 수 있다. 본 발명의 변형예에서는 2개의 송/수신 장치(SEG, SES)가 제공되지 않아도 되고, 식별 장치(IDV)와의 통신을 위해 2개의 장치들(SEG 또는 SES) 중 하나의 장치만 실행되면 충분한 점이 언급된다.
예컨대 차량의 전기 시스템(BN)에서 사용자 장치의 수리 또는 교체로 인해 전기 시스템으로부터 배터리(BAT)를 분리해야 하는 점이 가정된다. 지금까지 배터리(BAT)의 작동 중에 측정된 작동 데이터 또는 이로부터 검출된, 작동 상태에 대한 배터리(BAT) 특성은 일반적으로 배터리 센서 장치(BS)의 데이터 메모리(SPS) 내에 모두 저장된다. 상기 데이터를 소실하지 않기 위해 또는 적합한 배터리에 데이터를 다시 할당할 수 있기 위해, 해당 배터리 고유의 데이터(ESD)는 배터리 분리에 대한 대비로 라디오 인터페이스(FSS)를 통해 배터리 센서 장치(BS)의 송/수신 장치(SES)로부터 식별 장치(IDV)의 송/수신 장치(SEB)로 전송된다. 데이터는 송/수 신 장치(SEB)로부터 데이터 메모리(SPB) 내에 저장된다.
이제 전기 시스템(BN)에서 요구되는 작업이 실행될 수 있다. 예컨대 동일한 배터리(BAT)가 접속 단자(AK1, AK2)에 의해 전기 시스템(BN)에 다시 접속되면, 이제 접속된 상기 해당 배터리가 다시 식별될 수 있다. 이를 위해 송/수신 장치(SES)는 판독 유닛으로서 사용될 수 있으며 식별 장치(IDV)의 메모리(SPB) 내에 저장된 데이터를 판독할 수 있다. 상기의 목적을 위해 송/수신 장치(SES)는 송/수신 장치(SEB)에 조회 신호(AFS)를 보내며, 송/수신 장치(SEB)는 상기 조회 신호 즉, 요청 신호에 응답하여, 데이터 메모리(SPB) 내에 저장된 배터리 고유의 데이터를 판독해서 라디오 인터페이스(FSS)를 통해 배터리 고유의 데이터(ESD)의 형태로 송/수신 장치(SES)로 전송한다. 예컨대 수신된 조회 신호에 의해 트리거링된 마이크로칩 또는 마이크로컨트롤러는 송/수신 장치(SEB)를 제어할 수 있으며, 이에 따라 배터리 고유의 데이터를 판독하고 송신한다. 측정된 작동 데이터에 대한, 또는 배터리의 작동 상태에 대해 상기 작동 데이터로부터 검출된 배터리의 특성 또는 매개 변수에 대한, 앞서 언급한 배터리 고유의 데이터 외에도 배터리 고유의 또 다른 데이터가 데이터 메모리(SPD) 내에 저장될 수 있으며 궁극적으로 요청 신호에 의해 트리거링되어 배터리 센서 장치에 전송될 수 있다. 이러한 또 다른 데이터는 예컨대 생산자 코드, 생산 날짜, 생산 지점, 공칭 용량 및, 배터리의 기초가 되는 기술 등일 수 있다.
바람직한 실시예에 따라 식별 장치는 (특히 아날로그의) 전기 측정 회로(MES)를 또한 포함할 수 있으며, 측정 회로에 의해 배터리의 특성 변수(예컨대 배터리의 온도)가 특정될 수 있다. 이러한 전기 측정 회로(MES)는 특성 변수의 측정 과정 지속을 위해 에너지 임시 저장 장치 또는 커패시터(K0)로부터 전기 에너지를 공급받을 수 있다. 측정 과정은 예컨대 배터리 센서 장치의 특수한 요청 신호에 의해 시작될 수 있다. 특히 전기 측정 회로는 상기 측정 회로에 할당된 특수한 측정 장치들을 이용하여, 측정될 특성 변수들 또는 주변 조건들에 그 값이 좌우되는 전기 전압과 같은 아날로그 변수들을 측정하도록 설계된다. 또한 측정 회로는 측정된 아날로그 변수들을 디지털 값으로 변환하도록 설계된다(아날로그/디지털 변환기). 후속해서 상기 디지털 값은 송/수신 장치(SEB)에 의해 배터리 센서 장치(BS)에 전송되거나 제어 유닛(STG)에 의해 배터리 센서 장치(BS)에 전송될 수 있다.
이미 언급한 바와 같이, 배터리(BAT)의 온도가 특성 변수로서 측정될 수 있다. 이 경우 측정 회로에 할당된 측정 장치는 PTC(positive temperature coefficient) 저항 또는 NTC(negative temperature coefficient) 저항을 가질 수 있다. 측정 회로 또는 식별 장치가 독립된 에너지 공급부를 갖거나 요청 신호를 통해 에너지를 공급받기 때문에, 식별 장치 또는 측정 회로 및 그 측정 장치(들)은 예컨대 배터리 단자에 반대되는 측면(배터리 하부면) 또는 배터리의 하부 섹션(적어도 상기 도면에서 측정 회로는 배터리의 하부 섹션에 위치하여 도시된다)과 같은 배터리의 임의의 지점에 배치될 수 있다. 이로써 예컨대 온도를 측정할 경우 장치 기술적으로 크게 복잡하지 않고서도, 배터리의 온도를 직접 그리고 정확하게 측정할 단순한 가능성이 제공된다.
수신된 배터리 고유의 데이터들은 송/수신 장치(SES)에 의해 데이터 메모리(SPS) 내에 저장되며, 평가 장치(AE)는 이미 상기 데이터 메모리에 액세스할 수 있다. 이로써 평가 장치(AE)는 수신된 배터리 고유의 해당 데이터 또는 접속된 해당 배터리의 배터리 매개 변수를 배터리 모델에서 사용함으로써 향후의 배터리 상태뿐만 아니라 배터리 결함도 일찍 또는 효율적으로 예측할 수 있다.
현재 작동 상태에 대한 특성들(내부 저항, 충전 상태, 용량 등)을 식별하거나 설명하기 위해 에너지 고유의 데이터를 배터리의 식별 장치(IDV)로부터 판독할 수 있음으로써, 배터리 센서 장치(BS)는 전기 시스템에 접속된 해당 배터리를 신속히 식별할 수 있으며 상기 배터리의 현재 작동 상태를 배터리 모델을 위해 전송할 수 있다. 이로써 배터리 결함 또는 배터리 공급이 보다 일찍 인식되거나 예측될 수 있으므로 작동 안정성이 향상된다. 이로써 궁극적으로는, 결함이 있는 배터리로 인한 고장의 횟수가 줄어든다.

Claims (11)

  1. 차량용 축전지(BAT)를 모니터링하기 위한 장치에 있어서,
    축전지(BAT) 및/또는 축전지의 작동 상태를 식별하기 위해, 축전지(BAT)에 접속된 식별 장치(IDV)에 무선 통신 인터페이스(FSS)를 통해 요청 신호(AFS)를 송신하고,
    식별 장치로부터 무선 통신 인터페이스(FSS)를 통해 축전지 고유의 데이터(ISD)를 수신하기 위한 송/수신 장치(SES)를 구비한, 축전지를 모니터링하기 위한 장치.
  2. 제1항에 있어서, 요청 신호(AFS)는 식별 장치(IDV)를 위한 에너지 공급을 위해 데이터 및/또는 에너지를 포함하는 라디오 신호인, 축전지를 모니터링하기 위한 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 축전지 고유의 데이터(ESD)는 축전지(BAT)를 식별하기 위한 데이터 및/또는 축전지의 작동 상태에 대한 데이터를 포함하는, 축전지를 모니터링하기 위한 장치.
  4. 제3항에 있어서, 축전지를 식별하기 위한 데이터는 생산 날짜와, 생산 지점과, 공칭 용량과, 정격 콜드 스타트 전류 및/또는 기술을 포함하며, 작동 상태에 대한 데이터는 차량 생산자에 있어서의 축전지의 작동 개시 날짜와, 작업장에서의 조립 날짜와, 전기 시스템에 대한 접속 중단의 횟수와, 인식된 딥 방전의 횟수와, 측정된 전류 흐름량과, 측정된 과방전 지속 시간과, 충전 상태가 낮을 때의 작동 지속 시간과, 내부 저항과, 충전 상태 및/또는 용량을 포함하는, 축전지를 모니터링하기 위한 장치.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 축전지 고유의 데이터(ESD)를 저장하기 위한 데이터 메모리(SPS)를 또한 포함하는, 축전지를 모니터링하기 위한 장치.
  6. 특히 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 따른 차량(FZ)용 축전지(BAT)를 모니터링하기 위한 장치이며,
    축전지(BAT)의 현재 작동 데이터를 측정하기 위한 하나 이상의 센서 장치(MW, TS)와,
    측정된 작동 데이터에 기초해서 축전지의 특성을 검출하기 위한 평가 장치(AE)와,
    축전지에 접속된 식별 장치에 상기 검출된 특성을 무선 통신 인터페이스(FSS)를 통해 전송하기 위한 송신 장치를 구비한, 축전지를 모니터링하기 위한 장치.
  7. 축전지에 접속된 식별 장치를 구비한 차량용 축전지, 특히 재충전 가능한 배터리(BAT)에 있어서,
    식별 장치(IDV)는,
    축전지 고유의 데이터(ESD)를 저장하기 위한 축전지측 데이터 메모리(SPB)와,
    축전지 고유의 데이터를 무선 인터페이스(FSS)를 통해 송신하기 위한 송신 장치를 포함하는 통신 장치(SEB)를 구비한 축전지.
  8. 제7항에 있어서, 통신 장치(SEB)는 무선 통신 인터페이스(FSS)를 통해 요청 신호(AFS)를 수신하도록 설계된 수신 장치를 또한 포함하며, 이 경우 송신 장치는 요청 신호에 응답해서 축전지 고유의 데이터(ESD)를 송신하고, 그리고/또는 상기 통신 장치는 축전지 고유의 데이터를 무선 인터페이스(FSS)를 통해 수신해서 축전지측 데이터 메모리(SPB) 내에 저장하는 축전지.
  9. 제7항 또는 제8항에 있어서, 식별 장치(IDV)가 집적되어 있는 하우징 요소(GEH)를 포함하는 축전지.
  10. 제7항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 통신 장치(SEB)는 RFID 트랜스폰더로서 형성되는 축전지.
  11. 제7항 내지 제10항 중 어느 한 항에 따른 차량용 축전지(BAT)와,
    제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 따른 축전지를 모니터링하기 위한 장치(BS)를 구비한 차량(FZ)을 위해 전기 에너지를 공급하기 위한 시스템.
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