(57)【要約】      （修正有）【課題】パワー感知装置、放電回路、充電回路、および複数のバッテリ・パックを有する制御装置を含むバックアップ・バッテリ・システムを提供する。【解決手段】最小の受容可能な有効エネルギ容量を表す下部閾値が設定される。各バッテリ・パックが、それの有効エネルギ容量が下部閾値よりも小さくなった場合に再充電される。更に、最小の受容可能な有効エネルギ容量とパフォーマンス・マージンとの和を表す上部閾値が設定される。２バッテリ・パック・システムでは、両方のバッテリ・パックが上部閾値よりも小さくなった場合、それらのうちの小さい有効エネルギ容量を持ったバッテリが最小の受容可能な有効エネルギ容量まで放電され、しかる後、そのバッテリ・パックの最大エネルギ容量まで再充電される。この方法では、両方のバッテリ・パックが最小の受容可能な有効エネルギ容量に同時に接近しないようにされる。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１有効エネルギ容量および第１最大エネルギ容量を有する第１バッテリ・パックと、
第２有効エネルギ容量および第２最大エネルギ容量を有する第２バッテリ・パックと、
前記第１バッテリ・パックおよび第２バッテリ・パックに電気的に接続された充電回路と、
パワー・センサを含む制御装置と、
を含み、
前記パワー・センサは、前記第１有効エネルギ容量が前記制御装置に設定される下部閾値よりも小さくなったことを検出し、前記制御装置が、前記第１バッテリ・パックを前記第１最大エネルギ容量まで充電するよう前記充電回路に指示する、バックアップ・バッテリ・システム。
【請求項２】
前記パワー・センサが、前記第１有効エネルギ容量および前記第２有効エネルギ容量が前記制御装置に設定される上部閾値よりも小さくなったときを検出し、前記制御装置が、前記第１バッテリ・パックを前記第１最大エネルギ容量まで充電するよう前記充電回路に指示する、請求項１に記載のバックアップ・バッテリ・システム。
【請求項３】
前記第１バッテリ・パックおよび前記第２バッテリ・パックに電気的に接続された放電回路を更に含み、
前記制御装置が、前記第１バッテリ・パックを前記第１最大エネルギ容量まで充電するよう前記充電回路に指示する前に、前記第１バッテリ・パックを前記下部閾値まで放電するよう前記放電回路に指示する、請求項２に記載のバックアップ・バッテリ・システム。
【請求項４】
第３有効エネルギ容量および第３最大エネルギ容量を有する第３バッテリ・パックを更に含み、
前記パワー・センサが、前記第１、第２、および第３有効エネルギ容量のうちのいずれか２つが前記上部閾値よりも小さくなったことを検出し、前記制御装置が前記第１バッテリ・パックを前記第１最大エネルギ容量まで充電するよう前記充電回路に指示する、請求項２に記載のバックアップ・バッテリ・システム。
【請求項５】
第３有効エネルギ容量および第３最大エネルギ容量を有する第３バッテリ・パックを更に含み、
前記パワー・センサが、前記第１、第２、および第３有効エネルギ容量が前記上部閾値よりも小さくなったことを検出し、前記制御装置が、前記第１バッテリ・パックを前記第１最大エネルギ容量まで充電するよう前記充電回路に指示する、請求項２に記載のバックアップ・バッテリ・システム。
【請求項６】
前記第１、第２、および第３バッテリ・パックに電気的に接続された放電回路を更に含み、
前記制御装置が、前記第１バッテリ・パックを前記第１最大エネルギ容量まで充電するよう前記充電回路に指示する前に、前記第１バッテリ・パックを前記下部閾値まで放電するよう前記放電回路に指示する、請求項４に記載のバックアップ・バッテリ・システム。
【請求項７】
前記第１、第２、および第３バッテリ・パックに電気的に接続された放電回路を更に含み、
前記制御装置が、前記第１バッテリ・パックを前記第１最大エネルギ容量まで充電するよう前記充電回路に指示する前に、前記第１バッテリ・パックを前記下部閾値まで放電するよう前記放電回路に指示する、請求項５に記載のバックアップ・バッテリ・システム。
【請求項８】
バックアップ・バッテリ・システムを充電する方法であって、
第１バッテリ・パックの第１有効エネルギ容量が下部閾値よりも小さくなったことを検出するステップと、
前記第１有効エネルギ容量を第２バッテリ・パックの第２有効エネルギ容量と比較するステップと、
前記第１有効エネルギ容量が前記第２有効エネルギ容量よりも小さい場合、前記第１バッテリ・パックを第１最大エネルギ容量まで充電するよう充電回路に指示するステップと、
を含む方法。
【請求項９】
前記第１有効エネルギ容量および前記第２有効エネルギ容量が上部閾値よりも小さくなったことを検出して、前記第１バッテリ・パックを前記第１最大エネルギ容量まで充電するよう充電回路に指示するステップを更に含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
第３バッテリ・パックの第３有効エネルギ容量を検出するステップと、
前記第１、第２、および第３エネルギ容量のうちのいずれか２つが前記上部閾値よりも小さくなったことを検出して、前記第１バッテリ・パックを前記第１最大エネルギ容量まで充電するよう充電回路に指示するステップと、
を更に含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
第３バッテリ・パックの第３有効エネルギ容量を検出するステップと、
前記第１、第２、および第３有効エネルギ容量が前記上部閾値よりも小さくなったことを検出して前記第１バッテリ・パックを前記第１最大エネルギ容量まで充電するよう充電回路に指示するステップと、
を更に含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１２】
前記第１バッテリ・パックを前記第１最大エネルギ容量まで充電する前記ステップの前に前記第１バッテリ・パックを前記下部閾値まで放電させるステップを更に含む、請求項９乃至１１のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１３】
第１バッテリ・パックと、第２バッテリ・パックと、前記第１および第２バッテリ・パックに電気的に接続された充電回路とを含む、バックアップ・バッテリ・システムを制御するプログラムであって、
前記第１バッテリ・パックの第１有効エネルギ容量が下部閾値よりも小さくなったことを検出するステップと、
前記第１有効エネルギ容量を前記第２バッテリ・パックの第２有効エネルギ容量と比較するステップと、
前記第１有効エネルギ容量が前記第２有効エネルギ容量よりも小さい場合、前記第１バッテリ・パックを第１最大エネルギ容量まで充電するよう前記充電回路に指示するステップと、
を含む、プログラム。
【請求項１４】
前記第１有効エネルギ容量および前記第２有効エネルギ容量が上部閾値よりも小さくなったことを検出して、前記第１バッテリ・パックを前記第１最大エネルギ容量まで充電するよう前記充電回路に指示するステップと、
を更に含む、請求項１３に記載のプログラム。
【請求項１５】
第３バッテリ・パックの第３有効エネルギ容量を検出するステップと、
前記第１、第２、および第３エネルギ容量のうちのいずれか２つが前記上部閾値よりも小さくなったことを検出して、前記第１バッテリ・パックを前記第１最大エネルギ容量まで充電するよう前記充電回路に指示するステップと、
を更に含む、請求項１４に記載のプログラム。
【請求項１６】
第３バッテリ・パックの第３有効エネルギ容量を検出するステップと、
前記第１、第２、および第３有効エネルギ容量が前記上部閾値よりも小さくなったことを検出して、前記第１バッテリ・パックを前記第１最大エネルギ容量まで充電するよう前記充電回路に指示するステップと、
を更に含む、請求項１４に記載のプログラム。
【請求項１７】
前記第１バッテリ・パックを前記第１最大エネルギ容量まで充電する前記ステップの前に前記第１バッテリ・パックを前記下部閾値まで放電させるステップを更に含む、請求項１４乃至１６のいずれか１項に記載のプログラム。
【請求項１８】
バックアップ・バッテリ・システムを管理するために、コンピュータ・プログラムをコンピュータ・システムに統合することを含むサービスを提供する方法であって、
前記コンピュータ・プログラムが統合された前記コンピュータ・システムが、
第１バッテリ・パックの第１有効エネルギ容量が下部閾値よりも小さくなったことを検出するステップと、
前記第１有効エネルギ容量を第２バッテリ・パックの第２有効エネルギ容量に比較するステップと、
前記第１有効エネルギ容量が前記第２有効エネルギ容量よりも小さい場合、前記第１バッテリ・パックを第１最大エネルギ容量まで充電するよう充電回路に指示するステップと、
を実行する、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概説的に云えばバックアップ・バッテリ・システムの分野に関するものである。詳しく言えば、本発明は、複数のバックアップ・バッテリ・パックの数およびサイズを小さくするようにそれらのバッテリ・パックの充電をスタッガ化するためのシステムから成る。
【背景技術】
【０００２】
図１における伝統的なバックアップ・バッテリ・システム１０は、制御装置１２、パワー・センサ１４、充電回路１６、および１つまたは複数のバッテリ・パック１８を含む。各バッテリ・パック１８は１つまたは複数のバッテリ２０を含み、それらのバッテリの物理的特性に基づいた最大エネルギ容量を有する。或るバッテリ・パックは、所定の放電閾値以下に放電されると、それらの最大エネルギ容量まで再充電されるように設計されている。しかし、バッテリ・パックの最大エネルギ容量は、温度変動、反復的な充放電、および他の化学的反応のために徐々に低下するであろう。例えば、一般的なバッテリは、その耐用期間を通して最大エネルギ容量をそれの２０％まで失うことがある。あるタイプのバッテリが再充電の前にそれらの放電閾値まで十分に放電されない場合、この最大エネルギ容量の減少は更に顕著である。
【０００３】
バッテリ・パックがそれの現在の最大エネルギ容量まで充電された場合、負荷がないときでも、バッテリ内の化学的反応のために、電荷が徐々に低下する（自己放電する）であろう。自己放電を防ぐための１つの方法は、バッテリ・パックに連続的充電（弱電流充電）を施すことである。しかし、これは、バッテリの寿命を劇的に減少させるというような別の問題を生じる。従って、弱電流充電のバッテリ寿命の減少という不利な事態を引き起こすことなく自己放電を補償するためのバックアップ・バッテリ・システムを有することが望ましい。
【０００４】
電源装置にとって利用可能なエネルギ（有効エネルギ容量）は、現在の最大エネルギ容量、現在の自己放電量、およびバッテリ・パックに課せられた負荷の関数である。この有効エネルギ容量は、バッテリ・パックの当初のオリジナル最大エネルギ容量よりもかなり小さいことが多い。従って、有効エネルギ容量がバッテリ・パックの当初の最大エネルギ容量よりもかなり小さくても、バックアップ・バッテリ・システムは、負荷に電力を供給するのに十分な有効エネルギ容量を提供するように設計されなければならない。
【０００５】
もう１つの方法は、意図した負荷に電力を供給するために必要なエネルギ容量よりもかなり高い初期最大エネルギ容量を持ったバッテリ・パックを利用することである。しかし、バックアップ・バッテリ・システムの初期最大エネルギ容量を増加させることは高価なものであり、それに対応して大きいバッテリ・パックのための大量の空間を必要とする。更に、バッテリ・パックのサイズを増加させることはバックアップ・バッテリ・システムの重量を著しく増加させることがある。
【０００６】
更に別の方法は、設計負荷にとって必要なエネルギ容量よりもかなり大きい初期の結合最大エネルギ容量を持った複数のバッテリ・パックを利用することである。それらのパックは同じ環境にあるので、それらは、同じ割合で自己放電する傾向があり、ほぼ同時に放電閾値に達する可能性がある。この方法は、単一の大きいバッテリ・パックを利用することと同じ欠点、即ち、コスト、体積、および重量の増加を被る。従って、バッテリ・パックが放電閾値に同時に達しないようにする複数バックアップ・バッテリ・パックを充電するためのシステムを持つことが望ましい。
【０００７】
米国特許第６,５８３,６０３号（発明者：Baldwin）には、バックアップ電源として使用されるバッテリ・セルを充電および放電するための装置が開示されている。この装置は、並列に配置された２つの制御スイッチを利用して負荷バスおよび電源からバッテリ・セルを部分的に分離する。制御スイッチの１つは１セットのバッテリを負荷バスに同時に接続する。しかし、この特許は、他のセットとは無関係にバッテリ・セットを充電することを開示しているが、複数のバッテリ・パックが同時に放電閾値に達しないようにすることを開示するものではない。
【０００８】
米国特許第６,５０４,３４４号（発明者：Adams 他）には、バッテリ・パックを管理するための装置が開示されている。コントローラが個々のバッテリの選択的負荷テストを指示する。有効容量が所定の閾値よりも小さくなったバッテリが再充電される。しかし、この特許は過剰な設計容量を減らすために並列バッテリ・パックの充電を交互に行うことを開示するものではない。
【特許文献１】米国特許第６,５８３,６０３号
【特許文献２】米国特許第６,５０４,３４４号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
従って、必要な初期最大エネルギ容量を最小にするためには複数のバッテリ・パックの充電をスタッガ化（staggering）、つまり交互に実行することができるバックアップ・バッテリ・システムを有することが望ましく、本発明はそのようなバックアップ・バッテリ・システムを提供することを目的とする。更に本発明は、そのようなバックアップ・バッテリ・システムを充電する方法、バックアップ・バッテリ・システムを制御するプログラム、および、コンピュータ・プログラムをコンピュータ・システムに統合してバックアップ・バッテリ・システムを管理するサービスを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本願において開示される発明は、パワー感知装置（センサ）、充電回路、複数のバッテリ・パック、および放電回路を有し、制御装置を含むバックアップ・バッテリ・システムを提供する。各バッテリ・パックは、１つまたは複数のバッテリを含む。最小の受容可能な有効エネルギ容量を表す下部閾値が制御装置によって設定される。各バッテリ・パックは、それの有効エネルギ容量が下部閾値よりも小さくなった場合に再充電される。更に、最小の受容可能な有効エネルギ容量とパフォーマンス・マージンとの和を表す上部閾値が設定される。
【００１１】
２バッテリ・パック・システムにおいて、両方のバッテリ・パックが上部閾値よりも小さくなった場合、それらのうちの小さい有効エネルギ容量を持ったバッテリ・バックがそのバッテリ・パックの最大エネルギ容量まで再充電される。この方法では、両方のバッテリ・パックが最小の受容可能な有効エネルギ容量に同時に接近しないようにされる。これは、バッテリ・パックのサイズまたは数を減じさせ、それらの関連コストおよび大きさを減じさせる。バッテリの寿命を最大にし、バッテリ・パックの最大エネルギ容量の低下を少なくするために、バッテリ・パックは、再充電される前に、最小の受容可能な有効エネルギ容量まで放電されてもよい。
【００１２】
本発明は、３つまたは複数のバッテリ・パックを有するバックアップ・バッテリ・システムを意図することも可能である。それらのバッテリ・パックのうちの２つまたはそれ以上が上部閾値よりも小さくなった場合、最も小さい有効エネルギ容量を持ったバッテリ・パックが放電され、しかる後、最大エネルギ容量まで再充電される。別の方法として、すべてのバッテリ・パックが上部閾値よりも小さくなったときだけバッテリ・パックが放電および再充電されるように、上部閾値が設定されてもよい。
【００１３】
更に本発明は、バックアップ・バッテリ・システムを管理するために、コンピュータ・プログラムをコンピュータ・システムに統合する（integrate）ことを含むサービスを提供する方法を開示する。このコンピュータ・プログラムが統合されたコンピュータ・システムは、第１バッテリ・パックの第１有効エネルギ容量が下部閾値よりも小さくなったことを検出し、第１有効エネルギ容量と第２バッテリ・パックの第２有効エネルギ容量を比較して、第１有効エネルギ容量が第２有効エネルギ容量よりも小さい場合、第１バッテリ・パックを充電するよう充電回路に指示する。
【００１４】
本明細書における以下の説明から、および特許請求の範囲において特に指摘された新規な特徴から、本発明の種々の他の目的および利点が明らかになるであろう。従って、上記の目的を達成するために、本発明は、添付図面に示され、好適な実施例に関する詳細な説明において十分に記述された特徴、特に、特許請求の範囲において指摘された特徴を含む。しかし、そのような図面および記述は本発明を実施し得る種々の方法のほんの一部を開示したに過ぎない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明は、有効エネルギ容量の下部閾値および上部閾値を設定するために、およびこれらの閾値に従って複数のバッテリ・パックの充電をスタッガ化するために、制御装置を使用するという概念に基づいている。本願において開示された発明は、ソフトウェア、ファームウェア、ハードウェア、またはそれらの任意の組合せを生じさせるために、方法として、装置として、または標準的なプログラミングまたはエンジニアリング技術を使用したコンピュータ・プログラムとして具現化することが可能である。本願において使用される「コンピュータ・プログラム」という用語は、光学的記憶装置、および揮発性または不揮発性メモリ装置のようなハードウェアまたはコンピュータ可読媒体において具現化することが可能である。また、前述のハードウェアは、フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（ＦＰＧＡ）、アプリケーション固有集積回路（ＡＳＩＣ）、複合プログラマブル・ロジック・デバイス（ＣＰＬＤ）、プログラマブル・ロジック・アレイ（ＰＬＡ）、マイクロプロセッサ、または他の同様の処理装置を含み得るが、それに限定されるものではない。
【００１６】
図面を参照すると、同じ部品は同じ参照番号および記号でもって指定される。図２は、スタッガ化されたバックアップ・バッテリ充電システム１１０を示すブロック図であり、このシステムは、パワー・センサ１１４、下部閾値１１６、および上部閾値１１８を有する制御装置１１２を含む。スタッガ化されたバックアップ・バッテリ充電システム１１０は、更に、充電回路１２０、放電回路１２２、複数のバッテリ・パック１２４を含む。各バッテリ・パック１２４は１つまたは複数のバッテリ１２６を含む。パワー・センサ１１４は、電圧センサ、電流センサ、またはその２つの組合せを使用して、各バックアップ・バッテリ１２４に貯蔵されたエネルギを測定する。しかも、それはテスト負荷を含んでもよい。充電回路１２０は、電源、リレー、および電流制限装置を含んでもよい。放電回路１２２は、それ自身のリレーおよびもう１つの電流制限装置を含んでもよい。
【００１７】
下部閾値１１６は最小の受容可能な有効エネルギ容量を設定し、各バッテリ・パック１２４は、それの有効エネルギ容量が下部閾値よりも小さくなった場合に再充電される。上部閾値１１８は下部閾値の最小の受容可能な有効エネルギ容量およびパフォーマンス・マージンの和を表す。本発明の一実施例では、下部閾値１１６がバッテリ・パックの初期最大エネルギ容量の６０％に設定され、上部閾値１１８がバッテリ・パックの初期最大エネルギ容量の８０％に設定される。
【００１８】
上部閾値１１８は、バッテリ・パックが下部閾値１１６まで自己放電する時間の半分で自己放電を通して得られるエネルギ容量を表すように選定することも可能である。しかし、実際には、上部閾値は、温度および種々のバッテリ・パックの自己放電率における個々の変動のような幾つもの可変数の関数である。更に、温度の影響は、環境を監視することおよび計算表または公式に従って名目上の自己放電率を調節することによって算定することが可能である。従って、種々のバッテリ・パックの自己放電率相互間の変動の影響は、「各バッテリ・パックの実際の自己放電率」対「時間」を監視することおよび計算表または公式の調節によって調節することが可能である。
【００１９】
図３は、図２の制御装置１１２の一実施例のブロック図を示す。制御装置１１２は、処理装置１２８およびメモリ装置１３０を含む。メモリ装置１３０は、下部閾値１１６および上部閾値１１８を保持するメモリ・ロケーション１３２を含む。
【００２０】
処理装置１２８は、マイクロプロセッサ、汎用の中央処理ユニット（ＣＰＵ）、またはＦＰＧＡ、ＡＳＩＣ、ＰＬＡ、あるいはＣＰＬＤのようなプログラマブル装置であってもよい。メモリ装置１３０は、ランダム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ）装置、フラッシュＲＡＭ、または処理装置１２８内のレジスタ・セットであってもよい。本発明のこの実施例では、制御装置１１２は、パワー・センサ１１４、充電回路１２０、および放電回路１２２を制御する役割を果たす。更に、制御装置１１２はパワー・センサ１１４からの情報を下部閾値１１６および上部閾値１１８と比較する。
【００２１】
図４は、図２における制御装置１１２のもう１つの実施例のブロック図である。この制御装置１１２は、下部閾値を保持するための第１ハードウェア装置１３４および上部閾値を保持するための第２ハードウェア装置１３６を含む。第１ハードウェア装置１３４および第２ハードウェア装置１３６は、電圧分割回路または電圧検出装置であってもよい。本発明のこの実施例では、パワー・センサからの出力が第１ハードウェア装置１３４および第２ハードウェア装置１３６に供給される。制御装置１１２は、第１ハードウェア装置１３４および第２ハードウェア装置１３６からの信号に応答して充電回路１２０および放電回路１２２の動作を指示する。この実施例の制御装置自体は固体回路のようなハードウェア装置であってもよい。
【００２２】
２バッテリ・パック・システムでは、両方のバッテリ・パックが上部閾値（８０％）よりも小さくなった場合、小さい有効エネルギ容量を有するバッテリ・パックがそのバッテリ・パックの最大エネルギ容量まで再充電される。この方法では、両方のバッテリ・パックが最小の受容可能な有効エネルギ容量（６０％）に同時に近づかないようにされる。これは、バッテリ・パックのサイズおよび数を減少させ、それらの関連のコストおよび大きさを減少させる。バッテリの寿命を最大にすると共にバッテリ・パックの最大エネルギ容量の低下を少なくするために、バッテリ・パックは、再充電される前に最小の受容可能な有効エネルギ容量まで放電されてもよい。充電する前に放電する必要性は、バッテリ・タイプとそこに設定された閾値との関数である。或るバッテリ技術および閾値に対して、充電前にバッテリを放電することはバッテリの寿命および容量を改善する。別のケースでは、放電に対する利点は存在せず、従って、このステップは省略されてもよい。
【００２３】
本発明は、３つまたはそれ以上のバッテリ・パックを有するバックアップ・バッテリ・システムにも拡張することが可能である。２つまたはそれ以上のバッテリ・パックが上部閾値よりも小さくなった場合、最も小さい有効エネルギ容量を有するバッテリ・パックが放電され、しかる後、最大エネルギ容量まで再充電される。別の方法として、すべてのバッテリ・パックが上部閾値よりも小さくなったときだけ１つのバッテリ・パックが放電および再充電されるよう、その上部閾値が設定されてもよい。本発明の更に別の実施例では、平均的なバッテリ・パックが下部閾値と、下部閾値および現在の最大エネルギ容量の間の差の１／３との和まで自己放電したポイントに上部閾値が設定されてもよい。
【００２４】
本発明の更に別の実施例では、上部閾値が、下部閾値と、下部閾値および現在の最大エネルギ容量の間の差の２／３との和にセットされ、中間閾値が、下部閾値と、下部閾値および現在の最大エネルギ容量の間の差の１／３との和にセットされる。
【００２５】
スタッガ化されたバックアップ・バッテリ充電のプロセスが図５のスタッガ化充電アルゴリズム２００によって示される。ステップ２０２において、各バッテリ・パック１２４の容量が、その有効エネルギ容量を確認するためにパワー・センサ１１４によって算定される。パワー・センサは、バッテリ・セル電圧と、温度履歴と、前の再充電のために必要としたエネルギと、負荷時に使用される電流とを考慮するバッテリ容量算定装置を含む。更に、パワー・センサはバッテリ・セルに関する製造者のデータを考慮することもある。この方法では、バッテリ容量算定装置は、「製造者の自己放電曲線」対「時間および温度、並びに製造者の最大容量対時間および温度曲線」を、タイマおよび周期的温度サンプリングを使用してその容量を算定するであろう。
【００２６】
コントローラ１１２は、ステップ２０４において、これらの算定結果を上部閾値と比較する。すべてのバッテリ・パック１２４の有効エネルギ容量が上部閾値１１８よりも上である場合、何のアクションも必要とされず、プロセスはサイクルを再開するためにステップ２０２に戻る。
【００２７】
いずれかのバッテリ・パック１２４の有効エネルギ容量が上部閾値１１８よりも小さい場合、プロセスはステップ２０８に進む。ステップ２０８では、すべてのバッテリ・パック１２４の有効エネルギ容量が上部閾値１１８よりも小さいかどうかに関する決定が行われる。その結果が肯定的である場合、プロセスはステップ２１２に進み、コントローラ１１２が、最も少ない有効エネルギ容量を有するバッテリをその最大エネルギ容量まで充電するように充電回路に指示する。少なくとも１つのバッテリ・パックが上部閾値よりも大きい場合、プロセスはステップ２１０に進む。
【００２８】
ステップ２１０では、バッテリ・パック１２４の有効エネルギ容量が下部閾値１１６と比較される。バッテリ・パックのうちのどれかが下部閾値よりも小さい容量を有する場合、プロセスはステップ２１２に進み、コントローラが最も小さい量の有効エネルギ容量を有するバッテリ・パックをそれの現在の最大エネルギ容量まで充電するように充電回路に指示する。すべてのバッテリ・パック１２４の有効エネルギ容量が下部閾値１１６よりも大きい場合、更なるアクションは必要とされず、プロセスはサイクルを再開するためにステップ２０２に戻る。
【００２９】
ステップ２１２において、バッテリを充電するプロセスが、放電回路１２２を使用してバッテリを下部閾値１１６まで放電することを任意選択的に含む。最も小さい容量を有するバッテリ・パックを充電した後、プロセスはステップ２０２に戻ってサイクルを再開させる。
【００３０】
バックアップ・バッテリ・システムの製造に係る当業者は、本発明に関する別の実施例を開発することが可能であろう。例えば、本発明は、３つまたはそれ以上のバッテリ・パックを含むバックアップ・バッテリ・システムに拡張することが可能である。２つまたはそれ以上のバッテリ・パックが上部閾値よりも小さくなった場合、そのうちの最も小さい有効エネルギ容量を有するバッテリ・パックが下部閾値まで任意選択的に放電され、しかる後、それの現在の最大エネルギ容量まで再充電される。別の方法として、すべてのバッテリ・パックが上部閾値よりも小さくなったときだけ、１つのバッテリ・パックが下部閾値まで放電され、そして再充電される。
【００３１】
しかし、本明細書において使用された用語および表現は、説明のためのものとして使用されたのであって限定のためではなく、そのような用語および表現の使用には、図示および説明された特徴の均等物またはその一部分を排除する意図はまったくない。本発明の範囲は特許請求の範囲によってのみ規定され、限定されることは当然である。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】パワー・センサ、充電回路、および各々が１つまたは複数のバッテリを含む複数のバッテリ・パックを有する制御装置を含む伝統的なバックアップ・バッテリ・システムを示すブロック図である。
【図２】パワー・センサ並びに下部および上部閾値を有する制御装置と、充電回路と、放電回路と、各々が１つまたは複数のバッテリを含む複数のバッテリ・パックとを含むスタッガ化されたバックアップ・バッテリ充電システムのブロック図である。
【図３】図２の制御装置のブロック図であり、該制御装置は処理装置およびメモリ装置を含み、該メモリ装置は下部および上部閾値を保持するメモリ・ロケーションを含む。
【図４】図２の制御装置のブロック図であり、該制御装置は下部閾値を保持するための第１ハードウェア装置および上部閾値を保持するための第２ハードウェア装置を含む。
【図５】本発明によるスタッガ化充電アルゴリズムを示すフローチャートである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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