(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エネルギー駆動要素と共に使用するための複数のエネルギー源を管理する電力管理システムであって、
各エネルギー源に対するエネルギー源検出器であって、各エネルギー源検出器が、前記複数のエネルギー源の各々の充電状態を測定しかつ最も低い充電状態を有するエネルギー源を判定する、エネルギー源検出器と、
前記最も低い充電状態を有する前記エネルギー源を１次エネルギー源として指定し、他のいずれかのエネルギー源を２次エネルギー源として指定する、コントローラであって、前記エネルギー駆動要素に必要とされる電力の量を測定し、前記エネルギー駆動要素に必要とされる電力の量が前記１次エネルギー源から利用可能な電力の量より高いかを決定する、コントローラと、
前記１次エネルギー源が前記エネルギー駆動要素に電力を供給すること、又は、前記エネルギー駆動要素に必要とされる電力が前記１次エネルギー源から利用可能な電力の量より高い場合には、前記１次エネルギー源及び前記２次エネルギー源の双方が前記エネルギー駆動要素に電力を供給することを選択的に可能にする、エネルギー源選択器と、
を備える、電力管理システム。
【請求項２】
前記エネルギー源選択器が、前記２次エネルギー源が前記エネルギー駆動要素に電力を供給することを不能にするように構成されている、請求項１に記載の電力管理システム。
【請求項３】
外部電源が利用可能かを決定する、外部電力検出器を更に備え、
前記エネルギー源選択器が、前記外部電源が前記エネルギー駆動要素に電力を供給することを可能にするように構成されており、
前記エネルギー源選択器が、前記１次エネルギー源が前記エネルギー駆動要素に電力を供給することを不能にするように構成されている、
請求項１に記載の電力管理システム。
【請求項４】
前記複数のエネルギー源が、使い果たすことが可能なエネルギー源を備え、前記外部電源が、使い果たすことができないエネルギー源を備える、請求項３に記載の電力管理システム。
【請求項５】
前記複数のエネルギー源のうちの少なくとも１つが、電池を備える、請求項４に記載の電力管理システム。
【請求項６】
防爆容器であって、当該防爆容器内に位置する前記エネルギー源検出器、前記コントローラ、前記エネルギー源選択器、前記外部電力検出器、並びに前記複数のエネルギー源と共に、電気コネクタを含む、防爆容器を更に備え、
前記外部電源が、前記防爆容器の外部に位置し、前記防爆容器の前記電気コネクタに連結されている、請求項３に記載の電力管理システム。
【請求項７】
前記エネルギー源選択器が、前記２次エネルギー源の電源インピーダンスに対する前記１次エネルギー源の電源インピーダンスに対して反比例する比率で、前記１次エネルギー源及び前記２次エネルギー源が前記エネルギー駆動要素に電力を供給することを可能にする、請求項１に記載の電力管理システム。
【請求項８】
前記複数のエネルギー源が前記エネルギー駆動要素に電力を供給することを選択的に不能にするために、前記複数のエネルギー源と前記エネルギー源選択器との間のスイッチを更に備える、請求項１に記載の電力管理システム。
【請求項９】
各エネルギー源が前記エネルギー駆動要素に電力を供給することを選択的に可能及び不能にするために、各エネルギー源と前記エネルギー源選択器との間のスイッチを更に備える、請求項１に記載の電力管理システム。
【請求項１０】
各エネルギー源検出器が、各スイッチに操作可能に連結され、当該スイッチを選択的に開閉する、請求項９に記載の電力管理システム。
【請求項１１】
前記１次エネルギー源の前記充電状態が所定の閾値量を下回る場合に、前記コントローラが、他のエネルギー源を前記１次エネルギー源として指定する、請求項１に記載の電力管理システム。
【請求項１２】
エネルギー駆動要素と共に使用するための複数のエネルギー源を管理するための方法であって、
前記複数のエネルギー源を複数のエネルギー源検出器に連結することと、
各エネルギー源検出器によって、各エネルギー源の充電状態を測定することと、
各エネルギー源検出器によって、どのエネルギー源が最も低い充電状態を有するかを判定することと、
前記最も低い充電状態を有するエネルギー源を１次エネルギー源として指定することと、
他のいずれかのエネルギー源を２次エネルギー源として指定することと、
前記１次エネルギー源が前記エネルギー駆動要素に電力を供給することを選択的に可能にすることと、
前記エネルギー駆動要素に必要とされる電力の量を測定することと、
前記エネルギー駆動要素に必要とされる電力の量が前記１次エネルギー源から利用可能な電力の量より高いかを決定することと、
前記エネルギー駆動要素に必要とされる電力が前記１次エネルギー源から利用可能な電力の量より高い場合には、前記１次エネルギー源及び前記２次エネルギー源が前記エネルギー駆動要素に電力を供給することを可能にすることと、
を備える、方法。
【請求項１３】
前記２次エネルギー源が前記エネルギー駆動要素に電力を供給することを不能にすることと、前記１次エネルギー源のみが前記エネルギー駆動要素に電力を供給することを可能にすることと、を更に備える、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記２次エネルギー源を不能にすることは、前記２次エネルギー源と前記エネルギー駆動要素との間のスイッチを開くことを含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記エネルギー源検出器のうちの１つが、前記スイッチに操作可能に連結され、当該スイッチを選択的に開閉する、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記１次エネルギー源の前記充電状態が所定の閾値量を下回る場合に、他のエネルギー源が前記１次エネルギー源として指定される、請求項１２に記載の方法。
【請求項１７】
外部電源が利用可能かを決定することと、前記外部電源が前記エネルギー駆動要素に電力を供給することを可能にすることと、前記１次エネルギー源が前記エネルギー駆動要素に電力を供給することを不能にすることと、を更に備える、請求項１２に記載の方法。
【請求項１８】
前記２次エネルギー源の電源インピーダンスに対する前記１次エネルギー源の電源インピーダンスに対して反比例する比率で、前記１次エネルギー源及び前記２次エネルギー源が前記エネルギー駆動要素に電力を供給することを可能にすることを更に備える、請求項１２に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
異なる保護技術が、危険領域における電気機器の安全な操作を保証するために、使用され得る。危険領域とは、通常、可燃性の気体及び／又は微粒子が存在する又は存在し得る領域である。可燃性の気体又は微粒子の偶発的な点火を防止するための２つの一般的な保護方法は、防爆及び／又は本質的に安全と評価されている電気機器を使用することを含む。防爆とは、電子機器に進入した可燃性の気体及び微粒子に起因した内部爆発を封じ込めるように設計された機器を表す。この内部爆発を封じ込める能力は、続く周囲の外気の点火を防止する。本質的に安全である条件とは、器具が爆発性の気体を含む環境に適切に設置された場合等に、器具の操作又は故障が点火を引き起こす可能性がないことを保証することが意図されていることである。これは、最悪の場合の故障状況において機器に蓄えられる最大エネルギーを制限することにより達成される。過度のエネルギー放出は、伝達装置が作動しているかもしれない爆発性の環境に点火する可能性がある、火花又は過度の熱につながり得る。
【０００２】
そのような技術及び器具は、工程管理及び測定産業において、作業者が所定の設置工程において現場装置と便利に通信する、及び／又は、直接情報を得ることを可能にするのに非常に役立つ。そのような設置工程の例は、石油、製薬、化学、パルプ、及び他の設置工程を含む。そのような設置においては、工程管理及び測定ネットワークが、数十又は数百にもなる様々な防爆及び本質的に安全な現場装置を含み得、そのような装置は適切に機能する及び／又は較正されていることを保証するために定期的にメンテナンスを必要とする。したがって、これらの現場装置は、電池等のエネルギー源を電力のために使用する携帯用電子機器として使用又は実行され得る。しかしながら、装置が本質的に安全でない場合、電子機器の電池を交換するとき等に、周囲の領域が危険でないとして指定解除されない限り、装置は開けられないかもしれない。したがって、特に、一般的に危険であり得る環境における、そのような装置の電力管理能力を増大させることが優先事項として残っている。
【図面の簡単な説明】
【０００３】
次に、本発明の好ましい実施形態の詳細な説明のために、添付の図面への参照がなされる。
【図１】本開示の１つ以上の実施形態にしたがう電力管理システムについてのブロック図である。
【図２Ａ】本開示の１つ以上の実施形態にしたがう電力管理システムの多様な図である。
【図２Ｂ】本開示の１つ以上の実施形態にしたがう電力管理システムの多様な図である。
【図２Ｃ】本開示の１つ以上の実施形態にしたがう電力管理システムの多様な図である。
【発明を実施するための形態】
【０００４】
以下の説明は、本発明の様々な実施形態に関する。図面は、必ずしも一定の比率でない。実施形態の特定の要素は、比率において誇張されて示されたり、又は、いくぶん概略的な形態で示されたりする場合があり、従来要素の詳細は、明確さ及び簡潔さのために示されない場合がある。これらの実施形態の１つ以上が好ましいかもしれないが、開示された実施形態は、特許請求の範囲を含む開示の範囲を限定するように解釈されるべきではない、又は他に、使用されるべきではない。所望の結果を生じさせるために、以下で説明される実施形態の異なる教示が別々に又は任意の適した組み合わせで用いられてもよいことが完全に理解される。また、当業者は、以下の説明は広範な適用例を含むこと、及び、任意の実施形態の説明は、その実施形態の例示のためのみであり、特許請求の範囲を含む本開示の範囲がその実施形態に限定されることの表明を意図していないことを、理解するであろう。
【０００５】
特定の用語が、特定の特徴又は要素に言及するために、以下の説明及び特許請求の範囲を通して使用される。当業者は正しく理解するように、異なる人が、異なる名前により同じ特徴又は要素に言及し得る。本書類は、名前が異なるが同じ構造又は機能の要素又は特徴を区別することを意図していない。図面は、必ずしも一定の比率でない。本明細書の特定の特徴又は要素は、比率において誇張されて示されたり、又は、いくぶん概略的な形態で示されたりする場合があり、従来要素の詳細は、明確さ及び簡潔さのために示されない場合がある。
【０００６】
以下の説明及び特許請求の範囲では、用語「含む」及び「備える」は、開放型で用いられ、したがって、「非限定的に、・・・を含む」を意味するとして解釈されるべきである。同様に、用語「連結する」は、間接的な又は直接的な結合のいずれかを意味することが意図されている。また、用語「軸の」及び「軸方向に」は、一般的に、中心軸（例えば、本体又は孔の中心軸）に沿うこと又は平行であることを意味する一方で、用語「半径の」及び「半径方向に」は、一般的に中心軸に垂直であることを意味する。例えば、軸方向距離は、中心軸に沿って又は平行に測定された距離を表し、半径方向距離は、中心軸に垂直に測定された距離を意味する。「頂部」、「底部」、「上方」、「下方」及びこれらの用語の変形の使用は、便宜上なされているが、要素のいかなる特定の向きを要求するものではない。
【０００７】
したがって、本明細書に開示されているのは、電力管理システム及びエネルギー駆動要素と共に使用するエネルギー源を管理するための方法である。１つ以上の実施形態において、電力管理システムは、エネルギー源検出器、コントローラ及びエネルギー源選択器を含んでもよい。エネルギー源検出器は、第１及び第２のエネルギー源の間で、エネルギー源のどちらが低い充電状態を有し、どちらが高い充電状態を有するか、を決定するために用いられてもよい。コントローラは、低い充電状態を有するエネルギー源を１次エネルギー源として指定し、他方のエネルギー源を２次エネルギー源として指定するために用いられてもよい。エネルギー源選択器は、１次エネルギー源がエネルギー駆動要素に電力を供給することを選択的に可能にするために用いられてもよい。また、エネルギー源選択器は、２次エネルギー源がエネルギー駆動要素に電力を供給することを不能にするために用いられてもよい。
【０００８】
電力管理システムは、外部電源が利用可能かを決定する、外部電力検出器を更に含んでもよく、エネルギー源選択器は、外部電源がエネルギー駆動要素に電力を供給することを可能にするために、及び／又は、１次エネルギー源がエネルギー駆動要素に電力を供給することを不能にするために、用いられてもよい。
【０００９】
コントローラは、エネルギー駆動要素に必要とされる電力が、１次エネルギー源から利用可能な電力量より高いか、を決定するために用いられてもよい。エネルギー駆動要素に必要とされる電力が１次エネルギー源から利用可能な電力量より高い場合には、エネルギー源選択器は、１次エネルギー源及び２次エネルギー源がエネルギー駆動要素に電力を供給することを可能にするために用いられてもよい。１つの実施形態では、エネルギー源選択器は、１次エネルギー源の電源インピーダンスと２次エネルギー源の電源インピーダンスとの比率に反比例する比率で、１次エネルギー源及び２次エネルギー源がエネルギー駆動要素に電力を供給することを可能にしてもよい。他の実施形態では、エネルギー源選択器は、１次エネルギー源及び２次エネルギー源がエネルギー駆動要素に等しい量の電力を供給することを可能にしてもよい。更に他の実施形態では、エネルギー源選択器は、２次エネルギー源が、エネルギー駆動要素に必要とされる電力と１次エネルギー源から利用可能な電力との間の差に等しい量の電力を、エネルギー駆動要素に供給することのみを可能にしてもよい。また、１次エネルギー源の充電状態がひとたび所定の閾値量を下回ると、コントローラが、他方のエネルギー源を１次エネルギー源として指定してもよい。
【００１０】
また、電力管理システムは、電気コネクタを有する防爆容器を含んでもよい。そのような実施形態では、エネルギー源検出器、コントローラ、エネルギー源選択器、外部電力検出器、第１のエネルギー源及び／又は第２のエネルギー源が、防爆容器内に位置してもよい。また、外部電源は、その場合は、防爆容器の外部に位置し、防爆容器の電気コネクタに連結される。
【００１１】
次に図１を参照すると、本開示の１つ以上の実施形態にしたがう電力管理システム１００についてのブロック図が示されている。電力管理システム１００は、エネルギーで駆動される要素（エネルギー駆動要素）１０６を動かすために用いられる第１のエネルギー源１０２及び第２のエネルギー源１０４等のエネルギー源を管理するために用いられる。本開示は、図１の２つのエネルギー源のみを示している。しかしながら、当業者は、本開示はそのように限定されず、２つより多いエネルギー源が、本開示にしたがう実施形態に組み込まれてもよいことを正しく理解するであろう。
【００１２】
電力管理システム１００は、１つ以上のエネルギー源検出器１０８、１つ以上のコントローラ１１０、及び１つ以上のエネルギー源選択器１１２を含んでもよい。この実施形態では、電力管理システム１００は、第１のエネルギー源検出器１０８Ａ及び第２のエネルギー源検出器１０８Ｂを含むものとして示されている。また、この実施形態では、電力管理システム１００は、１つのみのコントローラ１１０及び１つのみのエネルギー源選択器１１２を含むものとして示されている。
【００１３】
エネルギー源検出器１０８の各々が、２つ以上のエネルギー源の間で、エネルギー源のいずれがより高い又は最も高い充電状態（「ＳＯＣ」）を有し、エネルギー源のいずれがより低い又は最も低いＳＯＣを有するか、を決定するために用いられてもよい。例えば、図１を参照すると、エネルギー源検出器１０８の各々が、第１のエネルギー源１０２及び第２のエネルギー源１０４の間で、どちらが低いＳＯＣを有し、どちらが高いＳＯＣを有するか、を決定することが可能であり得る。この実施形態では、低いＳＯＣを有するエネルギー源が、エネルギー駆動要素１０６に電力を供給するために先ず用いられる。本開示にしたがうエネルギー源検出器の例は、電圧比較器を含んでもよいが、本開示の範囲から逸脱すること無くエネルギー源検出器の他の例が用いられてもよい。
【００１４】
ひとたびエネルギー源のＳＯＣが決定されると、コントローラ１１０は、低いＳＯＣを有するエネルギー源を１次エネルギー源として指定し、高いＳＯＣを有するエネルギー源を２次エネルギー源として指定するために用いられてもよい。したがって、エネルギー源選択器１１２は、その場合は、１次エネルギー源がエネルギー駆動要素１０６に電力を供給することを選択的に可能にするために用いられてもよい。例えば、エネルギー源選択器１１２は、１次エネルギー源がエネルギー駆動要素１０６に電力を供給することを可能にしてもよい一方で、同様に２次エネルギー源がエネルギー駆動要素１０６に電力を供給することを不能にしてもよい。そのような実施形態では、低いＳＯＣを有するエネルギー源のみが、エネルギー駆動要素１０６にエネルギー及び電力を供給することが可能であってもよく、したがって、エネルギー及び電力のために高いＳＯＣを有するエネルギー源を使用する前に、低いＳＯＣを有するエネルギー源を先ず使い果たす。本開示にしたがうコントローラの例は、本開示の範囲から逸脱すること無くマイクロコントローラ、集積回路及び／又はプロセッサを含んでもよい。
【００１５】
本開示の１つ以上の実施形態によれば、電力管理システム１００の１つ以上の要素が、エネルギー駆動要素１０６により消費される又は必要とされる電力又はエネルギーの量を測定することが可能であり得る。例えば、１つ以上の実施形態では、コントローラ１１０が、エネルギー駆動要素１０６により消費される又は必要とされる電力又はエネルギーの量を測定することが可能であり得、同様にエネルギー駆動要素１０６により消費される電力又はエネルギーが１次エネルギー源から利用可能な量より高いか、を決定するために用いられてもよい。
【００１６】
そのような実施形態では、エネルギー駆動要素１０６により消費される電力又はエネルギーが１次エネルギー源から利用可能な電力又はエネルギー量より高い場合には、そのときには、コントローラ１１０及び／又はエネルギー源選択器１１２が、１次エネルギー源及び２次エネルギー源がエネルギー駆動要素１０６に電力及びエネルギーを供給することを可能にするために用いられてもよい。１つの実施形態では、エネルギー源選択器１１２は、１次エネルギー源の電源インピーダンスと２次エネルギー源の電源インピーダンスとの比率に反比例する比率で、１次エネルギー源及び２次エネルギー源がエネルギー駆動要素１０６に電力を供給することを可能にしてもよい。そのような実施形態では、低い電源インピーダンスを有するエネルギー源が、エネルギー駆動要素１０６への電力のより大きな比例量に寄与することが可能になる。したがって、１次エネルギー源が全体的に低いＳＯＣを有し得るので、１次エネルギー源が低い電源インピーダンスを有し得、これにより、１次エネルギー源が、２次エネルギー源よりも、エネルギー駆動要素１０６への電力のより大きな比例量に寄与することを可能にする。
【００１７】
他の実施形態では、コントローラ１１０及び／又はエネルギー源選択器１１２は、１次エネルギー源及び２次エネルギー源がエネルギー駆動要素１０６に等しい量の電力又はエネルギーを供給することを可能にしてもよい。更に他の実施形態では、コントローラ１１０及び／又はエネルギー源選択器１１２は、２次エネルギー源が、エネルギー駆動要素１０６により消費される電力又はエネルギーと１次エネルギー源から利用可能な電力又はエネルギーとの間の差に等しい量の電力又はエネルギーを、エネルギー駆動要素１０６に供給することのみを可能にしてもよい。したがって、１次エネルギー源は、電力管理システム１００内でエネルギー駆動要素１０６に電力又はエネルギーを供給するために、依然として最大能力で用いられてもよい一方で、２次エネルギー源は、電力又はエネルギー需要が１次エネルギー源の電力又はエネルギーを超えた場合に、エネルギー駆動要素１０６のための電力又はエネルギー要求を満たすためだけに用いられてもよい。本開示にしたがうエネルギー源選択器の例は、本開示の範囲から逸脱すること無く１つ以上のダイオード及び／又は１つ以上のダイオードの代わりとなるのに用いられ得る集積回路を含んでもよい。例えば、本開示はこの実施形態のみに限定されないが、エネルギー源選択器は、Ｌｉｎｅａｒ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙから入手可能な型番ＬＴＣ４４１２ＨＶ等のコントローラ及び／又は集積回路を含んでもよい。
【００１８】
また、電力管理システム１００の１つ以上の要素が、例えば１次エネルギー源が完全に放電されたか又は使用点を越えて放電されたか等、１次エネルギー源が所定の閾値量を下回っているか、を決定可能であってもよい。例えば、エネルギー源検出器１０８、コントローラ１１０及び／又はエネルギー源選択器１１２が、第１のエネルギー源１０２及び／又は第２のエネルギー源１０４が、どちらが１次エネルギー源であり得ようとも、もはや使用に適さない所定の閾値量を下回っているか、を測定及び決定可能であってもよい。そのような実施形態では、コントローラ１１０は、その場合は、以前の２次エネルギー源がエネルギー駆動要素１０６に電力又はエネルギーを供給するために使用されてもよいように、以前に２次エネルギー源として指定されたエネルギー源を１次エネルギー源として指定してもよい。
【００１９】
また、本開示にしたがう電力管理システムで用いられるエネルギー源は、１つの電力電源が取り除かる及び／又は置き換えられることを可能にしてもよい一方で、エネルギー駆動要素は他の電力電源から電力を供給されたままである。したがって、電力管理システムは、上記のようにエネルギー源の各々がエネルギー駆動要素に個々に電力を供給するために使用されてもよいので、エネルギー源を交換するときに、エネルギー駆動要素の電源が切られること又は電力消失になることを必要としない。
【００２０】
引き続き図１を参照すると、電力管理システム１００は、外部電力検出器１１４を含んでもよい。外部電力検出器１１４は、例えば電力管理システム１００に動作可能に連結された等の外部電源１１６が利用可能かを決定するために使用されてもよい。外部電源１１６が利用可能な実施形態では、電力管理システム１００の１つ以上の要素が、外部電源１１６がエネルギー駆動要素１０６に電力又はエネルギーを供給できるようにすることが可能であってもよい一方で、同様に１次エネルギー源がエネルギー駆動要素１０６に電力又はエネルギーを供給することを不能にしてもよい。例えば、エネルギー源選択器１１２及び／又はコントローラ１１０は、外部電源１１６がエネルギー駆動要素１０６に電力又はエネルギーを供給することを可能にすることに加えて、同様に１次エネルギー源がエネルギー駆動要素１０６に電力又はエネルギーを供給することを不能にするために用いられてもよい。また、エネルギー駆動要素１０６のための追加の電力又はエネルギーが必要とされる場合には、１次エネルギー源が、必要とされる追加の電力又はエネルギーを補うために用いられてもよく、上記と同様に２次エネルギー源により引き継がれてもよい。本開示にしたがう外部電力検出器の例は、電圧比較器を含んでもよいが、本開示の範囲から逸脱すること無く外部電力検出器の他の例が用いられてもよい。
【００２１】
本開示の１つ以上の実施形態によれば、第１のエネルギー源１０２及び第２のエネルギー源１０４等の電力管理システム１００に含まれるエネルギー源は、使い果たすことが可能なエネルギー源を含んでもよい。使い果たすことが可能なエネルギー源の例は、使い捨て電池若しくは再充電可能な電池等の太陽電池若しくは電池、及び／又は、本技術分野で既知の任意の他の同様なタイプのエネルギー源を含んでもよい。また、本開示の１つ以上の実施形態によれば、電力管理システム１００と共に用いられる外部電源１１６は、使い果たすことができないエネルギー源を含んでもよい。使い果たすことができないエネルギー源の例は、発電所及び／若しくは発電機、並びに／又は、本技術分野で既知の任意の他の同様なタイプのエネルギー源から、直接的又は間接的のいずれかで受けるエネルギーを含んでもよい。したがって、使い果たすことが可能なエネルギー源から受ける電力又はエネルギーは、電源から受ける電圧及び／又は電流等の点において、経時的に使い果たされてもよい又は減ってもよい一方で、使い果たすことができないエネルギー源から受ける電力又はエネルギーは、経時的に使い果たされなくてもよい又は減らなくてもよい。
【００２２】
本開示の１つ以上の実施形態によれば、電力管理システム１００は、１つ以上のスイッチを含んでもよい。具体的には、スイッチは、エネルギー源がエネルギー駆動要素１０６に電力を供給することを選択的に不能にするために、少なくとも、エネルギー源選択器１１２と、１次エネルギー源及び／又は２次エネルギー源等である第１のエネルギー源及び／又は第２のエネルギー源と、の間に用いられてもよい。例えば、図１を参照すると、第１のスイッチ１１８Ａが、第１のエネルギー源１０２がエネルギー駆動要素１０６に電力を供給することを選択的に可能及び不能にするために、第１のエネルギー源１０２とエネルギー源選択器１１２との間に位置してもよい。また、第２のスイッチ１１８Ｂが、第２のエネルギー源１０４がエネルギー駆動要素１０６に電力を供給することを選択的に可能及び不能にするために、第２のエネルギー源１０４とエネルギー源選択器１１２との間に位置してもよい。本開示にしたがうスイッチの例は、固態スイッチを含んでもよいが、本開示の範囲から逸脱すること無くスイッチの他の例が用いられてもよい。
【００２３】
また、１つ以上のエネルギー源検出器１０８が、エネルギー源検出器１０８がスイッチ１１８を選択的に開閉するために用いられてもよいように、１つ以上のスイッチ１１８に操作可能に連結されてもよい。例えば、電力管理システム１００が、第１のエネルギー源検出器１０８Ａ、第２のエネルギー源検出器１０８Ｂ、第１のスイッチ１１８Ａ及び第２のスイッチ１１８Ｂを含む実施形態では、第１のエネルギー源検出器１０８Ａが、第１のスイッチ１１８Ａに操作可能に連結されてもよく、及び／又は、第２のエネルギー源検出器１０８Ｂが、第２のスイッチ１１８Ｂに操作可能に連結されてもよい。
【００２４】
そのような実施形態では、第１のエネルギー源検出器１０８Ａは、第１のスイッチ１１８Ａを選択的に開閉するために用いられてもよい。例えば、第１のエネルギー源検出器１０８Ａは、第２のエネルギー源１０４についてのＳＯＣを示す入力１２０Ａを第２のエネルギー源１０４から受信してもよく、同様に第１のエネルギー源１０２についてのＳＯＣを示す入力１２０Ｂをコントローラ１１０から受信してもよい。入力１２０Ａ及び１２０Ｂに基づいて、第１のエネルギー源１０２が１次エネルギー源となる場合には、第１のエネルギー源検出器１０８Ａは、エネルギー源選択器１１２を介して等、第１のエネルギー源１０２がエネルギー駆動要素１０６に電力又はエネルギーを供給することが可能とされるように、第１のスイッチ１１８Ａを閉じてもよい。第１のエネルギー源１０２が２次エネルギー源となる場合には、第１のエネルギー源検出器１０８Ａは、第１のエネルギー源１０２がエネルギー駆動要素１０６に電力又はエネルギーを供給することが不能とされるように、第１のスイッチ１１８Ａを開けてもよい。
【００２５】
同様に、第２のエネルギー源検出器１０８Ｂは、第２のスイッチ１１８Ｂを選択的に開閉するために用いられてもよい。第２のエネルギー源検出器１０８Ｂは、第１のエネルギー源１０２についてのＳＯＣを示す入力１２２Ａを第１のエネルギー源１０２から受信してもよく、同様に第２のエネルギー源１０４についてのＳＯＣを示す入力１２２Ｂをコントローラ１１０から受信してもよい。入力１２２Ａ及び１２２Ｂに基づいて、第２のエネルギー源１０４が１次エネルギー源となる場合には、第２のエネルギー源検出器１０８Ｂは、エネルギー源選択器１１２を介して等、第２のエネルギー源１０４がエネルギー駆動要素１０６に電力又はエネルギーを供給することが可能とされるように、第２のスイッチ１１８Ｂを閉じてもよい。第２のエネルギー源１０４が２次エネルギー源となる場合には、第２のエネルギー源検出器１０８Ｂは、第２のエネルギー源１０４がエネルギー駆動要素１０６に電力又はエネルギーを供給することが不能とされるように、第２のスイッチ１１８Ｂを開けてもよい。
【００２６】
引き続き図１を参照すると、エネルギー源選択器１１２は、１つ以上の入力及び／又は１つ以上の出力を有してもよい。例えば、エネルギー源選択器１１２は、第１のエネルギー源１０２のＳＯＣを示すため等の入力１２４Ａを第１のエネルギー源１０２から受信してもよく、第２のエネルギー源１０４のＳＯＣを示すため等の入力１２４Ｂを第２のエネルギー源１０４から受信してもよく、コントローラ１１０からの１つ以上の制御信号を受信するため等の入力１２４Ｃをコントローラ１１０から受信してもよく、外部電源１１６から利用可能な電力又はエネルギーの存在及び／又は量を示すため等の入力１２４Ｄを外部電源検出器１１４から受信してもよい。また、エネルギー源選択器１１２は、第１のエネルギー源１０２のＳＯＣを示すため等の出力１２４Ｅをコントローラ１１０に送信してもよく、第２のエネルギー源１０４のＳＯＣを示すため等の出力１２４Ｆをコントローラ１１０に送信してもよい。
【００２７】
また、コントローラ１１０は、同様に、１つ以上の入力及び／又は１つ以上の出力を有してもよい。コントローラ１１０は、第１のエネルギー源１０２のＳＯＣを示すため等の入力１２６Ａをエネルギー源選択器１１２から受信してもよく、第２のエネルギー源１０４のＳＯＣを示すため等の入力１２６Ｂをエネルギー源選択器１１２から受信してもよい。コントローラ１１０は、第１のエネルギー源１０２のＳＯＣを示すため等の出力１２６Ｃを第２のエネルギー源検出器１０８Ｂに送信してもよく、第２のエネルギー源１０４のＳＯＣを示すため等の出力１２６Ｄを第１のエネルギー源検出器１０８Ａに送信してもよく、１つ以上の制御信号をエネルギー源選択器１１２に送信するため等の出力１２６Ｅをエネルギー源選択器１１２に送信してもよい。
【００２８】
当業者は、エネルギー源の充電状態が、多様の異なる方法及び技術を用いて決定されてもよいことを正しく理解するであろう。例えば、本開示では、電圧比較器が、エネルギー源間のＳＯＣを決定するために用いられてもよい。また、当業者は、他の方法及び技術が、エネルギー源間のＳＯＣを決定するときに、追加的に又は代替的に用いられてもよいことを正しく理解するであろう。例えば、上記のように、エネルギー源の電圧の示度をＳＯＣに変換する電圧に基づく方法が用いられてもよい。エネルギー源の電流を測定し、経時的なＳＯＣを計算する電流に基づく方法が用いられてもよい。エネルギー源についてのＳＯＣを決定するためにエネルギー源の特定の重量及び／又は酸性度を測定する化学に基づいた方法が用いられてもよい。また、エネルギー源のＳＯＣを決定するためにカルマンフィルタを組み込むカルマンフィルタ法が用いられてもよく、及び／又は、内部圧力に基づいてエネルギー源についてのＳＯＣを決定する圧力法が用いられてもよい。したがって、本開示は、本開示の範囲から逸脱すること無くエネルギー源のＳＯＣを測定するための多様な方法、実施形態及び改変を意図している。
【００２９】
次に、図２Ａから図２Ｃを参照すると、本開示の１つ以上の実施形態にしたがう防爆容器２００の多様な図が示されている。図１に示されたもの等の電力管理システムが、危険な環境内での使用に対して電力管理システムが本質的に安全であり得る、防爆容器２００に組み込まれてもよい。図２Ａは組み立てられたときの容器２００の斜視図を示し、図２Ｂは前カバーが取り外された容器２００の斜視図を示し、図２Ｃは内部要素を見るために一部が取り外された容器２００の斜視図を示す。
【００３０】
説明されたように、電力管理システム１００に関する１つ以上の要素を収容するため等に、防爆容器２００が用いられてもよい。例えば、１つ又は複数のエネルギー源検出器、コントローラ、エネルギー源選択器及び／又は外部電力検出器が、防爆容器２００内に含まれ位置してもよい。また、エネルギー源も同様に、防爆容器２００内に含まれ位置してもよい。例えば、第１の電源２０２及び第２の電源２０４が、防爆容器２００内に含まれてもよく、防爆容器２００から取り外し可能であってもよい。
【００３１】
また、防爆容器２００は、１つ以上の電気コネクタ２０６を含んでもよい。したがって、この実施形態では、内部に含まれる電力管理システムに外部電力を供給するために、外部電源が電気コネクタ２０６に連結されてもよい。よって、１つ以上の実施形態では、外部電源は、防爆容器２００の外部の電源として定義されてもよい一方で、第１のエネルギー源１０２（例えば２０２）及び第２のエネルギー源１０４（例えば２０４）等の電力管理システム内のエネルギー源は、防爆容器２００内で内部に位置してもよい。
【００３２】
したがって、本開示の１つ以上の実施形態によれば、「防爆」とは、本明細書で用いられているように、双方が用語「防爆」を定義するのに役立つ全国防火協会（ＮＦＰＡ）及び米国電信コード（ＮＥＣ（登録商標））と一致した文脈で用いられる。危険（分類された）場所での使用のための製品を設計するときに許容可能ないくつかのタイプの保護技術の定義は、非限定的に、防爆、塵による点火の防止、防塵、浄化／気密、本質的な安全、及び、密閉封止を含む。これらの定義は、危険（分類された）場所において設置される全ての要素により満たされなければならない基準を定める。したがって、１つ以上の実施形態によれば、防爆評価に関する基準を満たすために、容器は、その筐体内に任意の爆発発生物を含むことができ、周囲の空気内の可燃性の蒸気、気体、塵及び／又は繊維からのその筐体内からの火花を防止することができる。よって、防爆とは、電気的な容器に言及する場合、外側の爆発に耐えられることを意味しない。代わりに、内部の火花又は爆発がより大きな爆発を引き起こすことを防止する能力を有する容器のことである。さらに、１つ以上の実施形態では、防爆容器は、設置される特定の適用例の温度条件を満たすことができる。これは、モータ（及びその容器）又は他の要素の動作温度が、要素が設置されることになる雰囲気内の気体又は塵の最も低い点火／燃焼温度よりも大きくなることはできないことを意味する。
【００３３】
本開示にしたがう装置は、以下の利点の１つ以上をもたらし得る。本開示にしたがう装置は、装置が危険な環境内で用いられ得るように、本質的に安全であってもよい。先に説明され示された装置は、最大蓄積エネルギー、電力消費の点において制限されてもよく、及び／又は、火花又は過度の熱を防止する装置と共に使用されてもよい。例えば、本開示の電力管理システムは、長期間にわたって非常に少量の電力のみを消費することが可能であってもよい。１つの実施形態では、高出力プロセッサと組み合わされた場合、本開示の電力管理システムは、エネルギーを供給してリアルタイム機能を維持し、次に特定の機能のために要求された場合にのみ高出力プロセッサを起動させ使用してもよい。
【００３４】
本発明が特定の詳細に関して説明されてきたが、添付の特許請求の範囲に含まれる範囲を除いて、そのような詳細が本発明の範囲の限定として見なされるべきであるとは意図されていない。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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