CN102195106B - 用于电动车辆的蓄电池 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于电动车辆的蓄电池，其包括多个单元(2)和用于监测单元(2)状态的多个传感器(3，4)。根据本发明，提供了至少一个通信单元(5)以用于无线式传送关于一个或多个单元(2)的状态信息。

Description

用于电动车辆的蓄电池
技术领域
本发明涉及一种用于电动车辆的蓄电池，其包括多个单元。
背景技术
这种蓄电池的改进的永恒目标是提高每个单元可承受的充电和放电循环的次数。蓄电池的参数、如最大存储容量会因为取决于蓄电池充电和放电频率的老化而恶化。为了及时检测到损坏，因此使用通过线路与控制单元相连的传感器来监测电动车辆的蓄电池。在此情况下典型的是，给每个蓄电池单元分配至少一个传感器，其可通过线路将状态数据报告给控制装置。通过这种方式，就可以例如及时地检测到可导致着火的局部发热，并且阻止温度的进一步升高。
发明内容
本发明所要解决的问题是提供一种尽可能有效地监测电动车辆的蓄电池的方法。
此问题通过具有如下特征的蓄电池得到了解决。根据本发明提供了一种用于电动车辆的蓄电池，包括多个单元和用于监测单元的状态的多个传感器，其中该蓄电池具有至少一个用于无线式传送关于一个或多个单元的状态信息的通信单元。本发明的有利改进如下所述。
就根据本发明的蓄电池而言，提供了多个传感器，每个传感器可监测单元或单元组的状态。这种单元组可为单元块。每个传感器都与通信单元相连，在工作期间该通信单元将由传感器监测到的关于单元的状态信息无线式传送到中央单元。每个传感器可提供关于单个单元或多个单元中的一部分的信息。
由于不需要在单个传感器和中央单元之间安装线路，无线式数据传送就能以有利于成本的方式来实施蓄电池的状态监测。结果，可以提高数据传送的可靠性和蓄电池的安全性。即，由于不必将在单个传感器和中央单元之间的连接线延长到外部，因此可将根据本发明的蓄电池完全封装起来。完全封装的蓄电池可被保护而不受有害环境的影响。同时，如果发生民损坏，蓄电池的流体密封式封装可保护车辆不受蓄电池内容物的影响。
就根据本发明的蓄电池而言，优选地给每个单元分配至少一个传感器。因此有利的是，可以单独地监测每一个单独单元的状态。然而，出于成本的原因同样有利的是，使用一个传感器来监测一个单元组。蓄电池可包括多个单元组，每个单元组例如包含2到5个或更多个单元。这样，可使用一个或多个分配给单元组的传感器来监测该单元组。特别有利的是，使用温度传感器来监测单元组。
就根据本发明的蓄电池而言，优选地给每个单元或单元组分配用于监测单元温度的温度传感器。尤其是在充电期间单元会过热，这是危险的。这种情况可通过使用温度传感器容易地检测出来。
作为另选或附加，可给每个单元或单元组分配电压传感器。通过这种方法可检测出会损害蓄电池的过电压或欠电压。优选地可给根据本发明的蓄电池的每一个单元分配温度传感器和电压传感器。
就根据本发明的蓄电池而言，可给每个单元组、单元或甚至每个传感器提供单独的通信单元。然而也可以使多个单元的传感器与一个共同的通信单元相连。原则上，一个通信单元就可满足整个蓄电池的需要。
根据本发明，所传送的状态数据可有利地用于例如充电和放电过程的控制，以平衡单元电压。
根据本发明的一种有利改进，通信单元以无线式、特别是以高频信号的方式来传送状态信息。至少100MHz、例如在100MHz到1GHz之间的载波频率特别适合。
根据本发明的另一种有利改进，给每个传感器分配了特定的单元标识符，其与由传感器确定的状态信息一起通过通信单元来传送。使用单元标识符，中央单元可明确地确定适当的状态信息属于哪个单元。例如，通信单元可传送作为数据报的状态信息，其包含了表征单元的特定位序列。如果给一个单元分配多个传感器，则该单元的特定传感器可通过数据报的另一部分来明确地标识。
根据本发明的另一有利改进，通信单元包括用于评估所测得的状态信息的评估单元。例如，该评估单元可预评估所测得的状态信息，并且压缩通过传感器传送的所测数据，从而减小待传送的数据量。例如，一种简单的可能性是，计算由传感器测量的多个值的平均值，并传送该平均值。
优选地，评估单元在工作期间将所测状态信息与设定值相比较，并在所测状态信息处于设定值范围之外、即偏离设定值超过特定的容许值时启动传送操作。这样，中央单元可在较早的时候报告临界的单元状态。如果由传感器执行的测量表明单元参数如温度或单元电压不在一设定值范围内，则其可由评估单元检测到并报告给中央单元。
优选地，通信单元包括计时器，其在规则的时间间隔处触发状态信息的传送。例如，可在固定的时间间隔中连续地传送关于各个单元的状态信息。有利的是，这种在规则的时间间隔处的传送可与评估单元相结合，如果所测的状态信息处在设定值范围之外，其也会触发传送操作。通信单元的计时器可实施为时钟脉冲发生器或计数器，其对于ASIC或微处理器来说无论如何都是需要的。
优选地，通信单元具有不同的工作模式，其中状态信息可在不同的时间间隔中传送。因此，例如在蓄电池充电和其它临界工作状态期间，传送可发生于更短的时间间隔中。如果车辆是停止的、即蓄电池为空载，传送之间的时间间隔则可延长，或者传送行为可完全停止。然而优选地是，当临界单元状态发生时，传送行为总是通过评估单元来启动。
根据本发明的另一有利改进，通信单元包括发射器以及接收器，并且当接收到请求信号时会触发传送。这样就可以查询状态信息以例如用于判断目的。也可以在每当车辆启动时由中央单元来触发通信单元或蓄电池的多个通信单元以进行传送，从而获得关于各个蓄电池单元的状态信息。
优选地，通信单元包括用于存储状态信息的存储器，并可基于状态信息来连续计算表征了蓄电池单元的由工作引起的损耗的老化参数。由于单元的老化主要取决于之前充电和放电循环的历史，因此通信单元无论如何都可获得所有的数据，以用于根据模式来计算或至少估计单元的老化。为蓄电池的各单独单元所计算的老化参数可以总是与当前的状态信息一起传送。然而例如当中央单元发出请求时，也可以使用特定的数据报来仅传送老化参数。
例如单元使用的整个阶段的数据、在极端状态中使用的阶段(其中单元的参数如温度或电压超出设定值范围之外)的数据和/或加载历史存储于通信单元的存储器中。优选地，当接收到请求信号时，可以触发通信单元以传送这些数据。
附图说明
下面将使用实施例并参阅附图来说明本发明的细节和优点。
图1显示了根据本发明的蓄电池的实施例的示意性描述。
具体实施方式
图1所示的蓄电池1包括多个可串联起来的单元2。在所示实施例中仅显示了一个这种串联连接的单元2中的单元块。除了所述单元块以外，蓄电池1还可包括与其并联的其它单元2或单元块。
各个单元2均分配有用于监测特定单元2的状态的传感器3，4。在所示实施例中，每个单元2均分配有温度传感器3和用于测定单元电压的传感器4。传感器3，4与通信单元5相连。通信单元5将关于单元2的状态信息无线式传送给中央单元6。传送以高频信号无线式发生，其频率例如可在100MHz到1GHz之间。
每个传感器3，4都分配有特定的单元标识符，其与传感器3，4所确定的状态信息一起由通信单元5来传送。此单元标识符例如可以是作为数据报的一部分的特定位序列，通信单元5利用该数据报将数据传送到中央单元6。
通过监测各个单元2，可以检测出危险的或潜在有害的工作状态，例如局部过热和过电压或欠电压。接着中央单元6可以控制的方式调节充电和放电状态，并且防止受损和/或产生报警信号。
每个传感器3，4仅提供关于多个单元2中的一部分单元的信息。在所示实施例中，此部分为一个单元2，然而每个传感器也可提供关于具有数个单元组的蓄电池中的一个单元组的信息。
在所示实施例中，通信单元5包含用于评估所测状态信息的评估单元，例如ASIC或微处理器。此评估单元将在工作期间测得的状态信息与设定值相比较，并且在所测得的状态信息处于设定值范围以外时触发传送操作。此外，使用包含在通信单元5中的计时器来在规则的时间间隔处触发状态信息的传送。
通信单元5包括用于存储状态信息的存储器。评估单元基于状态信息连续地计算表征了单个蓄电池单元的由工作导致的损耗的老化参数。该老化参数可以总是与当前的状态信息一起传送。也可以使用数据报来传送该老化参数，特别是用于仅响应特定请求的目的。
有利的是，单元2的工作数据，例如整个使用阶段、处于设定值范围以外的使用阶段(特别是在极端状态下的使用阶段)和加载历史，可以存储于通信单元5的存储器中。
除发射器外，通信单元5还包括接收器。这样，通过接收来自中央单元6的请求信号，就可以触发通信单元5以进行传送。例如，可通过这种方式触发通信单元5，以传送关于一个或多个单元2的老化参数或其它数据。这在执行服务时特别有利。
蓄电池1包括流体密封的壳体7，在其中各个单元2与相关的传感器3、4和通信单元5封装在一起。壳体7在其相对端上具有电连接器7a，7b。
附图标记列表
1蓄电池；2单元；3，4传感器；5通信单元；6中央单元；7壳体；7a，7b电连接器。

Claims (10)

1.一种用于电动车辆的蓄电池，包括多个单元(2)和用于监测单元(2)的状态的多个传感器(3,4)，其特征在于，所述蓄电池具有至少一个用于无线式传送关于一个或多个单元(2)的状态信息的通信单元(5)，所述通信单元(5)包含计时器，其在规定的时间间隔处触发状态信息的传送，通信单元具有不同的工作模式，在这些不同的工作模式中，状态信息在不同的时间间隔中传送。
2.根据权利要求1所述的蓄电池，其特征在于，所述蓄电池(1)以流体密封的方式封装在壳体(7)中，所述壳体封闭了所述传感器(3,4)和所述至少一个通信单元(5)。
3.根据权利要求1或2所述的蓄电池，其特征在于，每个传感器(3,4)分配有单元或单元组特定的标识符，所述标识符与由所述传感器(3,4)确定的状态信息一起通过所述通信单元(5)传送。
4.根据权利要求1或2所述的蓄电池，其特征在于，不同单元或单元组(2)的传感器(3,4)与一共同的通信单元(5)相连。
5.根据权利要求1或2所述的蓄电池，其特征在于，所述通信单元(5)包括用于评估所测得的状态信息的评估单元。
6.根据权利要求5所述的蓄电池，其特征在于，所述评估单元在工作期间将所测得的状态信息与设定值相比较，并在所测得的状态信息处于设定值范围以外时触发传送操作。
7.根据权利要求6所述的蓄电池，其特征在于，所述通信单元(5)包括用于存储状态信息的存储器，所述评估单元基于状态信息来连续计算表征了蓄电池单元(2)的由工作导致的损耗的老化参数。
8.根据权利要求1或2所述的蓄电池，其特征在于，所述通信单元(5)包括接收器和发射器，并且通过接收到请求信号来触发传送。
9.根据权利要求1或2所述的蓄电池，其特征在于，所述通信单元(5)以无线电信号来传送信息，所述无线电信号具有处在100MHz到1GHz之间的载波频率。
10.根据权利要求1或2所述的蓄电池，其特征在于，每个传感器(3,4)提供仅关于多个单元(2)中的一部分的信息。
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