CN110828914B - 电池监控装置 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的是提供稳定并提高通信质量的电池监控装置。检测板(11A至11H)分别安装于排成一列的多个电池单元(21A至21H)，并且分别具有用于无线通信安装的电池单元(21A至21H)的状态信息的第一天线(AT1)。用于接收从第一天线(AT1)传输的状态信息的第二天线(AT2)安装于ECU板。多个检测板(11A至11H)以及ECU板(12)设置在作为相同平面的多个电池单元(21A至21H)的上表面上。多个检测板(11A至11H)沿着排列方向(D2)排成一列。ECU板(12)设置在电池模块(21A至21H)的在排列方向(D2)上的中央处。

Description

电池监控装置
技术领域
本发明涉及一种电池监控装置。
背景技术
例如，作为用于监控具有多个电池单元(cells)或单个电池单元的电池的状态的电池监控装置，已经提出了在专利文献1和2中所示的电池监控装置。专利文献1和2中所示的电池监控装置包括：多个检测单元，该多个检测单元检测各个电池单元的状态信息；和ECU，来自多个检测单元的状态信息传输到该ECU。
在专利文献1和2中，第一天线安装在各个电池单元的检测单元上，并且与检测单元的第一天线相对地设置的多个第二天线设置在电池的安装部件上。通过将第二天线连接于ECU，无线地传输状态信息。然而，需要设置与电池单元的数量一样多的第二天线，并且需要将多个第二天线连接于ECU，这导致成本问题。
因此，期望能够仅将一个第二天线安装于ECU，以接受来自多个检测单元的信息。然而，根据检测单元和ECU的布置，其它检测单元可能布置在ECU与检测单元之间的通信路径上，这可能阻碍通信。并且，当不能直接进行从检测单元到ECU的通信时，还可以设想经由其它检测单元(中继单元)与ECU通信。然而，即使在这样的情况下，其它检测单元也可能设置在检测单元与中继单元之间，这可能阻碍通信。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：JP 2016-157681 A
专利文献2：JP 2012-85491 A
发明内容
技术问题
已经鉴于以上背景做出了本发明，并且本发明的目的是提供一种稳定并提高通信质量的电池监控装置。
解决问题的方案
根据本发明的方面，提供了一种电池监控装置，包括：
多个第一天线，该多个第一天线分别安装在排成一列的多个电池模块上，并且无线地传输所述电池模块的状态信息；
第二天线，该第二天线用于接收从所述第一天线传输的所述状态信息；和
监控单元，该监控单元基于由所述第二天线接收的所述状态信息监控所述多个电池模块，
其中，所述多个第一天线安装在同一平面上，并且
其中，所述第二天线设置在所述电池模块的在排列方向上的中央处。
优选地，所述多个第一天线可以沿着所述排列方向排成一列，并且在平面图中，所述多个第一天线与所述第二天线可以在与所述排列方向正交的正交方向上隔开。
优选地，在平面图中，所述第二天线可以设置在与所述排列方向正交的正交方向上的中央处，在所述多个第一天线之中，在从所述排列方向上的一侧开始的奇数位置处设置的所述第一天线可以设置在相对于所述第二天线的所述正交方向上的一侧，并且在所述多个第一天线之中，在从所述排列方向上的所述一侧开始的偶数位置处设置的所述第一天线可以设置在相对于所述第二天线的所述正交方向上的另一侧。
优选地，在平面图中，所述第二天线和在布置于所述排列方向上的两端处的电池模块上安装的所述第一天线可以设置在与所述排列方向正交的正交方向上的中央处，在其余的第一天线之中，在从所述排列方向上的一侧开始的奇数位置处设置的第一天线可以设置在相对于所述第二天线的所述正交方向上的一侧，在其余的第一天线之中，在从所述排列方向上的所述一侧开始的偶数位置处设置的所述第一天线可以设置在相对于所述第二天线的所述正交方向上的另一侧，并且在更靠近所述排列方向上的中央的电池模块上安装的所述第一天线可以设置在更远离所述正交方向上的中央的位置处。
优选地，所述第一天线可以安装于所述检测板的端部，并且所述检测板可以被设置为使得安装有所述第一天线的所述端部指向所述第二天线。
根据本发明的另一方面，提供了一种电池监控装置，包括：
多个第一天线，该多个第一天线分别安装在排成一列的多个电池模块上，并且无线地传输所述电池模块的状态信息；
第二天线，该第二天线用于接收从所述第一天线传输的所述状态信息；和
监控单元，该监控单元基于由所述第二天线接收的所述状态信息监控所述多个电池模块，
其中，所述多个第一天线安装在相同平面上，并且沿着所述相同平面内的所述第一天线的指向性最强的方向布置，并且
其中，所述第二天线被设置为，在所述相同平面内或在与所述相同平面正交的平面内，在所述第一天线和所述第二天线的指向性最强的方向上，所述第二天线与所述多个第一天线中的至少一个第一天线对置。
发明的效果
如上所述，根据这些方面，能够稳定并提高通信质量。
附图说明
图1是在第一实施例中安装在电池组上的本发明的电池监控装置的顶视图；
图2是图1所示的电池监控装置的电气框图；
图3是第二实施例中的电池监控装置的顶视图；
图4是第三实施例中的电池监控装置的顶视图；
图5是第三实施例的变形例中的电池监控装置的顶视图；
图6是第四实施例中的电池监控装置的分解立体图；
图7是图6的顶视图；
图8是图6的侧视图；并且
图9是其它实施例中的电池监控装置的侧视图。
参考标记列表
1 电池监控装置
11A-11H 检测板
121 ECU(监控单元)
21A-21H 电池模块
111 检测电路
AT1 第一天线
AT2 第二天线
D1 宽度方向(正交方向)
D2 排列方向
具体实施方式
(第一实施例)
图1是在第一实施例中安装在电池组2上的本发明的电池监控装置1的顶视图。图2是图1所示的电池监控装置1的电气框图。电池监控装置1是监控安装在车辆(未示出)上的电池组2的状态的装置。这样的车辆是通过来自电动机的驱动力行驶的车辆，诸如混合动力汽车或电动汽车。电池组2将电力供给到安装在车辆上的电动机。
电池组2包括：电池21，其由互相串联连接的多个电池模块21A至21H组成；以及壳体22，其用于容纳电池21。多个电池模块21A至21H可以由多个电池单元组成，或者可以由一个电池单元组成。多个电池模块21A至21H设置为箱形，并且排成一行地容纳在壳体22中。在各个电池模块21A至21H的上表面上，一对电极(正电极和负电极)(未示出)在宽度方向D1上并排地设置。在构成电池模块21A至21H的电池单元中，正电极与负电极交替的布置，并且通过连接相邻电池单元的电极而串联连接。
壳体22包括：壳体本体212，该壳体本体212的上表面开口；和盖(未示出)，该盖覆盖壳体本体212的开口。多个电池模块21A至21H容纳在壳体本体212中，并且电池模块21A至21H的上表面由盖(未示出)覆盖。
电池监控装置1是监控构成电池组2的电池模块的状态的装置，并且包括：多个检测板11A至11H，其分别安装在多个电池模块21A至21H上；和一个ECU板12。顺便提及，在本实施例中，将描述其中多个检测板11A至11H安装在多个电池模块21A至21H上的实例，但是本发明不限于此。一个检测板可以安装在多个电池模块21A至21H上。
多个检测板11A至11H相对于电池模块21A至21H一对一地设置，并且检测板11A至11H中的一个检测板安装在电池模块21A至21H中的一个电池模块上。如图2所示，多个检测板11A至11H中的各个检测板包括：检测电路111，该检测电路111检测安装在其上的电池模块的状态信息(电池单元电压、电池单元温度等)；无线电路112；和第一天线AT1，该第一天线AT1用于无线传输电池模块的状态信息。
在第一实施例中，如图1所示，多个检测板11A至11H设置在电池模块21A至21H的顶表面上。此外，在各个电池模块21A至21H的上表面的宽度方向D1上的一侧，多个检测板11A至11H沿着电池模块21A至21H的排列方向D2排成一列。顺便提及，宽度方向D1是在作为同一平面的电池模块21A至21H的顶面上与排列方向D2正交的方向。此外，各个检测板11A至11H是例如长基板，并且其纵向沿着宽度方向D1设置。第一天线AT1设置于各个检测板11A至11H的在纵向上的一端处，并且设置在远离ECU板12的一侧。顺便提及，在本实施例中，将描述其中第一天线AT1设置在远离ECU板12的一侧的实例。然而，本发明不限于此。第一天线AT1可以设置于靠近ECU板12的一侧。
对多个检测板11A至11H设置一个ECU板12。如图2所示，第二天线AT2和ECU121(监控单元)安装在ECU板12上，该第二天线AT2用于接收从第一天线AT1传输的状态信息，该ECU121用于基于收到的状态信息进行电池21的监控和处理(电池单元异常检测处理、电池单元均等化处理等)。对多个第一天线AT1设置一个(或许多)第二天线AT2。
ECU板12设置在电池21的上表面的中央处，如图1所示。详细地，在顶视图中，ECU板12设置在电池21的宽度方向D1的中央处，并且设置在电池21的排列方向D2的中央处。结果，ECU板12在宽度方向D1上与多个检测板11A至11H分离。ECU板12可以装接于电池21并且设置在电池21的上表面上，或者可以装接于盖(未示出)和设置于电池21的上表面。
顺便提及，检测板11A至11H与ECU板12之间的通信可以是检测板11A至11H与ECU板12直接通信的直接法。另外，当各个检测板11A至11H不能与ECU板12直接通信时，可以使用将其它相邻的检测板11A至11H中继以与ECU板12通信的中继法。
根据上述第一实施例，安装在多个电池模块21A至21H中的各个电池模块上的第一天线AT1设置于多个电池模块21A至21H的同一平面(上表面)，并且第二天线AT2设置于排列方向D2上的中央。从而，在检测板11A至11H的第一天线AT1与ECU板12的第二天线AT2之间的通信路径中，尽可能不布置其它检测板11A至11H的第一天线AT1。从而，能够稳定并提高通信质量。
此外，根据上述第一实施例，多个第一天线AT1沿着排列方向D2排成一列，并且多个第一天线AT1与第二天线AT2在宽度方向D1上分离。从而，即使第一天线AT1在各个电池模块21A至21H中的安装位置相同，也能够沿着各个检测板11A至11H的第一天线AT1与ECU板12的第二天线AT2之间的通信路径尽可能不布置其它检测板11A至11H的第一天线AT1。
顺便提及，根据上述第一实施例，安装在ECU板12上的第二天线AT2设置于电池21的上表面的在宽度方向D1上的中央处。然而，本发明不限于此。第二天线AT2可以设置在电池21的上表面的在排列方向D2上的中央处，并且可以不设置在宽度方向D1上的中央处。
此外，根据上述第一实施例，安装在检测板11A至11H上的第一天线AT1沿着排列方向D2排成一列，但是本发明不限于此。在本发明中，第二天线AT2可以设置在电池21的上表面的在排列方向D2上的中央处，并且只要第一天线AT1安装在相应的电池模块21A至21H上，则第一天线AT1可以安装在任意位置处。
(第二实施例)
接着，将参考图3描述根据第二实施例的电池监控装置。在图3中，将利用相同的参考标号表示与以上已经参考图1在第一实施例中描述的部件等同的部件，并且将省略其详细说明。第一实施例与第二实施例之间的显著不同在于多个检测板11A至11H以及ECU板12的布置位置。
在第二实施例中，在顶视图中，ECU板12设置在电池21的排列方向D2上的中央处，并且设置在电池21的宽度方向D1上的中央处。ECU板12可以安装于电池21并且设置于电池21的上表面，或者可以安装于盖(未示出)并且设置于电池21的上表面。
此外，在第二实施例中，如图3所示，多个检测板11A至11H设置在电池模块21A至21H的顶表面上。在多个检测板11A至11H之中，在从排列方向D2上的一侧(图中的上侧)开始的奇数位置处设置的检测板11A、11C、11E和11G在相对于ECU板12的宽度方向D1上的一侧(图中的右侧)设置成沿着排列方向D2的一列。另一方面，在多个检测板11A至11H之中，在从排列方向D2上的一侧开始的偶数位置处设置的检测板11B、11D、11F和11H在相对于ECU板12的宽度方向D1上的另一侧(图中的左侧)设置成沿着排列方向D2的一列。
此外，各个检测板11A至11H是例如长基板，并且被布置为使得其纵向沿着宽度方向D1。第一天线AT1设置在各个检测板11A至11H的在纵向上的朝着ECU板12设置的一端处。
根据上述实施例，在检测板11A至11H的第一天线AT1与ECU板12的第二天线AT2之间的通信路径中，尽可能不布置其它检测板11A至11H的第一天线AT1。从而，能够稳定并提高通信质量。
另外，即使当各个检测板11A至11H的第一天线AT1与ECU板12的第二天线AT2之间的通信是中继系统时，在检测板11A至11H的第一天线AT1与要中继续的检测板11A至11H的第一天线AT1之间也尽可能不布置其它检测板11A至11H的第一天线AT1。从而，能够稳定并提高通信质量。
(第三实施例)
接着，将参考图4描述根据第三实施例的电池监控装置。在图4中，将利用相同的参考标号表示与以上已经参考图1在第一实施例中描述的部件等同的部件，并且将省略其详细说明。第一实施例与第三实施例之间的显著不同在于多个检测板11A至11H以及ECU板12的布置位置。
在第三实施例中，在顶视图中，ECU板12设置在电池21的排列方向D2上的中央处，并且设置在电池21的宽度方向D1上的中央处。ECU板12可以安装于电池21并设置于电池21的上表面，或者可以安装于盖(未示出)并设置于电池21的上表面。
此外，在第三实施例中，如图4所示，多个检测板11A至11H设置在电池模块21A至21H的顶表面上。在多个检测板11A至11H之中，在设置于排列方向D2上的两端处的电池模块21A和21H上安装的检测板11A和11H设置于电池模块21A和21H的上表面上的宽度方向D1上的中央处。
此外，在其余的检测板11B至11G之中，在从排列方向D2上的一侧(图中的上侧)开始的奇数位置处设置的检测板11C、11E和11G设置在相对于ECU板12的宽度方向D1上的一侧(图中的右侧)。另一方面，在其余的检测板11B至11G之中，在从排列方向D2上的一侧开始的偶数位置处设置的检测板11B、11D和11F设置在相对于ECU板12的宽度方向D1上的另一侧(图中的左侧)。此外，在更靠近排列方向D2上的中央的电池模块21A至21H上安装的检测板11A至11H设置在更远离宽度方向D1上的中央的位置处。顺便提及，在本实施例中，如图4和5所示，安装在检测板11B、11C、11F和11G上的第一天线AT1相对于宽度方向D1和排列方向D2倾斜地布置，使得第一天线AT1的方向面对ECU板12。然而，本发明不限于此。例如，安装于检测板11B、11C、11F和11G的第一天线AT1的方向可以设置为与宽度方向D1或排列方向D2平行。
此外，各个检测板11A至11H是例如长基板，并且第一天线AT1设置在各个检测板11A至11H的在纵向上的一端处。各个检测板11A至11H被布置为使得安装有第一天线AT1的一端朝着ECU板12设置。从而，能够稳定并提高通信质量。
结果，如图4所示，ECU板12能够设置在电池21的上表面的中央处，并且多个检测板11A至11H能够沿着围绕ECU板12的圆设置。然后，各个检测板11A至11H的纵向沿着以ECU板12为中央的径向设置。
根据第三实施例，在检测板11A至11H的第一天线AT1与ECU板12的第二天线AT2之间的通信路径中，尽可能不布置其它检测板。从而，能够稳定并提高通信质量。而且，由于与第二实施例相比，能够进一步均等化检测板11A至11H的第一天线AT1与ECU板12的第二天线AT2之间的距离，所以能够进一步稳定并提高通信质量。
另外，即使当各个检测板11A至11H与ECU板12之间的通信是中继系统时，在检测板11A至11H的第一天线AT1与要中继的检测板11A至11H的第一天线AT1之间也尽可能不布置其它检测板11A至11H的第一天线AT1。从而，能够稳定并提高通信质量。另外，由于能够使检测板11A至11H的第一天线AT1与其它检测板11A至11H的第一天线AT1之间的距离均等化，所以能够进一步稳定并提高通信质量。
接着，将参考图5描述第三实施例的变形例。在图5中，将利用相同的参考标号表示与以上已经参考图4在第三实施例中描述的部件等同的部件，并且将省略其详细说明。第三实施例与变形例之间的显著不同在于电池21的构造。
如图所示，电池21的上表面近似方形。由于多个检测板11A至11H以及ECU板12的布置与第三实施例中相同，所以在这里省略详细描述。从而，通过将电池21的上表面近似为方形，能够进一步均等化检测板11A至11H的第一天线AT1与ECU板12的第二天线AT2之间的距离以及检测板11A至11H的第一天线AT1与其它检测板11A至11H的第一天线AT1之间的距离，并且能够稳定并提高通信质量。
(第四实施例)
接着，将参考图6至8描述根据第四实施例的电池监控装置。在图6至8中，将利用相同的参考标号表示与以上已经参考图1在第一实施例中描述的部件等同的部件，并且将省略其详细说明。第一实施例与第四实施例之间的显著不同在于多个检测板11A至11E以及ECU板12的布置位置。而且，在本实施例中，与第一实施例至第三实施例不同，电池21由五个电池模块21A至21E构成，并且五个检测板11A至11E安装在各自的电池模块21A至21E上。
多个检测板11A至11E设置于多个电池模块21A至21E的上表面(xy平面)。此外，如图7所示，多个检测板11A至11E沿着xy平面内的第一天线AT1的指向性最强的方向设置。在本实施例中，xy平面内的第一天线AT1的指向性最强的方向与排列方向D2平行，并且多个检测板11A至11E沿着排列方向D2排成一列。
如图8所示，ECU板12与多个检测板11A至11E之中的设置在中央处的检测板11C设置为在与xy平面正交的yz平面内的第一天线AT1和第二天线AT2的指向性最强的方向上互相对置。在本实施例中，yz平面内的第一天线AT1和第二天线AT2的指向性最强的方向是高度方向D3，并且检测板11C与ECU板12在高度方向D3上设置为互相对置。顺便提及，高度方向D3是yz平面的z轴方向，并且是与宽度方向D1和排列方向D2二者均正交的方向。在本实施例中，示出了其中第一天线AT1和第二天线AT2设置为在yz平面内的指向性最强的方向上互相对置的实例。然而，第一天线AT1和第二天线AT2可以在xz平面内的指向性最强的方向上设置为互相对置。
例如，上述第四实施例中的通信方法采用了检测板11A至11H与ECU板12之间的直接通信，如在第一实施例中一样。如果不能进行直接通信(异常时)，则检测板11A至11H可以经由其它检测板与ECU板12通信。或者，检测板11A至11H可以基本中继到具有指向性最强的第一天线AT1的检测板11C。在第四实施例的实例中，检测板11A至11H可以中继到具有与ECU板12的最强指向性的检测板11C。
根据上述第四实施例，多个第一天线AT1沿着第一天线AT1的指向性最强的方向(排列方向D2)布置在多个电池模块21A至21E的顶面表上。第二天线AT2与多个检测板之中的检测板11C的第一天线AT1设置为在yz平面内的第一天线AT1和第二天线AT2的指向性最强的方向(高度方向D3)上对置。从而，能够增强检测板11A至11E的第一天线AT1之间以及检测板11C的第一天线AT1与ECU板12的第二天线AT2之间的无线电波强度，并且能够稳定并提高通信质量。
顺便提及，根据上述第四实施例，ECU板12被设置为与检测板11C对置，但是本发明不限于此。ECU板12可以被设置为与检测板11A至11E中的一个检测板对置，并且可以被设置为与检测板11A、11B、11D和11E中的任意一个检测板对置。
此外，根据上述第一至第四实施例，ECU板12设置于盖222，但是本发明不限于此。例如，如图9所示，ECU板12设置在电池模块21A至21E的侧表面上。然后，第二天线AT2与检测板11A至11E中的至少一个检测板(例如，检测板11C)的第一天线AT1被设置为使得可以增强指向性。
顺便提及，本发明不限于以上实施例。即，能够在不背离本发明的范围的情况下做出各种变形。

Claims (3)

1.一种电池监控装置，包括：
多个第一天线，该多个第一天线分别安装在排成一列的多个电池模块上，并且无线地传输所述电池模块的状态信息；
第二天线，该第二天线用于接收从所述第一天线传输的所述状态信息；和
监控单元，该监控单元基于由所述第二天线接收的所述状态信息监控所述多个电池模块，
其中，所述多个第一天线安装在相同平面上，
其中，所述第二天线设置在所述电池模块的排列方向上的中央处，
其中，所述多个第一天线沿着所述排列方向排成一列，
其中，在平面图中，所述多个第一天线与所述第二天线在与所述排列方向正交的正交方向上隔开，
其中，在平面图中，所述第二天线设置在与所述排列方向正交的正交方向上的中央处，
其中，在所述多个第一天线之中，在从所述排列方向上的一侧的奇数位置处设置的所述第一天线相对于所述第二天线设置在所述正交方向上的一侧，并且
其中，在所述多个第一天线之中，在从所述排列方向上的所述一侧的偶数位置处设置的所述第一天线相对于所述第二天线设置在所述正交方向上的另一侧。
2.一种电池监控装置，包括：
多个第一天线，该多个第一天线分别安装在排成一列的多个电池模块上，并且无线地传输所述电池模块的状态信息；
第二天线，该第二天线用于接收从所述第一天线传输的所述状态信息；和
监控单元，该监控单元基于由所述第二天线接收的所述状态信息监控所述多个电池模块，
其中，所述多个第一天线安装在相同平面上，
其中，所述第二天线设置在所述电池模块的排列方向上的中央处，
其中，所述多个第一天线沿着所述排列方向排成一列，
其中，在平面图中，所述多个第一天线与所述第二天线在与所述排列方向正交的正交方向上隔开，
其中，在平面图中，所述第二天线和在布置于所述排列方向上的两端处的所述电池模块上安装的所述第一天线设置在与所述排列方向正交的正交方向上的中央处，
其中，在其余的第一天线之中，在从所述排列方向上的一侧的奇数位置处设置的所述第一天线相对于所述第二天线设置在所述正交方向上的一侧，
其中，在其余的第一天线之中，在从所述排列方向上的所述一侧的偶数位置处设置的所述第一天线相对于所述第二天线设置在所述正交方向上的另一侧，并且
其中，在更靠近所述排列方向上的中央的电池模块上安装的所述第一天线设置在更远离所述正交方向上的中央的位置。
3.根据权利要求1或2所述的电池监控装置，
其中，所述第一天线安装于检测板的端部，并且
其中，所述检测板被设置为，使得安装有所述第一天线的所述端部指向所述第二天线。
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