CN218986402U - 电池监控系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种电池监控系统。该电池监控系统包括检测电池单体的状态的监测模块、及与该监测模块进行无线通信的控制装置，并具备安装在电池单体上、用于发送监测模块测出的表示该电池单体的状态的信号的发送天线；及安装在控制装置上、用于将从发送天线接收到的信号输入到该控制装置的接收天线，发送天线和接收天线中，至少有一方被构成为天线阵列，该天线阵列由广泛分布在安装对象上的多个天线元件排列而成。基于上述结构，来自监测模块的信号能够不受多径传播影响地被控制装置良好地接收。

Description

电池监控系统

技术领域

本实用新型涉及电池监控系统。

背景技术

用电力作为驱动源的电动车或混合动力车中，对电池单体的状态(容量、温度等)进行监控是非常重要的。现有技术中，在电池组(在电池盒内容置多个电池单体而构成的电池组)内，控制装置一般通过使用天线的无线通信，从检测电池单体状态的监测模块取得电池单体的状态信息。

然而，在电池组的内部，有时会产生使信号接收受干扰而变得不稳定的多径传播。为了防止多径传播发生，可以考虑利用导波管发送信号、或将发送信号的天线与接收信号的天线配置得尽量接近。

但是，采用导波管的情况下，由于导波管昂贵，所以存在造价高的问题；另外，由于需要相应于信号的频率来设定导波管的尺寸，所以还存在电池组整体尺寸增大、结构变得复杂的问题。

将发送信号的天线与接收信号的天线接近配置的情况下，存在设计自由度减小、结构变得复杂的问题。

实用新型内容

针对上述情况，本实用新型的目的在于，提供一种来自监测模块的信号能够不受多径传播影响地被控制装置良好地接收的电池监控系统。

作为解决上述技术问题的技术方案，本实用新型提供一种电池监控系统，该电池监控系统包括检测电池单体的状态的监测模块、及与该监测模块进行无线通信的控制装置，其特征在于：具备安装在所述电池单体上、用于发送所述监测模块测出的表示该电池单体的状态的信号的发送天线；及安装在所述控制装置上、用于将从所述发送天线接收到的信号输入到该控制装置的接收天线，所述发送天线和所述接收天线中，至少有一方被构成为天线阵列，该天线阵列由广泛分布在安装对象上的多个天线元件排列而成。

基于本实用新型的上述电池监控系统，安装在电池单体上的发送天线和安装在控制装置上的接收天线中，至少有一方被构成为由广泛分布在安装对象上的多个天线元件排列而成的天线阵列，因而，来自监测模块的信号能够不受多径传播影响地被控制装置良好地接收。

另外，本实用新型的上述电池监控系统中，较佳为，构成所述天线阵列的所述多个天线元件为，安装在所述安装对象上设置的薄型底板上的多个微带贴片天线。

基于该结构，由于在薄型底板上安装较薄的微带贴片天线，所以，与使用导波管等的结构不同，能够使安装了发送天线之后的电池单体较薄。这样，可以将多层电池单体层叠在一起，实现控制装置能够良好地接收到来自监测模块的信号的多层结构的电池堆。

另外，本实用新型的上述电池监控系统中，可以为，在所述接收天线被构成为所述天线阵列的情况下，该天线阵列为接收一个方向的电波的单极化天线阵列。

基于该结构，被构成为单极化天线阵列的接收天线能够充分接收到具有一个方向(例如电池单体的长边方向)的分量的电场。

或者，本实用新型的上述电池监控系统中，也可以为，在所述接收天线被构成为所述天线阵列的情况下，该天线阵列为接收多个方向的电波的多极化天线阵列。

基于该结构，被构成为多极化天线阵列的接收天线能够充分接收到具有多个方向(例如电池单体的长边方向和电池单体的排列方向)的分量的电场。

附图说明

图1是示意性地表示具备本实用新型的第一实施方式的电池监控系统的电池组的立体图。

图2是示意性地表示安装在电池单体上的天线的立体图。

图3是示意性地表示受激天线在各个位置上配置的电池组上的电场分布的一例的图。

图4是用于说明多径传播的立体图。

图5是示意性地表示安装在控制装置上的天线阵列的立体图。

图6是示意性地表示第一实施方式的变形例的控制装置上的天线阵列的立体图。

图7是示意性地表示具备第二实施方式的电池监控系统的电池组的立体图。

图8是示意性地表示具备第三实施方式的电池监控系统的电池组的立体图。

图9是示意性地表示第三实施方式的变形例的电池组的立体图。

具体实施方式

以下，参照附图对本实用新型的各实施方式的电池监控系统进行说明。但是，本实用新型不局限于下述各实施方式中记载的内容。另外，各图中的尺寸关系(长度、宽度等)也不反映实际的尺寸关系。

＜第一实施方式＞

图1是示意性地表示具备本实施方式的电池监控系统10的电池组1的立体图。在图1及下述的图7～图9中，为了图示清楚起见，示出电池盒5被分解的状态。

如图1所示，本实施方式中，电池组1是通过将四个电池单体3、及用于监控电池单体3的状态等的电子控制单元(控制装置)20等容置在由上部盒体7和下部盒体9组成的电池盒5内而构成的。

电池监控系统10具备称为SBM(Satellite Battery Module，卫星电池模块)的监测模块30、发送信号的天线(以下简称为发送天线)31、电子控制单元(控制装置)20、及安装在电子控制单元20上的接收信号的天线(以下简称为接收天线)21。监测模块30与电子控制单元20通过无线通信而连接。

监测模块30包含控制盘和无线通信集成电路等。如图1所示，监测模块30设置在各电池单体3的端部，用于检测电池单体3的状态(容量、温度等)。

图2是示意性地表示安装在电池单体3上的天线(发送天线31)的立体图。如图2所示，发送天线31是安装在设置于电池单体3的端部的底板32上的微带贴片天线33。发送天线31用于发送监测模块30所检测出的表示电池单体3的状态的信号。

具体而言，微带贴片天线33经由信号线34与监测模块30连接，由此，监测模块30测出的表示电池单体3的状态的信号被送往微带贴片天线33，然后再从微带贴片天线33送往电子控制单元20，从而实现监测模块30与电子控制单元20之间的无线通信。

即，从微带贴片天线33发送来的表示电池单体3的状态的信号被接收天线21接收后，被输入到电子控制单元20。本实施方式的电池监控系统10中，电子控制单元20基于该信号对电池单体3的状态进行监控。

图3是表示受激天线配置在各个部位时电池组1上的电场分布的一例的图，图4是用于说明多径传播的立体图。图3中，以电场越高的部位阴影密度越大的方式示出电场分布。如图4所示，在电池组1的内部，由于在汇流排(未图示)和电池盒5等金属物体中传播的无线信号反射较强，所以无线信号具有两个以上的传播路径。因此，会发生使信号接收受干扰而变得不稳定的多径传播。

如果在电池组1内发生多径传播，则如图3所示那样，电池组1内会出现电场高的部位(HEFP：High E-field Point)和电场低的部位(LEFP：Low E-field Point)。这样，若天线位于电场低的部位，则无线通信状况变差；若天线位于电场高的部位，则无线通信状况稳定。因而，将天线配置在电池组1内的电场高的部位较佳。

但是，实际上并不知道哪里电场强，也不知道矢量电场的方向(参照图3中的E、Ex、Ey)。因此，如图4所示，如果在电子控制单元20上接收天线RA被配置的部位是电场较低的部位，而且在电池单体3上发送天线TA未配置在电场较高的部位，则信号可能难以被稳定地接收。

对此，本实施方式的电池监控系统10中，将接收天线21构成为，由广泛分布在电子控制单元20上的多个天线元件排列而成的天线阵列。

图5是示意性地表示安装在电子控制单元20上的天线阵列的立体图。如图5所示，构成接收天线21的多个微带贴片天线23被安装在底板22上。该底板22被设置于电子控制单元20的顶面。接收天线21用于接收从发送天线31发送来的表示电池单体3的状态的信号。

更详细而言，微带贴片天线23等间距地规则排列为，在X方向(电池单体3的排列方向)上是两列，在Y方向(电池单体3的长边方向)上是多列(15列)。在Y方向上相向的微带贴片天线23彼此通过信号线24连接，从而接收天线21被构成为接收一个方向(Y方向)的电波的单极化天线阵列。由此，接收天线21能够充分接收到具有Ey分量的电波。

另外，位于两列的一端(图5中的右端)的上下两个微带贴片天线23彼此通过信号线24连接，然后再通过信号线25与电子控制单元20连接。由此，表示电池单体3的状态的信号能够被输入到电子控制单元20。

但是，微带贴片天线23只要广泛分布在电子控制单元20上(即，分布在电子控制单元20上的较广的区域内)地排列即可，也可以不等间距、不规则地排列。另外，微带贴片天线23只要在一定程度上广泛分布在电子控制单元20上(例如，分布在电子控制单元20上的60％以上的区域内)即可，没有必要占据电子控制单元20的整个顶面地配置微带贴片天线23。

如此，基于本实施方式的电池监控系统10，即便在电池单体3上发送天线31配置在电场低的部位(LEFP)，广泛分布于电子控制单元20的顶面地排列的多个微带贴片天线23中的配置在电场高的部位(HEFP)的微带贴片天线23也能良好地接收到来自监测模块30侧的信号。这是因为安装在电子控制单元20侧的接收天线21被构成为单极化天线阵列，所以电子控制单元20能够良好地接收到来自监测模块30侧的信号(特别是具有Ey分量的电波)。

＜第一实施方式的变形例＞

图6是示意性地表示第一实施方式的变形例的电子控制单元20上的天线阵列的立体图。如图6所示，构成接收天线21’的多个微带贴片天线23被安装在电子控制单元20的顶面上设置的底板26上。

微带贴片天线23等间隔地规则排列为，在X方向上是一列，在Y方向上是多列(16列)。各微带贴片天线23的与X方向平行的一侧的边(图6中的右侧的边)与信号线27连接，即，通过信号线27而并联连接。各微带贴片天线23的与Y方向平行的一侧的边(靠近电池单体3侧的边)与信号线28连接，即，通过信号线27而并联连接。从而，接收天线21’被构成为能够接收两个方向的电波的双极化天线阵列(多极化天线阵列)。因此，接收天线21’能够充分接收到具有Ex分量的电波和具有Ey分量的电波。另外，信号线27的一端29与电子控制单元20连接，从而表示电池单体3的状态的信号能被输入到电子控制单元20。

＜第二实施方式＞

本实施方式区别于上述第一实施方式之处仅在于，将发送天线被构成为天线阵列。以下，仅对不同于第一实施方式之处进行说明。

图7是示意性地表示具备本实施方式的电池监控系统10’的电池组1’的立体图。电池监控系统10’具备监测模块30、发送天线31’、电子控制单元20、及接收天线21”。接收天线21”包括单个微带贴片天线23。

如图7所示，构成发送天线31’的多个微带贴片天线33被安装在电池单体3的顶面上设置的薄型的底板35上。即，发送天线31’是由广泛分布于电池单体3的顶面的多个微带贴片天线33排列而成的天线阵列。

基于本实施方式的电池监控系统10’，广泛分布于电池单体3的顶面地排列的多个微带贴片天线33中的配置在电场高的部位(HEFP)的微带贴片天线33能够良好地发送信号，因而，无论电子控制单元20上的接收天线21”的配置部位如何，电子控制单元20都能良好地接收到来自监测模块30侧的信号。

＜第三实施方式＞

本实施方式区别于上述第一实施方式和第二实施方式之处仅在于，发送天线和接收天线均被构成为天线阵列。

图8是示意性地表示具备本实施方式的电池监控系统10”的电池组1”的立体图。电池监控系统10”具备监测模块30、发送天线31’、电子控制单元20、及接收天线21。本实施方式的电池监控系统10”中，接收天线21与第一实施方式一样，是由广泛分布于电子控制单元20的顶面地排列的多个微带贴片天线23构成的天线阵列；同时，发送天线31’与第二实施方式一样，是由广泛分布于电池单体3的顶面地排列的多个微带贴片天线33构成的天线阵列。

基于本实施方式的电池监控系统10”，由于发送天线31’和接收天线21均被构成为天线阵列，所以，来自监测模块30侧的信号能被电子控制单元20良好地接收。

＜第三实施方式的变形例＞

图9是示意性地表示第三实施方式的变形例的电池组1A”的立体图。基于本变形例，通过在薄型的底板35上安装较薄的微带贴片天线33而构成了天线阵列，从而能够使安装了天线阵列后的电池单体3较薄。这样，便能将多层电池单体3重叠在一起，由此，能够实现电子控制单元20能够良好地接收到来自监测模块30的信号的多层结构的电池堆。

另外，上述第一实施方式、第二实施方式、及第三实施方式中，作为天线元件，采用了微带贴片天线(23、33)，但也可以采用其它种类的天线。

Claims (4)

1.一种电池监控系统，包括检测电池单体的状态的监测模块、及与该监测模块进行无线通信的控制装置，其特征在于：

具备安装在所述电池单体上、用于发送所述监测模块测出的表示该电池单体的状态的信号的发送天线；及安装在所述控制装置上、用于将从所述发送天线接收到的信号输入到该控制装置的接收天线，

所述发送天线和所述接收天线中，至少有一方被构成为天线阵列，该天线阵列由广泛分布在安装对象上的多个天线元件排列而成。

2.如权利要求1所述的电池监控系统，其特征在于：

构成所述天线阵列的所述多个天线元件为，安装在所述安装对象上设置的薄型底板上的多个微带贴片天线。

3.如权利要求1所述的电池监控系统，其特征在于：

在所述接收天线被构成为所述天线阵列的情况下，该天线阵列为接收一个方向的电波的单极化天线阵列。

4.如权利要求1所述的电池监控系统，其特征在于：

在所述接收天线被构成为所述天线阵列的情况下，该天线阵列为接收多个方向的电波的多极化天线阵列。

Images