JP3157712U

JP3157712U - 電池健康状態監視構造

Info

Publication number: JP3157712U
Application number: JP2009008863U
Authority: JP
Inventors: 瑞盛楊; 賢鴻陳
Original assignee: 新盛力科技股▲ふん▼有限公司
Priority date: 2009-11-26
Filing date: 2009-12-14
Publication date: 2010-02-25
Anticipated expiration: 2019-12-14
Also published as: EP2336796A1; US20110130983A1; TWI404962B; TW201118403A; CN201583637U

Abstract

【課題】電池セットの各コアの健康状態を測定でき、交換要なるコアを容易に判別できる電池健康状態監視構造を提供する。【解決手段】検出装置と該検出装置に接続された監視装置を包含する。そのうち、該検出装置中の複数の検出素子はそれぞれ電池中の電池コアに対応設置され、これによりそれぞれこれら電池コアの電圧と温度信号を検出し、且つこれら電圧と温度信号をさらに該検出装置の整合モジュールを介し、中央処理器でデータ変換処理と対比を行なう。最後にデータ及び対比後の結果を該監視装置上に表示し、使用者が明瞭に各電池コアの使用健康状況を了解できるようにし、該電池の後続の交換をスピーディーに、便利にする効果を達成し、大幅に使用の便利性を増す。【選択図】図１

Description

本考案は一種の監視構造に係り、特に電池健康状態監視構造に関する。

科学技術の日進月歩の発展に伴い、廃ガス汚染を有効に減少するため、現在市場では電力で駆動するモバイル機器が一般的であり、ゆえに電池は将来的に運送工具の主要な動力ソースとなり得る。しかし、単一の電池ではモバイル機器を起動することはできず、ゆえにモバイル機器上の電池は複数が並列或いは直列の方式で組み合わされて電池セットを構成し、モバイル機器に十分な電力を提供している。現在の最大の使用上の問題は、電池の使用率を確保するため、該電池の充電、修理、安全性等の構造検査と維持面は、少しもおろそかにすることはできないが、現在の電池健康状態検査技術は、僅かに電池セットが損壊しているか否かを表示できるだけであり、どの電池が損壊しているかは、技術者が電池セットを一つずつの電池に分解して測定し、故障した電池を探し出さねばならず、この方式は手間隙がかかり、不便であるということである。

このことから、既に多くの業者が以下のように多種類の電池検査方式を開発している。

周知の特許文献１によると、複数の電池のパラメータを自動的にそれぞれ監視し、リモートコントロール走査を実行する時、複数のセンサが該パラメータのアナログ信号を提供し、これら電池の状態を監視し、いずれかの電池の係数が特定値を超過すると、警告を表示する。ただし、この周知の技術は、リモートコントロール走査を利用して、監視を達成し並びに該電池の電圧状況を表示するが、電池の電圧監視は完全に該電池外部で行われ、一旦該電池が複数直列或いは並列に接続されて電池セットを構成し、そのうちのいずれかの電池に電圧異常状況が発生すると、確実にどの電池が損壊しているかを確実に指示することができず、逐一分解して確認しなければならず、使用上の不便を形成する。さらに、実際の使用上、電池の損壊のみが電圧異常の因子ではないため、単に外部電圧を唯一の判断基準とするだけでは、正確に電池の健康程度を検査することはできない。

周知の特許文献２には複数の電池を監視する電池モニタが開示され、それは該モニタを利用して複数の電池を具えた電池セットの電圧と温度を測定し、並びに選択的にこれら電池の電圧と温度信号を制御装置あるいはコンデンサに伝送する。この特許は監視については僅かに全体の電池に対して監視を行うに過ぎず、正確に各電池内部の健康状態を判断することはできず、改善されるべきである。

周知の特許文献３には、オンラインの電池管理と監視構造が開示され、それは中央監視ステーションとコントローラの組み合わせにより、対応する全体電池の測定データ及びそれに関連するアラーム情報データを現出し、これにより初期修理要求を起動し、問題を解決できるようにする。しかし、この周知の技術は、該電池の関係操作係数を演算することで初期修理要求を起動するか否かを決定し、個別の電池コアに対して異常電圧或いは温度の検出及び対比を行うことはできず、さらにこの周知の技術は、全体電池を監視する効果を達成するに過ぎず、正確に個別電池コアの健康状況を測定することはできない。

周知の特許文献４には、無線伝送構造の電池電圧表示装置が開示され、それは双方向無線信号伝送、電力検出構造、及び表示装置の組み合わせにより、電池の余剰電力を表示する。そのうち、該電池の電力検出状態は設定時間内にメイン構造に伝送されて表示され、該設定時間を超過すると検出結果を受け取らず、表示できない時、エラー信号が送出されて、該電池の電力が完全に無くなったことを示す。明かに、この周知の技術は該電池全体の使用余剰電力に対して検出と測定を行っているに過ぎず、電池内部の各電池コアの使用状況に対する分析を行っているのではない。

周知の特許文献５には、電池監視構造を具えた車両追跡構造とその関係方法が開示され、それは無線伝送装置と検出回路を具え、全体電池の電圧信号が設定値より低いことを検出すると、該無線伝送装置の受信端の動作が中断される。さらに詳しく該電池内部の電池コアの使用異常状況を知る必要がある場合には、この方法は適用できない。

周知の特許文献６には、直流信号を直接電池に運用し、該電池が健康か否かを診断することが記載されている。ただし、これは電池全体の使用状況に対して監視を行うのに過ぎず、且つ該電池の内部の細微な部品、例えば該電池内の各電池コア等の部品の監視を行う必要があるとき、この周知の技術では達成できない。

米国特許第４２１７６４５号明細書米国特許第５８０８４６９号明細書米国特許第６０３１３５４号明細書米国特許第６２９５００２号明細書米国特許第６８１９２６９号明細書米国特許第７３９４３９４号明細書

ゆえに、上述の各周知技術の各種の電池検出或いは測定方法は、いずれも監視装置が電池セット或いは電池の外部に設置されて、電圧或いは電流の信号の検出を行うにすぎず、その内部の個別の電池コアに対する健康状況の測定は行えない。さらに、電池の健康状況は単一信号の検出により了解されるものではなく、且つ交換の面でも、電池セットの直列或いは並列接続の関係により、実際の使用上、どの電池を交換するかを判断したいときには、該電池をいちいち試験し交換しなければならず、即刻且つ正確に電池の健康状態監視を実行することができないのみならず、交換すべき損壊電池を即刻指示することができないため、使用上の不便を増し、ゆえに改善が求められている。

これにより、本考案の目的は、一種の電池健康状態監視構造を提供することにあり、それは、スピーディーに、正確に、電池中の電池コアの健康状態を測定でき、これにより後続の交換を行うことができ、使用上の便利性を増すことができるものとする。

本考案の電池健康状態監視構造は、検出装置と該検出装置に接続された監視装置を包含する。そのうち、該検出装置中の複数の検出素子はそれぞれ電池中の電池コアに対応設置され、これによりそれぞれこれら電池コアの電圧と温度信号を検出し、且つこれら電圧と温度信号をさらに該検出装置の整合モジュールを介し、中央処理器でデータ変換処理と対比を行ない、最後にデータ及び対比後の結果を該監視装置上に表示し、使用者が明瞭に各電池コアの使用健康状況を了解できるようにし、該電池の後続の交換をスピーディーに、便利にする効果を達成し、大幅に使用の便利性を増す。

本考案の電池健康状態監視構造は各電池コアの対応位置にそれぞれ検出素子を設ける設計により、電池の内部に進入し且つ各各電池コアに対して正確な検出を行え、各電池の健康状態を明確にし、後続の交換の根拠となし、また変換作業上、スピーディーで便利な効果を達成し、大幅に使用の便利性を増し、ゆえに確実に本考案の目的を達成する。

本考案電池健康状態監視構造の第１実施例の表示図である。図１の実施例の検出表示図である。図１の実施例の電池監視構造の検出モードのブロック図である。本考案の第２実施例の検出表示図である。本考案の第３実施例の検出表示図である。図５の実施例の電池監視構造の検出モードのブロック図である。本考案の第４実施例の検出表示図である。本考案の第５実施例の電池セット検出表示図である。

図１、２に示されるように、本考案の第１実施例によると、該電池健康状態監視構造１は、複数の電池コア２１を具えた電池２の使用健康状態を監視するのに用いられ、該監視構造１は検出装置１１、及び該検出装置１１に接続された監視装置１２を包含する。そのうち、該検出装置１１は整合モジュール１１１と、該整合モジュール１１１と接続された中央処理器１１２と複数の検出素子１１３を具えている。これら検出素子１１３は各電池コア２１に対応して設置され、且つこれら検出素子１１３はそれぞれ該電池コア２１に対して温度及び電圧等を検出する。本実施例では、電池コア２１の温度を検出する該検出素子１１３に、接触或いは非接触の態様で各該電池コア２１の傍らに設置され、電池コア２１の電圧を検出する検出素子１１３は各該電池コア２１と接続される。また、前述のこれら検出素子１１３は該整合モジュール１１１と接続され、これにより該整合モジュール１１１がこれら検出素子１１３の検出した電圧、温度などの多重信号を集中的に受け取り調整した後、さらに該中央処理器１１２に送る。

さらに、該中央処理器１１２は変換ユニット１１２１及び該変換ユニット１１２１に接続されたＣＰＵ１１２２を具え、前述の変換ユニット１１２１は該整合モジュール１１１が集めて調整して出力した電圧と温度等の信号を受け取り、これら信号を電圧データと温度データに変換する。このほか、該ＣＰＵ１１２２内には設定値が予め保存され、該ＣＰＵ１１２２が取得した電圧データと温度データは該設定値と対比され、並びに対比結果が得られる。

該監視装置１２は該ＣＰＵ１１２２の対比結果を受け取るコントローラ１２１と、該コントローラ１２１に接続された表示器１２２を具えている。該コントローラ１２１は送受ユニット１２１１により該ＣＰＵ１１２２の対比結果を受け取り、且つ該送受ユニット１２１１は無線或いは有線方式で該ＣＰＵ１１２２と接続され、本実施例では、該ＣＰＵ１１２２は有線方式で該送受ユニット１２１１と接続されている。さらに、前述の送受ユニット１２１１は処理ユニット１２１２に接続され、且つ該処理ユニット１２１２はさらに該表示器１２２と接続され、該ＣＰＵ１１２２が対比後に、該電圧と温度データが異常であると判断した時は、異常アラーム信号を発生し、並びに該コントローラ１２１を通して該表示器１２２上に表示する。当然、該アラーム信号はランプ信号、ブザー或いはその他の表現方式でアラーム効果を達成するものとされ、使用者に簡単に該電池２内部の健康状況を了解させる。本実施例では該表示器１２２がメータ盤とされた例を以て説明される。

図１、２、３を参照されたい。該監視構造１はモバイル機器に運用され、該監視装置１２と検出装置１１の間は有線方式で接続され、すなわち、該モバイル機器のパネル（図示せず）が表示器１２２とされ、該モバイル機器のパネルは制御回路（図示せず）を介して電池２と有線接続され、該制御回路はコントローラ１２１と同等とされる。使用時には、該モバイル機器は電池２の電力により動作し、この時、該電池２内の各電池コア２１の健康状況は、随時これらの該電池コア２１に設置された検出素子１１３により検出され、且つ検出により得られた温度及び電圧等の信号は該整合モジュール１１１に集められた後に、さらに該中央処理器１１２の該変換ユニット１１２１に送られ、これら信号がそれぞれデータに変換され、該ＣＰＵ１１２２が該変換ユニット１１２１により得られたデータを設定値と判別、対比、分析して対比結果を得て、且つ該対比結果を該コントローラ１２１に送り、該送受ユニット１２１１により受信後にさらに該処理ユニット１２１２に送り、並びに該表示器１２２により各電池コア２１の状態を表示する。この時、もし対比結果が異常を呈すれば、該ＣＰＵ１１２２は異常アラーム信号を発送し、並びに該処理ユニット１２１２により該表示器１２２上に点灯表示するか或いはブザーを発生し、使用者に即刻該表示器１２２より使用中の該電池コア２１の健康状態を了解させ、異常な電池コア２１の交換を行わせ、使用の便利性を増す。

続いて、交換後の電池２を回収処理する時、電池２は内部の一部の電池コア２１が損壊しているために、該電池２が十分な電流と電圧を提供できないのであり、このため該電池２を廃棄すれば、浪費が形成される。本考案の設計を採用することで、回収業者は損壊した特定の電池コア２１のみ交換でき、すなわち電池２は続けてその使用寿命を延長でき且つ重複使用でき、現在の資源再生の環境保護概念に応える。

図４は本考案の第２実施例を示す。その各構成要件はいずれも第１実施例と同じであるが、本実施例では各電池コア２１に該電池コア２１の電流信号を検出できる検出素子１１３が増設され、各電池コア２１の電圧、温度等の信号は検出並びに整合されて該中央処理器１１２外に伝送され、該検出素子１１３は検出した電流信号を直接該中央処理器１１２に伝送し、該中央処理器１１２がこれら信号の変換、対比、判別及び分析を行う。ゆえに本実施例中、これら検出素子１１３は各電池コア２１の電圧、電流、及び温度等の信号を検出して総合判断に供し、これにより該監視構造１が該電池２が損壊しているか否かに対して、さらに正確な判定を行うことができる。

図５、６は本考案の第３実施例を示す。本実施例の各構成要件は第１実施例と同じであるが、本実施例では、該監視装置１２と該検出装置１１の間は無線方式で接続され、すなわち、該監視装置１２はハンドヘルド態様とされ、該監視装置１２は該ＣＰＵ１１２２信号を受け取るコントローラ１２１、及び、該コントローラ１２１と接続された表示器１２２を具えている。ゆえに、使用時には、該整合モジュール１１１がこれら検出素子１１３が検出した温度及び電圧等の信号を整合収集し、並びに該変換ユニット１１２１に伝送して対応するデータとなし、該ＣＰＵ１１２２にこれらデータに対して判別、対比、分析を行わせ、これにより対比結果を得て、該対比結果を無線方式で該コントローラ１２１の送受ユニット１２１１に伝送し、並びに該処理ユニット１２１２によりそれを該表示器１２２に表示させ、もし対比結果が異常であれば、該ＣＰＵ１１２２は異常アラーム信号を発生し、該処理ユニット１２１２により該表示器１２２に点灯或いはブザーを発生させ、使用者に即刻該表示器１２２上で使用中の該電池コア２１の健康状態を了解させ、損壊があれば交換を促し、メインテナンス或いは外部で使用して随時監視を行える便利性を増す。

図７は本考案の第４実施例であり、本実施例は第１、第２、第３実施例の組み合わせであり、すなわち、検出装置１１に接続された監視装置１２が有線と無線の接続検出が存在し、すなわち、該検出装置１１がモバイル機器（図示せず）に取り付けられる時、該電池２の使用状況は直接モバイル機器の表示器１２２に表示され（すなわち有線部分）、使用者に使用中のこれら電池コア２１の電圧、温度と電流等の情報を了解させ、これにより電池コア２１に異常があることが検出された時、異常アラーム信号を該表示器１２２に表示する。無線のハンドヘルド監視装置１２’は検査修理時に使用され、すなわち、使用者がモバイル機器の表示器１２２上で得られたデータの判断、対比と分析結果を見る必要がなく、直接ハンドヘルド監視装置１２’の表示器１２２’上で得られたデータの判断、対比と分析結果の情報を獲得し、損壊した電池２或いは電池コア２１の交換の根拠となし、大幅に使用の便利性を増す。

図８は本考案の第５実施例であり、本実施例は第１、第２、第３、第４実施例の実施態様に係わらず、該監視構造１の監視する電池２は複数が組み合わされて電池セットＡを構成し、且つこれら電池２は直列或いは並列に接続されて、該電池セットＡが十分な電力を提供できるものとされる。本実施例では説明しやすいように、以下に第４実施例の図面のみを例としており、すなわちこれら電池２の数が増加された後、本実施例の検出装置１１は各電池２の電池コア２１の損壊程度に対して、確実な監視を行ない、且つ監視装置１２上に表示でき、使用者にスピーディーに明瞭に、これら電池２の健康状況を了解させるほか、この損壊した電池２或いは電池コア２１をスピーディーに判別して交換させることができる。

該電池健康状態監視構造１はこれら検出素子１１３を利用して、一対一の方式で電池２の電池コア２１に対して多方位の検出を行ない、これにより、各電池コア２１の各位置の各検出素子１１３に十分に完全で正確な検出を行わせ、ゆえに使用者は十分に各電池２内部の使用中に発生する状態変化を了解でき、異常な電池コア２１に対してスピーディーな解決を図ることができ、これにより修理交換上、一つの電池コア２１に発生した問題のために電池２全体或いは全体の電池セットＡ全体を交換せずに済み、使用者は異常のある電池コア２１に対して修理と交換作業を行うだけでよく、費用支出を減らせるのみならず、環境に対する汚染を減らすことができ、ゆえに、使用上、該電池健康状態監視構造１は随時該電池２の使用健康状態を掌握できるのみならず、取り付け、使用上の便利性も増す。

１監視構造
１１検出装置
１１１整合モジュール１１２中央処理器
１１２１変換ユニット１１２２ＣＰＵ
１１３検出素子
１１４送受信器
１２、１２’ 監視装置
１２１、１２１’ コントローラ
１２１１送受ユニット１２１２処理ユニット
１２２、１２２’ 表示器
２電池２１電池コア

Claims

使用中の電池の健康状態を監視するための電池健康状態監視構造において、該電池は複数の電池コアで構成され、これら電池コアは該監視構造の監視を受け、該監視構造は、
該電池内に設けられる検出装置であって、整合モジュールと、該整合モジュールに接続された中央処理器と複数の検出素子を具え、該検出素子は各該電池コアにそれぞれ設置され、それぞれ該電池コアの電圧信号と温度信号を検出し、且つ該整合モジュールは該電圧信号と温度信号を収集し出力し、該中央処理器は変換ユニットと、該変換ユニットに接続されたＣＰＵを具え、該変換ユニットが該整合モジュールの出力した該電圧信号と該温度信号を受信し、これら信号を電圧データと温度データに変換し、該ＣＰＵが得られた電圧データと温度データを該ＣＰＵ内に予め保存された設定値と比較する、上記検出装置と、監視装置であって、該ＣＰＵに接続され、並びに該ＣＰＵが、得た電圧データと温度データを該設定値と比較した後、比較結果が異常状況を有する時、該ＣＰＵは、異常信号を該監視装置に伝送し、該監視装置が異常アラーム表示を行う、上記監視装置と、
を包含したことを特徴とする、電池健康状態監視構造。
請求項１記載の電池健康状態監視構造において、各電池コアに別に該電池コアの電流信号を検出する検出素子が設置され、この検出素子の検出した電流信号が直接中央処理器に伝送され、変換、対比及び判別に供されることを特徴とする、電池健康状態監視構造。
請求項１記載の電池健康状態監視構造において、該監視装置は該ＣＰＵの信号を受け取るコントローラと、該コントローラに接続された表示器を具えたことを特徴とする、電池健康状態監視構造。
請求項３記載の電池健康状態監視構造において、該コントローラは該ＣＰＵの信号を受け取る送受ユニットと、該送受ユニットに接続された処理ユニットを具えたことを特徴とする、電池健康状態監視構造。
請求項３記載の電池健康状態監視構造において、該表示器はランプ信号により異常状況を表示するものであることを特徴とする、電池健康状態監視構造。
請求項１又は請求項２又は請求項３記載の電池健康状態監視構造において、該電池は複数が組み合わされて電池セットを構成し、且つ該電池は相互に接続されていることを特徴とする、電池健康状態監視構造。