具备按需诊断激活功能的电池监控系统的制作方法_3

文档序号:9601843阅读:来源:国知局
)。此外,在某些实施例中,发送器50可被配置为将来自处理器44的信息无线发送到电池监控单元18。在进一步的实施例中,处理器44也可以省略,从各个传感器(例如,电压表42)向电池监控单元18中的中央处理器发送原始数据。
[0040]如图所示,电池管理单元18包括电气联接到电力传输导体52和54的收发器56。收发器56被配置为通过监控所述DC功率信号的调制信号来接收指示所测得参数的AC信号。所述收发器56还被配置为将AC信号转换成指示所测得参数数值的数字信号,并且将数字信号输出至微处理器58。收发器56被配置为将有关参数和/或电池12的寿命终点的信息经由天线60或其他适当的连接发送给用户或外部设备/远程服务器62。如下面要详细讨论的,在某些实施例中,收发器56可以经由天线60或者与外部设备/远程服务器62的直接连接来发送信息,以使外部设备/远程服务器62能够进一步处理该信息。例如,在一些实施例中,收发器56可以发送红外信号或激活闪烁信号,以显示各种电池状况(例如,指示电池需要更换)。
[0041]在某些实施例中,收发器56可被配置为接收来自所述发送器50和/或外部信号源的无线信号。在这种实施例中,发送器50和收发器56之间的无线通信链路可以是双向的。例如,收发器56可被配置为经由天线60或其他适当的连接来扫描激活信号。在一些实施例中,收发器56接收激活信号,并且收发器56被配置为将信号发送给发送器50,以激活测量设备24。在这种实施例中,如果没有接收到激活信号,则每个测量设备24保持在待机模式。在一些实施例中,电池监控系统12可以在通过收发器56接收到来自远程设备(例如,位于生产地点的测试设备)的待机信号后激活待机模式(例如,低功率模式)。在这种实施例中,所述电池监控系统12可以在出现一个或多个因素时停用待机模式。例如,在某些实施例中,当电池监控系统12判定电池的电压发生变化,电池上的电流消耗超过一定阈值(例如,出现电流尖峰),待机时间过长(例如,处于待机模式的时间已超过待机模式的时间阈值),其他合适的因素,或者它们的组合时,电池监控系统12可以停用待机模式并返回到正常操作模式。另外,或者作为替代方案,在电池监控系统12的一些实施例中,可以在经由收发器56接收到信号(例如,激活信号,导致启用待机模式的信号重复,不同于激活或待机信号的信号)后停用待机模式。
[0042]此外,测量设备24的某些实施例可以在接收到激活信号后进行激活。在一些实施例中,测量设备24的激活可以不需要激活信号。例如,在一些实施例中,测量设备24可以在一段时间后激活。在一些实施例中,这段时间可以是固定长度(例如,每天一次,等等)。在其他实施例中,这段时间可以随时间变化。例如,测量设备24的一些实施例可以在开始时用较短的时间激活,在一段时间后用较长一段时间激活。在某些实施例中,一旦时间段超过某个时长阈值(例如,1周),测量设备24就可以保持在待机模式,直到测量设备24被激活。
[0043]微处理器58可以向显示器输出运行参数,计算电池单体的充电状态,估计寿命终点,和/或将信息引导到收发器进行无线传输。在某些实施例中,电池管理单元18包括电压表64和电流表66,它们以通信方式联接到微处理器58并且被配置为监控电池阵列14的总电压和安培数。在一些实施例中,温度传感器46可以安装于电池监控单元18中,以测量整个电池壳体13的温度。在这种实施例中,通过使用电压表64和电流表66来判定整个电池阵列14而不是单个电池单体16的电压和安培数参数,可以将个体测量设备24安装在与电池监控单元18分开的位置。如先前所讨论的,电池监控系统12和收发器56位于电池壳体内部,从而保护电子元件免受处理发动机舱环境的侵害。此外,在一些实施例中,一个或多个测量设备24可安装在电池监控单元18中而不是电池单体16的外表面26上。
[0044]上述测量设备部件可以是安装到PCB的分立部件或集成电路元件。此外,如前面所讨论的,测量设备24可联接到电池单体16的外表面26、电池单体16的内表面40或者电池壳体13。虽然所示实施例中示出了一个自带的测量设备24,但是应当认识到,替代实施例中可以包括以通信方式联接到电池监控单元18的多个测量设备(例如,每个电池单体16或每组电池单体16配备一个测量设备)。在这种实施例中,每个测量设备24可被配置为将唯一的标识号连同指示运行参数的AC信号一起发送给电池监控单元18。因此,电池监控单元18可以将每个接收到的信号与特定的测量设备24相关联。作为替代方案,一些实施例可以包括结合在电池监控单元18内部的仅一个测量设备24。
[0045]图5是电池监控流程70的实施例的流程图。在一些实施例中,诊断部分(例如,测量设备24)保持在待机模式,直到接收到激活信号为止。因此,收发器56监控诸如激活信号等信号(方框72)。然后,收发信器56接收来自外部源的信号(方框74)。例如,可以使用远离系统的发送器(例如,在车辆10的外部)将激活信号发送出去。在这种实施例中,激活信号可以包括穿过半透明窗口 20和/或电池壳体13的各种颜色的闪烁光(例如,红外)和/或频率。在包括有红外激活信号的实施例中,收发器56被配置为激活诊断系统,以响应任何红外信号。例如,可以使用普通的红外电视遥控器来向收发器56发送任何红外信号,以激活测量设备24。在其他实施例中,只有在响应某些红外命令时才启动激活。在这种实施例中,可以使用专用维护设备来激活在各个维护地点、购买地点或生产地点的诊断系统。作为替代方案,可以对具有红外功能的通用设备进行编程,以激活测量设备24。例如,通过编程序列,可以使用具有红外功能或兼容性红外外设(例如,红外软件狗)的蜂窝电话来激活测量设备24。在其他实施例中,可以通过与蜂窝电话、蜂窝塔和/或WiFi网络的无线连接来激活诊断系统。
[0046]诊断系统在无激活信号时保持待机模式的实施例中,当收发器56接收到来自外部源(例如,外部设备/远程服务器62)的激活信号时,收发器56将信号发送到测量设备24 (例如,直接发送到测量设备24,或者通过发送器46来发送),以激活所述诊断系统(方框76)。不过,有些实施例可包括被配置为保持连续运行的诊断系统。在这种实施例中,当接通系统或者电池已经充电、接收电流消耗或其他可变因素时,诊断系统被激活。在一些实施例中,电池监控单元18可以在经过一段时间后启动诊断模式。例如,在一些实施例中,在电池监控单元18中的追踪时间已经超过阈值后(例如在电池11被生产后1、2、3、4、5或更多分钟后),电池监控单元18进入诊断模式。电池监控系统12使用诊断系统来监控电池11的电池参数(例如,电压、电流和温度)和/或存储附加参数(例如,电池尺寸、电池形状等)(方框78)。在一些实施例中,电池监控系统12使用测得的电池参数来判定电池11的寿命终点(方框80)。例如,当电池产生的电压下降了一段时间时,电池监控系统12可以计算直到电池11预计需要更换为止的剩余时间段(例如,天数)。另外或作为替代方案,所述电池监控系统12可以对电池已使用的时间段进行跟踪以判定是否应当更换电池11 (例如,通过将运行时长与电池预期寿命耦合)。
[0047]向用户或向外部设备/远程服务器62发送寿命终点信息(如果先前已确定)和/或受监控的电池参数(方框82)。在一些实施例中,这种发送可以包括点亮电池12上或系统(例如,车辆10)中的其他位置的LED。不过,电池监控系统12的某些实施例可将信息发送至远程服务器或者能够对这种发送进行解析的红外设备。这种发送还可包括其他相关信息,例如系统(例如,车辆10)的位置,其他经确定的电池参数(例如,电池制造商和/或型号),和/或系统有关信息(例如,车辆10的车辆型号、位置、发动机尺寸、电池尺寸、其他额外参数等)。这种发送可以按需执行(例如,响应于激活信号或其他查询),或可以在某些条件下进行发送。例如,可以在预期剩余电池寿命低于某一阈值(例如,3个月)时发送寿命终点/电池参数信息,并且/或者可以在参数超过某些阈值(例如,电压低于最小电压阈值)时发送各种电池参数。
[0048]在一些实施例中,电池监控系统10不计算和/或发送寿命终点信息。可以使用诸如云网络或远程服务器等远程设备来判定寿命终点(方框84)。在各种实施例中,可以将通知发送给用户,通知用户关于寿命信息和/或电池参数(方框86)。在某些实施例中,可以响应方框82中的发送而自动出现通知。不过,在其他实施例中,可以在这种发送包括某些条件时发送通知,例如当估计的寿命终点小于阈值(例如,1个月)时,或者当运行参数超过一定阈值(例如,电池电压低于最小电压)时。在一些实施例中,该通知可以包括额外信息。例如,该通知可以包括与电池的确定位置(例如,来自车辆或便携式电子设备中的全球定位系统)有关的服务地点的相关信息。此外,该通知可以包括适用于需要更换电池的系统(例如,车辆10)的优惠券或广告。该通知还可以包括电池漏电信息,以帮助用户判定是否存在可能造成电池11寿命终点提前的其他系统冋题。
[0049]图6-8示出了通过具有远程服务器的云网络来向用户发送寿命终点和/或电池参数的各种实施例。图6为用于经由蜂窝电话通信协议将来自电池监控系统12的信息发送到云计算系统的方法的实施例的框图。如图所示,监控信号90是由电池监控系统12生成,可包括诸如电池11的寿命终点、电池参数、车辆位置、车辆信息和/或电池类型等信息。然后,将监控信号发送到收发器56,收发器然后将该信息作为收发器信号92进行发送。虽然图6-8参照使用电池的车辆,但有些实施例还可以包括用于任何带有电池(例如,作为辅助电源的电池)的合适运输设备或系统中的电池。因此,参照车辆的讨
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