专利名称：电池健康状况的监测系统的制作方法
技术领域：
本实用新型是有关于一种监测系统，特别是一种电池健康状况的监测系统。
背景技术：
随着科技日新月异的发展，且为有效减少废气污染，目前市场上已出现许多利用 电力作为驱动行动载具的来源，所以电池的使用已可能成为未来运输工具主要的动力来 源，但单一电池无法单独带动行动载具启动，所以行动载具上的电池是以复数颗呈并联或 串联等方式组成一电池组，为行动载具提供足够的电力；而目前最大的使用问题在于，为确 保电池的使用率，其充电、维修、安全性等结构检测与维护方面，一点都不能轻忽，然而鉴于 电池是以复数串联或并联连接在一起的组合，而目前对于电池健康状况检测技术上，仅能 显示出电池组是否有所损坏而已，至于哪一颗电池损坏，则必须由技术人员在成堆电池组 里一颗一颗拆解、测量，以寻找出故障电池，但此方式不但耗时且不便。有鉴于此，已有许多业者研发出多种可检测电池方式，现分析如下习知美国第4217645号专利“电池监测系统”，其采用可自动分别监测复数电池的 参数，当执行遥控扫瞄时，利用复数个感测器提供该参数的类比讯号，以监测这些电池的状 态，如有任何电池的系数超过一特定值时，即会提出警示；然而，这种系统虽然利用遥控扫 瞄，而达到监测并显示电池的电压状况，但因电池的电压监测完全在该电池的外部进行，一 旦电池以复数串联与并联而形成一电池组，且当其中的任一电池产生电压异常状况时，并 无法确切指出是哪一颗电池损坏，必须逐一拆解确认，造成使用上的不便；再者，实际使用 时，电池损坏并非仅因电压异常的因素而已，故单以外部电压做为唯一判断基础，并不能完 全准确检测出电池的健康程度。习知2美国第5808469号专利“用于电动车之电池监视器”监测复数电池的电池 监测器，其利用监测器监测出具有复数个电池的电池组的电压与温度，并选择性地将这些 电池的电压与温度讯号传送至控制装置或电容器中，此专利就监测上而言，仅是针对整颗 电池进行监测而已，而无法正确判别每一个电池内部的健康与否，值得改进。习知3美国第6031354号专利“线上电池管理与监测系统及方法”，其是利用一 中央监测站与一控制器的配合，而呈现对应的整体电池的测量资料及其相关的警示情形资 料，以启动初步维修要求，从而利于解决问题；然而，此种习知技术主要透过运算电池的相 关操作系数而决定是否启动初步维修要求，其无法针对个别电池芯进行异常电压或温度的 侦测及比对，加上此习知也是仅达到监测整体电池的效果而已，并无法正确检测出个别电 池芯的健康状况。习知4美国第6295002号专利“无线传输系统之电池电压显示装置”，其利用一双 向无线讯号传输、侦测电力系统与显示装置的配合，进而达到电池的剩余电力的显示效果， 其中，电池的电力侦测状态会在一预设时间内传送至主要系统中加以显示，反之如超过该 预设时间而未接收到侦测结果，以致无法显示时，一错误讯息即会发出，表示该电池的电力 已完全耗尽；明显地，此习知仅针对电池整体的使用剩余电力进行侦测与显示，并非针对电池内部的每一电池芯的使用状况分析。习知5美国第6819269号专利“具有电池监测系统之车辆追踪系统及其相关方 法”，其具有无线传输装置及感测电路，当感测到整体电池的电压讯号低于预设值，无线传 输装置的接收端运作将受到中断，若要进一步详知电池内部的电池芯使用异常状况，此方 法即无法适用。习知6美国第7394394号专利，其透过一直流讯号直接运用于一电池中，以诊断电 池是否为一健康状态，但这仅是针对电池整体使用状况进行监测而已，且若要再进一步深 入电池的内部更细微的构件进行监测，如电池内的每一电池芯等构件，该方案仍无法达到。故而，上述各习知所揭示出的各种电池检测或侦测方法，均是利用监测装置装设 在电池组或电池之外以进行电压或电流等讯号的检测而已，无法针对其内部的个别电池芯 进行健康状况的检测；再者，电池的健康状况并非透过单一讯号的侦测即可了解，且在更换 上也会困电池组的串联、并联连接关系，所以在实际使用上欲判断哪个电池需被替换时，则 必须将电池一一测试更换，不仅无法立即且正确地执行电池的健康状况监测，亦无法立即 指示出应更换的损坏电池，增加使用上的不便，实有待改善。
实用新型内容本实用新型的主要目的，在于提供一种电池健康状况的监测系统，其能够快速、精 确地检测电池中的电池芯的健康状态，以利于后续更换，更增加使用的方便性。为了达成上述目的，本实用新型的解决方案是一种电池健康状况的监测系统，用以监测使用中的电池的健康状况，前述电池具 有复数个电池芯，而所述电池芯受该监测系统的监测；前述监测系统包含有一设于电池内 的侦测装置和一监测装置侦测装置具有一整合模组，以及分别与该整合模组相连结的中 央处理器与复数个感测件；其中，所述感测件相对设置于每一个电池芯上，分别侦测电池芯 的电压讯号与温度讯号，且整合模组将该电压与温度讯号进行汇集输出；另外，该中央处理 器具有一转换单元，以及一与该转换单元连接的中央处理单元，而前述转换单元接收整合 模组所输出的电压与温度讯号，分别转换为电压数据与温度数据，至于该中央处理单元内 预先储存有一预设值，将所得的电压数据与温度数据和该预设值进行比对；监测装置与中 央处理单元连接，中央处理单元将所得的电压数据及温度数据与预设值比对后而显示出， 当判断出所得的比对结果具有异常状况时，中央处理单元即会发出一异常讯号传输至监测 装置，且经该监测装置提出一异常警示。上述每一个电池芯的相对位置另设有一可侦测该电池芯的电流讯号的感测件，且 该感测件将所得的电流讯号直接传输至中央处理器。上述监测装置具有一接收中央处理单元讯号的控制器，以及一与该控制器连接的
显不器。上述控制器具有一接收中央处理单元讯号的收发单元，以及一与该收发单元连接 的处理单元。上述监测装置具有一以灯号显示异常状况的显示器。上述电池为复数颗，相互连接组合而成一电池组。采用上述结构后，本实用新型通过将侦测装置中的复数个感测件分别相对设置于电池中的电池芯上，以分别侦测电池芯的电压与温度讯号，且前述电压与温度讯号再经侦 测装置的整合模组、中央处理器进行数据转换处理及比对，最后再把数据及比对后的结果 在监测装置上显现，以供使用者明了每一个电池芯的使用健康状态，以使电池在后续更换 具有快速、方便等功效，大幅增加使用的方便性。
图1是本实用新型电池健康状况的监测系统的第一较佳实施例的示意图；图2是第一较佳实施例的侦测示意图；图3是第一较佳实施例的电池监测系统侦测模式的方块示意图；图4是本实用新型的第二较佳实施例的侦测示意图；图5是本实用新型的第三较佳实施例的侦测示意图；图6是第三较佳实施例的电池监测系统侦测模式的方块示意图；图7是本实用新型的第四较佳实施例的侦测示意图；图8是本实用新型的第五较佳实施例的电池组侦测示意图。主要元件符号说明1监测系统11 侦测装置111整合模组[0030]112中央处理器1121转换单元1122中央处理单元[0031]113感测件114收发器12 监测装置[0032]12'监测装置121控制器1211收发单元[0033]1212处理单元122显示器 122’显不器[0034]2电池21 电池芯 A电池组
具体实施方式
有关本实用新型的前述及其它技术内容、特点与功效，在以下配合附图及较佳实 施例的详细说明中，将可清楚地明白。在对本实用新型进行详细描述前，要注意的是，在以下的说明中，类似的元件是以 相同的编号来表示的。参阅图1及图2，是本实用新型的第一较佳实施例，所述电池健康状况的监测系统 1用以监测具有复数电池芯21的电池2的使用健康状态，该监测系统1包含有一侦测装置 11，以及一与该侦测装置11连接的监测装置12 ；其中，侦测装置11具有一整合模组111，以 及分别与该整合模组111相连结的中央处理器112与复数感测件113，而前述复数个感测 件113相对设置于每一个电池芯21上，且这些感测件113可分别为电池芯21进行温度及 电压等感测，在本实施例中，用以感测电池芯21温度的感测件113可采用接触或非接触等 形态设于每一个电池芯21旁，至于感测电池芯21电压的感测件113可与每一个电池芯21 连接；另外，前述感测件113与整合模组111连接，以便整合模组111可将这些感测件113 所汇集的电压、温度等多重讯号接收并汇整后，再传送至中央处理器112。仍续前述，中央处理器112具有一转换单元1121，以及一与该转换单元1121连接 的中央处理单元1122，而前述转换单元1121可接收整合模组111所汇整而输出的电压与温 度等讯号，以将前述讯号分别转换为电压数据与温度数据，另外，中央处理单元1122内预先储存有一预设值，以使中央处理单元1122将所得的电压数据与温度数据可与预设值进 行比对，以得出一比对结果。再者，监测装置12具有一接收中央处理单元1122的比对结果的控制器121，以及 一与该控制器121连接的显示器122 ；其中，控制器121是透过一收发单元1211来接收中 央处理单元1122的比对结果，且收发单元1211可采用无线或有线方式以与中央处理单元 1122相互连结，在本实施例中，中央处理单元1122是以有线方式与收发单元1211连接；再 者，前述收发单元1211连接至一处理单元1212，且该处理单元1212更与显示器122相互连 结，从而当中央处理单元1122经比对后，判断电压与温度数据为异常时，即会发出一异常 警示讯号，并透过控制器121在显示器122上显示，当然，该警示讯号也可以是灯号、蜂鸣器 或其它显现方式，以达到警示效果，同时也让使用者轻易了解电池2内部的健康状况，本实 施例中显示器122是以一仪表板为例加以说明。参阅图1、图2及图3，监测系统1可运用于行动载具上，而监测装置12与侦测装 置11间以有线方式连接，亦即行动载具的仪表板(图中未示)即为显示器122，而该行动载 具的仪表板经由一控制电路(图中未示)以与电池2呈有线连接，控制电路即等同于控制 器121 ；使用时，行动载具透过电池2的电力而产生驱动，此时该电池2内的每一电池芯21 的健康状况，随时可经由设于电池芯21上的感测件113进行感应，且感应所得的温度及电 压等讯号经整合模组111汇集后，再传输至中央处理器112的转换单元1121中，以将前述 讯号分别转换为数据，以使中央处理单元1122可针对透过转换单元1121所得的数据与预 设值做判别、比对与分析，并得出一比对结果，且将该比对结果输出至控制器121上，即经 由收发单元1211接收后再传送至处理单元1212，并透过显示器122显示出各电池芯21的 状态，此时，倘若比对结果呈异常，中央处理单元1122即发送一异常警示讯号，并透过处理 单元1212在显示器122上亮灯显示或产生鸣叫，以便使用者可立即从显示器122上明了在 使用中的电池芯21的健康状态，而针对异常的电池2进行更换，增加使用的方便性。接续前述，前述更换后的电池2进行回收处理时，鉴于电池2仅是因为是内部少部 分的电池芯21损坏，导致电池2无法正确提供足够的电流与电压而已，因此若直接将电池 2丢弃，实有浪费之嫌，如配合本实用新型的设计，回收业者将可仅针对损坏的特定电池芯 21予以更换，则电池2即可持续延伸其使用寿命且重复使用，大大响应现今资源再生的环 保概念。参阅图4，是本实用新型的第二较佳实施例，其各要件均与前述第一实施例相同， 而本实施例中另外增加一设于每一电池芯21相对位置上且可侦测该电池芯21的电流讯号 的感测件113，这样，除了每一个电池芯21的电压、温度等讯号可受感测并整合传输至中央 处理器112外，感测件113更可将侦测所得的电流讯号直接传输至中央处理器112中进行 讯号的转换及比对、判别与分析，故本实施例中所述感测件113可分别针对每一个电池芯 21的电压、电流及温度等讯号提供综合判断因素，从而使监测系统1能针对电池2是否损 坏，做更精确的判定。参阅图5及图6，是本实用新型的第三较佳实施例，本实施例中各要件均与第一实 施例相同，特别地，在本实施例中，监测装置12与侦测装置11间是以无线连接方式实现，亦 即监测装置12为手持形态，而监测装置12仍具有一接收中央处理单元1122讯号的控制器 121，以及一与该控制器121连接的显示器122 ；这样在使用时，整合模组111将整合汇集所有感测件113感测所得的温度及电压等讯号，并传输至转换单元1121以转换成相应数据， 以使中央处理单元1122针对这些数据进行判别、比对与分析，以得出一比对结果，而该比 对结果将以无线方式传输至控制器121的收发单元1211，并透过该处理单元1212使其可于 显示器122上显示，倘若该比对结果为异常，中央处理单元1122即发出一异常警示讯号，经 由处理单元1212驱使显示器122产生灯亮或鸣叫，以便使用者可立即从显示器122上明了 在使用中的电池芯21的健康状态，一有损坏能够立即进行更换，更增加维修保养或外部使 用可随时进行监测的方便性。参阅图7，是本实用新型的第四较佳实施例，本实施例是第一、第二、第三实施例的 组合，亦即侦测装置11所连接的监测装置12可同时存在为有线与无线的连接侦测，亦即该 侦测装置11安装于行动载具(图中为示出)时，电池2的使用状况可直接显示于行动载具 的显示器122上(即有线部分)，以供使用者清楚明了使用中的电池芯21的电压、温度与电 流等讯息，因此当侦测所得的电池芯21有异常时，一异常警示将会在显示器122上显示；至 于，该无线手持的监测装置12’则可于检测维修时使用，亦即使用者不需透过行动载具的显 示器122上观看所得数据的判断、比对与分析结果，而是直接在手持的监测装置12'的显 示器122'上获取所得数据的判断、比对与分析结果的资讯，以作为损坏的电池2或电池芯 21的更换依据，大幅增加使用的方便性。参阅图8，是本实用新型的第五较佳实施例，不论前述第一、第二、第三、第四实施 例的实施形态为何，监测系统1所监测的电池2可为复数颗组合而成一电池组A，且这些电 池2可以以串联或并联模式相互连接而成，以使电池组A可以提供足够的电力，而本实施例 为方便说明，以下仅以第四实施例的附图为例，亦即这些电池2的数目增加后，本实施例的 侦测装置11仍可针对每一个电池2的电池芯21的损坏程度，确实监测并且显示于监测装 置12上，除让使用者可快速明了所述电池2的健康状况外，损坏的电池2或电池芯21亦可 快速地被判别出进行更换。仍续上述，电池健康状况的监测系统1是利用所述感测件113以一对一方式深入 电池2的电池芯21内进行多方位的检测，从而使设于每一个电池芯21位置上的每一个感 测件113能够执行完整与正确的侦测，从而使得使用者均能充分了解使用中每一个电池2 的内部在使用中所产生的状态变化，使异常的电池芯21可立即快速获得解决，因此在维修 更换上无需因为其中一个电池芯21产生问题而更换整颗电池2或整组电池组A，故使用者 仅需针对有异常问题的电池芯21进行维修与更换作业即可，不但有利于减少费用支出，更 能减低环境污染影响，故在使用上，电池健康状况的监测系统1不仅可随时掌控电池2的使 用健康状态，更增加安装、使用上的便利性。归纳前述，本实用新型电池健康状况的监测系统利用复数个设于每一电池芯相对 位置上的感测件的设计，达到完全深入电池中的内部且针对每一电池芯做更精确的侦测， 以更加明了每一个电池的健康状态，以作为后续更换的依据，同时达到在更换作业上具有 快速、方便等效果，大幅增加使用的方便性，故确实能达到本实用新型的目的。前述仅为说明本实用新型的较佳实施例，不能以此限定本实用新型实施的范围， 即凡是依照本实用新型申请专利范围及说明书所作的简单的等效变化与修饰，均落入本实 用新型的保护范围之内。
权利要求一种电池健康状况的监测系统，用以监测使用中的电池的健康状况，前述电池具有复数个电池芯，而所述电池芯受该监测系统的监测；其特征在于前述监测系统包含有一设于电池内的侦测装置，其具有一整合模组，以及分别与该整合模组相连结的中央处理器与复数个感测件；其中，所述感测件相对设置于每一个电池芯上，分别侦测电池芯的电压讯号与温度讯号，且整合模组将该电压与温度讯号进行汇集输出；另外，该中央处理器具有一转换单元，以及一与该转换单元连接的中央处理单元，而前述转换单元接收整合模组所输出的电压与温度讯号，分别转换为电压数据与温度数据，至于该中央处理单元内预先储存有一预设值，将所得的电压数据与温度数据和该预设值进行比对；一监测装置，其与中央处理单元连接，中央处理单元将所得的电压数据及温度数据与预设值比对后而显示出，当判断出所得的比对结果具有异常状况时，中央处理单元即会发出一异常讯号传输至监测装置，且经该监测装置提出一异常警示。
2.如权利要求1所述的电池健康状况的监测系统，其特征在于所述每一个电池芯的 相对位置另设有一可侦测该电池芯的电流讯号的感测件，且该感测件将所得的电流讯号直 接传输至中央处理器。
3.如权利要求1所述的电池健康状况的监测系统，其特征在于所述监测装置具有一 接收中央处理单元讯号的控制器，以及一与该控制器连接的显示器。
4.如权利要求3所述的电池健康状况的监测系统，其特征在于所述控制器具有一接 收中央处理单元讯号的收发单元，以及一与该收发单元连接的处理单元。
5.如权利要求1所述的电池健康状况的监测系统，其特征在于所述监测装置具有一 以灯号显示异常状况的显示器。
6.如权利要求1、2或3所述的电池健康状况的监测系统，其特征在于所述电池为复 数颗，相互连接组合而成一电池组。
专利摘要本实用新型公开一种电池健康状况的监测系统，包含有一设于电池内的侦测装置和一监测装置侦测装置具有一整合模组，以及分别与该整合模组相连结的中央处理器与复数个感测件，所述感测件分别侦测电池芯的电压讯号与温度讯号，且整合模组将该电压与温度讯号进行汇集输出；另外，该中央处理器具有一转换单元，以及一与该转换单元连接的中央处理单元；监测装置与中央处理单元连接，中央处理单元判断出所得的比对结果具有异常状况时，即会发出一异常讯号传输至监测装置，且经该监测装置提出一异常警示。此种监测系统能够快速、精确地检测电池中的电池芯的健康状态，以利于后续更换，更增加使用的方便性。
文档编号G01R31/36GK201583637SQ20092029192
公开日2010年9月15日 申请日期2009年12月7日 优先权日2009年12月7日
发明者杨瑞盛, 陈贤鸿 申请人:新盛力科技股份有限公司