具备按需诊断激活功能的电池监控系统的制作方法
【专利说明】具备按需诊断激活功能的电池监控系统
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2013年2月12日提交的标题为“具备按需诊断激活功能的电池监控系统”、序列号为61/763，825的美国临时申请的优先权，并将其全部内容通过引用的方式并入本文。
[0003]发明背景
[0004]本公开一般涉及一种提供按需诊断激活功能的电池监控系统。
[0005]某些设备(例如，车辆)包括能够使设备激活和/或使设备中的各种电气系统正常工作的电池。遗憾的是，电池在经过各种时期和/或使用条件后会发生效率损失。而且，有些电池本身的生产缺陷也会对电池的效能产生不利影响。因此，希望能够通过电池检测器来周期性地和/或在制造后对电池状态进行监控。某些电池检测器能够使用户判定电池是否有电或可运行。不过，这些电池检测器通常通过到电池接线端子的物理连接来监控电池。遗憾的是，使用到接线端子的物理连接进行检测所需要的特殊装备要么没有，要么会降低电池检测的效率。
【发明内容】
[0006]在一个实施例中，电池包括集成于电池内部的电池监控系统。电池监控系统包括:诊断系统，其配置成用于监控所述电池的至少一个参数或存储所述电池的至少一个参数。此外，电池监控系统还包括接收器，以通信方式联接到所述诊断系统。此外，电池监控系统包括发射器，其以通信方式联接到所述诊断系统，并被配置成用于在接收器接收到第一无线信号时进行激活，并且发送第二无线信号，以指示所述电池的至少一个参数。
[0007]在另一个实施例中，用于监控电池的方法包括:经由集成于电池内部的诊断系统，以无线方式接收第一信号，其中第一信号指示发射器激活诊断系统。该方法还包括经由所述诊断系统来监控所述电池的至少一个参数。此外，该方法包括在接收到第一信号时，以无线方式发送指示所述电池的至少一个参数的第二信号。
[0008]在另一个实施例中，电池系统包括电池。电池系统还包括远离电池的通信设备，用于接收无线信号。电池系统还包括集成于电池内部的电池监控系统。电池监控系统包括诊断系统，用于监控所述电池的至少一个参数。而且，该诊断系统能够在生产出来一段时间后进行激活。此外，电池监控系统包括发射器，其以通信方式联接到诊断系统，用于发送指示所述电池的至少一个参数的无线信号。
【附图说明】
[0009]图1为可以采用电池和电池监控系统的汽车的透视图；
[0010]图2为具有电池监控系统的电池的实施例的框图；
[0011]图3为可在图2的电池内部采用的电池单体的实施例的示意图，其中具有自带的测量设备；
[0012]图4为电池监控系统的实施例的框图，图示了电池监控单元；
[0013]图5是使用电池监控系统来监控电池的流程的实施例的流程图；
[0014]图6为通过云网络从电池监控系统经由电池监控系统和蜂窝电话塔之间的直接连接到达用户的通信路径的实施例的流程图；
[0015]图7为通过云网络从电池监控系统经由电池监控系统和蜂窝电话之间的连接到达用户的通信路径的替代实施例的流程图；以及
[0016]图8为通过云网络从电池监控系统经由WiFi网络到达用户的通信路径的另一个实施例的流程图。
【具体实施方式】
[0017]下面描述本发明的一个或多个具体实施例。为了对这些实施例进行简要描述，可以不在说明书中描述实际实施的所有特征。应当认识到，在任何这种实际实施的开发中，正如在任何工程或设计项目中那样，必需做出大量实施特定的决定，才能实现开发者的特定目标，例如符合系统相关和商业相关的限制，这些限制可能在不同实施方式中有所不同。此夕卜，应当认识到，这种开发工作可能是复杂和耗时的，但是对于那些受益于本公开的普通技术人员来说，却是设计、制造和制作的例行任务。
[0018]当介绍本发明的各种实施例的元素时，冠词“一个”，“一种”，“该”和“所述”意在表示存在一个或多个元素。术语“包括”，“包含”和“具有”旨在表示包容性含义，并且表示除所列元素之外还可以有其他元素。运行参数和/或环境条件的任何例子不排除所公开实施例的其他参数/条件。
[0019]如下面详细讨论的，诸如交通工具(例如汽车、船只等)等设备的电池可以包括电池监控系统，电池监控系统基于电池的电气参数、时间参数和/或化学参数来监控电池的估计寿命终点。在某些实施例中，监控系统可以经由远程服务器或设备(例如，通过云计算)、经由蜂窝网络(例如，发送到蜂窝电话)、经由电子邮件、经由电视显示器或通过其他通知方法将寿命终点信息发送给用户。此外，电池监控系统可以将其他信息发送给用户，诸如合适的替换电池、合适的替换电池的购买地点和/或实体店和网店中关于合适的替换电池的存货或价格。在其他实施例中，电池监控系统可以经由红外或其他光信号(例如，指示灯)将信息传递给用户。
[0020]另外，或作为替代方案，所述电池监控系统可以保持在待机模式，直到有信号被发送到电池监控系统来激活电池监控系统内部的诊断系统。在接收到激活信号后，诊断系统启动对电池参数的监控，并且根据电池参数来判定估计的电池寿命终点。换句话说，在一些实施例中，当用户启动诊断模式时，可以对电池进行测试。在某些实施例中，电池可以在生产之后的一段时间后自动进入诊断模式(例如，在制造工厂进行测试)。电池监控系统随后将预期寿命终点信息和/或其他与电池参数相关联的信息返回给用户。
[0021]图1为可以包含电池11和电池监控系统的车辆10的透视图。在一些实施例中，可以将电池11包含在其他设备中，诸如火车、船、工业厂房或者有用电需求的其他合适设备中。在某些实施例中，电池11包括一个或多个电池单体，电池单体被配置为向车辆10的电子元件供电。例如，车辆10可以包括包含燃气动力发动机和电动机的混合动力推进系统。监控电池11和/或每个电池单体的各种参数可以提供用于有效操作电池11和/或判定电池11的估计寿命终点的数据。例如，在某些实施例中，可以监控电池的某些参数，诸如使用时间、出产时间、每一个/每一组电池单体的温度或其他合适的参数。在一些实施例中，这些参数可用于判定电池的估计寿命终点。在一些实施例中，可以测量每个电池单体的电压，以便对电池的电荷状况(例如，充电状态)和/或电池的健康状况提供精确判定，以判定电池的估计寿命终点。
[0022]下面描述的某些实施例包括集成于电池11内部的电池监控系统。在某些实施例中，电池监控系统包括具有被配置为监控电池单体的一个或多个运行参数(例如，电压、温度等)或存储电池的一个或多个其他参数(例如，尺寸、生产日期、生产地点、电池容量、电池形状、电池技术(例如，铅酸电池)等)的至少一个传感器的诊断系统。一些实施例包括用于基于所监控的参数来判定电池的寿命终点的处理器，以及被配置为输出指示电池的寿命终点和/或运行参数的信号的发送器。在某些实施例中，电池监控系统还包括被配置为接收信号以激活诊断系统的接收器。在一些实施例中，接收器和发送器可以是单个收发器的元件。如下面详细讨论的，在一些实施例中，可以将电池监控系统集成在电池11的密封壳体内部，从而大大减少或消除了发动机舱内存在的烟雾或颗粒干扰电池监控系统运行的可能性。因此，某些实施例包括电池监控系统和外部设备之间的无线/非接触性通信方法。
[0023]在某些实施例中，电池监控系统的发送器被配置为经由无线通信链路输出指示电池的寿命终点和/或电池的运行参数的信号。在这种实施例中，省去了可用于将电池监控系统以通信方式联接到远程接收器的数据电缆。布线的减少可以大大降低电池监控系统的重量和生产成本。此外，连接数量的减少可以提高监控系统在处理发动机舱潜在腐蚀性环境下的可靠性和效率。另外，可以在发送器和蜂窝电话、蜂窝塔、无线局域网连接(例如，WiFi)、专用红外设备(例如，维护设备)、制造商的电池测试设备或其他此类设备之间建立无线链路。
[0024]图2为电池11的实施例的框图，其在电池壳体13内部设有集成电池监控系统12。将理解的是，通过将电池监控系统12定位于电池壳体13内部，电池壳体13保护电池监控系统12及其电气组件免受电池周围通常存在的恶劣环境侵害。不过，在某些实施例中，电池监控系统12的安装位置可以远离电池11 (例如，单独壳体内)。如图所示，电池11包括由串联连接到电池监控单元18的电池单体16组成的阵列14。虽然所示的阵列14中包含三块电池单体16，但是应当理解为，在替代阵列配置中可以采用更多或更少的电池单体16。例如，在某些实施例中，可以将多个电池单体16分组形成模块，多个模块形成阵列14。在这种实施例中，第一条母线可以电气联接到模块内每个电池单体16的正极端子21，第二条母线可以电气联接到模块内每个电池单体16的负极端子22。母线进而可以电气联接至电池监控单元18，并且被配置为将电功率信号从电池单体16传输到电池监控单元18。多个模块可以串联起来形成阵列14并且为车辆电气系统提供所需电力输出。在替代实施例中，个体电池单体16和/或模块可以并联连接或者是涉及并联和串联配置的任何其他合适布置。
[0025]此外，电池监控单元18包括被配置为从外部设备接收和/或向外部设备发送信号的通信模块19。例如，在一些实施例中，通信模块19可以包括与外部设备进行通信的发光收发器。在这种实施例中，电池壳体13中可以包括半透明/透明的窗口 20。该窗口被配置为允许光信号(例如，红外信号)穿过电池壳体13。例如，在一些实施例中，通信模块19可以接收来自远程设备的光信号，该远程设备指示电池监控单元18