专利名称：量测系统、量测方法及其计量量测装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及计量量测领域，且特别涉及可用于电动车电池电量的量测系统、量测方法及其计量量测装置。
背景技术：
电动车远景虽然看好，但电池的续航力确是考验着电动车的市场发展，消费者无法接受长时间的充电等待、充电场所在都会区中设置空间不易寻找、易引起周围居民抗议、 电池剩余电能的行驶里程不确定性高、电池寿命及更换成本高等问题，因而油电混合车暂时成了市场新宠。若未来电动车电池能进行交换交易且车商可推出新售电动车不含电池，如此一来消费者不需负担高额车价(电池成本占电动车造价40 50% )，消费者可选择使用A油电联盟系统的电池或B油电联盟系统的电池(类似中油及台塑加油站联盟)，车子开到快没电了再进油电站换电池付钱就好，那消费者对电动车的购买欲望就将不再迟疑、观望。但电池交换的商业模式中计价参考与其公平性、使用中电池残余电量的掌握、电池老化与有效储电容量及使用中的电池状态与车用信息系统通讯等问题，都困扰着驾驶人、电动车制造业者及电池交换营运业者等。目前关于可充电电池之电量量测方法，千篇一律都以电池端电压之高低做为电池电量是否充足之指标，且各类电池因特性不同也有衍生出对应的电量量测方法。电动车所使用之电池容量及种类，常因制造厂家所采用之技术与车型等差异而有所不同，若要进行电池交换交易，势必在电池电量量测技术方面要考虑可配合各类电池特性，甚至如车主自行充电行为、车辆下坡能量回充及读写数据加解密保护等因素都须考虑纳入解决，才不易日后在交易上产生争议。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于电动车电池电量的量测系统、量测方法及其计量量测装置，以改善电池交换应用所会面临的问题。根据本发明的第一方面，提供了一种计量量测装置，用于连接提供一量测输入信号的前级单元，所述计量量测装置包括一电源单元；一量测信号处理单元，连接所述电源单元与所述前级单元，且接收所述前级单元的量测输入信号，以输出一双向计量值，其中双向计量值是指经由量测输入信号所计算得到的电流流入和流出的值，该值与充电量与放电量有关，可作为用电量计费的参考计算；其另一功能为前级单元与量测信号处理单元被切离时本单元会传送一信号，使近场通讯单元将该时间点数据储存，做为事件记录存查使用；以及一近场通讯单元，连接所述量测信号处理单元，且具有用于储存所述计量值的一储存单元。
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其中，所述近场通讯单元与一读取器无线连接，以便所述读取器读取所述双向计量值及相关管理参数，且该计量值为绝对计量值非以计算或推算所得之相对值。其中，所述储存单元储存有用来识别计量量测装置的一识别码，此识别码为与计量量测装置之计量值及一特定密码混合编码所使用，以提高读取器进行数据读取之安全性。根据本发明的第二方面，提供了一种量测系统，包括一前级单元，用于提供一量测输入信号；一读取装置；以及一计量量测装置，包括一电源单元；一量测信号处理单元，连接所述电源单元与所述前级单元，且接收所述量测输入信号以输出一双向计量值；以及一近场通讯单元，连接所述量测信号处理单元，且具有用于储存所述双向计量值的一储存单元；其中所述读取装置位于所述计量量测装置一预设距离内，所述读取器与所述近场通讯单元无线连接，以读取所述双向计量值及相关管理参数，且该计量值为绝对计量值非以计算或推算所得之相对值。其中，所述前级单元为一电池或一流量感测装置。其中，所述储存单元储存有用来识别计量量测装置的一识别码，此识别码须储存于量测系统之数据库，以便在读取计量量测装置之计量值时可进行双边数据确认及数据加解密所使用，以提高计量量测装置在与后端系统进行数据交换时之安全性；以及当前级单元与量测信号处理单元被切离时，本单元会储存该时间点之数据以供判定前级单元有无被替换之情形。根据本发明的第三方面，提供了一种量测方法，包括以下步骤提供一量测输入信号；接收所述量测输入信号；依据所述量测输入信号提供一双向计量值；储存所述双向计量值于一近场通讯单元中；利用一读取器建立与所述近场通讯单元的无线连接；以及利用所述读取器读取所述双向计量值。其中，依据量测输入信号提供一双向计量值的步骤包括判别量测输入信号的极性；若极性为正，则生成对应于正极性的计量值；若极性为负，则生成对应于负极性的计量值。其中，所述近场通讯单元将正极性计量值和负极性计量值分别存储在不同存储区中。其中，所述近场通讯单元分别存储经累计的正极性计量值和经累计的负极性计量值；以及当前级单元与量测信号处理单元被切离时，本单元会储存该时间点之数据以供判定前级单元有无被替换进行窃用电能之情形。
本发明可以实时监测电动车电池的电量，以便电动车的使用者能够随时知道电动车的剩余电量，从而能够及时对电动车电池充电。
图1是本发明的量测系统的示意图。图2是本发明的一实施例的量测方法的流程图。附图标记说明1-量测系统；11-计量量测装置；12-前级单元；13-读取装置； 111"电源单元；113-近场通讯单元；1112-电源电路；112-量测信号处理单元；1131-储存单元。
具体实施例方式图1显示了本发明的量测系统的较佳实施例。如图1所示，本发明较佳实施例所揭示的量测系统1包括计量量测装置11、前级单元12以及读取装置13，其中计量量测装置 11还包括电源单元111、量测信号处理单元112及近场通讯单元113。量测信号处理单元112分别连接电源单元111、前级单元12以及近场通讯单元 113。读取装置13与近场通讯单元113建立无线连接。在较佳实施例中，电源单元111向量测信号处理单元112提供电源。电源单元111 可以不向近场通讯单元113提供电源，此时，近场通讯单元113可以利用读取器在读取计量值时的电磁波能量进行操作。所以，本实施例的计量量测装置U所耗费的电源非常少。参见图1。前级单元12可提供至少一种量测信号给量测信号处理单元112。在本实施例中，前级单元12可以是电池模块或流量感测装置，其中流量感测装置可以用来感测水流或气体流过。本发明并不限制前级单元12的种类。量测信号处理单元112接收由前级单元12所提供的量测信号，量测信号处理单元 112除了对量测信号进行信号转换之外，还对转换的信号进行相关数字信号处理，之后再将其生成至少一计量值，且该量测信号处理单元112可更进一步判别量测信号的极性，如为正极则生成对应正极的计量值，如为负极则生成对应负极的计量值。近场通讯单元113还包括一储存单元1131，储存单元1131可以储存上述的计量值、相关应用参数与一识别码，其中这个识别码与整台计量量测装置11相关。当计量值同时具有正极计量值与负极计量值时，此二种计量值则分别储存在储存单元1131中不同的内存区段，且同极性的计量值可累计。读取装置13可以与近场通讯单元113建立无线连接，且使得近场通讯单元113开始运作，以读取近场通讯单元113中所储存的计量值。在本实施例中，当读取装置13与近场通讯单元113距离于一公尺内，读取装置13便可开始与近场通讯单元113建立连接，并通过无线传输方式读取计量值。图2显示本发明较佳实施例的量测方法的流程。下面参照图2和图1，对本发明的量测方法进行详细说明。于步骤S305中，前级单元12提供一量测输入信号。于步骤S310中，量测信号处理单元112接收该量测输入信号。于步骤S315中，量测信号处理单元112依据该量测输入信号判别该量测输入信号的极性来提供对应该极性的计量值，其中量测信号处理单元112对该量测输入信号进行信号转换与信号处理等程序。于步骤S320中，近场通讯单元113的储存单元1131储存并累计该计量值。于步骤S325中，利用读取装置13建立与近场通讯单元113的连结。于步骤S330中，利用读取器读取该计量值。本发明较佳实施例所提供的计量量测装置11可应用于电动车的电池供应车辆耗用的电能量测统计使用。此时，前级单元12便可视为电池模块，而电池模块的电池接线须先连接计量量测装置11后再与电动车的用电回路连接，计量量测装置11在此应用例时常与电池机构连锁后以电子封条或铅封管制；以及当前级单元12与计量量测装置11之连接线路被切离时，近场通讯单元113会储存该时间点之数据至储存单元1131，以供判定前级单元12有无被替换之情形，此二者之目的皆在于避免以人为修改接线方式窃电。电动车使用的电力经前级单元12(电池模块)、计量电路接口提供量测信号，而这个量测信号可为电压信号或电流信号。继而连接至量测信号处理单元112。量测信号处理单元112将输入信号经处理后换算为计量值(KWH或AH值)并送入近场通讯单元113，近场通讯单元113将耗用数值数据存入对应功能定义的储存单元1131中累计。电动车通过车装的NFC读取器与计量量测装置11近场通讯电路建立无线通讯联机后，即可将电池的放电量统计(KWH或AH)及预估剩余电力等运作状态信息回传至电动车电控系统，电动车电控系统依此信息推算电池电量续航行程并提醒驾驶员电能供应情形。电动车进入加电站后，加电站人员将车用电池抽出后检示电子封条或铅封有无损毁被窃电问题，若电子封条或铅封无损毁，加电站人员则以手持式NFC读取器读出此电池的总累计放电量、本次累计放电量及电池ID序号，其中本次累计放电量数据乃用以向驾驶人收取电费使用，总累计放电量数据为控管电池的寿命管理分析使用，而电池序号除管控电池外亦辨识电池是否为此加电站行业所拥有的财产。加电站人员将另一组已充满电的车用电池装回电动车，此电池上的NFC计量电路中所储存的本次累计放电量数据已被加电站人员于充电后回写资料归零，驾驶人亦可于电池回装后于车内行车信息显示器上确认电池放电量统计值是否归零。计量量测装置11除累计电池在电动车内所提供的电量外，亦提供电能回存(下坡行驶或居家充电)的电量累计，亦即该电能回存所产生量测输入信号的极性与放电所产生的极性不同，其两者数值存在本装置内的不同内存区段，并提供加电站人员读取计费时的用电度数折抵计算时使用。虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视申请专利范围所界定者为准。
权利要求
1.一种计量量测装置，用于连接提供一量测输入信号的前级单元，所述计量量测装置包括一电源单元；一量测信号处理单元，连接所述电源单元与所述前级单元，且接收所述前级单元的量测输入信号，以输出一双向计量值；以及一近场通讯单元，连接所述量测信号处理单元，且具有用于储存所述计量值的一储存单元。
2.如权利要求1所述的计量量测装置，其中所述近场通讯单元与一读取器无线连接， 用于所述读取器读取所述之双向计量值。
3.如权利要求1所述的计量量测装置，其中所述储存单元储存有用来识别计量量测装置的一识别码；
4.如权利要求1所述的计量量测装置，其中所述储存单元当该前级单元与该量测信号处理单元被切离时，该量测信号处理单元会传送一信号，使该近场通讯单元将时间点数据储存于该储存单元。
5.一种量测系统，包括一前级单元，用于提供一量测输入信号； 一读取装置；以及一计量量测装置，包括 一电源单元；一量测信号处理单元，连接所述电源单元与所述前级单元，且接收所述量测输入信号以输出一双向计量值；以及一近场通讯单元，连接所述量测信号处理单元，且具有用于储存所述计量值的一储存单元；其中所述读取装置位于所述计量量测装置一预设距离内，所述读取器与所述近场通讯单元无线连接，以读取所述之双向计量值。
6.如权利要求5所述的量测系统，其中所述前级单元为一电池或一流量感测装置。
7.如权利要求5所述的量测系统，其中所述储存单元当该前级单元与该量测信号处理单元被切离时，该量测信号处理单元会传送一信号，使该近场通讯单元将时间点数据储存于该储存单元。
8.一种量测方法，包括以下步骤 提供一量测输入信号；接收所述量测输入信号；依据所述量测输入信号提供一双向计量值；储存所述计量值于一近场通讯单元中；利用一读取器建立与所述近场通讯单元的无线连接；以及利用所述读取器读取所述双向计量值。
9.如权利要求7所述的量测方法，其中依据量测输入信号提供一双向计量值的步骤包括判别量测输入信号的极性；若极性为正，则生成对应于正极性的正极性计量值； 若极性为负，则生成对应于负极性的负极性计量值。
10.如权利要求9所述的量测方法，其中所述近场通讯单元将正极性计量值和负极性计量值分别存储在不同存储区中。
全文摘要
本发明公开了一种电动车电池电量的量测系统、量测方法及其计量量测装置，量测系统包括前级单元、读取装置以及计量量测装置。计量量测装置包括电源单元、量测信号处理单元及近场通讯单元。前级单元提供一量测输入信号至量测信号处理单元，以产生一计量值。该计量值储存于近场通讯单元。当读取装置位于计量量测装置预设距离内，读取器与近场通讯单元建立连结且可读取该计量值。
文档编号G01R31/36GK102401880SQ201010278188
公开日2012年4月4日 申请日期2010年9月10日 优先权日2010年9月10日
发明者刘颖昌, 戴君如 申请人:国产科技有限公司