專利名稱：電池監(jiān)控及保護(hù)裝置及其系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種監(jiān)控裝置，特別是指一種電池監(jiān)控及保護(hù)裝置。
背景技術(shù)：
隨著科技產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展，各項領(lǐng)域紛紛與電子科技技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用整合，以進(jìn)一步提升競爭的價值及優(yōu)勢。以車用電子技術(shù)來說，車用電池是主要支持發(fā)光二極管(LED)、多媒體影音、全球定位系統(tǒng)(GPS)等相關(guān)輔助設(shè)備的電力來源，然而，現(xiàn)今車輛中的電池管理系統(tǒng)僅能感測電池的充放電狀態(tài)(例如過充或過放)，對于車輛發(fā)生強(qiáng)烈撞擊、翻倒、落下、燃燒等意外，或是電池的電解槽出現(xiàn)漏液等情況時，并不能進(jìn)行適當(dāng)?shù)乇O(jiān)控與保護(hù)，使得當(dāng)該些特殊情況發(fā)生時，電池會持續(xù)供電給車輛中的主系統(tǒng)電路，導(dǎo)致發(fā)生短路、火光甚至爆炸的危險?！?br> 發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的在于提供一種可以感測電池的溫濕度、是否處于強(qiáng)烈撞擊、傾斜、翻倒、落下、浸水等狀態(tài)的電池監(jiān)控及保護(hù)裝置。本實用新型的電池監(jiān)控及保護(hù)裝置，與一個電池模塊配合使用；該電池監(jiān)控及保護(hù)裝置包含一個感測模塊，包括一個用以感測該電池模塊的傾角及加速度變化的加速度感測單元、一個用以感測該電池模塊的溫度與濕度變化的溫濕度感測單元，及一個用以感測該電池模塊的氣體變化的氣體感測單元其中至少一個；及一個控制模塊，電連接該電池模塊及該感測模塊，該控制模塊根據(jù)該加速度感測單元、該溫濕度感測單元及該氣體感測單元其中至少一個的感測結(jié)果控制該電池模塊供電與否。這樣，本電池監(jiān)控及保護(hù)裝置可感測電池模塊的溫濕度、電壓、電流、電池容量計算、短路檢測、是否處于強(qiáng)烈撞擊、傾斜、翻倒、落下、浸水等各種狀態(tài)，且于發(fā)生異常情況時，即時切斷電池模塊的電力輸出，使得本電池監(jiān)控及保護(hù)裝置更趨向于安全、穩(wěn)定、可靠。較佳地，感測模塊包括加速度感測單元、溫濕度感測單元及氣體感測單元三個感測單元，以有更多方面的感測內(nèi)容，而控制模塊是根據(jù)加速度感測單元、溫濕度感測單元及氣體感測單元的其中至少一個感測結(jié)果控制電池模塊供電與否。此外，電池監(jiān)控及保護(hù)裝置還包含一個電連接控制模塊的警示模塊，該警示模塊可為蜂鳴器、車輛中的顯示或燈光設(shè)備，或是警示信號收發(fā)器等，當(dāng)控制模塊控制電池模塊停止供電時，會同步控制警示模塊發(fā)出警示，以告知相關(guān)人員。再者，電池監(jiān)控及保護(hù)裝置還包含一個電連接控制模塊的儲存模塊，當(dāng)控制模塊控制電池模塊停止供電前，會先將感測模塊的感測結(jié)果儲存于儲存模塊中，以便于事后的分析與維修。本實用新型的另一目的是提供一種可以感測電池的溫濕度、是否處于強(qiáng)烈撞擊、傾斜、翻倒、落下、浸水等狀態(tài)的電池監(jiān)控及保護(hù)系統(tǒng)。本實用新型的電池監(jiān)控及保護(hù)系統(tǒng)，包含一個電池模塊及上述的電池監(jiān)控及保護(hù)>J-U ρ α裝直。較佳地，電池模塊包括一個電池單元及一個電連接電池單元的切換單元，控制模塊電連接切換單元，且根據(jù)加速度感測單元、溫濕度感測單元及氣體感測單元其中至少一個的感測結(jié)果控制切換單元于一個使電池單元放電的導(dǎo)通狀態(tài)，及一個使電池單元無法放電的非導(dǎo)通狀態(tài)之間切換，進(jìn)而控制電池模塊供電與否。本實用新型的有益效果在于可以借由感測電池模塊的溫濕度、電壓、電流、電池容量計算、短路檢測、是否處于強(qiáng)烈撞擊、傾斜、翻倒、落下、浸水等狀態(tài)，即時切斷電池模塊的電力輸出，以維持電池監(jiān)控及保護(hù)系統(tǒng)的安全。

圖I是說明本實用新型電池監(jiān)控及保護(hù)系統(tǒng)的電路方塊圖?！?br> 具體實施方式
為讓本實用新型的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，
以下結(jié)合附圖對本實用新型的具體實施方式
作詳細(xì)說明。首先需要說明的是，本實用新型并不限于下述具體實施方式
，本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該從下述實施方式所體現(xiàn)的精神來理解本實用新型，各技術(shù)術(shù)語可以基于本實用新型的精神實質(zhì)來作最寬泛的理解。圖中相同或相似的構(gòu)件采用相同的附圖標(biāo)記表示。參閱圖1，為本實用新型較佳實施例的電池監(jiān)控及保護(hù)系統(tǒng)100，本電池監(jiān)控及保護(hù)系統(tǒng)100是應(yīng)用于一車輛中，其中包含一個電池模塊10及一個電池監(jiān)控及保護(hù)裝置20，電池監(jiān)控及保護(hù)裝置20用以監(jiān)控電池模塊10的傾斜角度、有無發(fā)生浸水、漏液等現(xiàn)象，進(jìn)而控制電池模塊10的供電與否，以維持車輛的安全。電池模塊10包括一個用以儲存電能的電池單元11，該電池單元11可為車輛的一個電池箱或任何儲存元件，用以儲存電能或釋放電能至車輛的一個主系統(tǒng)電路200，例如發(fā)動機(jī)、音響等。電池模塊10還包括一個電連接電池單元11及主系統(tǒng)電路200之間的切換單元12，該切換單元12受控于電池監(jiān)控及保護(hù)裝置20而在一個使電池單元11與主系統(tǒng)電路200電連接的導(dǎo)通狀態(tài)，以及一個使電池單元11與主系統(tǒng)電路200不電連接(即斷路)的非導(dǎo)通狀態(tài)之間切換。電池監(jiān)控及保護(hù)裝置20包含一個控制模塊21及一個電連接于控制模塊21的感測模塊22，在本實施例中，感測模塊22包括一個加速度感測單元221、一個溫濕度感測單元222、一個氣體感測單元223及一個電流感測單元224?？刂颇K21為一個微控制器(MCU)，其電連接于電池模塊10的切換單元12，用以根據(jù)感測模塊22的感測結(jié)果，控制切換單元12在導(dǎo)通狀態(tài)及非導(dǎo)通狀態(tài)之間切換。加速度感測單元221為一個陀螺儀感測芯片(Chip)，其可以感測靜態(tài)重力加速度、通過三軸(x、Y、z軸)變化檢測有無運(yùn)動發(fā)生、可感測任意方向的振動以進(jìn)行敲擊檢測、可感測車輛是否正在掉落以進(jìn)行自由落體檢測等，本實施例的加速度感測單元221可選擇的感測范圍達(dá)±16G，且電連接于控制模塊21，用以感測電池模塊10的傾角(相對于X、Y、Z軸)變化并對應(yīng)產(chǎn)生一個傾斜角度與撞擊力道變化并對應(yīng)產(chǎn)生一個加速度信號，使得控制模塊21根據(jù)該傾斜角度或該加速度信號切換切換單元12的狀態(tài)，進(jìn)而控制電池模塊11供電與否。舉例來說，若加速度感測單元221感測到電池模塊10處于傾斜狀態(tài)(例如傾斜角度大于45度以上)，或者處于傾倒?fàn)顟B(tài)(例如車輛翻滾)，亦或者車輛已掉落山谷、落海等落下狀態(tài)或遭受撞擊時，控制模塊21會將切換單元12切換至非導(dǎo)通狀態(tài)，以切斷電池單元11的電力輸出，以保護(hù)主系統(tǒng)電路200的安全。溫濕度感測單元222電連接于控制模塊21，用以感測電池模塊10的溫度與濕度變化并對應(yīng)產(chǎn)生一個溫濕度信號，使得控制模塊21根據(jù)該溫濕度信號切換切換單元12的狀態(tài)，進(jìn)而控制電池模塊11供電與否。換句話說，溫濕度感測單元222可以感測電池模塊10中是否有浸水、或是所擺放的位置是否過于潮濕等情況，以避免電池單元11的接點(diǎn)或金屬接點(diǎn)(圖未示)長期處于潮濕環(huán)境而導(dǎo)致發(fā)生金屬氧化生銹腐蝕或漏電。若控制模塊21判斷電池模塊10的溫度或濕度出現(xiàn)異常，例如濕度達(dá)90%或溫度達(dá)85°C，則將切換單元12切換至非導(dǎo)通狀態(tài)，以切斷電池單元11的電力輸出，以維持電池單元11的使用壽命。氣體感測單元223電連接于控制模塊21，用以感測電池單元11的氣體變化并對應(yīng)
產(chǎn)生一個氣味信號，使得控制模塊21根據(jù)該氣味信號切換切換單元12的狀態(tài)，進(jìn)而控制電池模塊11供電與否。在本實施例中，氣體感測單元223感測電池模塊10的氣體變化主要是檢測電池單元11本體是否有產(chǎn)生漏液，或是電池單元11內(nèi)部是否有燒毀/燃燒產(chǎn)生焦臭味等，在本實施例中，在電解液漏出前，電池單元11中的氣體會為LiPF6(六氟磷酸鋰)，而在電解液漏出后，電池單元11中的氣體會為HF (氫氟酸)及P0F3 (三氟一氧化磷)。因此，當(dāng)控制模塊21判斷電池模塊10的氣體出現(xiàn)異常時，則將切換單元12切換至非導(dǎo)通狀態(tài)，以切斷電池單元11的電力輸出。電流感測單元224電連接于控制模塊21，用以感測電池模塊10的電壓或電流變化并對應(yīng)產(chǎn)生一個電力信號，使得控制模塊21根據(jù)該電力信號切換切換單元12的狀態(tài)，進(jìn)而控制電池模塊11供電與否，以對電池模塊10做電壓過低、電壓過高、電流過載、短路檢測等保護(hù)。若在電池模塊10儲能或釋能的過程中發(fā)生電流過大或過充等情況，電流感測單元224會感測出電池模塊10的電流異常，進(jìn)而使控制模塊21將切換單元12切換至非導(dǎo)通狀態(tài)，以切斷電池單元11的電力輸出。因此，通過感測模塊22感測電池模塊10的溫濕度、電流充放電狀態(tài)，或是感測是否處于強(qiáng)烈撞擊、傾斜、翻倒、落下、浸水等狀態(tài)，并于發(fā)生異常情況時，即時切斷電池模塊10的電力輸出，使其對外絕緣隔離避免發(fā)生短路產(chǎn)生火花發(fā)生危險。特別說明的是，本實施例的感測模塊22是包括加速度感測單元221、溫濕度感測單元222及氣體感測單元223，以有更多方面的感測內(nèi)容，當(dāng)然，感測模塊22也可以只包括加速度感測單元221、溫濕度感測單元222及氣體感測單元223其中至少一個，同樣能達(dá)到本案維持車輛安全的功效，所以并不以本實施例為限。此外，本電池監(jiān)控及保護(hù)裝置20還可包括一個電連接于控制模塊21的儲存模塊23，該儲存模塊23可為一個存儲器，當(dāng)控制模塊21判斷發(fā)生異常情況時，可先將感測模塊22的感測結(jié)果儲存于儲存模塊23中，以便于事后的分析及維修。再者，本電池監(jiān)控及保護(hù)裝置20也可包括一個電連接于控制模塊21的警示模塊24，當(dāng)異常情況發(fā)生時，控制模塊21可同步控制警示模塊24發(fā)出警示信號，本實施例的警示模塊24可為蜂鳴器、車輛中的顯示或燈光設(shè)備等，所對應(yīng)的警示信號可為聲音信號、光信號等，警示模塊24還可以為一警示信號收發(fā)器，用以傳送警示信號至一中繼站或中央控制系統(tǒng)(圖未示)，以告知相關(guān)人員。因此，本電池監(jiān)控及保護(hù)裝置20可借由加速度感測單元221、溫濕度感測單元222、氣體感測單元223及電流感測單元224分別感測電池模塊10的傾角及加速度變化、溫度與濕度變化、氣體變化及儲能或釋能時的電流變化，且控制模塊21會判斷加速度感測單元221、溫濕度感測單元222、氣體感測單元223及電流感測單元224其中之一個的感測結(jié)果是否達(dá)一個保護(hù)條件，若是，則控制切換單元12切換至非導(dǎo)通狀態(tài)，以切斷電池單元11的電力輸出，并同時控制警示模塊24發(fā)出警示，進(jìn)而達(dá)到本實用新型的功效。特別說明的是，由于感測電池模塊10的傾角及加速度變化、溫度與濕度變化、氣體變化及儲能或釋能時的電流變化是分別由加速度感測單元221、溫濕度感測單元222、氣體感測單元223及電流感測單元224四個感測單元執(zhí)行，因此，執(zhí)行的先后順序可以任意對調(diào)或是同步執(zhí)行。此外，上述的保護(hù)條件是指這些感測單元的感測結(jié)果的安全臨界值，例如若車輛已傾斜45度角以上，則控制模塊21即判定車輛處于傾斜狀態(tài)，所以加速度感測單元221的感測的傾角若超過45度(即保護(hù)條件)，則控制模塊21控制切換單元12切斷電池單元11的電力輸出，或是加速度感測單元221的感測的加速度若超過4G(即保護(hù)條件)，控制模塊21即判定車輛遭受撞擊，控制切換單元12切斷電池單元11的電力輸出。·綜上所述，本電池監(jiān)控及保護(hù)系統(tǒng)100借助電池監(jiān)控及保護(hù)裝置20中的感測模塊22感測電池模塊10的各種狀態(tài)，例如溫濕度、電壓、電流、電池容量計算、短路檢測、是否處于強(qiáng)烈撞擊、傾斜、翻倒、落下、浸水等，并于發(fā)生異常情況時，即時切斷電池模塊10的電力輸出，使得本電池監(jiān)控及保護(hù)系統(tǒng)100更趨向于安全、穩(wěn)定、可靠，所以確實能達(dá)成本實用新型的目的。應(yīng)理解，在閱讀了本實用新型的上述講授內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對本實用新型作各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本申請所附權(quán)利要求書所限定的范圍。
權(quán)利要求1.一種電池監(jiān)控及保護(hù)裝置，與一個電池模塊配合使用；其特征在于，該電池監(jiān)控及保護(hù)裝置包含 一個感測模塊，包括一個用以感測該電池模塊的傾角及加速度變化的加速度感測單元、一個用以感測該電池模塊的溫度與濕度變化的溫濕度感測單元，及一個用以感測該電池模塊的氣體變化的氣體感測單元其中至少一個；及 一個控制模塊，電連接該電池模塊及該感測模塊，該控制模塊根據(jù)該加速度感測單元、該溫濕度感測單元及該氣體感測單元其中至少一個的感測結(jié)果控制該電池模塊供電與否。
2.如權(quán)利要求I所述的電池監(jiān)控及保護(hù)裝置，其特征在于該感測模塊包括該加速度感測單元、該溫濕度感測單元及該氣體感測單元，且該控制模塊根據(jù)該加速度感測單元、該溫濕度感測單元及該氣體感測單元其中至少一個的感測結(jié)果控制該電池模塊供電與否。
3.如權(quán)利要求I或2所述的電池監(jiān)控及保護(hù)裝置，其特征在于該電池監(jiān)控及保護(hù)裝置還包含一個電連接該控制模塊的警示模塊，該控制模塊控制該電池模塊停止供電時，控制該警示模塊發(fā)出警示。
4.如權(quán)利要求3所述的電池監(jiān)控及保護(hù)裝置，其特征在于該電池監(jiān)控及保護(hù)裝置還包含一個電連接該控制模塊的儲存模塊，該控制模塊控制該電池模塊停止供電前，將該感測模塊的感測結(jié)果儲存于該儲存模塊中。
5.如權(quán)利要求4所述的電池監(jiān)控及保護(hù)裝置，其特征在于該感測模塊還包含一個用以感測該電池模塊儲能或釋能時的電流變化的電流感測單元，該控制模塊根據(jù)該加速度感測單元、該溫濕度感測單元、該氣體感測單元及該電流感測單元的感測結(jié)果控制該電池模塊供電與否。
6.如權(quán)利要求I所述的電池監(jiān)控及保護(hù)裝置，其特征在于該加速度感測單元為一個陀螺儀感測芯片。
7.如權(quán)利要求I所述的電池監(jiān)控及保護(hù)系統(tǒng)，其特征在于該電池模塊包括一個電池單元及一個電連接該電池單元的切換單元，該控制模塊電連接該切換單元，且根據(jù)該加速度感測單元、該溫濕度感測單元及該氣體感測單元其中至少一個的感測結(jié)果控制該切換單元于一個使該電池單元放電的導(dǎo)通狀態(tài)，及一個使該電池單元無法放電的非導(dǎo)通狀態(tài)之間切換，進(jìn)而控制該電池模塊供電與否。
8.—種電池監(jiān)控及保護(hù)系統(tǒng)；其特征在于包括 一個電池模塊；及 一個如權(quán)利要求I至7中任一項所述的電池監(jiān)控及保護(hù)裝置。
專利摘要一種電池監(jiān)控及保護(hù)裝置及其系統(tǒng)，該電池監(jiān)控及保護(hù)裝置與一個電池模塊配合使用，電池監(jiān)控及保護(hù)裝置包含一個感測模塊及一個電連接電池模塊及感測模塊的控制模塊。感測模塊包括一個感測電池模塊的傾角及加速度變化的加速度感測單元、一個感測電池模塊的溫度與濕度變化的溫濕度感測單元，及一個感測電池模塊的氣體變化的氣體感測單元其中至少一個，控制模塊根據(jù)其中至少一個感測單元的感測結(jié)果控制電池模塊供電與否，以達(dá)到感測電池模塊的溫濕度、電壓、電流、電池容量計算、短路檢測、是否處于強(qiáng)烈撞擊、傾斜、翻倒、落下、浸水等狀態(tài)，并于發(fā)生異常時，即時切斷電池模塊的電力輸出的功效。
文檔編號H02J7/00GK202749851SQ201220358900
公開日2013年2月20日 申請日期2012年7月23日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月23日
發(fā)明者許世敬, 廖健智, 莊繼圣, 戴于珽, 梁官靖 申請人:群力電能科技股份有限公司