TWI413015B

TWI413015B - 電池管理方法及系統

Info

Publication number: TWI413015B
Application number: TW098143005A
Authority: TW
Inventors: Jonathan Ross
Original assignee: Jonathan M Ross
Priority date: 2009-09-16
Filing date: 2009-12-15
Publication date: 2013-10-21
Also published as: TW201112160A; WO2011034526A1

Description

電池管理方法及系統

本發明是關於一種電池管理方法及系統，特別是指一種藉由使用網際網路通訊協定而應用於電動載運工具的電池管理方法及系統。

自從環境保護的議題被提出後，越來越多人開始了解到地球的資源並不是取之不盡的，因此對於能量替代方案的發現與研究之渴求則持續不斷地在全世界進行中。然而，目前為止仍沒有一種具效率之可應用方案見於世面，而石油的需求仍在我們的生活中佔有絕大部分的百分比。對於電動載運工具(Electric Vehicle,EV)的想法早已在很長一段時間前被提出，並且實際的產品也已經實際的製造並於市場上銷售。EV是一種使用電動馬達作為推進來源的載運工具。藉由使用電力作為汽車的推進，相較於傳統上使用內燃引擎(Internal Combustion Engine,ICE)的交通工具，EV得以提供更大的動力以及操作上的簡便與舒適。儘管如此，單純的EV仍具有許多目前無法解決的缺點，其中最重要的一點即在於其無法負荷長途的旅行。

為了克服這個議題，混合式電動載運工具(Hybrid Electric Vehicle,HEV)開始出現。這種載運工具乃結合使用ICE推進系統以及電動推進系統，並因此提供介於傳統車輛與EV之間的特殊性能。然而，由於HEV的複雜度與昂貴的製造成本，對於HEV在市場上之推廣與消費者中之普及仍非常的困難。

目前，一種建立「電池站」的概念已經被提出。建立「電池站」的目的在於使EV的使用者能夠在任何地方直接為他們的EV中的電池進行充電，而無需侷限在自家中，就如同現今的加油站的模式一般。如此一來，EV的行駛距離將得以有效的延長。然而，在這樣的系統中，電池站的功能在於對電池進行充電，而這個系統還必須建立在EV已經於市場上大量普及的前提之下。但是對於EV而言，最重要且最昂貴的元件即在於電池，也就是整個載運工具的核心，其提供推進這輛載運工具的動力。假如電池的各種表現下降，就必須再買另一顆電池給EV使用，否則整輛載運工具將會變為一台廢鐵。因此，EV的推廣仍然具有著許多的問題與障礙。

爰是之故，申請人有鑑於習知技術之缺失，乃經悉心地試驗與研究，創作出本發明「電池管理方法與系統」，以克服上述缺陷。以下為本案之簡要說明。

本發明之主要目的係提供一種，藉由改善習用方法所造成的缺失與不足，來達到節省成本、降低不良率以及提升應用領域等功效。

根據本發明的構想，提出一種電池管理系統，其包括：複數個電池；複數個符記，其分別連結至該複數個電池，並記錄個別電池的資訊；以及複數個電池交換站，其收集來自該複數個符記的該資訊。

較佳地，本發明所提出之系統，其中該電池的該資訊包括一目前狀態，其至少包括一溫度、一電壓、一生命週期以及該電池的一電量狀態的其中之一。

較佳地，本發明所提出之系統，其中該複數個電池被用於驅動載運工具，且當該載運工具進入該複數個電池交換站更換該個別電池時，該複數個電池交換站讀取記錄在該符記的該資訊。

較佳地，本發明所提出之系統，其中各符記具有一網際網路通訊協定位址以和鄰近的該複數個電池交換站進行無線通訊。

較佳地，本發明所提出之系統，其中當進行通訊時，記錄在各符記中的該資訊被傳輸至該複數個電池交換站。

較佳地，本發明所提出之系統，更包括一載運工具，由該複數個電池的其中之一所驅動；一管理中心，其根據從該複數個電池交換站所收集的該資訊追蹤該複數個電池；以及複數個倉庫，其分別與該複數個電池交換站配置在一起以儲存該複數個電池。

較佳地，本發明所提出之系統，其中該複數個電池用於驅動載運工具，且各載運工具具有一全球定位系統以辨識鄰近的該複數個電池交換站。

較佳地，本發明所提出之系統，其中該複數個電池交換站對該複數個電池進行維護與充電，且當在載運工具中的電池需要進行維護或充電時，各符記發送一警報給該載運工具之駕駛員。

根據本發明的另一構想，提出一種管理用於一載運工具之電池的方法，包括下列步驟：提供至少一交換站；提供一第一與一第二電池；將一符記連結至該第一與該第二電池；以及在該電池交換站的其中之一中將該第一電池交換為該第二電池。

較佳地，本發明所提出之方法，更包括下列步驟：由該第一與該第二電池的該符記偵測並記錄該第一與該第二電池的資訊，其中該資訊包括一溫度、一電壓、一生命週期以及該電池的一電量狀態的至少其中之一。

較佳地，本發明所提出之方法，其中交換的步驟更包括該電池交換站讀取記錄在該符記中的該資訊。

較佳地，本發明所提出之方法，更包括下列步驟：於一管理中心中管理從該電池交換站接收的該資訊。

較佳地，本發明所提出之方法，其中各符記具有一網際網路通訊協定位址以和鄰近的複數個電池交換站的其中之一進行無線通訊，以傳輸記錄在各符記中的該資訊至鄰近的該電池交換站。

較佳地，本發明所提出之方法，更包括下列步驟：將該第一與該第二電池儲存在分別與該電池交換站配置在一起的複數個倉庫中；該複數個電池交換站對該第一與該第二電池進行維護與充電；藉由配置在該載運工具中的一全球定位系統辨識鄰近的任一個電池交換站；以及當在載運工具中的電池需要進行維護或充電時，各符記發送一警報給該載運工具之駕駛員。

根據本發明的又一構想，提出一種用於一電池的符記，其包括一偵測元件，其偵測該電池的狀態以產生一資訊；以及一通訊元件，其傳輸該資訊。

較佳地，本發明所提出之符記，其中該電池為用於一載運工具的一充電電池，且該資訊包括一溫度、一電壓、一生命週期以及該電池的一電量狀態的至少其中之一。

較佳地，本發明所提出之符記，更包括一儲存元件，其儲存該資訊；以及在一網路中的一網際網路通訊協定位址，藉由使用該通訊元件且具有該網際網路通訊協定位址，該符記可無線傳輸。

較佳地，本發明所提出之符記，當該符記偵測到在該載運工具中的該電池需要進行維護或充電時，該符記發送一警報至該載運工具之駕駛員。

根據本發明的再一構想，提出一種用於一電池的符記，該電池具有一狀態之一資訊，該符記包括提供該資訊之一供應元件。

較佳地，本發明所提出之符記，其中該供應元件為一傳輸該資訊之通訊元件，該電池為用於一載運工具的一充電電池，且該資訊包括一溫度、一電壓、一生命週期以及該電池的一電量狀態的至少其中之一，且當該符記偵測到在該載運工具中的該電池需要進行維護或充電時，該符記發送一警報至該載運工具之駕駛員，而該符記更包括一偵測元件，其偵測該電池的狀態以產生一資訊；一儲存元件，其儲存該資訊；以及在一網路中的一網際網路通訊協定位址，藉由使用該通訊元件且具有該網際網路通訊協定位址，該符記可無線傳輸。

本案將可由以下的實施例說明而得到充分了解，使得熟習本技藝之人士可以據以完成之，然本案之實施並非可由下列實施例而被限制其實施型態。

在本發明中，假定所有賣給使用者的EV並不包括電池，故EV的價格以及使用者負擔的成本將可因此有效的降低。電池乃由其他的公司所擁有與提供，且使用者需將他們的EV駛至電池交換站以將「空的」電池換為一個電力充足的電池。

請參閱第一圖，其為本案電池管理系統之示意圖。該電池管理系統包括複數個電池10；分別嵌置在複數個電池10中的複數個符記11，其用以記錄各別電池10的資訊；複數個電池交換站12，其收集來自該複數個符記11的資訊；複數個倉庫13，其分別設置在該複數個電池交換站12旁，以儲存該複數個電池10；以及一管理中心14，其收集所有來自該複數個電池交換站12的資訊。

各符記11包含一偵測元件101，其偵測電池的一目前狀態以產生該資訊；一通訊元件102，其傳輸該資訊；一儲存元件103，其儲存該資訊；以及一網際網路通訊協定(IP)位址，其中該符記11具有無線傳輸的能力，且得以在一網路中被辨識。

當一個使用者將一台EV 15從一電池交換站12開出後，該EV 15則攜有一個由該電池交換站12所提供的電力充足的電池10。當該使用者駕駛該EV 15在道路上時，電池10的狀態與表現將會不斷的改變，例如電池的溫度、電壓或是電量狀態等。此外，所有的電池都具有特定的生命週期，電池每次經過充電後，其生命周期則會減少。因此，嵌置在電池10中的符記11，得以在任一時點偵測所有上述的電池特性，並將之儲存為資訊，再接著經由網路將該資訊無線傳輸回電池交換站12。而管理中心14將會收集所有傳輸自電池交換站12的資訊，如此而達到管理與追蹤所有在外面的電池10之目的。如此一來，即時的電池10的監控與管理將能達成。

而既然本發明的符記11具有一IP位址，其可提供電池10具有存取網路以及透過它傳輸資訊的能力。每隔一段可事先決定之特定的時間，符記11將會經由網路傳輸該資訊至電池交換站12，或者電池交換站12亦可主動請求連結至符記11，而同樣的經由網路以獲取儲存在符記11中的資訊。在本實施例中，電池交換站12是無線網路的一基地站，但當然並不受限於此。也就是說，其他可用於本實施例的方法亦可適用。此外，這個IP位址可為每個電池10提供一個特定的身分辨識(ID)，並因此實現大量的電池10管理模式。

然而，該資訊的傳輸並非受限於上述的方法。當EV 15被駛進電池交換站12以更換電池10時，儲存在符記11中的電池10的資訊也可經由短距離無線傳輸方法被電池交換站12讀取與收集，譬如無線射頻辨識(RFID)、紅外線傳輸、微波通訊或任何可適用於本發明的方法。更具體來說，當EV 15行駛在道路上時，電池10的資訊將會持續的傳輸至電池交換站12，而當使用者駕駛EV 15進入電池交換站12以更換電池時，電池交換站12將可經由符記11對電池10狀態的進行最後更新。被取出的電池的資訊則傳送至管理中心14以進行總體的管控。因此，管理中心14得以立即的更新所有電池10的即時狀態，並發現是否有任何損壞的電池儲存於倉庫13中或目前正在任何EV 15中使用。此時將可發送通知至電池交換站12或使用者。

透過IP位址的配置，每個電池交換站12得以辨識電池10是否是合格的，也就是說該電池10是被電池交換站12所接受、認可的。假如帶著不合格的電池的EV 15駛入電池交換站12要求更換電池時，該電池交換站12將會識別出來並拒絕該要求。

此外，本發明亦可結合全球定位系統(GPS)科技，GPS可配置在每台EV 15上以幫助使用者對鄰近的電池交換站12進行定位與辨識。除了提供電池10交換的功能外，電池交換站12亦可提供維護、修理的服務並回報至管理中心14。而既然符記11能夠偵測電池10的目前狀態，當電池10需要進行維修或充電時，符記11會主動發送一警示給使用者，因此使用者將能有足夠的時間，根據GPS上的訊息來尋找可行的電池交換站12。

由於管理中心14也會追蹤並更新所有電池10的即時狀態，故也可發現哪些電池10需要被更換、維修或充電，因此也可以直接或間接地發送通知給嵌置在電池10中的符記11，以提醒使用者。如此一來，每顆電池10的狀態將會進行雙重的檢驗，因此對於監控與管理的功效將能大幅度的提升。

綜上所述，本發明提供一種整合性的電池管理系統，其可為目前的運輸架構帶來革命性的影響、大幅度的減少地球資源的損耗、以及實現一個具舒適、便利以及展望性的未來。本發明的概念實際的解決了將EV進行推廣時會面臨的問題，並同時達到保護地球的目的。因此，本發明有效的解決習知技術中的問題與缺點，並因此符合產業的需求並具備工業上的價值。

本案實為一難得一見、值得珍惜的罕見發明，惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施列，當不能以之限定本發明所實施之範圍。即大凡依本發明申請專利範圍所作之均等變化與修飾，皆應仍屬於本發明專利涵蓋之範圍。

10．．．電池

101．．．偵測元件

102．．．通訊元件

103．．．儲存元件

11．．．符記

12．．．電池交換站

13．．．倉庫

14．．．管理中心

15．．．EV

第一圖：本案的電池管理系統之示意圖。

第二圖：本案的符記結構之示意圖。

10‧‧‧電池

11‧‧‧符記

12‧‧‧電池交換站

13‧‧‧倉庫

14‧‧‧管理中心

15‧‧‧EV

Claims

一種電池管理系統，其包括：複數個電池；複數個符記，其分別與該複數個電池關聯，並記錄個別電池的資訊；以及複數個電池交換站，其收集來自該複數個符記的該資訊。
如申請專利範圍第1項所述之系統，其中該電池的該資訊包括一目前狀態，其至少包括一溫度、一電壓、一生命週期以及該電池的一電量狀態的其中之一。
如申請專利範圍第1項所述之系統，其中該複數個電池被用於驅動載運工具，且當該載運工具進入該複數個電池交換站更換該個別電池時，該複數個電池交換站讀取記錄在該符記的該資訊。
如申請專利範圍第1項所述之系統，其中各符記具有一網際網路通訊協定位址以和鄰近的該複數個電池交換站進行無線通訊。
如申請專利範圍第4項所述之系統，其中當進行通訊時，記錄在各符記中的該資訊被傳輸至該複數個電池交換站。
如申請專利範圍第1項所述之系統，更包括：一載運工具，由該複數個電池的其中之一所驅動；一管理中心，其根據從該複數個電池交換站所收集的該資訊追蹤該複數個電池；以及複數個倉庫，其分別與該複數個電池交換站配置在一起以儲存該複數個電池。
如申請專利範圍第1項所述之系統，其中該複數個電池用於驅動載運工具，且各載運工具具有一全球定位系統以辨識鄰近的該複數個電池交換站。
如申請專利範圍第1項所述之系統，其中該複數個電池交換站對該複數個電池進行維護與充電，且當在載運工具中的電池需要進行維護或充電時，各符記發送一警報給該載運工具之駕駛員。
一種管理用於一載運工具之電池的方法，包括下列步驟：提供至少一交換站；提供一第一與一第二電池；將一符記與該第一與該第二電池關聯；以及在該電池交換站的其中之一中將該第一電池交換為該第二電池。
如申請專利範圍第9項所述之方法，更包括下列步驟：由該第一與該第二電池的該符記偵測並記錄該第一與該第二電池的資訊，其中該資訊包括一溫度、一電壓、一生命週期以及該電池的一電量狀態的至少其中之一。
如申請專利範圍第10項所述之方法，其中交換的步驟更包括該電池交換站讀取記錄在該符記中的該資訊。
如申請專利範圍第11項所述之方法，更包括下列步驟：於一管理中心中管理從該電池交換站接收的該資訊。
如申請專利範圍第10項所述之方法，其中各符記具有一網際網路通訊協定位址以和鄰近的複數個電池交換站的其中之一進行無線通訊，以傳輸記錄在各符記中的該資訊至鄰近的該電池交換站。
如申請專利範圍第13項所述之方法，更包括下列步驟：於一管理中心中管理從該電池交換站接收的該資訊。
如申請專利範圍第9項所述之方法，更包括下列步驟：將該第一與該第二電池儲存在分別與該電池交換站配置在一起的複數個倉庫中；該複數個電池交換站對該第一與該第二電池進行維護與充電；藉由配置在該載運工具中的一全球定位系統辨識鄰近的任一個電池交換站；以及當在載運工具中的電池需要進行維護或充電時，各符記發送一警報給該載運工具之駕駛員。
一種用於一電池的符記，其包括：一偵測元件，其偵測該電池的狀態以產生一資訊；以及一通訊元件，其傳輸該資訊。
如申請專利範圍第16項所述之符記，其中該電池為用於一載運工具的一充電電池，且該資訊包括一溫度、一電壓、一生命週期以及該電池的一電量狀態的至少其中之一。
如申請專利範圍第17項所述之符記，其中當該符記偵測到在該載運工具中的該電池需要進行維護或充電時，該符記發送一警報至該載運工具之駕駛員。
如申請專利範圍第16項所述之符記，更包括：一儲存元件，其儲存該資訊；以及在一網路中的一網際網路通訊協定位址，藉由使用該通訊元件且具有該網際網路通訊協定位址，該符記可無線傳輸。
一種用於一電池的符記，該電池具有一狀態之一資訊，該符記包括提供該資訊之一供應元件。
如申請專利範圍第20項所述之符記，其中該供應元件為一傳輸該資訊之通訊元件，該電池為用於一載運工具的一充電電池，且該資訊包括一溫度、一電壓、一生命週期以及該電池的一電量狀態的至少其中之一，且當該符記偵測到在該載運工具中的該電池需要進行維護或充電時，該符記發送一警報至該載運工具之駕駛員，而該符記更包括：一偵測元件，其偵測該電池的狀態以產生該資訊；一儲存元件，其儲存該資訊；以及在一網路中的一網際網路通訊協定位址，藉由使用該通訊元件且具有該網際網路通訊協定位址，該符記可無線傳輸。