TWM510009U - 無線電池管理系統 - Google Patents

Description

無線電池管理系統

本創作係屬於遠端監控設備電力狀態之技術領域，特別是關於一種低建置成本之無線電池管理系統，以允許使用者利用手持裝置內裝之應用程式對數量龐大的電力儲能器進行控管而降低管理成本及繁複度。

至今，石化燃料雖仍是交通運輸工具的主要動力來源，但基於石化燃料為地球的有限資源、燃燒石油對生態環境所產生的汙染影響及溫室效應等問題的考量，目前，世界各國無不紛紛推舉出能源替代方案，以降低整體文明社會對於石化燃料的依賴性。舉例而言，漸受世人注目的電動車及電動機車等電動交通工具，即以電力取代石化燃料作為驅動能量，而其發展關鍵不意外地為電力儲能器的產品性能及電力管理技術，因此，現行電動交通工具已普遍設置有至少由微控制器、類比數位轉換器、運算放大器、電阻及切換開關所構成的電池管理系統(Battery Management System,BMS)，以供即時監測電力儲能器的運作狀態，諸如電池電壓、電流、溫度、連續工作時間、最大放電量及充放電次數等，且允許銷售廠商或維修廠商利用一專屬連接器或專屬排線插接至電池管理系統後讀取上述監測值而獲知是否需進行電力儲能器的修護或更新作業。

然而，上述此種需透過專業人員採用實體線材讀取電池監測值的操作方式著實具有一定的管理難度且費時費力而難以進行大數量的管 理控制，使不利於相關產業的服務發展。再者，於建置之初時，上述管理系統需透過個人電腦或專屬設備進行連線設定，而執行此程序時，受該專屬連接器或專屬排線所支援的通訊協定限制，往往容易出現產品相容性不符的問題而降低產品可應用延展性及擴充性，進而造成管理成本與建置成本的增加。

有感於此，如何改良大電力電池的管理系統架構，使允許廠商甚至是一般使用者無需透過專屬連接器與通訊協定即能存取電池資料，以達人性化管理程序效果的同時，降低整體系統的建置成本並提升系統擴充性、相容性及延展性，即為本創作所探究之課題。

有鑑於習知技藝之問題，本創作之目的在於提供一種無線電池管理系統，以利用無線資訊傳感器透過無線通訊方式將電池即時狀態傳送予手持裝置而方便使用者現場檢視各電力儲能器之運作狀態。

根據本創作之目的，該無線電池管理系統適用於電性連接一電子設備之電力儲能器而監控該電力儲能器之電力運作狀況，其包含一管理單元及一傳輸單元。該管理單元電性連接於該電子設備之驅動模組及該電力儲能器間，該管理單元讀取該驅動模組之識別號及該電力儲能器之識別碼，且偵測該電力儲能器之運作狀態而形成一偵測值。該傳輸單元電性連接該管理單元及無線連結外部之一終端設備，且接收並傳送該識別號及該識別碼而供該終端設備記錄於一清單中；當該終端設備利用內裝之一應用程式傳送一讀取指令予該傳輸單元時，該管理單元透過該傳輸單元傳送該偵測值，使該終端設備記錄並分析該偵測值，供於該偵測值超出一安全 值時輸出一警告訊號。

並且，該終端設備透過該傳輸單元傳送一配對指令予該管理單元而請求反饋即時之該識別號及該識別碼，且該終端設備利用該清單比對獲知該識別號與該識別碼符合記錄時輸出一許可訊號予該管理單元，以導通該電力儲能器與該驅動模組間連線而允許該電子設備截取該電力儲能器內電力。該終端設備輸出該警告訊號的同時，透過該傳輸單元傳送一控制指令予該管理單元，以驅使該管理單元限制該電力儲能器的電力輸出或啟動該電力儲能器的平衡功能。

其中，該電力儲能器為可二次充電單電芯或電池組，且該終端設備為智慧型手機、平板電腦或個人電腦之無線手持設備、伺服主機或雲端網路平台。該管理單元感測並至少記錄該電力儲能器之設備識別資料、即時電壓、電流與溫度、累積電流量、前次充電時間及安全資訊。又，該終端設備為複數使用型態，且該管理單元使該傳輸單元透過偵測站網格(Sensor Grid)及該無線手持設備之該終端設備之其中至少一者將該偵測值傳送至該雲端網路平台，以供該雲端網平台進行資料探勘(Data Mining)及知識管理(Knowledge Management)之用後，應用於適地性服務(Location-Based Service,LBS)、使用者行為分析、設備資產管理、售後服務及產品開發之其中至少一領域中。

綜上所述，本創作係利用諸如藍芽或Wifi等無線通訊方式使該傳輸單元與該終端設備雙向溝通而進行資料傳遞或遠端控制等功能，以方便設備銷售廠商、設備維修廠商或一般使用者直接透過該終端設備即時檢視電池運作狀態而迅速掌握設備的可續航性及可續航時間，進而提升 設備使用安全。並且，廠商或使用者可現場利用手持裝置進行該電子設備與該電力儲能器的配對作業，以確保該電力儲能器裝置於對應之該電子設備內而避免盜竊發生，有效提升倉儲管理的便易性。

1‧‧‧無線電池管理系統

10‧‧‧管理單元

100‧‧‧監控模組

101‧‧‧平衡模組

102‧‧‧保護模組

11‧‧‧傳輸單元

2‧‧‧電子設備

20‧‧‧驅動模組

200‧‧‧識別號

21‧‧‧電力儲能器

210‧‧‧識別碼

3‧‧‧終端設備

30‧‧‧應用程式

300‧‧‧清單

4‧‧‧偵測站

第1圖 係為本創作較佳實施例之方塊圖。

第2圖 係為本創作較佳實施例之應用示意圖。

第3圖 係為本創作較佳實施例之一實施態樣之流程圖。

第4圖 係為本創作較佳實施例之二實施態樣之流程圖。

第5圖 係為本創作較佳實施例之三實施態樣之示意圖。

為使 貴審查委員能清楚了解本創作之內容，僅以下列說明搭配圖式，敬請參閱。

請參閱第1~4圖，其係分別為本創作較佳實施例之方塊圖、應用示意圖、一實施態樣之流程圖及二實施態樣之流程圖。如圖所示，該無線電池管理系統1設有一管理單元10及一傳輸單元11，該管理單元10透過電源線電性連接於一電子設備2，諸如電動汽車、電動機車或電動腳踏車之驅動模組20及其電力儲能器21間而至少具有一監控模組100、一平衡模組101及一保護模組102，以供監控該電力儲能器20之電力運作狀況，且該電力儲能器21可為一串一並以上的二次充電單電芯或電池組。該傳輸單元11可透過內建或外接的方式電性連接該管理單元10並透過如藍芽之無線通訊技術電訊連結外部之一終端設備3，例如智慧型手機、平板電 腦、個人數位助理(PDA)或個人電腦等無線手持設備、伺服主機或雲端網路平台，以使該管理單元10具有與該終端設備3進行雙向溝通之功能，且該終端設備3內裝有一應用程式30。又，以電動機踏車之租賃服務為例，該無線電池管理系統1之作動流程可包含下述步驟。

於系統建置時，步驟S1，該管理單元10讀取該驅動模組20之識別號200及該電力儲能器21之識別碼210後，透過該傳輸單元10傳遞予該終端設備3，且該終端設備3記錄於該應用程式30內之一清單300中。

步驟S2，該管理單元10透過該監控模組100即時偵測並記錄該電力儲能器21之運作狀態，諸如即時電壓、電流與溫度、累積電流量、前次充電時間、安全資訊及充放電次數等而形成一偵測值。

當開啟該應用程式30而該傳輸單元11處於待機模式時，該終端設備3於步驟S3中利用該應用程式30傳送一喚醒訊號予該管理單元10，使該管理單元10依據該喚醒訊號進入工作模式的同時，透過該傳輸單元11反饋一回覆訊號予該應用程式30。

接著，步驟S4，該應用程式30傳送一讀取指令予該傳輸單元11，以請求該管理單元10透過該傳輸單元11傳送該偵測值，且該終端設備3記錄並分析該偵測值，供於該偵測值超出一安全值時輸出一警告訊號而即時警示使用者電池異常，應儘速前往服務站進行檢查。進一步地，於該終端設備3輸出該警告訊號的同時執行步驟S5：透過該傳輸單元11傳送一控制指令予該管理單元10，以驅使該管理單元10藉該保護模組102限制該電力儲能器21的電力輸出或藉該平衡模組101啟動該電力儲能器21 的平衡功能。

或者，接續步驟S3，該終端設備3於步驟S6中透過該傳輸單元11傳送一配對指令予該管理單元10而請求現時該驅動模組之識別號200及該電力儲能器之識別碼210，且步驟S60：該終端設備3比對現時之該識別號200與該識別碼210是否符合該清單300記錄？若是，步驟S61：輸出一許可訊號予該管理單元10，以導通該電力儲能器21與該驅動模組20間連線而允許該電子設備2截取使用該電力儲能器21內電力。反之，現時之該識別號200與該識別碼210不符該清單300記錄，代表可能出現盜竊或系統異常等問題，執行步驟S62：該終端設備3輸出一鎖禁訊號予該管理單元10而切斷該電力儲能器21與該驅動模組20間連線，同時，輸出該警示訊號告知廠商或使用者。

順帶一提的是，該終端設備3當然可如圖5所示為複數使用型態，且該管理單元10使該傳輸單元11透過一偵測站4的網格及該無線手持設備之其中至少一者將該偵測值傳送至該雲端網路平台，以供該雲端網平台進行資料探堪及知識管理之用後，應用於適地性服務、使用者行為分析、設備資產管理、售後服務及產品開發之其中至少一領域中。

惟，以上所述者，僅為本創作之較佳實施例而已，並非用以限定本創作實施之範圍；故在不脫離本創作之精神與範圍下所作之均等變化與修飾，皆應涵蓋於本創作之專利範圍內。

1‧‧‧無線電池管理系統

10‧‧‧管理單元

100‧‧‧監控模組

101‧‧‧平衡模組

102‧‧‧保護模組

11‧‧‧傳輸單元

2‧‧‧電子設備

20‧‧‧驅動模組

200‧‧‧識別號

21‧‧‧電力儲能器

210‧‧‧識別碼

3‧‧‧終端設備

30‧‧‧應用程式

300‧‧‧清單

Claims (6)

1. 一種無線電池管理系統，係適用於電性連接一電子設備之電力儲能器而監控該電力儲能器之電力運作狀況，其包含：一管理單元，係電性連接於該電子設備之驅動模組及該電力儲能器間，該管理單元讀取該驅動模組之識別號及該電力儲能器之識別碼，且偵測該電力儲能器之運作狀態而形成一偵測值；及一傳輸單元，係電性連接該管理單元及無線連結外部之一終端設備，且接收並傳送該識別號及該識別碼而供該終端設備記錄於一清單中；當該終端設備利用內裝之一應用程式傳送一讀取指令予該傳輸單元時，該管理單元透過該傳輸單元傳送該偵測值，使該終端設備記錄並分析該偵測值，供於該偵測值超出一安全值時輸出一警告訊號。
2. 如申請專利範圍第1項所述之無線電池管理系統，其中該終端設備透過該傳輸單元傳送一配對指令予該管理單元而請求反饋即時之該識別號及該識別碼，且該終端設備利用該清單比對獲知該識別號與該識別碼符合記錄時輸出一許可訊號予該管理單元，以導通該電力儲能器與該驅動模組間連線而允許該電子設備截取該電力儲能器內電力。
3. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之無線電池管理系統，其中該終端設備輸出該警告訊號的同時，透過該傳輸單元傳送一控制指令予該管理單元，以驅使該管理單元限制該電力儲能器的電力輸出或啟動該電力儲能器的平衡功能。
4. 如申請專利範圍第3項所述之無線電池管理系統，其中該電力儲能器係為可二次充電單電芯或電池組，且該終端設備為智慧型手機、平板電腦 或個人電腦之無線手持設備、伺服主機或雲端網路平台。
5. 如申請專利範圍第4項所述之無線電池管理系統，其中該管理單元感測並至少記錄該電力儲能器之設備識別資料、即時電壓、電流與溫度、累積電流量、前次充電時間及安全資訊。
6. 如申請專利範圍第5項所述之無線電池管理系統，其中該終端設備為複數使用型態，且該管理單元係使該傳輸單元透過一偵測站之網格及該無線手持設備之其中至少一者將該偵測值傳送至該雲端網路平台，以供該雲端網平台進行資料探堪及知識管理之用後，應用於適地性服務、使用者行為分析、設備資產管理、售後服務及產品開發之其中至少一領域中。