專利名稱：量測系統(tǒng)、量測方法及其計量量測裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及計量量測領域，且特別涉及可用于電動車電池電量的量測系統(tǒng)、量測方法及其計量量測裝置。
背景技術：
電動車遠景雖然看好，但電池的續(xù)航力確是考驗著電動車的市場發(fā)展，消費者無法接受長時間的充電等待、充電場所在都會區(qū)中設置空間不易尋找、易引起周圍居民抗議、 電池剩余電能的行駛里程不確定性高、電池壽命及更換成本高等問題，因而油電混合車暫時成了市場新寵。若未來電動車電池能進行交換交易且車商可推出新售電動車不含電池，如此一來消費者不需負擔高額車價(電池成本占電動車造價40 50% )，消費者可選擇使用A油電聯(lián)盟系統(tǒng)的電池或B油電聯(lián)盟系統(tǒng)的電池(類似中油及臺塑加油站聯(lián)盟)，車子開到快沒電了再進油電站換電池付錢就好，那消費者對電動車的購買欲望就將不再遲疑、觀望。但電池交換的商業(yè)模式中計價參考與其公平性、使用中電池殘余電量的掌握、電池老化與有效儲電容量及使用中的電池狀態(tài)與車用信息系統(tǒng)通訊等問題，都困擾著駕駛人、電動車制造業(yè)者及電池交換營運業(yè)者等。目前關于可充電電池之電量量測方法，千篇一律都以電池端電壓之高低做為電池電量是否充足之指標，且各類電池因特性不同也有衍生出對應的電量量測方法。電動車所使用之電池容量及種類，常因制造廠家所采用之技術與車型等差異而有所不同，若要進行電池交換交易，勢必在電池電量量測技術方面要考慮可配合各類電池特性，甚至如車主自行充電行為、車輛下坡能量回充及讀寫數(shù)據(jù)加解密保護等因素都須考慮納入解決，才不易日后在交易上產(chǎn)生爭議。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于提供一種用于電動車電池電量的量測系統(tǒng)、量測方法及其計量量測裝置，以改善電池交換應用所會面臨的問題。根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種計量量測裝置，用于連接提供一量測輸入信號的前級單元，所述計量量測裝置包括一電源單元；一量測信號處理單元，連接所述電源單元與所述前級單元，且接收所述前級單元的量測輸入信號，以輸出一雙向計量值，其中雙向計量值是指經(jīng)由量測輸入信號所計算得到的電流流入和流出的值，該值與充電量與放電量有關，可作為用電量計費的參考計算；其另一功能為前級單元與量測信號處理單元被切離時本單元會傳送一信號，使近場通訊單元將該時間點數(shù)據(jù)儲存，做為事件記錄存查使用；以及一近場通訊單元，連接所述量測信號處理單元，且具有用于儲存所述計量值的一儲存單元。
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其中，所述近場通訊單元與一讀取器無線連接，以便所述讀取器讀取所述雙向計量值及相關管理參數(shù)，且該計量值為絕對計量值非以計算或推算所得之相對值。其中，所述儲存單元儲存有用來識別計量量測裝置的一識別碼，此識別碼為與計量量測裝置之計量值及一特定密碼混合編碼所使用，以提高讀取器進行數(shù)據(jù)讀取之安全性。根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供了一種量測系統(tǒng)，包括一前級單元，用于提供一量測輸入信號；一讀取裝置；以及一計量量測裝置，包括一電源單元；一量測信號處理單元，連接所述電源單元與所述前級單元，且接收所述量測輸入信號以輸出一雙向計量值；以及一近場通訊單元，連接所述量測信號處理單元，且具有用于儲存所述雙向計量值的一儲存單元；其中所述讀取裝置位于所述計量量測裝置一預設距離內，所述讀取器與所述近場通訊單元無線連接，以讀取所述雙向計量值及相關管理參數(shù)，且該計量值為絕對計量值非以計算或推算所得之相對值。其中，所述前級單元為一電池或一流量感測裝置。其中，所述儲存單元儲存有用來識別計量量測裝置的一識別碼，此識別碼須儲存于量測系統(tǒng)之數(shù)據(jù)庫，以便在讀取計量量測裝置之計量值時可進行雙邊數(shù)據(jù)確認及數(shù)據(jù)加解密所使用，以提高計量量測裝置在與后端系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)交換時之安全性；以及當前級單元與量測信號處理單元被切離時，本單元會儲存該時間點之數(shù)據(jù)以供判定前級單元有無被替換之情形。根據(jù)本發(fā)明的第三方面，提供了一種量測方法，包括以下步驟提供一量測輸入信號；接收所述量測輸入信號；依據(jù)所述量測輸入信號提供一雙向計量值；儲存所述雙向計量值于一近場通訊單元中；利用一讀取器建立與所述近場通訊單元的無線連接；以及利用所述讀取器讀取所述雙向計量值。其中，依據(jù)量測輸入信號提供一雙向計量值的步驟包括判別量測輸入信號的極性；若極性為正，則生成對應于正極性的計量值；若極性為負，則生成對應于負極性的計量值。其中，所述近場通訊單元將正極性計量值和負極性計量值分別存儲在不同存儲區(qū)中。其中，所述近場通訊單元分別存儲經(jīng)累計的正極性計量值和經(jīng)累計的負極性計量值；以及當前級單元與量測信號處理單元被切離時，本單元會儲存該時間點之數(shù)據(jù)以供判定前級單元有無被替換進行竊用電能之情形。
本發(fā)明可以實時監(jiān)測電動車電池的電量，以便電動車的使用者能夠隨時知道電動車的剩余電量，從而能夠及時對電動車電池充電。


圖1是本發(fā)明的量測系統(tǒng)的示意圖。圖2是本發(fā)明的一實施例的量測方法的流程圖。附圖標記說明1-量測系統(tǒng)；11-計量量測裝置；12-前級單元；13-讀取裝置； 111"電源單元；113-近場通訊單元；1112-電源電路；112-量測信號處理單元；1131-儲存單元。
具體實施例方式圖1顯示了本發(fā)明的量測系統(tǒng)的較佳實施例。如圖1所示，本發(fā)明較佳實施例所揭示的量測系統(tǒng)1包括計量量測裝置11、前級單元12以及讀取裝置13，其中計量量測裝置 11還包括電源單元111、量測信號處理單元112及近場通訊單元113。量測信號處理單元112分別連接電源單元111、前級單元12以及近場通訊單元 113。讀取裝置13與近場通訊單元113建立無線連接。在較佳實施例中，電源單元111向量測信號處理單元112提供電源。電源單元111 可以不向近場通訊單元113提供電源，此時，近場通訊單元113可以利用讀取器在讀取計量值時的電磁波能量進行操作。所以，本實施例的計量量測裝置U所耗費的電源非常少。參見圖1。前級單元12可提供至少一種量測信號給量測信號處理單元112。在本實施例中，前級單元12可以是電池模塊或流量感測裝置，其中流量感測裝置可以用來感測水流或氣體流過。本發(fā)明并不限制前級單元12的種類。量測信號處理單元112接收由前級單元12所提供的量測信號，量測信號處理單元 112除了對量測信號進行信號轉換之外，還對轉換的信號進行相關數(shù)字信號處理，之后再將其生成至少一計量值，且該量測信號處理單元112可更進一步判別量測信號的極性，如為正極則生成對應正極的計量值，如為負極則生成對應負極的計量值。近場通訊單元113還包括一儲存單元1131，儲存單元1131可以儲存上述的計量值、相關應用參數(shù)與一識別碼，其中這個識別碼與整臺計量量測裝置11相關。當計量值同時具有正極計量值與負極計量值時，此二種計量值則分別儲存在儲存單元1131中不同的內存區(qū)段，且同極性的計量值可累計。讀取裝置13可以與近場通訊單元113建立無線連接，且使得近場通訊單元113開始運作，以讀取近場通訊單元113中所儲存的計量值。在本實施例中，當讀取裝置13與近場通訊單元113距離于一公尺內，讀取裝置13便可開始與近場通訊單元113建立連接，并通過無線傳輸方式讀取計量值。圖2顯示本發(fā)明較佳實施例的量測方法的流程。下面參照圖2和圖1，對本發(fā)明的量測方法進行詳細說明。于步驟S305中，前級單元12提供一量測輸入信號。于步驟S310中，量測信號處理單元112接收該量測輸入信號。于步驟S315中，量測信號處理單元112依據(jù)該量測輸入信號判別該量測輸入信號的極性來提供對應該極性的計量值，其中量測信號處理單元112對該量測輸入信號進行信號轉換與信號處理等程序。于步驟S320中，近場通訊單元113的儲存單元1131儲存并累計該計量值。于步驟S325中，利用讀取裝置13建立與近場通訊單元113的連結。于步驟S330中，利用讀取器讀取該計量值。本發(fā)明較佳實施例所提供的計量量測裝置11可應用于電動車的電池供應車輛耗用的電能量測統(tǒng)計使用。此時，前級單元12便可視為電池模塊，而電池模塊的電池接線須先連接計量量測裝置11后再與電動車的用電回路連接，計量量測裝置11在此應用例時常與電池機構連鎖后以電子封條或鉛封管制；以及當前級單元12與計量量測裝置11之連接線路被切離時，近場通訊單元113會儲存該時間點之數(shù)據(jù)至儲存單元1131，以供判定前級單元12有無被替換之情形，此二者之目的皆在于避免以人為修改接線方式竊電。電動車使用的電力經(jīng)前級單元12(電池模塊)、計量電路接口提供量測信號，而這個量測信號可為電壓信號或電流信號。繼而連接至量測信號處理單元112。量測信號處理單元112將輸入信號經(jīng)處理后換算為計量值(KWH或AH值)并送入近場通訊單元113，近場通訊單元113將耗用數(shù)值數(shù)據(jù)存入對應功能定義的儲存單元1131中累計。電動車通過車裝的NFC讀取器與計量量測裝置11近場通訊電路建立無線通訊聯(lián)機后，即可將電池的放電量統(tǒng)計(KWH或AH)及預估剩余電力等運作狀態(tài)信息回傳至電動車電控系統(tǒng)，電動車電控系統(tǒng)依此信息推算電池電量續(xù)航行程并提醒駕駛員電能供應情形。電動車進入加電站后，加電站人員將車用電池抽出后檢示電子封條或鉛封有無損毀被竊電問題，若電子封條或鉛封無損毀，加電站人員則以手持式NFC讀取器讀出此電池的總累計放電量、本次累計放電量及電池ID序號，其中本次累計放電量數(shù)據(jù)乃用以向駕駛人收取電費使用，總累計放電量數(shù)據(jù)為控管電池的壽命管理分析使用，而電池序號除管控電池外亦辨識電池是否為此加電站行業(yè)所擁有的財產(chǎn)。加電站人員將另一組已充滿電的車用電池裝回電動車，此電池上的NFC計量電路中所儲存的本次累計放電量數(shù)據(jù)已被加電站人員于充電后回寫資料歸零，駕駛人亦可于電池回裝后于車內行車信息顯示器上確認電池放電量統(tǒng)計值是否歸零。計量量測裝置11除累計電池在電動車內所提供的電量外，亦提供電能回存(下坡行駛或居家充電)的電量累計，亦即該電能回存所產(chǎn)生量測輸入信號的極性與放電所產(chǎn)生的極性不同，其兩者數(shù)值存在本裝置內的不同內存區(qū)段，并提供加電站人員讀取計費時的用電度數(shù)折抵計算時使用。雖然本發(fā)明已以較佳實施例揭露如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內，當可作些許的更動與潤飾，因此本發(fā)明的保護范圍當視申請專利范圍所界定者為準。
權利要求
1.一種計量量測裝置，用于連接提供一量測輸入信號的前級單元，所述計量量測裝置包括一電源單元；一量測信號處理單元，連接所述電源單元與所述前級單元，且接收所述前級單元的量測輸入信號，以輸出一雙向計量值；以及一近場通訊單元，連接所述量測信號處理單元，且具有用于儲存所述計量值的一儲存單元。
2.如權利要求1所述的計量量測裝置，其中所述近場通訊單元與一讀取器無線連接， 用于所述讀取器讀取所述之雙向計量值。
3.如權利要求1所述的計量量測裝置，其中所述儲存單元儲存有用來識別計量量測裝置的一識別碼；
4.如權利要求1所述的計量量測裝置，其中所述儲存單元當該前級單元與該量測信號處理單元被切離時，該量測信號處理單元會傳送一信號，使該近場通訊單元將時間點數(shù)據(jù)儲存于該儲存單元。
5.一種量測系統(tǒng)，包括一前級單元，用于提供一量測輸入信號； 一讀取裝置；以及一計量量測裝置，包括 一電源單元；一量測信號處理單元，連接所述電源單元與所述前級單元，且接收所述量測輸入信號以輸出一雙向計量值；以及一近場通訊單元，連接所述量測信號處理單元，且具有用于儲存所述計量值的一儲存單元；其中所述讀取裝置位于所述計量量測裝置一預設距離內，所述讀取器與所述近場通訊單元無線連接，以讀取所述之雙向計量值。
6.如權利要求5所述的量測系統(tǒng)，其中所述前級單元為一電池或一流量感測裝置。
7.如權利要求5所述的量測系統(tǒng)，其中所述儲存單元當該前級單元與該量測信號處理單元被切離時，該量測信號處理單元會傳送一信號，使該近場通訊單元將時間點數(shù)據(jù)儲存于該儲存單元。
8.一種量測方法，包括以下步驟 提供一量測輸入信號；接收所述量測輸入信號；依據(jù)所述量測輸入信號提供一雙向計量值；儲存所述計量值于一近場通訊單元中；利用一讀取器建立與所述近場通訊單元的無線連接；以及利用所述讀取器讀取所述雙向計量值。
9.如權利要求7所述的量測方法，其中依據(jù)量測輸入信號提供一雙向計量值的步驟包括判別量測輸入信號的極性；若極性為正，則生成對應于正極性的正極性計量值； 若極性為負，則生成對應于負極性的負極性計量值。
10.如權利要求9所述的量測方法，其中所述近場通訊單元將正極性計量值和負極性計量值分別存儲在不同存儲區(qū)中。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種電動車電池電量的量測系統(tǒng)、量測方法及其計量量測裝置，量測系統(tǒng)包括前級單元、讀取裝置以及計量量測裝置。計量量測裝置包括電源單元、量測信號處理單元及近場通訊單元。前級單元提供一量測輸入信號至量測信號處理單元，以產(chǎn)生一計量值。該計量值儲存于近場通訊單元。當讀取裝置位于計量量測裝置預設距離內，讀取器與近場通訊單元建立連結且可讀取該計量值。
文檔編號G01R31/36GK102401880SQ201010278188
公開日2012年4月4日 申請日期2010年9月10日 優(yōu)先權日2010年9月10日
發(fā)明者劉穎昌, 戴君如 申請人:國產(chǎn)科技有限公司