專利名稱：信令系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及信令系統(tǒng)。本發(fā)明可應(yīng)用于用于監(jiān)視和/或控制工業(yè)蓄電池組的單元電池的系統(tǒng)中。
工業(yè)蓄電池組包括能以各種串聯(lián)與串-并聯(lián)組合電連接的許多可充電蓄電池組單元電池，以提供具有所需輸出電壓的可充電蓄電池組。為了給蓄電池組充電，電流以這些單元電池工作時(shí)電流的相反方向流過這些單元電池。具有可獲得的許多不同類型的蓄電池組單元電池，但工業(yè)應(yīng)用中最常用的蓄電池組是鉛酸蓄電池組單元電池(每個(gè)單元電池提供2伏)，和鎳鎘(Nicad)蓄電池組單元電池(每個(gè)單元電池提供1.2伏)。
蓄電池組通常用作諸如海上油井、電站等的大工業(yè)設(shè)備中重要系統(tǒng)的備用電源。由于在主生成器有故障的情況中提供蓄電池組作為備用電源，所以必須不斷地監(jiān)視與維護(hù)這些蓄電池組，以使之對于預(yù)定的最少時(shí)間能將它們供電給該重要系統(tǒng)。
已建議了總體上監(jiān)視蓄電池組并提供蓄電池組電壓的指示的許多蓄電池組監(jiān)視系統(tǒng)。然而，只建議很少一些系統(tǒng)也能監(jiān)視組成蓄電池組的各個(gè)單元電池。這些系統(tǒng)使用許多監(jiān)視設(shè)備，其中一些監(jiān)視設(shè)備由它們監(jiān)視的蓄電池組單元電池供電并將表示該單元電池電壓的狀態(tài)信息發(fā)回給總體監(jiān)視此蓄電池組的中央蓄電池組監(jiān)視系統(tǒng)。
然而，由于這些單元電池串聯(lián)連接并由于每個(gè)單元電池監(jiān)視設(shè)備由它正在監(jiān)視的單元電池供電，所以每個(gè)單元電池監(jiān)視設(shè)備的地或基準(zhǔn)電壓是不同的。例如，在具有串聯(lián)連接的60個(gè)鉛酸單元電池的工業(yè)蓄電池組中，第五單元電池的負(fù)端(即，地)將在大約8伏的電位上并且正端將在大約10伏的電位上，而第七單元電池的負(fù)端將在大約12伏的電位上并且正端將在大約14伏的電位上。這導(dǎo)致單元電池監(jiān)視設(shè)備得相互進(jìn)行電隔離并與中央蓄電池組監(jiān)視系統(tǒng)進(jìn)行電隔離的本領(lǐng)域中的共同錯(cuò)覺。
在公知的單元電池監(jiān)視系統(tǒng)中，每個(gè)單元電池獨(dú)立鏈接到中央監(jiān)視系統(tǒng)上它自己的電隔離輸入端。此系統(tǒng)所具有的問題是需要大量的連接器來將各個(gè)單元電池監(jiān)視設(shè)備鏈接到此中央監(jiān)視系統(tǒng)。結(jié)果，實(shí)際上，很少將其用于蓄電池組單元電池的永久實(shí)時(shí)監(jiān)視。
在另一公知的單元電池監(jiān)視系統(tǒng)中，每個(gè)單元電池監(jiān)視設(shè)備以菊花鏈結(jié)構(gòu)或利用監(jiān)視設(shè)備之間的光鏈路或利用沒有DC路徑的變壓器串聯(lián)連接到其相鄰設(shè)備。此系統(tǒng)具有的問題是操作每個(gè)單元電池監(jiān)視設(shè)備要求電-光與光-電變換器或調(diào)制器與解調(diào)器，這由于此附加電路要求來自此單元電池更多的能量而使之相對昂貴且效率低。
因此需要提供能監(jiān)視與報(bào)告蓄電池組的單元電池狀態(tài)但消耗它正在監(jiān)視的單元電池的最少能量的一種簡單單元電池監(jiān)視設(shè)備。
本發(fā)明者認(rèn)識到有可能使用簡單的電子部件使單元電池監(jiān)視設(shè)備操作在不同的電壓上并因此無需各個(gè)單元電池監(jiān)視設(shè)備與中央監(jiān)視系統(tǒng)之間的電隔離。
本申請人對使用許多單元電池信令設(shè)備的PCT/GB98/00170中的這個(gè)問題提出一種解決方案，每個(gè)設(shè)備利用相應(yīng)的一個(gè)或多個(gè)蓄電池組單元電池和以菊花鏈結(jié)構(gòu)連接這些單元電池信令設(shè)備的通信鏈路供電，并且其中每個(gè)單元電池信令設(shè)備包括DC電平移動電路，此電路可用于接收從相鄰單元電池信令設(shè)備中發(fā)送的信號、移動接收信號的DC電平并輸出該電平移動的信號，以便傳輸給下一個(gè)單元電池信令設(shè)備。作為合適的DC電平移動電路，本申請?zhí)貏e建議電壓比較器。然而，使用這樣的電壓比較器來移動DC電平在相鄰單元電池信令設(shè)備之間具有大的電壓電平差或具有大量的串聯(lián)連接的單元電池信令設(shè)備時(shí)是不實(shí)際的。
根據(jù)一個(gè)方面，本發(fā)明提供一種信令系統(tǒng)，包括第一與第二信令設(shè)備，和其中通過改變第一信令設(shè)備的輸出端的阻抗并通過檢測第二信令設(shè)備中阻抗的變化從第一信令設(shè)備中發(fā)送信號給第二信令設(shè)備。通過以這種方式發(fā)送信號，能將這些信令設(shè)備鏈接在一起而無需其間的電隔離。此信令系統(tǒng)能用作蓄電池組監(jiān)視和/或控制系統(tǒng)的部分，用于監(jiān)視和/或控制多個(gè)串聯(lián)連接的蓄電池組單元電池。在這種情況中，由于無需這些信令設(shè)備之間的電隔離，所以通信鏈路能是簡單的一條布線的通信總線。
最好，每個(gè)信令設(shè)備能從通信鏈路中接收通信并發(fā)送通信給通信鏈路，以使這些設(shè)備例如能與蓄電池組監(jiān)視和/或控制系統(tǒng)通信。在這種情況中，每個(gè)單元電池信令設(shè)備能包括其阻抗能根據(jù)要發(fā)送給相鄰單元電池信令設(shè)備的信號而改變的輸出端和用于檢測另一單元電池信令設(shè)備的輸出端的變化的檢測裝置以及用于再生由那個(gè)另一單元電池信令設(shè)備發(fā)送的信號的裝置。
最好，此輸出端包括一個(gè)開關(guān)，諸如MOSFET，和其中每個(gè)信令設(shè)備包括用于根據(jù)要發(fā)送的信號斷開與閉合此開關(guān)的裝置。以這種方式，有可能利用極少的功率消耗將此輸出端的阻抗從高阻抗值改變?yōu)榈妥杩怪怠?br> 最好，每個(gè)信令設(shè)備包括用于接收從相鄰信令設(shè)備中發(fā)送的信號的微控制器，以便它能調(diào)整用于向前發(fā)送給另一單元電池信令設(shè)備的發(fā)送信號。以這種方式，能減少通過許多信令設(shè)備的信號傳播引起的錯(cuò)誤。
本發(fā)明還提供用于上面的信令系統(tǒng)中的一種單元電池信令設(shè)備，包括電源輸入端，可連接到將給此單元電池信令設(shè)備供電的一個(gè)或多個(gè)單元電池；輸出端，用于通過所述通信鏈路連接到相鄰單元電池信令設(shè)備；用于根據(jù)要發(fā)送給所述相鄰單元電池信令設(shè)備的信號改變所述輸出端的阻抗的裝置；輸入端，用于從另一相鄰單元電池信令設(shè)備中接收信號；和用于通過所述通信鏈路與所述輸入端檢測所述另一相鄰單元電池信令設(shè)備的輸出端的阻抗的變化并用于輸出根據(jù)所檢測的阻抗變化而改變的信號的裝置。
本發(fā)明還提供一種信令配套元件，包括多個(gè)上面定義的單元電池信令設(shè)備。此配套元件也可以包括用于串聯(lián)連接這些單元電池信令設(shè)備的通信鏈路。
本發(fā)明也提供一種信令傳送方法，包括以下步驟提供第一與第二單元電池信令設(shè)備；提供通信鏈路，用于將所述第一單元電池信令設(shè)備的輸出端連接到所述第二單元電池信令設(shè)備的輸入端；利用以下步驟從所述第一單元電池信令設(shè)備中發(fā)送信號給所述第二單元電池信令設(shè)備ⅰ)根據(jù)要發(fā)送的信號改變所述輸出端的阻抗；ⅱ)通過此通信鏈路與此輸入端檢測所述輸出端的阻抗的變化；和ⅲ)輸出根據(jù)檢測的阻抗變化而改變的一個(gè)信號。
本發(fā)明現(xiàn)在將僅利用示例結(jié)合附圖進(jìn)行描述，其中

圖1示意地表示包括串聯(lián)連接的許多蓄電池組單元電池、用于總體監(jiān)視此蓄電池組的情況的中央蓄電池組監(jiān)視系統(tǒng)和用于監(jiān)視此蓄電池組的單元電池的各個(gè)單元電池監(jiān)視設(shè)備的蓄電池組；圖2是表示蓄電池組-單元電池電壓分布的圖表；圖3是表示圖1所示的中央蓄電池組監(jiān)視系統(tǒng)的更具體細(xì)節(jié)的示意圖；圖4是圖1所示的單元電池監(jiān)視設(shè)備之一的示意圖；圖5示意地表示本發(fā)明的第一實(shí)施例中相鄰單元電池信令設(shè)備之間傳送信號的方式；圖6示意地表示根據(jù)第二實(shí)施例的單元電池監(jiān)視設(shè)備的形式和此單元電池監(jiān)視設(shè)備連接到相鄰單元電池信令設(shè)備的方式；圖7示意地表示在相鄰單元電池信令設(shè)備之間能發(fā)送信號的一種可選擇方式；圖8是用于根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的蓄電池組監(jiān)視系統(tǒng)中的蓄電池組單元電池監(jiān)視設(shè)備的示意圖；圖9示意地表示包括串聯(lián)連接的許多蓄電池組單元電池、用于總體控制此蓄電池組的中央蓄電池組控制系統(tǒng)和用于控制此蓄電池組的單元電池的各個(gè)蓄電池組單元電池控制器的蓄電池組；圖10是圖9所示的蓄電池組單元電池控制設(shè)備之一的示意圖；圖11是采用本發(fā)明的蓄電池組監(jiān)視與控制系統(tǒng)中使用的蓄電池組單元電池監(jiān)視與控制設(shè)備的示意圖；圖12是其中以串-并聯(lián)結(jié)構(gòu)連接蓄電池組的單元電池的工業(yè)蓄電池組的示意圖；圖13是用于監(jiān)視多個(gè)工業(yè)蓄電池組的一種系統(tǒng)的示意圖；和圖14示意地表示根據(jù)本發(fā)明的還一實(shí)施例的單元電池監(jiān)視設(shè)備的形式和此單元電池監(jiān)視設(shè)備連接到相鄰單元電池監(jiān)視設(shè)備的方式。
現(xiàn)在將結(jié)合附圖1-5描述本發(fā)明的第一實(shí)施例。圖1示意地表示一般利用標(biāo)號1表示的工業(yè)蓄電池組，包括連接的許多鉛酸蓄電池組單元電池C1,C2,C3,…,Cn，以使單元電池Ci的負(fù)端Ci-連接到前一單元電池Ci-1的正端Ci-1+，并且單元電池Ci的正端Ci+連接到后一單元電池Ci+1的負(fù)端Ci+1-，從而第一單元電池C1的負(fù)端C1-是此蓄電池組的負(fù)端，而最后一個(gè)單元電池Cn的正端Cn+是此蓄電池組的正端。由于這些蓄電池組單元電池是鉛酸單元電池，所以這些單元電池均提供大約2伏，并且整個(gè)蓄電池組的電壓將大約為2n伏。圖2表示串聯(lián)的工業(yè)蓄電池組的電壓特性，表示每個(gè)單元電池的端電位對此單元電池的位置。如圖所示，此電壓特性具有階梯形狀，而每個(gè)階梯具有等于相應(yīng)的蓄電池組單元電池Ci的電壓VCELL的高度。對于工業(yè)應(yīng)用，通常要求120伏的電壓。因此，將要求60個(gè)串聯(lián)連接的鉛酸或100個(gè)串聯(lián)連接的鎳鎘蓄電池組單元電池。有時(shí)，串聯(lián)連接的每個(gè)單元電池與一個(gè)或多個(gè)類似單元電池并聯(lián)連接，以提供冗余度，以便在單個(gè)單元電池有故障時(shí)此蓄電池組將沒有故障。
圖1也表示通過連接器4與6利用蓄電池組1供電的中央蓄電池組監(jiān)視系統(tǒng)3，連接器4與6將中央蓄電池組監(jiān)視系統(tǒng)3分別連接到蓄電池組1的負(fù)端C1-與正端Cn+。此蓄電池組監(jiān)視系統(tǒng)3根據(jù)(通過在此蓄電池組進(jìn)行充電和后續(xù)進(jìn)行放電的同時(shí)監(jiān)視連接器4與6的蓄電池組電壓和電流檢測器8檢測的從蓄電池組1獲取或提供給蓄電池組1的電流所確定的)蓄電池組的充電與放電特性、(溫度檢測器5輸入的)環(huán)境溫度和(蓄電池組單元電池制造商提供的)有關(guān)蓄電池組單元電池的效率特性的信息總體監(jiān)視工業(yè)蓄電池組1的狀態(tài)。這些監(jiān)視結(jié)果能存儲在中央蓄電池組監(jiān)視系統(tǒng)3中或這些結(jié)果能通過電話線路7發(fā)送給遠(yuǎn)端用戶(未示出)。
圖1所示的每個(gè)蓄電池組單元電池Ci也具有蓄電池組單元電池監(jiān)視設(shè)備CMi，分別安裝在此單元電池的正端與負(fù)端Ci+與Ci-之間的上部，此設(shè)備CMi監(jiān)視單元電池Ci的狀態(tài)。每個(gè)單元電池監(jiān)視設(shè)備CMi由它監(jiān)視的單元電池Ci供電并利用雙線通信鏈路9與中央蓄電池組監(jiān)視系統(tǒng)3通信。此通信鏈路9以菊花鏈結(jié)構(gòu)將單元電池監(jiān)視設(shè)備CMi串聯(lián)連接到中央蓄電池組監(jiān)視系統(tǒng)3，以使從中央蓄電池組監(jiān)視系統(tǒng)3至單元電池監(jiān)視設(shè)備CMi的通信在一條布線上從左至右沿通信鏈路9通過，而從單元電池監(jiān)視設(shè)備CMi至中央蓄電池組監(jiān)視系統(tǒng)3的通信在另一布線上從右至左沿通信鏈路9通過。每個(gè)單元電池監(jiān)視設(shè)備CMi具有它自己的單元電池識別或地址，此識別或地址在此實(shí)施例中事先使用安裝在此設(shè)備中的DIP開關(guān)進(jìn)行設(shè)置。這允許通信從中央蓄電池組監(jiān)視系統(tǒng)3傳送至特定的單元電池監(jiān)視設(shè)備并允許此中央蓄電池組監(jiān)視系統(tǒng)3能識別接收通信的源。
圖1所示的蓄電池組監(jiān)視系統(tǒng)以兩種模式進(jìn)行操作。在第一模式中，中央蓄電池組監(jiān)視系統(tǒng)3總體監(jiān)視工業(yè)蓄電池組1的情況并依次輪詢每個(gè)單元電池監(jiān)視設(shè)備CMi。在此模式期間，每個(gè)單元電池監(jiān)視設(shè)備CMi監(jiān)聽通信鏈路9上來自中央蓄電池組監(jiān)視系統(tǒng)3的通信并在它識別傳送給它的通信時(shí)應(yīng)答。在被輪詢時(shí)，每個(gè)單元電池監(jiān)視設(shè)備CMi對相應(yīng)的蓄電池組單元電池Ci執(zhí)行許多測試并將測試的結(jié)果通過通信鏈路9返回給中央蓄電池組監(jiān)視系統(tǒng)3。
在第二操作模式中，中央蓄電池組監(jiān)視系統(tǒng)3監(jiān)聽通信鏈路9上來自單元電池監(jiān)視設(shè)備CMi的表示一個(gè)蓄電池組單元電池Ci具有故障情況的通信。在此第二操作模式中，每個(gè)單元電池監(jiān)視設(shè)備CMi連續(xù)監(jiān)視相應(yīng)的蓄電池組單元電池Ci，并在檢測到故障情況時(shí)，檢查通信鏈路9是否空閑而且隨后通過通信鏈路9將合適的消息發(fā)回給中央蓄電池組監(jiān)視系統(tǒng)3。
圖3是圖1所示的中央蓄電池組監(jiān)視系統(tǒng)3的示意圖。如圖所示，此中央蓄電池組監(jiān)視系統(tǒng)3包括CPU11，此CPU用于控制中央蓄電池組監(jiān)視系統(tǒng)3的操作。此CPU11通過數(shù)據(jù)總線12連接到其中存儲來自輸入檢測器的數(shù)據(jù)并執(zhí)行測試程序的主存儲器13、連接到顯示此蓄電池組的當(dāng)前狀態(tài)的顯示器并連接到用于存儲檢測器數(shù)據(jù)與蓄電池組測試結(jié)果的大容量存儲單元17。此大容量存儲單元17能固定在中央蓄電池組監(jiān)視系統(tǒng)3中，但最好是能取出和輸入操作者的個(gè)人計(jì)算機(jī)中以便分析的軟磁盤或PCMIA存儲卡。操作者也能恢復(fù)存儲的數(shù)據(jù)與結(jié)果并通過RS-232串行接口18控制此中央蓄電池組監(jiān)視系統(tǒng)3的設(shè)置與初始化。如上所述，不在大容量存儲單元17中存儲測試結(jié)果，而能通過調(diào)制解調(diào)器21與電話線路7將這些結(jié)果發(fā)送給遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)系統(tǒng)(未示出)以便顯示和/或分析。在此實(shí)施例中，如果一個(gè)蓄電池組單元電池Ci具有故障或如果具有某一其他故障情況，CPU11觸發(fā)本地告警器23以提醒技術(shù)人員蓄電池組1或一個(gè)或多個(gè)蓄電池組單元電池Ci具有故障。在此實(shí)施例中，定義故障及其門限的條件是用戶可以定義并事先進(jìn)行設(shè)置的。
此中央蓄電池組監(jiān)視系統(tǒng)以安時(shí)(Ahr)或瓦時(shí)(Whr)為單位測量總的蓄電池組容量、實(shí)際或剩余蓄電池組容量與總的蓄電池組容量的百分比和整個(gè)蓄電池組1的內(nèi)阻。中央蓄電池組監(jiān)視系統(tǒng)3也能從通過通信鏈路9與通信電路19從各個(gè)單元電池監(jiān)視設(shè)備CMi接收的數(shù)據(jù)中測量各個(gè)單元電池的內(nèi)阻。雖然中央蓄電池組監(jiān)視系統(tǒng)3連續(xù)監(jiān)視蓄電池組1，但檢測器數(shù)據(jù)和其他蓄電池組數(shù)據(jù)(即，剩余蓄電池組容量等)只周期性地存儲在大容量存儲單元17中以節(jié)省存儲空間。此周期事先由用戶指定并且在此實(shí)施例中設(shè)置為10秒。而且，在存儲這些樣值時(shí)，標(biāo)記時(shí)間與日期，以使此蓄電池組充電與放電行為能進(jìn)行監(jiān)視并用于檢測可能的蓄電池組故障的原因。在此實(shí)施例中，要存儲的數(shù)據(jù)也進(jìn)行濾波，以試圖識別和突出重要事件，并且濾波的數(shù)據(jù)也存儲在大容量存儲單元17中。什么認(rèn)為是重要的事件可由用戶定義，但例如能是2℃的溫度增加或大于1％的總蓄電池組容量的剩余蓄電池組容量的變化。
如上所述，在顯示器15上顯示蓄電池組的狀態(tài)數(shù)據(jù)，即，蓄電池組電壓、放電/充電電流、蓄電池組溫度和剩余與總的蓄電池組容量。為簡明起見，由于不需要連續(xù)更新顯示器15，所以只使用將存儲在大容量存儲單元17中的狀態(tài)數(shù)據(jù)的樣值來更新此顯示器。因此，在此實(shí)施例中，每10秒更新顯示器15。
在此實(shí)施例中，中央蓄電池組監(jiān)視系統(tǒng)3也能控制用于給蓄電池組1充電的蓄電池組充電器(未示出)。特別地，中央蓄電池組監(jiān)視系統(tǒng)3監(jiān)視充電電流、剩余蓄電池組容量、環(huán)境溫度等并控制充電器(未示出)的操作，以便根據(jù)蓄電池組1的蓄電池組制造商推薦的特定充電程序給此蓄電池組充電。
由于總的蓄電池組容量也(由于老化)隨時(shí)間而降低，所以中央蓄電池組監(jiān)視系統(tǒng)3編程為執(zhí)行總的蓄電池組容量與蓄電池組內(nèi)阻的定期(例如，每天或每月)自動測量，這允許中央蓄電池組監(jiān)視系統(tǒng)3能建立蓄電池組壽命特性的圖形并能預(yù)測蓄電池組壽命結(jié)束和故障情況的早期檢測。
圖4是更具體表示圖1所示的一個(gè)單元電池監(jiān)視設(shè)備CMi的示意圖。如圖所示，此單元電池監(jiān)視設(shè)備CMi包括微控制器31，用于控制單元電池監(jiān)視設(shè)備CMi的操作并用于分析從電壓互連檢測器33、單元電池電壓檢測器35、溫度檢測器37與電解質(zhì)容量/PH檢測器39中接收的檢測器數(shù)據(jù)。
電壓互連檢測器33通過測量單元電池Ci的每個(gè)端子和連接單元電池Ci與其相鄰單元電池的相應(yīng)端連接之間的電位差來測量所監(jiān)視的單元電池與其相鄰單元電池之間的電壓降。理想地，在每個(gè)端子與相應(yīng)的端連接之間應(yīng)沒有電壓降。然而，由于化學(xué)沉積隨時(shí)間累積在單元電池端子上或由于單元電池故障，單元電池端子與相應(yīng)連接器之間的電位差有時(shí)存在，表示蓄電池組單元電池Ci或與相鄰單元電池的互連具有故障。提供單元電池電壓檢測器5用于檢測它正在監(jiān)視的單元電池Ci的正端Ci+與負(fù)端Ci-之間的電位差。溫度檢測器37檢測單元電池Ci位置上的單元電池溫度。通過監(jiān)視每個(gè)單元電池Ci的現(xiàn)場溫度，有可能迅速識剮未有效操作的有故障單元電池。電解質(zhì)容量/PH檢測器檢測它正在監(jiān)視的蓄電池組單元電池Ci的電解質(zhì)容量和/或電解質(zhì)PH。
微控制器31分析從這些檢測器輸入的數(shù)據(jù)并監(jiān)視故障情況而且通過通信鏈路9報(bào)告給中央蓄電池組監(jiān)視系統(tǒng)3。由于微控制器31處理數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)并由于從這些檢測器接收的信號和從蓄電池組監(jiān)視系統(tǒng)3接收的消息是模擬信號，所以微控制器31具有內(nèi)置的模擬-數(shù)字變換器(未示出)，以使之能將檢測器數(shù)據(jù)與接收的消息變換為相應(yīng)的數(shù)字信號。為了給單元電池監(jiān)視設(shè)備CMi供電，單元電池Ci的正端Ci+與負(fù)端Ci-連接到DC-DC變換器的輸入端，此變換器相對Ci的地(等于單元電池Ci的負(fù)端Ci-的電壓電位)生成電壓VCC1，此電壓用于給微控制器31和此設(shè)備中的其他部件供電，并且此電壓在此實(shí)施例中是Ci-+3伏。
由于利用通信鏈路9串聯(lián)連接這些單元電池監(jiān)視設(shè)備，所以每個(gè)單元電池監(jiān)視設(shè)備CMi可用于(ⅰ)在通信鏈路9的布線9a上接收從中央蓄電池組監(jiān)視系統(tǒng)3始發(fā)的上行鏈路通信，以便由它自己接收或向前傳輸給下一個(gè)單元電池監(jiān)視設(shè)備CMi；(ⅱ)在通信鏈路9的布線9b上從單元電池監(jiān)視設(shè)備CMi中接收下行鏈路通信，以便回傳給中央蓄電池組監(jiān)視系統(tǒng)3；和(ⅲ)在通信鏈路9的布線9b上將它自己生成的下行鏈路通信發(fā)回給中央蓄電池組監(jiān)視系統(tǒng)3。
如圖4所示，在此實(shí)施例中，微控制器31通過布線9a、分壓器41與比較器43接收從中央蓄電池組監(jiān)視系統(tǒng)3中始發(fā)的上行鏈路通信。微控制器31識別從中央蓄電池組監(jiān)視系統(tǒng)接收的消息是否是發(fā)送給它的或是否是向前傳輸給下一單元電池監(jiān)視設(shè)備CMi+1。如果此消息是發(fā)送給當(dāng)前單元電池監(jiān)視設(shè)備CMi，則微控制器31解碼此消息并采取適當(dāng)?shù)男袆?。如果接收的消息是用于向前傳輸?shù)?，則微控制器31再生此消息并通過輸出方框45將此消息輸出到布線9a。在此實(shí)施例中，發(fā)送的消息是表示數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的方波信號。編碼這些信號以便糾錯(cuò)，并且微控制器31檢查接收消息中的差錯(cuò)。由于微控制器31再生這些消息以便傳輸給下一單元電池監(jiān)視設(shè)備CMi+1，所以能再同步信號電平轉(zhuǎn)換之間的定時(shí)，從而減少沿通信鏈路9的脈沖傳輸引起的任何差錯(cuò)。
以類似的方式，從單元電池監(jiān)視設(shè)備CMi+1中接收的下行鏈路消息通過分壓器47與比較器49傳送給微控制器31。在此實(shí)施例中，所有的下行鏈路通信回傳給中央蓄電池組監(jiān)視系統(tǒng)3。因此，微控制器31檢查接收數(shù)據(jù)中的差錯(cuò)并在有可能時(shí)糾正這些差錯(cuò)。微控制器31隨后再生此消息并通過輸出方框51將此消息輸出到布線9b，以便繼續(xù)回傳給中央蓄電池組監(jiān)視系統(tǒng)3。
現(xiàn)在將結(jié)合圖5更具體描述單元電池監(jiān)視設(shè)備之間發(fā)送消息的方式。由單元電池監(jiān)視設(shè)備CMi-1的微控制器31重新發(fā)送的從中央蓄電池組監(jiān)視系統(tǒng)3始發(fā)的上行鏈路消息在線路32上提供給MOSFETQ1i-1的門電極。MOSFET Q1i-1的源極連接到單元電池監(jiān)視設(shè)備CMi-1的地Ci-1-，并且漏極通過電阻Rai、Rbi與Rci-1連接到單元電池監(jiān)視設(shè)備CMi中DC/DC變換器57的VCCi輸出端。在操作中，當(dāng)單元電池監(jiān)視設(shè)備CMi-1中的微控制器31在線路32上輸出電壓低(表示二進(jìn)制0)時(shí)，MOSFET Q1i-1不允許電流從漏極流到源極并因此有效地開路VCCi與Ci- 1-之間的連接。因此，在電壓低加到MOSFET Q1i-1的門電極時(shí)，大約VCCi的電壓在線路34上加到比較器43上。在此比較器中此電壓與基準(zhǔn)電壓Vref1i進(jìn)行比較。當(dāng)單元電池監(jiān)視設(shè)備CMi-1的微控制器31在線路32上輸出電壓高(表示二進(jìn)制1)時(shí)，MOSFET Q1i-1被接通并且電流能從漏極流到源極。因此，電流將從VCCi流過電阻Rai、Rbi與Rci-1流過MOSFET Q1i-1到單元電池監(jiān)視設(shè)備CMi-1的地Ci-1-。結(jié)果，VCCi-X伏將在線路34上加到比較器43上，在此比較器中將此電壓與基準(zhǔn)電壓Vref1i進(jìn)行比較。X的值取決于VCCi與Ci-1-之間的差和電阻Rai、Rbi與Rci-1的值。假定基準(zhǔn)電壓Vref1i的值在MOSFET Q1i-1接通時(shí)與斷開時(shí)在線路34上加到比較器43上的電壓電平之間，比較器43的輸出將是與加到單元電池監(jiān)視設(shè)備CMi-1的MOSFET Q1i-1的門電極上的方波信號36的變化同步地在單元電池監(jiān)視設(shè)備CMi的地電位Ci-與VCCi之間變化的方波信號36。因此，在加到單元電池監(jiān)視設(shè)備CMi-1中的MOSFETQ1i-1上的信號變化內(nèi)編碼的消息從單元電池監(jiān)視設(shè)備CMi-1傳送給單元電池監(jiān)視設(shè)備CMi。
以類似的方式，用于回送給中央蓄電池組監(jiān)視系統(tǒng)3的單元電池監(jiān)視設(shè)備CMi中的微控制器31輸出的下行鏈路消息在線路40上加到MOSFET Q1i-1的門電極上。MOSFET Q2i的漏極升到電位VCCi并通過電阻Rai、Rbi與Rci-1將源極連接到單元電池監(jiān)視設(shè)備CMi-1的地電位Ci-1-。在操作中，在單元電池監(jiān)視設(shè)備CMi中的微控制器31在線路40上輸出電壓低時(shí)，MOSFET Q2i不允許電流從漏極流到源極并因此有效地開路VCCi與Ci-1-之間的連接。因此，在將電壓低加到MOSFET Q2i的門電極時(shí)，近似零伏在線路42上提供給比較器49，在此比較器49中將此電壓與基準(zhǔn)電壓Vref2i-1進(jìn)行比較。當(dāng)單元電池監(jiān)視設(shè)備CMi的微控制器31在線路40上輸出電壓高時(shí)，接通MOSFET Q2i并且電流從VCCi通過電阻Rdi、Rei-1與Rfi-1流到單元電池監(jiān)視設(shè)備CMi-1的地Ci-1-。結(jié)果，VCCi-Y伏將在線路42上提供給比較器49，在此比較器49中將此電壓與基準(zhǔn)電壓Vref2i-1進(jìn)行比較。Y的值取決于VCCi與Ci-1-之間的差和電阻Rdi、Rei-1與Rfi-1的值。又假定基準(zhǔn)電壓Vref2i-1的值在MOSFET Q2i接通與斷開時(shí)在線路42上加到比較器49上的電壓電平之間，比較器49的輸出將是與提供給單元電池監(jiān)視設(shè)備CMi的MOSFET Q2i的門電極的信號46的變化同步地在單元電池監(jiān)視設(shè)備CMi-1的地電位Ci-1-與VCCi-1之間變化的方波信號44。因此，在提供給MOSFET Q2i的信號的變化內(nèi)編碼的消息從單元電池監(jiān)視設(shè)備CMi提供給單元電池監(jiān)視設(shè)備CMi-1。
選擇每個(gè)單元電池監(jiān)視設(shè)備CMi中的電阻Rai-Rfi的值，以便(ⅰ)緩沖單元電池監(jiān)視設(shè)備CMi的輸入與輸出；(ⅱ)減少單元電池監(jiān)視設(shè)備CMi的功耗；和(ⅲ)根據(jù)相鄰單元電池監(jiān)視設(shè)備之間的電壓差提供必需的分壓。
如本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識到的，用于在單元電池監(jiān)視設(shè)備CMi-1與CMi之間傳送上行鏈路與下行鏈路數(shù)據(jù)的上述技術(shù)將只在VCCi與Ci-1-之間的差未超過MOSFET開關(guān)Q1i-1與Q2i的操作范圍時(shí)工作。在此實(shí)施例中，每個(gè)蓄電池組單元電池Ci具有單元電池監(jiān)視設(shè)備CMi，相鄰單元電池監(jiān)視設(shè)備的操作電位的差大約為2伏，并且VCCi比單元電池監(jiān)視設(shè)備的地電位大3伏。因此，在此實(shí)施例中，VCCi與Ci-1-之間的差大約為5伏。能利用這樣的負(fù)載操作的MOSFET容易獲得。實(shí)際上，具有一些商業(yè)可獲得的能以高達(dá)60伏的負(fù)載操作的MOSFET。因此，在相鄰單元電池監(jiān)視設(shè)備之間發(fā)送數(shù)據(jù)的此技術(shù)能用于大多數(shù)實(shí)際情況中，甚至能用于例如給每個(gè)第十蓄電池組單元電池Ci提供一個(gè)單元電池監(jiān)視設(shè)備的實(shí)施例中。
每個(gè)單元電池監(jiān)視設(shè)備CMi以類似方式操作。然而，應(yīng)注意在此實(shí)施例中，第一單元電池監(jiān)視設(shè)備CM1具有與中央蓄電池組監(jiān)視系統(tǒng)3相同的地或基準(zhǔn)電壓。因此，在此實(shí)施例中，雖然通常提供這些裝置以標(biāo)準(zhǔn)化每個(gè)單元電池監(jiān)視設(shè)備CMi，但不必使用第一單元電池監(jiān)視設(shè)備CMi的上行鏈路的分壓器41與比較器43，也不必使用下行鏈路中的輸出方框51。同樣地，最后一個(gè)單元電池監(jiān)視設(shè)備CMn將不發(fā)送數(shù)據(jù)也不從后一單元電池監(jiān)視設(shè)備中接收數(shù)據(jù)。因此，單元電池監(jiān)視設(shè)備CMn不需要上行鏈路中的輸出方框45也不需要下行鏈路中的分壓器47與比較器49。然而，通常提供這些裝置，以使所有的單元電池監(jiān)視設(shè)備CMi是相同的。
上述的蓄電池組監(jiān)視系統(tǒng)具有以下優(yōu)點(diǎn)(1)在單元電池監(jiān)視設(shè)備CMi之間或在第一單元電池監(jiān)視設(shè)備CM1與中央蓄電池組監(jiān)視系統(tǒng)3之間不需要電壓隔離。因此，每個(gè)單元電池監(jiān)視設(shè)備CMi將只消耗幾毫安并且只要求非常便宜和容易獲得的DC-DC變換器來將蓄電池組單元電池電壓變換為微控制器1所需的電源電壓。
(2)由于不要求單元電池監(jiān)視設(shè)備CMi之間的電隔離，所以在單元電池監(jiān)視設(shè)備之間不再需要相對昂貴的電壓隔離鏈路。在所述實(shí)施例中，每個(gè)單元電池監(jiān)視設(shè)備CMi利用兩條布線鏈接到其相鄰設(shè)備。蓄電池組監(jiān)視系統(tǒng)的費(fèi)用因此是低的并且簡化系統(tǒng)安裝。
(3)蓄電池組1中所有單元電池Ci的連續(xù)監(jiān)視變得經(jīng)濟(jì)與實(shí)際，并且在一個(gè)或多個(gè)蓄電池組單元電池Ci操作不佳或出現(xiàn)故障時(shí)能實(shí)時(shí)通知用戶。
(4)每個(gè)單元電池Ci的內(nèi)阻能實(shí)時(shí)進(jìn)行確定并且不必將此單元電池從蓄電池組中斷開，這是因?yàn)橹醒胄铍姵亟M監(jiān)視系統(tǒng)3能測量蓄電池組充電與放電電流(這與單元電池電流相同)并能將之與(利用單元電池監(jiān)視設(shè)備確定的)各個(gè)單元電池電壓相關(guān)，以計(jì)算每個(gè)單元電池的內(nèi)阻。
(5)每個(gè)單元電池監(jiān)視設(shè)備CMi能測量單元電池至單元電池互連上的電壓降并表示通常由于隨時(shí)間累積在單元電池端子上的化學(xué)沉積或由于單元電池故障而引起的故障互連情況。
(6)由于每個(gè)單元電池監(jiān)視設(shè)備CMi能測量單元電池電壓和單元電池溫度，所以有可能增加檢測有故障單元電池的概率。因此，只在要求時(shí)才需要使用工業(yè)蓄電池組。
(7)由于每個(gè)單元電池監(jiān)視設(shè)備CMi能與其他單元電池監(jiān)視設(shè)備同時(shí)讀出相應(yīng)的單元電池電壓、單元電池溫度等，所以與一次從一個(gè)單元電池的現(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng)相比每個(gè)單元電池監(jiān)視設(shè)備產(chǎn)生的數(shù)據(jù)極少可能被隨時(shí)出現(xiàn)的負(fù)載變化和/或環(huán)境溫度變化破壞。
現(xiàn)在將描述以類似于第一實(shí)施例的方式操作的許多可選擇實(shí)施例。因此，這些可選擇實(shí)施例的描述將限于不同于第一實(shí)施例的那些特性。
圖6表示其中通過串聯(lián)連接單元電池監(jiān)視設(shè)備的單條通信線路9在相鄰單元電池監(jiān)視設(shè)備CMi之間在上行鏈路以及下行鏈路上發(fā)送消息的一個(gè)實(shí)施例。如圖6所示，每個(gè)單元電池監(jiān)視設(shè)備CMi具有與第一實(shí)施例相同的分壓器41與49、比較器43與47和輸出方框45與51。此實(shí)施例與第一實(shí)施例之間的差別是相鄰單元電池監(jiān)視設(shè)備之間的上行鏈路與下行鏈路共享一條公共通信線路9，這通過在連接62上將單元電池監(jiān)視設(shè)備CMi中方框51的輸出端連接到單元電池監(jiān)視設(shè)備CMi中的分壓器41與單元電池監(jiān)視設(shè)備CMi-1中的輸出方框45之間的連接并通過在連接64上將單元電池監(jiān)視設(shè)備CMi-1中的分壓器49連接到單元電池監(jiān)視設(shè)備CMi中的分壓器41與單元電池監(jiān)視設(shè)備CMi-1中的輸出方框45之間的連接來實(shí)現(xiàn)。
由于相鄰單元電池監(jiān)視設(shè)備之間的上行鏈路與下行鏈路連接都利用同一線路9，所以單元電池監(jiān)視設(shè)備之間的通信在任何一個(gè)給定時(shí)間只能在一個(gè)方向中進(jìn)行。為此，在下行鏈路通信期間，斷開MOSFET Q1i-1，以使通過轉(zhuǎn)換MOSFET Q2i的狀態(tài)發(fā)送的消息通過分壓器49與比較器47傳送到單元電池監(jiān)視設(shè)備CMi-1的微控制器(未示出)中。同樣地，對于從例如單元電池監(jiān)視設(shè)備CMi至單元電池監(jiān)視設(shè)備CMi+1的上行鏈路通信，斷開MOSFET Q2i+1，以使輸出方框51具有高阻抗并且不影響分壓器41的操作。還有，如本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識到的，為了分壓器與輸出方框以與第一實(shí)施例相同的方式操作，電阻Ra、Rb、Rc與Rf的電阻值和電阻Re與Rd的電阻相比必須相對大。在此實(shí)施例中，利用2伏的蓄電池組單元電池電壓，Ra=Rb=Rc=Rf=10K歐姆，Rd=Re=2K歐姆，Vref1i=Vref2i=VCCi/2和VCCi=Ci-+5V。如本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識到的，此實(shí)施例的單元電池監(jiān)視設(shè)備能容易地改變?yōu)槔萌我恍铍姵亟M單元電池電壓操作，所要求的唯一改變是電阻值、基準(zhǔn)電壓值和最大可允許的MOSFET的漏極-源極電壓。
如本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識到的，在上面的實(shí)施例中，通過改變將發(fā)送消息的單元電池監(jiān)視設(shè)備中的輸出方框的輸出阻抗并通過檢測將接收此消息的單元電池監(jiān)視設(shè)備中的此變化在相鄰單元電池監(jiān)視設(shè)備之間發(fā)送數(shù)據(jù)。例如，在將從單元電池監(jiān)視設(shè)備CMi-1發(fā)送上行鏈路消息數(shù)據(jù)給單元電池監(jiān)視設(shè)備CMi時(shí)，根據(jù)要發(fā)送的數(shù)據(jù)改變單元電池監(jiān)視設(shè)備CMi-1中輸出方框45的阻抗，在將發(fā)送電壓低時(shí)，使輸出方框45的阻抗非常高，而在要發(fā)送電壓高時(shí)，使輸出方框45的阻抗為相對低，由將接收發(fā)送的上行鏈路消息的單元電池監(jiān)視設(shè)備CMi中的分壓器41與比較器43檢測輸出方框45的這個(gè)阻抗變化。如本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識到的，具有根據(jù)要發(fā)送的數(shù)據(jù)改變單元電池監(jiān)視設(shè)備的輸出阻抗的各種方式和檢測相鄰單元電池監(jiān)視設(shè)備中的變化的各種方式。圖7表示這些可選擇實(shí)施例之一。
在圖7所示的實(shí)施例中，以與第一實(shí)施例中改變輸出阻抗相同的方式改變單元電池監(jiān)視設(shè)備CMi-1的輸出阻抗，但以不同的方式在單元電池監(jiān)視設(shè)備CMi中檢測此變化。特別地，在此實(shí)施例中，電流檢測器48用于檢測在單元電池監(jiān)視設(shè)備CMi的VCCi端子與單元電池監(jiān)視設(shè)備CMi-1的地電位Ci-1-之間流動的電流。在操作中，在將電壓低加到MOSFET Q1i-1的門電極上時(shí)，此MOSFET斷開并且沒有電流流到線路50。然而，在將電壓高加到MOSFET Q1i-1的門電極上時(shí)，此MOSFET斷開并且電流流過線路50。由電流檢測器48檢測此電流變化。更特別地，每當(dāng)具有加到MOSFET Q1i-1的門電極的電壓高至電壓低的轉(zhuǎn)變時(shí)，在電流檢測器48中引起電壓尖峰信號。如圖7所示，為響應(yīng)提供給MOSFET Q1i-1的上行鏈路消息數(shù)據(jù)52，在電流檢測器48中引起一串電壓尖峰信號53，并將這些信號傳送到尖峰信號檢測器54，在此檢測器54中再生并輸出上行鏈路消息數(shù)據(jù)52，以便傳輸給微控制器(未示出)。提供電阻R1與R2，以減少每個(gè)單元電池監(jiān)視設(shè)備CMi消耗的功率并且緩沖相應(yīng)的單元電池監(jiān)視設(shè)備的輸入與輸出。
在上面的實(shí)施例中，MOSFET用作其阻抗能根據(jù)要發(fā)送的消息數(shù)據(jù)進(jìn)行改變的一種設(shè)備。如本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識到的，這些MOSFET能利用任何電子開關(guān)(固態(tài)繼電器、電-機(jī)械繼電器、J-FET、晶體管等)來替代并且在其中上行鏈路與下行鏈路消息由微控制器接收并轉(zhuǎn)發(fā)的實(shí)施例中能一起被省略，這是因?yàn)槲⒖刂破鞯妮敵龉苣_的輸出阻抗根據(jù)它是在輸出電壓高還是在輸出電壓低而變化。因此，例如，單元電池監(jiān)視設(shè)備CMi-1中微控制器的輸出管腳能直接連接到單元電池監(jiān)視設(shè)備CMi中的分壓器41。然而，這樣的實(shí)施例不是優(yōu)選的，這是因?yàn)榧拥较噜弳卧姵乇O(jiān)視設(shè)備的輸出管腳上的電壓能損壞此微控制器。
在上面的實(shí)施例中，每個(gè)單元電池監(jiān)視設(shè)備CMi具有微控制器31，用于從中央蓄電池組監(jiān)視系統(tǒng)3中接收消息、用于分析來自各個(gè)檢測器的數(shù)據(jù)并用于通過通信鏈路9將數(shù)據(jù)發(fā)回給中央蓄電池組監(jiān)視系統(tǒng)3。圖8示意地表示不使用微控制器31的第二實(shí)施例的可選擇單元電池監(jiān)視設(shè)備CMi。
特別地，如圖8所示，每個(gè)單元電池監(jiān)視設(shè)備CMi包括從單元電池電壓檢測器35與溫度檢測器37中接收檢測器信號并在線路73上輸出根據(jù)接收的檢測器信號變化的信號的信號發(fā)生器71。此信號發(fā)生器71可以包括輸出其頻率根據(jù)例如從單元電池電壓檢測器35中輸入的電壓而變化的交流信號的壓控振蕩器。
從信號發(fā)生器71輸出的信號提供給其阻抗根據(jù)從信號發(fā)生器71輸出的信號而變化的可變阻抗設(shè)備77?？勺冏杩乖O(shè)備77的阻抗變化利用單元電池監(jiān)視設(shè)備CMi進(jìn)行檢測，從而再生信號發(fā)生器71發(fā)送的信號。為了能從單元電池監(jiān)視設(shè)備CMi+1中接收消息以便傳回給中央蓄電池組監(jiān)視系統(tǒng)3，如圖8所示，每個(gè)單元電池監(jiān)視設(shè)備CMi也包括阻抗監(jiān)視器78，此監(jiān)視器檢測它從中再生從單元電池監(jiān)視設(shè)備CMi+1中發(fā)送的消息的單元電池監(jiān)視設(shè)備CMi+1中可變阻抗設(shè)備77的阻抗變化。此再生的消息隨后通過線路79提供給可變阻抗設(shè)備77，以便繼續(xù)傳輸給單元電池監(jiān)視設(shè)備CMi-1。與第一實(shí)施例中一樣，每個(gè)單元電池監(jiān)視設(shè)備CMi由它正在監(jiān)視的單元電池Ci供電，這利用分別連接到輸入端74與76的連接Ci+與Ci-表示在圖8中。
在上面的實(shí)施例中，所述系統(tǒng)是蓄電池組監(jiān)視系統(tǒng)，圖9示意地表示第三實(shí)施例，這是用于控制工業(yè)蓄電池組的單元電池的控制系統(tǒng)。如圖所示，除了中央蓄電池組監(jiān)視系統(tǒng)3現(xiàn)在是中央蓄電池組控制系統(tǒng)80和單元電池監(jiān)視設(shè)備CMi現(xiàn)在是蓄電池組單元電池控制設(shè)備CCi之外，此控制系統(tǒng)具有類似于圖1所示的蓄電池組監(jiān)視系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。與圖1的監(jiān)視系統(tǒng)中一樣，中央蓄電池組控制系統(tǒng)80通過通信鏈路9與每個(gè)單元電池控制設(shè)備CCi通信。
圖10示意地表示圖9中所示的蓄電池組單元電池控制設(shè)備CCi之一。每個(gè)單元電池控制設(shè)備CCi用于控制相應(yīng)的蓄電池組單元電池Ci中酸與水的配比，以響應(yīng)從中央蓄電池組控制系統(tǒng)80中接收的合適的控制信號。與第一實(shí)施例中一樣，每個(gè)單元電池控制設(shè)備CCi由它將控制的單元電池供電，如利用分另加到輸入電源端子81與83的輸入Ci+與Ci-所示。在此實(shí)施例中，每個(gè)單元電池控制設(shè)備CCi安排為從中央蓄電池組控制系統(tǒng)(未示出)中接收消息，但不發(fā)回消息。因此，在此實(shí)施例中只要求單線通信鏈路9。在操作中，單元電池控制設(shè)備CCi-1的輸出阻抗的變化由從中再生上行鏈路消息數(shù)據(jù)的阻抗檢測器78來檢測。在此實(shí)施例中，不在線連接微控制器91。換句話說，再生的上行鏈路消息數(shù)據(jù)不由微控制器91進(jìn)行解碼和隨后進(jìn)行再生以便往前傳輸。相反地，阻抗監(jiān)視器78再生的上行鏈路消息數(shù)據(jù)直接用于改變可變阻抗設(shè)備77的阻抗，以便將上行鏈路消息數(shù)據(jù)發(fā)送到下一單元電池控制設(shè)備CCi+1上。微控制器91監(jiān)視利用連接93接收的消息并在接收的信號是傳送給它的信號時(shí)輸出合適的控制信號到輸出端95與97。輸出到端子95與97的控制信號用于分別控制電子管99與101的位置，以控制從水容器103與酸容器105加到蓄電池組單元電池Ci的水與酸的量。微控制器91結(jié)合從電解質(zhì)容量/PH檢測器39接收的檢測器信號確定要增加的水與酸的量。如本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識到的，不使微控制器91在線的優(yōu)點(diǎn)是利用最小的延遲沿通信鏈路9發(fā)送消息。然而，缺點(diǎn)是在這些消息從一個(gè)單元電池控制設(shè)備傳送到下一設(shè)備并且不對在相鄰單元電池控制設(shè)備之間發(fā)送的消息數(shù)據(jù)執(zhí)行糾錯(cuò)時(shí)此系統(tǒng)變得易于受電壓變換的失同步引起的差錯(cuò)的影響。
在上面的實(shí)施例中，提供總體監(jiān)視或控制系統(tǒng)的中央蓄電池組監(jiān)視系統(tǒng)或中央蓄電池組控制系統(tǒng)。圖11示意地表示能用于組合的蓄電池組控制與監(jiān)視系統(tǒng)中的單元電池監(jiān)視與控制設(shè)備CM&Ci，其中沒有中央蓄電池組監(jiān)視與控制系統(tǒng)，并且其中每個(gè)單元電池監(jiān)視與控制設(shè)備CM&Ci直接和其他的單元電池監(jiān)視與控制設(shè)備通信。如其他實(shí)施例中一樣，每個(gè)單元電池監(jiān)視與控制設(shè)備CM&Ci由它正在監(jiān)視與控制的單元電池供電，如利用分別加到輸入端115與117上的輸入Ci+與Ci-所示。如圖11所示，每個(gè)單元電池監(jiān)視與控制設(shè)備CM&Ci包括微控制器11，此微控制器從溫度檢測器37中接收檢測器數(shù)據(jù)并輸出控制數(shù)據(jù)到輸出端113，以便例如控制安裝在相應(yīng)單元電池Ci上的液晶顯示器(未示出)。
在此實(shí)施例中，上行鏈路數(shù)據(jù)由阻抗監(jiān)視器78a再生并隨后傳送給可變阻抗設(shè)備77a，以便向前傳輸給單元電池監(jiān)視與控制設(shè)備CM&Ci+1。同樣地，下行鏈路消息數(shù)據(jù)由阻抗監(jiān)視器78b再生并傳送給單元電池監(jiān)視與控制設(shè)備CM&Ci-1。如圖所示，在此實(shí)施例中，微控制器111利用連接123與125脫機(jī)連接到上行鏈路與下行鏈路，以便每個(gè)單元電池監(jiān)視與控制設(shè)備CM&Ci能從其他的單元電池監(jiān)視與控制設(shè)備中接收數(shù)據(jù)并發(fā)送數(shù)據(jù)給其他的單元電池監(jiān)視與控制設(shè)備。
現(xiàn)在將描述能對上述實(shí)施例進(jìn)行的各種修改。
在第一實(shí)施例中，單元電池監(jiān)視設(shè)備用于監(jiān)視蓄電池組的每個(gè)單元電池。在較便宜的實(shí)施例中，每個(gè)單元電池監(jiān)視設(shè)備CMi能用于監(jiān)視兩個(gè)或多個(gè)串聯(lián)連接的蓄電池組單元電池C1。
在上述實(shí)施例中，串聯(lián)連接這些單元電池。有可能以串-并或梯形結(jié)構(gòu)連接蓄電池組單元電池Ci。圖12表示這樣的蓄電池組單元電池的互連，其中單元電池Cia與單元電池Cib并聯(lián)連接，并且并聯(lián)組合CiB與Cib串聯(lián)連接，其中i=1-n。在圖12所示的結(jié)構(gòu)中，單個(gè)單元電池監(jiān)視設(shè)備CMi用于監(jiān)視每個(gè)蓄電池組單元電池并且通信鏈路9將CMia連接到CMib并將CMib連接到CMi+ia，等等。可選擇地，單個(gè)單元電池監(jiān)視設(shè)備能用于監(jiān)視蓄電池組單元電池Cia與Cib的每個(gè)并聯(lián)組合。另外，能并聯(lián)連接多于兩個(gè)的蓄電池組單元電池。
在上面的實(shí)施例中，在通信鏈路9的零伏基準(zhǔn)電壓端提供中央蓄電池組監(jiān)視和/或控制系統(tǒng)?？蛇x擇地，中央蓄電池組監(jiān)視和/和控制系統(tǒng)能連接在通信鏈路9的高基準(zhǔn)電壓端上。還可選擇地，中央蓄電池組監(jiān)視和/或控制系統(tǒng)能連接在兩端上，從而形成環(huán)行通信路徑，在此路徑中通過單元電池監(jiān)視/控制設(shè)備在一個(gè)方向中發(fā)送消息給蓄電池組監(jiān)視/控制系統(tǒng)和從此系統(tǒng)中接收消息。因此，根據(jù)沿通信鏈路9向上還是向下發(fā)送消息，每個(gè)單元電池監(jiān)視/控制設(shè)備只需要上行或下行鏈路。
在上述實(shí)施例中，通信鏈路9包括一條或兩條布線。如本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識到的，通信鏈路9可以包括任意數(shù)量的布線，沿這些布線能并行發(fā)送數(shù)據(jù)。
在上面的實(shí)施例中，提供單獨(dú)的中央蓄電池組監(jiān)視系統(tǒng)或中央蓄電池組控制系統(tǒng)。在可選擇的實(shí)施例中，組合的蓄電池組監(jiān)視與控制系統(tǒng)能用于監(jiān)視與控制此蓄電池組。
在上述實(shí)施例中，由中央蓄電池組監(jiān)視和/或控制系統(tǒng)監(jiān)視和/或控制包括多個(gè)蓄電池組單元電池的單個(gè)蓄電池組。圖13表示一個(gè)可選擇實(shí)施例，其中提供多個(gè)蓄電池組Bi，并且其中每個(gè)蓄電池組Bi由通過數(shù)據(jù)總線153與遠(yuǎn)端操作者的終端151通信的它自己的中央蓄電池組監(jiān)視系統(tǒng)BMi來監(jiān)視。此數(shù)據(jù)總線153可以是專用數(shù)據(jù)鏈路或能是公用電話交換機(jī)。在操作中，每個(gè)中央蓄電池組監(jiān)視系統(tǒng)BMi監(jiān)視相應(yīng)的蓄電池組Bi并將其狀態(tài)報(bào)告給遠(yuǎn)端操作者的終端151，其中由人類操作者監(jiān)視每個(gè)蓄電池組的情況。也能提供類似的系統(tǒng)來控制或監(jiān)視與控制多個(gè)蓄電池組。
在上面的實(shí)施例中，單元電池信令設(shè)備以菊花鏈結(jié)構(gòu)串聯(lián)連接，而每個(gè)單元電池信令設(shè)備在串行通信鏈路中的位置對應(yīng)于在蓄電池組單元電池的串聯(lián)連接中給此單元電池信令設(shè)備供電的單元電池的位置，這不是必要的。這些單元電池信令設(shè)備能相對蓄電池組單元電池的串聯(lián)連接以任意串聯(lián)結(jié)構(gòu)進(jìn)行連接，這是因?yàn)镸OSFET開關(guān)Q1與Q2以相同方式操作而不管加在其漏極與源極上的電壓負(fù)載如何。然而，在這種情況中，每個(gè)單元電池監(jiān)視/控制設(shè)備中電阻Ra-Rf的值將是不同的，并且將選擇這些電阻值，以提供涉及通信鏈路中相鄰單元電池監(jiān)視設(shè)備之間電壓差的必需的分壓。
在上面的實(shí)施例中，提供獨(dú)立的通信線路9用于串聯(lián)連接單元電池信令設(shè)備。圖14表示一個(gè)實(shí)施例，其中使用用于串聯(lián)連接蓄電池組單元電池的連接來在相鄰單元電池監(jiān)視設(shè)備CMi之間提供通信鏈路。如圖所示，每個(gè)單元電池監(jiān)視設(shè)備CMi包括微控制器31，用于控制單元電池監(jiān)視設(shè)備CMi的操作并用于分析從蓄電池組單元電池檢測器33中接收的檢測器數(shù)據(jù)(這例如能檢測監(jiān)視的單元電池與其相鄰單元電池之間的電壓降、監(jiān)視的單元電池上的本地溫度、監(jiān)視的蓄電池組單元電池的電解質(zhì)容量/PH等)；頻率電壓變換器，用于將從中央蓄電池組監(jiān)視單元3接收的數(shù)據(jù)變換為合適的數(shù)據(jù)脈沖，以便發(fā)送給微控制器31；電壓-頻率變換器37，用于將從微控制器31中發(fā)送的數(shù)據(jù)變換為適于發(fā)回此中央蓄電池組監(jiān)視單元3的信號。如圖14所示，每個(gè)單元電池監(jiān)視設(shè)備CMi的頻率-電壓變換器35與電壓-頻率變換器37連接在給此單元電池監(jiān)視設(shè)備CMi供電的蓄電池組單元電池Ci的電源輸入端Ci-與Ci+上。
在操作中，微控制器31分析從檢測器33輸入的數(shù)據(jù)并監(jiān)視故障情況而且通過電壓-頻率變換器37、連接器9和任何中間單元電池監(jiān)視設(shè)備報(bào)告給中央蓄電池組監(jiān)視系統(tǒng)3。在此實(shí)施例中，由微控制器31輸出給電壓-頻率變換器37的數(shù)據(jù)用于調(diào)制輸出給連接器9的載波信號的頻率。在此實(shí)施例中，選擇使用的載波信號的中心頻率，以使電解質(zhì)對發(fā)送的信號呈現(xiàn)非常高的阻抗，以致這些信號從一個(gè)單元電池監(jiān)視設(shè)備傳送給下一單元電池監(jiān)視設(shè)備而不穿過電解質(zhì)。在此實(shí)施例中，使用具有無線電頻率范圍中的頻率的載波信號。
以類似的方式，由中央蓄電池組監(jiān)視系統(tǒng)3發(fā)送的信號由頻率-電壓變換器35接收與解調(diào)并隨后將解調(diào)的數(shù)據(jù)傳送給微控制器31。如果來自中央蓄電池組監(jiān)視系統(tǒng)3的消息不是發(fā)送給那個(gè)單元電池監(jiān)視設(shè)備，則微控制器重復(fù)將此數(shù)據(jù)輸出給電壓-頻率變換器37，此變換器37再生調(diào)制的載波信號以便向前傳輸給下一單元電池監(jiān)視設(shè)備。
為了給單元電池監(jiān)視設(shè)備CMi供電，單元電池Ci的正端Ci+與負(fù)端Ci-連接到DC-DC變換器57的輸入端，此變換器57相對單元電池Ci的地(這等于單元電池Ci的負(fù)端Ci-的電壓電位)生成電壓VCCi，此電壓用于給微控制器31、頻率-電壓變換器35和電壓-頻率變換器37供電。
每個(gè)單元電池監(jiān)視設(shè)備執(zhí)行的檢測和中央蓄電池組監(jiān)視單元執(zhí)行的處理的更具體描述能在申請人的早期國際申請WO98/32181中找到，此國際申請的內(nèi)容引入在此作為參考。
如本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識到的，此實(shí)施例中所述的單元電池監(jiān)視系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是中央監(jiān)視單元3與每個(gè)單元電池監(jiān)視設(shè)備CMi之間的通信使用串聯(lián)連接蓄電池組單元電池的現(xiàn)有銅線來實(shí)現(xiàn)。在申請人的早期國際申請WO98/32181中，要求一條或多條獨(dú)立的布線來提供將單元電池監(jiān)視設(shè)備CMi連接到中央蓄電池組監(jiān)視單元3的獨(dú)立通信鏈路。利用上述的實(shí)施例，雖然在每個(gè)監(jiān)視設(shè)備中要求信號調(diào)制器與解調(diào)器，但不需要這些附加的布線。
現(xiàn)在將描述以類似于上面實(shí)施例的方式操作的許多可選擇實(shí)施例。因此，這些可選擇實(shí)施例的描述將限于不同于第一實(shí)施例的特性。
在上面的實(shí)施例中，根據(jù)要由單元電池監(jiān)視設(shè)備發(fā)送的數(shù)據(jù)調(diào)制載波信號的頻率。在一個(gè)可選擇實(shí)施例中，能利用數(shù)據(jù)調(diào)制載波電流的相位或幅度。
在上面的實(shí)施例中，由中央蓄電池組監(jiān)視單元3發(fā)送的信號從一個(gè)單元電池監(jiān)視設(shè)備CMi傳送到下一單元電池監(jiān)視設(shè)備，直至由合適的單元電池監(jiān)視設(shè)備接收此消息。同樣地，從一個(gè)單元電池監(jiān)視設(shè)備CMi返回至中央蓄電池組監(jiān)視系統(tǒng)3的通信通過相鄰單元電池的微控制器回到中央蓄電池組監(jiān)視系統(tǒng)3，這是因?yàn)檫x擇使用的載波信號的頻率，以使此信號不通過每個(gè)單元電池的電解質(zhì)。在一個(gè)可選擇實(shí)施例中，有可能使用能穿過每個(gè)蓄電池組單元電池的電解質(zhì)的載波信號頻率。在這樣的實(shí)施例中，無需每個(gè)單元電池監(jiān)視設(shè)備CMi重發(fā)此消息給下一個(gè)單元電池監(jiān)視設(shè)備，這是因?yàn)樗械膯卧姵乇O(jiān)視設(shè)備將同時(shí)從中央蓄電池組監(jiān)視系統(tǒng)中接收通信。因此，每個(gè)單元電池監(jiān)視設(shè)備將只得在拋棄其他通信的同時(shí)監(jiān)聽發(fā)送給它自己的通信并將它自己的數(shù)據(jù)發(fā)回給中央蓄電池組監(jiān)視系統(tǒng)3。
本發(fā)明不利用上述的示例性實(shí)施例進(jìn)行限制，并且各種其他修改與實(shí)施例對于本領(lǐng)域技術(shù)人員將是顯而易見的。
權(quán)利要求
1．用于與多個(gè)串聯(lián)連接的蓄電池組單元電池一起使用的一種信令系統(tǒng)，包括第一與第二單元電池信令設(shè)備，每個(gè)信令設(shè)備利用所述多個(gè)蓄電池組單元電池之中相應(yīng)的一個(gè)或多個(gè)單元電池供電；和通信鏈路，用于將所述第一單元電池信令設(shè)備的輸出端連接到所述第二單元電池信令設(shè)備的輸入端；其特征在于，所述第一單元電池信令設(shè)備包括用于根據(jù)要發(fā)送的信號改變所述輸出端的阻抗的裝置，并且所述第二單元電池信令設(shè)備包括用于通過所述通信鏈路與所述輸入端檢測所述輸出端的阻抗變化并用于輸出根據(jù)檢測的阻抗變化而改變的一個(gè)信號。
2．根據(jù)權(quán)利要求1的信令系統(tǒng)，其中所述輸出端包括一個(gè)開關(guān)，和其中所述第一信令設(shè)備包括用于根據(jù)要發(fā)送的信號斷開與閉合所述開關(guān)的裝置。
3．根據(jù)權(quán)利要求2的信令系統(tǒng)，其中所述開關(guān)包括一個(gè)晶體管。
4．根據(jù)任何一個(gè)前面權(quán)利要求的信令系統(tǒng)，其中所述第二信令設(shè)備包括用于連接到所述輸入端的電壓源，和其中所述檢測裝置包括用于檢測由于所述輸出端的所述阻抗的變化而從所述電壓源中獲取的電流的變化的電流檢測器。
5．根據(jù)權(quán)利要求1-3之中任何一個(gè)權(quán)利要求的信令系統(tǒng)，其中所述第二信令設(shè)備包括用于連接到所述輸入端的電壓源，和其中所述檢測裝置包括分壓器，用于檢測由于所述輸出端的阻抗的變化而引起的所述分壓器上電壓的變化。
6．根據(jù)任何一個(gè)前面權(quán)利要求的信令系統(tǒng)，其中所述第二信令設(shè)備包括輸出端和用于根據(jù)要發(fā)送給另一信令設(shè)備的信號改變所述輸出端的阻抗的裝置。
7．根據(jù)權(quán)利要求6的信令系統(tǒng)，還包括利用所述通信鏈路串聯(lián)連接的多個(gè)所述第二信令設(shè)備。
8．根據(jù)權(quán)利要求7的信令系統(tǒng)，其中所述信令設(shè)備安排為在沿著所述串聯(lián)連接通信鏈路的一個(gè)方向中發(fā)送信號。
9．根據(jù)權(quán)利要求8的信令系統(tǒng)，其中所述通信鏈路包括將一個(gè)信令設(shè)備的輸出端連接到相鄰信令設(shè)備的輸入端的單條布線。
10．根據(jù)權(quán)利要求7的信令系統(tǒng)，其中這樣安排所述信令設(shè)備，以便能在相鄰信令設(shè)備之間在任何一個(gè)方向中發(fā)送信號。
11．根據(jù)權(quán)利要求10的信令系統(tǒng)，其中所述通信鏈路包括兩條或多條布線，至少一條布線用于在一個(gè)方向中發(fā)送信號，并且至少一條布線用于在相鄰信令設(shè)備之間在另一方向中發(fā)送信號。
12．根據(jù)權(quán)利要求10的信令系統(tǒng)，其中所述通信鏈路包括單條布線，和其中這樣安排所述信令設(shè)備，以便只在任何一個(gè)指定時(shí)間上在一個(gè)方向中在相鄰信令設(shè)備之間發(fā)送信號。
13．根據(jù)任何一個(gè)前面權(quán)利要求的信令系統(tǒng)，其中每個(gè)單元電池信令設(shè)備包括可用于從檢測器中接收信號的至少一個(gè)檢測器輸入端，此信號表示將給此單元電池信令設(shè)備供電的單元電池的情況。
14．根據(jù)任何一個(gè)前面權(quán)利要求的信令系統(tǒng)，其中每個(gè)單元電池信令設(shè)備可用于通過所述通信鏈路與可用于總體監(jiān)視這些蓄電池組單元電池的中央蓄電池組監(jiān)視系統(tǒng)通信。
15．根據(jù)權(quán)利要求14的信令系統(tǒng)，其中每個(gè)單元電池信令設(shè)備包括至少一個(gè)檢測器輸入端，可用于從檢測器中接收信號，此信號表示將給此單元電池信令設(shè)備供電的單元電池的情況；和信號發(fā)生器，可用于根據(jù)所述檢測器信號生成此信號并輸出所述生成的信號以便傳輸給所述蓄電池組監(jiān)視系統(tǒng)。
16．根據(jù)權(quán)利要求15的信令系統(tǒng)，其中所述中央蓄電池組監(jiān)視系統(tǒng)可用于依次輪詢所述多個(gè)單元電池信令設(shè)備之中每一個(gè)單元電池信令設(shè)備，和其中在被輪詢時(shí)，每個(gè)單元電池信令設(shè)備可用于通過所述通信鏈路將一個(gè)信號回送給所述中央蓄電池組監(jiān)視系統(tǒng)，此信號表示將給所述單元電池信令設(shè)備供電的單元電池的所述情況。
17．根據(jù)從屬于權(quán)利要求13時(shí)的權(quán)利要求14-16之中任何一個(gè)權(quán)利要求的信令系統(tǒng)，其中所述情況是單元電池電壓，和其中所述中央蓄電池組監(jiān)視系統(tǒng)可用于測量蓄電池組充電與放電電流并通過將所述充電與放電電流和由相應(yīng)的單元電池信令設(shè)備確定的單元電池電壓相關(guān)來計(jì)算每個(gè)蓄電池組單元電池的內(nèi)阻。
18．根據(jù)任何一個(gè)前面權(quán)利要求的信令系統(tǒng)，其中每個(gè)單元電池信令設(shè)備可用于從所述通信鏈路中接收一個(gè)控制信號并包括一個(gè)信號發(fā)生器，此信號發(fā)生器可用于根據(jù)所述接收的控制信號生成一個(gè)啟動信號和輸出所述生成的啟動信號來控制一個(gè)啟動器。
19．根據(jù)權(quán)利要求18的信令系統(tǒng)，其中每個(gè)單元電池信令設(shè)備可用于通過所述通信鏈路與可用于發(fā)送所述控制信號給所述通信鏈路的中央蓄電池組控制系統(tǒng)通信。
20．根據(jù)權(quán)利要求18或19的信令系統(tǒng)，其中每個(gè)單元電池信令設(shè)備包括可用于從電解質(zhì)容量和/或電解質(zhì)PH檢測器中接收一個(gè)信號的檢測器輸入端，此信號表示將給此單元電池信令設(shè)備供電的單元電池的電解質(zhì)容量和/或電解質(zhì)PH，和其中在接收到所述控制信號時(shí)，所述單元電池信號設(shè)備可用于根據(jù)所述檢測器信號輸出一個(gè)啟動信號來控制此單元電池的水與酸的增加，以控制其電解質(zhì)容量和/或其電解質(zhì)PH。
21．根據(jù)任何一個(gè)前面權(quán)利要求的信令系統(tǒng)，其中所述信令設(shè)備包括可用于從所述通信鏈路中接收通信并發(fā)送通信給所述通信鏈路的微控制器。
22．根據(jù)權(quán)利要求21的信令系統(tǒng)，其中每個(gè)微控制器安排為(ⅰ)從所述通信鏈路中接收通信；(ⅱ)確定接收的通信是發(fā)送給它自己還是向前傳輸；和(ⅲ)如果此接收通信是向前傳輸，則再同步此接收通信并輸出再同步的通信以便向前傳輸。
23．根據(jù)任何一個(gè)前面權(quán)利要求的信令系統(tǒng)，其中要發(fā)送的信號包括方波信號。
24．根據(jù)任何一個(gè)前面權(quán)利要求的信令系統(tǒng)，其中每個(gè)單元電池信令設(shè)備包括DC-DC變換器，此變換器可用于變換將給此單元電池信令設(shè)備供電的單元電池的單元電池電壓，以提供給此單元電池信令設(shè)備的部件供電的操作電壓與地電壓。
25．根據(jù)任何一個(gè)前面權(quán)利要求的信令系統(tǒng)，其中所述改變裝置安排為改變所述信令設(shè)備的輸出端的電阻。
26．用于根據(jù)任何一個(gè)前面權(quán)利要求的信令系統(tǒng)中的一種信令設(shè)備，包括輸出端，用于通過通信鏈路連接到相鄰單元電池信令設(shè)備；用于根據(jù)要發(fā)送給所述相鄰信令設(shè)備的信號改變所述輸出端的阻抗的裝置；輸入端，用于從另一相鄰信令設(shè)備中接收信號；和用于通過所述通信鏈路與所述輸入端檢測所述另一相鄰信令設(shè)備的輸出端的阻抗的變化并用于輸出根據(jù)檢測的阻抗變化而改變的一個(gè)信號。
27．用于根據(jù)權(quán)利要求1-25之中任何一個(gè)權(quán)利要求的信令系統(tǒng)中的一種單元電池信令設(shè)備，包括電源輸入端，可連接到將給所述單元電池信令設(shè)備供電的單元電池；輸出端，用于通過所述通信鏈路連接到一個(gè)相鄰單元電池信令設(shè)備；用于根據(jù)要發(fā)送給所述相鄰單元電池信令設(shè)備的信號改變所述輸出端的阻抗的裝置；輸入端，用于從另一相鄰單元電池信令設(shè)備中接收信號；和用于通過所述通信鏈路與所述輸入端檢測所述另一相鄰單元電池信令設(shè)備的輸出端的阻抗的變化并用于輸出根據(jù)檢測的阻抗變化而改變的一個(gè)信號。
28．一種單元電池信令設(shè)備，具有根據(jù)權(quán)利要求1-25之中任何一個(gè)權(quán)利要求的單元電池信號傳送特性。
29．用于根據(jù)權(quán)利要求1-25之中任何一個(gè)權(quán)利要求的信令系統(tǒng)中的一種信號傳送配套元件，包括多個(gè)根據(jù)權(quán)利要求26、27或28的單元電池信令設(shè)備。
30．根據(jù)權(quán)利要求29的信號傳送配套元件，還包括用于串聯(lián)連接所述多個(gè)單元電池信令設(shè)備的通信鏈路。
31．與多個(gè)串聯(lián)連接的蓄電池組單元電池組合的根據(jù)權(quán)利要求1-25之中任何一個(gè)權(quán)利要求的信令系統(tǒng)，其中一個(gè)或多個(gè)所述蓄電池組單元電池連接到相應(yīng)的一個(gè)所述單元電池信令設(shè)備，用于給所述單元電池信令設(shè)備供電。
32．與蓄電池組單元電池組合的根據(jù)權(quán)利要求27或28的單元電池信令設(shè)備，其中所述蓄電池組單元電池的端子可連接到所述單元電池信令設(shè)備。
33．用于在多個(gè)串聯(lián)連接的蓄電池組單元電池之間傳送信令的一種信令傳送方法，此方法包括以下步驟提供第一與第二單元電池信令設(shè)備，每個(gè)設(shè)備由相應(yīng)的一個(gè)或多個(gè)所述蓄電池組單元電池供電；提供通信鏈路，用于將所述第一單元電池信令設(shè)備的輸出端連接到所述第二單元電池信令設(shè)備的輸入端；利用以下步驟從所述第一單元電池信令設(shè)備中發(fā)送一個(gè)信號給所述第二單元電池信令設(shè)備ⅰ)根據(jù)要發(fā)送的信號改變所述輸出端的阻抗；ⅱ)通過所述通信鏈路與所述輸入端檢測所述輸出端的阻抗的變化；和ⅲ)輸出根據(jù)檢測的阻抗變化而改變的一個(gè)信號。
34．用于與均操作在不同的基準(zhǔn)電壓上的多個(gè)系統(tǒng)一起使用的一種信令系統(tǒng)，包括第一與第二信令設(shè)備，每個(gè)設(shè)備由所述多個(gè)系統(tǒng)之中相應(yīng)的一個(gè)或多個(gè)系統(tǒng)供電；和通信鏈路，用于將所述第一信令設(shè)備的輸出端連接到所述第二信令設(shè)備的輸入端；其特征在于，所述第一信令設(shè)備包括用于根據(jù)要發(fā)送的信號改變所述輸出端的阻抗的裝置，和所述第二信令設(shè)備包括用于通過所述通信鏈路與所述輸入端檢測所述輸出端的阻抗的變化并用于輸出根據(jù)檢測的阻抗變化而改變的一個(gè)信號的裝置。
35．一種蓄電池組，包括多個(gè)蓄電池組單元電池；連接器，用于串聯(lián)連接所述多個(gè)蓄電池組單元電池；和多個(gè)單元電池信令設(shè)備，每個(gè)設(shè)備由所述多個(gè)蓄電池組單元電池之中相應(yīng)的一個(gè)或多個(gè)單元電池供電；其中每個(gè)單元電池信令設(shè)備包括可連接到將給此單元電池信令設(shè)備供電的單元電池的電源輸入端和用于通過所述電源輸入端發(fā)送信號給所述連接器的連接在所述電源輸入端上的通信發(fā)射機(jī)。
36．根據(jù)權(quán)利要求35的蓄電池組，其中每個(gè)單元電池信令設(shè)備還包括在所述并行輸入端上與所述通信發(fā)射機(jī)并聯(lián)連接的通信接收機(jī)，此通信接收機(jī)可用于通過所述電源輸入端從所述連接器中接收通信。
37．一種蓄電池組，包括多個(gè)蓄電池組單元電池；連接器，用于串聯(lián)連接所述多個(gè)蓄電池組單元電池；和多個(gè)單元電池信令設(shè)備，每個(gè)設(shè)備由所述多個(gè)蓄電池組單元電池之中相應(yīng)的一個(gè)或多個(gè)單元電池供電；其中每個(gè)單元電池信令設(shè)備包括連接到給此單元電池信令設(shè)備供電的單元電池的電源輸入端和用于通過所述電源輸入端從所述連接器中接收通信的連接在所述電源輸入端上的通信接收機(jī)。
38．根據(jù)權(quán)利要求35或36的蓄電池組，其中所述通信發(fā)射機(jī)可用于利用要發(fā)送的數(shù)據(jù)調(diào)制載波信號。
39．根據(jù)權(quán)利要求35、36或38的蓄電池組，其中所述通信發(fā)射機(jī)可用于根據(jù)要發(fā)送的數(shù)據(jù)頻率調(diào)制所述載波信號。
40．根據(jù)權(quán)利要求36或37或從屬于權(quán)利要求36或37的任何一個(gè)權(quán)利要求的蓄電池組，其中每個(gè)通信接收機(jī)可用于解調(diào)從所述連接器中接收的信號以恢復(fù)所述數(shù)據(jù)。
41．根據(jù)權(quán)利要求38-40之中任何一個(gè)權(quán)利要求的蓄電池組，其中根據(jù)電池組單元電池的電解質(zhì)選擇所述載波信號的頻率，以使所發(fā)送的載波信號不能穿過此電解質(zhì)。
42．根據(jù)權(quán)利要求35或從屬于權(quán)利要求35的任何一個(gè)權(quán)利要求的蓄電池組，其中每個(gè)單元電池信令設(shè)備包括可用于從檢測器中接收信號的至少一個(gè)檢測器輸入端，此信號表示將給此單元電池信令設(shè)備供電的單元電池的情況。
43．根據(jù)權(quán)利要求35-42之中任何一個(gè)權(quán)利要求的蓄電池組，還包括用于總體監(jiān)視此蓄電池組的中央蓄電池組監(jiān)視系統(tǒng)，和其中每個(gè)所述單元電池信令設(shè)備可用于通過所述連接器與所述中央蓄電池組監(jiān)視系統(tǒng)通信。
44．根據(jù)權(quán)利要求43的蓄電池組，其中所述中央蓄電池組監(jiān)視系統(tǒng)可用于依次輪詢所述多個(gè)單元電池信令設(shè)備之中每一個(gè)傳送設(shè)備，每個(gè)單元電池信令設(shè)備可用于通過所述連接器回送一個(gè)信號給所述中央蓄電池組監(jiān)視系統(tǒng)，此信號表示將給所述單元電池信令設(shè)備供電的單元電池的情況。
45．根據(jù)權(quán)利要求35-44之中任何一個(gè)權(quán)利要求的蓄電池組，其中每個(gè)單元電池信令設(shè)備包括可用于從所述連接器中接收通信并可用于發(fā)送通信給所述連接器的微控制器。
46．用于根據(jù)權(quán)利要求35-45之中任何一個(gè)權(quán)利要求的蓄電池組中的一種單元電池信令設(shè)備，包括電源輸入端，可連接到將給所述單元電池信令設(shè)備供電的單元電池；和通信發(fā)射機(jī)，連接在所述電源輸入端上，用于通過所述電源輸入端發(fā)送信號給通信鏈路。
47．根據(jù)權(quán)利要求46的單元電池信令設(shè)備，還包括在所述電源輸入端上與所述通信發(fā)射機(jī)并聯(lián)連接的通信接收機(jī)，此通信接收機(jī)可用于通過所述電源輸入端從通信鏈路中接收通信。
48．用于根據(jù)權(quán)利要求35-45之中任何一個(gè)權(quán)利要求的信令系統(tǒng)中的一種單元電池信令設(shè)備，包括電源輸入端，可連接到將給所述單元電池信令設(shè)備供電的單元電池；和連接在所述電源輸入端上的通信接收機(jī)，用于通過所述電源輸入端從通信鏈路中接收通信。
49．與蓄電池組單元電池組合的根據(jù)權(quán)利要求46-48之中任何一個(gè)權(quán)利要求的單元電池信令設(shè)備，其中所述蓄電池組單元電池的端子可連接到所述單元電池信令設(shè)備的電源輸入端。
50．用于在多個(gè)串聯(lián)連接的蓄電池組單元電池之間傳送信令的一種信令傳送方法，此方法包括以下步驟提供多個(gè)單元電池信令設(shè)備，每個(gè)設(shè)備利用所述多個(gè)蓄電池組單元電池之中相應(yīng)的一個(gè)或多個(gè)單元電池供電；通過連接到將給此單元電池信令設(shè)備供電的單元電池的電源輸入端給此單元電池信令設(shè)備供電；和通過所述電源輸入端傳送信令給所述單元電池信令設(shè)備或從所述單元電池信令設(shè)備中發(fā)送信令。
全文摘要
提供能用于監(jiān)視和/或控制具有許多串聯(lián)的蓄電池組單元電池的蓄電池組的一種蓄電池組信令系統(tǒng)。當(dāng)用于監(jiān)視蓄電池組單元電池時(shí),此蓄電池組信令系統(tǒng)能包括用于總體監(jiān)視工業(yè)用蓄電池組的中央蓄電池組監(jiān)視系統(tǒng)、用于監(jiān)視一個(gè)或多個(gè)蓄電池組單元電池的許多單元電池監(jiān)視設(shè)備和用于以菊花鏈結(jié)構(gòu)將這些單元電池監(jiān)視設(shè)備串聯(lián)連接到此中央蓄電池組監(jiān)視系統(tǒng)的通信鏈路。在操作中,此中央蓄電池組監(jiān)視系統(tǒng)能依次輪詢每個(gè)單元電池監(jiān)視設(shè)備并能分析從輪詢的單元電池監(jiān)視設(shè)備中接收的數(shù)據(jù),以檢測故障和/或運(yùn)作不佳的蓄電池組單元電池。
文檔編號G01R27/02GK1319189SQ99811170
公開日2001年10月24日 申請日期1999年7月21日 優(yōu)先權(quán)日1998年7月21日
發(fā)明者S·普奇爾努 申請人:梅特里克斯有限公司