发明创造名称:电池管理系统
外观设计名称:
决定号:198389
决定日:2019-12-25
委内编号:1F279189
优先权日:
申请(专利)号:201510684205.0
申请日:2015-10-19
复审请求人:国网河南省电力公司电力科学研究院
无效请求人:
授权公告日:
审定公告日:
专利权人:
主审员:周亚娜
合议组组长:王思睿
参审员:林静
国际分类号:H02J7/00,H01M10/42,H01M10/48
外观设计分类号:
法律依据:专利法第22条第3款
决定要点
:如果一项权利要求相对于作为最接近现有技术的对比文件具有区别特征,该区别特征部分为本领域的公知常识、部分被其他对比文件公开且具有结合的启示,则该权利要求相对于上述对比文件及本领域公知常识的结合不具备创造性。
全文:
本复审请求涉及申请号为201510684205.0,名称为“电池管理系统”的发明专利申请(下称本申请)。申请人为国网河南省电力公司电力科学研究院。本申请的申请日为2015年10月19日,公开日为2016年02月24日。
经实质审查,国家知识产权局实质审查部门于2019年01月14日发出驳回决定,驳回了本申请,其理由是:权利要求1-6不符合专利法第22条第3款的规定。驳回决定所依据的文本为:申请日提交的说明书摘要及摘要附图、说明书及说明书附图;2018年04月24日提交的权利要求第1-6项。驳回决定所针对的权利要求书如下:
“1. 一种电池管理系统,其特征在于,电池管理系统包括CPU、电池温度采集单元、电池电压采集单元、电池电流采集单元、电池保护单元、热量管理控制单元、模块电压采集单元以及电子开关单元;所述电池温度采集单元、电池电压采集单元、电池电流采集单元均分别与CPU和电池组连接,所述电池组经电子开关单元与模块电压采集单元连接,所述模块电压采集单元与CPU连接,所述CPU分别与热量管理控制单元和电池保护单元连接,所述电池保护单元与所述电池组连接;电池管理系统还包括无线通讯模块、报警单元和连接PC机端的CAN通讯接口,所述CAN通讯接口、报警单元和无线通讯模块分别与CPU连接;
管理系统分为硬件电路和软件系统两部分,其中硬件部分是按功能分成充电机主电路、放电机主电路、充放电机主电路的控制电路及以CPU单元构成的监控回路;软件系统包括充放电工况的自动转换、对电池单节电压的检测、对充电电流进行控制的功能,电池监控管理系统通过检测回路或检测元件检测标称电池工作状态的电压、电流、温度参数,提供给系统软件进行分析判断,再下达命令给控制电路部分来调整电池的工作状态;
a、状态参量检测电路:包括电压、电流、温度测量电路;
b、控制板电路:控制板上设置单片机,主要完成采集数据的处理和有关接口的管理;
c、监控软件系统:监控软件系统由参数预置、数据采集及实时显示、数据处理功能组成,包括充电控制、放电控制、故障诊断及排除、保护及报警、历史记录查询功能模块。
2. 如权利要求1所述的电池管理系统,其特征在于,电池管理系统的电池电压信号采集方式为通过电阻分压将电池组的单体电压转换成共地电压信号,假设对于每一组电压测量的相对误差为 ,实际真实值为,测量值为,单体电池电压为,则通过计算得到测量的单体电压值为:
。
3. 如权利要求2所述的电池管理系统,其特征在于,电池系统的电流信号采集方式为使用采样电阻,电池组充电时,充电电流为,通过功率电阻R1产生压降V1,经过正向放大器到ADC采样端口,电池组放电时,放电电流,通过功率电阻产生压降为负值,经过反向放大器到ADC采样端口。
4. 如权利要求3所述的电池管理系统,其特征在于,电池管理系统的电池温度信号采集使用数字温度传感器,数字温度传感器内部包含温度传感器,A/D转换器,信号处理器,多路选择器,中央控制器,随机存储器和只读存储器。
5. 如权利要求4所述的电池管理系统,其特征在于,电池的计算参量包括SOC和内阻、实际容量计算;
SOC是电池使用一段时间或长期搁置不用后的剩余容量与其完全充电状态的容量的比值:
剩余容量=额定容量-净放电量-自放电量-温度补偿容量;
电池无负载时,电池的端电压为E,外部连接的电阻负载为RL,负载电流为I,负载电压为E2,电池内阻为R0,在负载电阻已知的情况下,根据电池电压与负载电压的测量,估算电池的内阻,首先,将供电开关打开,利用高输入阻抗的电压计,测得开路电压为E,再将供电开关闭合,测得负载电压为,而电流计测得的负载电流为I,则由下式求得内部电阻值:
由于,则可得,
电池容量与内电阻的关系如下:
;
上式中C表示待估计的电容量,E为端电压,R0为内电阻,const为常数,为系数。
6. 如权利要求5所述的电池管理系统,其特征在于,电池保护单元包括:电源特征采样模块,偏置电压发生模块,休眠控制模块,时延模块,基准电压发生模块,过压和欠压检测模块,过流和短路检测模块,逻辑控制模块,电平转换模块,驱动模块,以及辅助模块;
电源特征采样模块生成用于判断各节电池过压、欠压错误状态的特征电压,特征电压与基准电压发生模块的输出电压进行比较;
偏置电压发生模块用于产生一系列偏置电压,完成对内部电路的偏置设置;
休眠控制模块完成芯片进入休眠模式与重新启动的控制;
时延模块生成逻辑控制电路在对电池的过压、欠压、过流和短路错误进行逻辑分析的时候的延迟,由振荡器电路和延时控制电路组成;
基准电压发生模块生成进行过压、过压回滞、欠压、过流和短路判断时各节电池所需要的基准电压,这些基准电压将与电源特征采样模块输出的特征电压,和电流采样电压进行比较,其结果作为判断电池工作状态的依据;
过压和欠压检测模块完成特征电压与基准电压的比较;
过流和短路检测模块完成过流和短路采样电压与基准电压的比较;
逻辑控制模块完成对检测模块输出结果的逻辑分析,以确定各节电池的工作状态;
电平转换模块完成检测模块输出结果的电平转换,使之适合作为数字电路的输入;同时,完成逻辑控制模块输出结果的电平转换,使之适合作为驱动模块的输入;
驱动模块将根据输入信号来完成控制信号的输出,开启和关断外接MOSFET;
辅助模块包括逆偏电压保护电路和过温保护电路;
在工作时,基准电压发生模块的输出电压,与电源特征采样模块的输出电压同时送入到两个检测模块中进行电压的比较,比较的结果经过电平转换模块处理后送入逻辑控制模块,再经过逻辑判断和延时的处理,得到外接MOSFET需要的控制信号,这个控制信号由逻辑控制模块送入电平转换模块处理后,再经过驱动模块来执行最后的控制动作;
逻辑控制模块还控制着休眠控制模块,当电池电压低于电池所允许的最低电压时,休眠控制模块驱动整个芯片进入休眠模式。”
驳回决定中引用了以下对比文件:
对比文件2:“基于MC9S12DP512与CAN总线的电池管理系统研究与设计”,胡建红,中国优秀硕士学位论文全文数据库工程科技Ⅱ辑,2008年第06期,2008年06月15日;
对比文件3:“基于ARM的电池管理系统设计与实现”,潘鸿天,中国优秀硕士学位论文全文数据库工程科技Ⅱ辑,2014年第07期,2014年07月15日;
对比文件4:“基于DSP的电池充电系统研究”,姚爱娣,中国优秀硕士学位论文全文数据库工程科技Ⅱ辑,2006年第08期,2006年08月15日;
对比文件5:“一款四节锂离子电池保护IC的研究”,王觅,万方学位论文,2007年11月12日。
驳回决定中认为:权利要求1相对于对比文件2与本领域公知常识的结合不具备创造性;权利要求2-4的附加技术特征被对比文件3公开且具有结合的启示,权利要求5的附加技术特征部分被对比文件2公开、部分被对比文件4公开且具有结合启示,权利要求6的附加技术特征被对比文件5公开且具有结合启示,因此都不具备创造性。
申请人(下称复审请求人)对上述驳回决定不服,于2019年04月12日向国家知识产权局提出了复审请求,未修改申请文件。复审请求人认为:对比文件2公开的内容为监控电池的状态,以及监控电池的优点,却并没有公开如何实现监控电池的技术方案以及如何通过软硬件结合使得监控电池的方案更加清晰、控制更加精准等等。本申请的硬件部分和软件部分的密切配合,完成对电池充放电的监测、对电流、电压温度的监测并通过这些数据调整电池的工作状态,能够保证电池各种工况下按照最合适的方案运行,保证电池的使用寿命。特别是对电池单节电压的检测,在实际应用中,电池往往是多个串联的,这样在充放电时会发生不均衡现象,导致某些电池容量损失,寿命较短。当一组电池中的某个单体或者几个单体损坏,电池应用客户往往无法判断是哪个电池单体发生故障,因此只能一整组电池更换,从而引起大量的浪费,通过自动对电池单节电压的检测,可以精确更换电池,避免多余的浪费。因此,本申请具备创造性。
经形式审查合格,国家知识产权局于2019年04月24日依法受理了该复审请求,并将其转送至原审查部门进行前置审查。
原审查部门在前置审查意见书中认为,复审请求人的意见没有说服力,因而坚持原驳回决定。
随后,国家知识产权局成立合议组对本案进行审理。
合议组于2019年10月09日向复审请求人发出复审通知书,指出:权利要求1相对于对比文件2与本领域公知常识的结合不具备创造性;权利要求2-4的附加技术特征被对比文件3公开且具有结合的启示,权利要求5的附加技术特征部分被对比文件2公开、部分被对比文件4公开且具有结合启示,权利要求6的附加技术特征被对比文件5公开且具有结合启示,因此都不具备创造性。关于复审请求人的意见,复审通知书中指出:复审请求人主张的硬件部分和软件部分的密切配合及其所能达到的效果均是本领域技术人员在对比文件2公开的具体内容的基础上结合本领域公知常识容易得到;对比文件2所公开内容给出了电池管理系统的软硬件通常功能的技术启示;复审请求人的理由不具有说服力。
复审请求人于2019年11月22日提交了意见陈述书,同时提交了权利要求书的全文替换页(共1项权利要求),其中对原权利要求书所作修改为:将原从属权利要求2-6并入原独立权利要求1。复审请求人认为本申请与对比文件相比存在显著进步。复审请求人提交的权利要求书如下:
“1. 一种电池管理系统,其特征在于,电池管理系统包括CPU、电池温度采集单元、电池电压采集单元、电池电流采集单元、电池保护单元、热量管理控制单元、模块电压采集单元以及电子开关单元;所述电池温度采集单元、电池电压采集单元、电池电流采集单元均分别与CPU和电池组连接,所述电池组经电子开关单元与模块电压采集单元连接,所述模块电压采集单元与CPU连接,所述CPU分别与热量管理控制单元和电池保护单元连接,所述电池保护单元与所述电池组连接;电池管理系统还包括无线通讯模块、报警单元和连接PC机端的CAN通讯接口,所述CAN通讯接口、报警单元和无线通讯模块分别与CPU连接;
管理系统分为硬件电路和软件系统两部分,其中硬件部分是按功能分成充电机主电路、放电机主电路、充放电机主电路的控制电路及以CPU单元构成的监控回路;软件系统包括充放电工况的自动转换、对电池单节电压的检测、对充电电流进行控制的功能,电池监控管理系统通过检测回路或检测元件检测标称电池工作状态的电压、电流、温度参数,提供给系统软件进行分析判断,再下达命令给控制电路部分来调整电池的工作状态;
a、状态参量检测电路:包括电压、电流、温度测量电路;
b、控制板电路:控制板上设置单片机,主要完成采集数据的处理和有关接口的管理;
c、监控软件系统:监控软件系统由参数预置、数据采集及实时显示、数据处理功能组成,包括充电控制、放电控制、故障诊断及排除、保护及报警、历史记录查询功能模块;
电池管理系统的电池电压信号采集方式为通过电阻分压将电池组的单体电压转换成共地电压信号,假设对于每一组电压测量的相对误差为λ,实际真实值为Un,测量值为Un′,单体电池电压为VBn,则通过计算得到测量的单体电压值为:
V′Bn=U′n-U′n-1=(Un-Un-1) λ(Un±Un-1)=VBn λ(Un±Un-1);
电池系统的电流信号采集方式为使用采样电阻,电池组充电时,充电电流为Iin,通过功率电阻R1产生压降V1,经过正向放大器到ADC采样端口,电池组放电时,放电电流Iout,通过功率电阻产生压降为负值,经过反向放大器到ADC采样端口;
电池管理系统的电池温度信号采集使用数字温度传感器,数字温度传感器内部包含温度传感器,A/D转换器,信号处理器,多路选择器,中央控制器,随机存储器和只读存储器;
电池的计算参量包括SOC和内阻、实际容量计算;
SOC是电池使用一段时间或长期搁置不用后的剩余容量与其完全充电状态的容量的比值:
剩余容量=额定容量-净放电量-自放电量-温度补偿容量;
电池无负载时,电池的端电压为E,外部连接的电阻负载为RL,负载电流为I,负载电压为E2,电池内阻为R0,在负载电阻已知的情况下,根据电池电压与负载电压的测量,估算电池的内阻,首先,将供电开关打开,利用高输入阻抗的电压计,测得开路电压为E,再将供电开关闭合,测得负载电压为EL,而电流计测得的负载电流为I,则由下式求得内部电阻值:
由于EL=IRL,则可得,
电池容量与内电阻的关系如下:
上式中C表示待估计的电容量,E为端电压,R0为内电阻,const为常数,α,β,γ,δ为系数;
电池保护单元包括:电源特征采样模块,偏置电压发生模块,休眠控制模块,时延模块,基准电压发生模块,过压和欠压检测模块,过流和短路检测模块,逻辑控制模块,电平转换模块,驱动模块,以及辅助模块;
电源特征采样模块生成用于判断各节电池过压、欠压错误状态的特征电压,特征电压与基准电压发生模块的输出电压进行比较;
偏置电压发生模块用于产生一系列偏置电压,完成对内部电路的偏置设置;
休眠控制模块完成芯片进入休眠模式与重新启动的控制;
时延模块生成逻辑控制电路在对电池的过压、欠压、过流和短路错误进行逻辑分析的时候的延迟,由振荡器电路和延时控制电路组成;
基准电压发生模块生成进行过压、过压回滞、欠压、过流和短路判断时各节电池所需要的基准电压,这些基准电压将与电源特征采样模块输出的特征电压,和电流采样电压进行比较,其结果作为判断电池工作状态的依据;
过压和欠压检测模块完成特征电压与基准电压的比较;
过流和短路检测模块完成过流和短路采样电压与基准电压的比较;
逻辑控制模块完成对检测模块输出结果的逻辑分析,以确定各节电池的工作状态;
电平转换模块完成检测模块输出结果的电平转换,使之适合作为数字电路的输入;同时,完成逻辑控制模块输出结果的电平转换,使之适合作为驱动模块的输入;
驱动模块将根据输入信号来完成控制信号的输出,开启和关断外接MOSFET;
辅助模块包括逆偏电压保护电路和过温保护电路;
在工作时,基准电压发生模块的输出电压,与电源特征采样模块的输出电压同时送入到两个检测模块中进行电压的比较,比较的结果经过电平转换模块处理后送入逻辑控制模块,再经过逻辑判断和延时的处理,得到外接MOSFET需要的控制信号,这个控制信号由逻辑控制模块送入电平转换模块处理后,再经过驱动模块来执行最后的控制动作;
逻辑控制模块还控制着休眠控制模块,当电池电压低于电池所允许的最低电压时,休眠控制模块驱动整个芯片进入休眠模式。”
在上述程序的基础上,合议组认为本案事实已经清楚,可以作出审查决定。
二、决定的理由
1、审查文本
复审请求人在2019年11月22日答复复审通知书时提交了权利要求书的全文替换页(共包括1项权利要求),经审查,该修改符合专利法第33条、实施细则第61条第1款的相关规定,予以接受。因此,本通知书针对的文本为:申请日提交的说明书摘要及摘要附图、说明书及说明书附图;2019年11月22日提交的权利要求1。
2、关于专利法第22条第3款
专利法第22条第3款规定:创造性,是指与现有技术相比,该发明具有突出的实质性特点和显著的进步,该实用新型具有实质性特点和进步。
如果一项权利要求相对于作为最接近现有技术的对比文件具有区别特征,该区别特征部分为本领域的公知常识、部分被其他对比文件公开且具有结合的启示,则该权利要求相对于上述对比文件及本领域公知常识的结合不具备创造性。
本决定所引用的对比文件与驳回决定和复审通知书中所引用的对比文件相同,即:
对比文件2:“基于MC9S12DP512与CAN总线的电池管理系统研究与设计”,胡建红,中国优秀硕士学位论文全文数据库工程科技Ⅱ辑,2008年第06期,2008年06月15日;
对比文件3:“基于ARM的电池管理系统设计与实现”,潘鸿天,中国优秀硕士学位论文全文数据库工程科技Ⅱ辑,2014年第07期,2014年07月15日;
对比文件4:“基于DSP的电池充电系统研究”,姚爱娣,中国优秀硕士学位论文全文数据库工程科技Ⅱ辑,2006年第08期,2006年08月15日;
对比文件5:“一款四节锂离子电池保护IC的研究”,王觅,万方学位论文,2007年11月12日。
2.1、关于权利要求1的创造性
权利要求1请求保护一种电池管理系统。对比文件2公开了一种电池管理系统,并具体公开了以下技术特征(参见第29、38、39、50-53、74-76页):图4-1公开了电池管理系统包括CPU、电池组温度采集单元、电池组电压采集单元、电池组电流采集单元、高压电安全管理单元(相当于电池保护单元)、热量管理控制单元和模块电压采集单元以及电子开关矩阵单元(相当于电子开关单元);电池组温度采集单元、电池组电压采集单元、电池组电流采集单元均分别与CPU和电池组连接,电池组经电子开关矩阵单元与模块电压采集单元连接,模块电压采集单元与CPU连接,CPU分别与热量管理控制单元和高压电安全管理单元连接,高压电安全管理单元与电池组连接;电池管理系统包括连接PC机端的CAN通讯接口(参见第50页),CAN通讯接口与CPU连接;电池管理系统监控电池的工作状态,计算电池组的荷电状态SOC,管理电池的工作情况,避免出现过放电、过充、过热,对出现的故障应能及时报警(相当于包括报警单元)。对比文件2的电池管理系统设计包括硬件电路设计(参见第四章)和软件设计(参见第五章)两部分,软件主要包括数据采集与控制部分、中央处理单元的管理部分、整个系统的CAN通讯部分,从软件载体上分为控制器程序和与之相配套的监视软件;数据采集系统在硬件上由片外独立A/D和S12片内A/D模块组成,完成电流、电压、温度数据的采集(相当于状态参量检测电路:包括电压、电流、温度测量电路);中央处理单元(相当于控制板电路)主要执行:电压、电流与温度测量数据滤波,计算电池SOC,计算电池放电深度DOD,计算最大允许放电电流,计算最大允许充电电流等(相当于主要完成采集数据的处理)(参见第74-76页);控制器采用freescale HCS12家族16位单片机(相当于控制板上设置单片机),其包括串行外部口模块SPI、异步串行口模块SCI及I2总线模块,还支持CAN通讯(相当于控制板电路完成有关接口的管理)(参见第52-53页)。对比文件2还公开了(参见第29页):电池的计算参量包括SOC,SOC定义为:电池在一定放电倍率下,剩余电量与相同条件下额定容量的比值,并公开了如下公式:
上述公式相当于公开了电池使用一段时间或长期搁置不用后的剩余容量与其完全充电状态的容量的比值,剩余容量=额定容量-净放电量-自放电量-温度补偿容量。
权利要求1与对比文件2公开的上述内容相比,其区别特征在于:
(1)电池管理系统还包括无线通信模块,报警单元和无线通讯模块分别与CPU连接;
(2)硬件电路和软件系统的具体功能;
(3)电池管理系统的电池电压信号采集方式为通过电阻分压将电池组的单体电压转换成共地电压信号,假设对于每一组电压测量的相对误差为 ,实际真实值为,测量值为,单体电池电压为,则通过计算得到测量的单体电压值为:
;电池系统的电流信号采集方式为使用采样电阻,电池组充电时,充电电流为,通过功率电阻R1产生压降V1,经过正向放大器到ADC采样端口,电池组放电时,放电电流,通过功率电阻产生压降为负值,经过反向放大器到ADC采样端口;电池管理系统的电池温度信号采集使用数字温度传感器,数字温度传感器内部包含温度传感器,A/D转换器,信号处理器,多路选择器,中央控制器,随机存储器和只读存储器;
(4)电池无负载时,电池的端电压为E,外部连接的电阻负载为RL,负载电流为I,负载电压为E2,电池内阻为R0,在负载电阻已知的情况下,根据电池电压与负载电压的测量,估算电池的内阻,首先,将供电开关打开,利用高输入阻抗的电压计,测得开路电压为E,再将供电开关闭合,测得负载电压为,而电流计测得的负载电流为I,则由下式求得内部电阻值:
由于,则可得,
电池容量与内电阻的关系如下:
;
上式中C表示待估计的电容量,E为端电压,R0为内电阻,const为常数,为系数;
(5)电池保护单元包括:电源特征采样模块,偏置电压发生模块,休眠控制模块,时延模块,基准电压发生模块,过压和欠压检测模块,过流和短路检测模块,逻辑控制模块,电平转换模块,驱动模块,以及辅助模块;
电源特征采样模块生成用于判断各节电池过压、欠压错误状态的特征电压,特征电压与基准电压发生模块的输出电压进行比较;
偏置电压发生模块用于产生一系列偏置电压,完成对内部电路的偏置设置;
休眠控制模块完成芯片进入休眠模式与重新启动的控制;
时延模块生成逻辑控制电路在对电池的过压、欠压、过流和短路错误进行逻辑分析的时候的延迟,由振荡器电路和延时控制电路组成;
基准电压发生模块生成进行过压、过压回滞、欠压、过流和短路判断时各节电池所需要的基准电压,这些基准电压将与电源特征采样模块输出的特征电压,和电流采样电压进行比较,其结果作为判断电池工作状态的依据;
过压和欠压检测模块完成特征电压与基准电压的比较;
过流和短路检测模块完成过流和短路采样电压与基准电压的比较;
逻辑控制模块完成对检测模块输出结果的逻辑分析,以确定各节电池的工作状态;
电平转换模块完成检测模块输出结果的电平转换,使之适合作为数字电路的输入;同时,完成逻辑控制模块输出结果的电平转换,使之适合作为驱动模块的输入;
驱动模块将根据输入信号来完成控制信号的输出,开启和关断外接MOSFET;
辅助模块包括逆偏电压保护电路和过温保护电路;
在工作时,基准电压发生模块的输出电压,与电源特征采样模块的输出电压同时送入到两个检测模块中进行电压的比较,比较的结果经过电平转换模块处理后送入逻辑控制模块,再经过逻辑判断和延时的处理,得到外接MOSFET需要的控制信号,这个控制信号由逻辑控制模块送入电平转换模块处理后,再经过驱动模块来执行最后的控制动作;
逻辑控制模块还控制着休眠控制模块,当电池电压低于电池所允许的最低电压时,休眠控制模块驱动整个芯片进入休眠模式。
基于上述区别特征可以确定,权利要求1基于上述区别特征所实际要解决的技术问题是:(1)实现电池管理系统无线通讯;(2)硬件部分是按功能分成充电机主电路、放电机主电路、充放电机主电路的控制电路及以CPU单元构成的监控回路;软件系统包括充放电工况的自动转换、对电池单节电压的检测、对充电电流进行控制的功能,电池监控管理系统通过检测回路或检测元件检测标称电池工作状态的电压、电流、温度参数,提供给系统软件进行分析判断,再下达命令给控制电路部分来调整电池的工作状态;c、监控软件系统:监控软件系统由参数预置、数据采集及实时显示、数据处理功能组成,包括充电控制、放电控制、故障诊断及排除、保护及报警、历史记录查询功能模块;(3)精确地采集电池电压信号,采集电池的电流信号,采集电池温度信号;(4)计算电池的内阻和实际容量;(5)设计电池保护电路。
对于区别特征(1),为了实现电池管理系统的无线数据传输,而设置无线通信模块,并且报警单元和无线通讯模块分别与CPU连接,属于本领域技术人员常用的技术手段。
对于区别特征(2),对比文件2实际上已经公开了其电池管理系统的硬件和软件的大部分功能,具体如下(参见第50页):电池管理系统最基本的作用是监控电池的工作状态:电池的电压、电流和温度,管理电池的工作情况,避免出现过放电、过充、过热,对出现的故障应能及时报警,以便最大限度地利用电池的存储能力和循环寿命。因而,为了实现对电池的基本充放电功能,设计硬件部分是按功能分成充电机主电路、放电机主电路、充放电机主电路的控制电路及以CPU单元构成的监控回路;为了实现对电池工作状态的监控,设计软件系统包括充放电工况的自动转换、对电池单节电压的检测、对充电电流进行控制的功能,电池监控管理系统通过检测回路或检测元件检测标称电池工作状态的电压、电流、温度参数,提供给系统软件进行分析判断,再下达命令给控制电路部分来调整电池的工作状态,设计监控软件系统由参数预置、数据采集及实时显示、数据处理功能组成,包括充电控制、放电控制、故障诊断及排除、保护及报警、历史记录查询功能模块,以上技术的应用都是所属领域的常用技术手段,不需要付出创造性的劳动。
对于区别特征(3):对比文件3公开了一种基于ARM的电池管理系统,并具体公开如下内容(参见第13-17页):通过电阻分压将电池组的单体电压转换成共地电压信号,假设对于每一组电压测量的相对误差为λ,实际真实值为Un,测量值为Un′,单体电池电压为VBn,则通过计算得到测量的单体电压值为:
。对比文件3还公开了(参见第15-16页):电池系统的电流信号采集方式包括电阻采样方案(相当于为使用采样电阻),锂电池组充电时,充电电流为Iin,通过功率电阻R1产生压降V1,经过正向放大器到ADC采样端口,锂电池组放电时,放电电流Iout,通过功率电阻产生压降为负值,经过反向放大器到ADC采样端口。对比文件3还公开了(参见第16-17页):电池管理系统的温度采集方案有使用数字温度传感器,数字温度传感器内部包含温度传感器,A/D转换器,信号处理器,多路选择器,中央控制器,随机存储器和只读存储器。且以上特征在对比文件3中所起的作用与其在本发明中为解决其技术问题所起的作用相同,都是用于精确地采集电池电压信号、采集电池的电流信号、采集电池温度信号,也就是说对比文件3给出了将区别特征(3)用于对比文件2以解决其技术问题的启示。
对于区别特征(4),其已被对比文件4公开(参见第27-29页):一种电池充电系统,电池的计算参量包括内阻、实际容量计算,电池无负载时,电池的端电压为E,外部连接的电阻负载为RL,负载电流为I,负载电压为E2(即下文公式中的EL),电池内阻为R0(即下文公式中的r0),在负载电阻已知的情况下,根据电池电压与负载电压的测量,估算电池的内阻,首先,将开关OFF(相当于供电开关打开),利用高输入阻抗的电压计,测得开路电压为E,再将开关ON(相当于供电开关闭合),测得负载电压为E2(即公式中的EL),而电流计测得的负载电流为I,则由下式求得内部电阻值:
由于EL=IRL,则可得
电池容量与内电阻的关系如下:
上式中C表示待估计的电容量,V(相当于E)为端电压,r0(相当于R0)为内电阻,而const为常数,α、β、γ、δ为系数是本领域技术人员可直接且毫无疑义确定的内容;以上特征在对比文件4中所起的作用与其在本发明中为解决其技术问题所起的作用相同,都是用于计算电池的内阻和实际容量,也就是说对比文件4给出了将区别特征(4)用于对比文件2以解决其技术问题的启示。
对于区别特征(5):对比文件5公开了一种电池保护系统,并具体公开如下内容(参见第11-13页):锂电池保护电路(相当于电池保护单元)包括:电源特征采样模块,偏置电压发生模块,休眠控制模块,时延模块,基准电压发生模块,过压和欠压检测模块,过流和短路检测模块,逻辑控制模块,电平转换模块,驱动模块,以及辅助模块;电源特征采样模块来生成用于判断各节锂电池过压、欠压错误状态的特征电压,特征电压将与基准电压发生模块的输出电压进行比较;偏置电压发生模块用于产生一系列偏置电压,完成对内部电路的偏置设置;休眠控制模块完成芯片进入休眠模式与重新启动的控制;时延模块生成逻辑控制电路在对电池的过压、欠压、过流和短路错误进行逻辑分析的时候的延迟,由振荡器电路和延时控制电路组成;基准电压发生模块生成进行过压、过压回滞、欠压、过流和短路判断时各节电池所需要的基准电压,这些基准电压将与电源特征采样模块输出的特征电压,和电流采样电压进行比较,其结果作为判断电池工作状态的依据;过压和欠压检测模块完成特征电压与基准电压的比较;过流和短路检测模块完成过流和短路采样电压与基准电压的比较;逻辑控制模块完成对检测模块输出结果的逻辑分析,以确定各节锂电池的工作状态;电平转换模块完成检测模块输出结果的电平转换,使之适合作为数字电路的输入,同时完成逻辑控制模块输出结果的电平转换,使之适合作为驱动模块的输入;驱动模块将根据输入信号来完成控制信号的输出,开启和关断外接MOSFET;辅助模块包括逆偏电压保护电路和过温保护电路;在工作时,基准电压发生模块的输出电压,与电源特征采样模块的输出电压同时送入到两个检测模块中进行电压的比较,比较的结果经过电平转换模块处理后送入逻辑控制模块,再经过逻辑判断和延时的处理,得到外接MOSFET需要的控制信号,这个控制信号由逻辑控制模块送入电平转换模块处理后,再经过驱动模块来执行最后的控制动作;逻辑控制模块还控制着休眠控制模块,当电池电压低于电池所允许的最低电压时,休眠控制模块驱动整个芯片进入休眠模式。以上特征在对比文件5中所起的作用与其在本发明中为解决其技术问题所起的作用相同,都是用于设计电池保护电路,也就是说对比文件5给出了将该技术特征用于对比文件2以解决其技术问题的启示。
由此可见,在对比文件2的基础上结合对比文件3、4、5及本领域的公知常识以获得权利要求1所要求保护的技术方案对本领域技术人员来说是显而易见的,因此权利要求1不具有突出的实质性特点和显著的进步,不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
基于以上理由,合议组作出如下决定。
三、决定
维持国家知识产权局于2019年01月14日对本申请作出的驳回决定。
如对本复审请求审查决定不服,根据专利法第41条第2款的规定,请求人可以自收到本决定之日起三个月内向北京知识产权法院起诉。
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