[发明专利]信令系统

说明书

本发明涉及信令系统。本发明可应用于用于监视和/或控制工业蓄电池组的单元电池的系统中。

工业蓄电池组包括能以各种串联与串-并联组合电连接的许多可充电蓄电池组单元电池，以提供具有所需输出电压的可充电蓄电池组。为了给蓄电池组充电，电流以这些单元电池工作时电流的相反方向流过这些单元电池。具有可获得的许多不同类型的蓄电池组单元电池，但工业应用中最常用的蓄电池组是铅酸蓄电池组单元电池(每个单元电池提供2伏)，和镍镉(Nicad)蓄电池组单元电池(每个单元电池提供1.2伏)。

蓄电池组通常用作诸如海上油井、电站等的大工业设备中重要系统的备用电源。由于在主生成器有故障的情况中提供蓄电池组作为备用电源，所以必须不断地监视与维护这些蓄电池组，以使之对于预定的最少时间能将它们供电给该重要系统。

已建议了总体上监视蓄电池组并提供蓄电池组电压的指示的许多蓄电池组监视系统。然而，只建议很少一些系统也能监视组成蓄电池组的各个单元电池。这些系统使用许多监视设备，其中一些监视设备由它们监视的蓄电池组单元电池供电并将表示该单元电池电压的状态信息发回给总体监视此蓄电池组的中央蓄电池组监视系统。

然而，由于这些单元电池串联连接并由于每个单元电池监视设备由它正在监视的单元电池供电，所以每个单元电池监视设备的地或基准电压是不同的。例如，在具有串联连接的60个铅酸单元电池的工业蓄电池组中，第五单元电池的负端(即，地)将在大约8伏的电位上并且正端将在大约10伏的电位上，而第七单元电池的负端将在大约12伏的电位上并且正端将在大约14伏的电位上。这导致单元电池监视设备得相互进行电隔离并与中央蓄电池组监视系统进行电隔离的本领域中的共同错觉。

在公知的单元电池监视系统中，每个单元电池独立链接到中央监视系统上它自己的电隔离输入端。此系统所具有的问题是需要大量的连接器来将各个单元电池监视设备链接到此中央监视系统。结果，实际上，很少将其用于蓄电池组单元电池的永久实时监视。

在另一公知的单元电池监视系统中，每个单元电池监视设备以菊花链结构或利用监视设备之间的光链路或利用没有DC路径的变压器串联连接到其相邻设备。此系统具有的问题是操作每个单元电池监视设备要求电-光与光-电变换器或调制器与解调器，这由于此附加电路要求来自此单元电池更多的能量而使之相对昂贵且效率低。

因此需要提供能监视与报告蓄电池组的单元电池状态但消耗它正在监视的单元电池的最少能量的一种简单单元电池监视设备。

本发明者认识到：有可能使用简单的电子部件使单元电池监视设备操作在不同的电压上并因此无需各个单元电池监视设备与中央监视系统之间的电隔离。

本申请人对使用许多单元电池信令设备的PCT/GB98/00170中的这个问题提出一种解决方案，每个设备利用相应的一个或多个蓄电池组单元电池和以菊花链结构连接这些单元电池信令设备的通信链路供电，并且其中每个单元电池信令设备包括DC电平移动电路，此电路可用于接收从相邻单元电池信令设备中发送的信号、移动接收信号的DC电平并输出该电平移动的信号，以便传输给下一个单元电池信令设备。作为合适的DC电平移动电路，本申请特别建议电压比较器。然而，使用这样的电压比较器来移动DC电平在相邻单元电池信令设备之间具有大的电压电平差或具有大量的串联连接的单元电池信令设备时是不实际的。

根据一个方面，本发明提供一种信令系统，包括第一与第二信令设备，和其中通过改变第一信令设备的输出端的阻抗并通过检测第二信令设备中阻抗的变化从第一信令设备中发送信号给第二信令设备。通过以这种方式发送信号，能将这些信令设备链接在一起而无需其间的电隔离。此信令系统能用作蓄电池组监视和/或控制系统的部分，用于监视和/或控制多个串联连接的蓄电池组单元电池。在这种情况中，由于无需这些信令设备之间的电隔离，所以通信链路能是简单的一条布线的通信总线。

最好，每个信令设备能从通信链路中接收通信并发送通信给通信链路，以使这些设备例如能与蓄电池组监视和/或控制系统通信。在这种情况中，每个单元电池信令设备能包括其阻抗能根据要发送给相邻单元电池信令设备的信号而改变的输出端和用于检测另一单元电池信令设备的输出端的变化的检测装置以及用于再生由那个另一单元电池信令设备发送的信号的装置。

最好，此输出端包括一个开关，诸如MOSFET，和其中每个信令设备包括用于根据要发送的信号断开与闭合此开关的装置。以这种方式，有可能利用极少的功率消耗将此输出端的阻抗从高阻抗值改变为低阻抗值。