使用电池直流特性来控制功率输出制造技术

描述了用于实施自动化控制系统以控制指定的物理目标系统(诸如，具有用于存储和提供电功率的一个或多个电池)的操作的技术。每个电池的状态的特性可以被用执行对来自电池的DC功率的自动化控制，诸如实时地和以优化电池的长期操作为目的。在一些情况下，通过使用多个控制系统来控制多个电池，这些控制系统各自与这些电池中的一者相关联，并且其中使用多个控制系统之间的相互作用以分布式方式来协调整体控制。在一些情况下，一种包括要控制的一个或多个电池的系统可以进一步包括附加部件，诸如一个或多个电源和/或一个或多个电负载，其中一种类型的此类系统的一个非排他性示例是一个或多个家庭电力系统。

Using DC Characteristic of Battery to Control Power Output

Techniques for implementing automated control systems to control the operation of designated physical target systems, such as batteries with one or more batteries for storing and supplying power, are described. The state characteristics of each battery can be used to perform automated control of DC power from the battery, such as real-time and for optimizing long-term operation of the battery. In some cases, multiple batteries are controlled by using multiple control systems, each of which is associated with one of these batteries, and the interaction between multiple control systems is used to coordinate the overall control in a distributed manner. In some cases, a system comprising one or more batteries to be controlled may further include additional components, such as one or more power sources and/or one or more electrical loads, and a non-exclusive example of one or more home power systems for one type of such system.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】使用电池直流特性来控制功率输出相关申请的交叉引用本申请要求2016年3月4日提交的标题为“使用电池直流特性来控制功率质量”的美国临时专利申请号62/304,034的权益，所述申请通过引用整体地并入本文。
技术介绍
已做出各种尝试来针对具有输入或其他控制元件的各种类型的物理系统实施自动化控制系统，控制系统可以操纵这些输入或其他控制元件以尝试提供被控制的物理系统的期望输出或其他行为。此类自动化控制系统已使用各种类型的架构和底层(underlying)计算技术来尝试实施此类功能性，包括尝试处理与在物理系统受控制状态下的不确定性有关的问题、需要在极少量的时间内并且仅有部分信息的情况下作出控制决策等。此类自动化控制系统的一个示例包括用于控制放出电功率以支持负载和/或使用来自某个源的电功率进行充电的电池的操作的系统，电池的内部温度和/或化学状态具有不确定性，并且潜在地负载、来源和/或电池内部状态持续变化。然而，现有的自动化控制系统及其底层架构和计算技术存在各种困难，包括管理大量约束(有时相互冲突)、以与其他系统协调的方式操作等方面。当尝试在存在多个相冲突的约束和/或目标的情况下控制一个或多个电池时，会本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种计算机实施方法，其包括：通过至少部分地由一个或多个计算系统实施的自动化控制系统来接收用于控制电功率的信息，所述电功率由电池经由通过所述电池供应的直流电(DC)输出，其中，接收到的信息包括基于多个规则的模型，所述多个规则各自具有待评估的一个或多个条件并且指定涉及以某种方式操纵连接到所述电池的DC到DC放大器以达到一个或多个限定的目标的限制，所述限定的目标包括在对被输出的所述电功率的所述控制期间将所述电池的内部状态维持在限定范围中；以及通过所述自动化控制系统并且基于所述接收到的信息来控制由所述电池输出的所述电功率，包括：通过所述自动化控制系统并且在一个或多个时间，获得识别在所述一个或多个时...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.03.04 US 62/304,034;2016.04.11 US 15/096,0911.一种计算机实施方法，其包括：通过至少部分地由一个或多个计算系统实施的自动化控制系统来接收用于控制电功率的信息，所述电功率由电池经由通过所述电池供应的直流电(DC)输出，其中，接收到的信息包括基于多个规则的模型，所述多个规则各自具有待评估的一个或多个条件并且指定涉及以某种方式操纵连接到所述电池的DC到DC放大器以达到一个或多个限定的目标的限制，所述限定的目标包括在对被输出的所述电功率的所述控制期间将所述电池的内部状态维持在限定范围中；以及通过所述自动化控制系统并且基于所述接收到的信息来控制由所述电池输出的所述电功率，包括：通过所述自动化控制系统并且在一个或多个时间，获得识别在所述一个或多个时间所述电池的一个或多个属性的当前值的传感器信息以及关于在所述一个或多个时间要满足的一个或多个电负载的信息；通过所述自动化控制系统并且至少部分地基于获得的传感器信息，产生在所述一个或多个时间内所述电池的所述内部状态的一个或多个估计值；通过所述自动化控制系统并且至少部分地基于所述模型以及所述电池的所述内部状态的所述一个或多个估计值和所述一个或多个电负载，确定在所述一个或多个时间要供应的所述电池的电功率的一个或多个量以满足所述一个或多个电负载中的至少一些，同时在所述一个或多个时间期间将所述电池的所述内部状态维持在所述限定范围中；以及通过所述自动化控制系统并且针对电功率的一个或多个确定量中的每一者，实施所述DC到DC放大器的一个或多个设定以导致被输出的电功率满足电功率的所述确定量。2.根据权利要求1所述的计算机实施方法，其中，所述一个或多个时间包括第一时间和之后的第二时间，其中，所述一个或多个电负载包括在所述第一时间的第一电负载和在所述第二时间的第二电负载，其中，对在所述一个或多个时间要供应的所述电池的电功率的所述一个或多个量的所述确定包括：确定在所述第一时间供应小于所述第一电负载的第一量的电功率；以及确定在所述第二时间供应满足所述第二电负载的第二量的电功率，并且其中，对所述DC到DC放大器的所述一个或多个设定的所述实施包括：在所述第一时间实施所述DC到DC放大器的至少一个第一设定，以导致在所述第一时间供应所述第一量的电功率；以及在所述第二时间实施所述DC到DC放大器的至少一个第二设定，以导致在所述第二时间供应所述第二量的电功率。3.根据权利要求1所述的计算机实施方法，其中，所述DC到DC放大器是场效晶体管(FET)放大器，并且其中，对所述DC到DC放大器的所述一个或多个设定的所述实施包括：确定要供应的电流的量；以及将电压施加到所述FET放大器的栅极以产生所确定量的电流。4.根据权利要求1所述的计算机实施方法，其中，所述DC到DC放大器是降压式转换器或升压式转换器中的至少一者的一部分，并且其中，对所述DC到DC放大器的所述一个或多个设定的所述实施包括：确定要供应的电压的量；以及修改所述降压式转换器或所述升压式转换器中的所述至少一者以产生所确定量的电压。5.根据权利要求1所述的计算机实施方法，其中，所述获得的传感器信息识别与所述电池相关联的电流、电压以及一个或多个温度的当前值，并且其中，对所述电池的所述内部状态的所述一个或多个估计值的所述产生包括：使用限定的电池温度模型以至少部分地基于所述当前值来估计所述电池的附加内部温度。6.根据权利要求1所述的计算机实施方法，其中，所述获得的传感器信息识别与所述电池相关联的电流、电压或温度中的至少一者的当前值，并且其中，对所述电池的所述内部状态的所述一个或多个估计值的所述产生包括：估计所述电池的附加内部温度或所述电池的内部化学反应状态中的至少一者。7.根据权利要求1所述的计算机实施方法，其中，所述获得的传感器信息识别与所述电池相关联的电流、电压或温度中的至少一者的当前值，其中，对所述电池的所述内部状态的所述一个或多个估计值的所述产生包括：估计所述电池的至少一个内部温度，并且其中，所述限定范围包括所述电池的某个内部温度范围，在所述内部温度范围下，所述电池进行操作而不会导致早期损坏。8.根据权利要求1所述的计算机实施方法，其中，所述模型进一步包括一个或多个规则，所述规则指定涉及操纵连接到所述电池的所述DC到DC放大器以在控制向所述电池供应的电功率以进行充电期间将所述电池的所述内部状态维持在所述限定范围中，并且其中，所述方法进一步包括通过所述自动化控制系统来控制向所述电池供应的所述电功率以进行充电，包括：通过所述自动化控制系统并且在一个或多个附加时间，获得识别在所述一个或多个附加时间所述电池的一个或多个属性的当前值的附加传感器信息以及关于在所述一个或多个附加时间要向所述电池提供的一个或多个电供应量的信息；通过所述自动化控制系统并且至少部分地基于获得的附加传感器信息，产生在所述一个或多个附加时间内所述电池的所述内部状态的一个或多个附加估计值；通过所述自动化控制系统并且至少部分地基于所述模型以及所述电池的所述内部状态的所述一个或多个附加估计值和所述一个或多个电供应量，确定在所述一个或多个附加时间要接收的所述电池的电功率的一个或多个附加量以当在所述一个或多个附加时间期间将所述电池的所述内部状态维持在所述限定范围中时接受所述一个或多个电供应量中的至少一些；以及通过所述自动化控制系统并且针对电功率的一个或多个确定的附加量中的每一者，实施所述DC到DC放大器的一个或多个设定以导致向所述电池供应的电功率满足电功率的所确定的附加量。9.根据权利要求1所述的计算机实施方法，其中，包括在所述接收到的信息中的所述模型被配置成用于所述电池的某种电池类型，并且其中，所述方法进一步包括，通过以下步骤来调适所述模型以使其适应特定于所述电池的信息：在对被输出的所述电功率进行所述控制之前的初始训练时段期间，监控所述电池的所述一个或多个属性的值的变化和由所述电池供应的电负载的变化；以及修改所述模型以对应于监控的值变化和监控的电负载变化。10.根据权利要求1所述的计算机实施方法，其中，对被输出的所述电功率的所述控制进一步包括，通过以下步骤来调适包括在所述接收到的信息中的所述模型以使其适应特定于所述电池的附加信息：监控所述电池的所述一个或多个属性的值随时间的推移的变化，所述变化是至少部分地基于所述电池的增加的阻抗；以及修改所述模型以对应于监控的变化，并且其中，被确定并且被导致通过所述实施而输出的要供应的所述电池的电功率的至少一个量是至少部分地基于所修改的模型。11.根据权利要求1所述的计算机实施方法，其中，所述自动化控制器系统包括连接性地联接到所述电池的电池控制器部件，并且进一步包括远离所述电池在所述一个或多个计算系统中的至少一者上执行并且通过一个或多个计算机网络与所述电池控制器部件通信的控制动作确定部件，其中，所述控制动作确定部件至少执行对电功率的所述一个或多个量的所述确定，并且进一步执行通过所述一个或多个计算机网络向所述电池控制器部件发送关于电功率的所述确定的一个或多个量的指令，其中，所述电池控制器部件至少部分地基于所述发送的指令来至少部分地执行对所述DC到DC放大器的所述一个或多个设定的所述实施，并且其中，所述方法进一步包括：通过所述电池控制器部件并且在没有通过所述一个或多个计算机网络从所述控制动作确定部件接收任何指令的附加时间，控制由所述电池输出的所述电功率，包括：通过所述电池控制器部件并且在所述附加时间，获得识别在所述附加时间所述电池的所述一个或多个属性的当前值的附加传感器信息；通过所述电池控制器部件并且至少部分地基于获得的附加传感器信息，产生在...

【专利技术属性】
技术研发人员：沃尔夫·科恩，毗瑟奴·维特里维尔，乔纳森·克罗斯，张鹏博，迈克尔·路易斯·桑多瓦尔，布瑞恩·沙佩尔，尼尔·马斯特，布兰登·韦斯，戴维·凯特勒，
申请(专利权)人：维利通阿尔法公司，
类型：发明
国别省市：美国,US