用于管理基于双向转换器的电池模块的方法和系统技术方案

本发明专利技术提供了一种用于车辆电气系统的基于双向转换器的电池模块控制的方法和系统。该方法包括监控多个智能充电模块(SCM)。多个智能充电模块中的每一个可以包括双向转换器和多个电气开关。多个电气开关中的每一个可以连接到电池模块并控制电池模块。该方法还包括监控来自车辆电气系统的负载。该方法还包括确定多个智能充电模块中的每一个的操作模式。该方法还包括确定多个智能充电模块的同步样式。同步样式是用于定相电流消耗以使得多个智能充电模块中的每一个的电流消耗彼此不重叠的样式。此外，该方法包括多个智能充电模块基于同步样式将电力引导到负载。

A Method and System for Managing Battery Modules Based on Bidirectional Converters

【技术实现步骤摘要】
用于管理基于双向转换器的电池模块的方法和系统
本公开一般地涉及管理能源。更具体地，本公开涉及用于管理基于双向转换器的电池模块的方法和系统。
技术介绍
运输制冷系统(TRS)通常用于控制运输单元(例如，集装箱(例如，平车上的集装箱、联运集装箱等)、卡车、厢式车、半拖车、公共汽车或其他类似运输单元)内的环境条件(例如，温度、湿度、空气质量等)。在一些实施例中，运输单元可以包括多个区域，并且TRS可以是多区域TRS(MTRS)，所述多区域被配置为向运输单元内的多个区域中的每一个区域都提供独立的气候控制。在一些实施例中，运输单元可以包括加热、通风和空气调节(HVAC)系统。卡车和/或运输单元可以包括车辆电气系统(例如，参见美国专利No.8,441,228，其描述了车辆电气系统)。车辆电气系统可以向卡车和/或运输单元的电气负载提供电力，和/或对卡车和/或运输单元的电池进行充电或放电。
技术实现思路
本公开一般地涉及管理能源。更具体地，本公开涉及用于管理基于双向转换器的电池模块的方法和系统。特别地，这里描述的实施例可以管理和平衡多个能源，包括车辆电气系统中的电池。也就是说，这里描述的实施例可以通过例如双向转换器协调多个能源的切换。因此，可以提高电力传输效率，可以减少脉动电流管理部件，可以减少电磁干扰(EMI)缓和项目，并因此可以降低系统成本(包括用于脉动电流(如果有的话)的电容成本(能量存储)和/或EMI缓和部件的成本)。在一个实施例中，提供了一种用于车辆电气系统的基于双向转换器的电池模块控制方法。该方法包括监控多个智能充电模块(SCM)。多个智能充电模块中的每一个都可以包括双向转换器和多个电气开关。多个电气开关中的每一个都可以连接到电池模块并控制电池模块。该方法还包括监控来自车辆电气系统的负载。该方法还包括确定多个智能充电模块中的每一个的操作模式。该方法还包括确定多个智能充电模块的同步样式。同步样式是用于定相电流消耗以使得多个智能充电模块中的每一个的电流消耗彼此不重叠的样式。此外，该方法包括多个智能充电模块基于同步样式将电力引导到负载。在另一个实施例中，提供了一种用于车辆电气系统的基于双向转换器的电池模块控制系统。控制系统包括用于操作车辆电气系统的至少一个负载。控制系统还包括多个智能充电模块。控制系统还包括控制器。控制器被配置为监控多个智能充电模块。控制器还被配置成监控来自车辆电气系统的至少一个负载。控制器还被配置为确定多个智能充电模块中的每一个的操作模式。控制器还被配置为确定多个智能充电模块的同步样式。多个智能充电模块被配置为基于同步样式将电力引导到至少一个负载。多个智能充电模块中的每一个可以包括双向转换器和多个电气开关。多个电气开关中的每一个都可以连接到电池模块并控制电池模块。在又一个实施例中，提供了一种运输单元。运输单元包括车辆电气系统。车辆电气系统包括基于双向转换器的电池模块控制系统。控制系统包括用于操作车辆电气系统的至少一个负载。控制系统还包括多个智能充电模块。控制系统还包括控制器。控制器被配置为监控多个智能充电模块。控制器还被配置成监控来自车辆电气系统的至少一个负载。控制器还被配置为确定多个智能充电模块中的每一个的操作模式。控制器还被配置为确定多个智能充电模块的同步样式。多个智能充电模块被配置为基于同步样式将电力引导到至少一个负载。车辆电气系统可以包括向至少一个负载和多个智能充电模块供电的电源。通过考虑以下详细描述和附图，其他特征和方面将变得显而易见。附图说明参考形成本公开的一部分的附图，其中所述附图示出了可以实施的在说明书中描述的系统和方法的实施例。图1A示出了根据一个实施例的具有多温运输制冷系统的冷藏/冷冻运输单元的示意性横截面侧视图；图1B示出了根据一个实施例的具有辅助电力单元(APU)的车辆的透视图；图1C示出了根据一个实施例的辅助电力单元(APU)的前视图；图1D示出了根据一个实施例的具有车辆供电的运输制冷单元的卡车的侧视图；图2示出了根据一个实施例的气候控制系统的车辆电气系统的一个实施例的示意性框图；图3示出了根据一个实施例的电力管理单元的智能充电模块的一个实施例的示意性框图；图4示出了根据一个实施例的不连续DC格式的智能充电模块的DC电流消耗和系统总线上的智能充电模块的电流消耗；图5是示出根据一个实施例的用于管理用于车辆电气系统的基于双向转换器的电池模块的方法的流程图；以及图6示出了根据一个实施例的具有不同脉冲宽度的不连续DC格式的智能充电模块的DC电流消耗。在整个附图中，相同的附图标记表示相同的部件。具体实施方式本公开一般地涉及管理能源。更具体地，本公开涉及用于管理基于双向转换器的电池模块的方法和系统。具体地，这里描述的实施例可以管理和平衡多种能源，所述多种能源包括车辆电气系统中的电池。也就是说，这里描述的实施例可以通过例如双向转换器协调多种能源的切换。因此，可以提高电力传输效率，可以减少脉动电流管理部件，可以减少EMI缓和项目，并因此可以降低系统成本(包括用于脉动电流(如果有的话)的电容成本(能量存储)和/或EMI缓和部件的成本)。这里描述的实施例例如可以在诸如用于运输单元(TU)的TRS或MTRS、用于车辆的HVAC系统等的气候控制系统中被提供。图1A示出了用于TU125的MTRS100的一个实施例，其中TU125可以例如由拖拉机(未示出)牵引。MTRS100包括运输制冷单元(TRU)110，所述运输制冷单元在TU125的内部空间150内提供环境控制(例如，温度、湿度、空气质量等)。MTRS100还包括MTRS控制器170和一个或多个传感器(例如，霍尔效应传感器、电流传感器等)(参见图2)，所述一个或多个传感器被配置为测量MTRS100的一个或多个参数(例如，环境温度、压缩机吸气压力、压缩机排气压力、供气温度、回风温度、湿度等)，并将参数数据通信给MTRS控制器170。MTRS100由电源模块112供电。TRU110设置在TU125的前壁130上。在其他实施例中，应当理解，TRU110可以例如设置在TU125的顶板126或另一个壁上。图1A中所示的TU125是拖车单元。然而，应当理解，本文描述的实施例不限于卡车和拖车单元，而是可以应用于任何其他类型的运输单元，包括但不限于集装箱(例如，平板车上的集装箱、联运集装箱等)、卡车、厢式车或其他类似的运输单元。可编程MTRS控制器170可以包括单个集成控制单元，或者可以包括TRS控制元件的分布式网络。给定网络中的分布式控制元件的数量可以取决于本文描述的原理的具体应用。MTRS控制器170被配置为控制MTRS100的操作。如图1A所示，电力模块112设置在TRU110中。在其他实施例中，电力模块112可以与TRU110分离。此外，在一些实施例中，电力模块112可以包括设置在TRU110内部或外部的两个或更多个不同的电源。在一些实施例中，电力模块112可以包括原动机、电池、交流发电机、发电机、太阳能电池板、燃料电池等中的一个或多个。此外，原动机可以是内燃机，例如双速发动机、变速发动机等。电力模块112可以向例如MTRS控制器170、压缩机(未示出)、多个DC部件(未示出)、电力管理单元(参见图2)等提供电力。DC部件可以是MTRS1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于车辆电气系统的基于双向转换器的电池模块控制方法，该方法包括：监控多个智能充电模块以建立与所述多个智能充电模块中的每一个智能充电模块的通信；监控来自所述车辆电气系统的负载；确定用于所述多个智能充电模块中的每一个智能充电模块的操作模式；基于所述负载和所述操作模式确定用于所述多个智能充电模块的同步样式；和所述多个智能充电模块中的一个智能充电模块或多个智能充电模块基于所述同步样式将电力引导到所述负载。

【技术特征摘要】
2018.03.15 US 15/921,9771.一种用于车辆电气系统的基于双向转换器的电池模块控制方法，该方法包括：监控多个智能充电模块以建立与所述多个智能充电模块中的每一个智能充电模块的通信；监控来自所述车辆电气系统的负载；确定用于所述多个智能充电模块中的每一个智能充电模块的操作模式；基于所述负载和所述操作模式确定用于所述多个智能充电模块的同步样式；和所述多个智能充电模块中的一个智能充电模块或多个智能充电模块基于所述同步样式将电力引导到所述负载。2.根据权利要求1所述的基于双向转换器的电池模块控制方法，其中，监控多个智能充电模块以建立与所述多个智能充电模块中的每一个智能充电模块的通信包括：确定所述多个智能充电模块的拓扑，其中确定用于所述多个智能充电模块的同步样式包括：确定对应于所述多个智能充电模块的多个时隙；基于所述拓扑和所述负载将所述多个时隙中的每一个时隙分配给所述多个智能充电模块中的每一个智能充电模块；和与所述多个智能充电模块中的每一个智能充电模块周期性地通信所述多个时隙的分配。3.根据权利要求1或2所述的基于双向转换器的电池模块控制方法，其中，确定用于所述多个智能充电模块的同步样式包括向所述多个智能充电模块中的每一个智能充电模块分配序列号以控制所述多个智能充电模块的开始顺序。4.根据权利要求1-3中任一项所述的基于双向转换器的电池模块控制方法，其中，确定用于所述多个智能充电模块的同步样式包括：确定用于所述多个智能充电模块中的每一个智能充电模块的充电状态；基于所述充电状态确定用于所述多个智能充电模块中的每一个智能充电模块的脉冲宽度值；基于用于所述多个智能充电模块中的每一个智能充电模块的脉冲宽度值确定多个时隙；和为所述多个智能充电模块中的每一个智能充电模块分配所述多个时隙中的时隙。5.根据权利要求1-4中任一项所述的基于双向转换器的电池模块控制方法，其中，所述同步样式是用于定相电流消耗以使得用于所述多个智能充电模块中的每一个智能充电模块的电流消耗不重叠的样式。6.根据权利要求1-5中任一项所述的基于双向转换器的电池模块控制方法，还包括：电流传感器，感测所述车辆电气系统的系统总线上的电流；控制器，监控由所述电流传感器检测到的电流；和所述控制器基于监控的电流确定负载变化，并且当所述控制器确定负载...

【专利技术属性】
技术研发人员：瑞安·韦恩·舒马赫，迈克尔·詹姆士·瓦努斯，
申请(专利权)人：冷王公司，
类型：发明
国别省市：美国,US