用于利用电池操作数据的系统和方法技术方案

本文描述了用于评估电池的操作的系统和方法，该方法利用电池的电池操作数据并且利用多个其他电池的电池操作数据。该方法可以包括：感测电池的温度和电池的电压作为电池操作数据；将相应的电池的电池操作数据无线传输到远程设备；在远程设备处接收每一个电池的设计特性或操作特性；通过远程设备记录从每一个电池监控电路接收的电池操作数据；以及由远程设备通过将多个电池中的第一电池的电池操作数据与多个电池中的其他电池的电池操作数据进行比较来根据多个电池中的第一电池的电池操作数据评估该第一电池的状态。

Systems and methods for operating data with batteries

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于利用电池操作数据的系统和方法相关申请的交叉引用本申请要求以下申请的优先权和权益：2017年7月28日提交的、题为“用于监控和执行电源域诊断的电量存储设备、系统和方法”(ENERGYSTORAGEDEVICE,SYSTEMSANDMETHODSFORMONITORINGANDPERFORMINGDIAGNOSTICSONPOWERDOMAINS)的美国临时专利申请No.62/538,622；2018年4月19日提交的、题为“用于监控电池性能的系统和方法”(SYSTEMSANDMETHODSFORMONITORINGBATTERYPERFORMANCE)的美国临时专利申请No.62/659,929；2018年4月19日提交的、题为“用于监控运输电池数据的系统和方法”(SYSTEMSANDMETHODSFORANALYSISOFMONITOREDTRANSPORTATIONBATTERYDATA)的美国临时专利申请No.62/660,157；2018年6月1日提交的、题为“确定断电的电池的充电状态”(DETERMININGTHESTATEOFCHARGEOFADISCONNECTEDBATTERY)的美国临时专利申请No.62/679,648。出于所有目的，在此通过引用将每个前述申请的内容合并于此(除了任何主题的免责声明或否认之外，并且除非所包含的材料与此处的明确公开内容相抵触，在这种情况下，以本公开内容中的语言为准)。
本公开大体涉及监控能量存储设备，并且更具体地涉及利用电池操作数据。
技术介绍
铅酸能量储存设备很普遍，并且已经在各种应用中使用了100多年。在一些实例中，这些能量存储设备已经被监控以评估能量存储设备的状况。然而，这些现有技术的监控技术通常足够复杂且足够昂贵到限制其使用，并限制所获取的数据量，特别是在低价值远程应用中。例如，在特定的能量存储设备的使用寿命内，有关其历史的数据通常是不足的。此外，少量地，一些能量存储设备耦合到传感器以收集关于能量存储系统的数据，但是这在大量设备和/或在地理上分散的系统中并不常见。通常，经由现有技术监控所获取的有限数据不足以支持原本可能需要的分析、动作、通知和确定。非铅酸能量存储设备也存在类似的局限性。尤其是，这些电池由于其高能量和高功率而进入了不适合用于传统监控系统的各种新型移动应用。因此，仍然需要用于监控能量存储设备(尤其是电池)的新设备、系统和方法，例如，为管理一个或多个能量存储设备提供新的机会，包括在多样和/或偏远的地理位置。
技术实现思路
在示例实施例中，提供一种用于评估电池的操作的方法，该方法利用电池的电池操作数据并且利用多个其他电池的电池操作数据。该方法可包括：针对多个电池中的每个电池，感测电池的温度和电池的电压(针对每一个电池，统称为“电池操作数据”)，其中每一个电池具有嵌入其中或附接到该电池的相应的电池监控电路，并且其中由相应的电池监控电路执行每一个电池的电池操作数据的感测；将相应的电池的电池操作数据从每一个电池监控电路无线传输到远程设备；在远程设备处接收多个电池中的每一个电池的设计特性或操作特性；由远程设备以一格式记录从每一个电池监控电路接收的电池操作数据，该格式允许多个电池中的两个或更多个电池或电池组之间的当时和/或历史电池操作数据的比较；以及由远程设备通过将第一电池的电池操作数据与多个电池中的其他电池的电池操作数据进行比较，根据多个电池中的第一电池的电池操作数据评估该第一电池的状态。在示例实施例中，提供一种用于评估第一电池组的操作的方法，该方法利用第一电池组中的每一个电池的电池操作数据并且利用第二电池组中的每一个电池的电池操作数据。该方法可包括：针对第一电池组和第二电池组中的每一个电池，感测电池的温度和电池的电压(针对每一个电池，统称为“电池操作数据”)，其中每一个电池具有嵌入其中或附接到该电池的相应的电池监控电路，并且其中由相应的电池监控电路执行每一个电池的电池操作数据的感测；将相应的电池的电池操作数据从每一个电池监控电路无线传输到远程设备；在远程设备处接收第一电池组和第二电池组中的每一个电池的设计特性；由远程设备以一格式记录从每一个电池监控电路接收的电池操作数据，该格式允许第一电池组和第二电池组之间的当时和/或历史电池操作数据的比较；以及由远程设备通过将第一电池组的电池操作数据和第二电池组的电池操作数据进行比较来评估第一电池组的性能。在示例实施例中，提供一种用于评估第一电池的操作的系统。该系统可以包括：电池监控电路，用于连接到第一电池的端子；以及远程设备，与电池监控电路通信连接，其中电池监控电路测量针对第一电池的温度和电压信息并且将该温度和电压信息无线传输至远程设备，其中远程设备接收与多个其他电池相关联的温度和电压信息，并且其中远程设备根据(i)第一电池的温度和电压信息以及(ii)多个其他电池的温度和电压信息来评估第一电池的状态。本节的内容旨在作为对本公开的简单介绍，并不旨在限制任何权利要求的范围。附图说明图1A示出了根据各种实施例的具有设置在其中的电池监控电路的单体；图1B示出了根据各种实施例的具有耦合到单体的电池监控电路的单体；图2A示出了根据各种实施例的包括多个单体的电池，每一个单体具有设置在其中的电池监控电路；图2B示出了根据各种实施例的包括多个单体的电池，该电池具有耦合到该电池的电池监控电路；图3示出了根据各种实施例的监控电池的方法；图4A示出了根据各种实施例的电池监控系统；图4B示出了根据各种实施例的电池监控系统；图4C示出了根据各种实施例的电池操作历史矩阵，该矩阵具有表示电压测量范围的列，和表示温度测量范围的行；图4D示出了根据各种实施例的具有设置在其中或耦合到电池的电池监控电路的电池，该电池耦合到负载和/或电源，并且与各种本地和/或远程电子系统通信连接；图5示出了根据各种实施例的利用电池操作数据和外源数据评估电池的操作的方法；图6示出了根据各种实施例的利用电池操作数据和外源数据评估多个电池的操作的方法；并且图7示出了根据各种实施例的评估电池的操作的方法。具体实施方式详细描述通过图示的方式示出了实施例，包括最佳模式。尽管足够详细地描述了这些实施例以使本领域技术人员能够实践本公开的原理，但是应当理解，可以实现其他实施例，并且可以在不脱离本公开原理的精神和范围的情况下，进行逻辑、机械、化学和/或电气改变。因此，仅出于说明而非限制的目的给出本文的详细描述。例如，在任何方法描述中叙述的步骤可以以任何合适的顺序执行，并且不限于所呈现的顺序。此外，为了简洁起见，在此可以不详细描述单个组件的某些子组件以及系统的其他方面。应当注意，在实际系统中，例如电池监控系统中，可能存在许多替代或附加功能关系或物理耦合。可以通过被配置为执行指定功能的任何数量的合适组件来实现此类功能块。本公开的原理改善了电池的操作，例如通过消除诸如电流传感器之类的监控组件，该监控组件会过早地耗尽电池的电荷本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于评估电池的操作的方法，所述方法利用所述电池的电池操作数据并且利用多个其他电池的电池操作数据，所述方法包括：/na.针对多个电池中的每一个电池，感测所述电池的温度和所述电池的电压(针对每一个电池，统称为“电池操作数据”)，其中每一个电池具有嵌入其中或附接到所述电池的相应的电池监控电路，并且其中由所述相应的电池监控电路执行每一个电池的所述电池操作数据的所述感测；/nb.将相应的电池的所述电池操作数据从每一个电池监控电路无线传输到远程设备；/nc.在所述远程设备处接收所述多个电池中的每一个电池的设计特性或操作特性；/nd.由所述远程设备以一格式记录从每一个电池监控电路接收的所述电池操作数据，所述格式允许所述多个电池中的两个或更多个电池或电池组之间的当时和/或历史电池操作数据的比较；以及/ne.由所述远程设备通过将所述多个电池中的第一电池的所述电池操作数据与所述多个电池中的其他电池的所述电池操作数据进行比较来根据所述第一电池的所述电池操作数据评估所述多个电池中的所述第一电池的状态。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170728 US 62/538,622;20180419 US 62/659,929;20181.一种用于评估电池的操作的方法，所述方法利用所述电池的电池操作数据并且利用多个其他电池的电池操作数据，所述方法包括：
a.针对多个电池中的每一个电池，感测所述电池的温度和所述电池的电压(针对每一个电池，统称为“电池操作数据”)，其中每一个电池具有嵌入其中或附接到所述电池的相应的电池监控电路，并且其中由所述相应的电池监控电路执行每一个电池的所述电池操作数据的所述感测；
b.将相应的电池的所述电池操作数据从每一个电池监控电路无线传输到远程设备；
c.在所述远程设备处接收所述多个电池中的每一个电池的设计特性或操作特性；
d.由所述远程设备以一格式记录从每一个电池监控电路接收的所述电池操作数据，所述格式允许所述多个电池中的两个或更多个电池或电池组之间的当时和/或历史电池操作数据的比较；以及
e.由所述远程设备通过将所述多个电池中的第一电池的所述电池操作数据与所述多个电池中的其他电池的所述电池操作数据进行比较来根据所述第一电池的所述电池操作数据评估所述多个电池中的所述第一电池的状态。


2.如权利要求1所述的方法，其中通过利用所述第一电池的历史电池操作数据和所述多个电池中的所述其他电池的历史电池操作数据评估所述电池的所述状态，并且其中，所述多个电池中的所述第一电池和所述其他电池具有相同或不同的设计、环境或操作。


3.如权利要求1所述的方法，进一步包括通过所述远程设备，基于与所述第一电池的未来操作条件中的预期的变化相关的所述第一电池的历史电池操作数据预测所述第一电池的未来性能。


4.如权利要求1所述的方法，进一步包括通过所述远程设备基于所述第一电池的历史操作数据预测所述第一电池的剩余寿命，所述第一电池的历史操作数据包括所消耗的电池浮充寿命的量和所消耗的电池循环寿命的量，所述第一电池的历史电池操作数据与所述第一电池将在所述剩余寿命期间经历的电池应用环境的历史操作要求相关。


5.如权利要求1所述的方法，进一步包括当所述多个电池中的其他电池在具有相似的操作要求的应用中被利用时，通过所述远程设备基于这种其他电池的历史电池操作数据预测所述第一电池的剩余寿命，所述历史电池操作数据包括所消耗的电池浮充寿命的量和所消耗的电池循环寿命的量。


6.如权利要求1所述的方法，进一步包括：
a.在所述远程设备处周期性地从所述第一电池上的所述电池监控电路接收附加的电池操作数据，其中所述附加的电池操作数据指示附加的启动周期期间所述第一电池的温度和所述第一电池的电压；以及
b.通过所述远程设备由所述附加的电池操作数据确定所述第一电池的所述状态的变化。


7.如权利要求1所述的方法，进一步包括利用所述第一电池的所述电池操作数据和所述第一电池的电池操作历史以针对所选择的时间段，评估：
a.所述第一电池如何操作；以及
b.所述第一电池与所述多个电池中的一个或多个其他电池保持的群体。


8.如权利要求1所述的方法，其中每一个电池监控电路包括：
a.电压传感器，用于电气连接到相关联的电池，用于监控所述相关联的电池的正极端子和负极端子之间的电压；
b.温度传感器，用于监控所述相关联的电池的温度；
c.处理器，用于从所述电压传感器接收所监控的电压信号，用于从所述温度传感器接收所监控的温度信号，用于处理所监控的电压信号和所监控的温度信号，并且用于基于所监控的电压信号和所监控的温度信号生成所述相关联的电池的电压数据和所述相关联的电池的温度数据；
d.存储器，用于存储所述电压数据和所述温度数据；
e.天线；以及
f.收发器，用于将所述电压数据和所述温度数据通信到远程设备，其中所述电池监控电路经由所述天线将所述电池操作数据无线传输到所述远程设备。


9.如权利要求1所述的方法，进一步包括基于所述第一电池的所述状态：
a.用新的电池替换所述第一...

【专利技术属性】
技术研发人员：D·卡纳，F·弗莱明，U·克罗恩，C·林德克维斯特，
申请(专利权)人：北极星电池有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国;US