电池管理系统和方法技术方案

提供了一种电池管理系统。电池管理系统包括控制器，该控制器包括至少一个处理器和至少一个存储器。该至少一个存储器包括指令，由至少一个处理器执行该指令以：从负载传感器接收关于负载的负载信息；从电池传感器接收电池操作信息；基于负载信息和电池操作信息来确定为负载供电并以优选放电速率或低于优选放电速率来操作每个电池模块所需的电池模块数量；基于电池模块数量和电池操作信息来选择包括在电池中的一组电池模块，包括在一组电池中的每个电池模块具有在优选放电深度范围内的当前放电深度；以及指示电池使用该组电池模块来为负载供电。负载供电。负载供电。

【技术实现步骤摘要】
电池管理系统和方法
相关申请的交叉引用
[0001]本申请基于2019年12月6日提交的美国临时专利申请第62/944,825号，并要求其优先权。关于联邦资助研究的说明
[0002]不适用。

技术介绍

[0003]物料搬运车辆通常使用可再充电电池(也被称为二次电池)作为电源。在电池的使用寿命结束之前，可再充电电池具有有限数量的充电和放电循环。为了高效地操作电池，实施了电池管理系统以监测电池操作
[0004]电池管理系统可包括用于导出充电状态参数的传感器。传感器还可用于导出健康状态参数。电池管理系统还可包括电路系统，该电路系统防止电池的过充电并在预定义的限制内操作电池。

技术实现思路

[0005]本公开总体上涉及用于运载工具的电池管理系统。具体而言，本公开涉及一种电池管理系统，该电池管理系统被优化以使用诸如单元(cell)化学物质、来自充电状态摆动的经验数据和/或单元构造之类的电池特定的参数来延长电池的使用寿命。
[0006]在一个方面，本公开提供了一种电池管理系统。电池管理系统包括：耦合到电池的电池传感器，该电池包括至少一个电池模块；耦合到负载的负载传感器；耦合到至少一个电池模块和负载的执行器；以及耦合到电池传感器、负载传感器和执行器的控制器。该至少一个电池模块与优选放电深度范围和优选放电速率相关联。控制器包括至少一个处理器和至少一个存储器。该至少一个存储器包括指令，由至少一个处理器执行该指令以：从负载传感器接收关于负载的负载信息；从电池传感器接收电池操作信息；基于负载信息和电池操作信息来确定为负载供电并以优选放电速率或低于优选放电速率来操作每个电池模块所需的电池模块数量；基于电池模块数量和电池操作信息来选择包括在电池中的一组电池模块，包括在一组电池中的每个电池模块具有在优选放电深度范围内的当前放电深度；以及指示电池使用该组电池模块来为负载供电。
[0007]这一方面，本公开提供了一种电池管理系统，其包括：耦合到电池的电池传感器，该电池包括至少两个电池模块；耦合到负载的负载传感器；耦合到至少两个电池模块和负载的执行器；以及耦合到电池传感器、负载传感器和执行器的控制器。控制器包括至少一个处理器和至少一个存储器。该至少一个存储器包括指令，由至少一个处理器执行该指令以：接收电池简档，该电池简档包括多个操作参数集，每个操作参数集包括优选放电速率、优选放电深度范围、以及至少一个环境因素；从负载传感器接收关于负载的负载信息；从电池传感器接收电池操作信息；基于电池操作信息来选择包括在多个操作参数集中的目标操作参数集；基于负载信息、电池操作信息、以及目标操作参数集来确定为负载供电所需的电池模
块数量；基于电池模块数量和电池操作信息来选择包括在电池中的一组电池模块；以及指示电池使用该组电池模块来为负载供电。
[0008]这一方面，本公开提供了一种电池管理方法，其包括：从耦合到负载的负载传感器接收关于负载的负载信息；从耦合到电池的电池传感器接收电池操作信息，该电池包括多个电池模块；基于负载信息和电池操作信息来确定为负载供电并以优选放电速率或低于优选放电速率来操作包括在电池中的每个电池模块所需的电池模块数量；基于电池模块数量和电池操作信息来选择包括在电池中的一组电池模块，包括在该组电池中的每个电池模块具有在优选放电深度范围内的当前放电深度；以及指示电池使用该组电池模块来为负载供电。
[0009]本公开的先前以及其他方面和优点将根据以下描述而显现。在说明书中，参考了形成其一部分且通过图示的方式示出了本公开的优选配置的附图。然而，此类配置并不一定表示本公开的全部范围，并因此参考权利要求书和本文以解释本公开的范围。
附图说明
[0010]当考虑到以下的具体实施方式时，本专利技术将会更好地被理解，并且除了上文阐述的那些特征、方面和优点之外的特征、方面和优点将变得显而易见。此类具体实施方式参考了以下附图。
[0011]图1是各种充电状态(SOC)曲线的示例性图。
[0012]图2是物料搬运车辆的电池管理系统的示例性框图。
[0013]图3是电池管理系统的随时间变化的负载的图。
[0014]图4是用于管理耦合到电池的负载的过程的示例。
[0015]图5是对电池充电的过程的示例。
[0016]贯穿若干视图，对应的附图标记指示对应的部分。尽管附图表示本公开的实施例，但是附图不一定按比例绘制，并且某些特征可能被夸大以更好地示出和解释本公开的实施例。
具体实施方式
[0017]在详细解释本公开的任何方面之前，应当理解的是，本公开在其应用上不限于在以下说明书中阐述的或在以下附图中示出的构造细节和部件布置。本公开能够具有其他配置，或以各种方式实施或执行。而且，应当理解的是，本文所使用的措辞和术语是为了描述的目的并且不应被视为限制性的。在本文中，“包括(including)”、“包括(comprising)”或“具有(having)”及其变体意味着涵盖之后列出的条目和它们的等效物以及另外的条目。除非另外指定或限制，术语“安装”、“连接”、“支撑”和“耦合”及其变体被广泛地使用，并且涵盖直接和间接的安装、连接、支撑和耦合。此外，“连接”和“耦合”不仅限于物理的或机械的连接或耦合。
[0018]提供以下讨论以使本领域技术人员能够作出和使用本公开的各方面。对所示配置的各种修改对于本领域的技术人员而言将是显而易见的，并且本文中的一般原理可以应用于其他配置和应用中而不脱离本公开的各方面。因此，本公开的各方面并不旨在限于所示的配置，而是将被赋予与本文所公开的原理和特征相一致的最广泛的范围。参考附图阅读
以下具体实施方式，其中不同附图中的相同要素具有相同的附图标记。不一定按比例绘制的附图描绘了所选的配置并且不旨在限制本公开的范围。本领域技术人员将会领会，本文中提供的非限制性示例具有许多有用的替代方案并且落入本公开的范围内。
[0019]总体上，本公开提供了管理物料搬运车辆中的电池健康的系统和方法。
[0020]图1示出了各种充电状态(SOC)曲线的示例性图。每个曲线表示电池的SOC曲线，以确定该电池的寿命延长和/或电荷扩展(charge
‑
extending)操作参数。寿命延长参数可以是电池可以在该参数操作以便延长电池的使用寿命的参数。电池的使用寿命可能与在电池对于特定应用可被认为寿命终止(例如，初始容量的80％)之前电池可经历多少个充电/放电循环相关。以最小化电池退化的方式操作电池可以允许电池更好地保持容量，并且因此在充电循环之间操作更久，这可以提高仓库的效率。因此，用寿命延长参数操作电池还可以延长充电循环之间的电荷寿命。通常，物料搬运车辆上的电池可能会在单元化学物质、充电状态摆动和/或单元构造方面不同。电池单元化学物质可包括锂离子、锂离子聚合物、氢化镍金属、镍镉、铅酸、或适合于为物料搬运车辆供电的任何其他类型的单元化学物质。取决于化学物质，电池的单元构造可包括圆柱形单元、软包单元(pouch cell)、或定制形状，诸如本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电池管理系统，所述电池管理系统包括：电池传感器，所述电池传感器耦合到包括至少一个电池模块的电池，所述至少一个电池模块与优选放电深度范围和优选放电速率相关联；负载传感器，所述负载传感器耦合到负载；执行器，所述执行器耦合到所述至少一个电池模块和所述负载；以及控制器，所述控制器耦合到所述电池传感器、所述负载传感器和所述执行器，所述控制器包括至少一个处理器和至少一个存储器，所述至少一个存储器包括由所述至少一个处理器执行的指令以：从所述负载传感器接收关于所述负载的负载信息；从所述电池传感器接收电池操作信息；基于所述负载信息和所述电池操作信息来确定为所述负载供电并以所述优选放电速率或低于所述优选放电速率来操作每个电池模块所需的电池模块数量；基于所述电池模块数量和所述电池操作信息来选择包括在所述电池中的一组电池模块，包括在所述一组电池中的每个电池模块具有在所述优选放电深度范围内的当前放电深度；以及指示所述电池使用所述一组电池模块来为所述负载供电。2.如权利要求1所述的电池管理系统，其特征在于，所述电池包括至少两个电池模块，并且其中所述电池模块数量第一电池模块和第二电池模块，所述第一电池模块和所述第二电池模块被包括在所述电池中。3.如权利要求1所述的电池管理系统，其特征在于，所述电池是锂离子电池。4.如权利要求1所述的电池管理系统，其特征在于，所述优选放电深度范围的最小放电深度大于与所述至少一个电池模块相关联的预定的最小充电状态。5.如权利要求1所述的电池管理系统，其特征在于，所述优选放电速率小于与所述至少一个电池模块相关联的最大可允许放电速率。6.如权利要求5所述的电池管理系统，其特征在于，所述优选放电深度范围和所述最大可允许放电速率是基于测试预先确定的。7.如权利要求6所述的电池管理系统，其特征在于，所述测试包括以多个预定放电范围和多个预定最大可允许放电速率来操作多个电池。8.如权利要求1所述的电池管理系统，其特征在于，所述至少一个处理器进一步执行所述指令以：接收电池简档，所述电池简档包括多个操作参数集，每个操作参数集包括：优选放电速率、优选放电深度范围、以及至少一个环境因素。9.如权利要求8所述的电池管理系统，其特征在于：包括在所述多个操作参数集中的第一操作参数集，所述第一操作参数集包括：第一放电速率、第一优选放电深度范围、以及第一环境因素，包括在所述多个操作参数集中的第二操作参数集，所述第二操作参数集包括：第二放电速率、第二优选放电深度范围、以及第二环境因素，以及以下各项中的至少一项：所述第一放电速率与所述第二放电速率不同，所述第一优选放电深度范围与所述第二优选放电深度范围不同，或所述第一环境因素与所述第二环境因
素不同。10.如权利要求9所述的电池管理系统，其特征在于，所述电池操作信息包括电池操作温度，并且其中所述第一环境因素是第一优选电池温度范围，并且所述第二环境因素是第二优选电池温度范围，所述第一优选电池温度范围包括所述电池操作温度，并且所述第二优选电池温度范围不包括所述电池操作温度。11.一种电池管理系统，所述电池管理系统包括：电池传感器，所述电池传感器耦合到包括至少两个电池模块的电池；负载传感器，所述负载传感器耦合到负载；执行器，所述执行器耦合到所述至少两个电池模块和所述负载；以及控制器，所述控制器耦合到所述电池传感器、所述负载传感器和所述执行器，所述控制器包括至少一个处理器和至少一个存储器，所述至少一个存储器包括由所述至少一个处理器执行的指令以：接收电池简档，所述电池简档包括多个操作参数集，每个操作参数集包括：优选放电速率、优选放电深度范围、以及至少一个环境因素；从所述负载传感器接收关于所述负载的负载信息；从所述电池传感器接收电池操作信息...

【专利技术属性】
技术研发人员：D，
申请(专利权)人：雷蒙德股份有限公司，
类型：发明
国别省市：