可在备用模式下操作的电池系统和相关方法
【技术领域】
[0001]本公开涉及配置成储存可以在电力设备提供服务中电位中断期间使用的电能的电池系统和方法。更具体来说，本公开涉及可能导致电力设备的服务的中断的事件的识别和在电位中断之前以在预调节模式下操作电池系统以在电气服务的实际中断的情况下增加可用电能。
【背景技术】
[0002]客车通常包括用于操作车辆的电气和传动系系统的电池。例如，车辆可以包括12V铅酸汽车电池，该电池被配置成为车辆起动器系统(例如，起动器电动机)、照明系统和/或点火系统供应电能。在电动、燃料电池(“FC”)和/或混合车辆中，可以使用高压(“HV”)电池系统来为车辆的电动传动系部件(例如，电驱动电机等)供电。这些电池系统可以允许可用来移动车辆的很大量电能的储存。
[0003]电池系统还可以包括在固定物应用中以用于多种目的。例如，电池备用系统可以用来在电力设备提供的电气服务的中断期间向建筑物提供临时电力。在另一个实例中，可以将可再生能源(例如，太阳、风等)连接到电池系统以拉平可再生能源系统的能量输出。
[0004]在操作中，可以将电池系统维持在比用于充电和放电的电池系统的物理限制窄的电荷状态(SOC)范围内。SOC范围可以取决于电池系统置于的用途。可以将用于提供备用电力的电池系统维持在相对高的S0C，以最大化在断电的情况下可用的电能的量。通常可以将结合可再生能源使用的电池系统的SOC维持在允许系统在可从可再生能源获得电能时吸收电能的S0C。
[0005]电池管理系统可以在一个阈值水平选择性地终止电池放电。用于进一步终止电池放电的阈值可以总体上基于电池的监控到的电压或其他参数。在过度消耗阈值之下无法限制电池的进一步放电可能导致电池系统效率低、降级、永久损坏和/或缩短的有效使用寿命。类似地，电池的充电可以在SOC上阈值水平终止，该SOC上阈值水平小于电池系统的总能量储存能力。
【发明内容】
[0006]本公开涉及可以基于电力设备的服务的预测干扰以在预调节模式下操作的电池系统和相关方法的各个实施例。这些系统可以包括配置成储存电能的电池。通信模块可以被配置成接收电力设备的预测干扰的指示。在各个实施例中，通信模块可以是无线数据网络接口、有线数据网络接口、蜂窝数据接口、卫星数据接口以及无线电数据系统接口。电池管理系统可以在正常模式下操作电池系统以将电池系统的电荷状态(S0C)维持在正常模式SOC范围内。在正常模式下，电池管理系统可以维持正常充电SOC极限和正常放电SOC极限。
[0007]在从通信模块接收到预测干扰的指示时，可以将电池系统转变到预调节模式。在各个实施例中，预测干扰可以是天气干扰和/或电力设备的供应方面干扰。可以将电荷状态维持在超出正常SOC范围的预调节模式SOC范围内。在预调节模式下，电池控制器可以选择性地禁用延迟的充电操作。
[0008]在各个实施例中，系统可以被配置成检测电力设备的服务中的实际干扰。实际干扰可以是停电状态或节电状态。在检测到实际干扰时，系统转变到备用模式。在备用模式下，系统可以将来自电池系统的电能提供给外部负载。在一些实施例中，电力设备可以是外部负载。在其他实施例中，外部负载可以是配置成从电力设备接收电力的设备。在备用模式下，电池管理系统可以允许电池系统放电到备用放电阈值。备用放电阈值可以低于在正常模式下维持的正常放电阈值。
[0009]在一些实施例中，用户互动部件可以允许用户指定与预调节模式和/或备用模式下的电池系统的操作有关的一个或多个用户偏好。这些偏好可以通过用户界面模块来指定。在一些实施例中，用户界面模块可以进一步被配置成从用户接收预测干扰的指示。
[0010]本发明包括以下方案:
1.一种配置成基于电力设备的服务的预测干扰在预调节模式下操作的电池系统，包括:
配置成储存电能的电池系统；
配置成接收电力设备的预测干扰的指示的通信模块；
与所述电池系统和所述通信模块通信的电池管理系统，所述电池管理系统被配置成:在正常模式下操作所述电池系统以将所述电池系统的电荷状态(SOC)维持在正常模式SOC范围内；
从所述通信模块接收预测干扰的指示；
在接收到所述预测干扰的指示时将所述电池系统转变到预调节模式，并且将所述电池系统的所述电荷状态维持在预调节模式SOC范围内，所述预调节模式SOC范围超出所述正常SOC范围；以及
在所述预调节模式下将电池中的电能积累到高达电荷容量截止阈值。
[0011]2.如方案I所述的系统，其中所述预测干扰包括天气干扰和电力设备的供应方面干扰中的至少一个。
[0012]3.如方案I所述的系统，其中所述电池管理系统被进一步配置成:
检测所述电力设备的服务中的实际干扰；
在检测到实际干扰时转变到备用模式；以及将来自所述电池系统的电能提供到外部负载。
[0013]4.如方案3所述的系统，其中所述电池管理系统被进一步配置成允许电池系统放电到备用模式下的备用放电阈值，所述备用放电阈值低于在所述正常模式下维持的正常放电SOC。
[0014]5.如方案3所述的系统，其中所述实际干扰包括停电状态和节电状态中的至少一个。
[0015]6.如方案3所述的系统，其中所述外部负载包括所述电力设备。
[0016]7.如方案3所述的系统，其中所述外部负载包括配置成从所述电力设备接收电力的设备。
[0017]8.如方案I所述的系统，其进一步包括: 配置成允许用户指定用户偏好的用户互动部件；
其中所述电池管理系统被进一步配置成基于所述用户偏好在所述预调节模式下操作所述电池系统。
[0018]9.如方案I所述的系统，其进一步包括配置成从用户接收预测干扰的指示的用户界面模块。
[0019]10.如方案I所述的系统，其中所述预调节模式SOC范围包括约90%的充电阈值。
[0020]11.如方案I所述的系统，其中所述正常充电SOC范围包括正常充电SOC极限和正常放电SOC极限，并且所述电池管理系统被进一步配置成在所述备用模式下以备用SOC范围操作所述电池系统。
[0021]12.如方案I所述的系统，其中所述通信模块包括通信接口，所述通信接口包括无线数据网络接口、有线数据网络接口、蜂窝数据接口、卫星数据接口以及无线电数据系统接口中的至少一个。
[0022]13.如方案I所述的系统，其中所述电池控制器能选择性地禁用所述预调节模式下的延迟的充电操作。
[0023]14.操作配置成基于电力设备的服务的预测干扰在正常模式与预调节模式之间转变的电池系统的方法，包括:
在正常模式下操作所述电池系统，并且将所述电池系统的电荷状态(SOC)维持在正常模式SOC范围内；
接收所述电力设备的服务的预测干扰的指示；
在接收到所述预测干扰的指示时将所述电池系统转变到预调节模式，并且将所述电池系统的SOC维持在预调节模式SOC范围内，所述预调节模式SOC范围超出所述正常SOC范围；以及
在所述预调节模式下将电池中的电能积累到高达电荷容量截止阈值。
[0024]15.如方案14所述的方法，其中所述预测干扰包括天气干扰和所述电力设备的供应方面干扰中的至少一个。
[0025]16.如方案14所述的方法，其进一步包括:
在检测到实际干扰时，在备用模式下操作所述电池系统并且将来自所述电池系统的电能提供到外部负载。
[0026]17.如方案16所述的方法，其中所述实际干扰包括停电和节电中的至少一个。
[0027]18.如方案14所述的方法，其进一步包括:
接收至少一个用户指定的电池预调节偏好；以及
基于所述至少一个用户指定的电池预调节偏好调整所述预调节模式下的所述电池系统的所述操作中的至少一个。
[0028]19.如方案14所述的方法，其进一步包括:
选择性地禁用所述预调节模式下的延迟的充电操作。
[0029]20.一种配置成基于预测天气的指示在正常模式与预调节模式之间转变的电池系统，包括:
配置成为车辆供电的电气传动系；
配置成储存电能并且将电能提供到所述电气传动系的电池系统； 配置成通过通信接口接收天气干扰的指示的通信模块；
与所述电池系统和所述通信模块通信的电池管理系统，所述电池管理系统被配置成:在正常模式下操作所述电池系统以将所述电池系统的电荷状态(SOC)维持在第一充电阈值与第一放电阈值之间；
接收天气干扰的指示；
在接收到天气干扰的指示时将所述电池系统转变到预调节模式，并且将电能积累到高达第二充电阈值，所述第二充电阈值高于所述第一充电阈值；以及
在接收到所述电力设备的服务中的实际干扰的指示时，将所述电池系统转变到备用模式，并且将来自电池的电能提供到外部负载直至第二放电阈值，所述第二放电阈值低于所述第一放电阈值。
【附图说明】
[0030]参照附图描述本公开的非限制性且非排他性的实施例，包括本公开的各个实施例，其中: