CN102612784A - 对储能系统中的储备能量的确定和使用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于确定储能系统中可用的内部储备能量的量的方法和系统。所述方法包括确定所述储能系统存储能量的容量并根据所确定的容量计算低于阈值级别的可用的储备能量的量。进一步的，根据所采集的历史数据确定所述储能系统的健康状态。此外，确定所述储能系统的当前状态。所述储能系统的健康状态和当前状态被用于精确化所述内部储备能量的量。

Description

对储能系统中的储备能量的确定和使用
技术领域
实施例总体上涉及储能系统，并且尤其涉及储能系统中可用的内部储备能量。
背景技术
储能系统(ESS)用于储存那些可被一个或多个能量消耗系统消耗的能量。ESS的一个例子是铅酸电池组。所述能够储存和供应能量的ESS有多种应用，例如，给不间断供电系统供电和至少部分地驱动车辆，以及其它应用。通常地，存储在ESS中的所述能量可被消耗的程度限制在某个程度以保证所述ESS的寿命和性能的最佳化。
随着所述存储在ESS中的能量的消耗，可消耗的能量逐渐减少并达到保留级别。通常地，建议ESS的使用者消耗存储在所述ESS的能量直到达到所述保留级别。然而，通常允许对所述ESS的能量的消耗超出所述保留级别直到存储在所述ESS的能量达到阈值级别。在所述阈值级别，ESS的充电状态达到0％。即使在该级别，尽管ESS的充电状态已经达到0％充电，所述ESS中仍然存在有一定量的内部储备能量。所述内部储备能量通常不允许使用。因此，当ESS至少部分地用于驱动车辆时，如果所述ESS的充电状态达到0％，所述车辆的使用者陷入困境。所述使用者甚至不能驾驶所述车辆以停到一个安全的地点，或驾驶所述车辆到邻近所述ESS能被充电的地方。并且，无法得知当存储在所述ESS的能量达到所述阈值级别时存在的内部储备能量的量。更进一步地，如果所述内部储备能量可以消耗的话，可完成的工作也未可知。
发明内容
一个实施例提供一个方法，所述方法用于确定储能系统中可用的内部储备能量的量。所述方法包括确定所述储能系统用以储存能量的容量，并基于所述确定的容量计算低于阈值级别时可用的内部储备能量的量。进一步的，基于所采集的历史数据来确定所述储能系统的健康状态。更进一步地，确定所述储能系统的当前状态。所述储能系统的健康状态和当前状态用于确定内部储备能量。
一个实施例提供一个系统，所述系统用于确定储能系统中可用的内部储备能量的量。所述系统耦合到所述储能系统。所述系统包括能量管理系统，所述能量管理系统包括至少一个输入输出设备、至少一个存储器、至少一个处理器，和至少一个收发设备。所述输入输出设备被配置为至少从所述储能系统采集数据并发送指令到所述储能系统。进一步的，所述存储器被配置为储存通过所述输入输出设备采集的数据的至少一部分。所述处理器被配置为处理至少一部分从所述储能系统采集的数据，并且所述收发设备被配置为发送至少一部分所述处理过的数据并接收数据。所述系统进一步的包括数据处理系统，所述数据处理系统被配置为接收由所述收发设备发送的数据并确定所述储能系统的健康状态和当前状态，其中所述数据处理系统被配置为基于所述储能系统的健康状态计算内部储备能量的量。
另一实施例提供一系统，所述系统用于确定储能系统中可用的内部储备能量的量。所述系统耦合到所述储能系统。所述系统包括至少一个能量管理系统，所述能量管理系统包括至少一个输入输出设备、至少一个存储器和至少一个处理器。所述输入输出设备被配置为至少从所述储能系统采集数据并发送指令到所述储能系统。所述存储器被配置为储存通过所述输入输出设备采集的数据的至少一部分。所述处理器被配置为处理至少一部分从所述储能系统采集的数据并确定所述储能系统的健康状态和当前状态，其中所述处理器被配置为基于所述储能系统的健康状态和当前状态计算内部储备能量的量。
结合下面的说明及相应的附图，将会更好地认识和理解此处公开的实施例的这些方面以及它方面。然而，应该认识到，以下的描述，表示优选实施例及其许多细节，是为了便于阐述而并非进行限制。在此处所述实施例的范围内，可进行多种变化和修改而不背离其精神，并且此处所述的实施例包括全部的这样的修改。
附图说明
以下结合附图对实施例进行说明，其中使用相同的附图标记表示各个附图中对应的部分。参考所述附图将更好地理解此处所述实施例，其中：
图1是根据此处一个实施例的框图，所述框图说明储能系统、能量消耗系统和能量管理系统；
图2a根据此处一个实施例，为了便于理解将储能系统比作一个容器进行说明；
图2b是根据此处一个实施例的图表，所述图表说明ESS的能量消耗；
图3a是根据此处一个实施例的系统，所述系统用于确定ESS中可用的内部储备能量的量；
图3b是根据此处一个实施例的系统，所述系统用于确定ESS中可用的内部储备能量的量；
图4是根据此处一个实施例的方法的流程图，所述方法用于确定ESS中可用的内部储备能量的量；
图5是根据此处一个实施例的图表，所述图表说明ESS中的内部储备能量的量；
图6是根据此处一个实施例的图表，所述图表说明当充电时ESS中可用的内部储备能量的量为ESS的温度变化的函数；
图7是根据此处一个实施例的图表，所述图表说明ESS中存储的能量；
图8是根据此处一个实施例的图表，所述图表说明ESS中存储的能量；
图8b是根据此处一个实施例的图表，所述图表说明ESS中的阻抗的变化；
图9是根据此处一个实施例的图表，所述图表说明ESS中可用的能量；
图10是根据此处一个实施例的方法的流程图，所述方法用于确定可使用内部储备能量完成的工作量。
具体实施方式
以下将参考通过相应的附图阐述的非限制性的实施例和细节对此处所述实施例及其各种特征和优点做进一步完整的说明。为了避免对此处所述实施例造成不必要的模糊，将略去那些对公知的元件和处理技术的说明。此处使用的例子仅仅是为了促进对所述实施例可能的实施方式的理解而且使本领域技术人员能够实施所述实施例。因此，不应该将这些例子看作是对此处所述实施例的范围的限制。
所述实施例提供一个方法和系统，用于确定储能系统中可用的内部储备能量的量。现在参考附图，特别是图1到图10，其中使用相同的附图标记在所有附图中一致地表示对应的特征，这些附图显示优选实施例。
图1是根据一个实施例的框图，所述框图说明储能系统(ESS)102、能量消耗能量系统(ECS)104和能量管理能量系统(EMS)106。所述ESS 102中储存可至少部分地被至少一个ECS104消耗的能量。
所述ESS 102可包括一个或多个铅酸电池、胶体电池、锂离子电池、钠硫电池、锂离子聚合物电池、钠硫电池、镍铁电池、镍金属氢化物电池、镍镉电池和其它电容器或它们的组合。所述消耗存储在所述ESS 102中的能量的ECS 104可以是一个或多个驱动机构、发动机控制器、客舱温度控制、子系统温度控制、充电系统、仪表盘显示屏、汽车门禁系统、驱动马达，座位空调温度传感器、客舱加热/通风/空调、附加加热系统、电池加热器、电池通风系统、车载充电器、安全系统、碰撞传感器、传感系统、温度传感器、液面传感器，和压力传感器，以及其它们的组合。存储在所述ESS102中的能量可被消耗的程度由所述EMS 106控制。
所述EMS 106被编程以允许将所述ESS 102的能量消耗达到至少一个阈值级别。然而，即使超出所述阈值级别，所述ESS 102仍有可用的能量。正如所知的，所述超出阈值级别的可用能量是内部储备能量。图2a根据一个实施例，为了便于理解，将ESS 102比作一个容器来进行说明。所述ESS 102分作三个区域，即A区域202、B区域204和C区域206。在图2a中，A区域202位于线条Lf和Lr之间，B区域204位于线条Lr和Lt之间，C区域位于线条Lt和L0之间。在正常条件下，允许从所述ESS 102中消耗A区域202中的能量。进一步的，所述B区域204内的能量是所述储备能量，C区域206是存在那些通常不可用于消耗的内部储备能量的区域。所述线条Lf表示当所述ESS 102完全″充满″时存储在所述ESS 102中的能量的级别，也就是说，当ESS102的能量级别达到100％时，存储在所述ESS 102中的能量达到级别Lf。当来自所述ESS 102的能量被消耗，储存在所述ESS102中的能量随之减少。ESS 102的″能量储存级别″减少到Lr级别，即被认为是保留级别。甚至允许能量被消耗到超出该级别直到存储在所述ESS 102中的能量跌至由线条Lt所表示的阈值级别。当存储在所述ESS102中的能量跌至所述阈值级别时，所述ESS 102的充电状态为0％。低于所述阈值级别的可用能量称为内部储备能量。作为说明存储在所述ESS 102中的能量的一个例子，也可通过图2b说明，图2b是说明根据一个实施例的所述ESS 102的能量消耗的图表。在所述图表中，存储在所述ESS 102中的能量被ECS 104以恒定载荷消耗，从而减少存储在所述ESS 102中的能量。在所述图表中，Y轴表示ESS 102的电压，X轴表示ESS 102的充电状态。当所述ESS 102的充电状态为100％时，所述ESS 102的电压是V0。而且，随着能量被消耗，所述电压逐渐减少到V1，该阶段存储在所述ESS 102中的能量达到保留级别。然后，随着所述能量继续被消耗，ESS 102的电压进一步从V1减少到V2，在该阶段存储在所述ESS 102中的能量达到所述阈值级别。进一步的，如果对所述能量的使用超出所述阈值级别，则可使用内部储备能量，即在ESS 102的电压从V2减少到V3期间。可注意到Lr所表示的所述保留级别可据此配置为在Lf级别和阈值级别Lt之间。进一步的，所述阈值级别Lt可被配置为在Lr和L0之间。在一个实施例中，根据ESS 102的配置来配置所述阈值级别。可以为不同类型的ESS配置不同的阈值级别，所述ESS例如铅酸电池、胶体电池、锂离子电池、锂离子聚合物电池、钠硫电池、镍铁电池、镍金属氢化物电池、镍镉电池或它们的组合。此外，所述阈值级别可基于所述ESS 102的容量而改变以存入能量。进一步的，所述低于阈值级别时可用的内部储备能量基于一个或多个因素而改变。
图3是根据一个实施例说明用于确定ESS 102中可用的内部储备能量的量的系统；所述系统包括所述EMS 106。所述EMS 106包括至少一个处理器306、至少一个存储器304和至少一个输入输出(I/O)设备302。所述处理器306能够接收并处理从所述I/O设备302和存储器304处获得的数据。进一步，所述处理器306可向存储器304发送要存储的数据。此外，所述处理器306能够向I/O设备302发送指令，其中所述I/O设备302随后同与其相关的设备通信。一个实施例中，处理器306由市场上可买到的通用的微型控制器芯片组成的电子电路制成。所述存储器304可包括能以数字形式储存信息的易失性的和非易失性的存储器芯片的组合。在一个实施例中，所述I/O设备302包括一组输入输出线，其中每个输入输出线单独地连接到所述处理器306。这些输出线可以是模拟输入、模拟输出、数字输入、数字输入输出、脉冲/频率输出和数据线。在一些实施例中，所述EMS 106可进一步包括至少一个收发设备308和至少一个数据处理系统(DPS)310，如图3b所述。所述EMS 106通过电信网与DPS 310无线连接。所述处理器306进一步被配置为通过利用所述收发设备308发送和接收数据与所述DPS 310通信。所述收发设备308通过所述电信网与所述DPS 310通信。所述处理器306进一步被配置为处理从所述DPS 310收到的数据。在一个实施例中，所述系统能够确定所述ESS 102中可用的内部储备能量的量。
图4是说明用于确定所述ESS 102中可用的内部储备能量的量的方法的流程图；在步骤402，确定ESS 102储存能量的容量。随后，在步骤404，基于所述确定的容量确定低于所述阈值级别的可用的内部储备能量的量。进一步的，在步骤406采集与所述ESS 102有关的历史数据。在步骤408，至少一部分所述采集的历史数据用于确定ESS 102的健康状态(SOH)。此外，在步骤410确定ESS 102的当前状态。所述ESS102的当前状态和所述ESS 102的SHO用于进一步精确化步骤404中计算得到的内部储备能量的量。
在一个实施例中，I/O设备302从所述ESS 102采集数据并将数据储存在所述存储器304中。所述处理器306对存储在所述存储器304中的至少一部分数据进行检索并确定所述ESS 102存储能量的容量。所述处理器306利用确定ESS 102的容量来计算所述ESS 102中存储的低于所述阈值级别的内部储备能量的量。所述处理器306进一步对一段时间内采集并存储在所述存储器304中的至少一部分数据，称为历史数据，进行检索以确定ESS 102的SOH。所述处理器306进一步使用所采集的与所述ESS 102有关的至少一部分数据来确定ESS 102的当前状态。所述处理器306使用所述ESS102的当前状态和SOH来精确化存储在所述ESS 102中的内部储备能量的量。
在一个实施例中，EMS 106和DPS 310彼此合作以计算存储在所述ESS 102中的内部储备能量的量。为了确定内部储备能量的量，I/O设备302从所述ESS 102采集数据并将数据储存在所述存储器304中。所述处理器306对存储在所述存储器304中的至少一部分数据进行检索并确定所述ESS 102存储能量的容量。可替换地，收发设备306将计算容量所需的数据发送给DPS 310。所述DPS 310确定所述ESS102的容量。所述确定的ESS 102的容量被处理器306或DPS 310用来计算所述ESS 102中存储的低于所述阈值级别的内部储备能量的量。进一步的，所述用于确定ESS 102的SOH的历史数据存储在所述存储器304或所述DPS 310中。可替换地，所述用于确定ESS102的SOH的历史数据部分存储在所述存储器304中，其余的存储在所述DPS 310中。进一步的，基于所述EMS 106和DPS 310的配置，所述处理器306或DPS 310使用所需的历史数据来确定ESS 102的SOH。进一步的，所述EMS 106或DPS 310确定所述ESS的当前状态。所述处理器306使用所述ESS 102的当前状态和SOH来精确化存储在所述ESS 102中的内部储备能量的量。所述DPS 310可提供所述SOH给处理器306。可替换地，所述DPS310使用所述ESS 102的当前状态和SOH来精确化存储在所述ESS 102中的内部储备能量的量。所述EMS 106可提供所述SOH和当前状态给所述DPS 310。
上述方法的各个步骤可以按照介绍的顺序执行，也可按不同的顺序或同时执行。进一步的，在一些实施例中，当有些列出的步骤对于生成所需的结果来说不是必要的话，可省略。
上文中提到的再某个时刻计算的存在的内部储备能量的量可基于ESS 102的SOH和所述ESS 102的当前状态精确化。
通过随着ESS 102的SOH的劣化降低所计算的内部储备能量的量来精确化通过基于所述ESS 102的容量计算得到的所述ESS 102中可用的内部储备能量的量。在一个涉及电能的实施例中，根据影响所述SOH的因素来精确化内部储备能量的量，包括ESS 102的存储能量的容量、ESS102的使用周期、ESS 102的再充电性能、所述ESS102已经经历的充放电周期数、ESS 102的温度和ESS 102的阻抗等等中的一个或多个。
所述ESS 102的存储能量的容量随着所述ESS 102的健康状况劣化而下降。因此，所述ESS 102的SOH间接地与所述ESS 102存储能量的容量成比例。因此，当所述ESS″完全″充电(在一个ESS 102是电池组的实施例中，为SOC100％)时所述ESS102存储的最大能量表示ESS 102的SOH。进一步的，随着所述ESS 102的SOH劣化，所述ESS 102中可用的内部储备能量的量也减少。图5是说明根据一个实施例的ESS 102中的内部储备能量的量的图表；在所述图表中，所述ESS 102包括大约25摄氏度的锂磷酸铁电池。线条502表示所述ESS 102中可用的内部储备能量的量。内部储备能量的量随着ESS 102存储能量的容量的降低而逐渐下降。通过随着所述储能系统存储能量的容量的降低来减少所计算的储备能量的量来精确化所述内部储备能量的量。
进一步的，所述ESS的使用周期数用于精确化存储在所述ESS 102中的内部储备能量的量。通过随着所述储能系统存储能量的周期数的增加来减少所计算的内部储备能量的量来精确化所述内部储备能量的量。
在一个实施例中，考虑ESS 102的再充电情况来精确化所述ESS 102的内部储备能量的量。在一个实施例中，对所述ESS 102进行完全充电所用的时间增加表明所述ESS 102的SOH品质降低。此外当对所述ESS 102充电时，ESS 102的温度增加到不合要求的程度表明所述ESS 102的SOH品质降低。图6是根据此处一个实施例的，说明当充电时ESS 102中可用的内部储备能量的量为ESS 102的温度变化的函数。在所述图表里，线条602表明包括锂磷酸铁电池的ESS 102的内部储备能量的量。ESS 102中可用的内部储备能量随着ESS 102的温度的变化而变化。通过根据所述ESS 102的温度来增加或减少所计算的内部储备能量的量精确化ESS 102中的内部储备能量的量。
在一个实施例中，除了上述情况之外，当所述ESS 102再充电时的其他情况可作为确定ESS 102的SOH时的考虑因素。
在一个实施例中，考虑ESS 102已经经历的充放电周期数来精确化所述ESS 102的内部储备能量的量。已经注意到ESS 102的SOH随着所述ESS 102经历的充放电周期数的增长而下降。因此，所述ESS 102的SOH是所述ESS 102已经经历的充放电周期数的函数。随着所述ESS 102的SOH下降，ESS 102的存储能量的容量也减少。此外，随着所述存储能量的容量的减少，所述可用的内部储备能量也减少。图7是说明根据一个实施例的ESS 102中的存储的能量的图表；在该图中，线条702表明基于所述ESS 102的类型预计存储在所述ESS 102中的能量。此外，线条704表明根据一个实施例的ESS 102存储能量的实际能力。随着所述ESS 102经历的充放电周期数的增长，可存储的能量减少。通过随着所述ESS 102已经经历的充放电周期数的增加而减少所计算的内部储备能量的量来对所计算的ESS 102存储的内部储备能量的量进行进一步精确化。
在一个实施例中，考虑ESS 102的阻抗来确定所述ESS 102的SOH。注意到ESS102的SOH随着所述ESS 102的阻抗的增加而降低。图8是说明根据一个实施例的ESS 102中的存储的能量的图表；在该图中，线条802表明所述ESS 102可以存储的能量。所述可以储存的能量随着ESS 102的阻抗的增加而减少。通过随着所述ESS 102阻抗的增加而减少所计算的内部储备能量的量来对所计算的ESS 102存储的内部储备能量的量进行精确化。此外，如图8所示，根据一个实施例，所述ESS 102的阻抗可能并不按照预期而变化。在该图中，线条804表明所述ESS 102的阻抗的预计变化，线条806表明随着ESS 102的充电/放电周期数的增加，所述ESS 102的阻抗的实际变化。这些阻抗的预计变化和实际变化之间的差别可用于精确化所述ESS 102存储的内部储备能量的量。
在一个实施例中，根据一段时间内所采集的ESS 102的存储能量的容量、ESS 102的使用年限、ESS 102的再充电情况、所述ESS 102已经经历的充放电周期数、ESS102的温度情况和ESS 102的阻抗等其他因素中的一个或多个来确定所述SOH。在一个实施例中，从所述ESS 102初次使用开始的一段时间之内所采集的表征ESS 102的存储能量的容量、所述ESS 102的使用年限、ESS 102的再充电情况、所述ESS 102已经经历的充放电周期数和ESS 102的阻抗等中的一个或多个的数据称为历史数据。
如前所述，基于ESS 102的当前状态来精确化某一点存在的内部储备能量的量。在一个实施例中，依据所述ESS的当前温度来确定ESS 102的当前状态。图9是根据一个实施例说明所述ESS 102中可用的能量的图表。在该图中，线条902、904、906和908分别表示在温度为0℃、10℃、25℃和40℃时所述ESS 102中高于所述阈值级别910和低于所述阈值级别910的能量的可利用程度。从该图中可知，所述内部储备能量随着温度的增加而减少。通过将存储容量作为温度升高的函数来精确化内部储备能量。可注意到，根据所述ESS的类型来进行对所述内部储备能量的量的精确化，因为不同的类型的ESS 102可能在包括上述情况的不同的情况中表现不同。
对内部储备能量的量计算的示例
下述的例子公开根据一个实施例的对于ESS 102中的内部储备能量的量的计算方法。在所述例子中，所述ESS 102包括锂磷酸铁电池。如图6、图7、图8、图8b和图9所示，使用为所述ESS 102所采集和绘制的数据来计算ESS 102中的内部储备能量的量，所述ESS 102包括锂磷酸铁电池。
首先，确定ESS 102的存储内部储备能量的容量。在一个实施例中，内部储备能量的量取决于配置的阈值级别和ESS 102的预计存储能量的容量。在该例子中，内部储备能量的量确定为150AH；6KWH。
进一步，使用历史数据确定ESS 102的SOH。在该例中，所述ESS 102已经完成500个充电/放电周期。所述ESS 102的SOH计算如下：
在图7中可见所述ESS 102的当前容量应为初始容量的90％。通过将0.9与其他用于确定SOH而考虑的系数相乘，这些特别的观测值用于确定SOH。此外，在图5可以看出ESS 102的容量的实际测量值比预期容量值低5％。因此，用系数0.95与其他用于确定SOH的系数相乘。
此外，阻抗增加系数用于确定SOH。图8b表明和预期的阻抗变化相比，阻抗的异常增加。同预期值1相比，所述阻抗是1.5。进一步的，从图8中可知，所述阻抗的影响是将可用的能量减少10％。因此，用系数0.9与其他用于确定SOH的系数相乘。
在该实施例中，SOH＝0.9*0.95*0.9
所述SOH用于进一步精确确定所述内部储备能量的量。
内部储备能量＝150AH*SOH或者6kWH*SOH
内部储备能量＝150*(0.9*0.95*0.9)＝115.425AH或6*(0.9*0.95*0.9)＝4.617kWH
可注意到在一个实施例中，可使用附加的参数和计算步骤来计算所述SOH。
此外，使用所述ESS 102的当前状态精确化使用所述SOH精确化的内部储备能量的量。在该例中，如图9所示的所述ESS 102的温度的实际值和能量变化用于进一步精确化该精确化的内部储备能量的量。在该例中，ESS 102处于图9中的℃，处在该温度的ESS 102的容量只有预期值的81％。该修正用于上述值以达到对储备能量的量的计算的改进。
储备能量的量＝115.425AH x 0.81＝93.494AH
或
储备能量的量＝4.617kWH x 0.81＝3.739kWH
确定使用内部储备能量可完成的工作量
在一个实施例中，除了确定所述ESS 102中可用的内部储备能量的量之外，确定可以使用所述ESS 102中可用的内部储备能量完成的工作量。
在一个实施例中，可以完成的工作量是一个车辆可以行驶的距离，其中所述ESS102至少部分地驱动所述车辆。在另一实施例中，可以完成的工作量我当能量正在被一个或多个ECS 104消耗时，所述可用的内部储备能量能够持续的时间。
在一个实施例中，当所述ESS至少部分地驱动车辆时，所述车辆能够行驶的距离根据历史使用模式来确定。
在一个实施例中，所述历史使用模式源自于历史驾驶方式和历史地形模式中的至少一个。通过采集一段时间的表示所述驾驶方式的数据来导出所述历史驾驶方式。所述历史驾驶方式表明为行驶单位距离所述车辆的驾驶员使用的能量的量。例如，同一个通常以理想速度行驶的驾驶员相比，一个通常行驶相对较快的驾驶员通过使用所述内部储备能量消耗较多的能量而能够行驶的距离较短。此外，通过采集一段时间的表示驾驶地形的数据可以导出所述历史地形模式。同通常行驶在陡坡道路(上坡路)上的车辆相比，在相对平坦的道路上行驶的车辆通过使用所述内部储备能量能够行驶的距离更大。此外，所述历史地形模式还可以表明所述车辆是否通常行驶在具有很多交通信号的拥挤的道路上，即驱动每单位距离需要较多的能量，或所述车辆是否通常行驶在通常的交通道路上，从而驱动每单位距离需要较少的能量。
在一个实施例中，存储在所述ESS 102的能量是电能。
在一个实施例中，存储在所述ESS 102的能量是化学能。
在一个实施例中，通过所述EMS 106确定可以使用所述ESS 102中可用的内部储备能量完成的工作量。
在另一实施例中，通过所述DPS 310确定可以使用所述ESS 102中可用的内部储备能量完成的工作量。
在一个实施例中，那些可以使用所述可用的内部储备能量完成的工作的量是通过考虑至少部分地被ESS 102驱动的车辆行驶的地形所确定的。与所述地形有关的信息可以由EMS 106或DPS 310所采集。在一个实施例中，所述与所述地形有关的信息是通过使用全球定位系统(GPS)所采集的。在一个实施例中，EMS 106和DPS 310中的至少一个检索与所述车辆行驶的地形和气候条件有关的信息以确定那些可以使用所述内部储备能量完成的工作的量。
在一个实施例中，根据当前驾驶方式确定可以那些可以使用所述可用的内部储备能量完成的工作的量。所述当前驾驶方式可以是在为在前几分钟驶过单元距离所消耗的能量。所述为确定所述当前驾驶方式而考虑的行驶的分钟数可以改变。
在一个实施例中，根据环境气候情况确定可以那些可以使用所述可用的内部储备能量完成的工作的量。在确定那些可以使用所述内部储备能量完成是工作的量时，考虑环境气候情况例如一种或多种天气、风和雨等这些影响那些可以使用所述内部储备能量完成的工作的量的因素。
图10是说明根据一个实施例的方法的流程图，所述方法用于确定可使用内部储备能量行驶的距离(可以完成的工作的量)。所述确定的内部储备能量的量用于计算通过使用所述内部储备能量所述车辆能够行驶的距离。在步骤1002，这可以通过检索车辆模型对应的标准能量消耗而计算得到。在步骤1004，使用上述信息计算得到所述可以行驶的距离。在一个实施例中，使用下述公式计算得到所述距离：
距离＝内部储备能量(瓦特小时)/标准消耗(瓦特小时)/千米。
在确定所述距离之后，在步骤1006检索历史使用模式。在步骤1008使用所述使用模式通过增加或减少所述计算的距离精确化所述距离。进一步地，在步骤1010确定当前驾驶方式，所述确定的驾驶方式此后在步骤1012用于精确化距离。进一步地，在步骤1014确定所述车辆上的一个或多个系统的状态，例如一个或多个能量消耗系统例如马达、加热/通风/空调系统等的温度。在步骤1016用所述车辆系统的当前状态精确化所述计算出的距离。进一步地，在步骤1018获得与所述车辆正在行驶的地形有关的信息。在一个实施例中，所述地形信息是通过全球定位系统获得的。在步骤1022，使用所述地形信息精确化所述计算的距离以达到最终计算的距离，其中所述最终计算的距离显示给所述车辆的使用者。在一个实施例中，所述对计算的距离的精确化是随着所述车辆的行驶持续进行的。
所述在上述的方法中的各种步骤可以按照描述的次序执行，也可以按不同的次序或同时执行。进一步的，在一些实施例中，列出的一些步骤可以略去。
在一个实施例中，EMS 106和DPS 310中的至少一个确定公共ESS 102的充电地点。进一步地，它根据所述计算出的使用所述可用的内部储备能量可以完成的工作的量确定一个至少部分地由所述ESS 102驱动的车辆是否能够行驶到最近的充电地点。进一步地，根据所述确定的结果，由ECS 104调整来自所述ESS 102的一个或多个方面的能量消耗概况，以便使所述车辆能够至少行驶到最近的充电点。
在一个实施例中，所述由ECS 104调整所述来自ESS 102的一个或多个方面的能量消耗概况包括，在气候条件许可的情况下，限制ESS102的加热/通风/空调的能量消耗。
在一个实施例中，所述由ECS 104调整所述来自ESS 102的一个或多个方面的能量消耗概况包括，限制ESS 102的驱动马达的能量消耗以使所述车辆以相对经济的方式行驶。
使用内部储备能量
在一个实施例中，通过一个为使用所述内部储备能量的请求来触发对所述ESS 102中可用的内部保留的使用。
在一个实施例中，当所述ESS 102中的能量接近所述阈值级别时，由EMS 106自动地生成所述请求。
在另一实施例中，当所述ESS 102中的能量达到阈值级别时，由EMS 106自动地生成所述请求。
在另一实施例中，当用户启动一辆至少部分地由所述ESS 102驱动的车辆上设置的一个按钮时，生成所述请求。
在另一实施例中，一辆至少部分地由所述ESS 102驱动的车辆的用户使用他的电信设备发送请求。在一个实施例中，所述请求通过短消息业务发送的。在另一实施例中，所述请求是通过呼叫一个服务中心生成的，所述服务中心使得所述内部储备能量能够被使用。
在一个实施例中，所述请求由所述DPS 310接收。
在一个实施例中，接收到所述请求之后，根据所述内部储备能量已经被使用的次数决定允许或拒绝使用所述内部储备能量。
在一个实施例中，接收到所述请求之后，根据所述ESS 102的使用者是否被授权使用所述ESS 102的内部储备能量来决定允许或者拒绝使用所述内部储备能量。
在一个实施例中，所述EMS 106决定是否允许使用所述ESS 102中的内部储备能量。
在另一实施例中，所述DPS 310决定是否允许使用所述ESS 102中的内部储备能量。所述DPS 310的决定通知给所述EMS 106，其中所述EMS 106使得所述DPS 310能够做所述决定。
在一个实施例中，所述对于是否允许使用所述ESS的102中的内部储备能量的决定通知给所述ESS 102的使用者。
在一个实施例中，通过一个与所述ESS 102相关的显示设备将所述对于是否允许使用所述ESS的102中的内部储备能量的决定传递给所述ESS 102的使用者。在一个实施例中，所述显示设备位于车辆的仪表盘上，其中所述车辆至少部分地由所述ESS102驱动。
在一个实施例中，通过一个与所述ESS 102相关的电信设备将所述对于是否允许使用所述ESS的102中的内部储备能量的决定传递给所述ESS 102的使用者。
此处公开的实施例描述一个方法和系统，用于确定储能系统中可用的内部储备能量的量。因此，应当理解所述保护范围可以延伸到程序和存储有消息的计算机可读装置，该计算机可读存储装置包含用于实施所述方法的一个或多个步骤的程序代码，所述程序运行在服务器或移动装置或任意适当的可编程装置上。所述方法可通过将一个软件程序写入例如超高速集成电路硬件描述语言(VHDL)的另一种程序设计语言来实现，或通过执行在至少一个硬件设备上的一个或多个VHDL或若干软件模块来来实现。所述至少一个硬件设备可以包括任何类型的可编程的便携式的设备。所述设备可能同时包括可以是例如像ASIC的硬件装置、或硬件和软件装置的组合，例如ASIC和FPGA的组合、或至少一个微处理器和至少一个设置有软件模块的存储器、此处描述的方法可部分地在硬件上并部分地在在软件中执行。可替换地，本发明可在不同的硬件设备上实施，例如使用多个CPU执行。
上述对具体实施例的说明将完全地揭示此处公开的实施例的一般特性，通过应用现有技术，可以很容易地修改和/或为各种应用而调整这些具体实施例而不背离所述一般的概念，所以，这样的调整和修改将被视为所述公开实施例的意思和范围的等同替代。应理解此处使用的措辞或术语是为了说明而非进行限制。所以，尽管此处公开的实施例按照优选实施例来描述，本领域技术人员将了解此处公开的实施例可以在此处所述的实施例的精神和范围内经过修改实施。

Claims (39)

1.一种用于确定储能系统中可用的内部储备能量的量的方法，所述方法包括：
确定所述储能系统储存能量的容量；
采集与所述储能系统有关的历史数据；
根据所述采集的历史数据确定所述储能系统的健康状态；
确定所述储能系统的当前状态；
根据所述确定的容量计算低于阈值级别的可用的内部储备能量的量；以及
根据所述储能系统的健康状态和所述储能系统的当前状态进一步精确化所述计算出的内部储备能量的量。
2.根据权利要求1所述的方法，其中采集所述历史数据包括，采集所述储能系统储存能量的容量、所述储能系统的使用年限、所述储能系统的再充电情况、所述储能系统已经经历的充电和放电周期数、和所述储能系统的阻抗中的至少一个。
3.根据权利要求2所述的方法，其中精确化所述计算出的内部储备能量的量包括，随着所述储能系统存储能量的容量的降低来减少所计算的内部储备能量的量。
4.根据权利要求2所述的方法，其中精确化所述计算出的内部储备能量的量包括，随着所述储能系统存储能量的使用年限的增加来减少所计算的内部储备能量的量。
5.根据权利要求2所述的方法，其中采集与所述储能系统的再充电情况有关的数据包括，采集描述当所述储能系统充电时所述储能系统的温度的增加的数据。
6.根据权利要求5所述的方法，其中精确化所述计算出的内部储备能量的量包括，随着当所述储能系统充电时所述储能系统存储能量的温度增高到超出预期级别减少所计算的内部储备能量的量。
7.根据权利要求2所述的方法，其中采集与所述储能系统的再充电情况有关的数据包括，收集描述为所述储能系统完全充电所花费的时间的数据。
8.根据权利要求7所述的方法，其中精确化所述计算出的内部储备能量的量包括，随着为所述储能系统完全充电所花费的时间的增加来减少所计算的内部储备能量的量。
9.根据权利要求2所述的方法，其中精确化所述计算出的内部储备能量的量包括，随着所述储能系统已经经历的充电和放电周期数的增加来减少所计算的内部储备能量的量。
10.根据权利要求2所述的方法，其中精确化所述计算出的内部储备能量的量包括，随着所述储能系统存储能量的阻抗的增加来减少所计算的内部储备能量的量。
11.根据权利要求1所述的方法，其中精确化所述计算出的内部储备能量的量包括，随着所述储能系统健康状态的劣化来减少所计算的内部储备能量的量。
12.根据权利要求1所述的方法、其中确定所述当前状态包括采集描述所述储能系统的温度的数据。
13.根据权利要求12所述的方法，其中精确化所述计算出的内部储备能量的量包括，根据所述储能系统的温度增加或减少所述计算的内部储备能量的量。
14.根据权利要求1所述的方法、其中所述历史数据是经过一段时间所采集的。
15.根据权利要求1所述的方法，进一步包括，确定使用所述可用的内部储备能量能够完成的工作的量。
16.根据权利要求15所述的方法，其中根据历史使用模式来确定能够完成的工作的量。
17.根据权利要求16所述的方法，其中所述历史使用模式通过采集描述历史驾驶方式和历史地形模式中至少一个的数据来得到的。
18.根据权利要求15所述的方法，其中根据由一个或多个能量消耗系统所消耗的能量来确定能够完成的工作的量。
19.根据权利要求15所述的方法，其中根据当前驾驶方式来确定能够完成的工作的量。
20.根据权利要求15所述的方法，其中根据环境气候情况来确定能够完成的工作的量。
21.根据权利要求15所述的方法，其中根据至少由所述储能系统所驱动的车辆所行驶的地形来确定能够完成的工作的量。
22.根据权利要求21所述的方法，其中所述车辆所行驶的地形是使用全球定位系统确定的。
23.根据权利要求1所述的方法，进一步的包括，允许使用所述储能系统中的所述可用的内部储备能量。
24.根据权利要求23所述的方法，其中根据一个用于使用所述内部储备能量的请求来允许使用所述内部储备能量。
25.根据权利要求24所述的方法，其中所述请求是由所述储能系统的使用者的发送的。
26.根据权利要求25所述的方法，其中所述请求是由所述使用者通过启动设置于安装有所述储能系统的车辆上的一个按钮来发送的。
27.根据权利要求26所述的方法，其中所述请求是由所述储能系统的使用者利用一个电信设备发送的。
28.根据权利要求24所述的方法，其中所述请求是当存储在所述储能系统中的能量接近或达到阈值级别时自动发送的。
29.根据权利要求23所述的方法，其中根据所述内部储备能量已经被使用的次数决定允许使用所述储能系统中可用的内部储备能量。
30.根据权利要求23所述的方法，其中根据储能系统使用所述可用的内部储备能量的适格性决定允许使用所述储能系统中可用的内部储备能量。
31.根据权利要求23所述的方法，进一步包括，确定所述储能系统能充电的地点。
32.根据权利要求31所述的方法，进一步包括，调整由能量消耗系统从所述储能系统所消耗的能量的概况，以使得至少部分地由所述储能系统驱动的车辆能够至少到达最邻近该车辆的充电地点。
33.一个用于确定储能系统中可用的内部储备能量的系统，所述系统耦合到所述储能系统，所述系统包括：
至少一个能量管理系统，其包括：
至少一个输入输出装置，其被配置为至少从所述储能系统采集数据和发送指令到所述储能系统；
至少一个存储器，其被配置为储存至少一部分由所述输入输出装置所采集的数据；
至少一个处理器，其被配置为处理至少一部分所述从所述储能系统采集的数据；和
至少一个收发设备，其被配置为发送至少一部分所述处理过的数据并接收数据；
一个数据处理系统，其被配置为接收所述收发设备所发送的数据并确定所述储能系统的健康状态和当前状态，其中所述数据处理系统被配置为根据所述储能系统的健康状态计算可用的内部储备能量的量。
34.根据权利要求33所述的系统，其中所述收发设备被配置为与所述数据处理系统通信。
35.根据权利要求33所述的系统，其中所述处理器进一步被配置为发送指令以允许使用所述储能系统的内部储备能量。
36.一个用于确定储能系统中可用的内部储备能量的系统，所述系统耦合到所述储能系统，所述系统包括至少一个能量管理系统，所述能量管理系统包括：
至少一个输入输出装置，其被配置为至少从所述储能系统采集数据和发送指令到所述储能系统；
至少一个存储器，其被配置为储存至少一部分由所述输入输出装置所采集的数据；
至少一个处理器，其被配置为处理至少一部分所述从所述储能系统采集的数据并确定所述储能系统的健康状态和当前状态，其中所述处理器被配置为根据所述储能系统的健康状态和当前状态计算可用的内部储备能量的量。
37.根据权利要求36所述的系统，其中所述处理器进一步被配置为发送指令以允许使用所述储能系统的内部储备能量。
38.一个上述根据说明书中结合附图描述的用于确定储能系统中的可用的内部储备能量的量的方法。
39.一个上述根据说明书中结合附图描述的用于确定储能系统中的可用的内部储备能量的量的系统。
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