CN107298027A - 用于物料搬运车辆的公共标准接口的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

公开了用于公共标准接口的系统和方法，包括电池管理系统，所述电池管理系统允许在替代性能量源与物料搬运车辆之间进行通信。所述替代性能量源可以是锂离子电池、燃料电池或另一种非铅酸基电池。所述电池管理系统与CAN总线耦合，所述总线允许在所述物料搬运车辆与所述替代性能量源之间进行通信。所述CAN总线传递如所述能量源的类型、能量输出极限值、电流极限值等信息以及如所述车辆的能量需求特征曲线等信息。还包括在电池管理系统与充电器控制系统之间的接口。

Description

用于物料搬运车辆的公共标准接口的系统和方法
相关申请的交叉引用
本申请要求于2016年4月14日提交、并且题为“Systems and Methods for aPublic Standard Interface for Material Handling Vehicles(用于物料搬运车辆的公共标准接口的系统和方法)”的美国临时申请号62/322,379的优先权，所述申请通过引用并入本文。
联邦政府赞助的研究或开发的声明
不适用。
发明领域
本发明是在纽约州能源研究与开发局(NYSERDA)根据协议号46187的支持下进行的，并且NYSERDA可以对本发明享有权利。Raymond公司与Navitas Systems有限责任公司合作开发了这个接口，并得到了纽约州能源研究与开发局的支持。
本发明涉及在能量源与物料搬运车辆之间进行通信。更具体地，本发明涉及用于在卡车控制系统(TCS)与电池管理系统(BMS)之间实施公共标准接口的系统和方法，所述公共标准接口提供了能量源与物料搬运车辆之间的通信。并且还提供了与充电器控制系统(CCS)的BMS通信以便支持对新电池技术的充电过程的BMS控制，例如越来越多地替代铅酸电池(LAB)的锂离子电池(LIB)。
背景技术
物料搬运车辆常见于仓库、工厂、货运场，并且总体上见于要求将货盘、大包装物或货物负载从一个地方运输到另一个地方的任何地方。物料搬运车辆典型地包括用于升降包装物或货盘以便运输的承重叉杆、用于推进所述卡车的驱动马达、转向控制机构、以及制动器。
用于基于电的物料搬运装备的常见能量源是铅酸电池(LAB)。LAB是鲁棒的并且在历史上一直较廉价，但是这种电池的缺点是，铅酸电池可能无法提供现代重型物料搬运车辆所需的电力需要。虽然LAB传统上比替代性能量源更具成本效益，但是在替代性能量源技术领域的改进已经使得成本降低并且新型替代性能量源造成的环境问题减少。此外，LAB的问题、例如在对这些电池充电或快速再充电而不会损坏它们时遇到的困难也产生了对于工业物料搬运车辆将使用的新型能量源的需求。
例如燃料电池或锂离子电池(LIB)等新型替代性能量源可以用比铅酸电池更少的时间以高电流被完全再充电或充电，而只有极少的或没有损坏。然而，LAB的重要优点是，大多数现有的物料搬运车辆被设计成在LAB的电压下降时起作用。这样的物料搬运车辆设计典型地与LIB或燃料电池的行为方式不兼容。例如，LIB或燃料电池可以自动断开、或者可能不能应对典型的电流汲取，例如在非常低的温度下。这些考虑因素使得简单地将新型能量源插入物料搬运车辆并且运行所述物料搬运车辆直到断电变得不切实际。
另一个重要的考虑因素是，大多数物料搬运车辆计算机系统没有被编程来在发生电力切断之前解决新型能量源的限制。典型地，现有的物料搬运车辆的TCS将停用例如升降等功能，以指示维护人员去维修LAB。这个功能是基于感测到用LIB或其他新型能量源不会发生的电压降。当使用LAB时，车辆性能会随着LAB电量状态的下降而下降，但LAB在工作中不会突然停止所述车辆。例如LIB或燃料电池等新型能量源必须停止运行以保护能量源。
此外，使用新型能量源来延长所述物料搬运车辆的运行时间可能潜在地导致能量源的损坏。例如，LIB可能停止运行。当LIB的电荷降低到接近0％的电量状态并且所述LIB的任何电池单元被拉低到低于最低电压极限时，就会出现停止运行。因此，所述能量源可能被永久损坏。使LAB工作至0％的电池电量状态会缩短电池寿命，但与LIB不同，LAB可以从此类事件中恢复。
重要的是，目前还没有标准化的方式来使物料搬运车辆检测正在利用哪种类型的动力源、或者使所述物料搬运车辆将其行为调整到所述动力源的极限、或调整其行为以便应对电池能量耗尽的指示、或者传达或记录所述动力源的状态或特定数据(例如故障代码)。许多当前的物料搬运车辆设计假定了动力源将表现得像LAB。
因此，希望提供一种在卡车控制系统与典型地被称为电池管理系统的能量源控制系统之间进行通信的公共标准接口。
发明内容
本发明提供了用于实施物料搬运车辆的公共标准接口的系统和方法，所述系统包括：能量源，所述能量源包括电池管理系统；CAN总线，所述总线耦合至所述电池管理系统并且与所述物料搬运车辆的卡车控制系统通信。所述电池管理系统可操作用于传送：所述能量源的类型，所述能量源的一个或多个极限值，以及断开警报。
在一种形式中，所述系统包括唤醒(WAKE)线路，所述线路影响所述电池管理系统并且控制电池断开开关。在另一个实施例中，所述电池管理系统经由CAN总线与所述卡车控制系统通信。在又一种形式中，所述电池管理系统接收来自所述卡车控制系统的针对TCS的最小电压(即，EDP最小电压)。在另一个实施例中，所述CAN总线使用利用了小字节序通信(little endian communication)的通信协议。在又一个实施例中，所述一个或多个极限值包括最大放电电流和最大再生电流。在还一个实施例中，所述CAN总线包括H线路、L线路、以及WAKE线路，这些线路被包括在相同连接器中，所述连接器运载来自所述能量源的电力。在又另外的形式中，所述能量源是锂离子电池。
在一个实施例中，一种实施公共标准接口的系统，所述系统包括：锂离子电池，所述锂离子电池具有与之通信的电池管理系统；以及CAN总线，所述总线与物料搬运车辆和所述电池管理系统通信。所述电池管理系统可操作来传达：所述锂离子电池的重量，所述能量源的一个或多个极限值，以及断开警报。在另一种形式中，所述实施公共标准接口的系统与卡车控制系统通信，所述卡车控制系统使用所述CAN总线进行通信。在另一种形式中，所述电池管理系统经由所述CAN总线接收来自所述卡车控制系统的针对TCS的最小电压(即，EDP最小电压)。在又一种形式中，所述一个或多个极限值包括最大放电电流和最大再生电流。
在又一种形式中，所述电池管理系统基于所述WAKE线路以及由所述电池管理系统监测的其他因素来控制电池断开开关。在一个实施例中，一种在物料搬运车辆与电池管理系统之间进行通信的方法包括：向所述物料搬运车辆提供通信协议；控制能量源断开开关；在所述物料搬运车辆与所述电池管理系统之间传递能量源信息；以及确定所述能量源的类型。
在一个实施例中，所述能量源信息包括所述能量源的重量。在一种形式中，所述能量源信息包括所述能量源的电流输出极限值、功率输出极限值以及能量输出极限值。在一些实施例中，所述能量源信息包括所述能量源的电流极限值。在一些实施例中，所述方法包括：确定所述能量源需要维护时所处的最低能量水平。在一些实施例中，所述方法包括：确定最大放电电流和最大再生电流。
在又一个实施例中，一种在电池管理系统与充电器控制系统之间进行通信的方法包括：向所述充电器提供通信协议；通过设定电流水平和最大电压水平来控制充电过程；在所述电池管理系统与所述充电器之间传递能量源信息以便显示在所述充电器上；确定所述能量源的类型；以及如果所述电池管理系统与所述充电器控制系统之间的连接被破坏，则提供对充电电流的自动切断。
附图说明
图1是根据本发明的使用了标准接口的物料搬运车辆的透视图。
图2是电池管理系统实施例与材料处理车辆之间的EBC型连接器的示例性信号线引出图。
图3是电池管理系统的另一实施例与材料处理车辆之间的SBX型连接器的示例性信号线引出图。
图4是EBC型连接器的透视图。
图5是SBX型连接器的透视图。
图6是实施了公共标准接口的、包括连接至卡车控制系统上的电池管理系统的一种系统的示意图。
图7是电池管理系统实施例与充电器之间的连接器的示例性信号线引出图。
图8是在电池管理系统与卡车控制系统之间传递的信息的示意图。
图9是所述电池管理系统的另一种操作模式的示意图。
具体实施方式
在详细解释了任意本发明的实施例之前，但应当理解的是，本发明在其应用上不限于在以下说明中阐述或在附图中示出的部件的构造和安排的细节。本发明能够具有其他实施例并且能够按不同方式来实践或执行。并且，应理解的是，本文使用的措辞和术语是出于说明的目的而不应视为限制性的。使用“包含”、“包括”或“具有”及其变形在本文是指涵盖其后列出的项及其等效物以及额外的项。除非另外指明或限制，否则术语“安装”、“连接”、“支撑”、和“联接”及其变形是广义地使用的并且涵盖了直接和间接的安装、连接、支撑、和联接。进一步，“连接”和“联接”不局限于物理的或机械的连接或联接。
呈现以下讨论以使本领域技术人员能够制造和使用本发明的实施例。对所展示的实施例的各种修改对本领域技术人员将是非常明显的，并且在不脱离本发明实施例的情况下，在此的一般原理可以被应用至其他实施例和应用中。因此，本发明的实施例不应当受限于所示实施例，而是应当符合与在此所公开的原则和特征一致的最大范围。参考附图来阅读以下详细说明，其中，不同附图中的相同元件具有相同的参考数字。这些不一定是按比例绘制的附图描绘了所选实施例、并且不旨在限制本发明实施例的范围。本领域技术人员应认识到，在此提供的实例具有许多有用的替代方案并且落入本发明实施例的范围内。
还应当理解的是，物料搬运车辆被设计成各种配置以执行各种任务。尽管在此所描述的物料搬运车辆710作为示例示出为前移式叉车，但是本领域技术人员清楚的是，本发明不限于这种类型或目的的车辆、并且还可以以各种其他类型的出物料搬运车辆构型来提供，包括例如托盘车、订单拾取器、窄通道转塔车以及任何其他物料搬运车辆。
转向附图，以下描述和附图涉及本发明针对一种实施了公共标准接口的、包括电池管理系统(BMS)以及替代性能量源的系统的实施例，所述替代性能量源向物料搬运车辆提供动力。BMS连接到能量源上，所述能量源优选地是锂离子电池(LIB)或燃料电池，但是本领域普通技术人员清楚的是可以使用其他可再充电电池，包括但不限于：液流电池，例如钒氧化还原电池、锌-溴电池或锌-铈电池；锂空气电池；锂离子电池，例如快线电池、锂离子氧化锰电池、锂离子聚合物电池、磷酸铁锂电池、锂-硫电池、或钛酸锂电池；熔融盐电池；镍-镉电池；镍氢电池；镍-铁电池；镍金属氢化物电池；有机自由基电池；基于聚合物的电池；聚硫溴化物电池；钾离子电池；可再充电碱性电池；可再充电燃料电池；硅空气电池；锌-银电池；锌-钙电池；钠离子电池；钠-硫电池；糖电池；超铁电池；或。
目前大多数物料搬运车辆仅使用铅酸电池(LAB)技术进行牵引供电和升降。通过使用LIB或其他新型能量源，将超过目前使用的LAB产生以下潜在的改进。首先，可以例如在冷冻机内实现更广的操作温度范围。其次，可以实现机会充电。机会充电是在休息时间、午餐时间或在工作日中呈现出的任何机会对电池充电的动作。第三，由于LIB和燃料电池具有单位体积较高的能量，因此可以针对始终困难的空间(例如，狭窄通道)实现新型卡车设计。最后，与富液型LAB相比，LIB需要非常低的维护。本说明书的目的是为锂离子电池和物料搬运车辆的制造商提供标准，所述标准规定了锂能量源与车辆之间的接口。本说明书还规定了锂能量源与充电器之间的接口。这个标准现已公布给所有制造商，包括车辆、电池、充电器等的制造商。
参见图1，示出了体现本发明的一方面的物料搬运车辆20。物料搬运车辆20包括：本体22；具有至少一个承重叉杆26的叉杆架24；容纳马达(未示出)的马达隔室(未示出)；用于容纳能量源14的能量源隔室30；电池管理系统(BMS)12；以及操作员隔室34。
术语电量状态(SOC)和电池电量状态(BSOC)用于以下这些定义：BSOC是在卡车上显示给操作员的数字，也称为显示BSOC。BSOC的范围是在从100％＝100％SOC到0％＝高于0％SOC的某些真实SOC。其中，0％显示BSOC意味着，操作员应该对电池充电，尽管所述电池在BMS必须断开以保护所述电池之前可能支持操作一段时间。取决于能量源的化学性质，如果其中，任一个电池单元减少到0％电量状态(SOC)，则能量源14可能被损坏。只要是“配着的(awake)”，BMS 12就可以消耗电力，并且将能量源断开开关保持关闭也消耗电力。因此，BMS 12的硬件和软件中的某些特征被提供来在能量源14储存在物料搬运车辆20内、或储存在物料搬运车辆20之外的过程中对其进行保护。BMS 12在SOC达到最小储存电量(MSC)水平时采取行动。典型地，MSC是约20％SOC或更低。
参见图2和3，示出了实施公共标准接口10的系统的实施例的一些部件的连接器和电气示意图。注意，触点25是可选触点、典型地是车辆KeyON开关中的触点。触点25断开WAKE线路，从而关闭电池中的断开接触器并且节省了保持停止的卡车通电而需要的能量。如图6所示，所述实施公共标准接口10的系统包括与能量源14通信的BMS 12，所述能量源可以是上文所描述的有待安装在物料搬运车辆中的这些电池中的任一个或多个。与物料搬运车辆20通信的控制区域网(CAN)总线16也位于所述物料搬运车辆20中。能量源14与物料搬运车辆20的通信、以及车辆电力均被承载在例如EBC型连接器或SBX型连接器等一个标准连接器上。图2示出了如图4所示的EBC型连接器60的第一信号线引出图40。图3示出了用于信号和其他目的的SBX型连接器62的第二信号线引出图42。在能量源14与物料搬运车辆20之间要求CAN总线16。这是通过用于通信和供电两者的单一连接器60/62完成的。
仍然参见图2和3，关于信号线引出图40、42，叫醒(WAKE UP)或唤醒(WAKE)线路44告知能量源14在其短路连接到返回(RETURN)线路48上时进行供电。这个WAKE UP功能在能量源14没有被插入适当的物料搬运车辆或充电器连接器中时从所述能量源中去除电力。打开所述WAKE线路44致使BMS 12打开所述能量源接触器并且在不超过两秒钟内切断给所述物料搬运车辆20的电力(或者连接至充电器上)。BMS 12使用WAKE线路44来检测能量源14何时被插入物料搬运车辆20中并且出于其他目的来检测能量源14何时被插入充电器中。如在图2中进一步示出，H线路50和L线路52支持CAN总线16，所述总线将所述RETURN线路48用作其接地基准。如本领域普通技术人员应了解的是，在物料搬运车辆中，NEGATIVE供电电缆46和POSITIVE供电电缆49是与车架隔离的。
如图6所示，BMS 12经由CAN总线16与卡车控制系统(TCS)18通信。在示例性实施例中，BMS 12控制电池断开开关54，如图6所见。通过控制电池断开开关54，BMS 12通过在满足某些确定的条件(例如但不限于：最小可用功率水平或最低温度)时通过关掉能量源14来保护所述能量源14。为了给TCS 18供电，BMS 12通过在使得BMS 12闭合电池断开开关54以便给TCS 18供电之时将WAKE UP线路44短路连接到RETURN电路48上来接收信号，由此启动TCS18。BMS 12使用CAN总线16将以下关于能量源的极限值的信息传回至TCS 18：放电电流的电流极限值、和可以接受的充电电流(例如可再生、再生或逆转电流)的电流极限值。
能量源14与物料搬运车辆20之间的通信引脚能承受短路连接至接地引脚和连接器60/62中的所有其他引脚上而不损坏所述接口。以下列表描述了在过程数据对象(PDO)中定义的CAN消息的功能。
从TCS 18发送到BMS 12的PDO1(rx)
·EDP最小电压：卡车可以在不停止的情况下工作的最低电压。
从BMS 12发送到TCS 18的PDO1(tx)
·状态：位的寄存器
ο位5，切换位以确认CAN正在工作
ο位6，未使用
ο位7，电池即将断开
·显示BSOC：显示给操作员的电量状态
·故障代码：由电池制造商限定的两个字节的代码
·电池电压：电池输出电压
·电池电流：电池电流
从BMS 12发送到TCS 18的PDO2(tx)
·最大放电电流：使得电池可以具有高于EDP最小电压的电池电压并且将不伤害电池的最大电流
·最大再生电流：将不伤害电池或者超过卡车的最大运行电压的最大充电电流
·温度最高：最热电池单元的温度C，最新数据
·温度最低：最冷电池单元的温度C，最新数据
·SOH：健康状态
在示例性实施例中并且参见图7，能量源14是用没有安装在物料搬运车辆20上的、外部的单独的充电器100充电的。至少以下CAN接口方法可用于给所述能量源充电。所述CAN接口充电方法可以在能量源制造商提供了CAN总线链路以便与所述充电器通信时使用。对这种充电方法使用CiA 418对象定义。BMS 12通过在整个充电过程中告知所述充电器100最大电流和最大电压极限值来控制充电过程。用于开始/停止充电并传送状态的其他命令被电池制造商实现成与充电器100兼容。
仍然参见图7，这个接口包括连接器102，所述连接器具有在连接器102中的触点104(即，WAKE和RETURN电路)的连接器102，以用于在操作员在充电期间断开电力电缆时压制起弧。用于将能量源14连接至充电器100上的通信总线116是必需的。对于CAN接口方法，通信总线116是BMS CAN总线连接器，所述连接器还用于与物料搬运车辆20通信。将连接器102中的触点104与充电器分开会立即停止充电以便压制起弧。此外，缺少CAN通信超过一秒钟会使所述充电过程停止。对于这种方法，电池制造商负责充电特征曲线以及与充电器建立通信。
对于上述充电方法，充电器制造商提供全自动电池充电，包括基于每种电池供应商推荐的恒定电流、恒定电压和完成电压模式。充电器制造商还提供了对于正确操作的指示。故障或状态代码应是物料搬运车辆20的操作员可见的。
BMS 12支持的CAN通信协议符合CANopen标准CiA 301和CiA 418的选定部分。多字节字作为“小字节序”被发送(如由CiA 301所规定的)。在一些实施例中，CAN是具有11位标识符的标准CAN，其波特率为125kbit/s，采样点为75％，3个样本，并且同步跳转宽度为2。CAN标识符是基于CANopen。节点ID BMS＝0x1C。以下是针对TCS到BMS的通信：
消息名称 CAN-ID 说明
PDO1(rx) 0x21C 由TCS发送(到BMS)的PDO1
PDO1(tx) 0x19C 由BMS发送(到TCS)的PDO1
PDO2(tx) 0x29C 由BMS发送(到TCS)的PDO2
以下是针对BMS到充电器控制系统(CCS)的通信：
消息名称 CAN-ID 说明
PDO1(rx) 0x22C 由CCS发送(到BMS)的PDO1
PDO1(tx) 0x1AC 由BMS发送(到CCS)的PDO1
为了确保充电器100不干扰物料搬运车量CAN网络上的现有节点，将CANopen id0x2C留给充电器。作为实例，CAN COB-IDs 0x1AC、0x22C、…可用于充电器100与BMS 12之间的通信。BMS 12在不需要NMT消息的情况下启动并进入操作状态。此外，BMS 12应发出PDO消息以报告任何故障。PDO消息在操作模式期间用于动态数据交换。可以用变化的传输时间间隔来指定多达4个接收和/或4个发送PDO消息。每个PDO中最多包含8个字节的数据。每个PDO中包含的数据及其发送时间间隔应为静态(固定)的并且不是可配置的。有关其余的PDO定义，请参阅CiA-301标准。所有PDO(rx和tx)都是每秒发送50次(具有20msec周期)或更快。以下是针对BMS到TCS的通信：
以下是针对BMS到CCS的通信：
以下对象在BMS与充电器之间的接口中是必需和/或有用的：1)对于具有最大电压极限值的特定充电电流的BMS请求，2)BMS启动和停止命令；3)BMS将BSOC发送给充电器以进行显示；4)BMS发送最热电池单元和最冷电池单元温度以进行显示；5)BMS发送电池电压。
使用服务数据对象(SDO)来通过TCS(SDO1)在BMS中进行非循环数据读写。BMS 12是SDO服务器。支持SDO分段加速传递(参见CiA 301)。以下是UNSIGNED 32(快速传递)的下载和上传示例：
SDO读取：
ID D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7
SDO1(rx) 0x40 索引0 索引1 子索引 - - - -
SDO1(tx) 0x42 索引0 索引1 子索引 b7..b0 b15..b8 b23..b16 b31..b24
SDO写入：
ID D0 D1 D D3 D4 D5 D6 D7
SDO1(rx) 0x23 索引0 索引1 子索引 b7..b0 b15..b8 b23..b16 b31..b24
SDO1(tx) 0x60 索引0 索引1 子索引
如果对象不正确地被SDO访问，则BMS将以SDO中止传输进行响应。根据CiA301的错误代码。
以下是对象字典和制造商故障代码表(注意：带有星号的Index_subindex*偏离了CiA 418对象定义)：
以下是电池制造商故障代码表，所述表展示了对象2005_03的标准故障代码。无故障始终为0十进制。注意：最大值是65,535十进制。如果所示代码不适用于新型能量源，制造商有责任添加新行、并为公众发布扩展表。
*表示默认的电池单元电压或温度极限值，除非能量源制造商另有说明。
另一个功能是“无CAN的最大电流”(MCNC)功能。如果能量源14唤醒并且持续六秒钟不具有CAN通信，则将所供应的电流极限值为50A。这个MCNC功能防止在不支持公共标准接口的升降卡车中使用能量源14。试图驾驶这样的物料搬运车辆将汲取超过50A，因此BMS12将打开能量源接触器至少六秒钟。可能需要循环所述WAKE UP线路44(即重新拔下和插入)，以便对物料搬运车辆20供电。在BMS 12成功建立CAN通信后，将忽略CAN信号的损失。物料搬运车辆20在正常唤醒中建立CAN之后提供对其损失的响应。例如，除非CAN再次启动，否则TCS可能会关闭所述升降马达或限制所有马达的速度。CAN的持续损失将使所有马达降低到零或蠕变模式。
在示例性实施例中，所述能量源14是锂离子电池(LIB)。LIB包含所要求数量的电池单元，这些电池单元组装成多个模块以便以物料搬运车辆20所需的额定电压供电。这些电池单元被组装来提供BMS 12所需的且控制的电流。BMS 12始终控制LIB、并且可能使LIB与物料搬运车辆20断开连接。BMS 12使用CAN总线16与物料搬运车辆20进行通信，以传送其可以支持的电流和电压极限值以及其他状态信息。BMS 12可以使用相同的接口来与充电器100进行通信，以控制能量源充电过程。除非外部要求关闭，否则能量源14将仅由于极低的SOC或内部问题而断开连接。BMS 12在使能量源14与物料搬运车辆20断开连接之前，向物料搬运车辆20提供前进通知。TCS 18与BMS 12通信，以传输为了保持物料搬运车辆20运行而需要的最小电压。
如图8所示，当通过评定WAKE线路44而启动BMS 12时，经由CAN总线16在TCS 18与BMS 12之间传递能量源信息61。所传递的能量源信息61可以包括：能量源的重量63，所述重量可以是配重CW及其内一切(包括能量源14、电池管理系统12和电池断开开关54)的重量；标识能量源14的序列号64；能量源14的类别66；或能量源14的类型68。这个信息的传递允许TCS 18利用能量源信息61来确保物料搬运车辆20的安全且有效的功率消耗。
参见图9，在正常操作过程中，BMS 12传递能量源信息61以支持一种操作模式。TCS18还向用户显示所述能量源14是否具有必须要解决的电池电荷低状态或者高温或低温的问题。
仍然参见图9，在正常操作过程中，普通模式72是电流限制模式。在这个模式72中，BMS 12传递第一电流极限值74和第二电流极限值76。在一些实施例中，所述第一电流极限值74是最大放电电流。并且在一些实施例中，所述第二电流极限值76是最大再生电流。第一电流极限值74和第二电流极限值76是基于包括电池电量状态、操作温度在内的多个因素以及例如能量源的条件的其他因素。基于由TCS 18提供的卡车信息90，BMS 12能够识别物料搬运车辆20的最小所需电压78。在接收到卡车信息90(即EDP最小电压)之后，BMS 12可以计算出始终高于最低所需电压的最大放电电流。
在示例性实施例中，基于所述电池电量状态、温度和其他因素，BMS 12根据能量源14可以容忍的再生或逆转来计算最大充电电流80。并且在一些实施例中，BMS 12估计能量源14的当前内阻82。典型地，使用这个内阻以及BMS所监测的其他因素来计算最大充电电流水平和最大放电电流水平。TCS 18处理第一电流极限值72和第二电流极限值76的方式随着卡车设计、软件、以及物料搬运车辆20或TCS 18的任意操作员输入或配置而改变。
再次参见图7，当连接充电器100时，连接器102与物料搬运车辆20断开连接，但是能量源14仍在物料搬运车辆20内。这是通过使用相同连接器对卡车供电并且对能量源14充电来完成的。这个说明书的电气与软件接口不支持同时进行对电池充电和对卡车供电。
下表展示了对能量源14(例如，LIB)的要求，必须由供应商对能量源进行试验台测试，其中，连接了适当长度(约1M)的电线。试验台测试应根据EN 12895的适用部分来进行。
将能量源14在工厂安装在物料搬运车辆20中并且与完整的卡车一起运输或者在现场与所述卡车进行组装。基于能量源供应商的推荐，一些能量源部件可以被去除并单独包装，以避免在运输过程中造成损坏。能量源系统的顶部以及所使用的任何配重的可见侧面应标有以下内容：1)电池制造商和型号和序列号和制造日期；2)电池额定电压；3)电池额定容量，安培小时；4)电池重量(以重量计与配重的总重量)；5)电池大小(与配重的总大小)；6)安全标识；以及7)保质期存储警告。在一些实施例中，物料搬运车辆20具有应用于控制面板或电池隔室的标签，所述标签指示了物料搬运车辆20已经被制造或修改以便使用符合本专利的规格的能量源。
上文描述主要针对本发明的实施例。虽然在本发明的范围内对各种替代方案给予了一些关注，但是预期到，本领域技术人员将可能实现现在从本发明实施例的公开内容中了解的附加替代方案。相应地，本发明的范围应由以下附权利要求书确定并且不受上述公开内容的限制。

Claims (20)

1.一种为物料搬运车辆实施公共标准接口的系统，所述系统包括：
能量源，所述能量源包括电池管理系统；
CAN总线，所述总线耦合至所述电池管理系统并且与所述物料搬运车辆的卡车控制系统通信；
其中，所述电池管理系统可操作用于传送：
所述能量源的类型，
所述能量源的一个或多个极限值，以及
断开警报。
2.如权利要求1所述的实施公共标准接口的系统，其中，WAKE线路影响所述电池管理系统并且控制电池断开开关。
3.如权利要求1所述的实施公共标准接口的系统，其中，所述电池管理系统经由所述CAN总线与所述卡车控制系统通信。
4.如权利要求3所述的实施公共标准接口的系统，其中，所述电池管理系统接收来自所述卡车控制系统的EDP最小电压。
5.如权利要求1所述的实施公共标准接口的系统，其中，所述CAN总线使用利用了小字节序通信的通信协议。
6.如权利要求1所述的实施公共标准接口的系统，其中，所述一个或多个极限值包括最大放电电流和最大再生电流。
7.如权利要求1所述的实施公共标准接口的系统，其中，所述CAN总线包括H线路、L线路、以及单独的WAKE线路和RETURN线路，
其中，所述H线路、所述L线路、以及所述WAKE线路和所述RETURN线路被包含在相同连接器中，所述连接器运载来自所述能量源的电力。
8.如权利要求1所述的实施公共标准接口的系统，其中，所述能量源是锂离子电池。
9.一种实施公共标准接口的系统，所述系统包括：
锂离子电池，所述锂离子电池具有与之通信的电池管理系统；
CAN总线，所述总线与物料搬运车辆以及所述电池管理系统通信；
其中，所述电池管理系统可操作用于传送：
所述锂离子电池的重量，
所述能量源的一个或多个极限值，以及
断开警报。
10.如权利要求9所述的实施公共标准接口的系统，所述系统进一步与卡车控制系统通信，所述卡车控制系统使用所述CAN总线进行通信。
11.如权利要求10所述的实施公共标准接口的系统，其中，所述电池管理系统经由所述CAN总线接收来自所述卡车控制系统的EDP最小电压。
12.如权利要求9所述的实施公共标准接口的系统，其中，所述一个或多个极限值包括最大放电电流和最大再生电流。
13.如权利要求9所述的实施公共标准接口的系统，其中，所述CAN总线包括H线路、L线路、以及WAKE线路和RETURN线路，
其中，所述H线路、所述L线路、以及所述WAKE线路和所述RETURN线路被包括在单一连接器内，所述单一连接器将来自所述能量源的电力运载到所述物料搬运车辆。
14.一种在物料搬运车辆与电池管理系统之间进行通信的方法，所述方法包括：
向所述物料搬运车辆提供通信协议；
控制能量源断开开关；
在所述物料搬运车辆与所述电池管理系统之间传递能量源信息；以及
确定所述能量源的类型。
15.如权利要求14所述的通信方法，其中，所述能量源信息包括所述能量源的重量。
16.如权利要求14所述的通信方法，其中，所述能量源信息包括所述能量源的电流输出极限值、功率输出极限值以及能量输出极限值。
17.如权利要求14所述的通信方法，其中，所述能量源信息包括所述能量源的电流极限值。
18.如权利要求14所述的通信方法，进一步包括：确定所述能量源需要维护时所处的最低能量水平。
19.如权利要求14所述的通信方法，进一步包括：确定最大放电电流和最大再生电流。
20.一种在电池管理系统与充电器控制系统之间进行通信的方法，所述方法包括：
向所述充电器提供通信协议；
通过设定电流水平和最大电压水平来控制充电过程；
在所述电池管理系统与所述充电器之间传递能量源信息以便显示在所述充电器上；
确定所述能量源的类型；以及
如果所述电池管理系统与所述充电器控制系统之间的连接被破坏，则提供对充电电流的自动切断。
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