CN108073761A - 用于最优化电池组设计的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及用于最优化电池组设计的系统和方法。系统、计算机可读介质和方法涉及确定将被包括在电池组中的组件的库存的操作参数。该方法进一步包括确定用于电池组的电池组设计布局的初始工作方案。该方法还包括基于初始工作方案利用局部搜索算法确定用于电池组设计布局的一个或多个可能的方案。局部搜索算法通过将来自被分配到电池组设计布局中的位置的一个或多个组件的组件与被分配到电池组设计布局中的位置的其他组件和库存中剩余的其他组件中的至少一个交换从初始工作方案迭代地生成一个或多个可能的方案。组件的交换由禁忌列表限制。

Description

用于最优化电池组设计的系统和方法
技术领域
背景技术
目前，大型电池组(battery)可以被解释为单独的电池单元和以各种电气布置耦接的电气组件。大型电池组可以由商业现成(COTS)电池单元组成的模块化子单元形成。在大型电池组中使用小电池单元的方法导致电池组中数百或数千个电池单元的总电池单元计数。然而，由于单独的电池单元和其他电池组组件性能的变化，电池组性能可能被影响。
发明内容
本公开的方面涉及一种方法，其包括确定将被包括在电池组中的组件的库存的操作参数。组件包括存储组件和电气组件。该方法还包括确定用于电池组的电池组设计布局的初始工作方案。初始工作方案包括被分配到电池组设计布局中的位置的来自组件的库存的一组组件。进一步地，该方法包括基于初始工作方案，利用局部搜索算法确定用于电池组设计布局的一个或多个可能的方案。局部搜索算法通过将来自被分配到电池组设计布局中的位置的一个或多个组件的组件与被分配到电池组设计布局中的位置的其他组件和库存中剩余的其他组件中的至少一个交换从初始工作方案迭代地生成一个或多个可能的方案。禁忌列表存储针对局部搜索算法的迭代数量不允许交换的一个或多个组件的标识。基于被分配到一个或多个可能的方案中的位置的组件的操作参数对一个或多个可能的方案中的每一个计算目标函数值。至少部分地基于禁忌列表确定组件的交换。该方法还包括基于针对一个或多个可能的方案计算的目标函数值，经由界面向用户提供选自一个或多个可能的方案的电池组构造。
本公开的附加方面涉及一种系统，其包括存储指令的一个或多个存储器设备以及一个或多个处理器，所述一个或多个处理器耦接到一个或多个存储器设备并且被配置为执行指令以执行方法。该方法包括确定将被包括在电池组中的组件的库存的操作参数。组件包括存储组件和电气组件。该方法还包括确定用于电池组的电池组设计布局的初始工作方案。初始工作方案包括被分配到电池组设计布局中的位置的来自组件的库存的一组组件。进一步地，该方法包括基于初始工作方案，利用局部搜索算法确定用于电池组设计布局的一个或多个可能的方案。局部搜索算法通过将来自被分配到电池组设计布局中的位置的一个或多个组件的组件与被分配到电池组设计布局中的位置的其他组件和库存中剩余的其他组件中的至少一个交换从初始工作方案迭代地生成一个或多个可能的方案。禁忌列表存储针对局部搜索算法的迭代数量不允许交换的一个或多个组件的标识。基于被分配到一个或多个可能的方案中的位置的组件的操作参数对一个或多个可能的方案中的每一个计算目标函数值。至少部分地基于禁忌列表确定组件的交换。该方法还包括基于针对一个或多个可能的方案计算的目标函数值，经由界面向用户提供选自一个或多个可能的方案的电池组构造。
本公开的附加方面涉及一种非暂时性计算机可读介质，其存储指令，所述指令用于使一个或多个处理器执行方法。该方法包括确定将被包括在电池组中的组件的库存的操作参数。组件包括存储组件和电气组件。该方法还包括确定用于电池组的电池组设计布局的初始工作方案。初始工作方案包括被分配到电池组设计布局中的位置的来自组件的库存的一组组件。进一步地，该方法包括基于初始工作方案，利用局部搜索算法确定用于电池组设计布局的一个或多个可能的方案。局部搜索算法通过将来自被分配到电池组设计布局中的位置的一个或多个组件的组件与被分配到电池组设计布局中的位置的其他组件和库存中剩余的其他组件中的至少一个交换从初始工作方案迭代地生成一个或多个可能的方案。禁忌列表存储针对局部搜索算法的迭代数量不允许交换的一个或多个组件的标识。基于被分配到一个或多个可能的方案中的位置的组件的操作参数对一个或多个可能的方案中的每一个计算目标函数值。至少部分地基于禁忌列表确定组件的交换。该方法还包括基于针对一个或多个可能的方案计算的目标函数值，经由界面向用户提供选自一个或多个可能的方案的电池组构造。
附图说明
图1根据本公开的各个方面图示说明包括电池组设计工具的设计环境和计算机系统的示例。
图2和图3A-图3C根据本公开的各个方面图示说明设计电池组的过程的示例。
图4A和图4B根据本公开的各个方面图示说明用于电池组的设计布局的示例。
图5根据本公开的各个方面图示说明用于计算机设备的硬件配置的示例。
图6根据本公开的各个方面图示说明电池组设计工具的应用的示例。
具体实施方式
为了简单和说明的目的，通过主要参考本教导的原理的各种实施方式的示例来描述本教导的原理。然而，本领域普通技术人员将容易认识到，相同的原理可以同样适用于所有类型的信息和系统并且可以在所有类型的信息和系统中被实施，并且将容易认识到任何此类变体都不偏离本教导的真实精神和范围。此外，在以下具体实施方式中，对图示说明各种实施方式的具体示例的附图进行参考。在不偏离本教导的精神和范围的情况下，可以对各种实施方式的示例进行逻辑和结构改变。因此，以下具体实施方式不以限制意义被采用，并且本教导的范围由随附的权利要求书及其等同物来限定。
图1根据本公开的方面图示说明其中电池组布局可以被测试和确定的设计环境100。当图1图示说明包含在设计环境100中的各种组件时，图1图示说明设计环境的一个示例并且可以添加附加组件并可以移除现有组件。
如图1所示，设计环境100包括计算机系统102。设计环境100可以表示公共或私有实体(诸如政府机构、个人、商家、合伙人、公司、企业等)的计算机系统和网络硬件。计算机系统102可以是在设计环境100中操作或支持设计环境100的任意类型的常规计算机系统。例如，计算机系统102可以包括在设计环境100内提供服务的各种类型的服务器，诸如文件服务器、网络服务器、应用服务器、数据库服务器、电子邮件服务器等。同样地，例如，计算机系统102可以包括由实体的人员使用的膝上型计算机、台式计算机、平板计算机、可移动电话等。
此外，例如，设计环境100包括支持设计环境100的其他硬件和计算机系统。例如，设计环境100可以包括支持任意类型的通信网络以允许在设计环境100中的计算系统进行通信的网关、路由器、无线接入点、防火墙等。在任何示例中，在设计环境100中的计算机系统(包括计算机系统102)包括硬件资源(诸如处理器、存储器、网络硬件、存储设备等)和软件资源(诸如操作系统(OS)、应用程序等)。
根据本公开的方面，计算机系统102被配置为执行电池组设计工具104。电池组设计工具104被配置为筛选(screen)和匹配在包括多个电池单元和电气组件的电池组设计布局122中的组件，例如，电池单元110和电气组件112。电气组件112可以包括多个下列组件：熔断器、传输晶体管、二极管、热传感器和指示器中的一个或多个。
电池组设计工具104被配置为产生用于电池组的电池组设计布局的一个或多个电池组构造。一个或多个电池组构造可以表示要在电池组设计布局的每个位置处使用的特定组件或多个组件的标识。在多个方面中，电池组设计工具104可以使用一个或多个迭代算法来确定一个或多个电池组构造。在一个或多个迭代算法中，电池组设计工具104可以使用模拟退火算法。在模拟退火算法中，电池组设计工具104可以针对电池组设计布局执行方案空间的局部搜索。在局部搜索中，电池组设计工具104可以选择初始测试方案，其包括单独的电气组件(例如，电池单元、熔断器等)在电池组设计布局中的随机或伪随机放置。电池组设计工具104可以将测试方案构造中的一个或多个组件交换以生成对电池组设计布局的可能的方案。电池组设计工具104然后可以通过评估目标函数值来确定可能的方案的质量。一旦被评估，如果可能的方案的目标函数值等于或优于当前最佳方案的目标函数值，则最佳方案和工作方案可以被设置为可能的方案。如果目标函数值比当前工作方案的目标函数值差，则可能的方案还可以以一定的概率替代当前工作方案。然后电池组设计工具104可以通过交换一个或多个新的组件来重复过程。为了引导搜索，先前选择的组件(例如，先前选择的组件的序列编号)可以添加到禁忌列表。针对指定迭代数量的局部搜索，禁忌列表上的组件可以不移动位置。通过局部搜索的每个迭代，如果测试方案具有比先前存储的方案更高的质量，则测试方案可以被添加到优秀方案列表，并且维持优秀方案组中的多样化。
除局部搜索之外，电池组设计工具104还可以在算法内执行多样化和强化(intensification)。在多样化阶段期间，电池组设计工具104可以移动到未开发或已经被最低程度地开发的方案空间的区域。电池组设计工具104可以在方案空间的该区域中执行局部搜索。在强化阶段期间，电池组设计工具104可以更强烈地开发其中已经观察到高质量方案的方案空间的区域。
通过使用局部搜索，电池组设计工具104可以确定和产生具有提高的效率和减少的计算时间和功率的最优电池组构造。同样地，通过使用局部搜索、禁忌列表、多样化和强化，电池组设计工具104覆盖大的方案空间，同时降低计算最优电池组构造的计算时间和功率。
在多个方面中，电池组设计工具104被配置为能够存储在计算机系统102上并且由计算机系统102执行的软件程序。电池组设计工具104可以以各种编程语言编写，诸如JAVA、C++、Python代码、Visual Basic、超文本标记语言(HTML)、可扩展标记语言(XML)等，以适应各种操作系统、计算系统架构等。
电池组设计工具104被配置为至少部分地在用户106的控制下操作。为了接收输入并且将结果输出到用户106，电池组设计工具104被配置为生成并且提供用户界面108。用户界面108可以是允许用户106与电池组设计工具104交互的任意类型的命令行和/或图形用户界面(GUI)。电池组设计工具104被配置为经由用户界面108提供控制、表格、报告等，以允许用户106与电池组设计工具104交互并且执行本文所描述的过程。
在多个方面中，电池组设计工具104所使用的操作参数可以包括描述组件(例如，电池单元110和电气组件112)的实际操作性能的任何信息和度量。例如，电池单元的操作参数可以包括容量、阻抗、电池单元的安培小时额定值(rating)、电池组的内部电阻、电池组的开路电压、电池组的电荷状态等。例如，电气组件的操作参数可以包括在不同温度下的等效电阻和在不同温度下的阻抗。在多个方面中，电池组设计工具104可以被配置为使用以任意格式(例如，Arbin、Maacor等)创建、传输或存储的操作参数和数据。
在一些方面中，操作参数可以从组件的制造商接收，例如理论操作参数。在一些方面中，操作参数可以由第三方或单独的计算机系统确定并且被提供到计算机系统102和电池组设计工具104。在一些方面中，操作参数可以由计算机系统102和电池组设计工具104来确定。
例如，为了确定操作参数，计算机系统102可以耦接到测试装备114。测试装备114可以包括将电池单元110和电气组件112放置在实际工作操作条件下的电子设备和电路。测试装备114还可以包括测量电池单元110和电气组件112在实际工作操作条件下的操作参数的一个或多个传感器。此外，例如，操作参数还可以包括从测量的数据计算的参数，诸如IR趋势和容量趋势。
在多个方面中，计算机系统102包括存储库116。存储库116可以被配置为存储由电池组设计工具104所使用的数据。例如，存储库116可以存储由电池组设计工具104使用测试装备114确定的操作参数。同样地，例如，存储库116可以存储数据库，所述数据库包括组件(例如，电池单元110和电气组件112)的库存(inventory)以及电池单元110和电气组件112的细节(诸如电池单元110和电气组件112中的每一个的标识(例如序列编号)、电池单元110和电气组件112的规格以及电池单元110和电气组件112的理论操作参数(例如，制造商指定的操作参数))。
在多个方面中，计算机系统102可以经由一个或多个网络120耦接到一个或多个存储库118。例如，存储库118可以通过组件(例如，电池单元110和电气组件112)的制造商来操作和维护。电池组设计工具104可以被配置为经由网络120从存储库118检索组件(例如，电池单元110和电气组件112)的细节。网络120可以是任意类型的网络，无论是公共的还是私有的。存储库118可以是存储关于组件的信息的任意类型的计算机系统。
图2和图3A-图3C根据本公开的方面图示说明用于从组件设计电池组的过程200和300的示例。当图2和图3A-图3C图示说明可以被执行的各个阶段时，阶段可以被移除并且可以添加附加的阶段。同样地，图示说明的阶段的顺序可以以任意顺序执行。
在过程开始之后，在202中，开始电池组设计工具104。例如，用户106可以在计算机系统102上开始执行电池组设计工具104。一旦开始，电池组设计工具104可以将用户界面108提供给用户106。用户界面108可以允许用户106操作电池组设计工具104。
在204中，电池组设计工具104导入组件的库存。组件可以包括电池单元和电气组件，诸如熔断器、电阻器、电容器等。组件的库存可以包括组件的标识(例如，序列编号)和组件的细节(例如，组件的操作参数)。例如，电池组设计工具104可以与测试装备114通信以确定组件(例如，电池单元110和电气组件112)的操作参数。同样地，例如，电池组设计工具104可以先前已经测试的组件并且可以检索先前测试的组件的操作参数。同样地，电池组设计工具104可以检索(或可以先前已经检索)组件(例如，电池单元110和电气组件112)的理论操作参数(例如，制造商指定的操作参数)。在一个示例中，如下面进一步描述的，库存中的组件可以包括电池单元、熔断器或其他电气组件。
在206中，电池组设计工具104可选地将不满足一个或多个标准的组件从库存中移除。例如，电池组设计工具104可以维持针对操作参数的一个或多个标准。一个或多个标准可以被预设置在电池组设计工具104中。同样地，一个或多个标准可以由用户106经由用户界面108来选择或设置。执行库存的移除的决定可以被预设置在电池组设计工具104中。同样地，执行库存的移除的决定可以由用户106经由用户界面108来选择或设置。
例如，用户106可以指示电池组设计工具104从库存中过滤不具有某个标准内的操作参数(例如，在某一标准偏差(例如，1、2或3，σ))内的操作参数的组件。作为响应，当确定电池组设计布局时，电池组设计工具104可以从库存中移除组件。
在一个示例中，如下面进一步描述的，电池组设计布局可以包括电池单元和熔断器两者，并且操作参数可以包括：
1.电池单元容量，
2.电池单元阻抗，以及
3.熔断器阻抗。
在208中，电池组设计工具104确定电池组的设计布局。在多个方面中，电池组的设计布局可以包括由组件(例如，电池单元和电气组件)组成的电池组的结构(例如，电路图和配置)以提供电池组的期望性能。电池组的设计布局还可以包括将被包括在电池组内的组件的编号、类型、位置等。例如，电路图可以包括以各种电气布置(例如，串联和并联电路配置)的组件(诸如，电池单元和电气组件)，以提供电池组的期望的性能(例如，期望的输出电压、电流、寿命等)。
在一些方面中，电池组设计工具104可以确定并且使用为完整设计布局的电池组的设计布局。例如，如果设计布局是完整的设计布局，则设计布局可以包括电池组的结构(例如，电路图或配置)和将被包括在电池组的结构中的组件(例如，电池单元110和电气组件112)的完整规格(例如，编号、类型、位置等)。
在一些方面中，电池组设计工具104可以确定并且使用为部分设计布局的电池组的设计布局。例如，如果设计布局是部分设计布局，则设计布局可以包括电池组的部分结构(例如，电路图或配置)；将被包括在电池组的结构中的组件(例如，电池单元110和电气组件112)的部分规格或其组合。例如，在一个示例中，设计布局可以包括电池组的结构(例如，电路图或配置)和将被包括在电池组的结构中的电池单元的规格(例如，编号、类型、位置等)而没有指定将被包括在结构中的其他电气组件(例如，熔断器)。在另一个示例中，设计布局可以包括电池组的结构(例如，电路图或配置)和被包括在包括在电池组的结构中的结构的电气组件(例如，熔断器)的规格(例如，编号、类型、位置等)而没有指定电池单元。
在多个方面中，用户106可以经由用户界面108输入或选择电池组的设计布局。例如，用户106可以经由用户界面108输入电池组的结构(例如，电路图或配置)、将被包括在电池组的结构中的组件(例如，电池单元110和电气组件112)的规格(例如，编号、类型、位置等)或其组合。用户106可以经由用户界面108输入电池组的完整设计布局、电池组的部分设计布局或其组合。在一些方面中，例如，电池组设计工具104可以经由用户界面108提供电路设计接口，所述电路设计接口允许用户106设计电池组的结构并且部分或完全地提供组件的规格。
同样地，例如，用户106可以经由用户界面108选择电池组的结构(例如，电路图或配置)、将被包括在电池组的结构中的组件(例如，电池单元110和电气组件112)的规格(例如，编号、类型、位置等)或其组合。用户106可以经由用户界面108选择电池组的完整设计布局、电池组的部分设计布局或其组合。在一个示例中，用户106可以选择电池组的结构(例如，电路图或配置)并且输入电气组件的部分规格或完整规格。例如，电池组设计工具104可以针对不同的电池组配置存储一个或多个设计布局，并且用户106可以选择存储的设计布局中的一个或多个。
在多个方面中，用户106可以经由用户界面108选择先前由电池组设计工具104评估的完整布局或部分布局，用于完成、修改或修正。在一个示例中，用户106可以先前已经输入或选择完整布局并且生成电池组构造。在另一示例中，用户106可以先前已经输入或选择部分布局，所述部分布局包括将被包括在电池组的结构中的电池单元的规格(例如，编号、类型、位置等)而不指定将被包括在结构中的其他电气组件(例如，熔断器)，并且电池组构造可以已经由电池组设计工具104生成。同样地，在另一示例中，用户106可以先前已经输入或选择部分布局，所述部分布局包括将被包括在电池组的结构中的电气组件(例如，熔断器)的规格(例如，编号、类型、位置等)而不指定电池单元，并且电池组构造可以已经由电池组设计工具104生成。在任何示例中，电池组设计工具104可以存储包括由电池组设计工具104确定的电池组构造的完整布局或部分布局。用户106可以经由用户界面108例如通过输入电池单元的规格、电气组件或其组合来选择先前由电池组设计工具104评估的存储的完整布局或存储的部分布局，用于完成或修正。一旦附加组件可用、新组件被制造、电池组的要求改变等，这可以允许用户部分地生成针对可用组件的最优电池组构造并且完成部分设计布局。同样地，这可以允许用户生成完整最优电池组构造并且随后修正或修改设计布局，例如当新的组件被制造、电池组的要求改变时等。
在多个方面中，用户106可以输入用于电池组的要求，并且电池组设计工具104可以自动生成电池组的设计布局，不管是部分设计布局还是完整设计布局。
图4A和图4B图示说明电池组的设计布局的示例。例如，如图4A所示，电池组的设计布局400可以包括六(6)个模块：模块1 402、模块2 404、模块3 406、模块4 408、模块5 410和模块6 412。这六个模块可以例如串联耦接以产生电池组的期望电压和电流。尽管图示说明为串联耦接，但是六个模块可以以任何配置耦接，例如，串联、并联或其组合。
在该示例中，一个或多个组件可以被放置在模块内的特定位置414处并且每个位置必须被占用。每个模块可以包括以行或列布置的多个位置414。例如，如图4B所示，模块1402可以包括以行416和列418布置的72个位置414。在该示例中，位置可以容纳一个或多个组件，例如电池单元、熔断器、其他电气组件或其组合。在多个方面中，位置414可以以任何布置耦接，例如，串联、并联或其组合。在多个方面中，模块1 402、模块2 404、模块3 406、模块4 408、模块5 410和模块6 412可以具有相同的布置和位置。同样地，在多个方面中，模块1 402、模块2 404、模块3 406、模块4 408、模块5 410和模块6 412可以具有不同的布置和位置。
在模块内的位置414可以被描述为行/列配对。在该示例中，每行可以被描述为虚拟单元(cell)。例如，行中的位置可以被连接以形成虚拟单元。列位置处的每个位置可以称为单元。在该示例中，每个单元可以包括电池单元或电池单元和熔断器。如下面将讨论的，以下符号可以用于所描述的设计布局：
符号 描述 范围
n 电池单元 1……N
f 熔断器 1……F
i 模块 1……I
j 虚拟单元(行) 1……J
k (虚拟单元中的)单元 1……K
表1
在该示例中，如上所述，设计布局400可以是完整的或部分的。例如，电池单元的规格(位置、类型、数量等)和熔断器的规格(位置、类型、数量等)可以包括在设计布局400中。在另一示例中，电池单元的规格(位置、类型、数量等)可以包括在设计布局400中，并且熔断器的规格(位置、类型、数量等)可以不被包括。在另一示例中，熔断器的规格(位置、类型、数量等)可以包括在设计布局400中，并且电池单元的规格(位置、类型、数量等)可以不被包括。
在210中，电池组设计工具104确定目标函数中的项的权重。目标函数中的项的权重可以在电池组设计工具104中预设置。同样地，用户106可以经由用户界面108输入目标函数中的项的权重。
例如，目标函数中的项的权重可以表示目标函数中的每一项在电池组设计布局中的重要性。目标函数中的项可以包括描述电池组设计布局的期望性能的标准。目标函数中的项可以包括例如最小化跨越所有虚拟单元的容量差异、最小化每个虚拟单元内的阻抗差异以及最小化跨越所有模块的阻抗差异。
在一个示例中，电池组设计工具104可以确定过程200的过程参数。例如，如下面参考图2和图3A-图3C所进一步描述的，过程参数可以包括在过程中使用的设定和约束。过程参数可以在电池组设计工具104中预设置。同样地，用户106可以经由用户界面108输入过程参数。
在212中，电池组设计工具104生成用于电池组的电池组设计布局的一个或多个电池组构造。一个或多个电池组构造可以表示将在电池组设计布局的每个位置处使用的具体组件或多个组件的标识。在多个方面中，如下面在图3A-图3C中描述的，电池组设计工具104可以使用一个或多个迭代算法来确定一个或多个电池组构造。在一个或多个迭代算法中，电池组设计工具104可以使用模拟退火算法。在模拟退火算法中，电池组设计工具104可以针对电池组设计布局执行方案空间的局部搜索。在局部搜索中，电池组设计工具104可以选择包括电池组设计布局中的单独的电气组件(例如，电池单元、熔断器等)的随机或伪随机布置的初始测试方案。电池组设计工具104可以交换测试方案构造中的一个或多个组件以产生对电池组设计布局的可能的方案。电池组设计工具104然后可以通过评估目标函数值来确定可能的方案的质量。一旦被评估，如果目标函数值等于或优于当前最佳方案的目标函数值，则最佳方案和工作方案可以被设置为可能的方案。如果目标函数值比当前工作方案的目标函数值差，则可能的方案还可以以一定的概率替代当前工作方案。然后电池组设计工具104可以通过交换一个或多个新的组件来重复过程。为了引导搜索，先前选择的组件(例如，先前选择的组件的序列编号)可以添加到禁忌列表。对于指定迭代数量的局部搜索，禁忌列表上的组件可以不移动位置。通过局部搜索的每个迭代，如果测试方案具有比先前存储的方案更高的质量，则测试方案可以被添加到优秀方案列表，并且维持方案组中的多样化。
除局部搜索之外，电池组设计工具104还可以执行算法内的多样化和强化。在多样化阶段期间，电池组设计工具104可以移动到未开发或已经被最低程度地开发的方案空间的区域。电池组设计工具104可以在方案空间的该区域中执行局部搜索。在强化阶段期间，电池组设计工具104可以更强烈地开发已经观察到高质量方案的方案空间的区域。
图3A-图3C图示说明用于确定电池组设计布局的一个或多个方案的示例过程300。如图3A所示，在过程开始之后，在302中，电池组设计工具104确定用于电池组设计布局的初始工作方案。初始工作方案可以被设置为用于测试过程的工作方案。工作方案可以是正在经历由过程300进行电流测试的电池组设计布局的方案。
电池组设计工具104可以从库存中选择不同的组件放置在电池组设计布局的位置处。例如，电池组设计工具104可以从库存中选择不同序列编号的组件，并且记录在电池组设计布局的不同位置处的序列编号。电池组设计工具104可以随机选择不同的组件的放置。同样地，电池组设计工具104可以基于一组组件特性选择不同组件的放置。例如，电池组设计工具104可以基于操作参数的相似性、制造商的相似性、组件的历史性能、电池组设计布局的先前方案等来选择不同组件的放置。
在304中，电池组设计工具104选择没有出现在禁忌列表上的用于交换的一个或多个测试组件。电池组设计工具104可以选择初始工作方案的一个或多个序列编号并且将编号与禁忌列表比较。例如，在一个测试组件的情况中，电池组设计工具104可以选择序列编号，例如“000100”，将组件的序列编号与禁忌列表比较，并且如果序列编号不在禁忌列表上则选择该组件。电池组设计工具104可以随机选择序列编号。同样地，电池组设计工具104可以基于一组组件特性选择序列编号。例如，电池组设计工具104可以基于操作参数、制造商、组件的历史特性、电池组设计布局的先前方案等来选择测试组件。
在306中，电池组设计工具104利用测试组件的邻域内的交换组件来改变测试组件。电池组设计工具104可以利用测试组件的邻域内的交换组件来改变测试组件以创建试验方案。邻域可以包括与测试组件的类型相关联的序列编号。例如，如果测试组件序列编号与熔断器相关联，则电池组设计工具104可以选择具有与熔断器相关联的序列编号的组件以用于交换。交换组件可以被分配到工作方案中的位置。如果交换组件被分配到工作方案中的位置，则电池组设计工具104可以将测试组件与在该相应位置处的交换组件交换。同样地，交换组件可以在工作方案中未被使用的组件的库存中。如果交换组件未被分配到工作方案中的位置，则电池组设计工具104可以将在该位置处的测试组件与来自未使用的库存的交换组件交换。
在308中，电池组设计工具104确定试验方案的质量。电池组设计工具104可以通过计算试验方案的目标函数值来确定试验方案的质量。目标函数中的项可以包括单位单元的容量、单位单元的阻抗、跨越所有模块的阻抗等。
例如，在电池组中，模块中的单位单元的容量可以通过等式(1)定义并且虚拟单元的容量可以通过等式(2)来定义：
单位单元容量＝电池单元容量 (1)
虚拟单元容量＝∑单位单元容量 (2)。
模块中的单位单元的阻抗可以通过等式(3)来定义，虚拟单元的阻抗可以通过等式(4)来定义，模块的阻抗可以由等式(5)来定义：
单位阻抗＝电池单元阻抗+熔断器阻抗 (3)
模块阻抗＝∑虚拟单元阻抗 (5)
跨越所有模块的阻抗可以通过每个模块的阻抗的和来给定。电池组设计工具104可以通过检查目标函数值来确定试验方案的质量。例如，优质试验方案可以是具有最小化跨越所有虚拟单元的容量的差异、最小化每个虚拟单元内的阻抗的差异、最小化跨越所有模块的阻抗的差异或者其加权组合的目标函数值的试验方案。电池组设计工具104可以包括使用的目标函数和在目标函数的每一项上放置的权重的预定选择。同样地，电池组设计工具104可以提供界面(例如，用户界面108)，用于用户输入使用的目标函数和在每个目标函数的项上放置的权重的选择。
在310中，电池组设计工具104确定针对测试组件邻域是否已经完全被开发。电池组设计工具104可以确定测试组件的邻域是否已经充分地被测试，即，与测试组件的充分数量的交换是否已经被评估。电池组设计工具104可以包括测试邻域所需的迭代数量的预定值。同样地，电池组设计工具104可以提供界面(例如，用户界面108)用于用户输入要考虑的迭代数量。
在310中如果邻域未被完全地开发，则在312中电池组设计工具104可以返回到工作方案。电池组设计工具104可以将组件返回到工作方案的原始位置。
此外，例如，在返回到工作方案之前，电池组设计工具104可以将交换组件添加到禁忌列表并且确定交换是否返回比当前工作方案更高质量的方案。在确定是否用当前试验方案替代工作方案时，电池组设计工具104可以将当前试验方案与当前工作方案进行比较。
然后，电池组设计工具104可以返回到306并且用新的交换组件改变测试组件并且重复过程。这允许测试组件周围的更多邻域将被测试用于不同的交换，而不基于禁忌列表上的交换组件重新测试方案。
在310中如果确定邻域已经被完全地开发，则在314中，电池组设计工具104确定来自邻域的最佳交换并且将最佳交换添加到禁忌列表。
在316中，电池组设计工具104更新工作方案、最佳方案和优秀方案列表。电池组设计工具104可以基于概率函数和冷却进度表(cooling schedule)确定当前工作方案是否应当用试验方案来更新。当与试验方案比较时，概率函数基于与当前工作方案有关的概率定义当前工作方案应当由试验方案替代。例如，如果当前试验方案的目标函数值优于工作方案的目标函数值，则电池组设计工具104可以用试验方案替代工作方案。用试验方案更新工作方案的概率随试验方案的质量相对于工作方案的质量的降低而降低。
此外，如果试验方案产生比当前最佳方案的目标函数值更优的目标函数值，则电池组设计工具104可以用试验方案更新最佳方案。方案可以被存储为在314中确定的方案的序列编号和位置以及用于方案的目标函数值。电池组设计工具104可以从搜索过程维持包括一个或多个最佳或优质方案的优秀方案列表。优秀方案列表不仅包括高质量方案，而且包括实质上不同的高质量方案。在一个示例中，优秀方案列表可以包含一个最佳或优质方案，例如，具有最佳或优质目标函数值的方案。在另一示例中，优秀方案列表可以包含多个最佳或优质方案，例如在迭代过程中确定的十个优质或最佳方案。在这些示例中，电池组设计工具104可以基于目标函数对多个最佳或优质方案排名。例如，电池组设计工具104可以将具有最佳目标函数值的最佳或优质方案存储为最高排名的最佳或优质方案并且剩余的最佳或优质方案可以根据目标函数值来排序。在确定是否用新的最佳或优质方案替代存储在优秀方案列表中的最佳或优质方案时，电池组设计工具104可以将新的最佳或优质方案与存储在方案列表中的最佳或优质方案中的一个或全部(例如，最低排名的优秀方案)进行比较。
在317中，电池组设计工具104确定最佳方案是否被更新或从强化过程返回(在图3C中)。如果最佳方案被更新或从强化过程返回，则在318中，迭代计数设置为“0”。如果最佳方案未被更新或从强化过程返回，则在319中，迭代计数增加“1”。
在320中，电池组设计工具104确定另一组件是否将被测试。例如，电池组设计工具104可以测试邻域达迭代数量。电池组设计工具104可以检查迭代计数以确定迭代数量是否已经被执行。电池组设计工具104可以包括迭代数量的预定值。同样地，电池组设计工具104可以提供界面(例如，用户界面108)用于用户输入迭代数量的值。电池组设计工具104可以维持禁忌列表上的组件达用户定义的迭代数量。如果另一组件将不被测试，则过程300可以结束。
如果另一组件将被测试，则在321中，电池组设计工具104确定在没有对最佳方案进行改善的情况下迭代计数是否小于最大值。在进入强化/多样化过程之前，搜索被要求以在预定义或用户定义的迭代数量内产生改善的结果。一旦进入多样化/强化过程，则重新计数开始。电池组设计工具104可以确定搜索过程是否正在提供更优的结果或者未执行足够的迭代。例如，如果当前试验方案优于当前工作方案，则电池组设计工具可以返回到304。通过返回到304，电池组设计工具104可以测试新的工作方案的新的邻域。
在上面的316中，用于确定试验方案是否可以替代工作方案的概率函数可以进一步通过冷却进度表来改进。冷却进度表可以是基于已经执行了多少迭代来改变用较低质量试验方案更新工作方案的概率的修改器。例如，当迭代开始时，冷却进度表可以是“热”。在这种情况中，电池组设计工具104可以具有用较低质量试验方案替代当前工作方案的较高概率。当更多迭代被执行时，冷却进度表可以是“冷”。在这种情况中，电池组设计工具104可以具有用试验方案替代工作方案的较低概率，除非当前试验方案具有更优的质量。
如果搜索过程针对用户指定的迭代数量未产生改善的结果，则电池组设计工具104前进到324，如图3B所示。图3B根据本公开的方面图示说明多样化过程。
在324中，电池组设计工具104随机地生成初始多样化方案。电池组设计工具104可以从库存中选择不同的组件放置在电池组设计布局的位置处。例如，电池组设计工具104可以从库存中选择不同序列编号的组件并且记录电池组设计布局的不同位置处的序列编号。电池组设计工具104可以随机地选择不同组件的放置。电池组设计工具104可以使用给予已经在算法内最低程度地移动的序列编号的优先权来选择放置序列编号。电池组设计工具104可以检查先前的方案过程并且确定没有或少量移动或交换的组件的数量。例如，电池组设计工具104可以使用通过组件已经被移动或交换多少(例如，少量或没有移动或与较高权重进行交换以用于选择)而被加权的选择来伪随机地选择组件。因此，多样化过程可以检查先前全部或大部分未被开发的方案空间的部分。例如，电池组设计工具104可以确定序列编号(例如，“100000”)没有被移动或交换并且可以选择该序列编号的组件。
在326中，电池组设计工具104选择未出现在禁忌列表上的一个测试组件用于交换。
在328中，电池组设计工具104利用测试组件的邻域内的交换组件来改变测试组件。电池组设计工具104可以利用邻域或库存中的任何交换组件来改变测试组件。例如，电池组设计工具104可以利用邻域中的交换组件来改变测试组件。邻域可以包括与测试组件类型相同的序列编号。例如，如果测试组件是“熔断器”类型，则电池组设计工具104可以选择具有与熔断器相关联的序列编号的组件以用于交换。交换组件可以被分配到工作多样化方案中的位置。如果交换组件被分配到工作多样化方案中的位置，则电池组设计工具104可以将测试组件与相应位置处的交换组件交换。同样地，交换组件可以在工作多样化方案中未使用的组件的库存中。如果交换组件未被分配到工作多样化方案中的位置，则电池组设计工具104可以将该位置处的测试组件与来自未使用的库存中的交换组件交换。
在330中，电池组设计工具104确定试验多样化方案的质量。如上所述，电池组设计工具104可以通过计算试验多样化方案的目标函数值来确定试验多样化方案的质量。
在332中，电池组设计工具104确定邻域是否已经完全地被开发。电池组设计工具104可以确定测试组件的邻域是否已经充分地被测试，即，针对测试组件是否已经考虑充分数量的交换。电池组设计工具104可以包括测试邻域所需的迭代数量的预定值。同样地，电池组设计工具104可以提供界面(例如，用户界面108)用于用户输入迭代的数量。
如在332中核查的，如果邻域未被完全地开发，则在334中电池组设计工具104可以返回到工作多样化方案。电池组设计工具104可以将组件返回到工作多样化方案中的原始位置。
此外，例如，在返回到工作多样化方案之前，电池组设计工具104可以将当前试验多样化方案缓存为最佳多样化方案。最佳多样化方案可以存储在当前最佳多样化方案中的序列编号和位置以及针对当前试样多样化方案的目标函数值。电池组设计工具104可以维持工作多样化方案和最佳多样化方案，连续地跟踪至目前为止经过的最佳多样化方案。
然后，电池组设计工具104可以返回到326并且用新的交换组件改变测试组件并且重复过程。这允许测试组件周围的位置邻域被测试用于不同的交换，而不基于禁忌列表上的交换组件重新测试方案。
在332中如果确定邻域已经被开发，则在336中，电池组设计工具104确定来自邻域的最佳交换并且将最佳交换添加到禁忌列表。
在338中，电池组设计工具104更新工作多样化方案和最佳多样化方案。电池组设计工具104可以用在336中确定的最佳邻域方案更新工作多样化方案。电池组设计工具104可以检查工作多样化方案并且确定其是否应该替代最佳多样化方案。冷却进度表用于分配使用最佳邻域方案替代当前工作多样化方案的概率。类似地，如果最佳邻域方案具有比当前最佳多样化方案更高的质量，则最佳多样化方案由最佳邻域方案替代。最佳多样化方案和工作多样化方案被存储为序列编号和位置以及其目标函数值。
在340中，电池组设计工具104确定另一组件是否将被测试。例如，电池组设计工具104可以测试不同的邻域达迭代的数量。电池组设计工具104可以包括迭代数量的预定值。同样地，电池组设计工具104可以提供界面(例如，用户界面108)用于用户输入迭代数量的值。电池组设计工具104可以将交换组件维持在禁忌列表上达某一迭代数量。如果另一组件将被测试，则电池组设计工具104返回到326。
如果另一组件将不被测试，则在344中，电池组设计工具104可以基于最佳多样化方案更新工作方案、最佳方案和优秀方案列表。例如，电池组设计工具104可以将最佳多样化方案添加到优秀方案列表。例如，如果最佳多样化方案具有比优秀方案列表中的一个或多个方案更高的质量，则根据需要电池组设计工具104可以将最佳多样化方案添加到优秀方案列表并且将任何方案从优秀方案列表中移除。同样地，电池组设计工具104可以通过使用冷却进度表将工作方案改变为最佳多样化方案。此外，如果最佳多样化方案具有比当前最佳方案更高的质量，则电池组设计工具104可以将最佳方案更新为最佳多样化方案。
在多样化过程之后，在346中，电池组设计工具104可以执行强化过程，如图3C所示。在346中，电池组设计工具104确定来自优秀方案列表的优秀方案以进行测试。例如，优秀方案可以是来自优秀方案列表的优质方案，优秀方案列表包含提供优质目标函数值同时维持与优秀方案列表中的其他方案的差异的一系列方案。
在348中，电池组设计工具104可以选择一个或多个序列编号用于交换。电池组设计工具104在强化过程中可以不使用禁忌列表。例如，在一个测试组件的情况中，电池组设计工具104可以选择序列编号，例如“000500”。电池组设计工具104可以随机选择序列编号。
在350中，电池组设计工具104用测试组件的邻域内的交换组件来改变测试组件。邻域可以包括与测试组件类型相同的序列编号。交换组件可以被分配到优秀试验方案中的位置。如果交换组件被分配到优秀试验方案中的位置，则电池组设计工具104可以将测试组件与该相应位置处的交换组件交换。同样地，交换组件可以在优秀方案中未使用的组件的库存中。如果交换组件未被分配到优秀方案中的位置，则电池组设计工具104可以将该位置处的测试组件与来自未使用的库存中的交换组件交换。
在352中，电池组设计工具104确定优秀试验方案的质量。如上所述，电池组设计工具104可以通过计算目标函数值来确定优秀试验方案的质量。
在356中，电池组设计工具104确定针对测试组件邻域是否已经完全地被开发。在356中如果邻域未完全地被开发，则在358中电池组设计工具104可以返回到优秀方案。电池组设计工具104可以将组件返回到优秀方案中的原始位置，并且电池组设计工具104可以针对测试组件再次测试位置。
然后，电池组设计工具104可以返回到350并且用新的交换组件改变测试组件并且重复过程。这允许测试组件周围的邻域被测试用于不同的交换。
在356中如果确定邻域已经完全地被开发，则在360中，电池组设计工具104确定来自邻域的最佳交换。电池组设计工具104可以检查工作优秀方案并且如果优秀试验方案的目标函数优于工作优秀方案则更新工作优秀方案。
在362中，电池组设计工具104更新工作优秀方案。电池组设计工具104可以用360中确定的最佳试验优秀方案更新工作优秀方案。
在364中，电池组设计工具104确定另一组件是否将被测试。例如，电池组设计工具104可以测试不同的邻域达迭代的数量。电池组设计工具104可以包括迭代数量的预定值。同样地，电池组设计工具104可以提供界面(例如，用户界面108)，用于用户输入迭代数量的值。如果另一组件将不被测试，则过程300可以返回到如图3A所示的316并且重新进入如上所述的流程。
返回到图2，在214中，电池组设计工具104输出用于电池组的设计布局的一个或多个电池组构造。例如，电池组设计工具104可以输出存储在优秀方案列表中的方案中的一个或多个作为一个或多个电池组构造。例如，在多个方面中，电池组构造可以包括可以潜在地用于电池组的电池组设计布局的位置的组件的标识。在一些方面中，电池组设计工具104可以输出一系列组件标识(例如，序列编号)和在电池组设计布局中的位置的指示。在一些方面中，电池组设计工具104可以输出包括在设计布局上记录的组件的标识(例如，序列编号)的设计布局。电池组设计工具104还可以存储电池组构造和设计布局。
在216中，电池组设计工具104可以确定设计布局是否将被修改或完成。例如，用户106可以期望修改设计布局并且确定新的电池组构造。如果是，则过程可以返回到208。同样地，例如，设计布局可以是部分设计布局并且用户106可以期望完成设计布局。如果是，则过程可以返回到208。另外，电池组设计工具104还可以存储电池组构造和设计布局用于随后的评估和完成。
在过程200中，电池组设计工具104可以针对不同的组件库存和不同的电池组设计布局执行最优化。在218中，电池组设计工具104可以针对电池组的不同设计布局执行匹配过程。在218中，电池组设计工具104可以确定是否测试用于电池组的新的设计布局。如果新的测试布局将被测试，则过程200可以返回到204。在218中，电池组设计工具104还可以确定新的组件库存是否将被测试。如果新的库存将被测试，则过程200可以返回到204并且重复新的组件库存的过程。如果新的设计布局或新的库存将不被测试，则过程可以结束。
在上面描述的过程中，多样化和强化可以是可选的过程。例如，电池组设计工具104可以被预配置为执行多样化过程。同样地，电池组设计工具104可以提供界面(例如，用户界面108)用于用户选择以执行多样化。另外，电池组设计工具104可以被预配置为执行强化过程。同样地，电池组设计工具104可以提供界面(例如，用户界面108)用于用户选择以执行强化。
前面的描述是说明性的，并且本领域技术人员可以想到配置和实施方式的变体。例如，结合本文公开的实施例描述的各种说明性逻辑、逻辑块、模块和电路可以使用通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或其他可编程逻辑设备、分立门或晶体管逻辑、分立硬件组件或被设计为执行本文所描述的功能的其任意组合来实施或执行。通用处理器可以是微处理器，而可替代地，处理器可以是任意常规处理器、控制器、微控制器或状态机。处理器还可以被实施为计算设备的组合，例如，DSP和微处理器的组合、多个微处理器、一个或多个微处理器与DSP核心的结合或任何其他此类配置。
在一个或多个示例性实施例中，所描述的功能可以以硬件、软件、固件或其任意组合来实施。对于软件实施方式，本文描述的技术可以使用执行本文描述的功能的模块(例如，规程、功能、子程序、程序、例程、子例程、模块、软件包、类等)来实施。模块可以通过传递和/或接收信息、数据、变元、参数或存储器内容耦接到另一模块或硬件电路。可以使用包括存储器共享、消息传递、标记传递、网络传输等的任意合适的装置来传递、转发或传输信息、变元、参数、数据等。软件代码可以被存储在存储器单元中并且由处理器执行。存储器单元可以被实施在处理器内或者在处理器外部，在这种情况下，存储器单元可以经由本领域已知的各种装置通信地耦接到处理器。
例如，图5图示说明用于计算机系统102的硬件配置的示例。当图5图示说明包含在计算机设备500中的各个组件时，图5图示说明计算机设备的一个示例并且可以添加附加的组件并可以移除现有组件。
计算机设备500可以是任意类型的计算机设备。如图5所示，计算机设备500可以包括不同核心配置和时钟频率的一个或多个处理器502。计算机设备500还可以包括在计算机设备500的操作期间充当主存储器的一个或多个存储器设备504。例如，在操作期间，支持电池组设计工具104的软件的副本可以存储在一个或多个存储器设备504中。计算机设备500还可以包括一个或多个外围接口506，诸如键盘、鼠标、触摸板、计算机屏幕、触摸屏等，用于使得人能够与计算机设备500的操纵交互。
计算机设备500还可以包括用于经由一个或多个网络(例如，网络120，诸如以太网适配器、无线收发器或的串行网络组件，用于使用协议通过有线或无线介质进行通信)进行通信的一个或多个网络接口508。计算机设备500还可以包括不同物理尺寸和存储容量的一个或多个存储设备510，诸如闪存驱动器、硬盘驱动器、随机存储存储器等，用于存储数据，诸如图像、文件和用于由一个或多个处理器502执行的程序指令。
此外，计算机设备500可以包括实现上述电池组设计工具104的功能的一个或多个软件程序512。一个或多个软件程序512可以包括使一个或多个处理器502执行本文描述的过程的指令。一个或多个软件程序512的副本可以被存储在一个或多个存储器设备504中和/或一个或多个存储设备510中。同样地，一个或多个软件程序512所使用的数据可以被存储在一个或多个存储器设备504中和/或一个或多个存储设备510中。
如上所述，计算机设备500可以包括各种数据存储装置以及其他存储器和存储介质。这些可以驻留在各种位置，诸如在一个或多个计算机本地(和/或驻留在一个或多个计算机中)或者通过网络远离任何或全部计算机的存储介质上。在一些实施方式中，信息可以驻留在本领域技术人员所熟知的存储区域网络(SAN)中。类似地，用于执行归属于计算机、服务器或其他网络设备的功能的任何必要文件可以视情况本地存储和/或远程存储。
在实施方式中，如上所述的计算机设备500的组件不需要被封装在单个外壳内或者甚至彼此非常邻近地定位。本领域技术人员将认识到，上述组成部分仅为示例，因为计算机设备500可以包括用于执行所公开的实施方式的任意类型的硬件组成部分，包括任何必要的随附固件或软件。计算机设备500还可以部分或全部地由电子电路组件或处理器来实施，诸如专用集成电路(ASIC)或现场可编程门阵列(FPGA)。
如果以软件实施，则功能可以作为一个或多个指令或代码被存储在计算机可读介质上或通过计算机可读介质传输。计算机可读介质包括有形非暂时性计算机存储介质和通信介质两者，其包括有助于计算机程序从一个地方传送到另一个地方的任何介质。存储介质可以是可以由计算机访问的任何可用的有形非暂时性介质。通过示例的方式并且不限于此，此类有形非暂时性计算机可读介质可以包括随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、闪速存储器、电可擦可编程只读存储器(EEPROM)、光盘只读存储器(CD-ROM)或其他光盘存储装置、磁盘存储装置或其他磁性存储装置、或可以用于以指令或数据结构的形式携带或存储期望的程序代码并且可以由计算机访问的任何其他介质。如本文所使用的，磁盘和光碟包括CD、激光盘、光盘、数字通用盘(DVD)、软盘和蓝光盘，其中磁盘通常磁性地复制数据，而光碟使用激光光学地复制数据。另外，任何连接被适当地称为计算机可读介质。例如，如果使用同轴电缆、光纤电缆、双绞线、数字用户线(DSL)或无线技术(诸如红外、无线电和微波)从网站、服务器或其他远程源传输软件，则同轴电缆、光纤电缆、双绞线、DSL或无线技术(诸如红外、无线电和微波)包括在介质的定义内。上面的组合也应当包括在计算机可读介质的范围内。
在上述的多个方面中，电池组设计工具104可以用于确定将被用于任何类型的应用的电池组的设计布局。图6图示说明电池组设计工具104的应用的一个示例。如图6所示，飞行器600可以包括电池组602。在多个方面中，电池组设计工具104可以用于确定电池组602的设计布局。
进一步地，本公开包括根据以下条款的示例：
条款1.一种方法(200、300)，其包括：确定(204)将被包括在电池组(126)中的组件(110、112)的库存(116)的操作参数，其中组件(110、112)包括存储组件(110)和电气组件(112)；确定(212、302)用于电池组(126)的电池组设计布局(122)的初始工作方案，其中初始工作方案包括被分配到电池组设计布局(122)中的位置的来自组件(110、112)的库存(116)的一组组件(110、112)；基于初始工作方案，利用局部搜索算法确定(212、304-320)用于电池组设计布局(122)的一个或多个可能的方案，其中局部搜索算法通过将来自被分配到电池组设计布局(122)中的位置的一个或多个组件(110、112)的组件(110、112)与被分配到电池组设计布局(122)中的位置的其他组件(110、112)和库存(116)中剩余的其他组件(110、112)中的至少一个交换从初始工作方案迭代地生成一个或多个可能的方案，其中禁忌列表存储针对局部搜索算法的迭代数量不允许交换的一个或多个组件(110、112)的标识，其中基于被分配到一个或多个可能的方案中的位置的组件(110、112)的操作参数对一个或多个可能的方案中的每一个计算目标函数值，并且其中至少部分地基于禁忌列表确定组件(110、112)的交换；以及基于针对一个或多个可能的方案计算的目标函数值，经由界面(108)向用户(106)提供(214)选自一个或多个可能的方案的电池组构造(124)。
条款2.根据条款1所述的方法(200、300)，方法进一步包括：基于概率函数和冷却进度表执行新的局部搜索。
条款3.根据条款1所述的方法(200、300)，方法进一步包括：执行(324-340)用于电池组设计布局(122)的多样化过程，其中多样化过程生成在最低程度开发的方案空间的部分中的一个或多个附加方案。
条款4.根据条款3所述的方法(200、300)，其中多样化过程包括：确定(324)新的初始多样化方案以测试；以及基于新的初始多样化方案确定(212、326-340)用于电池组设计布局(122)的一个或多个附加方案以考虑新的工作方案。
条款5.根据条款1所述的方法(200、300)，方法进一步包括：从一个或多个可能的方案中选择(212、346)一个或多个优秀方案；以及在一个或多个优秀方案上执行(212、348-364)强化过程。
条款6.根据条款1所述的方法(200、300)，其中计算目标函数值中的一个或多个项包括最小化电池组(126)中的虚拟单元(418)的容量的差异、最小化包括虚拟单元(418)的模块(402、404、406、408、410、412)的阻抗的差异以及最小化虚拟单元(418)中的阻抗的差异。
条款7.根据条款1所述的方法(200、300)，其中存储组件(110)包括多个以下组件：锂离子电池即Li-ion电池、镍镉电池即NiCad电池和镍金属氢化物电池即NiMh电池中的一个或多个，并且其中电气组件(112)包括多个以下组件：熔断器、传输晶体管、二极管、热传感器和指示器中的一个或多个。
条款8.一种系统(102、500)，其包含：一个或多个存储器设备(504)，其存储指令(104)；以及一个或多个处理器(502)，其耦接到一个或多个存储器设备(504)并且被配置为执行指令(104)以执行方法(200、300)，所述方法(200、300)包括：确定(204)将被包括在电池组(126)中的组件(110、112)的库存(116)的操作参数，其中组件(110、112)包括存储组件(110)和电气组件(112)；确定(212、302)用于电池组(126)的电池组设计布局(122)的初始工作方案，其中初始工作方案包括被分配到电池组设计布局(122)中的位置的来自组件(110、112)的库存(116)的一组组件(110、112)；基于初始工作方案，利用局部搜索算法确定(212、304-320)用于电池组设计布局(122)的一个或多个可能的方案，其中局部搜索算法通过将来自被分配到电池组设计布局(122)中的位置的一个或多个组件(110、112)的组件(110、112)与被分配到电池组设计布局(122)中的位置的其他组件(110、112)和库存(116)中剩余的其他组件(110、112)中的至少一个交换从初始工作方案迭代地生成一个或多个可能的方案，其中禁忌列表存储针对局部搜索算法的迭代数量不允许交换的一个或多个组件(110、112)的标识，其中基于被分配到一个或多个可能的方案中的位置的组件(110、112)的操作参数对一个或多个可能的方案中的每一个计算目标函数值，并且其中至少部分地基于禁忌列表确定组件(110、112)的交换；以及基于针对一个或多个可能的方案计算的目标函数值，经由界面(108)向用户(106)提供(214)选自一个或多个可能的方案的电池组构造(124)。
条款9.根据条款8所述的系统(102、500)，方法进一步包括：基于概率函数和冷却进度表执行新的局部搜索。
条款10.根据条款8所述的系统(102、500)，方法进一步包括：执行(324-340)用于电池组设计布局(122)的多样化过程，其中多样化过程生成在最低程度开发的方案空间的部分中的一个或多个附加方案。
条款11.根据条款10所述的系统(102、500)，其中多样化过程包括：确定(324)新的初始多样化方案以测试；以及基于新的初始多样化方案确定(212、326-340)用于电池组设计布局(122)的一个或多个附加方案以考虑新的工作方案。
条款12.根据条款8所述的系统(102、500)，方法进一步包括：从一个或多个可能的方案中选择(212、346)一个或多个优秀方案；以及在一个或多个优秀方案上执行(212、348-364)强化过程。
条款13.根据条款8所述的系统(102、500)，其中计算目标函数值中的一个或多个项包括最小化电池组(126)中的虚拟单元(418)的容量的差异、最小化包括虚拟单元(418)的模块(402、404、406、408、410、412)的阻抗的差异以及最小化虚拟单元(418)中的阻抗的差异。
条款14.根据条款8所述的系统(102、500)，其中存储组件(110)包括多个以下组件：锂离子电池即Li-ion电池、镍镉电池即NiCad电池和镍金属氢化物电池即NiMh电池中的一个或多个，并且其中电气组件(112)包括多个以下组件：熔断器、传输晶体管、二极管、热传感器和指示器中的一个或多个。
条款15.一种存储指令(104)的非暂时性计算机可读介质(510)，所述指令(104)用于使一个或多个处理器(502)执行方法(200、300)，所述方法包括：确定(204)将被包括在电池组(126)中的组件(110、112)的库存(116)的操作参数，其中组件(110、112)包括存储组件(110)和电气组件(112)；确定(212、302)用于电池组(126)的电池组设计布局(122)的初始工作方案，其中初始工作方案包括被分配到电池组设计布局(122)中的位置的来自组件(110、112)的库存(116)的一组组件(110、112)；基于初始工作方案，利用局部搜索算法确定(212、304-320)用于电池组设计布局(122)的一个或多个可能的方案，其中局部搜索算法通过将来自被分配到电池组设计布局(122)中的位置的一个或多个组件(110、112)的组件(110、112)与被分配到电池组设计布局(122)中的位置的其他组件(110、112)和库存(116)中剩余的其他组件(110、112)中的至少一个交换从初始工作方案迭代地生成一个或多个可能的方案，其中禁忌列表存储针对局部搜索算法的迭代数量不允许交换的一个或多个组件(110、112)的标识，其中基于被分配到一个或多个可能的方案中的位置的组件(110、112)的操作参数对一个或多个可能的方案中的每一个计算目标函数值，并且其中至少部分地基于禁忌列表确定组件(110、112)的交换；以及基于针对一个或多个可能的方案计算的目标函数值，经由界面(108)向用户(106)提供(214)选自一个或多个可能的方案的电池组构造(124)。
条款16.根据条款15所述的非暂时性计算机可读介质(510)，方法进一步包括：基于概率函数和冷却进度表执行新的局部搜索。
条款17.根据条款15所述的非暂时性计算机可读介质(510)，方法进一步包括：执行(324-340)用于电池组设计布局(122)的多样化过程，其中多样化过程生成在最低程度开发的方案空间的部分中的一个或多个附加方案。
条款18.根据条款17所述的非暂时性计算机可读介质(510)，其中多样化过程包括：确定(324)新的初始多样化方案以测试；以及基于新的初始多样化方案确定(212、326-340)用于电池组设计布局(122)的一个或多个附加方案以考虑新的工作方案。
条款19.根据条款15所述的非暂时性计算机可读介质(510)，方法进一步包括：从一个或多个可能的方案中选择(212、346)一个或多个优秀方案；以及在一个或多个优秀方案上执行(212、348-364)强化过程。
条款20.根据条款15所述的非暂时性计算机可读介质(510)，其中计算一个或多个目标函数值包括最小化电池组(126)中的虚拟单元(418)的容量的差异、最小化包括虚拟单元(418)的模块(402、404、406、408、410、412)的阻抗的差异以及最小化虚拟单元(418)中的阻抗的差异。
虽然已经参考实施方式的示例描述了本教导，但是在不背离真实精神和范围的情况下，本领域技术人员将能够对所描述的实施方式进行各种修改。本文所使用的术语和描述仅以说明的方式被阐述，并且不意味着限制。具体地，尽管已经通过示例描述了过程，但是过程的阶段可以以与所说明的顺序不同的顺序执行或同时执行。此外，对于在具体实施方式中使用的术语“包括”、“包含”、“具有”、“含有”、“含”或其变体，此类术语旨在以类似于术语“包含”的方式包括。如本文所使用的，与项目列表相关的术语“…中的一个或多个”和“…中的至少一个”，诸如，例如A和B，意为仅A、仅B或A和B。进一步地，除非另有指定，否则术语“组/集”应被解释为“一个或多个”。另外，术语“耦接”或“耦合”旨在意为间接或直接连接。因此，如果第一设备耦接到第二设备，则该连接可以通过直接连接或通过经由其他设备、组件和连接的间接连接。

Claims (14)

1.一种方法(200、300)，其包括：
确定(204)将被包括在电池组(126)中的组件(110、112)的库存(116)的操作参数，其中所述组件(110、112)包括存储组件(110)和电气组件(112)；
确定(212、302)用于所述电池组(126)的电池组设计布局(122)的初始工作方案，其中所述初始工作方案包括被分配到所述电池组设计布局(122)中的位置的来自组件(110、112)的所述库存(116)的一组组件(110、112)；
基于所述初始工作方案，利用局部搜索算法确定(212、304-320)用于所述电池组设计布局(122)的一个或多个可能的方案，
其中所述局部搜索算法通过将来自被分配到所述电池组设计布局(122)中的位置的一个或多个组件(110、112)的组件(110、112)与被分配到所述电池组设计布局(122)中的位置的其他组件(110、112)和所述库存(116)中剩余的其他组件(110、112)中的至少一个交换从所述初始工作方案迭代地生成所述一个或多个可能的方案，
其中禁忌列表存储针对所述局部搜索算法的迭代数量不允许交换的一个或多个组件(110、112)的标识，
其中基于被分配到所述一个或多个可能的方案中的位置的组件(110、112)的操作参数对所述一个或多个可能的方案中的每一个计算目标函数值，并且
其中至少部分地基于所述禁忌列表确定组件(110、112)的所述交换；以及
基于针对所述一个或多个可能的方案计算的所述目标函数值，经由界面(108)向用户(106)提供(214)选自所述一个或多个可能的方案的电池组构造(124)。
2.根据权利要求1所述的方法(200、300)，所述方法进一步包括：
基于概率函数和冷却进度表执行新的局部搜索。
3.根据权利要求1所述的方法(200、300)，所述方法进一步包括：
执行(324-340)用于所述电池组设计布局(122)的多样化过程，其中所述多样化过程生成在最低程度开发的方案空间的部分中的一个或多个附加方案。
4.根据权利要求3所述的方法(200、300)，其中所述多样化过程包括：
确定(324)新的初始多样化方案以测试；以及
基于所述新的初始多样化方案确定(212、326-340)用于所述电池组设计布局(122)的所述一个或多个附加方案以考虑新的工作方案。
5.根据权利要求1所述的方法(200、300)，所述方法进一步包括：
从所述一个或多个可能的方案中选择(212、346)一个或多个优秀方案；以及
在所述一个或多个优秀方案上执行(212、348-364)强化过程。
6.根据权利要求1所述的方法(200、300)，其中计算所述目标函数值中的所述一个或多个项包括最小化所述电池组(126)中的虚拟单元(418)的容量的差异、最小化包括所述虚拟单元(418)的模块(402、404、406、408、410、412)的阻抗的差异以及最小化所述虚拟单元(418)中的阻抗的差异。
7.根据权利要求1所述的方法(200、300)，其中所述存储组件(110)包括多个以下组件：锂离子电池即Li-ion电池、镍镉电池即NiCad电池和镍金属氢化物电池即NiMh电池中的一个或多个，并且其中所述电气组件(112)包括多个以下组件：熔断器、传输晶体管、二极管、热传感器和指示器中的一个或多个。
8.一种系统(102、500)，其包含：
一个或多个存储器设备(504)，其存储指令(104)；以及
一个或多个处理器(502)，其耦接到所述一个或多个存储器设备(504)并且被配置为执行所述指令(104)以执行方法(200、300)，所述方法(200、300)包括：
确定(204)将被包括在电池组(126)中的组件(110、112)的库存(116)的操作参数，其中所述组件(110、112)包括存储组件(110)和电气组件(112)；
确定(212、302)用于所述电池组(126)的电池组设计布局(122)的初始工作方案，其中所述初始工作方案包括被分配到所述电池组设计布局(122)中的位置的来自组件(110、112)的所述库存(116)的一组组件(110、112)；
基于所述初始工作方案，利用局部搜索算法确定(212、304-320)用于所述电池组设计布局(122)的一个或多个可能的方案，
其中所述局部搜索算法通过将来自被分配到所述电池组设计布局(122)中的位置的一个或多个组件(110、112)的组件(110、112)与被分配到所述电池组设计布局(122)中的位置的其他组件(110、112)和所述库存(116)中剩余的其他组件(110、112)中的至少一个交换从所述初始工作方案迭代地生成所述一个或多个可能的方案，
其中禁忌列表存储针对所述局部搜索算法的迭代数量不允许交换的一个或多个组件(110、112)的标识，
其中基于被分配到所述一个或多个可能的方案中的位置的组件(110、112)的操作参数对所述一个或多个可能的方案中的每一个计算目标函数值，并且
其中至少部分地基于所述禁忌列表确定组件(110、112)的所述交换；以及
基于针对所述一个或多个可能的方案计算的所述目标函数值，经由界面(108)向用户(106)提供(214)选自所述一个或多个可能的方案的电池组构造(124)。
9.根据权利要求8所述的系统(102、500)，所述方法进一步包括：基于概率函数和冷却进度表执行新的局部搜索。
10.根据权利要求8所述的系统(102、500)，所述方法进一步包括：
执行(324-340)用于所述电池组设计布局(122)的多样化过程，其中所述多样化过程生成在最低程度开发的方案空间的部分中的一个或多个附加方案。
11.根据权利要求10所述的系统(102、500)，其中所述多样化过程包括：
确定(324)新的初始多样化方案以测试；以及
基于所述新的初始多样化方案确定(212、326-340)用于所述电池组设计布局(122)的所述一个或多个附加方案以考虑新的工作方案。
12.根据权利要求8所述的系统(102、500)，所述方法进一步包括：
从所述一个或多个可能的方案中选择(212、346)一个或多个优秀方案；以及
在所述一个或多个优秀方案上执行(212、348-364)强化过程。
13.根据权利要求8所述的系统(102、500)，其中计算所述目标函数值中的所述一个或多个项包括最小化所述电池组(126)中的虚拟单元(418)的容量的差异、最小化包括所述虚拟单元(418)的模块(402、404、406、408、410、412)的阻抗的差异以及最小化所述虚拟单元(418)中的阻抗的差异。
14.根据权利要求8所述的系统(102、500)，其中所述存储组件(110)包括多个以下组件：锂离子电池即Li-ion电池、镍镉电池即NiCad电池和镍金属氢化物电池即NiMh电池中的一个或多个，并且其中所述电气组件(112)包括多个以下组件：熔断器、传输晶体管、二极管、热传感器和指示器中的一个或多个。
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