CN109391023A - 电池管理方法 - Google Patents

Abstract

一种电池管理方法，主要是先检测一第一电池与一第二电池的电量，并将电量较高者定义为一高电量电池，另一者定义为一低电量电池，然后控制高电量电池的放电速度低于低电量电池。然后在检测到低电量电池的电量低于警示电量值时，判断一指令运行时间差距是否大于一判断时距，若是，控制模块发送一电池更换需求信号至一电池交换站，以判断是否有一充电完成电池，若是，通知自动化搬运装置允许交换电池，使自动化搬运装置移动至电池交换站，藉以将低电量电池与充电完成电池进行交换。

Description

电池管理方法

技术领域

本发明是关于一种电池管理方法，尤其是指一种应用于自动化搬运装置的电池管理方法。

背景技术

近年来由于3C产业的蓬勃发展，且民众对于3C产品的操作方式也越来越纯熟，因此有越来越多的人会选择通过网络购买各种大大小小的商品，导致物流产业所需处理的货物量逐年增加。

一般来说，物流中心为了处理大量的货物，大都是利用自动搬运装置来有效率的将各类货物进行分类，而为了确保自动搬运装置能够持续的运作，现有的自动搬运装置通常是设有一颗电池与一不断电系统，藉以在电池没电时利用不断电系统进行供电，避免自动搬运装置因电力不足而停止运作，甚至无法回到充电站进行充电。

承上所述，虽然现有的自动搬运装置可以通过不断电系统在电池没电时提供电力，但尽管如此，电池仍需回充电站进行充电，然而在电池进行充电的过程中，自动搬运装置并无法执行工作，相对的降低了工作效率。

发明内容

有鉴于在现有的技术中，一般常见的自动搬运装置都是利用不断电系统在电池没电时紧急进行供电，以使自动搬运装置可以继续执行搬运工作，或者回到充电站进行充电，但由于自动搬运装置的电池始终需要进行充电，而当自动搬运装置充电时，便无法执行搬运工作，因此会相对的影响到整体的工作效率；缘此，本发明的目的在于提供一种电池管理方法，可以有效的解决现有技术中，自动搬运装置因电池充电而无法工作的问题。

为了达到上述目的，本发明提供了一种电池管理方法，为应用于一自动化搬运装置，该自动化搬运装置预先装设有一第一电池与一第二电池，且在一初始运作状态下，该第一电池与该第二电池的电量值皆大于一警示电量值，该电池管理方法包含以下步骤：

步骤(a)是利用一电量检测模块检测该第一电池与该第二电池的电量，并将该第一电池与该第二电池中的电量较高者定义为一高电量电池，并将另一者定义为一低电量电池。

步骤(b)是利用一控制模块控制该高电量电池以一第一放电速度放电，并控制该低电量电池以一大于该第一放电速度的第二放电速度放电。

步骤(c)是利用该电量检测模块检测持续检测该低电量电池的电量，并在检测到该低电量电池的电量低于该警示电量值时，通过该控制模块判断一当前指令运行时间与一下次指令运行时间的一指令运行时间差距是否大于一判断时距。

步骤(d)是当指令运行时间差距大于该判断时距时，该控制模块发送一电池更换需求信号至至少一电池交换站。

步骤(e)是该至少一电池交换站利用一充电模块判断多个待更换电池中之一者是否为一充电完成电池。

步骤(f)是当该些待更换电池中之一者为该充电完成电池，该至少一电池交换站发送一允许更换电池信号至该自动化搬运装置。

步骤(g)是当该自动化搬运装置收到该允许更换电池信号时，该控制模块控制一驱动模块带动该自动化搬运装置移动至该至少一电池交换站，藉以将该低电量电池与该充电完成电池进行交换。

较佳者，在步骤(f)中，当该些待更换电池中的任一者皆非该充电完成电池时，接着步骤(f1)：该至少一电池交换站发送一无充电完成电池信号至该自动化搬运装置，使该自动化搬运装置利用该电量检测模块持续检测该高电量电池的电量，并在检测到该高电量电池的电量低于该警示电量值时，通过该控制模块判断该当前指令运行时间与另一下次指令运行时间的该指令运行时间差距是否大于该判断时距。

此外，当步骤(f1)的该指令运行时间差距大于该判断时距时，接着步骤(f2)：该控制模块发送另一电池更换需求信号至该至少一电池交换站。

在步骤(f2)之后，更接着步骤(f3)：该至少一电池交换站利用该充电模块判断该些待更换电池中是否包含该充电完成电池。

在步骤(f3)之后，更接着步骤(f4)：当该充电模块判断该些待更换电池中包含该充电完成电池时，接着判断该些待更换电池中的该充电完成电池是否为二个以上。

在步骤(f4)之后，当判断该些待更换电池中的该充电完成电池为二个以上时，利用该电池更换模块将该高电量电池与该低电量电池分别更换为该充电完成电池。此外，当判断该些待更换电池中的该充电完成电池并非二个以上时，利用该电池更换模块将该低电量电池更换为该充电完成电池。

另一方面，在步骤(f3)之后，当该充电模块判断该些待更换电池中未包含该充电完成电池时，控制该自动化搬运装置移动至该至少一电池交换站等待该些待交换电池中的任一者转变为该充电完成电池后，再利用该电池更换模块将该低电量电池更换为该充电完成电池。

此外，当步骤(f1)的该高电量电池的电量高于该警示电量值时，该自动化搬运装置依据一工作排程进行搬运工作，并利用该电量检测模块检测持续检测该高电量电池的电量；并且，当步骤(f1)的该指令运行时间差距小于该判断时距时，该自动化搬运装置依据一工作排程进行搬运工作，并利用该电量检测模块检测持续检测该高电量电池的电量。

如上所述，由于本发明所提供的电池管理方法是先控制第一电池与第二电池中电量较高者的放电速度低于电量较低者，以使低电量者可以更快的放完电，然后再低电量电池的电量低于警示电量值时，询问电池交换站是否有已充电完成的电池，进而供自动化搬运装置的低电量电池进行交换，因此可有效的使自动化搬运装置可以长时间保有电力，进而使自动化搬运装置能持续的执行搬运工作。

附图说明

图1为显示本发明所提供的电池管理系统的系统示意图；

图2为显示供电模块的电路示意图。

图3、图3A与图3B为本发明的电池管理方法的步骤流程图；以及

图4为显示本发明的自动化搬运装置、中心主机与电池交换站的相对位置关系示意图。

其中附图标记为：

100 电池管理系统

1 自动化搬运装置

11 驱动模块

12 供电模块

121 第一电池

122 第二电池

123 输出控制电路

1231 第一切换电路

12311 第一缓冲电路

123111 第一缓冲组件

12312 第一直通电路

12313 第一切换开关

1232 第二切换电路

12321 第二缓冲电路

123211 第二缓冲组件

12322 第二直通电路

12323 第二切换开关

13 电量检测模块

14 切换模块

141 储存单元

142 计时单元

143 处理单元

15 控制模块

16 搬运装置通讯模块

2 中心主机

3 电池交换站

31 充电模块

311a 充电完成电池

311b 充电未完成电池

312 充电控制电路

32 交换站通讯模块

33 处理模块

34 电池更换模块

S1 电池电量信号

S2 电池控制信号

S3 电池更换需求信号

S4 位置信号

R1 电池交换区

R2 工作区

具体实施方式

下面将结合示意图对本发明的具体实施方式进行更详细的描述。根据下列描述和权利要求，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，图式均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。

请参阅图1，图1为显示本发明所提供的电池管理系统的系统示意图。如图所示，一种电池管理系统100包含一自动化搬运装置1、一中心主机2以及多个电池交换站3(图中仅以一个举例说明)。

自动化搬运装置1包含一驱动模块11、一供电模块12、一电量检测模块13、一控制模块14、一定位模块15以及一搬运装置通讯模块16。

驱动模块11用以带动整个自动化搬运装置1移动，且驱动模块11例如是由马达与滚轮等组件所组成。

供电模块12电性连接于驱动模块11，用以供电至驱动模块11，以使驱动模块11运作；其中，供电模块12包含一第一电池121、一第二电池122与一输出控制电路123。

请继续参阅图2，图2为显示供电模块的电路示意图。如图所示，第一电池121与第二电池122是并联地电性连接于驱动模块11，而输出控制电路123是设置于第一电池121、第二电池122与驱动模块11之间；其中，输出控制电路123包含一第一切换电路1231与一第二切换电路1232。

第一切换电路1231电性连接于第一电池121与驱动模块11，且第一切换电路1231包含一第一缓冲电路12311、一第一直通电路12312与一第一切换开关12313，第一缓冲电路12311与第一直通电路12312是分别电性连接于驱动模块11，而第一切换开关12313是选择性的将第一缓冲电路12311与第一直通电路12312中之一者电性连接于第一电池121，且第一缓冲电路12311设有一第一缓冲组件123111，第一缓冲组件123111为电感，但在其他实施例中亦可为电容或电容与电感的组合。其中，第一电池121经由第一缓冲电路12311供电至驱动模块11的放电速度会比第一电池121经由第一直通电路12312供电至驱动模块11的放电速度慢。

第二切换电路1232电性连接于第二电池122与驱动模块11，且第二切换电路1232包含一第二缓冲电路12321、一第二直通电路12322与一第二切换开关12323，第二缓冲电路12321与第二直通电路12322是分别电性连接于驱动模块11，而第二切换开关12323是选择性的将第二缓冲电路12321与第二直通电路12322中之一者电性连接于第二电池122，且第二缓冲电路12321设有一第二缓冲组件123211，第二缓冲组件123211为电感，但在其他实施例中亦可为电容或电容与电感的组合。其中，第二电池122经由第一缓冲电路12311供电至驱动模块11的放电速度会比第一电池121经由第一直通电路12312供电至驱动模块11的放电速度慢。

电量检测模块13电性连接于供电模块12，用以检测第一电池121与第二电池122的电量而产生一对应于第一电池121的第一电池电量值与一对应于第二电池122的第二电池电量值，并将一载有第一电池电量值与第二电池电量值的电池电量信号S1传送出。

控制模块14电性连接于电量检测模块13与供电模块12，用以接收电量检测模块13所发送的电池电量信号S1，且控制模块14包含一储存单元141、一计时单元142以及一处理单元143。

储存单元141储存有一警示电量值与多个电池交换站坐标，而本实施例中的警示电量值为10％。计时单元142是用来计时。处理单元143是依据第一电池121与第二电池122的电量控制第一电池121与第二电池122中的一低电量者进入一直接供电模式，并控制第一电池121与第二电池122中的一高电量者进入一缓冲供电模式；其中，控制模块14是由第一电池电量值与第二电池电量值得知第一电池121与第二电池122的电量大小，并据以发送出一电池控制信号S2至供电模块12，使输出控制电路123依据电池控制信号S2控制第一电池121与第二电池122中的低电量者进入直接供电模式，而高电量者进入缓冲供电模式。

在实务运用上，当第一电池121为低电量，而第二电池122为高电量时，输出控制电路123是控制第一电池121以第一直通电路12312电性连接于驱动模块11，并控制第二电池122以第二缓冲电路12321电性连接于驱动模块11；相对的，当第一电池121为高电量，而第二电池122为低电量时，输出控制电路123则是控制第一电池121以第一缓冲电路12311电性连接于驱动模块11，并控制第二电池122以第一直通电路12322电性连接于驱动模块11。

此外，处理单元143更在电量检测模块13检测到第一电池121与第二电池122中的至少一者的电量低于储存单元141所储存的警示电量值时，产生一电池更换需求信号S3。

定位模块15是电性链接于控制模块14，用以定位出一位置坐标，并将一载有位置坐标的位置信号S4传送至控制模块14。在实际运用上，定位模块15例如为室内定位组件。

搬运装置通讯模块16电性连接于控制模块14，用以将控制模块14所产生的电池更换需求信号S3发送出。其中，搬运装置通讯模块16例如为WIFI模块或其他无线通信模块。

中心主机2是通信链接于搬运装置通讯模块16。在实务运用上，中心主机2是用来安排并发送工作排程至各个自动化搬运装置1，以使各自动化搬运装置1依据工作排程进行搬运工作。在实务上，中心主机2例如为远程的服务器，且电性连接于网络，藉以使搬运装置通讯模块16通过网络联机到中心主机2。

电池交换站3包含一充电模块31、一交换站通讯模块32、一处理模块33以及一电池更换模块34。充电模块31设有多个待交换电池(在本实施例中为一充电完成电池311a与一充电未完成电池311b)与一充电控制电路312；其中，充电控制电路312是用来对待交换电池进行充电，并同时检测待交换电池是否已充完电，当待交换电池已完充电时，便停止对待交换电池进行充电，而在本实施例中，充电完成电池311a为已经充完电的待交换电池，而充电未完成电池311b则是尚未完成充电的待交换电池。

交换站通讯模块32通信链接于中心主机2，以经由中心主机2通信链接于搬运装置通讯模块16，进而通过中心主机2接收电池更换需求信号S3。

处理模块33电性连接于充电模块31与交换站通讯模块32，以依据电池更换需求信号S3询问充电模块31所包含的多个待交换电池中是否有至少一者已完成充电，并在确认多个待交换电池中的至少一者已完成充电时，通过交换站通讯模块32发送一可更换信号通过中心主机2传送至搬运装置通讯模块16，以使控制模块14依据位置信号S4所载有的位置坐标与储存单元141所预先储存的交换站位置坐标计算出行进路线，以驱使驱动模块11运作而使自动化搬运装置1移动至电池交换站3。

电池更换模块34是在处理模块33判断自动化搬运装置1移动至电池交换站3时，受到处理模块33的控制而将第一电池121与第二电池122中的低电量者与充电完成电池311a进行交换。

请继续参阅图3、图3A与图3B，图3、图3A与图3B为本发明的电池管理方法的步骤流程图。如图所示，一种电池管理方法应用于上述的自动化搬运装置1，自动化搬运装置1预先装设有第一电池121与第二电池122，且在一初始运作状态下，第一电池121与第二电池122的电量值皆大于警示电量值，电池管理方法包含以下步骤：

步骤S1是利用电量检测模块13检测第一电池121与第二电池122的电量，并将第一电池121与第二电池122中的电量较高者定义为一高电量电池，并将另一者定义为一低电量电池。

步骤S2是利用控制模块14控制高电量电池以第一放电速度放电，并控制低电量电池以大于第一放电速度的第二放电速度放电。藉以避免高电量电池与低电量电池之间的电量差距逐渐缩减。

步骤S3是自动化搬运装置1依据工作排程进行搬运作业，且电量检测模块13持续检测低电量电池的电量。

步骤S4是判断低电量电池的电量是否低于警示电量值。当检测到低电量电池的电量低于警示电量值时，执行步骤S5，通过控制模块14判断当前指令运行时间与下次指令运行时间的指令运行时间差距是否大于判断时距。此外，当低电量电池的电量高于警示电量值时，回到步骤S3继续执行搬运指令。

当指令运行时间差距大于判断时距时，执行步骤S6，控制模块14发送电池更换需求信号S3至电池交换站3。然而，当指令运行时间差距小于判断时距时，回到步骤S3继续执行搬运指令。

步骤S7是电池交换站3利用充电模块31判断多个待更换电池中之一者是否为充电完成电池311a。

当多个待更换电池中之一者为充电完成电池311a时，执行步骤S8，电池交换站3发送允许更换电池信号至自动化搬运装置1。

步骤S9是当自动化搬运装置1收到允许更换电池信号时，控制模块14控制驱动模块11带动自动化搬运装置1移动至电池交换站3。

步骤S10是当自动化搬运装置1移动至电池交换站3时，电池交换站3利用电池更换模块34将低电量电池与充电完成电池311a进行交换。

此外，回到上述步骤7之后，当多个待更换电池中皆未有充电完成电池311a时，执行步骤S11，电池交换站3发送无充电完成电池信号置自动搬运装置1。

接着步骤S11，步骤S12是自动化搬运装置1依据工作排程进行搬运作业，且电量检测模块13检测高电量电池的电量。

接着步骤S12，步骤S13是判断高电量电池的电量是否低于警示电量值。

当判断高电量电池的电量低于警示电量值时，步骤S14是通过控制模块14判断当前指令运行时间与另一下次指令运行时间的指令运行时间差距是否大于判断时距。然而，当判断高电量电池的电量高于警示电量值时，回到步骤S12继续执行搬运作业。

当步骤S14的指令运行时间差距大于判断时距时，执行步骤S15，控制模块14发送电池更换需求信号S3至电池交换站3。另外，当步骤S14的指令运行时间差距小于判断时距时，回到步骤S12继续执行搬运作业。

接着步骤S15，步骤S16是电池交换站3利用充电模块31判断多个待更换电池中是否包含充电完成电池311a。若多个待更换电池中包含充电完成电池311a，执行步骤S17，充电模块31判断待更换电池中的充电完成电池311a是否为二个以上。若充电模块31判断待更换电池中的充电完成电池311a为二个以上，执行步骤18，利用电池更换模块34将高电量电池与低电量电池分别更换成充电完成电池311a。

另一方面，在上述的步骤S16之后，若多个待更换电池中未包含充电完成电池311a，执行步骤S19，控制自动化搬运装置1移动至电池交换站3等待待交换电池中的任一者转变为充电完成电池311a后，再利用电池更换模块34将低电量电池更换为充电完成电池311a。

此外，在上述步骤S17之后，若充电模块31判断待更换电池中的充电完成电池311a并非为二个以上，即表示充电完成电池311a为一个时，执行步骤20，利用电池更换模块34将低电量电池更换为充电完成电池311a。

如上所述，本发明的电池管理方法主要是对自动化搬运装置1所设有的第一电池121与第二电池122进行控制，使电量较低者的放电速度快于电量较高者，藉以有效避免第一电池121或第二电池122的电量过于接近。然后当第一电池121或第二电池122其中至少一者的电量低于警示电量值时，再通知电池交换站3需要更换低电量电池。然而当电池交换站3未有充电完成电池31时，则检测电量较高的高电量电池是否低于警示电量值，进而在高电量电池的电量低于警示电量值时，使自动化搬运装置1自动至电池交换站3更换低电量电池与高电量电池。

请继续参阅图4，图4为显示本发明的自动化搬运装置、中心主机与电池交换站的相对位置关系示意图。如图所示，在实际运用上，三个电池交换站3(图中仅标示一个)则是设置于一电池交换区R1内，而三个自动化搬运装置1(图中仅标示一个)是位在一工作区R2内。此外，中心主机2是电性连接于自动化搬运装置1与电池交换站3。

承上所述，当自动化搬运装置1检测到低电量电池或高电量电池低于警示电量值时，自动化搬运装置1是发送电池更换需求信号S3至中心主机2，而中心主机2会再将电池更换需求信号S3发送至电池交换站3，然而当多个电池交换站3皆回传有充电完成电池311a时，中心主机2更可依据自动化搬运装置1的位置与每个电池交换站3的位置，以将距离自动化搬运装置1最近且具有充电完成电池311a的电池交换站3的信息回传至自动化搬运装置1，以使自动化搬运装置1可以移动至最近的电池交换站2进行电池交换。此外，在其他实施例中，自动化搬运装置1亦可直接通讯连接于电池交换站3，而不需要通过中心主机2进行集中管理。

综上所述，由于现有技术中的自动搬运装置都是利用不断电系统在电池没电时紧急进行供电，以使自动搬运装置可以继续执行搬运工作，或者回到充电站进行充电，因此当自动搬运装置充电时，便无法执行搬运工作，相对的影响到整体的工作效率；相较于此，由于本发明所提供的电池管理方法是先控制第一电池与第二电池中电量较高者的放电速度低于电量较低者，以使低电量者可以更快的放完电，然后再低电量电池的电量低于警示电量值时，询问电池交换站是否有已充电完成的电池，进而供自动化搬运装置的低电量电池进行交换，因此可有效的使自动化搬运装置可以长时间保有电力，进而使自动化搬运装置能持续的执行搬运工作。

上述仅为本发明较佳的实施例而已，并不对本发明进行任何限制。任何所属技术领域的技术人员，在不脱离本发明的技术手段的范围内，对本发明揭示的技术手段和技术内容做任何形式的等同替换或修改等变动，均属未脱离本发明的技术手段的内容，仍属于本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电池管理方法，应用于一自动化搬运装置，其特征在于，该自动化搬运装置预先装设有一第一电池与一第二电池，且在一初始运作状态下，该第一电池与该第二电池的电量值皆大于一警示电量值，该电池管理方法包含以下步骤：

(a)利用一电量检测模块检测该第一电池与该第二电池的电量，并将该第一电池与该第二电池中的电量较高者定义为一高电量电池，并将另一者定义为一低电量电池；

(b)利用一控制模块控制该高电量电池以一第一放电速度放电，并控制该低电量电池以一大于该第一放电速度的第二放电速度放电；

(c)利用该电量检测模块检测持续检测该低电量电池的电量，并在检测到该低电量电池的电量低于该警示电量值时，通过该控制模块判断一当前指令运行时间与一下次指令运行时间的一指令运行时间差距是否大于一判断时距；

(d)当指令运行时间差距大于该判断时距时，该控制模块发送一电池更换需求信号至至少一电池交换站；

(e)该至少一电池交换站利用一充电模块判断多个待更换电池中之一者是否为一充电完成电池；

(f)当该些待更换电池中之一者为该充电完成电池，该至少一电池交换站发送一允许更换电池信号至该自动化搬运装置；以及

(g)当该自动化搬运装置收到该允许更换电池信号时，该控制模块控制一驱动模块带动该自动化搬运装置移动至该至少一电池交换站，藉以将该低电量电池与该充电完成电池进行交换。

2.如权利要求1所述的电池管理方法，其特征在于，在步骤(f)中，当该些待更换电池中的任一者皆非该充电完成电池时，接着步骤(f1)：该至少一电池交换站发送一无充电完成电池信号至该自动化搬运装置，使该自动化搬运装置利用该电量检测模块持续检测该高电量电池的电量，并在检测到该高电量电池的电量低于该警示电量值时，通过该控制模块判断该当前指令运行时间与另一下次指令运行时间的该指令运行时间差距是否大于该判断时距。

3.如权利要求2所述的电池管理方法，其特征在于，当步骤(f1)的该指令运行时间差距大于该判断时距时，接着步骤(f2)：该控制模块发送另一电池更换需求信号至该至少一电池交换站。

4.如权利要求3所述的电池管理方法，其特征在于，在步骤(f2)之后，接着步骤(f3)：该至少一电池交换站利用该充电模块判断该些待更换电池中是否包含该充电完成电池。

5.如权利要求4所述的电池管理方法，其特征在于，在步骤(f3)之后，接着步骤(f4)：当该充电模块判断该些待更换电池中包含该充电完成电池时，接着判断该些待更换电池中的该充电完成电池是否为二个以上。

6.如权利要求5所述的电池管理方法，其特征在于，在步骤(f4)之后，当判断该些待更换电池中的该充电完成电池为二个以上时，利用一电池更换模块将该高电量电池与该低电量电池分别更换为该充电完成电池。

7.如权利要求5所述的电池管理方法，其特征在于，在步骤(f4)之后，当判断该些待更换电池中的该充电完成电池并非二个以上时，利用该电池更换模块将该低电量电池更换为该充电完成电池。

8.如权利要求4所述的电池管理方法，其特征在于，在步骤(f3)之后，当该充电模块判断该些待更换电池中未包含该充电完成电池时，控制该自动化搬运装置移动至该至少一电池交换站等待该些待交换电池中的任一者转变为该充电完成电池后，再利用该电池更换模块将该低电量电池更换为该充电完成电池。

9.如权利要求2所述的电池管理方法，其特征在于，当步骤(f1)的该高电量电池的电量高于该警示电量值时，该自动化搬运装置依据一工作排程进行搬运工作，并利用该电量检测模块检测持续检测该高电量电池的电量。

10.如权利要求2所述的电池管理方法，其特征在于，当步骤(f1)的该指令运行时间差距小于该判断时距时，该自动化搬运装置依据一工作排程进行搬运工作，并利用该电量检测模块检测持续检测该高电量电池的电量。