CN114901507A - 用于电池供电的采矿机的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本公开内容涉及用于电池供电的采矿机中的电池供电的设备组的功率优化的方法和装置。当该方法启动时，获得默认估计功率差。该方法重复地包括以下步骤：获得电池功率输出和电池供电的设备组的功耗信息；基于所获得的电池功率输出、所获得的电池供电的设备组的功耗以及先前确定的估计功率差来确定更新的估计功率差；基于所获得的电池供电的设备组的功耗和估计功率差来计算电池功率输出估计；以及基于所计算的电池功率输出估计来控制电池供电的设备组的功率优化。

Description

用于电池供电的采矿机的方法和装置

技术领域

本公开内容涉及用于电池供电的采矿机中的功率控制的方法和装置，特别是用于电池供电的采矿机中的电池供电的设备组即消耗装置的方法和装置。更具体地，本公开内容涉及用于确定来自电池供电的采矿机中的电池的电池功率输出并用于控制对电池供电的采矿机中的电池供电的设备组的功率优化的方法和装置。

背景技术

正在进行的工作是使采矿机适于在电池供电的模式下操作。电池供电的采矿机中的电池供电的设备的功耗通常受到电池功率输出的限制，即限制电池供电的设备的功率馈送/功率负载。为了确保电池供电操作期间的足够安全性，即足够的功率裕度，可以例如根据电池管理系统预定义电池功率输出限制。可以相对于最大电池功率输出能力来确定电池功率输出限制，例如，该限制被设置为指定功率输出能力的50％。因此，电池功率输出限制可以被设置为显著低于电池的实际功率输出能力。由于对电池供电的设备中的功耗和电池的状态的不完全了解，该裕度是必要的。

电池功率输出限制通常设置有较大的裕度，例如，将输出限制设置为指定能力的50％，从而提供高达50％的功率裕度。然而，所定义的电池功率输出限制与实际的当前电池功率输出能力之间的较大差异具有以下缺点：例如对采矿机中的一个或更多个电池供电的设备的供电可能比从电池状态/供电角度来看实际所需的更受限制。应用过度限制性的电池功率限制可能例如由于设备之间的重新优化的功率分配以及操作缓慢的采矿机的经历而进而导致时间延迟。

虽然在设置电池功率输出限制方面存在益处，但是过度限制性的限制实际上可能导致电池供电的采矿机不再能够提供安全可靠的操作，即，与建立功率裕度时的意图相矛盾的结果。

当出现供电的设备的电池功率负载超过所设置的电池功率输出限制的情况时，存在设备可能被关闭或断开的风险。设备的关闭可能导致操作中断，这进而可能导致安全风险。在采矿环境中，在钻探期间关闭例如采矿机中的电池供电的装备可能导致对装备的损坏。

因此，需要能够改进电池供电的采矿机(特别是受到一个或更多个电池功率输出限制的采矿机)中的电池输出功率控制和设备的功率优化。

发明内容

本公开内容的目的是改进电池供电的采矿机中的电池输出功率控制和功率优化。

通过所附权利要求中定义的方法、装置、电池供电的采矿机和计算机程序产品来实现该目的和其他目的。示例性术语在本上下文中被理解为用作实例、示例或说明。

根据本公开内容的第一方面，用于控制电池供电的采矿机中的电池供电的设备组的功率优化的方法包括：当该方法启动时，获得默认估计功率差。该方法还重复地包括以下步骤：获得电池功率输出和电池供电的设备组的功耗信息；基于所获得的电池功率输出、所获得的电池供电的设备组的功耗信息以及先前确定的估计功率差来确定更新的估计功率差；基于所获得的电池供电的设备组的功耗信息和更新的估计功率差来计算电池功率输出估计；以及基于所计算的电池功率输出估计来控制电池供电的设备组的功率优化。

基于电池供电的设备组中的功耗和估计功率差重复计算电池功率输出估计提供了对电池功率输出的更快、最新的了解；从而实现对电池供电的设备组的反馈控制以及更安全的功率优化和供电。

在一些示例中，获得功耗信息和/或电池功率输出可以包括从电池与电池供电的设备组之间的电力转换接口中设置的至少一个逆变器获得信息。

在一些示例中，获得功耗信息还可以包括从连接至电池的逆变器获得至少一个逆变器功率输入和/或输出信息。更新的估计功率差可以基于所述获得的至少一个逆变器功率输入和/或输出信息。

因此，可以使用逆变器输入功率信息来代替连接至逆变器的各个设备的功耗信息；逆变器输入功率信息表示频繁更新的采样值。

这具有允许改进电池功率输出的功率利用率的优点，这可以进而改进电池功率输出裕度。

电池供电的设备组可以包括至少一个液压转向泵和/或至少一个液压钻井泵和/或至少一个冷却泵和/或至少一个风扇和/或至少一个传感器设备。

估计功率差可以基于电池供电的设备组的至少子集的至少一个时间延迟的功耗信息。

根据本公开内容的第二方面，通过控制电池供电的采矿机中的电池供电的设备组的功率优化的装置实现该目的，其中，该方法被配置成执行根据第一方面的方法。

根据本公开内容的第三方面，通过包括根据第二方面的装置、电池和电池供电的设备组的采矿机实现该目的。

在一些示例中，采矿机包括逆变器，该逆变器由电池供电并且被布置成向所述电池供电的设备组的子集供电。

根据本公开内容的第四方面，通过一种计算机程序产品来实现该目的，该计算机程序产品包括其上具有包括程序指令的计算机程序的非暂态计算机可读存储介质，该计算机程序可加载至数据处理单元中并且被配置成使处理单元执行第一方面的方法。

上面反映的优点和其他优点也由装置、采矿机和计算机程序代码提供。

附图说明

根据下面对如附图中所示的示例实施方式的更具体的描述，前述内容将变得明显，在附图中，遍及不同的视图，相同的附图标记指代相同的部分。附图不一定按比例绘制，而是将重点放在示出示例实施方式上。

图1示意性地示出了用于计算电池供电的采矿机的电池功率输出估计的方法。

图2示意性地描绘了用于电池供电的设备组的功率优化的系统。

图3示意性地描绘了用于电池供电的采矿机中的电池供电的设备组的功率优化的装置。

图4示意性地描绘了包括用于功率优化的装置的电池供电的采矿机。

图5示意性地描绘了包括用于电池供电的设备组的功率优化的计算机程序产品的数据处理单元。

具体实施方式

在下文中将参照附图更全面地描述本公开内容的各方面。然而，本文中公开的设备和方法可以以许多不同的形式被实现，并且不应被解释为限于本文中阐述的各方面。附图中相同的附图标记始终指代相同的要素。

本文中使用的术语仅出于描述本公开内容的特定方面的目的，而不旨在限制本发明。应当强调的是，术语“包括/包含”当在本说明书中使用时用于指定所陈述的特征、整体、步骤或部件的存在，但是不排除存在或添加一个或更多个其他特征、整体、步骤、部件或者其群组。除非上下文另外明确指出，否则如本文中所使用的，单数形式“一”、“一个”和“该”也旨在包括复数形式。

在下文中将参照附图更全面地描述和例示本公开内容的实施方式。然而，本文中公开的解决方案可以以许多不同的形式实现，并且不应被解释为限于本文阐述的实施方式。

在一些实现方式中并且根据本公开内容的一些方面，块中注明的功能或步骤可以不按照操作图示中所注明的顺序发生。例如，取决于所涉及的功能/动作，连续示出的两个块实际上可以基本上同时执行，或者这些块有时可以按照相反的顺序执行。此外，根据本公开内容的一些方面，可以连续循环地执行块中注明的功能或步骤。

应当理解，当根据方法描述本公开内容时，它还可以体现在一个或更多个处理器和耦接至一个或更多个处理器的一个或更多个存储器中，其中，一个或更多个存储器存储一个或更多个程序，所述一个或更多个程序当由一个或更多个处理器执行时执行本文中公开的步骤、服务和功能。

遍及附图，相同的附图标记指代相同的部件、概念和/或要素。因此，除非另有明确说明，否则在一个附图中关于附图标记描述的内容同样也适用于其他附图中的相同附图标记。

图1示意性地示出了用于计算电池供电的机器的电池功率输出估计(即，来自包括电池供电的设备组的电池供电的采矿机中的电池的电池功率输出)的方法。示例方法被布置成计算最新的电池功率输出估计，即动态地确定电池功率输出。基于电池供电的设备组即设备组中的至少一个设备的功耗信息和输出功率差来计算电池功率输出估计。

电池供电的采矿机包括电池供电的设备组。可以例如通过从设备检索测量值来获得电池供电的设备组的功耗信息。

当该方法启动时，例如根据电池配置或如控制电池的电池管理系统中定义的那样，获得一个或更多个默认电池功率输出限制。例如通过基于默认电池功率输出限制和所述电池供电的设备组的默认估计功耗确定默认估计功率差来获得电池功率输出与所述电池供电的设备组的估计功耗之间的默认估计功率差。在一个示例中，默认电池功率输出限制为100k W，并且默认估计功率差被设置为默认电池功率输出限制的50％，即50kW。

电池供电的设备组可以包括：用于转向的至少一个液压泵、钻机、用于推进的马达、冷却泵、风扇和/或功率监测设备；能够提供与其自身和/或至少一个其他电池供电的设备相关的功耗信息的设备。

在采矿机的一个示例中，电池供电的设备组包括钻机、用于转向的液压泵、风扇、控制电路和用于监测供应给控制电路中的电子器件的功率的功率监测传感器。

重复地执行方法100。在该方法启动时，默认估计功率差被用作先前确定的估计功率差。该方法包括获得110设备组的功耗信息和电池功率输出信息(即，反映采矿机中的当前操作状态和相关联的电池功率输出的信息)的步骤。获得110功耗信息的步骤还可以包括从至少一个逆变器获得功耗信息，即获得逆变器功率输入和/或输出信息。逆变器可以向电池供电的设备组供电，并且至少从自身缺乏提供这种功耗信息的能力的设备的子集获得功耗信息。

该方法还包括确定120当前电池功率输出与设备组的当前功耗之间的更新的估计功率差的步骤。基于所获得的电池功率输出、所获得的设备组的功耗信息以及先前确定的估计功率差来确定估计功率差。作为起始点，在确定估计功率差期间应用默认估计功率差。在一些示例中，还可以在先前确定的估计功率差早于预定的时间量时应用默认估计功率差。作为示例，当先前确定的估计功率差是在执行确定估计功率差的当前步骤之前超过900ms被确定的时，可以使用默认估计功率差。

以50％的默认估计功率差例如50kW开始，所获得的采矿机的功率信息可以指示显著不同的功率差。在一个示例中，所获得的当前电池功率输出为80kW，并且设备组即液压泵、钻机、风扇以及功率监测传感器的当前功耗分别为20kW、30kW、10kW和1kW。因此，当前实际功率差与默认估计功率差显著不同。

确定120最近的估计功率差的步骤可以基于时间延迟的电池功率输出和/或设备组的子集的功耗信息。每个时间延迟可以基于电池功率输出信息和/或电池供电的设备组的功耗的测量频率和/或测量延迟。在一个示例中，所获得的电池供电的设备组的功耗信息相对于所获得的电池功率输出时间延迟200ms。

确定120更新的估计功率差的步骤可以包括形成所获得的电池功率输出减去所获得的电池供电的设备组的功耗和先前确定的估计功率差之间的差的累积和。

确定120更新的估计功率差的步骤可以基于至少两个先前确定的估计功率差。在一个示例中，确定更新的功率差的步骤基于所获得的电池功率输出、所获得的电池供电的设备组的功耗、先前确定的估计功率差以及两个最近确定的估计功率差之间的差。

确定120更新的估计功率差的步骤还可以基于至少一个获得的逆变器功率输入和/或输出信息。在一个示例中，电力逆变器向电池供电的设备组的至少一部分提供电力，并且电力逆变器与电池供电的设备组的至少一部分相比以更高的频率提供功耗信息。因此，使用获得的逆变器功率输入和/或输出信息可以改进确定120更新的估计功率差。

确定120更新的估计功率差的步骤还可以基于至少一个时间延迟的逆变器功率输入和/或输出信息。每个时间延迟可以基于所获得的电池功率输出和/或所获得的电池供电的设备组的功耗和/或所获得的逆变器功率输入和/或输出信息的测量频率和/或测量延迟。在一个示例中，所获得的逆变器功率输入和/或输出信息相对于所获得的电池功率输出时间延迟200ms。

该方法还包括基于所获得的电池供电的设备组的功耗信息和更新的估计功率差来计算130电池功率输出估计的步骤。

在一些示例中，计算130电池功率输出估计的步骤还可以基于所获得的逆变器功率输入和/或输出信息。在一个示例中，利用所获得的逆变器功率输入信息、所获得的DC马达的功耗、所获得的电池功率输出以及先前确定的估计功率差来确定120更新的估计功率差，其中，估计功率差表示所获得的电池功率输出与所获得的DC马达的功耗信息和所获得的逆变器的功率输入信息之间的差。在该示例中，通过将更新的估计功率差、所获得的DC马达的功耗和所获得的逆变器的功率输入信息相加来计算电池功率输出估计。

该方法还包括基于所计算的电池功率输出估计来控制140电池供电的设备组的功率优化的步骤。控制140电池供电的设备组的功率优化的步骤还可以基于更新的估计功率差。在一个示例中，表示非测量的功耗的更新的估计功率差相对于所计算的电池功率输出估计较大，由此对电池供电的设备组应用更具限制性的功率优化，因为较大的估计功率差指示所计算的电池功率输出估计中的高度不确定性。

电池供电的设备组的功率优化还可以基于至少一个先前计算的电池功率输出估计。在一个示例中，最后三个先前计算的电池功率输出估计之间的大偏差表明电池供电的设备组的更具限制性的功率优化，因为大偏差指示所计算的电池功率输出估计中的高度不确定性。

当所计算的电池功率输出估计和/或所获得的电池功率输出超过电池功率输出限制时，可以提供超过限制的警告，或者可以将一个或更多个新的电池功率输出限制建立为一组新的电池功率输出限制。

图2示意性地示出了系统200例如电池供电的采矿机，该系统200包括控制单元210，即，如下装置：用于确定来自电池供电的采矿机(包括电池供电的设备组)中的电池的电池功率输出，并且对电池供电的设备组中的设备的至少子集进行功率优化。电池供电的设备组可以包括至少一个液压转向泵和/或至少一个液压钻井泵和/或至少一个冷却泵和/或至少一个风扇。电池供电的设备组可以包括能够向控制单元210提供与其自身和/或至少一个其他电池供电的设备相关的功耗信息的至少一个设备。

系统200包括控制单元210、逆变器220、电池230、DC设备240a和AC设备240b。电池230被布置成直接向DC设备240a提供DC电力并向逆变器220供应DC电力，由此逆变器220向AC设备240b提供AC电力。因此，DC设备240a表示电池直接供电的设备，而AC设备240b表示电池间接供电的设备。

逆变器220、电池230、DC设备240a和AC设备240b被布置成测量功耗和/或功率输出，并且被布置成向控制单元210提供测量值。控制单元210被布置成与设备240a、240b进行通信并控制240a、240b的功率优化。

控制单元210被布置成例如通过测量值从设备240a、240b获得功耗信息，并且例如从电池230或从电池230的电池管理系统获得电池功率输出。控制单元210被布置成获得针对系统确定的一个或更多个电池功率输出限制。

系统200可以包括被布置成监测功耗的至少一个传感器设备(未示出)。控制单元210可以被布置成从至少一个传感器设备获得功耗信息。

控制单元210还可以被布置成获得逆变器220的功率输入和/或功率输出，例如，由逆变器或传感器设备确定的功率输入和/或功率输出的测量值。

控制单元210可以是计算机设备。控制单元210可以被布置成与一个或更多个远程系统进行远程通信。

控制单元210被布置成确定更新的估计功率差，其中，更新的估计功率差基于电池功率输出的测量值、设备240a、240b的功耗的测量值以及先前确定的估计功率差。可以为系统分配默认值估计功率差，以设置初始的估计功率差。

系统200可以包括逆变器220，该逆变器220被布置成由电池230供电并且被布置成向至少一个设备提供电力。逆变器220可以被布置成向控制单元210提供逆变器功率输入和/或输出信息，例如测量值。

控制单元210可以被布置成进一步基于逆变器220的信息例如测量值来确定更新的估计功率差。在一个示例中，系统200利用逆变器220的输入功率的测量值、DC设备240a的功耗的测量值以及先前确定的估计功率差来确定更新的估计功率差。在示例中，与AC设备240b相比，逆变器220被布置成以显著更高的频率和更低的时间延迟来提供测量值，由此利用逆变器220的测量值允许更准确地确定更新的估计功率差。

控制单元210可以被布置成通过计算电池功率输出的测量值减去设备240a、240b的功耗的测量值和先前确定的估计功率差的累积和来确定更新的估计功率差。在一个示例中，先前确定的估计功率差为10kW，设备240a、240b的功耗的测量值为30kW，以及电池功率输出的测量值为41kW，由此更新的估计功率差增加了1kW达到了11kW。

控制单元210可以被布置成：当第一次确定更新的估计功率差时，利用预定的默认值来设置初始的估计功率差。

控制单元210可以被布置成：当先前确定的估计功率差早于预定的时间量时，利用先前确定的估计功率差的预定的默认值来确定更新的估计功率差。在一个示例中，如果先前确定的估计功率差是在超过900ms之前被确定的，则使用预定的默认值20kW。预定的默认值可以基于对电池功率输出与所获得的功耗之间的功率差的上估计。

控制单元210可以被布置成基于电池功率输出的测量值、先前确定的估计功率差以及设备240a、240b的功耗的时间延迟的测量值来确定更新的估计功率差。在一个示例中，设备240a、240b每50ms提供设备的功耗的延迟50ms的测量值，电池提供电池功率输出的延迟200ms的测量值。在该示例中，当控制单元210获得电池功率输出的测量值时，它可以被布置成使用150ms前获得的设备240a、240b的功耗的测量值以更好地匹配与200ms前的电池230状态相对应的电池功率输出的测量值。注意，即使使用设备240a、240b的功耗的时间延迟的测量值来确定更新的估计功率差，最近获得的设备240a、240b的功耗的测量值也可以与更新的估计功率差一起相加以计算电池功率输出估计。

控制单元210被布置成基于设备240a、240b的功耗的测量值和更新的估计功率差来计算电池功率输出估计。

控制单元210可以被布置成：当电池功率输出估计和/或所获得的电池功率输出超过电池功率输出限制时，提供超过功率限制的警告。在一个示例中，所获得的电池功率输出超过电池功率输出限制，由此控制单元向呈现单元提供超过功率限制的警告，该呈现单元被布置成在接收到超过功率限制的警告时向用户呈现警告。

控制单元210可以被布置成：当电池功率输出估计和/或所获得的电池功率输出超过电池功率输出限制时，确定第二组电池功率输出限制。在一个示例中，初始的电池输出限制为100kW，并且所获得的电池功率输出为110kW，由此控制单元210将第二电池功率输出限制设置为90kW。在该示例中，控制功率优化将基于第二电池功率输出限制，因此执行更具限制性的功率分配，然而，超过电池功率输出限制仍可以基于初始的电池输出限制。

控制单元210被布置成基于电池功率输出估计和电池功率输出限制来控制设备240a、240b的功率优化。在一个示例中，电池功率输出限制为100kW并且电池功率输出估计为80kW，由此控制单元210被布置成在不超过电池功率输出限制的情况下控制功率优化以满足设备240a、240b的需求。在该示例中，控制单元210可以允许设备240a、240b各自将功耗增加7kW。

控制单元210可以被布置成基于电池功率输出估计、电池功率输出限制和至少一个先前的电池功率输出估计来控制设备240a、240b的功率优化。在一个示例中，最后三个先前计算的电池功率输出估计之间的大的变化量使得控制单元210控制设备240a、240b的功率优化以更具限制性，因为大的变化与预测电池功率输出的大的不确定性相关。

控制单元210可以被布置成进一步基于更新的估计功率差来控制设备240a、240b的功率优化。在一个示例中，表示非测量的功耗的更新的估计功率差相对于电池功率输出估计较大，由此控制单元210被布置成以更具限制性的方式控制设备240a、240b的功率优化，因为相对较大的更新的估计功率差与预测电池功率输出的大的不确定性相关。

控制单元210可以被布置成进一步基于更新的估计功率差和至少一个先前估计的功率差来控制设备240a、240b的功率优化。在一个示例中，在最后三个先前计算的电池功率输出估计之间的大的变化量使得控制单元210控制设备240a、240b的功率优化以更具限制性，因为大的变化与计算电池功率输出估计的大的不确定性相关。

现在将描述在采矿机中的应用，例如如在采矿车、拖拉机、LHD(装载机、运输机和倾卸机)或钻机中使用的。通常以静止模式进行钻探，其中，采矿车400相对于环境稳定，并且需要高功率来破碎正被钻探的岩石。换言之，采矿机被配置成执行驱动一个或更多个电动工具的至少部分静止的高功率操作。

系统200包括逆变器220、电池230、DC设备240a和AC设备240b。该系统被包括在采矿车400中。在该示例中，电池230和AC设备240b以200ms的时间延迟提供功耗信息，例如测量值，而DC设备240a和逆变器220以50ms的时间延迟更及时地提供功耗信息，例如测量值。

系统200可以包括从电池230接收电力但不向控制单元210提供功耗信息例如功耗的测量值的附加设备(未示出)。所述未受监测的设备的功耗和测量误差负责估计功率差的至少一部分。未受监测的设备中的至少一个由逆变器220供电。

当系统/电池供电的采矿机200被操作时，针对DC设备和AC设备控制功率优化。当被启动时，控制单元210开始从设备240、240b、逆变器220和电池230获得功耗信息，例如测量值。设备240a、240b、逆变器220和电池230重复地向控制单元210提供功耗信息。一旦控制单元210已经从每个源获得功耗信息，就可以确定电池功率输出与所获得的功耗之间的估计功率差。当不存在先前估计的功率差时，将先前估计的功率差设置为预定的默认估计功率差；在所公开的示例中，默认估计功率差被设置为30kW。控制单元210还获得电池的电池功率限制，例如，最大电池功率限制；在所公开的示例中，最大电池功率输出限制被设置为100kW。

此时，控制单元210已经获得其第一电池功率输出值和AC设备240b的其第一功耗信息值。大约150ms之前，控制单元从逆变器220和DC设备240a获得测量值。控制单元210通过从电池功率输出值中减去逆变器220的功率输入和DC设备240a的功耗来确定估计功率差的变化。计算示例：电池70kW、逆变器输入30kW和DC设备20kW，得到估计功率差为20kW。

可以存储逆变器功率输出与AC设备的功耗之间的差值，以更好地预测逆变器220的输入功率和/或由逆变器220供电的至少一个未受监测的设备的功耗。在上面和下面说明的示例中，将不使用逆变器功率输出与AC设备的功耗之间的差值。

控制单元210通过将估计功率差和最近获得的功耗值相加来计算电池功率输出估计。如前所提及的，来自逆变器和DC设备的测量值的时间延迟比与电池消耗相关的信息/值较短。在上面和下面说明的示例中，估计功率差为20kW、逆变器输入为36kW以及DC设备的消耗为24kW，将得到电池功率输出估计为80kW。

控制单元210基于电池功率输出估计、电池功率输出限制和估计功率差来控制功率优化。估计功率差表示电池功率输出估计的其信息受限制的一部分。在所公开的示例中，初始的电池功率输出限制为100kW，并且控制功率优化以实现95kW的电池功率输出。

控制单元210最终获得电池功率输出值和AC设备240b的功耗信息值。大约0ms和150ms之前，控制单元从逆变器220和DC设备240a获得功耗信息值，例如测量值。

控制单元210通过从电池功率输出值中减去逆变器220的功率输入和DC设备240a的功耗来确定估计功率差的变化。在上面和下面说明的示例中，电池输出为90kW、逆变器输入为35kW、DC设备的消耗为25kW，将得到估计功率差为30kW。

控制单元210通过将估计功率差和最近获得的功耗信息值相加来计算电池功率输出估计。在所公开的示例中，估计功率差为30kW、逆变器输入为45kW以及DC设备的功耗为30kW，将得到电池功率输出估计为105kW。当电池功率输出估计和/或所获得的电池功率输出超过100kW的电池功率输出限制时，控制单元210被布置成将电池功率限制减小到例如95kW，以确保在电池输出功率限制内进行控制。

控制单元210基于电池功率输出估计、第二组电池功率输出限制和估计功率差来控制功率优化。计算示例：改变功率优化以实现85kW的电池功率输出。

图3示意性地描绘了控制设备300，即，用于控制电池供电的设备的功率优化的装置。在示出的示例中，控制设备300被布置成与逆变器320、电池330、DC设备340a和AC设备340b对接。电池330被布置成向DC设备340a提供DC电力。电池330被布置成向逆变器320提供DC电力，由此逆变器320向AC设备340b提供AC电力。

逆变器320、电池330、DC设备340a和AC设备340b被布置成测量功耗和/或功率输出，并向控制设备300提供测量值。控制设备300被布置成：与设备340a、340b通信，并且可选地控制设备340a、340b的功率优化。

控制设备300被布置成获得设备340a、340b的功耗信息例如测量值和电池功率输出。

控制设备300可以被布置成获得逆变器320的功率输入和/或功率输出信息，例如测量值。

控制设备300可以被布置成从至少一个传感器设备(未示出)例如与设备340a、340b之一或逆变器320相关联的传感器设备获得功耗信息。

控制设备300可以被布置成与一个或更多个远程系统进行远程通信。

控制设备300可以是先前在图2的描述中描述的控制单元。

控制设备300可以是计算机设备。控制设备300可以被包括在采矿机中。

控制设备300被布置成确定更新的估计功率差，其中，更新的估计功率差基于电池功率输出的测量值、设备340a、340b的功耗的测量值和先前确定的估计功率差。当确定第一估计功率差时，可以使用预定的默认值来设置初始的估计功率差，即，默认估计功率差。在一些示例中，默认估计功率差是估计的默认电池功率输出与电池供电的设备组的估计的默认功耗之间的估计功率差。

控制设备300可以被布置成进一步基于逆变器320的信息来确定更新的估计功率差。在一个示例中，控制设备300利用逆变器320的输入功率的测量值、DC设备340a的功耗的测量值和先前确定的估计功率差来确定更新的估计功率差。在示例中，与从逆变器连接的实体例如AC设备340b获得对应的输入时相比，逆变器320被布置成以显著更高的频率和更低的时间延迟来提供测量值，由此利用逆变器320的测量值允许更准确地确定更新的估计功率差。

控制设备300可以被布置成通过计算电池功率输出的测量值减去设备340a、340b的功耗的测量值和先前确定的估计功率差的累积和来确定更新的估计功率差。在一个示例中，先前确定的估计功率差为10kW，设备340a、340b的功耗的测量值为30kW，以及电池功率输出的测量值为41kW，由此更新的估计功率差增加了1kW达到11kW。

控制设备300可以被布置成：当第一次确定更新的估计功率差时，获得默认估计功率差来设置初始的估计功率差。

控制设备300可以被布置成：当先前确定的估计功率差早于预定的时间量时，利用先前确定的估计功率差的预定的默认值来确定更新的估计功率差。在一个示例中，如果先前确定的估计功率差是在超过900ms之前被确定的，则使用预定的默认值20kW。预定的默认值可以基于对电池功率输出与所获得的功耗之间的功率差的上估计。

控制设备300可以被布置成基于电池功率输出的测量值、先前确定的估计功率差以及设备340a、340b的功耗的时间延迟的测量值来确定估计功率差。在一个示例中，设备340a、340b每50ms提供设备的功耗的延迟50ms的测量值，电池提供电池功率输出的延迟200ms的测量值。在该示例中，当控制设备300获得电池功率输出的测量值时，它可以被布置成使用150ms前获得的设备340a、340b的功耗的测量值以更好地匹配与200ms前的电池330的状态相对应的电池功率输出的测量值。注意，即使使用设备340a、340b的功耗的时间延迟的测量值来确定估计功率差，最近获得的设备340a、340b的功耗的测量值也可以与估计功率差相加在一起以计算电池功率输出估计。

控制设备300被布置成基于所获得的设备340a、340b的功耗信息和更新的估计功率差来计算电池功率输出估计。

控制设备300可以被布置成存储电池功率输出限制。

控制设备300可以被布置成：当电池功率输出估计和/或所获得的电池功率输出超过电池功率输出限制时，提供超过功率限制的警告。在一个示例中，所获得的电池功率输出超过电池功率输出限制，由此控制单元向呈现单元提供超过功率限制的警告，该呈现单元被布置成在接收到超过功率限制的警告时向用户呈现警告。

控制设备300可以被布置成：当电池功率输出估计和/或所获得的电池功率输出超过电池功率输出限制时，确定更新的一组电池功率输出限制。在一个示例中，初始的电池输出限制被设置为100kW，并且所获得的电池功率输出为110kW，由此控制设备300将更新的电池功率输出限制设置为90kW。在该示例中，控制功率优化将基于第二电池功率输出限制，因此执行更具限制性的功率分配。

控制设备300被布置成基于电池功率输出估计和电池功率输出限制来控制设备340a、340b的功率优化。

控制设备300被布置成基于电池功率输出估计、电池功率输出限制和至少一个先前的电池功率输出估计来控制设备340a、340b的功率优化。

控制设备300可以被布置成进一步基于更新的估计功率差来控制设备340a、340b的功率优化。在一个示例中，表示非测量的功耗的更新的估计功率差相对于电池功率输出估计较大，由此控制单元210被布置成以更具限制性的方式控制设备240a、240b的功率优化，因为相对较大的更新的估计功率差与预测电池功率输出的大的不确定性相关。

控制设备300可以被布置成进一步基于更新的估计功率差和至少一个先前估计的功率差来控制设备340a、340b的功率优化。

电池供电的设备组可以包括用于转向的至少一个液压泵、钻机、用于推进的马达、冷却泵、风扇和/或功率监测设备。电池供电的设备组可以包括能够向控制设备300提供与其自身和/或至少一个其他电池供电的设备相关的功耗信息的任何设备。

图4示意性地描绘了电池供电的采矿机，其包括控制单元410，即用于机器中包括的电池供电的设备组的功率优化的装置。示例采矿机400包括电池供电的推进设备441、至少一个电池供电的转向设备442、钻机443、控制单元410、逆变器420和电池430。

至少一个电池供电的推进设备441可以包括电动马达和传动系。

电池供电的转向设备442可以包括电动液压泵。

钻机443可以包括电动空气压缩机。

采矿机可以包括至少两个逆变器420。

逆变器420被布置成由电池430供电并且被布置成向至少推进设备441提供电力。电池还被布置成向至少转向设备442和钻机443提供电力。

控制单元410被布置成与推进设备441、转向设备442、钻机443、逆变器410和电池430进行通信。

控制单元410被布置成控制推进设备441、转向设备442和钻机443的功率优化。

逆变器420、电池430、推进设备441、转向设备442和钻机443被布置成测量功耗和/或功率输出和/或功率输入，并被布置成向控制单元410提供测量值。逆变器420被布置成向控制单元410提供逆变器功率输入和/或输出的测量值。

控制单元410被布置成从推进设备441、转向设备442和钻机443获得功耗信息，即功耗的测量值，并且从电池430获得电池功率输出的测量值。控制单元410被布置成获得逆变器420的功率输入和/或功率输出的测量值。控制单元410被布置成获得电池功率输出限制。控制单元410可以被布置成存储电池功率输出限制，由此获得电池功率输出限制可以包括从控制单元410的记忆存储器中检索电池功率输出限制。

采矿机400可以包括被布置成监测功耗的至少一个传感器设备(未示出)。控制单元410可以被布置成从至少一个传感器设备获得功耗信息。

控制单元410可以被布置成与一个或更多个远程系统进行无线通信。

控制单元410被布置成确定更新的估计功率差，其中，更新的估计功率差基于电池功率输出的测量值、逆变器420的功率输入和/或功率输出信息、推进设备441、转向设备442和钻机443的功耗的测量值以及先前确定的估计功率差。当确定第一估计功率差时，使用预定的默认值来设置初始的估计功率差。在一个示例中，采矿机400确定更新的估计功率差，其中，逆变器420被布置成与推进设备441相比以显著更高的频率和更低的时间延迟来提供测量值，由此，利用逆变器420的测量值允许更准确地确定更新的估计功率差。

控制单元410可以被布置成通过计算电池功率输出的测量值减去推进设备441、转向设备442和钻机443的功耗的测量值和先前确定的估计功率差的累积和来确定更新的估计功率差。在一个示例中，先前确定的估计功率差为10kW，推进设备441、转向设备442和钻机443的功耗的测量值为30kW，以及电池功率输出的测量值为41kW，由此更新的估计功率差增加了1kW达到了11kW。

控制单元410可以被布置成：当第一次确定更新的估计功率差时，利用预定的默认估计功率差作为初始的估计功率差或先前确定的估计功率差。

当先前确定的估计功率差早于预定的时间量时，可以在确定更新的估计功率差时使用默认估计功率差。在一个示例中，当先前确定的估计功率差是在超过900ms之前被确定的时，使用预定的默认功率差。默认估计功率差可以基于对电池功率输出与所获得的功耗之间的功率差的上估计，或者基于默认电池功率输出限制与电池供电的设备组中的估计功耗之间的估计功率差。

控制单元410可以被布置成基于电池功率输出的测量值、先前确定的估计功率差和功耗信息(例如，时间延迟的测量值)来确定更新的估计功率差。在图4所公开的示例中，所述时间延迟的测量值可以代表推进设备441、转向设备442和钻机443的功耗。在一个示例中，推进设备441、转向设备442和钻机443每50ms提供功耗的延迟50ms的测量值，电池提供电池功率输出的延迟200ms的测量值。在该示例中，当控制单元410获得电池功率输出时，它可以被布置成使用150ms前获得的推进设备441、转向设备442和钻机443的功耗的测量值，以更好地匹配与200ms前的电池430状态相对应的电池功率输出的测量值。注意，即使使用推进设备441、转向设备442和钻机443的功耗的时间延迟的测量值来确定更新的估计功率差，最近获得的推进设备441、转向设备442和钻机443的功耗的测量值可以与更新的估计功率差一起相加以计算电池功率输出估计。

控制单元410被布置成基于推进设备441、转向设备442和钻机443的功耗的测量值、逆变器420的功率输入和/或功率输出以及更新的估计功率差来计算电池功率输出估计。

控制单元410可以被布置成：当计算的电池功率输出估计和/或所获得的电池功率输出超过电池功率输出限制时，提供超过功率限制的警告。在一个示例中，所获得的电池功率输出超过电池功率输出限制，由此控制单元向呈现单元提供超过功率限制的警告，该呈现单元被布置成在接收到超过功率限制的警告时向用户呈现警告。

控制单元410可以被布置成：当计算的电池功率输出估计和/或所获得的电池功率输出超过电池功率输出限制时，确定更新的电池功率输出限制。在一个示例中，初始的电池输出限制为100kW，并且所获得的电池功率输出为110kW，由此控制单元410将第二电池功率输出限制设置为90kW。在该示例中，控制功率优化将基于第二电池功率输出限制，因此执行更具限制性的功率分配，然而，超过电池功率输出限制仍可以基于初始的电池输出限制。

控制单元410被布置成基于计算的电池功率输出估计和电池功率输出限制来控制推进设备441、转向设备442和钻机443的功率优化。在一个示例中，电池功率输出限制为100kW并且电池功率输出估计为80kW，由此控制单元410被布置成在不超过电池功率输出限制的情况下控制功率优化以满足推进设备441、转向设备442和钻机443的需求。在该示例中，控制单元410可以允许推进设备441、转向设备442和钻机443各自将功耗增加7kW。

图5示意性地描绘了包括计算机程序产品的数据处理单元，该计算机程序产品用于估计电池功率输出并且对电池供电的采矿机的电池供电的设备组执行功率优化。数据处理单元510可以被包括在设备500中。在一个示例中，该设备是被包括在如下系统中的控制单元，该系统用于控制图2中描述的电池供电的设备的功率优化。在一个示例中，该设备是用于控制图3中描述的电池供电的设备的功率优化的控制设备。

Claims (9)

1.一种用于控制电池供电的采矿机的电池供电的设备组的功率优化的方法(100)，其中，当所述方法启动时，获得默认估计功率差，所述方法重复地包括以下步骤：

获得(110)电池功率输出和所述电池供电的设备组的功耗信息；

基于所获得的电池功率输出、所获得的所述电池供电的设备组的功耗信息以及先前确定的估计功率差来确定(120)更新的估计功率差；

基于所获得的所述电池供电的设备组(240a，240b)的功耗和所述更新的估计功率差来计算(130)电池功率输出估计；以及

基于所计算的电池功率输出估计来控制(140)所述电池供电的设备组(240a，240b)的功率优化。

2.根据权利要求2所述的方法，其中，控制(140)功率优化还基于所确定的更新的估计功率差。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，控制(140)功率优化还基于至少一个先前计算的电池功率输出估计和/或先前确定的估计功率差。

4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，获得(110)功率信息的步骤还包括从连接至所述电池供电的采矿机的电池的逆变器获得逆变器功率输入和/或输出信息，其中，确定(120)更新的估计功率差的步骤基于至少一个所获得的逆变器功率输入和/或输出信息，并且其中，计算(130)电池功率输出估计的步骤基于所获得的逆变器功率输入和/或输出信息。

5.一种用于控制电池供电的采矿机(200)的电池供电的设备组(240a，240b；340a，340b)的功率优化的装置(210；300)，其中，所述装置(210；300)被配置成最初获得默认估计功率差，并且其中，所述装置还被配置成重复地执行以下操作：

获得电池输出功率和所述电池供电的设备组(240a，240b；340a，340b)的功耗信息，

确定更新的估计功率差，其中，所述更新的估计功率差基于所获得的电池功率输出、所获得的所述电池供电的设备组(240a，240b；340a，340b)的功耗信息以及先前确定的估计功率差，

基于所述电池供电的设备组(240a，240b；340a，340b)的功耗信息和所述更新的估计功率差来计算电池功率输出估计，以及

基于所计算的电池功率输出估计来控制所述电池供电的设备组(240a，240b；340a，340b)的功率优化。

6.根据权利要求5所述的装置(210，300)，所述装置(210，300)还被配置成基于所述电池供电的设备组(240a，240b；340a，340b)的至少子集的至少一个时间延迟的功耗信息来确定所述更新的估计功率差。

7.一种采矿机(400)，其包括电池(430)、电池供电的设备组(441，442，443)和根据权利要求5或6中任一项所述的装置(410)。

8.根据权利要求7所述的采矿机(400)，其中，所述采矿机(400)还包括至少一个逆变器(420)，所述至少一个逆变器由所述电池(430)供电并且被布置成提供逆变器功率输出和输入信息，其中，所述装置(410)还被配置成还基于所述逆变器功率输出和输入信息来确定更新的估计功率差，并且其中，所述装置(410)还被配置成还基于所述逆变器功率输出和输入信息来计算电池功率输出估计。

9.一种计算机程序产品，其包括非暂态计算机可读存储介质(512)，所述非暂态计算机可读存储介质(512)上具有包括程序指令的计算机程序，所述计算机程序能够加载至数据处理单元(510)中并且被配置成使所述数据处理单元(510)执行根据权利要求1至4中任一项所述的方法。

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