CN116644828A - 将用户分配给设备池中的电池组供电设备的方法和装置 - Google Patents
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Abstract
将用户分配给设备池中的电池组供电设备的方法和装置。本发明涉及一种用于将来自多个电池组供电设备(3)中的电池组供电设备(3)分派给用户的计算机实现的方法,所述方法具有如下步骤:‑记录(S3、S4)多个用户的在其中用户使用设备(3)的相应使用循环期间的使用信息,其中所述使用信息分别包括:一个或多个负载信息,所述负载信息说明了由于特定用户的使用行为所引起的设备电池组(31)的负载;和/或在特定用户的使用期间的健康状态变化;‑在用户提出设备使用的请求之后,根据被分配给提出请求的用户的使用信息并且根据相关设备(3)的当前健康状态,将来自多个设备(3)中的设备(3)中的一个设备分配(S1)给提出请求的用户。
Description
技术领域
本发明主要涉及用于根据用户的使用方式和使用行为将电池组供电设备分配给用户的方法。
背景技术
对独立于电网地运行的电气设备和机器、诸如电可驱动机动车的能量供应借助于设备电池组或车辆电池组来实现。这些设备电池组或车辆电池组为设备的运行提供电能。
设备电池组会在其使用寿命期间并且根据其负载或使用情况而退化。这种所谓的老化导致最大性能能力或蓄能容量持续下降。健康状态对应于用于说明设备电池组的老化的量度。按照惯例,新的设备电池组的就其可用的容量而言的健康状态为100%,该健康状态随着其使用寿命的推移而显著降低。设备电池组的老化的量度(健康状态的随时间的变化)取决于设备电池组的单独的负载,也就是说对于机动车的车辆电池组而言取决于驾驶员的使用行为、外部环境条件以及取决于车辆电池组类型。
以自用电动车辆作为电池组供电设备的示例,能够在假设用户的驾驶行为保持不变的情况下以相对好的质量来实现对车辆电池组的健康状态的预测,原因在于经验表明用户的使用行为不会随着时间的推移而显著发生变化。对于由具有不同使用行为的用户以不一样长的时长和使用强度所使用的技术设备而言,情况有所不同。例如,提供用于租赁的电动车辆通常被不同驾驶员使用不一样长的租赁时长和行驶距离。这些驾驶员具有不同的驾驶风格,这些不同的驾驶风格会使车辆电池组承受不同程度的负载并且因而使车辆电池组以不同的速度老化。
发明内容
按照本发明,提供了一种按照权利要求1所述的用于将特定用户分配给来自多个电池组供电技术设备中的电池组供电设备的方法以及一种相对应的按照并列独立权利要求所述的装置。
其它的设计方案在从属权利要求中说明。
按照第一方面,提供了一种用于将来自多个电池组供电设备(设备池)中的电池组供电设备分配给用户的计算机实现的方法,该方法具有如下步骤:
-记录多个用户的在其中用户使用设备的相应使用循环期间的使用信息,其中这些使用信息包括:一个或多个负载信息,所述一个或多个负载信息说明了由于特定用户的使用行为所引起的设备电池组的负载;和/或在该特定用户的使用期间的健康状态变化;
-在用户提出对设备使用的请求之后,根据被分配给提出请求的用户的使用信息并且根据相关设备的健康状态,将来自多个设备中的设备中的一个设备分配给该提出请求的用户。
通常通过适合的健康状态模型来确定设备电池组的健康状态,该健康状态模型根据设备电池组的运行参量来提供当前健康状态。健康状态的历史变化过程通常被用于健康状态的预测并且对于技术设备或车辆的剩余价值确定和剩余使用寿命来说是至关重要。
对于设备电池组,健康状态(SOH:State of Health)是用于说明在电池组充满电时的剩余电池组容量或者剩余的成比例的行驶里程的关键参量。健康状态是对设备电池组的老化的量度。在设备电池组或电池组模块或电池组电池的情况下,健康状态可以被指定为容量保持率(Capacity Retention Rate,SOH-C)。容量保持率SOH-C被指定为所测量到的当前容量与充满电的电池组的初始容量之比。替代地,健康状态可以被指定为内阻相对于在设备电池组的使用寿命开始时的内阻的升高(SOH-R)。内阻的相对变化SOH-R随着电池组的老化增加而升高。
像供租赁的电动车辆那样被不同用户以不同负载程度使用不一样长的时间段的电池组供电技术设备会造成车辆电池组的进展得非常不规律的老化变化过程。
因此,按照上述方法,可以针对设备池的设备的不同用户分别提供一个或多个使用信息。使用信息包括一个或多个负载信息和/或健康状态变化。
使用信息可以根据在用户对设备的使用循环期间所记录的运行参量的变化过程来被确定。
负载信息可以说明设备电池组的预计负载的量度并且可以表示从过去的使用循环中推导出的特征,这些特征说明了相关用户的使用行为。借助于所述一个或多个负载信息,可以以经改善的方式来执行到设备池中的特定设备的分配,以便影响设备池中的设备中的每个设备的老化行为并且因此影响整个设备池的老化行为。
现在,上述方法能够实现:在特定用户对在设备池中的设备中的一个的每个使用循环之后确定这些负载信息;并且在存在对使用设备的用户请求时通过按照每个用户的所述一个或多个负载信息从设备池中选择来提供对设备的分派。
负载信息可以说明能量吞吐量和/或以直方图为形式的一个或多个负载谱,诸如随设备电池组温度的设备电池组的充电状态的2D直方图、随设备电池组温度的平均充电电流的2D直方图和随设备电池组温度的放电电流的2D直方图,尤其是相对于一个或多个使用循环的使用时长而言。
按照上述方法,健康状态变化被确定为在特定用户的最后一个使用循环期间的设备的循环老化。健康状态变化可以对应于在使用循环的开始与结束之间的循环健康状态的变化。依据在发生于过去的使用循环期间的一个或多个健康状态变化的大小,可以进行对相关用户的压力类别的分派。特定用户的压力类别说明了特定用户的使用对设备电池组的循环老化的贡献的量度。
由此可能的是:在有使用请求时,通过考虑设备电池组的健康状态和提出请求的用户的压力类别,将来自设备池中的设备分配给特定用户,由此可以在即将使用时量化设备电池组的预计老化或剩余价值减少。
借助于预先给定的尤其是基于规则的分配方法,可以将提出请求的用户分配给设备。根据实现整个设备池的设备的健康状态的特定老化曲线的目的,以基于规则的方式来进行该分配。这样,例如可以力求设备池中的所有设备的尽可能均匀的老化。
尤其是,借助于特定用户的一个或多个负载信息可以高质量地预测在由特定用户使用时的将来的健康状态变化过程,并且因此能够实现:按照基于规则的方法来执行这些设备之一到对其来说存在所述一个或多个负载信息的特定用户的分派,使得能预测在即将到来的使用循环期间的预期健康状态变化。
尤其可以执行提出请求的用户到设备的分配,使得向其使用信息说明设备电池组的高负载的提出请求的用户分派具有老化低于平均水平的设备电池组的设备,或者向其使用信息说明设备电池组的低负载的提出请求的用户分派具有老化高于平均水平的设备电池组的设备。
在进行分配之后,可以将所分派的设备提供给该提出请求的用户。
按照另一方面,提供了一种用于执行上述方法的装置。
附图说明
随后,依据随附的附图更详细地阐述实施方式。其中:
图1示出了车辆租赁商的车队以及用于在有相对应的使用请求的情况下将用户分派给车队的车辆中的特定车辆的管理系统;以及
图2示出了用于阐明在该管理系统中执行的方法的流程图。
具体实施方式
在下文,依据在作为电池组供电设备或电池组供电机器的机动车中的作为设备电池组的车辆电池组来描述按照本发明的方法。该示例代表了多个具有取决于使用的能量供应的(设备池的)多个静态或移动电池组供电设备,诸如电动车辆、电动助力车、设施、机床、家用电器、IUT设备、建筑物能量供应、飞行器、尤其是无人机、自主机器人和消费电子设备、尤其是移动电话,等等。
图1示意性示出了用于向多个不同用户进行车辆租赁的系统。该系统1包括车辆池2,该车辆池具有多个车辆3,这些车辆分别具有车辆电池组31。对于电动车辆而言,车辆电池组31的状态决定剩余价值。车辆电池组31的状态通常通过健康状态来被预先给定。
车辆池2的车辆3经由适合的通信连接与车辆租赁商的管理系统4保持连接。经由该通信连接来传输运行参量F,这些运行参量在车辆3中被记录并且表征相应车辆电池组31的运行。这些运行参量F可包括电池组电压、电池组电流、充电状态和电池组温度的变化过程。
在管理系统4中,根据这些运行参量F的变化过程可以借助于本身公知的健康状态模型来确定每个车辆3的当前健康状态。通过确定在使用循环之前和之后的健康状态,可以将相关车辆电池组31的循环老化的健康状态变化指定为在该使用循环开始时的健康状态与在该使用循环结束时的健康状态之间的差异。该使用循环通常对应于连续时间段,在该连续时间段期间给特定用户分配/已经分配相关车辆3。优选地,健康状态变化的信息可以相对于在该使用循环期间的日历老化、即该使用循环的时长来被说明。
此外,在管理系统4中可以根据这些运行参量的变化过程来确定车辆电池组31的负载信息,这些负载信息可以记录相应车辆2在时间点或在时间段内的使用方式。例如,该使用方式可以例如借助于以直方图、诸如随温度的充电状态的2D直方图、随温度的充电电流的2D直方图、随温度的放电电流的2D直方图等等为形式的负载谱针对发生于过去的使用循环来被分配。此外,可以针对使用循环确定以安培小时(Ah)为单位的能量吞吐量,尤其是相对于使用循环的使用时长而言。
该健康状态变化和这些负载信息是特定于驾驶员的使用信息,这些特定于驾驶员的使用信息相对应地被分配给车辆在使用循环期间已被分配(租赁)给的驾驶员。因此,在管理系统4中首先以与用户相关的方式收集、例如在数据库42中存储这些特定于驾驶员的使用信息。
此外,在相对应地请求使用车辆3时,通过管理系统4按照被分配给驾驶员的使用信息来进行对车辆之一的分配。
为此,在管理系统4中执行一种方法,该方法随后依据图2的流程图更详细地被阐述。该方法可以以软件和/或硬件的形式在管理系统4中、尤其是在存在于那里的数据处理装置41中被执行。
在步骤S1中,向驾驶员分派所配发的车辆。相对应的用户对车辆3的使用循环开始于此。在该使用循环开始时的所配发的车辆的健康状态被暂存。
在步骤S2中在驾驶员使用车辆期间对运行参量F持续地进行记录和暂存。
在步骤S3中当用户在相对应的车辆租赁商处归还车辆时结束该使用循环。现在,根据这些运行参量来确定负载信息。如上所述,这些负载信息可以包括一个或多个2D直方图和/或能量吞吐量。
此外,在步骤S4中,要么在车辆本身中要么通过在管理系统4中对这些运行参量的评估来确定在该使用循环结束时的车辆的健康状态。为此,使用一种或多种本身已知的方法来基于车辆3的运行参量F确定健康状态。
负载信息以及在该使用循环开始和结束时的健康状态以与用户相关的方式被暂存在数据库42中。此外,该使用循环也可以配备有时间戳,该时间戳说明了相关使用循环的长度。
在此,负载信息可以仅针对最后一个使用循环来被存储或者针对所有以前为特定驾驶员记录的使用循环来累积地被存储。
现在,在该使用循环结束时的健康状态与在该使用循环开始时的健康状态之差在步骤S5中同样被确定为健康状态变化,以便这样来记录健康状态变化。该健康状态变化优选地关于该使用循环的日历时长来被评价,以便记录关于在特定驾驶员的使用期间车辆电池组31的循环老化的相对信息。
可以规定:只有当该使用循环的时长超过预定的最短使用时长、诸如两天时,才执行对使用信息的上述评估以及存储。
尤其是,在步骤S6中可以借助于这些使用信息将驾驶员划分为多个驾驶员类别、诸如三个驾驶员类别中的一个,这三个驾驶员类别诸如是“适度的驾驶员”、“平均水平的驾驶员”或者“对电池组造成压力的驾驶员”。可以通过各个负载信息的预先给定的值范围来将驾驶员划分为驾驶员类别。
这些值范围固定地限定了各个负载信息的阈值(适度/平均/造成压力)。这样,可以为每个负载信息确定负载类别。通过负载类别的多数决定,可以将从关于每个负载信息进行的上述阈值比较中多数得出的那个负载类别分配给相关驾驶员的驾驶员类别。
随后,检查特定驾驶员是否再次提出了使用车辆3的请求。如果情况如此,则以步骤S6来继续该方法,否则跳回到步骤S5。
在步骤S6中,将来自车辆池中的车辆分配给提出请求的驾驶员。按照驾驶员类别或者根据提出请求的驾驶员的至少一个使用信息并且基于分配方法来进行该分配,以便这样来影响该车辆池中的车辆3的健康状态。该分配方法可以包括关于应如何将车辆配发给特定驾驶员的规则,并且可以由车辆租赁商来预先给定。
例如,可以分派具有低于平均水平的健康状态(SOH-C)的严重老化的车辆电池组31,对于该车辆电池组而言存在达不到保证使用寿命的风险,即在例如为8年的最短使用寿命到期之前就达到表示车辆电池组的使用寿命结束的健康状态阈、诸如80%SoH-C。这种预先承受压力的车辆电池组31可以被配发给归类为“适度的驾驶员”或者其至少一个使用信息允许预期非常温和的电池组运行的驾驶员。由此,可以确保车辆电池组以及借此车辆的使用寿命不被进一步缩短。
在相反的情况下,具有高于平均水平地良好的电池组状态、即在日历老化的时间点的循环健康状态高于车辆池的车辆3的平均循环健康状态的车辆3可以被分派给在过去由于其使用行为已经给车辆电池组31造成高于平均水平的压力的驾驶员。该分派的目的在于使车辆池中的车辆的健康状态尽可能均匀地老化。同样可设想的替代目的是:例如可提供车辆池中的车辆的不一样的老化。
在将车辆3配发给提出请求的驾驶员之后,可以以步骤S1来继续该方法。
除了用户的纯驾驶行为之外,电池组状态、即车辆电池组的健康状态也可影响车辆配发。这样,具有由于批量分散和制造而引起的高于平均水平的健康状态的车辆电池组对车辆电池组的老化行为产生正面影响。此外,由于例如就车辆电池组的温度热点而言的系统设计不当或者降额运行策略并非最佳而导致的不可逆老化所引起的车辆电池组的预先损坏可对车辆电池组的老化行为产生负面影响。驾驶行为以及这些电池组特性反映在车辆电池组的容限中。
借助于上述方法,可以实现对车辆池的车辆的健康状态的更好的定性预测,并且车辆租赁商可以获得根据驾驶员的使用行为来使该车辆池中的车辆达到最大可能的车辆使用寿命或者车辆池使用寿命的可能性。
Claims (10)
1.一种用于将来自多个电池组供电设备(3)中的电池组供电设备(3)分派给用户的计算机实现的方法,所述方法具有如下步骤:
-记录(S3、S4)多个用户的在其中用户使用设备(3)的相应使用循环期间的使用信息,其中所述使用信息分别包括:一个或多个负载信息,所述一个或多个负载信息说明了由于特定用户的使用行为所引起的设备电池组(31)的负载;和/或在所述特定用户的使用期间的健康状态变化;
-在用户提出设备使用的请求之后,根据被分配给提出请求的用户的使用信息并且根据相关设备(3)的当前健康状态,将来自多个设备(3)中的设备(3)中的一个设备分配(S 1)给所述提出请求的用户。
2.根据权利要求1所述的方法,其中所述使用信息根据在用户对设备(3)的使用循环期间所记录的运行参量的变化过程来被确定。
3.根据权利要求1或2所述的方法,其中所述负载信息说明能量吞吐量和/或以直方图为形式的一个或多个负载谱,诸如随设备电池组温度的设备电池组的充电状态的2D直方图、随设备电池组温度的平均充电电流的2D直方图和随设备电池组温度的放电电流的2D直方图,尤其是相对于一个或多个使用循环的使用时长而言。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法,其中所述健康状态变化对应于在所述使用循环的开始与结束之间的循环健康状态的变化。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法,其中借助于尤其是基于规则的分配方法,将所述提出请求的用户分配给所述设备(3)。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法,其中执行所述提出请求的用户到所述设备(3)的分配,使得向其所分配的使用信息说明设备电池组(3)的高负载的所述提出请求的用户分派具有老化低于平均水平的设备电池组(31)的设备(3),或者向其使用信息说明设备电池组(31)的低负载的所述提出请求的用户分派具有老化高于平均水平的设备电池组(31)的设备。
7.根据权利要求1至5中任一项所述的方法,其中向所述提出请求的用户提供所分派的设备(3)。
8.一种装置、尤其是管理系统(4),其用于执行根据权利要求1至7中任一项所述的方法。
9.一种计算机程序产品,所述计算机程序产品包括指令,在通过计算机来执行程序时,所述指令促使所述计算机执行根据权利要求1至7中任一项所述的方法的步骤。
10.一种机器可读存储介质,所述机器可读存储介质包括指令,所述指令在通过计算机来执行时促使所述计算机执行根据权利要求1至7中任一项所述的方法的步骤。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication |