CN117941209A - 电池操作模式的控制 - Google Patents

Abstract

描述了一种插头。该插头可拆卸地连接到电池并包括通信接口和与该通信接口通信的处理电路系统。该处理电路系统被配置为基于以下中的至少一项来选择第一操作模式和第二操作模式之一：在该第一操作模式与该第二操作模式之间切换的请求；以及与该电池相关联的至少一个参数。所选择的第一操作模式触发该电池使用一组过程进行操作，并且所选择的第二操作模式触发该电池使用第二组过程进行操作。该第一组过程是该第二组过程的子集。该通信接口被配置为发射指示所选择的第一操作模式和所选择的第二操作模式之一的第一指示。

Description

电池操作模式的控制

技术领域

本公开内容涉及一种用于电池系统管理的方法和系统，更具体地涉及对电池和/或电池管理系统的操作模式的控制。

背景技术

电机供以动力和/或电供以动力的交通工具趋向于依赖于使用一个或多个电池系统以便为其提供启动动力和/或运动动力的至少一部分。这样的交通工具可以包括飞行器或船舶、有轨车辆、街道车辆等中的一种或多种，其中，街道车辆可以指例如轿车、卡车、公共汽车、休闲车等中的一种或多种。

在车辆中，使用不同类型的电池，比如(用于电动车辆或混合动力电动车辆的)牵引电池和启动机电池。例如，在汽车应用中，启动机电池用于提供启动车辆所需的必要能量/动力，其中，牵引电池通常可以指例如向车辆提供动力的电池或能量储存模块。

常规地，将铅酸电池用作车辆的启动机电池。然而，铅酸电池由于其低能量密度而很重。与重型铅酸电池相比，锂离子能量储存模块提供高能量密度。另外，与常规铅酸电池相比，锂离子能量储存模块例如具有更长的使用寿命、更少的自放电、更高的能量密度、更低的重量、改进的快速充电能力和更短的维修时间间隔。然而，锂离子化学过程具有与常规铅酸电池不同的需要和需求。

随着电池技术的发展，对改进的电源(比如车辆的能量储存模块(例如，电池、电池单元等))的需求持续增长。例如，锂离子电池/电池单元趋向于非常易于发热和/或过热，这可能对能量储存模块的部件产生负面影响。而且，锂离子电池或电池单元趋向于对于各个电池单元或电池的过度充电和深度放电非常敏感，这可能对电池寿命产生负面影响。其他因素可能包括电池在一段时间内的放电，比如在某些季节未使用的电池，比如冬季，其中电池放电(例如，由于电池管理系统执行的监测)。

换句话说，现有的基于电池的系统缺乏充分保护电池部件和/或帮助延长电池寿命和/或改进电池/电池系统操作特性的电池管理过程和/或部件。

发明内容

一些实施例有利地提供了一种用于电池系统管理的方法和系统。在一个或多个实施例中，第一操作模式(例如，睡眠模式)和第二操作模式(例如，执行比第一模式更多的功能的操作模式)是可选择的(例如，在可拆卸地连接到电池的插头上)。第一操作模式和第二操作模式可以经由插头上的致动器(比如可按下按钮)来选择。第一模式和第二模式的自动选择(和执行)也可以由插头上的致动器(比如可按下按钮)触发。自动选择可以是基于电池的一个或多个参数的自动模式。插头可以被配置为显示操作模式和/或电池的至少一个参数，比如荷电状态。

一些其他实施例可以提供对睡眠/活动操作模式的远程控制(例如，经由荷电状态指示器致动器，比如可按下按钮)。在一个实施例中，提供了对电池状态的远程通信(例如，经由电池与插头之间的有线/无线连接)。插头可以是远程插头。在另一实施例中，电池的荷电状态和/或其他参数可以经由指示器(例如，荷电状态指示器上的发光二极管(LED))来提供。

根据一个方面，描述了一种插头。该插头可拆卸地连接到电池并包括通信接口和与该通信接口通信的处理电路系统。该处理电路系统被配置为基于以下中的至少一项来选择第一操作模式和第二操作模式之一：在该第一操作模式与该第二操作模式之间切换的请求；以及与该电池相关联的至少一个参数。所选择的第一操作模式触发该电池使用一组过程进行操作，并且所选择的第二操作模式触发该电池使用第二组过程进行操作。该第一组过程是该第二组过程的子集。该通信接口被配置为发射指示所选择的第一操作模式和所选择的第二操作模式之一的第一指示。

根据另一个方面，描述了一种系统。该系统包括电池，该电池包括被配置为确定与该电池相关联的至少一个参数的电池管理系统(BMS)。该系统还包括插头，该插头可拆卸地连接到该电池并包括第一通信接口和与该第一通信接口通信的第一处理电路系统。该第一处理电路系统被配置为基于以下中的至少一项来选择第一操作模式和第二操作模式之一：在该第一操作模式与该第二操作模式之间切换的请求；以及与该电池相关联的该至少一个参数。所选择的第一操作模式触发BMS使用一组过程进行操作。所选择的第二操作模式触发BMS使用第二组过程进行操作。该第一组过程是该第二组过程的子集。该第一通信接口被配置为向BMS发射指示所选择的第一操作模式和所选择的第二操作模式之一的第一指示。

根据另一个方面，描述了一种在插头中的方法。该插头可拆卸地连接到电池。该方法包括基于以下中的至少一项来选择第一操作模式和第二操作模式之一：在该第一操作模式与该第二操作模式之间切换的请求；以及与该电池相关联的至少一个参数。所选择的第一操作模式触发电池使用一组过程进行操作。所选择的第二操作模式触发电池使用第二组过程进行操作。该第一组过程是该第二组过程的子集。该方法进一步包括发射指示所选择的第一操作模式和所选择的第二操作模式之一的第一指示。

附图说明

通过参考结合附图考虑的以下详细描述将更容易理解本文描述的实施例及其附带优点和特征的更完整理解，在附图中：

图1是根据本文所公开的原理的示例系统的简图；

图2示出了根据本公开内容的原理构造的示例电池；

图3是根据本公开内容的一些实施例的系统中的一些实体的框图；

图4是根据本公开内容的一些实施例的插头中的示例过程的流程图；

图5是根据本公开内容的一些实施例的插头中的另一示例过程的流程图；

图6示出了根据本公开内容的一些实施例的示例插头、电池和充电器；

图7示出了根据本公开内容的一些实施例的车辆上的示例插头；

图8示出了根据本公开内容的一些实施例的包括致动器和指示器的示例插头；

图9示出了根据本公开内容的一些实施例的示例插头的一个视图；

图10示出了根据本公开内容的一些实施例的示例插头的另一个视图；

图11示出了根据本公开内容的一些实施例的示例插头的再一个视图；

图12示出了根据本公开内容的一些实施例的示例插头的又另一个视图；

图13示出了根据本公开内容的一些实施例的插头的示例连接器；

图14示出了根据本公开内容的一些实施例的包括一个连接器的示例电池；

图15示出了根据本公开内容的一些实施例的包括盖的示例电池；

图16示出了根据本公开内容的一些实施例的示例插头和电池；

图17示出了根据本公开内容的一些实施例的示例插头和有盖电池；以及

图18示出了根据本公开内容的一些实施例的插头的示例引脚布置。

具体实施方式

在详细描述示例性实施例之前，应当注意，这些实施例主要在于与电池系统管理(例如，使用可拆卸地连接到电池和/或电池管理系统的插头)相关的装置部件和处理步骤的组合。因此，系统和方法组成部分在适当的情况下由附图中的常规符号表示，仅示出与理解本公开内容的实施例相关的那些具体细节，以免被对受益于本文描述的本领域普通技术人员将容易明白的细节混淆本公开内容。

如本文所使用的，比如“第一”和“第二”、“顶部”和“底部”等关系型术语可能仅用于将一个实体或要素与另一实体或要素进行区分，而不是必然要求或者暗示这些实体或要素之间的任何物理或逻辑上的关系或者顺序。本文所使用的术语仅用于描述特定实施例的目的，并且不旨在限制本文描述的概念。如本文所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式“一个(a/an)”和“该”也旨在包括复数形式。将进一步理解的是，当在本文中使用术语“包括(comprises/comprising/includes/including)”时，其指定所陈述的特征、整合物、步骤、操作、要素和/或部件的存在，但不排除存在或加入一个或多个其他特征、整合物、步骤、操作、要素、部件和/或它们的组。

在一些实施例中，术语“参数”是指与电池性能、管理、操作等以及其中安装电池的设备的性能、管理、操作等相关的任何参数。可以测量/确定参数，比如电压、电流、温度、压力、荷电状态。例如，参数可以与电池、电池部件、车辆(或任何其他系统)、同电池相关联的负载等相关联。参数阈值可以指与参数相关联的阈值。

操作模式可以指操作电池(和/或BMS和/或相关联的车辆/系统)的一种或多种模式。操作模式可以基于一个参数，比如电池的荷电状态。进一步地，操作模式可以指一种或多种操作模式，比如第一操作模式、第二操作模式、手动模式、自动模式等。

信号可以指触发至少一个动作和/或触发部件执行动作(比如确定充电模式、切换操作模式、发起/终止/维持操作模式)的任何信号(和/或数据、信息等)。

除非另外定义，否则本文所使用的全部术语(包括技术术语和科学术语)具有与本公开内容所属领域的普通技术人员通常理解的相同含义。应进一步理解的是，除非本文明确地定义，否则本文所使用的术语应被解释为具有与其在本说明书的上下文和相关领域中的含义一致的含义，并且将不以理想化或过于正式的意义来解释。

在本文描述的实施例中，“与……通信”等连接术语可以用于指示电通信或数据通信，其可以通过例如物理接触、感应、电磁辐射、无线电信令、红外信令或光学信令来实现。本领域的普通技术人员将理解，多个部件可以互操作，并且对电通信和数据通信的实现进行修改和改变是可能的。

参考附图，其中相似的要素由相似的附图标记表示，图1示出了根据实施例的系统10的简图，该系统包括一个或多个车辆12，比如电机供以动力和/或电供以动力的车辆。车辆12包括用于为车辆12的至少一个功能供电的电池14。电池14可以是包括一个或多个能量储存模块的基于锂离子的电池。尽管已经描述了基于锂离子的电池，但是本文描述的教导同样适用于其他电池类型。电池14包括被配置为执行一个或多个电池管理功能的电池管理系统(BMS)16。在一些实施例中，BMS16可以测量/确定某些电池参数，例如，荷电状态(SOC)、电压等，并且向另一个系统/设备发射/从另一个系统/设备接收数据(和/或信号，比如控制信号)。在一些其他实施例中，BMS16可以基于操作模式执行一个或多个过程。

进一步地，电池14可以包括被配置为触发BMS16的一种或多种模式/功能的一个或多个插头24。插头24可以整合到系统10的任何部件。在一个或多个实施例中，插头24经由一个或多个机械机构(例如，卡扣配合、夹具、螺丝等)可拆卸地或永久地附接到电池14，或整合在电池外壳(未示出)内。充电器20可以是与车辆12和/或电池14分离的(或包括在其中的)设备，其中，充电器20被配置为基于至少一个标准对电池14充电，如本文所述。车辆12中的一个或多个实体可以位于/安置在车辆12外部，比如在充电站或其他类型的站中。

可以设想，电池14中的一个或多个实体经由无线通信、电力通信、有线通信等中的一种或多种彼此通信。进一步地，虽然在一个或多个实施例中可以假设在电池14与车辆12之间不存在数据或信号通信，但本文描述的实施例同样适用于在电池14与车辆12之间存在一些数据/信号通信的车辆12。

BMS被配置为包括BMS睡眠单元18，该单元被配置为执行如本文所述的一个或多个功能，比如关于触发BMS16处的一种或多种操作模式(例如，睡眠模式)。充电器20被配置为包括充电器睡眠单元22，该单元被配置为执行如本文所述的一种或多种充电器20功能，比如关于经由插头24对电池14充电。充电器20可以是与车辆12和/或电池14和/或BMS16分离的(或包括在其中的)设备，其中，充电器20被配置为基于至少一个标准/参数对电池14充电，如本文所述。车辆12中的一个或多个实体可以位于/安置在车辆12外部，比如在充电站或其他类型的站中。

充电器20被配置为包括充电器睡眠单元22，该单元被配置为执行本公开内容中描述的任何步骤和/或任务和/或过程和/或方法和/或特征，例如，执行一个或多个充电功能，比如使用插头24对电池14充电。

可以设想，电池14中的一个或多个实体经由无线通信、电力通信、有线通信等中的一种或多种彼此通信。进一步地，虽然在一个或多个实施例中可以假设在车辆12、电池14、BMS16、充电器20和插头24之间不存在数据或信号通信，但本文描述的实施例同样适用于在车辆12、电池14、BMS16、充电器20、插头24和/或任何其他设备之间存在至少一些数据/信号通信的车辆12。

尽管插头24被示出为电池14的一部分，但是插头24可以是独立的和/或系统10的任何其他部件的一部分和/或与系统10的任何部件通信。

图2示出了根据本公开内容的原理构造的示例电池14。电池14包括外壳30，一个或多个电池单元32被安置在该外壳中。电池单元32可以比如经由导电母线系统电互连(图中未示出)，该导电母线系统以电串联、电并联或电串联和电并联的组合的方式将电池单元32电互连，连接方式取决于预期的电压和电流要求。

可以包括电池监测系统(BMS)16。BMS16可以包括监测连接器34，该监测连接器允许系统10的任何其他部件的可拆卸外部连接(例如，连接到车辆的数据总线，连接到比如充电器20、插头24等一些其他通信设备)和/或内部连接，例如，电池14和/或BMS16的任何部件。连接器34可以包括在BMS16中。在一些实施例中，连接器34可以被配置为可拆卸地耦接和/或连接(电地、物理地)到另一连接器(比如可以被包括在插头24中的连接器35)。在一些实施例中，监测连接器34可以与外壳30整合，比如整合在外壳30的盖36中。在一些实施例中，连接器34可以被配置为与插头24通信和/或耦接到该插头(例如，经由连接器35)。在一些其他实施例中，连接器34和/或连接器35的功能可以由插头24(和/或BMS16)执行。电池14还包括端子，比如正极端子38a和负极端子38b(统称为端子38)，以提供用于电池14的电连接的触点(例如，连接到充电器20，比如用于充电和/或测量电池14的参数；连接到车辆12以向车辆提供辅助电力和/或连接到BMS16以便为BMS16供电(和/或用于充电/放电功能))。端子38可以被布置为凸出穿过外壳30，比如凸出穿过盖子36。端子38可以电连接到外壳30内部的母线和/或直接连接到电池单元32(母线和直接连接未示出)。在一些实施例中，外壳30包括一个或多个通风孔以允许从电池单元32中的一个或多个电池单元32进行通风。

进一步地，电池14可以被布置为提供许多功率容量和物理尺寸，并且在各种参数和参数范围下操作。还应注意，电池14的实施方式有些可以按比例缩放以提供各种容量。例如，在一些实施例中，电池14的功率容量可以在25Ah至75Ah的范围内。然而，应注意，该范围仅是示例，并且可以设想，电池14的实施例可以被布置为提供小于25Ah的容量或大于75Ah的容量。功率容量缩放可以例如通过在外壳21中使用更高或更低功率容量的电池单元32和/或通过在外壳30中使用更少或更多的电池单元32来实现。在一些实施例中，电池14可以作为比如电动车辆(EV)等车辆或需要电池电力的另一类型车辆的一部分并入。电池14的其他电参数可以通过使用电池单元32来调整/调节，这些电池单元可以累积起来具有期望的操作特性，例如，电压、充电容量/速率、放电速率等。热性能可以基于电池单元32的特性、在外壳30内部或外部使用散热器和/或热能排放板等进行管理。

现在将参考图3来描述根据实施例的在前面段落中讨论的BMS16、插头24和充电器20的示例实施方式。BMS16可以具有可以包括通信接口56的硬件54，该通信接口被配置为经由有线和/或无线通信与系统10中(和/或系统10外部)的一个或多个实体进行通信。该通信可以是基于协议的通信。进一步地，通信接口56被示出为包括连接器34。然而，连接器34可以是独立的、被包括在电池14和/或BMS16中、或者被包括在系统10的任何其他部件中。

硬件54包括处理电路系统58。处理电路系统58可以包括处理器60和存储器62。特别地，除了或代替处理器(比如中央处理单元)和存储器，处理电路系统58可以包括用于处理和/或控制的集成电路系统，例如，适应于执行指令的一个或多个处理器和/或处理器核和/或FPGA(现场可编程门阵列)和/或ASIC(专用集成电路系统)。处理器60可以被配置为访问存储器62(例如，向存储器写入和/或从存储器读取)，该存储器可以包括任何类型的易失性和/或非易失性存储器，例如，高速缓存和/或缓冲存储器和/或RAM(随机存取存储器)和/或ROM(只读存储器)和/或光学存储器和/或EPROM(可擦除可编程只读存储器)。

BMS16可以进一步包括软件64，该软件存储在例如存储器62中，或者存储在可由BMS16访问的外部存储器(例如，数据库等)中。软件64可以由处理电路系统58执行。

处理电路系统58可以被配置为控制本文描述的任何方法和/或过程和/或使得这样的方法和/或过程例如由BMS16执行。处理器60对应于用于执行本文描述的BMS 16功能的一个或多个处理器60。BMS16包括存储器62，该存储器被配置为存储数据、编程软件代码和/或本文描述的其他信息。在一些实施例中，软件64可以包括指令，该指令当由处理器60和/或处理电路系统58执行时，使得处理器60和/或处理电路系统58执行本文关于BMS16描述的过程。例如，BMS16的处理电路系统58可以包括BMS睡眠单元18，该单元被配置为执行一个或多个BMS16功能，比如关于基于一种或多种操作模式来执行与操作BMS16和/或电池14相关联的一个或多个动作。

已经提到充电器20，其中，充电器20可以与车辆12分离。充电器20可以具有可以包括通信接口42的硬件40，该通信接口被配置为经由有线和/或无线通信与系统10中的一个或多个实体进行通信。该通信可以是基于协议的通信。充电器20包括电力供应器44，该电力供应器被配置为经由一个或多个电力通信链路(例如，有线和/或无线电力传输)向电池14提供电力、能量等，以便将电池14充电至如本文所述的动态或预配置的SOC水平/阈值。

硬件40包括处理电路系统46。处理电路系统46可以包括处理器48和存储器50。特别地，除了或代替处理器(比如中央处理单元)和存储器，处理电路系统46可以包括用于处理和/或控制的集成电路系统，例如，适应于执行指令的一个或多个处理器和/或处理器核和/或FPGA(现场可编程门阵列)和/或ASIC(专用集成电路系统)。处理器48可以被配置为访问存储器50(例如，向存储器写入和/或从存储器读取)，该存储器可以包括任何类型的易失性和/或非易失性存储器，例如，高速缓存和/或缓冲存储器和/或RAM(随机存取存储器)和/或ROM(只读存储器)和/或光学存储器和/或EPROM(可擦除可编程只读存储器)。

因此，充电器20可以进一步包括软件52，该软件存储在例如存储器50中，或者存储在可由充电器20访问的外部存储器(例如，数据库等)中。软件52可以由处理电路系统46执行。

处理电路系统46可以被配置为控制本文描述的任何方法和/或过程和/或使得这样的方法和/或过程例如由充电器20执行。处理器48对应于用于执行本文描述的充电器20功能的一个或多个处理器48。充电器20包括存储器50，该存储器被配置为存储数据、编程软件代码和/或本文描述的其他信息。在一些实施例中，软件52可以包括指令，该指令当由处理器48和/或处理电路系统46执行时，使得处理器48和/或处理电路系统46执行本文关于充电器20描述的过程。例如，充电器20的处理电路系统46可以包括充电器睡眠单元22，该单元被配置为执行本公开内容中描述的任何步骤和/或任务和/或过程和/或方法和/或特征，例如，用于经由插头24对电池14充电的一个或多个步骤。虽然充电器睡眠单元22被展示为充电器20的一部分，但是本文描述的充电器睡眠单元22和相关联的功能可以在与充电器20分离的设备中实施，比如在电池14或另一设备中实施。

进一步地，插头24包括硬件70，并且硬件28可以包括用于执行与BMS16和/或充电器20和/或无线设备(例如，移动无线设备)和/或任何其他设备的有线和/或无线通信的通信接口72。例如，插头24的通信接口72可以经由通信链路90与BMS 16的通信接口56进行通信。另外，插头24的通信接口72可以经由通信链路92与充电器20的通信接口42进行通信。类似地，通信接口42可以经由通信链路94与通信接口56进行通信。通信链路90、92、94中的至少一个可以指有线/无线连接(比如WiFi、蓝牙等)。

尽管通信接口72被示出为包括连接器35，但是连接器35可以是独立的、被包括在插头24中或系统10的任何其他部件中。

在所示的实施例中，插头24的硬件70包括处理电路系统74。处理电路系统74可以包括处理器76和存储器78。特别地，除了或代替处理器(比如中央处理单元)和存储器，处理电路系统74可以包括用于处理和/或控制的集成电路系统，例如，适应于执行指令的一个或多个处理器和/或处理器核和/或FPGA(现场可编程门阵列)和/或ASIC(专用集成电路系统)。处理器76可以被配置为访问存储器78(例如，向存储器写入和/或从存储器读取)，该存储器可以包括任何类型的易失性和/或非易失性存储器，例如，高速缓存和/或缓冲存储器和/或RAM(随机存取存储器)和/或ROM(只读存储器)和/或光学存储器和/或EPROM(可擦除可编程只读存储器)。

因此，插头进一步具有软件80，该软件内部存储在例如存储器78中，或者存储在可由插头24经由外部连接访问的外部存储器(例如，数据库等)中。软件80可以由处理电路系统74执行。处理电路系统74可以被配置为控制本文描述的任何方法和/或过程和/或使得这样的方法和/或过程例如由插头24执行。处理器76对应于用于执行本文描述的插头24功能的一个或多个处理器76。存储器78被配置为存储数据、编程软件代码和/或本文描述的其他信息。在一些实施例中，软件80可以包括指令，该指令当由处理器76和/或处理电路系统74执行时，使得处理器76和/或处理电路系统74执行本文关于插头24描述的过程。例如，插头24的处理电路系统74可以包括插头睡眠单元26，该单元被配置为执行如本文所述的一个或多个插头24功能，例如，选择一种或多种操作模式。

插头24可以进一步包括致动器82和/或指示器84。在一些实施例中，致动器82可以是可按下按钮，并且可以被配置为接受用户输入(例如，通过按压致动器82)和/或触发电池14和/或BMS16的操作模式(例如，通过发射请求)。指示器84可以被配置为提供一种或多种指示。例如，指示器84可以是显示器、发光二极管(LED)指示器、灯泡等。在一些实施例中，指示器84可以被配置为提供与电池14和/或BMS 16的状态相关联的指示，比如荷电状态(SOC)指示、模式操作指示、或与任何其他参数相关联的指示。致动器82和/或指示器84还可以被包括在电池14和/或充电器20中，并且分别作为电池14和/或充电器20的一部分执行致动器82功能和/或指示器84功能。

在一些其他实施例中，插头24可以提供比如在电池14与充电器20之间的通信模块功能，使得插头睡眠单元26和本文描述的相关联的功能可以由BMS16或电池14的另一实体/设备来执行。

尽管图1和图3将比如BMS睡眠单元18、充电器睡眠单元22、插头睡眠单元26等一个或多个“单元”示出为位于相应的处理器内，但是可以设想的是，这些单元可以被实施为使得单元的一部分被存储在处理电路系统内的对应存储器中。换句话说，这些单元可以以处理电路系统内的硬件、软件或硬件和软件的组合来实施。

图4是根据本发明的一些实施例的整合插头24中的示例过程的流程图。本文描述的一个或多个框可以由插头24的一个或多个元件来执行，比如由处理电路系统74(包括插头睡眠单元26)、处理器76、和/或通信接口72(和/或连接器35)和/或致动器82和/或指示器84中的一个或多个来执行。插头24被配置为确定(框S100)至少一个标准被满足。插头24进一步被配置为使得(框S102)BMS16转变到低功率状态，例如，在该低功率状态下，BMS16监测BMS功能的子集。低功率状态可以对应于比BMS16能够实施的另一功率状态消耗更少能量的任何功率状态。例如，该至少一个标准可以包括确定车辆12未在使用中。替代性地，框S100和S102可以由BMS16执行，其中，BMS16监测条件/至少一个标准并确定触发动作，比如经由处理电路系统58、处理器60、睡眠单元26(位于BMS16中)等中的一个或多个转变到低功率状态。

图5是根据本发明的一些实施例的插头24中的示例过程(即，方法)的流程图。本文描述的一个或多个框可以由插头24的一个或多个元件来执行，比如由处理电路系统74(包括插头睡眠单元26)、处理器76、和/或通信接口72(和/或连接器35)和/或致动器82和/或指示器84中的一个或多个来执行。插头24被配置为基于以下中的至少一项来选择(框S104)第一操作模式和第二操作模式之一：在该第一操作模式与该第二操作模式之间切换的请求；以及与电池14相关联的至少一个参数。所选择的第一操作模式触发电池14使用一组过程进行操作，并且所选择的第二操作模式触发电池14使用第二组过程进行操作。第一组过程是第二组过程的子集。插头24进一步被配置为发射(框S106)指示所选择的第一操作模式和所选择的第二操作模式之一的第一指示。

在一些实施例中，该方法进一步包括发射在第一操作模式与第二操作模式之间切换的请求。

在一些其他实施例中，该方法进一步包括发射触发基于与电池14相关联的至少一个参数而在第一操作模式与第二操作模式之间进行自动选择的请求。

在一个实施例中，该方法进一步包括显示关于至少一个参数、所选择的第一操作模式、所选择的第二操作模式以及第一操作模式与第二操作模式之间的选择是否是自动的中的至少一项的第二指示。

在另一实施例中，该方法进一步包括接收并传输电力以对电池14充电。

在一些实施例中，该方法进一步包括以下中的至少一项操作：(例如，从/向BMS16)接收和发射电池管理系统信号。

在一个实施例中，该至少一个参数包括荷电状态。

在另一实施例中，第一操作模式是触发电池14消耗比第二操作模式更少的电力的睡眠模式。

已经描述了本公开内容的布置的一般过程流程并且已经提供了用于实施本公开内容的过程和功能的硬件和软件布置的示例，下面的部分提供与系统中的电池管理相关的一个或多个过程的布置的细节和示例。下面描述的一个或多个插头24功能可以由通信接口72(和/或连接器35)、处理电路系统74、处理器76、插头睡眠单元26、致动器82、指示器86等中的一个或多个来执行。下面描述的一个或多个BMS16功能可以由通信接口56、处理电路系统58、处理器60、BMS睡眠单元18和连接器34等中的一个或多个来执行。下面描述的一个或多个充电器20功能可以由通信接口42、电力供应器44、处理电路系统46、处理器48、充电器睡眠单元22等中的一个或多个来执行。

根据一个或多个实施例，提供了一种电池/荷电状态指示器/充电系统。本文描述的教导适用于任何电池技术，特别是12V启动、照明和点火(SLI)应用以及季节性使用车辆12。

系统10具有可连接到电池14的插头24。插头24允许将指示器84(例如，荷电状态指示器)直接连接到电池14(例如，不直接连接到端子38)。这对于车辆12来说是方便且重要的，在该车辆中，可能已经有多个电气附件已被添加到端子38，使得对端子连接进行额外增量添加可能不安全，具有短路、不方便或导致不良电连接的风险。插头24(例如，包括指示器84，比如荷电状态指示器)被设计为使得到电池14的插入/连接(例如，经由连接器34、35)是方便、不受天气影响的和防振动的。

插头24可以被布置和/或构造成与不同车辆制造商用来保持电池14的各种手段相符。插头24(和/或其有线连接设计)可以被布置为不干扰原始设备(OE)的电池固定，以便在使用中获得最大便利性和灵活性。

对于季节性使用车辆12(或任何其他车辆12)来说，将电池荷电状态管理到适当水平以最大化寿命并防止由于过度放电而损坏电池14可能是重要的。先进的(锂)电池可以具有监测和管理各种系统参数的BMS16。BMS16可以被配置为具有低功耗水平。然而，在几个月的淡季储存期间，具有低功耗水平可能会导致电池14过度放电(对电池性能造成损坏)，或者至少放电到电池14不能为其预期应用(例如，启动发动机)提供足够电力的水平。

在一些实施例中，描述了用于管理/选择一种或多种操作模式的一种或多种方法。该方法可以包括用于解决BMS功耗的负面影响的一个或多个步骤。该一个或多个步骤可以包括自动触发第一操作模式(例如，“储存睡眠模式”)。第一操作模式可以将BMS16置于第一功率状态(例如，低功率状态)。第一功率状态可以触发BMS16仅监测一些功能(例如，最重要的功能)，比如正在活动的和/或正在操作的BMS16功能的子集。第一操作模式可以通过经由比如输入/输出电流或电压等参数的组合和/或基于时间的组成部分确定车辆12的状态(例如，检测到车辆12未在使用中)来触发。相反，电池14和/或BMS16也可以被配置为自动退出第一操作模式(例如，睡眠模式)并进入第二操作模式。自动退出可以基于比如输入/输出电压或电流等一个或多个参数的变化。进一步地，到BMS16和/或插头24和/或充电器20(例如，BMS 16和/或插头24和/或充电器20的“操作系统”或通信接口)的连接(例如，蓝牙或其他有线/无线连接)可以允许用户比如经由移动应用程序或其他软件来定制操作模式触发器(例如，睡眠模式触发器)。除了制造商检索电池使用(或滥用)历史数据之外，还可以经由制造商通过空中固件更新或定制来更新操作模式触发器。

该方法的一个或多个步骤可以包括用户/手动触发进入/退出第一操作模式(例如，“储存睡眠模式”)，这可以由致动器82(例如，开关、按钮、选择器等)发起。尽管致动器82被描述为被包括在插头24中，但是致动器82也可以被包括在电池17和/或充电器20中。手动触发的步骤还可以经由软件80和无线连接(比如经由插头24的通信接口72)来定制和/或控制。

插头24(例如，可拆卸地连接到电池14)可以促进对BMS16的物理连接和访问，以经由计算机或移动设备对电池管理系统功能进行软件更新或用户配置。经由插头24和/或用移动设备上的软件应用程序向系统10添加蓝牙或无线功能可以使得能够使用移动设备的功能，比如用于安全目的的启用GPS的地理围栏(充当远程电源关闭)，或者在车辆12未在使用中期间用作激活第一操作模式(例如，睡眠模式)的输入。例如，电池14(和/或BMS16)可以被选择为在预定的日子(例如，如果车辆12仅在周末使用，则为工作日)使用第一操作模式(例如，睡眠模式)进行操作。另外，通信接口72(和/或通信接口56)可以用于为插头24(和/或BMS16)配置可编程/可动态触发的基于时间或日历的事件(将电池14放在夏季使用车辆12中，以便在冬季月份期间睡眠)。

因此，整合插头24提供了实施一种或多种操作模式(例如，BMS16处的睡眠模式)以及执行与外部设备(例如，移动设备)的通信的各种方法。

图6示出了可以可拆卸地连接到电池14和/或充电器20的示例插头24。插头24可以包括通信接口72，该通信接口可以包括经由连接链路100(例如，电线)连接的连接器35。连接器35可以经由连接链路102(例如，使用如图18所示的一个或多个引脚)连接和/或耦接到电池14上的连接器34。连接器34可以连接到电池14的一个或多个部件，比如BMS16(和/或通信接口56)。插头24(和/或连接器34、35)可能是有益的，因为提供了到BMS16的直接连接(即，不必连接到端子38a、38b)。进一步地，插头24可以接收连接链路104(例如，用于对电池14充电的电线)。插头24可以被配置为从充电器20(例如，电力供应器)接收电力并将电力传输到BMS16和/或电池14。进一步地，电池14、BMS16、充电器20和插头24中的每一个可以使用如图3所示的通信链路90、92、94彼此通信。

图7示出了根据本公开内容的一些实施例的车辆(例如，摩托车)上的示例插头。插头24经由连接链路100(例如，电线)、连接器35(和/或连接器34，未示出)可拆卸地连接到电池14。插头24还可以经由连接链路104(例如，充电器线)连接到充电器20。比如“电源连接(POWERLINK)”指示器等一个或多个指示器(如图3和图8所示)可以被安排到摩托车上可见且可触及的位置，从而使得便于查看可用于控制睡眠/储存模式和/或连接到充电器20的指示器和/或致动器。

图8示出了根据本公开内容的一些实施例的包括致动器82和指示器的示例插头。插头24包括连接链路100和连接到连接链路100的连接器35。进一步地，插头24可以包括插座110，该插座被布置为接收连接链路104，以经由连接链路100和/或连接器35接收电力和/或将电力传输到电池14(和/或BMS16)。插头24可以包括一个或多个致动器82，以便选择操作模式(例如，第一操作模式和第二操作模式、自动模式、手动模式等)。例如，致动器82可以用于转换睡眠/储存模式、增加未使用期间的电池电力储存时间等。

插头24可以进一步包括指示器84(例如，指示器84a、84b、84c，或任何其他类型和/或数量的指示器)。指示器84a可以是红色LED(或任何其他颜色)，其被配置为指示低荷电状态(或与任何其他参数相关联的指示)，比如小于第一阈值。指示器84b可以是琥珀色LED(或任何其他颜色)，其被配置为指示部分荷电状态(或与任何其他参数相关联的指示)，比如小于第二阈值。指示器84c可以是绿色LED(或任何其他颜色)，其被配置为指示充满电(或与任何其他参数相关联的指示)，比如大于第三阈值。指示器84还可以包括操作模式的指示或任何其他指示。指示器84可以是LED灯或任何其他指示器，并且可以被配置为以预定速率(例如，3Ah)消耗电力。

在一些实施例中，任何指示器84(例如，指示器84c，其可以是绿色LED或其他可见指示器)可以被配置为当切换到操作模式(例如，睡眠模式或活动模式)/从操作模式切换时闪烁一次或多次(例如，三次)。在一些其他实施例中，任何指示器84(例如，指示器84c，其可以是绿色LED)可以被配置为比如通过保持绿色LED亮着指示“一切正常”和“电池充满电”。在实施例中，可以比如通过使用任何指示器84来触发多个照明序列(例如，琥珀色或红色LED的照明序列)。该多个照明序列可以用于传达“部分充电”、“电池当前正在充电”、“超过最大温度”或其他错误或故障等。

图9示出了图8的示例插头的一个视图(侧视图)。图10示出了根据本公开内容的一些实施例的示例插头的另一个视图。图11示出了示例插头的再一个视图，其示出了示例插座110和连接器35。图12示出了示例插头的又另一个视图，该示例插头包括另一个示例插座110。

图13示出了根据本公开内容的一些实施例的插头的示例连接器(例如，连接的横截面视图)。连接器35可以包括一个或多个紧固件112，该紧固件可以被布置为将连接器35紧固至电池14的连接器34和/或紧固至电池14。

图14示出了根据本公开内容的一些实施例的包括一个连接器的示例电池。电池14可以包括盖，比如盖36a。盖可以包括连接器34和紧固件接收器114(被布置为接收紧固件112)。连接器34可以包括被布置为接收连接器35的引脚的引脚接收器116。盖36a可以使用盖紧固件118紧固至电池。图15示出了根据本公开内容的一些实施例的包括盖的示例电池。电池14(例如，如图14所示)使用允许端子38暴露的盖36覆盖。

图16示出了根据本公开内容的一些实施例的示例插头和电池。插头24经由连接链路100、连接器35和紧固件112a、112b可拆卸地连接到电池14。连接链路100经由通道120布线，该通道被布置为提供接收和固定连接链路100的空间，例如，使得连接链路100不会凸出到盖36a上方和/或不与盖36b接触和/或进一步由盖36b固定。如图16所示的电池14包括可以被覆盖的端子38(例如，端子38a、38b、38c、38d)。

图17示出了根据本公开内容的一些实施例的示例插头和有盖电池。盖36b已经放置在盖36b上并且耦接在一起，其中，插头24的连接链路100被布线到电池14的外部(经由通道120、盖36a和/或盖36b上的开口等)。

图18示出了根据本公开内容的一些实施例的插头的示例引脚布置。插头24的连接器35可以包括一个或多个引脚130(例如，与插头24的部件(比如通信接口72、处理电路系统74、致动器82、指示器84等)电接触的导体)。引脚130可以由引脚接收器116(图14)接收，以便与引脚容纳器116建立电连接，该引脚接收可以与BMS16(例如，通信接口56、处理电路系统58等)和/或电池14的其他部件电连接。也就是说，引脚130可以被配置和/或布置为提供插头24与BMS16和/或电池14之间的电和/或数据通信。在一个非限制性示例中(例如，关于插头24(或BMS16))，引脚130a可以用于接收信号(例如，控制信号、数据等)。引脚130b可以用于LED指示(例如，红色)和/或诊断。引脚130c、130d可以分别用于D+和D-，其可以指差分对线。引脚130e可以用于LED指示(例如，绿色)和/或发射信号(例如，控制信号、数据等)。引脚130f可以用于LED指示(例如，黄色)和/或发射信号(例如，时钟信号)。引脚130g可以用于发射/接收致动器82信号(例如，在操作模式之间切换)。引脚130h可以用于发送/接收复位信号。注意，连接器35不限于如图18所示的引脚和/或引脚配置/布置和/或引脚数量，并且可以包括任何其他连接方法、配置/布置和/或数量。而且，连接器35不限于图18所示的每个引脚的功能。

如本领域技术人员将理解的，本文描述的概念可以体现为方法、数据处理系统、计算机程序产品和/或存储可执行计算机程序的计算机存储介质。因此，本文描述的概念可以采取以下形式：完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合硬件和软件方面的实施例，在本文统称为“电路”或“模块”。本文描述的任何过程、步骤、动作和/或功能可以由对应的模块执行和/或与对应的模块相关联，该对应的模块可以以软件和/或固件和/或硬件来实施。此外，本公开内容可以采取有形计算机可用存储介质上的计算机程序产品的形式，该有形计算机可用存储介质具有在介质中体现的可由计算机执行的计算机程序代码。可以利用任何合适的有形计算机可读介质，包括硬盘、CD-ROM、电子存储设备、光存储设备或磁存储设备。

一些实施例在本文中参考方法、系统和计算机程序产品的流程图和/或框图进行描述。应当理解的是，流程图和/或框图的每个框以及流程图和/或框图中的框的组合可以通过计算机程序指令来实施。可以将这些计算机程序指令提供给通用计算机(从而创建专用计算机)的处理器、专用计算机的处理器，或其他可编程数据处理装置以产生机器，从而使得经由计算机的处理器或其他可编程数据处理装置来执行的指令创建用于实施流程图和/或框图的一个或多个框中指定的功能/动作的手段。

这些计算机程序指令还可以存储在计算机可读存储器或存储介质中，该计算机可读存储器或存储介质可以指导计算机或其他可编程数据处理装置以特定方式运行，从而使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令手段的制品，该指令手段实施流程图和/或框图的一个或多个框中指定的功能/动作。

这些计算机程序指令还可以加载到计算机或其他可编程数据处理装置上，以使一系列操作步骤在该计算机或其他可编程装置上执行，从而产生计算机实施的过程，使得在该计算机或其他可编程装置上执行的指令提供用于实施流程图和/或框图的一个或多个框中指定的功能/动作的步骤。

应当理解的是，在框中提到的功能/动作可以不按照操作图示中提到的顺序发生。例如，取决于所涉及的功能/动作，可以实际上基本同时执行相继示出的两个框，或有时候可以按相反的顺序执行这些框。尽管一些图包括通信路径上的箭头以示出通信的主要方向，但是应当理解的是，通信可以在与所描绘的箭头相反的方向上发生。

用于执行本文描述的概念的操作的计算机程序代码可以用面向对象的编程语言(比如Python、或C++)来编写。然而，用于执行本公开内容的操作的计算机程序代码也可以用常规的过程编程语言(比如“C”编程语言)来编写。程序代码可以完全地在用户的计算机上执行、部分地在用户的计算机上执行、作为独立软件包执行、部分地在用户的计算机上执行并部分地在远程计算机上执行、或完全地在远程计算机上执行。在后一种情况下，远程计算机可以通过局域网(LAN)或广域网(WAN)连接到用户的计算机，或可以进行与外部计算机的连接(例如，使用互联网服务提供商通过互联网)。

结合上面的描述和附图，本文已经公开了许多不同的实施例。应当理解的是，从字面上描述和说明这些实施例的每个组合和子组合将是过度重复和混乱的。因此，所有实施例可以以任何方式和/或组合进行组合，并且本说明书(包括附图)应被解释为构成本文描述的实施例的所有组合和子组合以及制造和使用它们的方式和过程的完整书面描述，并应支持对任何这样的组合或子组合的权利要求。

本领域技术人员将理解的是，本实施例并不受限于上文中已经具体示出和/或描述的内容。此外，除非上面有相反的说明，否则应注意，所有的附图都不是按比例绘制的。鉴于以上教导和所附权利要求，各种修改和变化是可能的。

Claims (23)

1.一种插头(24)，所述插头(24)可拆卸地连接到电池(14)并包括通信接口(72)和与所述通信接口(72)通信的处理电路系统(74)：

所述处理电路系统(74)被配置为：

基于以下中的至少一项来选择第一操作模式和第二操作模式之一：

在所述第一操作模式与所述第二操作模式之间切换的请求；以及

与所述电池(14)相关联的至少一个参数；

所选择的第一操作模式触发所述电池(14)使用一组过程进行操作，所选择的第二操作模式触发所述电池(14)使用第二组过程进行操作，所述第一组过程是所述第二组过程的子集；并且

所述通信接口(72)被配置为：

发射指示所选择的第一操作模式和所选择的第二操作模式之一的第一指示。

2.如权利要求1所述的插头(24)，其中，所述插头(24)进一步包括致动器(82)，所述致动器与所述处理电路系统(74)通信并且被配置为：

使得向所述处理电路系统(74)发射在所述第一操作模式与所述第二操作模式之间切换的所述请求。

3.如权利要求2所述的插头(24)，其中，所述致动器(82)进一步被配置为：

使得发射触发基于与所述电池(14)相关联的所述至少一个参数而在所述第一操作模式与所述第二操作模式之间进行自动选择的请求。

4.如权利要求1至3中任一项所述的插头(24)，其中，所述插头(24)进一步包括指示器，所述指示器被配置为：

显示关于所述至少一个参数、所选择的第一操作模式、所选择的第二操作模式以及所述第一操作模式与所述第二操作模式之间的选择是否是自动的中的至少一项的第二指示。

5.如权利要求1至4中任一项所述的插头(24)，其中，所述插头(24)进一步包括插座，所述插座被配置为：

接收并传输电力以对所述电池(14)充电。

6.如权利要求1至5中任一项所述的插头(24)，其中，所述通信接口(72)进一步包括连接器，所述连接器被配置为进行以下中至少一项操作：

接收和发射电池管理系统信号。

7.如权利要求1至6中任一项所述的插头(24)，其中，所述至少一个参数包括荷电状态。

8.如权利要求1至7中任一项所述的插头(24)，其中，所述第一操作模式是触发所述电池(14)消耗比所述第二操作模式更少的电力的睡眠模式。

9.一种系统，所述系统包括

电池(14)，所述电池包括：

电池(14)管理系统BMS(16)，所述电池管理系统被配置为确定与所述电池(14)相关联的至少一个参数；以及

插头(24)，所述插头可拆卸地连接到所述电池(14)并包括第一通信接口(72)和与所述第一通信接口(72)通信的第一处理电路系统(74)：

所述第一处理电路系统(74)被配置为：

基于以下中的至少一项来选择第一操作模式和第二操作模式之一：

在所述第一操作模式与所述第二操作模式之间切换的请求；以及

与所述电池(14)相关联的所述至少一个参数；

所选择的第一操作模式触发所述BMS(16)使用一组过程进行操作，所选择的第二操作模式触发所述BMS(16)使用第二组过程进行操作，所述第一组过程是所述第二组过程的子集；并且

所述第一通信接口(72)被配置为：

向所述BMS(16)发射指示所选择的第一操作模式和所选择的第二操作模式之一的第一指示。

10.如权利要求9所述的系统，其中，所述插头(24)进一步包括致动器，所述致动器与所述第一处理电路系统(74)通信并且被配置为：

使得向所述第一处理电路系统(74)发射在所述第一操作模式与所述第二操作模式之间切换的所述请求。

11.如权利要求10所述的系统，其中，所述致动器进一步被配置为：

使得向所述第一处理电路系统(74)发射触发在所述第一操作模式与所述第二操作模式之间进行自动选择的请求，所述自动选择触发所述第一通信接口(72)发射指示所述BMS(16)基于与所述电池(14)相关联的所述至少一个参数而在所述第一操作模式与所述第二操作模式之间自动切换的第三指示。

12.如权利要求11所述的系统，其中，所述BMS(16)包括第二通信接口(56)，所述第二通信接口被配置为：

接收以下中的至少一项：

指示所选择的第一操作模式和所选择的第二操作模式之一的所述第一指示；以及

指示所述BMS(16)基于与所述电池(14)相关联的所述至少一个参数而在所述第一操作模式与所述第二操作模式之间自动切换的所述第三指示。

13.如权利要求12所述的系统，其中，所述第一通信接口(72)包括第一连接器(35)，并且所述第二通信接口(56)包括电连接到所述第一连接器和所述BMS(16)的第二连接器(34)。

14.如权利要求11至13中任一项所述的系统，其中，所述BMS(16)包括第二处理电路系统(58)，所述第二处理电路系统被配置为：

基于所述第一指示和所述第三指示之一而执行至少一个电池(14)管理过程。

15.如权利要求9至14中任一项所述的系统，其中，所述第一操作模式是触发所述BMS(16)消耗比所述第二操作模式更少的电力的睡眠模式。

16.一种在插头(24)中的方法，所述插头(24)可拆卸地连接到电池(14)，所述方法包括：

基于以下中的至少一项来选择第一操作模式和第二操作模式之一：

在所述第一操作模式与所述第二操作模式之间切换的请求；以及

与所述电池(14)相关联的至少一个参数；

所选择的第一操作模式触发所述电池(14)使用一组过程进行操作，所选择的第二操作模式触发所述电池(14)使用第二组过程进行操作，所述第一组过程是所述第二组过程的子集；以及

发射指示所选择的第一操作模式和所选择的第二操作模式之一的第一指示。

17.如权利要求16所述的方法，其中，所述方法进一步包括：

发射在所述第一操作模式与所述第二操作模式之间切换的所述请求。

18.如权利要求17所述的方法，其中，所述方法进一步包括：

发射触发基于与所述电池(14)相关联的所述至少一个参数而在所述第一操作模式与所述第二操作模式之间进行自动选择的请求。

19.如权利要求16至18中任一项所述的方法，其中，所述方法进一步包括：

显示关于所述至少一个参数、所选择的第一操作模式、所选择的第二操作模式以及所述第一操作模式与所述第二操作模式之间的选择是否是自动的中的至少一项的第二指示。

20.如权利要求16至19中任一项所述的方法，其中，所述方法进一步包括：

接收并传输电力以对所述电池(14)充电。

21.如权利要求16至20中任一项所述的方法，其中，所述方法进一步包括以下中的至少一项操作：

接收和发射电池(14)管理系统信号。

22.如权利要求16至21中任一项所述的方法，其中，所述至少一个参数包括荷电状态。

23.如权利要求16至22中任一项所述的方法，其中，所述第一操作模式是触发所述电池(14)消耗比所述第二操作模式更少的电力的睡眠模式。