[發(fā)明專(zhuān)利]電池荷電狀態(tài)校準(zhǔn)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200880132053.1
• 申請(qǐng)日: 2008-11-17
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102246029A
• 公開(kāi)（公告）日: 2011-11-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: L·陳;W·A·費(fèi)羅內(nèi)西;S·M·奧吉亞努;V·布拉斯科
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 奧的斯電梯公司
• 主分類(lèi)號(hào): G01N27/416
• 分類(lèi)號(hào): G01N27/416
• 代理公司: 中國(guó)專(zhuān)利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 柯廣華;朱海煜

本發(fā)明涉及電池荷電狀態(tài)的確定。

用于運(yùn)行電梯的電力要求范圍從正的(其中使用外部產(chǎn)生的電力(例如從公用電力))到負(fù)的(其中在電梯中的負(fù)載驅(qū)動(dòng)馬達(dá)，因此它作為發(fā)電機(jī)來(lái)產(chǎn)生電)。作為發(fā)電機(jī)來(lái)產(chǎn)生電的馬達(dá)的使用一般被稱(chēng)為再生。在傳統(tǒng)系統(tǒng)中，如果再生的能量未提供給電梯系統(tǒng)的另一部件或者被返回公用電網(wǎng)(utility?grid)，它通過(guò)動(dòng)態(tài)制動(dòng)電阻器(dynamic?brake?resistor)或者其他負(fù)載被消耗。在該配置中，所有需求保留在公用電力上以供應(yīng)電力給電梯系統(tǒng)(甚至在峰值電力狀況期間(如，當(dāng)不止一個(gè)馬達(dá)同時(shí)啟動(dòng)時(shí)或者在高需求期間))。因此，從公用電力運(yùn)送電力的電梯系統(tǒng)的部件需要被定尺寸以適應(yīng)峰值電力需求，其可能更昂貴并且需要更多空間。而且，被消耗的再生能量未被使用，因而減少了電力系統(tǒng)的效率。

另外，電梯驅(qū)動(dòng)器系統(tǒng)典型地被設(shè)計(jì)成在來(lái)自電源的具體的輸入電壓范圍內(nèi)運(yùn)行。驅(qū)動(dòng)器的部件具有額定電壓與額定電流，其允許驅(qū)動(dòng)器在電源保持在指定輸入電壓范圍內(nèi)時(shí)連續(xù)地運(yùn)行。在傳統(tǒng)系統(tǒng)中，當(dāng)公用電壓下跌，電梯系統(tǒng)故障。在傳統(tǒng)系統(tǒng)中，當(dāng)公用電力失效發(fā)生或者處于差的電力質(zhì)量狀況之下時(shí)，電梯可在電梯并道門(mén)中的樓層之間停轉(zhuǎn)，直至電源恢復(fù)正常運(yùn)行。

電梯驅(qū)動(dòng)器系統(tǒng)可包含二次電源，其被控制以在正電力需求期間運(yùn)送補(bǔ)充電力給電梯升降馬達(dá)，以及在零或者負(fù)電力需求期間存儲(chǔ)來(lái)自公用電力以及/或者電梯升降馬達(dá)的電力。例如，Tajima等人的U.S.專(zhuān)利No.6431323，描述了包括能量存儲(chǔ)設(shè)備以及基于充電目標(biāo)值(如，基于一天的時(shí)刻的充電值)用于控制能量存儲(chǔ)設(shè)備的充電與放電運(yùn)行的控制器的電梯驅(qū)動(dòng)器系統(tǒng)。然而，該類(lèi)型的控制未提供用于測(cè)量電梯驅(qū)動(dòng)器系統(tǒng)將來(lái)的能量需求的直接方法，并且未控制能量存儲(chǔ)設(shè)備的上和下充電限制。

配備有再生驅(qū)動(dòng)器的電梯提供恢復(fù)能量的大部分的可能性，其被用以移動(dòng)負(fù)載以及配重。恢復(fù)的能量因此可被送回到建筑物電網(wǎng)或者被本地存儲(chǔ)用于由電梯將來(lái)使用或者在容納電梯的建筑物中的其他需要。利用所存儲(chǔ)的能量給電梯供應(yīng)電力具有對(duì)客戶特定的利益，因?yàn)楦鱾€(gè)益處以及功能性可然后被實(shí)現(xiàn)，其包括由來(lái)自存儲(chǔ)裝置的升壓(boost)所實(shí)現(xiàn)的供電線尺寸減少，以及由對(duì)電網(wǎng)的二次能量源產(chǎn)生的救援運(yùn)行。控制電池的荷電狀態(tài)(SOC)以確保系統(tǒng)的可運(yùn)行性、保持電池壽命、并且保證安全運(yùn)行是必要的。

現(xiàn)有技術(shù)發(fā)表的電池SOC評(píng)估方法一般基于在SOC與可測(cè)量的參數(shù)(例如電池模塊(或者電池組)電壓、電流、以及溫度)之間不精確的相關(guān)性。電池運(yùn)行中所涉及的過(guò)程的復(fù)雜性使得SOC評(píng)估易于出錯(cuò)。基于由當(dāng)前傳感器的測(cè)量的庫(kù)侖計(jì)算通常與卡爾曼濾波器(Kalman?filter)結(jié)合以評(píng)估系統(tǒng)的狀態(tài)。然而，不是隨機(jī)的系統(tǒng)性的誤差可導(dǎo)致不可能被限制的累積誤差。因此，當(dāng)前技術(shù)水平的SOC評(píng)估器根據(jù)電池容量的絕對(duì)值能夠以幾乎等于±15％的精確性評(píng)估SOC。從而，電池可在所希望的SOC模式(regime)外運(yùn)行，其會(huì)潛在地減少電池的壽命并且使電池的能效降級(jí)。為避免在所希望的SOC模式外的運(yùn)行，定期校準(zhǔn)電池的SOC，以及因而重置任何SOC評(píng)估以及限定該評(píng)估中的誤差是有利的。

電池SOC校準(zhǔn)技術(shù)對(duì)移動(dòng)通信以及混合電動(dòng)交通工具產(chǎn)業(yè)是關(guān)鍵的。由Ptasinski等人的美國(guó)專(zhuān)利No.6630814針對(duì)校準(zhǔn)移動(dòng)電話的電池，教導(dǎo)一種庫(kù)侖計(jì)算方法以貫穿電池壽命定期識(shí)別當(dāng)前可用容量。該方法依賴于給電池完全地充電以及放電。美國(guó)專(zhuān)利No.6630814還教導(dǎo)了備選的容量評(píng)估方法，其當(dāng)完全的充電以及放電不被允許時(shí)基于電池的老化趨勢(shì)。對(duì)完全的充電以及放電方法來(lái)說(shuō)存在幾個(gè)缺點(diǎn)。第一，它要求長(zhǎng)時(shí)間來(lái)完成，其由于電池的連續(xù)運(yùn)行而可不切實(shí)際。第二，完全地給電池充電以及放電(代表100％放電深度(DOD))可能加速電池的降級(jí)，導(dǎo)致相當(dāng)較短的電池壽命。因?yàn)殡娞莸墓ぷ餮h(huán)經(jīng)常高于平均移動(dòng)電話的工作循環(huán)，并且在電梯系統(tǒng)中的電池的壽命需要更長(zhǎng)，類(lèi)似由美國(guó)專(zhuān)利No.6630814公開(kāi)的內(nèi)容的方法可不適用于電梯。

由Koo的美國(guó)專(zhuān)利No.6841972教導(dǎo)一種在混合電動(dòng)交通工具中定性重置電池的SOC的方法，其基于SOC與電池參數(shù)之間的關(guān)系。該方法不要求給電池完全地充電以及放電，并且它能即時(shí)實(shí)現(xiàn)。電池的SOC被分成15％到25％的等級(jí)(brackets)。電池實(shí)際的SOC被定性地評(píng)估并且被指派給等級(jí)的一個(gè)。