[發明專利]冗余電池管理系統架構

在審

• 申請號: 201980054047.7
• 申請日: 2019-08-16
• 公開（公告）號: CN112567255A
• 公開（公告）日: 2021-03-26
• 發明（設計）人: K·M·福萊;R·A·吳;M·伯克爾;C·Z·陶;V·R·坦納希爾;E·A·卡畢畢;D·雷德芬
• 申請（專利權）人: 祖克斯有限公司
• 主分類號: G01R31/382
• 分類號: G01R31/382;B60W20/13;B60W10/08
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 劉瑜

車輛可以包括被配置為向車輛的電動機、附件和其他組件提供電力的電池架構。該架構可以包括耦合到多個電池單元的控制器。每個電池單元可以包括電池和電池管理系統。另外地，每個電池單元可以耦合到控制器和其他電池單元。通過使用冗余耦合以及向控制器、電池單元和其他組件發送的和從這些組件發送的冗余數據，架構可以檢測到故障并繼續運行，同時提供故障的指示。

相關申請的交叉引用

本專利申請要求享有于2018年8月17日提交的序列號為16/104,310的美國實用新型專利申請的優先權。申請序列號為16/104,310的全部內容通過引用合并于此。

背景技術

車輛可以使用電池來提供能量以操作車輛。操作可以包括向一個或多個電動機、傳感器、可供車輛的乘客使用的附件和/或其他車輛系統提供電力。為了使車輛可靠地操作，這些車輛系統中的一些或全部依賴于電池電力的可靠供應。然而，在操作過程期間，可能會發生性能下降或故障，從而使車輛性能嚴重受限或無法操作。例如，在一些常規的電池系統架構中，電池、電池控制器或到電池的耦合的故障可能導致系統或車輛無法操作。

附圖說明

參考附圖描述了具體實施方式。在附圖中，附圖標記的最左邊的(多個)數字標識該附圖標記在其中首次出現的附圖。在不同附圖中使用相同的附圖標記指示類似或相同的組件或特征。

圖1描繪了冗余電池管理系統(BMS)架構的示例架構。

圖2描繪了用于實現冗余BMS架構的示例系統以及朝著充電站操縱的車輛的示例環境。

圖3是示例車輛的示意圖，該車輛包括車身模塊、設置在車身模塊的相對端處的驅動模塊對以及設置在每個驅動模塊內或耦合到每個驅動模塊的電池單元。

圖4A描繪了使用環形配置的冗余BMS架構的示例架構。

圖4B描繪了使用網格配置的冗余BMS架構的示例架構。

圖5描繪了用于接收電池數據并指示電池單元的示例過程。

圖6描繪了用于生成電池數據和發送電池數據的示例過程。

圖7描繪了用于確定故障條件的示例過程。

具體實施方式

本公開描述了用于在車輛中提供冗余電池管理系統(BMS)架構(例如，通信架構)的系統、方法和裝置。如上面所討論的，常規的電池系統架構可能導致車輛在一些故障條件下無法操作。例如，在常規的電池系統架構中，電池、電池控制器、它們之間的通信鏈路或到電池的耦合的故障可以導致整個系統的故障。這樣的架構可能不適合于要求一定程度的魯棒性的自動駕駛車輛或任何其他類型的電動設備或系統。

本公開總體上針對用于冗余BMS架構(例如，通信架構)的系統、方法和裝置。在一些實例中，用于提供冗余BMS架構的系統可以包括一個或多個控制器，這些控制器用于向其他組件發布命令(例如，調整連接到輸出的負載，例如，設置電動機控制器的扭矩、與電池連接或斷開連接等)，通信一個或多個組件(例如，電池)的狀況或參數以及確定系統中是否已發生故障條件。(多個)控制器還可以被配置為提供故障的指示。在一些實例中，控制器可以基于從其他組件接收到的數據來計算系統的容量或極限(例如，一個或多個電池提供的電流或功率的最大數量)。

本公開的冗余BMS架構還可以包括第一電池單元和第二電池單元，但可以預期任何數量的單元。在一些實例中，每個電池單元可以包含電池和BMS。電池可以存儲能量，以供冗余BMS架構和/或電負載使用。BMS可以監視電池和/或電池單元的狀態，包括但不限于：充電狀態、電壓電平、電流消耗、功率水平、內部電阻等。另外地，BMS可以被配置為發送和接收電池數據以及接收操作命令。