[发明专利]采掘机械的电池充电管理

说明书

本公开内容涉及用于一个或多个电池供电的采掘机械(210a，210b)的电池充电管理的系统(200)、方法、控制单元和计算机程序产品。用于电池充电管理的系统包括：一个或多个电池(220a‑f)；至少一个电池管理系统BMS(230a‑f)，被布置成收集表示相应电池的操作状态的电池数据；一个或多个电池充电器(240a‑b)；以及电池充电控制单元(250)。每个电池被配置成用在相应电池供电的采掘机械中，该相应电池供电的采掘机械被配置成以预定的采掘周期进行操作，并且每个BMS被配置成向电池充电控制单元提供电池数据。电池充电控制单元被配置成：基于电池数据生成至少一个充电模型，并且基于至少一个充电模型经由一个或多个电池充电器调度一个或多个电池中的相应电池的充电。

技术领域

本公开内容涉及用于一个或多个电池供电的采掘机械的电池充电管理的系统、方法、控制单元和计算机程序产品。

背景技术

正在进行工作以使采掘机械适于使用电力进行操作，并且更具体地说，至少部分地以电池供电的模式进行操作。除了采掘机械之外，还存在其他由电力驱动的装置，例如通风风机、起重机、照明装置等。这些其他装置也可以至少部分地是电池供电的。从燃料驱动的机械(和装置)到电力驱动和电池供电的机械的切换增加了矿井中的电能消耗，并且电池的充电将对矿井中的电力消耗具有显著影响。用于矿井应用的常规电池充电解决方案公开了使用电池管理系统/能量管理系统(BMS/EMS)以对电池或电池供电的车辆进行优化充电，但是没有考虑充电的负荷影响。

US2018/0111496公开了一种用于电动采掘车辆的充电控制器，其被配置成确定要提供至采掘机的电池的充电量。在所公开的解决方案中，对电池充电适于采掘车辆的电动机先前经历的特定负荷需求。

采掘的日常作业通常涉及除采掘车辆所用于的运输之外更多的采掘作业。作业包括以下的周期：钻孔、爆破、通风以及装载、运输和倾倒采掘作业周期(即采掘周期)期间已经切割的材料。采掘作业涉及各种各样的采掘机械，例如面钻机、生产钻机、锚杆支护装置、锚索支护装置、混凝土喷射机、装载机、搬运机和倾倒机。所列出的采掘机械在作业期间需要相当大的电力，并且采掘机械在采掘周期的可预测阶段期间通常具有高的电力需求。当单独考虑每个采掘机械时，大多数采掘机械可以被认为是根据循环采掘周期(即，针对特定机械限定的采掘作业的周期)进行操作。

在矿井内同时执行的多个作业导致采掘特有的对电力提出需求的相应的多个采掘周期。在采掘的领域中，为了满足多个同时采掘作业的电力需求，电网经常处于其容量的边缘甚至在标准之下，特别是在作业周期意味着电网中间歇性电力需求的情况下。电力需求中的一些需求可能来自具有同时电池充电需求的一个或多个电池供电的采掘机械，这将导致矿井中电网上的高峰负荷。因此，在现有的、已经高负荷的主采掘电网内，对一个或多个机械充电(尤其是在矿井中操作其他电动工具的时间期间执行时)可能导致过载。

因此，需要改进的充电管理。

发明内容

本公开内容的目的是解决或缓解、减轻或消除现有技术中至少部分上述缺陷，并且提供用于改进的充电管理的解决方案。

根据第一方面，该目的通过用于一个或多个电池供电的采掘机械的电池充电管理的系统来实现。该系统包括：一个或多个电池；至少一个电池管理系统(BMS)，其被布置成收集表示相应电池的操作状态的电池数据；一个或多个电池充电器；以及电池充电控制单元。每个电池被配置成用于相应电池供电的采掘机械中，该相应电池供电的采掘机械被配置成以预定的采掘周期进行操作。每个电池管理系统(BMS)被配置成向电池充电控制单元提供电池数据。电池充电控制单元被配置成：生成至少一个充电模型并且基于至少一个充电模型经由一个或多个电池充电器来调度一个或多个电池中的相应电池的充电。

本公开内容提供了以下优点：实现用于电池供电的采掘机械的改进的电池充电/电池管理。使用充电模型控制充电；每个电池充电模型基于采掘周期期间的预期电池消耗和电池的操作状态。