[发明专利]用于经济优化的主动式蓄电池管理方法

说明书

本发明提供用于主动式蓄电池管理以优化蓄电池性能的方法。该方法包括提供用于蓄电池的充电和放电的信号注入。信号注入包括各种充电和放电曲线、速率和端点。接收与信号注入对应的响应信号，并且测量这些信号的效用。基于响应信号的效用，修改与蓄电池的充电和放电相关的数据以优化蓄电池性能并确定何时使蓄电池向电网中放电，以便使功率返回到电网来交换经济效益，诸如来自公用设施公司的支付或折扣。

背景技术

蓄电池管理对于从消费电子器件到机动车电气化和电网级能量存储的许多商业应用而言是至关重要的。蓄电池管理也是任何蓄电池系统的价值建议的关键部分，所述蓄电池系统的效用取决于在自消费电子器件的几年到电网安装的十年的延长时间段内可靠且安全地递送最少量的能量。

发明内容

用于主动式蓄电池管理的第一方法包括在蓄电池的充电或放电中注入随机化的受控信号，包括使所述蓄电池自电网充电；以及确保所述信号注入发生在正常操作范围和约束内。该方法也包括响应于所述受控信号监测所述蓄电池的性能；计算关于所述蓄电池性能和所述受控信号之间的因果关系的置信区间；以及基于所计算的置信区间来选择用于所述蓄电池的充电或放电的最佳信号，包括使所述蓄电池向所述电网中放电来交换经济效益。

用于主动式蓄电池管理的第二方法包括提供用于蓄电池的充电或放电的信号注入，包括使所述蓄电池自电网充电；以及接收与所述信号注入对应的响应信号。该方法也包括测量所述响应信号的效用；访问与所述蓄电池的充电或放电相关的数据，包括使所述蓄电池向所述电网中放电来交换经济效益；以及基于所述响应信号的效用来修改所述数据。

附图说明

附图被结合到本说明书中且构成本说明书的一部分，并且附图与描述一起解释本发明的优点和原理。在附图中，

图1为示出用于实现主动式蓄电池管理方法的系统的示意图；

图2为用于该系统的搜索空间方法的流程图；

图3为用于该系统的信号注入方法的流程图；

图4为用于该系统的连续学习方法的流程图；

图5为用于该系统的存储器管理方法的流程图；

图6A-6D示出了实施例的所有可能充电曲线的搜索空间；

图7A-7C示出了实施例中的算法识别出旧电池相对于新电池的不同效应大小；并且

图8A-8C示出了电压相对于由实施例中的算法分配的充电曲线的容量。

具体实施方式

本发明的实施方案包括用于改善蓄电池管理的方法，该方法通过对充电和放电变量实现随机实验并推断它们对效用度量诸如能量容量、功率、衰减速率、充电时间、内阻、健康状态、电池失衡、温度、电池溶胀、电气成本等的因果效应来进行。任何上述效用度量的线性组合也可被定义为给出平衡竞争要求的品质因数。该蓄电池管理可用于例如电动车辆或混合动力车辆、电动自行车、消费电子设备、电网存储系统、以及使用蓄电池的其他车辆和设备。

该蓄电池管理方法还可包括经济因素诸如确定何时将功率发送回电网来交换经济效益(例如来自公用设施公司或另一实体的支付、折扣或退款)，以及可能地，用户需要解决什么类型的用户需求、调频(高频)相对于调峰(低频)。具体地讲，实施方案包括一种优化电动车辆或不间断功率系统中蓄电池组的放电和充电条件的方法，该方法使得蓄电池组可用作回到电网的功率源，而不会不利地影响蓄电池组寿命。该方法使用深层因果学习来使自所售功率回到公用设施电网的净收益最大化，或者通过诸如调峰的技术使主要操作者所耗电力成本最小化。如本文所述，深层因果学习是对于该问题特别有用的方法，因为其可在蓄电池组的整个寿命期间连续调整。