用于控制车辆的能量存储系统的方法
阅读说明：本技术 用于控制车辆的能量存储系统的方法 (Method for controlling an energy storage system of a vehicle ) 是由 汉娜·布林格尔松 爱德华·乔布森 于 2019-03-20 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种用于控制车辆(201)的能量存储系统(200)的方法,该能量存储系统包括至少一个电池组(202)。该方法包括以下步骤：-获取与车辆的预期行驶路线相关的路线规划信息,-确定能量存储系统的至少一个设定操作模式,-基于至少所获取的路线规划信息和能量存储系统的至少一个设定操作模式来设定用于控制能量存储系统的控制配置文件,-根据控制配置文件来控制能量存储系统。(The invention relates to a method for controlling an energy storage system (200) of a vehicle (201), which comprises at least one battery pack (202). The method comprises the following steps: -obtaining route planning information relating to an expected driving route of the vehicle, -determining at least one set operating mode of the energy storage system, -setting a control profile for controlling the energy storage system based on at least the obtained route planning information and the at least one set operating mode of the energy storage system, -controlling the energy storage system according to the control profile.)
技术领域
本发明涉及一种用于控制车辆的能量存储系统的方法，该能量存储系统包括至少一个电池组。本发明还涉及计算机程序、计算机可读介质、控制单元和车辆。
本发明可以应用于任何类型的车辆，诸如卡车、公共汽车、轿车和建筑设备。特别地，本发明可以应用于电动操作的重型车辆。虽然本发明将针对公共汽车进行描述，但本发明不限于该特定车辆，而是还可以用于其他车辆。
背景技术
与用替代动力源(即，动力源用作传统内燃机的替代方案)推进车辆相关的研究和开发稳步增加。特别地，电动操作的车辆已经成为一种有前途的替代方案。
存在各种类型的电动操作的车辆。例如，车辆可以仅借助于电动机(全电动车辆)或借助于包括电动机和内燃机两者的布置来操作。后一种替代方案通常被称为混合动力车辆(HEV)，并且可以例如以这样的方式使用：在市区外行驶时使用内燃机来操作车辆，而可以在市区或需要限制有害污染物(诸如一氧化碳和氮氧化物)排放的环境中使用电动机。此外，借助于内燃机和从可充电电能存储系统供应动力的电动机操作的车辆通常被称为插电式混合动力电动车辆(PHEV)。插电式混合动力电动车辆使用带有可充电电池或可以通过与外部电源的连接而恢复到充满电状况的其他合适能量源的能量存储系统。
在本公开的上下文中，术语“电动操作的车辆”是指纯电动车辆和混合动力车辆两者。
根据已知技术，电动机借助于布置在车辆中的能量存储系统(ESS)来操作。通常，能量存储系统包括一个或多个电池组，其中，每个电池组进而包括几个单独的电池元。以电池管理单元(BMU)形式的控制单元(被配置成将电池组维持在适当的操作状况)可以与每个电池组相关联，每个BMU被配置成与ESS控制单元通信。插电式混合动力车辆的单个电池组例如可以是锂离子类型的。如果使用600V锂离子电池组，则将需要大约200个串联的电池元以达到期望的电压从而操作车辆。车辆行驶的可用里程取决于某些参数，诸如电池组的充电状态(SOC)。
在能量存储系统中设置有多于一个电池组的情况下，通常不能一直使用能量存储系统的所有电池组。因此，当构建具有多个电池组的能量存储系统时，系统通常至少在某些方面是超尺寸的以便满足例如与车辆性能相关的要求。
电动车辆和混合动力车辆的能量存储系统总体上必须满足用户期望，其中涉及车辆性能、行驶里程和电池使用寿命等属性。然而，这些属性不能同时最大化，因为优化例如车辆性能会对电池使用寿命和行驶里程产生负面影响，反之亦然。因此，可以允许车辆用户通过例如选择能量存储系统的操作模式来选择优先考虑哪个性能。
US 2013/0221916公开了一种用于通过选择车辆的能量存储系统的操作模式来控制车辆的能量存储系统的方法。操作模式包括：标准模式；提供性能、行驶里程和电池使用寿命之间的折衷；能够使车辆能够行驶的距离最大化的延长行驶里程模式；其中优先考虑可用功率的性能模式；以及最佳电池使用寿命模式，其中，能量存储系统的操作参数被设定成选定的预设值，以牺牲行驶里程和车辆性能为代价使电池使用寿命最大化。特定操作模式的选择可以由车辆驾驶员经由车辆内部的信息娱乐面板或类似物来执行。通过选择特定的操作模式，来设定参数(诸如充电状态、电池温度以及充电和放电率)的最小和/或最大水平。
尽管存在用于通过选择不同的操作模式来控制车辆的能量存储系统的已知方法，但仍然需要更好地适应对特定车辆的要求的方法。
发明内容
本发明的主要目的是提供一种用于控制车辆的能量存储系统的方法，该能量存储系统包括至少一个电池组，该方法在至少某些方面相对于现有技术方法进行了改进，或者该方法提供了现有技术方法的替代方案。特别地，目的是提供一种方法，借助于该方法可以更好地根据车辆的当前操作状况来设定用于控制能量存储系统的控制配置文件。
至少主要目的是通过根据权利要求1的方法实现的。该方法包括以下步骤：
-获取与车辆预期行驶路线相关的路线规划信息，
-确定能量存储系统的至少一个设定操作模式，
-基于至少所获取的路线规划信息和能量存储系统的至少一个设定操作模式，来设定用于控制能量存储系统的控制配置文件，
-根据控制配置文件来控制能量存储系统。
通过在设定用于控制电动操作的车辆的能量存储系统(ESS)的控制配置文件时考虑路线规划信息，可以相对于当时被认为对车辆性能或车辆行为至关重要的参数来适应ESS的性能，同时相对于被认为不太重要的参数来降低性能。例如，如果沿预期行驶路线预见到丘陵地带，则可以根据所提出的方法来调节控制配置文件以便维持ESS的电池使用寿命、容量(行驶里程)或功率性能，这取决于设定操作模式。
该方法可以有利地在车辆或ESS的控制单元中执行。
ESS可以包括控制单元和多个电池组，其中，每个电池组进而可以包括多个可充电电池元。
路线规划信息可以包括或为与沿车辆的预期行驶路线的道路地形相关的地形数据的形式。路线规划信息还可以包括关于沿预期行驶路线的交通状况的信息。
如果能量存储系统包括多于一个的电池组，则该方法可以附加地包括确定能量存储系统内的活动电池组的数量的步骤，其中，用于控制能量存储系统的控制配置文件取决于活动电池组的数量而设定。以此方式，控制配置文件可以适应在能量存储系统内活动的电池组的数量，以确保ESS的最佳操作。
根据一个实施例，能量存储系统的至少一个设定操作模式是以下至少一种：
-功率操作模式，基于该功率操作模式将控制配置文件设定成控制能量存储系统，以能够提供随时间的流逝而恒定或基本恒定的放电功率或能够提供预定放电功率；
-容量操作模式，基于该容量操作模式将控制配置文件设定成控制能量存储系统，以能够提供随时间的流逝而恒定或基本恒定的容量或能够提供预定容量；
-使用寿命操作模式，基于该使用寿命操作模式将控制配置文件设定成控制能量存储系统，以符合对能量存储系统的使用寿命的预定要求。
操作模式还可以包括标准操作模式，以提供容量、性能和电池使用寿命之间的折衷。操作模式可以是由车辆驾驶员设定的一个操作模式，例如经由车辆内的界面(诸如通过按下按钮或经由触摸屏)，和/或由包括车辆的车队的车队所有者设定的一个操作模式。
通过控制ESS以能够提供随时间的流逝恒定的放电功率，车辆的功率性能变得可预测，即，容易预测车辆在各种情况下(诸如在丘陵地带中)随时间的流逝将如何作为。通过控制ESS以能够提供预定的放电功率，可以将放电功率的上限设定成临时较高水平，以允许在重载和/或在不损失速度的情况下翻越或爬上陡峭的山坡。放电功率应当理解为电池在放电期间能够提供的功率。
控制ESS以能够提供随时间的流逝恒定容量有利于预测车辆在未充电的情况下可以行驶的里程/距离，以及对ESS充电以能够行驶一定距离所需的时间。通过控制ESS以提供预定容量，可以提供临时增加的容量以能够以放电功率和/或电池使用寿命为代价行驶更长的距离。容量在本文中被理解为可用能量。
控制ESS以符合关于ESS的使用寿命的预定要求使得能够预测ESS的总电池使用寿命。对ESS的使用寿命的预定要求可以例如是对至少预定使用寿命或最大化使用寿命的要求。预定要求还可以是使ESS的各个电池组之间的电池使用寿命的差异最小化。
根据进一步的实施例，控制配置文件可以被配置成控制能量存储系统的多个操作参数中的至少一个，其中，多个操作参数包括：
-充电状态，其中，可以设定下限和/或上限和/或容量窗口，在该下限以上允许能量存储系统进行放电，在该上限以下允许能量存储系统进行充电，该容量窗口对应于充电状态的上限和下限之间的差，
-充电功率，
-放电功率，
-充电电流，
-放电电流，
-充电电压，
-放电电压，以及
-电池温度。
所述至少一个操作参数的目标值、里程和/或阈值(诸如上限和下限)可以取决于所获取的路线规划信息、活动电池组的数量(如果适用)以及设定操作模式来确定。通常，为每个提到的操作参数设定上限和下限。取决于设定操作模式，可以确定相对于所提及的标准操作模式调节所述操作参数中的哪一个。
根据进一步的实施例，可以基于能量存储系统的使用寿命模型来设定控制配置文件，其中，对使用寿命模型的输入至少包括充电状态的下限和上限以及放电功率，并且其中，基于使用寿命模型在车辆的使用期间重复更新控制配置文件的多个操作参数中的至少一个。为此，持续收集与路线规划和能量存储系统的设定操作模式(以及如果适用的话还有活动电池组的数量)相关的信息，并将其用于更新控制配置文件。因此，控制配置文件可以适应变化的状况，从而提高能量存储系统的使用寿命。同样，其他参数(诸如放电功率和电池温度)也可以用作对使用寿命模型的输入。
根据进一步的实施例，如果设定了功率操作模式，则设定控制配置文件可以包括临时地或随时间的流逝增加充电状态的下限和/或减小容量窗口。在功率操作模式下设定控制配置文件还可以包括设定放电功率的增加的上限，和/或设定放电电压和放电电流的最大值。临时增加和/或降低在本文中是与先前操作模式相比，或与预设使用寿命操作模式相比，或与标准操作模式相比。临时增加下限允许临时增加放电功率。当期望ESS能够在ESS的整个使用寿命期间提供相同的放电功率时，随时间的流逝增加充电状态的下限和/或随时间的流逝减小容量窗口是有用的。
根据进一步的实施例，如果设定了容量操作模式，则设定控制配置文件可以包括临时或随时间的流逝降低充电功率的上限和/或放电功率的上限。在容量操作模式下设定控制配置文件还可以包括降低充电状态的下限和/或增加充电状态的上限。临时降低在本文中是与先前操作模式相比，或与预设使用寿命操作模式相比，或与标准操作模式相比。临时降低充电功率和/或放电功率的上限会临时增加行驶里程，即，车辆在未对ESS充电的情况下能够行驶的距离。当期望ESS能够在ESS的整个使用寿命期间提供相同容量时，随时间的流逝降低充电功率和/或放电功率的上限是有用的。
根据进一步的实施例，如果设定了使用寿命操作模式，则设定控制配置文件可以包括随时间的流逝限制可允许放电功率和容量窗口中的至少一个。因此，可以降低放电功率的上限以及充电状态的上限和下限。可以设定放电功率的上限和容量窗口，以确保ESS符合对ESS使用寿命的预定要求。而且，可以限制其他操作参数以确保符合预定要求。
根据进一步的实施例，确定能量存储系统的至少一个设定操作模式可以包括，确定使用寿命操作模式为预设操作模式，并且接收用以基于对应于容量操作模式或功率操作模式的临时操作模式来设定控制配置文件的请求，其中，该方法还包括：
-确定根据临时操作模式来设定控制配置文件的请求是否是允许的；
-如果所述请求被认为是允许的，则根据临时操作模式来设定控制配置文件。
如果所述请求是不被允许的，则根据使用寿命操作模式来设定控制配置文件。确定根据临时操作模式来设定控制配置文件的请求是否是允许的，可以例如基于至少所获取的路线规划信息以及(如果适用)所确定的活动电池组的数量来执行。例如，如果活动电池组的数量低于预定数量，则该请求可以被认为是不允许的。类似地，如果路线规划信息指示到最近充电站的距离大于预定距离，则对应于容量操作模式的临时操作模式可以被认为是允许的。根据临时操作模式设定的控制配置文件是基于至少所获取的路线规划信息。
与该实施例相关联的优点在于例如当车辆的驾驶员请求时可以实现临时脱离预设使用寿命操作模式。这在某些情况下可能是有用的，而使用寿命操作模式可以保持默认操作模式。
根据进一步的实施例，确定所述请求是否是允许的可以包括，针对至少一个预定标准测试所述请求，并基于所述测试的结果来确定所述请求是否是允许的。一个标准可以例如是临时操作模式对应于容量操作模式，或者可替代地临时操作模式对应于功率操作模式。假设先前的请求的数量不超过预定数量，或者如果能量存储系统的健康状态高于预定阈值水平(例如，85％)，也可以认为满足标准。标准/准则还可以与活动电池组的数量和/或路线规划信息相关。可以使用一组标准，并且如果满足多于一定数量的标准，则可以认为所述请求是允许的，或者在决定所述请求是否是允许的时侯，可以对不同的标准赋予不同的权重。
根据进一步的实施例，所述至少一个预定标准可以包括使用寿命标准，并且测试请求包括：
-基于能量存储系统的使用寿命模型，确定根据临时操作模式来设定控制配置文件将对能量存储系统的预期使用寿命产生的影响，
-考虑所述效果，确定是否满足使用寿命标准。
该实施例的优点在于，如果可以在不以不可接受的方式影响电池使用寿命的情况下遵守临时操作模式的请求，则对临时操作模式的请求可以被认为是允许的，其中，例如包括车辆的车队的车队所有者可能能够决定电池使用寿命的哪些偏差是可接受的。因此，车辆的驾驶员可以被赋予根据需要操作车辆的自由，只要这对电池使用寿命具有可接受的影响即可。
根据进一步的实施例，如果根据临时操作模式设定控制配置文件的所述请求是允许的，则该方法还可以包括：
-一旦满足预定状况，根据预设使用寿命操作模式来设定控制配置文件。
例如在预定时间间隔之后、一旦放电功率降低到预定水平、在行驶预定距离之后或类似情况可以被视为满足预定状况。与该实施例相关联的优点在于，使用寿命操作模式被自动恢复，从而确保优先考虑电池使用寿命。
根据进一步的实施例，路线规划信息可以包括与沿车辆的预期行驶路线的道路地形相关的地形数据。路线规划信息可以可替代地或附加地包括例如交通信息和与沿预期行驶路线的速度限制相关的信息。道路地形对车辆的能源消耗和功率需求有很大影响，并且因此在设定用于控制ESS的控制配置文件时(例如，在确定控制配置文件的操作参数的上限和下限时)能够将这一点考虑在内是有用的。
路线规划信息可以例如与可以影响ESS系统的能量和/或功率需求的事件的持续时间相关。路线规划信息还可以与到这种事件的距离(例如，行驶范围)相关。路线规划信息还可以涉及即将到来的下坡或上坡，或到充电站的距离。
根据进一步的实施例，该方法还可以包括以下步骤：
-获取与车辆的最近使用相关的信息，
其中，进一步基于所获取的与车辆的最近使用相关的信息来设定控制配置文件。
与最近使用相关的信息可以包括与例如车速、车辆质量、功率、辅助负载、再生和加速相关的数据。该信息还可以包括与能量存储系统的温度、充电状态(SOC)、电流和电压相关的数据。这种数据可以被收集并用于设定控制配置文件的操作参数。数据可能随时间的流逝而被收集，例如在行驶期间进行记录。可以假设未来的车辆使用将类似于最近的使用。
这样做(特别是在使用寿命操作模式下)的优点在于，该信息说明车辆过去在容量和功率方面需要什么，并由此更容易控制能量存储系统的操作参数，例如，设定充电状态的下限和上限以及设定充电和放电功率的上限，假设车辆使用将保持相同或相似。
根据进一步的实施例，该方法还可以包括以下步骤：
-获取与沿预期行驶路线的其他车辆的能源使用相关的天气数据和能源使用数据，
其中，基于所获取的天气数据和能源使用数据来进一步设定控制配置文件。因此，沿预期行驶路线的其他车辆使用的能量和天气状况被用于预测沿预期行驶路线的车辆的能量(容量)和功率需求。天气数据和能源使用数据可以例如源自可以在车辆上无线使用的后台功能，即，数据可以无线地传送到车辆。
本发明还涉及一种包括程序代码装置的计算机程序，该程序代码装置用于当所述计算机程序在计算机上运行时执行所提出的方法的步骤，并且本发明还涉及一种承载计算机程序的计算机可读介质，该计算机程序包括程序代码装置，该程序代码装置用于当所述计算机程序在计算机上运行时执行所提出的方法的步骤。本发明还涉及一种控制单元，该控制单元用于控制车辆能量存储系统，该能量存储系统包括至少一个电池组，该控制单元被配置成执行所提出的方法的步骤。
本发明还涉及一种包括能量存储系统的车辆，该能量存储系统包括至少一个电池组，该车辆还包括所提出的控制单元。车辆可以是电动操作的车辆的形式，诸如公共汽车、卡车或建筑设备形式的重型车辆。
在以下描述和从属权利要求中公开了本发明的其他优点和有利特征。
附图说明
参考附图，以下是作为示例引用的本发明的实施例的更详细描述。
在附图中：
图1是根据本发明的实施例的车辆的示意图，
图2是示出了根据实施例的方法的流程图，
图3a至图3b是示意性地示出了充电/放电曲线的视图，以及
图4是示出了充电/放电曲线的另一视图。
具体实施方式
在本具体实施方式中，根据本发明的方法的各种实施例主要参考包括电池供电电机形式的推进系统的全电动公共汽车来描述。然而，应当注意，所描述的发明的各种实施例同样适用于范围广泛的混合动力车辆和电动车辆。
图1示出了以公共汽车201形式的全电动车辆的简化立体图，根据实施例的公共汽车配备有用于操作公共汽车的电动机(未示出)。
公共汽车201承载包括电池组202的电能存储系统(ESS)200，该电池组包括多个电池元。电池元串联连接以提供具有期望电压电平的输出DC电压。合适地，电池元是锂离子类型，但也可以使用其他类型。每个电池组的电池元的数量可以在50到500个电池元的范围内。应当注意，ESS可以包括多个电池组。
传感器单元(未示出)可以被布置成用于测量指示相关电池组202的操作状态的一个或多个预定参数。来自每个传感器单元的测量数据被传输到相关联的电池管理单元(BMU)204，其被配置成用于在公共汽车1的操作期间控制各个电池组202。BMU 204还可以被配置成用于确定指示和控制电池组202的状况或容量的参数，诸如电池组202的充电状态(SOC)、健康状态(SOH)和能量状态(SOE)。
BMU 204连接到控制ESS的ESS控制单元208并被配置成与该ESS控制单元208通信。ESS控制单元208可以包括微处理器、微控制器、可编程数字信号处理器或其他可编程设备。因此，ESS控制单元208包括电子电路和连接件(未示出)以及处理电路(未示出)，使得ESS控制单元208可以与公共汽车201的不同部分或与公共汽车201的不同控制单元通信。ESS控制单元208可以包括硬件或软件模块，或者部分硬件或软件模块，并且使用已知的传输总线(诸如CAN总线)和/或无线通信能力进行通信。处理电路可以是通用处理器或特定处理器。ESS控制单元包括用于存储计算机程序代码和数据的非暂时性存储器。因此，本领域技术人员认识到ESS控制单元可以通过许多不同的构造来实施。
在图2中示意性地示出了根据本发明的实施例的方法。可选步骤用虚线标记。这些步骤不一定按图2所示的顺序执行。
在该实施例中，方法步骤在ESS控制单元208中执行。
在第一步骤101中，获取与车辆的预期行驶路线相关的路线规划信息，包括例如道路地形数据和/或交通数据。路线规划信息可以例如经由车辆内的通信单元(未示出)被接收在ESS控制单元208中，以从全球导航卫星系统(诸如全球定位系统)接收数据。可替代地或附加地，路线规划信息可以指示车辆的预定路线，其中，路线规划信息可以在车辆在预定路线上操作之前被检索。这种预定路线可以例如本地存储在车辆的存储器中，或者从远程数据库中检索(例如，经由“云”)。可替代地或附加地，路线规划信息可以经由射频识别(RFID)或GSM网络或任何其他移动网络从与公共汽车站相关联的通信单元接收。
在可选步骤101a中，如果能量存储系统包括多于一个电池组，则可以执行该可选步骤101a，确定能量存储系统内的活动电池组的数量。这可以在ESS控制单元中执行，例如，通过从每个电池组的BMU接收指示相应电池组是否处于活动状态的信号。
在第二步骤102中，确定能量存储系统200的至少一个设定操作模式，例如，通过从其中请求所述操作模式的车辆201的驾驶员或所有者接收请求。驾驶员可以例如通过使用车辆内的接口(诸如视觉或音频接口、按钮、开关或类似物)请求特定的操作模式。车辆的所有者也可能已经设定了操作模式。也可以在ESS中获取需要临时脱离预设操作模式的信息，这将在以下进一步详细解释。
在第三步骤103中，基于至少所获取的路线规划信息和能量存储系统的至少一个设定操作模式以及(如果适用)所确定的活动电池组的数量，设定用于控制能量存储系统的控制配置文件。控制配置文件可以被配置成控制能量存储系统的多个操作参数中的一个或多个，包括例如充电状态、充电功率、放电功率、充电电流、放电电流、充电电压、放电电压和电池温度。为此，可以设定ESS的操作参数的上限和下限以及目标值和/或范围。这将在以下更详细地讨论。
在第四步骤104中，根据控制配置文件控制能量存储系统。这可以例如经由ESS控制单元208执行，其被配置成与每个电池组202的各个BMU 204通信。如果能量存储系统200包括单个电池组204，则ESS控制单元208可以与电池组202的BMU分开，如图1所示，但上述方法步骤也可以在单个电池组的BMU中实现。
ESS 200的至少一个设定操作模式可以是功率操作模式、容量操作模式或使用寿命操作模式。通常，使用寿命操作模式可以被设定成默认的或预设的操作模式，可以允许从该使用寿命操作模式临时脱离。操作模式还可以包括标准操作模式，其被设定成提供电池属性之间的折衷。
在功率操作模式下，控制配置文件被设定成控制能量存储系统以能够提供随时间的流逝恒定或基本恒定的放电功率或者能够提供预定的放电功率。因此，可以选择功率操作模式以随时间的流逝实现车辆的可预测功率性能，或者以便临时增加来自ESS的功率输出。因此可以使用几种不同的功率操作模式，其中一种适用于控制ESS以能够在预定时间间隔期间提供特定的预定功率，并且另一种适用于控制ESS以能够在ESS的使用寿命期间提供恒定的或至少类似的功率。
在容量操作模式下，控制配置文件被设定成控制能量存储系统以能够提供随时间的流逝恒定或基本恒定的容量，或者提供预定容量。容量指示车辆的行驶里程，因此如果希望在ESS的使用寿命内保持车辆的行驶里程，则可以选择容量操作模式，或者可替代地可以临时选择容量操作模式以增加行驶里程。类似于功率操作模式，可以使用几种不同的容量操作模式，其适用于控制ESS以随时间的流逝保持恒定或相似的容量，或者在预定时间段或道路延伸期间提供增加的容量。
在使用寿命操作模式下，控制配置文件被设定成控制能量存储系统以符合对能量存储系统的使用寿命的预定要求。在这种操作模式下，容量和放电功率将受到限制，使得长电池使用寿命优先于行驶里程和功率性能。同样，可以控制电池温度以实现长电池使用寿命。
可以基于能量存储系统200的使用寿命模型来设定控制配置文件。使用寿命模型的输入至少包括充电状态和放电功率的下限和上限。使用寿命模型可以在车辆201的使用期间用与ESS 200的使用相关的数据连续更新。在这种情况下，控制配置文件的操作参数可以在车辆201的使用期间基于使用寿命模型而重复更新。
根据本发明的实施例，ESS 200的以下操作参数可以取决于设定操作模式来控制:
-充电状态(SOC)：
可以设定下限(在下限以上允许能量存储系统进行放电)和/或上限(在上限以下允许能量存储系统进行充电)和/或与充电状态的上限与下限之间的差对应的容量窗口。相对大的容量窗口在容量操作模式下是有利的，而在使用寿命操作模式和功率操作模式下容量窗口可能更窄。特别地，随着时间的流逝上限可以减小并且下限增加，以便随时间的流逝保持ESS的功率性能恒定或相似。
-充电功率：
对ESS充电所需的充电功率可以临时降低以便临时增加容量窗口，从而增加ESS的行驶里程。如果要在ESS的使用寿命内保持相似或恒定的行驶里程，则充电功率可能随时间的流逝而降低。因此可以为充电功率设定上限，特别是在使用寿命操作模式下。
-充电电压：
可以设定充电电压的上限以提高电池使用寿命。
-充电电流：
可以设定充电电流的上限以提高电池使用寿命。此外，可以对在特定时间间隔内测量的充电电流的均方根(rms)值设定上限。
-放电功率：
放电功率的上限(即，允许ESS输送的最大功率)可以类似于充电功率临时降低以便临时增加容量窗口，从而增加ESS的行驶里程。如果要在ESS的使用寿命内保持相似或恒定的行驶里程，则放电功率的上限可以随时间的流逝而降低。在老化状况下，ESS能够输送的放电功率将因此降低。在功率操作模式下，放电功率的上限可以改为增加，使得ESS能够临时输送更高的放电功率，或者上限可以被设定成在ESS的整个使用寿命内的恒定值，需要调节SOC上限和/或下限。可以依据放电电压和/或放电电流来控制放电功率。
-放电电压和放电电流：
可以设定放电电压和/或放电电流的上限以提高电池使用寿命。
-电池温度：
电池温度(即，ESS的温度或ESS的各个电池组的温度)可以被控制到特定的温度范围或目标值。不同的范围或目标值可以用于ESS的充电和放电。对于使用寿命操作模式，至少可以设定电池温度的上限，以确保ESS符合对电池使用寿命的预定要求。
图3a至图3b示出了如何在功率操作模式下随时间的流逝而调节ESS的容量窗口Δ(SOC)的示例，其中，功率操作模式被设定成能够提供随时间的流逝而恒定的放电功率。图3a示出了当ESS是崭新的时候充电功率PC和放电功率PD作为充电状态SOC的函数。在这种情况下，可以使用所需的充电功率PC1将ESS充电到设定的SOC上限SOCUL(容量窗口的上限)。容量窗口Δ(SOC)的下限SOCLL被设定成使得ESS能够在容量窗口内输送所需的放电功率PD1。当ESS是崭新的时候，容量窗口Δ(SOC)以及行驶里程相对较大。随着ESS老化，如图3b中的虚线所示，将ESS充电到特定SOC所需的充电功率PC'以及在特定SOC下可用的最大放电功率PD'降低。如果控制配置文件被设定成控制ESS能够提供随时间的流逝而恒定的所需放电功率PD1以及能够以恒定的所需充电功率PC1被充电，则SOC的上限和下限分别被调节到上限SOCUL'<SOCUL以及下限SOCLL'>SOCLL。由此容量窗口随时间的流逝而减小。
另一方面，如果放电功率需要临时增加到更高的所需放电功率(未示出)，则通过将下限SOCLL设定成增加的值，容量窗口Δ(SOC)被临时减小到更窄的间隔，使得可以以行驶里程为代价提供所需的放电功率。
图4示出了选择容量模式的另一示例。在该示例中，需要临时增加容量，例如，以能够覆盖更大的距离。因此，ESS可以输送的最大放电功率PD1临时降低到实现所需容量的水平PD1'。在这种情况下，容量窗口的下限SOCLL(在该下限以上允许进行放电)降低到临时下限SOCLL'。在所示示例中，窗口的上限SOCUL(可以对ESS进行充电的上限)保持不变。容量窗口可以被改为通过随时间的流逝降低充电功率和/或放电功率(特别是通过降低ESS可以输送的最大放电功率)而随时间的流逝被保持。
使用寿命操作模式可以被设定成预设操作模式，并且ESS控制单元使用根据使用寿命操作模式设定的控制配置文件来控制ESS。如果通过例如车辆的驾驶员请求，则可以允许临时脱离使用寿命操作模式。在这种情况下，在第二步骤102中在ESS控制单元中接收到用以设定对应于容量操作模式或功率操作模式的临时操作模式的请求。在ESS控制单元中，因此，在步骤102中确定使用寿命操作模式是预设操作模式并且请求临时操作模式。
在步骤102a中，确定根据临时操作模式来设定控制配置文件的请求是否是允许的。这可以例如通过以下方式来执行：针对至少一个预定标准测试请求并基于所述测试的结果来确定该请求是否是允许的。可以使用多个标准。例如，可以包括使用寿命标准。在这种情况下，基于ESS的使用寿命模型来确定根据临时操作模式设定控制配置文件将对能量存储系统的预期使用寿命产生的影响。将预期影响和与ESS的电池使用寿命相关的预定要求进行比较，并且确定是否满足使用寿命标准。如果满足，则该请求被认为是允许的。
如果该请求被认为是允许的，则在步骤103中根据临时操作模式来设定控制配置文件，并且在步骤104中根据控制配置文件来控制ESS。如果该请求被认为是不允许的，则根据使用寿命操作模式来设定控制配置文件。出于信息目的，ESS还可以提供指示该请求是否被认为是允许的响应。
在步骤105中，一旦满足预定状况，诸如已经过了预定时间段，则根据预设使用寿命操作模式来再次设定控制配置文件。
该方法还可以包括获取与车辆的最近使用相关的信息的步骤(未示出)，其中，进一步基于所获取的与车辆的最近使用相关的信息来设定控制配置文件。
本公开的控制功能可以使用现有的计算机处理器来实现，或者通过用于适当系统的专用计算机处理器来实现(为了这个或另一目的而结合)，或者通过硬连线系统来实现。本公开范围内的实施例包括程序产品，该程序产品包括机器可读介质以用于承载或具有存储在其上的机器可执行指令或数据结构。这种机器可读介质可以是可以由通用或专用计算机或具有处理器的其他机器访问的任何可用介质。举例来说，这种机器可读介质可以包括RAM、ROM、EPROM、EEPROM、CD-ROM或其他光盘存储器、磁盘存储器或其他磁存储设备或任何其他介质(可以用于承载或存储机器可执行指令或数据结构形式的所需程序代码并且可以由通用或专用计算机或其他具有处理器的机器访问)。当信息通过网络或其他通信连接(硬连线、无线或者硬连线或无线的组合)传输或提供到机器时，机器正确地将该连接视为机器可读介质。因此，任何这种连接都被适当地称为机器可读介质。上述组合也包括在机器可读介质的范围内。机器可执行指令包括例如使通用计算机、专用计算机或专用处理机器执行特定功能或功能组的指令和数据。
尽管附图可以示出顺序，但是步骤的顺序可以与所描绘的不同。同样，可以同时或部分同时执行两个或更多个步骤。这种变化将取决于所选择的软件和硬件系统以及设计者的选择。所有这些变化都在本公开的范围内。同样，软件实现方式可以用标准编程技术来完成，其具有基于规则的逻辑和其他逻辑以完成各种连接步骤、处理步骤、比较步骤和决策步骤。附加地，即使本发明已经参考其特定示例性实施例进行了描述，许多不同的改变、修改等对于本领域技术人员来说将变得显而易见。
应当理解，本发明不限于上述和附图所示的实施例；相反，技术人员将认识到在所附权利要求的范围内可以做出许多改变和修改。
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