(57)【要約】車両は、モーター、付属品、及び車両の他のコンポーネントに電力を供給するように構成されたバッテリアーキテクチャを備えることができる。このアーキテクチャは、複数のバッテリユニットに結合されたコントローラを含むことができる。各バッテリユニットはバッテリ及びバッテリ管理システムを含むことができる。さらに、各バッテリユニットはコントローラ及び他のバッテリユニットに結合することができる。コントローラ、バッテリユニット、及びその他のコンポーネントの間で送信される冗長結合及び冗長データを使用することで、アーキテクチャは、障害の兆候を提供しながら、障害を検出し、操作を継続できる。
2021534712.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のバッテリ及び第１のバッテリ管理システム（ＢＭＳ）を含んだ第１のバッテリユニットと、
第２のバッテリ及び第２のＢＭＳを含んだ第２のバッテリユニットと、
前記第１のＢＭＳ及び前記第２のＢＭＳに通信可能に結合されたコントローラであって、
第１のバッテリデータ及び第１の集約制限データを前記第１のＢＭＳから受信するステップと、
第２のバッテリデータ及び第２の集約制限データを前記第２のＢＭＳから受信するステップと、
前記第１の集約制限データ及び前記第２の集約制限データに少なくとも部分的に基づいて、作動制限を決定するステップと、
前記作動制限に少なくとも部分的に基づいて、電気モーターのトルク値を決定するステップと、
前記トルク値に少なくとも部分的に基づいて、前記電気モーターを制御するステップと、
を含む操作を実行するように構成された、前記コントローラと、
を備えたシステム。
【請求項２】
前記第１のＢＭＳが前記第２のＢＭＳと通信可能に結合され、前記操作が、
前記第１のバッテリデータを前記第１のＢＭＳから前記第２のＢＭＳに送信するステップと、
前記第２のバッテリデータを前記第２のＢＭＳから前記第１のＢＭＳに送信するステップと、
をさらに含み、
前記第１の集約制限データが、前記第１のＢＭＳによって、及び前記第１のバッテリデータ及び前記第２のバッテリデータに少なくとも部分的に基づいて、決定され、
前記第２の集約制限データが、前記第２のＢＭＳによって、及び前記第１のバッテリデータ及び前記第２のバッテリデータに少なくとも部分的に基づいて、決定される、
請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記作動制限を決定することは、
比較として、前記第１の集約制限データと前記第２の集約制限データを比較するステップと、
前記比較に少なくとも部分的に基づいて、集約下限を前記作動制限として選択するステップと、
を含む、請求項１又は請求項２に記載のシステム。
【請求項４】
前記第１のバッテリデータは、前記第１のバッテリに関連付けられた第１の電流制限又は第１の電力制限を含み、前記第２のバッテリデータは、前記第２のバッテリに関連付けられた第２の電流制限又は第２の電力制限を含む、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項５】
前記第１の集約制限データ又は前記第２の集約制限データは、
前記第１の電流制限と前記第２の電流制限の組み合わせ、
前記第１の電流制限及び前記第２の電流制限に少なくとも部分的に基づくルックアップテーブルエントリ、又は、
前記第１のバッテリ又は前記第２のバッテリの観測された特性であって、インピーダンス、スルーレート、若しくはオーバーシュートのうちの少なくとも１つを含む前記観測された特性に基づく動的制限、
のうちの少なくとも１つを含む、請求項４に記載のシステム。
【請求項６】
前記操作が、
観測された操作状態が前記作動制限に関連関連付けられた範囲内にあると決定するステップであって、前記観測された操作状態は、電力使用、電流使用、又は電圧使用のうちの少なくとも１つを含む、ステップと、
障害状態が発生していると決定するステップであって、前記障害状態が前記第１のバッテリユニット又は前記第２のバッテリユニットの少なくとも１つが誤作動していることを示す、ステップと、
をさらに含む、請求項１から請求項５のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項７】
第１のバッテリデータ及び第１の集約制限データを第１のバッテリユニットから受信するステップと、
第２のバッテリデータ及び第２の集約制限データを第２のバッテリユニットから受信するステップと、
前記第１の集約制限データ及び前記第２の集約制限データに少なくとも部分的に基づいて、作動制限を決定するステップと、
前記作動制限に少なくとも部分的に基づいて、負荷値を決定するステップと、
前記負荷値に少なくとも部分的に基づいて、電気デバイスを制御するステップと、
を備えた方法。
【請求項８】
前記電気デバイスがモーターであり、
前記作動制限が閾値を満たさない又は超えないと決定するステップと、
障害状態が発生したと決定するステップと、
前記モーターを制御して、車両の安全な停止軌道を実行させるステップと、
をさらに含む、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記第１の集約制限データが制限閾値を満たさない又は超えないと決定するステップと、
前記第１のバッテリユニットが誤作動していると決定するステップと、
をさらに備える、請求項７又は８に記載の方法。
【請求項１０】
前記第１のバッテリデータの一部を前記第２のバッテリユニットに送信するステップをさらに含む、請求項７から請求項９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１１】
前記第１のバッテリデータは、
電流制限データ、
電力制限データ、
電圧制限データ、
温度データ、
接続データ、
バッテリの操作状態、
システムの操作状態、又は
バッテリのステータス、
のうちの少なくとも１つを含む、請求項７から請求項１０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１２】
プロセッサによって実行可能な命令を格納する非一時的コンピュータ可読媒体であって、前記命令は、実行されると前記プロセッサに、
コントローラにて、第１のバッテリデータを第１のバッテリユニットから受信するステップと、
前記コントローラにて、第２のバッテリデータを第２のバッテリユニットから受信するステップと、
前記第１のバッテリデータ及び前記第２のバッテリデータに少なくとも部分的に基づいて、作動制限を決定するステップと、
前記作動制限に少なくとも部分的に基づいて、電気コンポーネントの負荷値を決定するステップと、
前記負荷値に少なくとも部分的に基づいて、前記電気コンポーネントを制御するステップと、
を含む操作を実行させる、非一時的コンピュータ可読媒体。
【請求項１３】
前記命令は、実行されると前記プロセッサに、
前記コントローラにて、第１の集約制限データを前記第１のバッテリユニットから、第２の集約制限データを前記第２のバッテリユニットから受信するステップと、
前記第１の集約制限データ及び前記第２の集約制限データに少なくとも部分的に基づいて、集約バッテリ下制限を決定するステップと、
前記集約バッテリ下制限を選択するステップと、
を含む操作をさらに実行させる、請求項１２に記載の非一時的コンピュータ可読媒体。
【請求項１４】
前記命令は、実行されると前記プロセッサに、
前記第１のバッテリデータ及び前記第２のバッテリデータに少なくとも部分的に基づいて、集約バッテリ制限を生成するステップ、
を含む操作をさらに実行させる、請求項１２に記載の非一時的コンピュータ可読媒体。
【請求項１５】
前記命令は、実行されると前記プロセッサに、
前記コントローラで、第１の集約制限データを前記第１のバッテリユニットから、及び第２の集約制限データを前記第２のバッテリユニットから、受信するステップと、
前記第１の集約制限データと前記第２の集約制限データとの間の差が差閾値を満たしている又は超えていると決定するステップと、
前記第１のバッテリユニットと前記コントローラとの間の第１の結合、又は前記第２のバッテリユニットと前記コントローラとの間の第２の結合の障害を決定するステップと、
を含む操作をさらに実行させる、請求項１２又は請求項１３に記載の非一時的コンピュータ可読媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冗長バッテリ管理システムアーキテクチャに関する。
【０００２】
［関連出願の相互参照］
この特許出願は、２０１８年８月１７日に出願されたシリアル番号１６／１０４，３１０の米国実用新案特許出願の優先権を主張する。シリアル番号１６／１０４，３１０の出願は参照により本明細書に完全に組み込まれる。
【背景技術】
【０００３】
車両はバッテリを使用して車両を作動させるためのエネルギーを供給できる。作動は、１つ以上の電気モーター、センサ、車両の乗客が使用可能な付属品、及び／又は他の車両システムに電力を供給することを含むことができる。車両を確実に作動させるために、これらの車両システムの一部又は全ては、バッテリ電源の安定供給に依存している。しかし、作動中に、パフォーマンスの低下又は障害が発生し、車両が著しく制限される又は作動不能となることがある。例えば、一部の従来のバッテリシステムアーキテクチャにおいて、バッテリ、バッテリコントローラ、又はバッテリへの結合の障害は、システム又は車両の操作不能を引き起こすことがある。
【図面の簡単な説明】
【０００４】
詳細な説明について、添付の図を参照しながら説明する。図面において、参照番号の左端の数字は、参照番号が最初に現れる図を識別している。異なる図面における同一の参照番号の使用は、類似、又は同等のコンポーネント、又は機能を示す。
【０００５】
【図１】図１は、冗長バッテリ管理システム（ＢＭＳ）アーキテクチャの例示のアーキテクチャを示す。
【図２】図２は、冗長ＢＭＳアーキテクチャを実装するための例示のシステム、及び充電ステーションに向かって走行する車両の例示の環境を示す。
【図３】図３は、本体モジュール、本体モジュールの両端に配置された一対の駆動モジュール、及び各駆動モジュール内に配置された、又は各駆動モジュールに結合されたバッテリユニットを備えた例示の車両の概略図である。
【図４Ａ】図４Ａは、リング構成を使用する冗長ＢＭＳアーキテクチャの例示のアーキテクチャを示す。
【図４Ｂ】図４Ｂは、メッシュ構成を使用する冗長ＢＭＳアーキテクチャの例示のアーキテクチャを示す。
【図５】図５は、バッテリデータを受信し、バッテリユニットに指示するための例示のプロセスを示す。
【図６】図６は、バッテリデータを生成し、バッテリデータを送信するための例示のプロセスを示す。
【図７】図７は、障害状態を決定するための例示のプロセスを示す。
【発明を実施するための形態】
【０００６】
本開示は、冗長バッテリ管理システム（ＢＭＳ）アーキテクチャ（例えば、通信アーキテクチャ）を車両に提供するためのシステム、方法、及び装置について説明する。上記で論じたように、従来のバッテリシステムアーキテクチャは、一部の障害状態において、車両の操作不能を引き起こすことがある。例えば、従来のバッテリシステムアーキテクチャにおいて、バッテリ、バッテリコントローラ、それらの間の通信リンク、又はバッテリへの結合の障害は、システム全体の障害を引き起こすことがある。このようなアーキテクチャは、自律車両又はある程度の堅牢性を必要とするその他のタイプの電動デバイス若しくはシステムに不適切であり得る。
【０００７】
この開示は、概して、冗長ＢＭＳアーキテクチャ、例えば通信アーキテクチャのためのシステム、方法、及び装置を対象としている。いくつかの例では、冗長ＢＭＳアーキテクチャを提供するシステムは、他のコンポーネントへのコマンド（例えば、モーターコントローラの設定トルクのような、出力に接続された負荷の調整、バッテリの接続又は切断、など）を発する、１つ以上のコンポーネント（バッテリなど）の状態又はパラメータを伝達する、及びシステムに障害状態が発生したかどうかを決定するために使用される１つ以上のコントローラを含むことができる。コントローラはまた、障害の表示を提供するように構成できる。いくつかの例では、コントローラは、他のコンポーネントから受信したデータに基づいて、システムの容量又は制限（例えば、１つ以上のバッテリによって提供される電流又は電力の最大数）を計算できる。
【０００８】
本開示の冗長ＢＭＳアーキテクチャはまた、第１のバッテリユニット及び第２のバッテリユニットを含むことができるが、任意の数のユニットが企図される。いくつかの例では、各バッテリユニットはバッテリ及びＢＭＳを含むことができる。バッテリは、冗長ＢＭＳアーキテクチャ及び／又は電気負荷によって使用されるエネルギーを格納できる。ＢＭＳは、限定されないが、充電状態、電圧レベル、消費電流、電力レベル、内部抵抗などを含むバッテリ及び／又はバッテリユニットのステータスを監視できる。さらに、ＢＭＳはバッテリデータを送信及び受信する及び操作コマンドを受信するように構成できる。
【０００９】
いくつかの例では、冗長ＢＭＳアーキテクチャは、コントローラが第１のバッテリユニット及び／又は第２のバッテリユニットへの結合によって電気的及び／又は通信可能に結合されるように実装できる。結合はコントローラに第１のバッテリユニット及び／又は第２のバッテリユニットと通信することを可能にできる。いくつかの例では、コントローラは操作コマンドを第１のバッテリユニット及び／又は第２のバッテリユニットに送信できる。例えば、そのようなコマンドは、バッテリユニットのＢＭＳがバッテリを共通ライン（負荷を介して充電又は放電するためのものであり得る）に適切に接続又は切断するように、「オン」又は「オフ」記号のいずれかを含み得る。いくつかの例では、コントローラは車両又はデバイスの操作に必要な他の操作コマンドを送信できる。いくつかの非限定的な例として、そのようなコマンドは、駆動コマンド（例えば、モーターコントローラへのトルク要求の送信）、ブレーキコマンド、スリープコマンドなどを含み得る。いくつかの例では、コントローラはバッテリデータを第１のバッテリユニット及び／又は第２のバッテリユニットに送信できる。バッテリデータは、電流制限データ、電力制限データ、電圧制限データ、温度データ、接続データ、バッテリ状態、システム状態、又はバッテリステータスを含むことができるが、バッテリのパラメータに関するその他の情報が企図される。いくつかの例では、バッテリデータは、インピーダンスデータ（内部抵抗のような）又はバッテリに関連するその他のデータを含むことができる。
【００１０】
いくつかの例では、バッテリデータは集約バッテリデータを含むことができる。いくつかの例では、集約バッテリデータは、例えば、集約バッテリ制限として、電力システム内のバッテリユニットによって提供されることができる電流を表すことができる。集約バッテリデータを生成及び／又は計算するために、ＢＭＳアーキテクチャは車両の様々なコンポーネント間で交換されるデータの冗長通信経路を含むことができる。例えば、いくつかの例では、第２のバッテリユニットは第２のバッテリデータをコントローラ及び第１のバッテリユニットに送信でき、コントローラは第２のバッテリデータを第１のバッテリユニットに送信でき、第１のバッテリユニットは第１のバッテリデータをコントローラに送信できる。第１のバッテリユニットは第２のバッテリデータを使用して、第１の集約バッテリデータを生成及び／又は計算し、第１の集約バッテリデータをコントローラに送信できる。いくつかの例では、データの送信を、システムの操作に影響を与えることなく、同時に及び／又は異なる順序で行うことができる。いくつかの例では、第２のバッテリユニットは第１のバッテリデータを使用して、第２の集約バッテリデータをコントローラに送信できる。いくつかの例では、コントローラは第１の集約バッテリデータ及び／又は第２の集約バッテリデータを受信できる。いくつかの例では、コントローラは第１の集約バッテリデータと第２の集約バッテリデータを比較し、より低い集約バッテリデータ、より高い集約バッテリデータ、又は第１の集約バッテリデータ及び第２の集約バッテリデータが実質的に類似していれば、どちらの集約バッテリデータでも選択できる。いくつかの例では、コントローラはより低い集約バッテリデータを選択し、例えばシステムのコンポーネントへの損傷を防ぐためのコンサバティブ構成で作動できる。他の例では、コントローラはより高い集約バッテリデータを選択し、ハイパフォーマンス構成で作動できる。駆動モーターなどの車両コンポーネントの操作は集約バッテリデータに従って制御できる。
【００１１】
いくつかの例では、バッテリユニットは、バッテリユニット、バッテリ、ＢＭＳ、又はシステムの１つ以上の状態又はステータスをコントローラに送信できる。状態は、スリープ状態、スタンバイ状態、駆動状態、充電状態、又はシャットダウン障害状態とすることができる。いくつかの例では、他の状態を必要に応じて実装できる。ステータスは、「ｏｋａｙ」ステータス（例えば、通常操作ステータス）、「ｄｏ  ｎｏｔ  ｓｔａｒｔ」ステータス（例えば、いくつかの例では、パフォーマンス又は安全性に影響を与えない単一ポイント障害を示すことができる低レベル障害）、「ｅｎｄ  ｍｉｓｓｉｏｎ」ステータス（例えば、いくつかの例では、パフォーマンス及び／又は安全操作に影響を与えることができる障害が操作閾値を超えて持続することを示すことができる中レベル障害）、又は「ｓｔｏｐ  ｉｍｍｅｄｉａｔｅｌｙ」ステータス（例えば、いくつかの例では、継続操作を無効にできる高レベル障害）とすることができる。いくつかの例では、他のステータスを必要に応じて実装できる。
【００１２】
いくつかの例では、第１のバッテリユニットは第２のバッテリユニットに結合できる。このような場合、コントローラは第１のバッテリユニット及び第２のバッテリユニットに結合でき、各バッテリユニットは他のバッテリユニットに結合できる。いくつかの例では、第１のバッテリユニットは、第１のバッテリデータをコントローラに送信することなく、第１のバッテリデータを第２のバッテリユニットに送信できる。いくつかの例では、第１のバッテリユニットは第１のバッテリデータを、第２のバッテリユニットに直接送信することによって及びコントローラを介して、第２のバッテリユニットに送信できる。このような場合、第２のバッテリユニットは第１のバッテリユニットから及びコントローラから第１のバッテリデータを受信できる。
【００１３】
いくつかの例では、冗長ＢＭＳアーキテクチャは第３のバッテリユニット又はそれ以上のバッテリユニットを含むことができる。このような実装では、コントローラはハブアンドスポークトポロジのようなＢＭＳアーキテクチャの各バッテリユニットに結合できる。他の例では、コントローラは利用可能なバッテリユニットのサブセットに結合できる。いくつかの例では、コントローラは各バッテリユニットに結合でき、各バッテリユニットはフルメッシュトポロジのような全ての他のバッテリユニットに結合できる。他の例では、コントローラは利用可能なバッテリユニットのサブセットに結合でき、一部のバッテリユニットは、他の利用可能なバッテリユニットの一部又は全てに結合できる。いくつかの例では、任意の１つのコンポーネント（ＢＭＳ又はコントローラ）が障害、超過している制限、又はその他に関するチェックを実行し得るように、全てのバッテリユニットと任意の１つ以上のコントローラをリングとして接続し、関連情報（集約を含む）をリングに渡し得る。上記で論じたように、コントローラは操作コマンドを送信する及びバッテリデータを送信及び受信できる。さらに、バッテリユニットはバッテリデータを送信及び受信できる。
【００１４】
本明細書で論じる方法、装置、及びシステムは、複数の方法で実装できる。例示の実装は、以下の図面を参照することで以下に提供される。自律車両のコンテキストで論じているが、本明細書に記載の方法、装置、及びシステムは、電力を使用する様々なシステムに適用することができ、自律車両に限定されない。別の例示において、方法、装置、及びシステムは、航空又は航海のコンテキストにおいて利用され得る。
【００１５】
図１は、冗長ＢＭＳアーキテクチャを実装する例示のアーキテクチャ１００を示す。図に示されるように、アーキテクチャ１００は、エグゼクティブコントローラ（ＥＣ）１０２（コントローラとも呼ばれる）を含む。いくつかの例では、複数のコントローラを使用できる。ＥＣ１０２は第１のＢＭＳ１０４及び第２のＢＭＳ１０６と結合できる。図１には示されていないが、第１のＢＭＳ１０４は、バッテリと一緒にバッテリユニットに含めることができる、又はバッテリユニットから独立して含めることができる。同様に、第２のＢＭＳ１０６は、第２のバッテリユニットから分離、又は第２のバッテリユニット内に配置できる。いくつかの例では、第１のＢＭＳ１０４及び第２のＢＭＳ１０６は、同じバッテリユニット内に配置できる。いくつかの例では、任意の数のＢＭＳユニットを使用できるが、概して、１つのＢＭＳを使用して単一のバッテリユニットを監視及び／又は制御できる。ＥＣ１０２は第１のＢＭＳ１０４に、第１の結合又は第１のドライブコントローラエリアネットワーク（ＣＡＮ）１０８を介して、結合できる。ＥＣ１０２はまた第２のＢＭＳ１０６に、第２の結合又は第２のドライブＣＡＮ１１０を介して、結合できる。冗長ＢＭＳアーキテクチャ１００はまた、第１のＢＭＳ１０４を第２のＢＭＳ１０６に結合する結合又はインターパックＣＡＮ１１２を実装できる。
【００１６】
図１に示されるように、第１のＢＭＳ１０４はＥＣ１０２と第１のドライブＣＡＮ１０８を介して結合できる。さらに、第２のＢＭＳ１０６はＥＣ１０２と第２のドライブＣＡＮ１１０を介して結合できる。そのような場合、第１のＢＭＳ１０４はデータ１１４をＥＣ１０２に第１のドライブＣＡＮ１０８を介して送信できる。いくつかの例では、データ１１４は第１のＢＭＳ１０４からＥＣ１０２までの第１のバッテリデータを含むことができる。さらに、第２のドライブＣＡＮ１１０を使用して、第２のＢＭＳ１０６はデータ１１６をＥＣ１０２に送信できる。ＥＣ１０２は、第１のバッテリデータを第２のＢＭＳ１０６に送信する、及び第２のバッテリデータを第１のＢＭＳ１０４に送信するように構成できる。
【００１７】
第１のバッテリデータ及び／又は第２のバッテリデータは、制限データなどのデータを含むことができる。いくつかの例では、バッテリユニット、バッテリ、又はＢＭＳは、作動制限又は最大制限を有することができる。作動制限は、通常状態下で作動している間、通常超えないであろう制限を示すことができる。最大制限は、損傷又は障害が発生する前の最大値を示すことができる。制限のタイプは、電流制限、電力制限、電圧制限、作動制限などを含むことができる。
【００１８】
第１のバッテリデータ及び／又は第２のバッテリデータはまた、接続データを含むことができる。いくつかの例では、通信プロトコルを介して、第１のＢＭＳ１０４及び／又は第２のＢＭＳ１０６は、データの損失及び／又は破損を検出できる。第１のＢＭＳ１０４及び／又は第２のＢＭＳ１０６は、この情報を接続データとしてＥＣ１０２又は他のＢＭＳユニット及び／若しくはコンポーネントに送信できる。
【００１９】
第１のバッテリデータ及び／又は第２のバッテリデータはまた、状態及び／又はステータスを含むことができる。状態は、システム状態、バッテリ状態、ＢＭＳ状態、及び／又はバッテリユニット状態とすることができる。状態は、スリープ状態（例えば、バッテリが電力を供給せず、車両が非アクティブである）、スタンバイ状態（例えば、バッテリが電力を供給する準備がされており、さらなる指示を待っている）、駆動状態（例えば、バッテリが電力を供給している、及び／又は操縦コマンドにアクティブに応答している）、充電状態（例えば、バッテリが電力を受け取っている）、及び／又はシャットダウン障害状態（例えば、バッテリが、支援、注意、及び／又はメンテナンスを待っているように、障害のためにシャットダウンしている）を含むことができる。いくつかの例では、他の状態を実装できる。さらに、ステータスは、バッテリステータス、ＢＭＳステータス、及び／又はバッテリユニットステータスとすることができる。上記のように、ステータスは、「ｏｋａｙ」ステータス、「ｄｏ  ｎｏｔ  ｓｔａｒｔ」ステータス、「ｅｎｄ  ｍｉｓｓｉｏｎ」ステータス、及び／又は「ａ  ｓｔｏｐ  ｉｍｍｅｄｉａｔｅｌｙ」ステータスを含むことができる。いくつかの例では、他の状態を実装できる。
【００２０】
第１のバッテリデータ及び／又は第２のバッテリデータはまた、インピーダンスデータを含むことができる。インピーダンスデータは、第１のＢＭＳ１０４及び第２のＢＭＳ１０６によってそれぞれ測定又は決定されたリアルタイムインピーダンスデータとすることができる。いくつかの例では、インピーダンスデータは、バッテリ、ＢＭＳ、又はバッテリユニットの初期構成に基づく静的データとすることができる。（例えば、温度、充電状態、消費電流、又はその他に基づいて、ルックアップテーブルを使用することによって）
【００２１】
いくつかの例では、第１のＢＭＳ１０４は、第１の集約バッテリデータを決定し、第１の集約バッテリデータをＥＣ１０２に送信するように構成できる。さらに、いくつかの例では、第２のＢＭＳ１０６は、第２の集約バッテリデータを決定し、第２の集約バッテリデータをＥＣ１０２に送信するように構成できる。第１の集約バッテリデータ及び／又は第２の集約バッテリデータは、データの任意の組み合わせ、又は上記のバッテリデータのいずれかを含むデータの計算を含むことができる。いくつかの例では、第１の集約バッテリデータは、第１の集約電流制限（例えば、第１の集約制限）を含むことができる。いくつかの例では、第２の集約バッテリデータは、第２の集約電流制限（例えば、第２の集約制限）を含むことができる。そのような電流制限は、例えば、組み合わされたバッテリ源によって供給できる電流の制限を示し得る。いくつかの例では、第１の集約電流制限は、第１の電流制限及び第２の電流制限の合計を含むことができる。いくつかの例では、第１の集約電流制限は、バッテリの特徴付けに基づく、及びテーブルへのルックアップ値として温度、電圧、充電状態、又は電流制限のいずれか１つ以上を使用する、テーブルルックアップを含むことができる。いくつかの例では、第１の集約電流制限は、インピーダンスデータ又は第１のＢＭＳ１０４及び／又は第２のＢＭＳ１０６によって決定された電流データに基づく動的電流制限を含むことができる。いくつかの例では、そのような動的制限は、例えば、第１のバッテリの観測された特性を含むフィードバックループに基づき得る。いくつかの例では、観測された特性は、インピーダンス、スルーレート、及び／又は第１のバッテリのオーバーシュートを含むことができる。そのような集約制限は第２のＢＭＳ１０６によって同様に計算され得る。
【００２２】
第１のＢＭＳ１０４はまた、インターパックＣＡＮ１１２を使用してデータ１１８を第２のＢＭＳ１０６に送信するように構成できる。さらに、第２のＢＭＳ１０６は、インターパックＣＡＮ１１２を使用してデータ１１８を第１のＢＭＳ１０４に送信するように構成できる。データは、それぞれ第１のＢＭＳ１０４及び第２のＢＭＳ１０６によって送信されたデータ１１４及びデータ１１６と同様のデータを含むことができる。
【００２３】
いくつかの例では、冗長ＢＭＳアーキテクチャ１００は、ある程度の障害許容範囲を提供できる。一例として、インターパックＣＡＮ１１２を切断でき、その結果、第１のＢＭＳ１０４は、インターパックＣＡＮ１１２を使用して、第２のＢＭＳ１０６にデータを直接送信することが不能となる。しかしながら、インターパックＣＡＮ１１２に沿って送信されるデータ１１８は、第１のドライブＣＡＮ１０８に沿って送信されるデータ１１４と実質的に類似している。図１に示されるように、次に、データ１１４の一部は、第２のドライブＣＡＮ１１０を介して第２のＢＭＳ１０６に送信される。よって、全てのコンポーネント（第１及び第２のＢＭＳ１０４、１０６、及びＥＣ１０２）は全て、インターパックＣＡＮ１１２が切断されていない場合と同じデータを有する。したがって、この図では、冗長ＢＭＳアーキテクチャ１００は、通常操作を継続できる。しかしながら、第１のＢＭＳ１０４はデータ１１８を第２のＢＭＳ１０６から受信することがもはや不可能なので、第１のＢＭＳ１０４によって計算された集約制限は実際の集約よりも低くなるであろう。例えば、この違いのために、ＥＣ１０２は、この図では、インターパックＣＡＮ１１２が切断されているという障害状態を決定し、いくつかの例では、障害状態の表示を生成できるであろう。
【００２４】
別の一例として、第１のドライブＣＡＮ１０８又は第２のドライブＣＡＮ１１０のいずれかを切断（又はさもなければ損傷）でき、その結果、第２のＢＭＳ１０６は第２のドライブＣＡＮ１１０を使用して、ＥＣ１０２にデータを直接送信することが不可能となる。しかしながら、インターパックＣＡＮ１１２に沿って送信されるデータ１１８は、第２のドライブＣＡＮ１１０に沿って送信されるデータ１１６と実質的に類似している。したがって、この図では、冗長ＢＭＳアーキテクチャ１００は、通常操作を継続できる。上記のように、ＥＣ１０２によって受信された第１及び第２のＢＭＳ１０４、１０６からの集約制限の差はそのような障害を示し得て、ＥＣ１０２はそれに応じて応答し得る。
【００２５】
図２は、冗長ＢＭＳアーキテクチャを実装するための例示のシステム２００、及び充電ステーションに向かって走行する車両２０２の例示の環境を示す。車両２０２は、例えば、セダン、バン、スポーツユーティリティ車両、クロスオーバー車両、トラック、バス、農業用車両、及び建設用車両などの任意の構成の車両であり得る。車両２０２は、１つ以上の電気モーター、１つ以上の内燃機関、それらの任意の組み合わせ（例えば、ハイブリッドパワートレイン）、及び／又は任意の他の適切な電源によって電力を供給され得る。説明の目的で、車両２０２は、車両２０２に電力を供給するように構成された２つのバッテリユニットを有する少なくとも部分的に電力を供給される車両である。
【００２６】
車両２０２は、第１のバッテリ２０６及び第１のバッテリ管理システム（ＢＭＳ）２０８を含めることができる第１のバッテリユニット２０４を有することができる。いくつかの例では、第１のバッテリユニット２０４は、第２のバッテリユニット２１０に通信可能に結合できる。第２のバッテリユニット２１０は、第２のバッテリ２１２及び第２のＢＭＳ２１４を含めることができる。
【００２７】
いくつかの例では、車両２０２は、車両コンピューティングシステム２１６を有することができる。車両コンピューティングシステム２１６は、図１に提供された議論に従って、第１のバッテリユニット２０４及び／又は第２のバッテリユニット２１０に通信可能に結合できる。
【００２８】
車両２０２はまた、プロセッサ２２０及びプロセッサ２２０に通信可能に結合されたメモリ２２２を含むことができるエグゼクティブコントローラ２１８を含むことができる。いくつかの例では、エグゼクティブコントローラ２１８又はエグゼクティブコントローラ２１８内のコンポーネントは、車両コンピューティングシステム２１６内に実装できる。他の例では、車両コンピューティングシステム２１６は、エグゼクティブコントローラ２１８内に実装できる。いくつかの例では、エグゼクティブコントローラ２１８内のコンポーネントは、第１のバッテリ管理システム２０８及び／又は第２のバッテリ管理システム２１４内に実装できる。
【００２９】
図示の例では、エグゼクティブコントローラ２１８のメモリ２２２は、操作コマンドコンポーネント２２４、制限比較コンポーネント２２６、障害検出コンポーネント２２８、システムコントローラ２３０、バッテリ状態コンポーネント２３２、バッテリステータスコンポーネント２３４、及び制限集約コンポーネント２３６を格納する。メモリ２２２のコンテキストで論じられているが、エグゼクティブコントローラ２１８は、コンポーネント２２４、２２６、２２８、２３０、２３２、２３４、及び２３６のうちの１つ以上を実装し得るプロセッサ及びメモリを含み得る。いくつかの例では、エグゼクティブコントローラは、プロセッサ２２０及びメモリ２２２を備えることができる。
【００３０】
操作コマンドコンポーネント２２４は、エグゼクティブコントローラ２１８によって送信されるコマンドを生成するように構成できる。コマンドは、いくつかの例では、シャットダウンコマンド、駆動コマンド、充電コマンド、又はスリープコマンドとすることができる。エグゼクティブコントローラ２１８は、第１のバッテリユニット２０４及び／又は第２のバッテリユニット２１０に通信可能に結合され、コマンドを第１のバッテリユニット２０４及び／又は第２のバッテリユニット２１０に送信できる。
【００３１】
制限比較コンポーネント２２６は、エグゼクティブコントローラ２１８で受信される制限を比較できる。上記で論じたように、第１のバッテリ管理システム２０８は、第１のバッテリデータをエグゼクティブコントローラ２１８に送信することができ、第２のバッテリ管理システム２１４は、第２のバッテリデータをエグゼクティブコントローラ２１８に送信できる。第１のバッテリデータ及び第２のバッテリデータはそれぞれ、温度データなどの操作データ、並びに／又は電流制限データ、電力制限データ、及び／若しくは電圧制限データなどの第１の制限データ及び／若しくは第２の制限データを含むことができる。少なくともいくつかの例では、そのような制限データは、他のＢＭＳから受信した制限と同様に、それら自身のバッテリの制限に基づいて、第１及び第２のＢＭＳ２０８、２１４のそれぞれによって計算された集約制限を含む。他の例では、そのような集約は、ＢＭＳ２０８、２１４によって送信された第１及び第２のバッテリ２０６、２１２のデータに基づいて、エグゼクティブコントローラ２１８によって決定され得る。制限比較コンポーネント２２６は、第１の制限データ（例えば、第１の集約データ）及び第２の制限データ（例えば、第２の集約データ）の値を比較し、どちらがより高い又はより低い値を有するかを決定できる。少なくともいくつかの例では、エグゼクティブコントローラ２１８は、コンサバティブ作動制限を提供するように、より低い値を選び、バッテリが過電流にならないこと、又はシステムが概して必要な電力を供給可能であることを確実にし得る。車両２０２は自律車両とすることができ、いくつかの例では、車両２０２は制限データを使用して、車両２０２の軌道を決定し、及び／又は車両２０２の運転特性／行動を調整できる。
【００３２】
障害検出コンポーネント２２８は、それぞれのＢＭＳから受信されるバッテリデータに少なくとも部分的に基づいて、システムの障害を決定できる。いくつかの例では、障害検出コンポーネント２２８は、リアルタイム電流データなどのバッテリデータを使用して障害を検出できる。一例として、第１のバッテリ管理システム２０８が通常の操作閾値を超えるリアルタイム電流データを含むバッテリデータを送信する場合、障害検出コンポーネント２２８は障害が発生したと決定する、障害のタイプを電流過剰障害として識別する、及び／又は障害の表示を生成することができる。いくつかの例では、障害検出コンポーネント２２８は、制限データなどのバッテリデータを使用して障害を検出できる。一例として、第１のバッテリ管理システム２０８が通常の操作閾値を下回る値で電流制限を含むバッテリデータを送信する場合、障害検出コンポーネント２２８は、障害が発生したと決定する、障害のタイプを電流制限障害として識別する、及び／又は障害の表示を生成することができる。さらに、説明を目的として、障害検出コンポーネント２２８はバッテリデータ内のシャットダウン障害状態などのバッテリ状態を使用できる。次に、障害検出コンポーネント２２８は、障害が発生したと決定する、障害のタイプを特定のバッテリに関連付けられたシャットダウン障害状態として識別する、及び／又は障害の表示を生成できる。
【００３３】
システムコントローラ２３０は、車両２０２のステアリング、推進、ブレーキング、安全性、エミッタ、通信、及び他のシステムを制御するように構成できる。システムコントローラ２３０は、駆動モジュール及び／又はエグゼクティブコントローラ２１８などの車両２０２の他のコンポーネントなどの対応する、システムと通信する及び／又はシステムを制御することができる。いくつかの例では、エグゼクティブコントローラ２１８は、システムコントローラ２３０をプログラム及び割り当て、互いに連携して稼働できる。
【００３４】
バッテリ状態コンポーネント２３２は、第１のバッテリユニット２０４及び／又は第２のバッテリユニット２１０の状態を監視及び／又は更新できる。いくつかの例では、第１のバッテリユニット２０４は、第１のバッテリ管理システム２０８において、エグゼクティブコントローラ２１８からコマンドを受信できる。第１のバッテリユニット２０４の電流状態、エグゼクティブコントローラ２１８によって受信されたコマンド、及び／又は現在の状態（例えば、温度、充電レベルなど）に基づいて、バッテリ状態コンポーネント２３２は第１のバッテリユニット２０４の状態を更新できる。説明を目的として、第１のバッテリユニット２０４の電流状態が駆動状態であり、エグゼクティブコントローラ２１８が充電コマンドを第１のバッテリユニット２０４に送信し、それが第１のバッテリ管理システム２０８で受信される場合、バッテリ状態コンポーネント２３２は、第１のバッテリユニット２０４の電流状態を駆動状態から充電状態に変更できる。
【００３５】
バッテリステータスコンポーネント２３４は、第１のバッテリ２０６及び／又は第２のバッテリ２１２のステータスを監視及び／又は更新できる。いくつかの例では、第１のバッテリ２０６は正常ステータスを示すことができ、バッテリステータスコンポーネント２３４は、第１のバッテリ管理システム２０８を介して、「ｏｋａｙ」ステータスを一斉送信できる。いくつかの例では、第１のバッテリ管理システム２０８は、「ｄｏ  ｎｏｔ  ｓｔａｒｔ」ステータス、「ｅｎｄ  ｍｉｓｓｉｏｎ」ステータス、及び／又は「ｓｔｏｐ  ｉｍｍｅｄｉａｔｅｌｙ」ステータスを一斉送信できる。異なるステータスは、エグゼクティブコントローラ２１８などの他のコンポーネントにバッテリの操作ステータスを通知でき、したがって、エグゼクティブコントローラ２１８に１つのバッテリ又は複数のバッテリのステータスに基づいて駆動操作を調整することを可能にする。
【００３６】
制限集約コンポーネント２３６は、集約データを生成及び／又は計算する異なる方法を提供できる。いくつかの例では、制限集約コンポーネント２３６は、第１のバッテリユニット２０４及び／又は第２のバッテリユニット２１０に実装できる。さらに、制限集約コンポーネント２３６は車両コンピューティングシステム２１６に実装できる。実装に応じて、制限集約コンポーネント２３６は、エグゼクティブコントローラ２１８、第１のバッテリユニット２０４、第２のバッテリユニット２１０、車両コンピューティングシステム２１６、及び／又は追加のバッテリユニットの全て又は一部に実装できる。いくつかの例では、制限集約コンポーネント２３６は、オープンループコンポーネント２３８及び／又はクローズドループコンポーネント２４０を含むことができ、オープンループコンポーネント２３８は、加算コンポーネント２４２及び／又はルックアップテーブルコンポーネント２４４を含む。場合によっては、集約データは、第１のバッテリデータ及び第２のバッテリデータに基づくことができる。いくつかの例では、第１のバッテリデータは、第１のバッテリ２０６に関連付けられた第１の電流制限を含むことができ、第２のバッテリデータは、第２のバッテリ２１２に関連付けられた第２の電流制限を含むことができる。
【００３７】
加算コンポーネント２４２は、加算性を使用することによって集約データを計算できる。一例として、加算コンポーネント２４２は第１の電流制限の値及び第２の電流制限の値を合計して、集約電流制限を生成できる。例えば、第１のバッテリ２０６に関連付けられた第１の電流制限が５０Ａであり、第２のバッテリ２１２に関連付けられた第２の電流制限が６０Ａである場合、加算コンポーネント２４２は、１１０Ａの集約制限を生成できる。いくつかの例では、加算コンポーネント２４２は、重み付き和を使用して集約電流制限を計算できる。例えば、第１のバッテリ２０６は、０．７０の重み付き１００Ａと関連付けられた第１の電流制限を有することができ、第２のバッテリ２１２は、０．３０の重み付き２００Ａと関連付けられた第２の電流制限を有することができ、したがって、加算コンポーネント２４２は、（（１００Ａ＊０．８０）＋（２００Ａ＊０．３０））＝１４０Ａの集約電流制限を生成できる。
【００３８】
ルックアップテーブルコンポーネント２４４は、いくつかの例では、第１の電流制限及び第２の電流制限がキーとして、又は集約電流制限として使用できる別の値への参照として機能するエントリを有するデータベースを使用できる。例えば、第１のバッテリ２０６に関連付けられた第１の電流制限が５０Ａであり、第２のバッテリに関連付けられた第２の電流制限が６０Ａである場合、ルックアップテーブルコンポーネント２４４は、集約制限が１００Ａ（又は実装に応じて、任意の値）であることを示すテーブルを検索できる。いくつかの例では、テーブルをバッテリに関連付けて、例えば構成ファイルとして提供できる。他の例では、テーブルは、例えば、バッテリの特性評価を実行することによって導き出すことができる。他の例では、テーブルはバッテリの操作中のデータ収集によって導き出すことができる。
【００３９】
クローズドループコンポーネント２４０は、限定されないが、内部インピーダンスデータなどの１つ以上のバッテリについてのリアルタイムデータを使用できる。いくつかの例では、クローズドループコンポーネント２４０は、第１のバッテリユニット２０４に関連付けられた第１のインピーダンス及び第２のバッテリユニット２１０に関連付けられた第２のインピーダンスを使用して、第１のインピーダンス、第２のインピーダンス、第１の電流制限、及び第２の電流制限を使用する集約電流制限を計算できる。少なくともいくつかの例では、そのような電流制限は、例えば、分流の法則モデルに従って計算され得る。
【００４０】
図２に示されるように、車両２０２は、車両２０２に結合された第１のバッテリ２０６及び／又は第２のバッテリ２１２を充電するための充電システム２４６を使用するように構成できる。充電システム２４６は、車両２０２の下部本体の対応するレセプタクルに結合するための充電カプラ２４８を含むことができる。充電カプラ２４８は、電気接点２５２及び２５４を含むハウジング２５０を有することができる。充電カプラは電源２５８に結合されたケーブル２５６を備えることができる。充電システム２４６の追加の詳細は、参照により本明細書に組み込まれる米国特許出願第１５／８３７，８６２号に記載されている。
【００４１】
図２に示されるように、充電システム２４６はまた、充電カプラ２４８が配置され充電カプラ２４８を所定の位置に選択的に保持するように構成された表面に関連付けられたアンカー２６０を含み得る。いくつかの例では、充電カプラ２４８は、携帯可能であること又は表面上の所定の位置に固定されることのどちらも企図でき、アンカー２６０は、充電カプラ２４８を固定位置に選択的に固定するか、又は、例えば、留め具、クランプなどの既知の固定アセンブリを使用して、再配置を可能にするように構成できる。
【００４２】
車両２０２を、充電カプラ２４８の電気接点２５２及び２５４が車両２０２の底部に取り付けられた接点と一直線に並ぶように、充電カプラ２４８上の位置まで走行できる。車両２０２は自律車両とすることができ、充電システム２４６は、充電システム２４６から電気を受け取るための実質的に一直線の位置へ走行する車両２０２によって使用できる１つ以上のマーカーを含むことができる。少なくともいくつかの例では、自律車両は、そのような充電プラットフォーム上にて、手動で制御され得る。自律車両のそのような手動制御の詳細は、参照により本明細書に組み込まれる米国特許出願番号１５／８３３，６９５に記載されている。
【００４３】
いくつかの例では、車両２０２は、米国国家高速道路交通安全局が発行するレベル５分類に従って操作するように構成された自律車両などの無人車両とすることができ、これは、ドライバー（又は乗員）が車両を常に制御することを期待することなく、全体行程の全ての安全上重要な機能を実行可能な車両について説明している。そのような例では、車両２０２は、全ての駐車機能を含む、行程の開始から完了までの全ての機能を制御するように構成でき、ドライバー、ならびに／又はステアリングホイール、アクセルペダル、及び／もしくはブレーキペダルなどの車両２０２を駆動するための制御器を含み得ない。これは単なる例であり、本明細書で記載するシステムと方法は、ドライバーが常に手動で制御する必要がある車両から、部分的又は完全に自律的に制御されているものまで、を含んでいる任意の地上、空中、又は水上車両に組み込み得る。
【００４４】
車両２０２は４つの車輪を有するが、本明細書に記載するシステム及び方法は、より少ない又はより多い数の車輪、タイヤ、及び／又は軌道を有する車両に組み込み得る。車両２０２は四輪ステアリングを有することができ、例えば図２に示すように、第１の方向２６４へ走行する場合、車両２０２の第１の端部２６２が車両２０２の前端部であるような、及び反対側の第２の方向２６６へ走行する場合、第１の端部２６２が車両２０２の後端部になるような、全ての方向において、概して等しい性能特性で操作できる。同様に第２の方向２６６へ走行する場合、車両２０２の第２の端部２６８は、車両２０２の前端部であり、及び、その結果、反対の第１の方向２６４へ走行する場合、第２の端部２６８は、車両２０２の後端部になる。これらの例示の特徴は、例えば駐車場及び市街地などの小規模空間又は混雑環境における操縦性をより向上し得る。
【００４５】
車両２０２は、車両２０２の軌道を決定するために、環境内の物体を示すセンサデータに少なくとも部分的に依存して、環境を通り横断し得る。いくつかの例では、車両２０２が環境を通り横断する際、１つ以上のセンサ２７０は検出された物体（例えば、車両、歩行者、建物、障壁など）に関連付けられたデータを取り込む。センサ２７０は、画像キャプチャデバイス、ＬＩＤＡＲセンサ、ＳＯＮＡＲセンサ、ＲＡＤＡＲセンサ、マイクなどを含むことができる。センサ２７０によって取り込まれたデータを、例えば、車両２０２の軌道を決定するための入力として使用できる。
【００４６】
図３は、本体モジュール（又は本体ユニット）３０２、本体モジュール３０２の両端に配置させられた第１の駆動モジュール（又は第１の駆動ユニット）３０４、及び第２の駆動モジュール（又は第２の駆動ユニット）３０６を備えた車両３００の概略図である。図３は、未組立状態３０８及び組立済み状態３１０の車両３００を示している。未組立状態３０８において、本体モジュール３０２は、車両３００の内部にある又は組み込まれている、又はサービスセンターなどに組み込まれた支持体によって支えることができる。
【００４７】
設置中、いくつかの例では、第１の駆動モジュール３０４及び第２の駆動モジュール３０６を、矢印３１２及び３１４によって示されるように、車両３００の長手方向に本体モジュール３０２に向けて移動させることによって設置できる。駆動モジュール３０４及び３０６を本体モジュール３０２へ設置すると、第１の駆動モジュール３０４に含まれる第１のバッテリユニット３１６及び第２の駆動モジュール３０６に含まれる第２のバッテリユニット３１８は、バス又はコントローラエリアネットワーク（ＣＡＮ）を介して、電気的に結合できる。いくつかの例では、第１の駆動モジュール３０４及び第２の駆動モジュール３０６を、本体モジュール３０２に向けて垂直方向（図３に示される水平結合に限定されない）に移動させることによって設置できる。さらに、いくつかの例では、第１の駆動モジュール３０４及び第２の駆動モジュール３０６は、本体モジュール３０２内で交換して通常の操作を継続できるように、実質的に類似できる。いくつかの例では、第１の駆動モジュール３０４及び第２の駆動モジュール３０６は、実質的に類似のインターフェースを有しながら、実質的に異なることができる。そのような場合、第１の駆動モジュール３０４及び第２の駆動モジュール３０６は異なる機能又は制限を提供できるが、それでもなお、本体モジュール３０２に交換可能に結合できる。
【００４８】
図４Ａは、リング構成又はトポロジ４００を使用する冗長ＢＭＳアーキテクチャの例示のアーキテクチャを示す。いくつかの例では、１つ以上のエグゼクティブコントローラ４０２を第１のバッテリ管理システム４０４及び最後又は第ｎのバッテリ管理システム４０４に結合できる。説明の目的でＢＭＳの間に描かれているが、任意の１つ以上のエグゼクティブコントローラ４０２がＢＭＳの間に点在し得る。そのような場合、エグゼクティブコントローラ４０２は第２のバッテリ管理システム４０６に直接結合し得ない。さらに、この構成４００は特定の障害シナリオの場合に継続的な操作を可能にする。いくつかの例では、隣接するコンポーネント間のいずれかの結合が損傷及び／又は切断された場合でも、システムは操作を継続できる。これはシステムに操作の継続を提供するが、複数のタイプの障害状態によってパフォーマンスが低下し得る。そのような構成では、各ＢＭＳは制限データ及び／又は物理的パラメータを他のＢＭＳから受信し、１つ以上のＥＣ４０２に渡す１つ以上の集約制限を計算し得る。次に、任意の１つ以上のエグゼクティブコントローラ４０２は複数のソースから集約制限を受信し、少なくともいくつかの例では、個々のＢＭＳデータをリングに沿った残りのＢＭＳに中継し得る。この図は例示の構成を示しており、他の構成が企図される。いくつかの例では、エグゼクティブコントローラ４０２を追加のバッテリ管理システムに接続することができ、全てのバッテリ管理システムをリングに結合し得るわけではない。
【００４９】
図４Ｂは、メッシュ構成４０８を使用する冗長ＢＭＳアーキテクチャの例示のアーキテクチャを示す。いくつかの例では、エグゼクティブコントローラ４１０は、第１のバッテリ管理システム４１２、第２のバッテリ管理システム４１４、第３のバッテリ管理システム４１６、及び最後又は第ｎのバッテリ管理システム４１８に結合できる。そのような場合、エグゼクティブコントローラ４１０は全てのバッテリ管理システムに結合でき、各バッテリ管理システムは他の２つのバッテリ管理システムに結合される。いくつかの例では、システムは、エグゼクティブコントローラ４１０のＮ−１個の結合の損傷又は切断などの障害状態下で操作を継続できる。説明を目的として、第ｎのバッテリ管理システム４１８が第４のバッテリ管理システムである場合、システムは、エグゼクティブコントローラ４１０への４つの結合のうちの３つが損傷及び／又は切断されたとしても、操作を継続できる。さらに、構成４０８は、バッテリ管理システム間の結合の複数の損傷又は切断がある中でも、操作を継続できる。そのような例では、各ＢＭＳは、制限及び／又はパラメータデータを、少なくとも１つ以上の他のＢＭＳ、及びエグゼクティブコントローラ４１０に中継し得る。各ＢＭＳはエグゼクティブコントローラ４１０に順番に送信される集約制限を順番に計算し得る。この図は例示の構成を示しており、他の構成が企図される。いくつかの例では、エグゼクティブコントローラ４１０は、全てのバッテリ管理システムに接続されているわけではなく、利用可能なバッテリ管理システムのサブセットのみに接続され得る。いくつかの例では、構成は、エグゼクティブコントローラ４１０が全てのバッテリ管理システムに結合され、全てのバッテリ管理システムが他の全てのバッテリ管理システムに結合されるフルメッシュトポロジを実装できる。
【００５０】
図５から図７は、本開示の実施形態による例示のプロセスを示す。これらのプロセスは論理フローグラフとして図示され、各操作は、ハードウェア、ソフトウェア、又はそれらの組み合わせにおいて実装できる一連の操作を表す。ソフトウェアのコンテキストにおいて、操作は、１つ以上のプロセッサで実行すると、列挙した操作を実行する１つ以上のコンピュータ可読記憶媒体に格納されたコンピュータ実行可能命令を表す。一般に、コンピュータ実行可能命令は、特定の機能を実行する又は特定の抽象的なデータタイプを実装するルーチン、プログラム、オブジェクト、コンポーネント、データ構造などを含む。操作が説明される順序は制限として解釈されることを意図するものではなく、任意の数の説明された操作は、任意の順序で、及び／又は並行し組み合わせてプロセスに実装できる。
【００５１】
図５は、バッテリデータを受信しバッテリユニットに指示するための例示のプロセス５００を示す。オペレーション５０２において、プロセス５００は、エグゼクティブコントローラ（ＥＣ）にて、第１のバッテリデータ及び第１の集約バッテリデータを第１のバッテリユニットから受信することを含むことができる。上記で論じたように、ＥＣは第１のバッテリユニットに結合できる。いくつかの例では、第１のバッテリデータは、電流制限データ、電力制限データ、電圧制限データ、温度データ、接続データ、システム状態、バッテリ状態、バッテリステータス、及び／又はインピーダンスデータを含むことができる。いくつかの例では、集約バッテリデータは、本明細書に記載のバッテリデータのいずれかを含む、データの任意の組み合わせ又はデータの計算を含むことができる。オペレーション５０４において、プロセス５００は、ＥＣにて、第２のバッテリデータ及び第２の集約バッテリデータを第２のバッテリユニットから受信することを含むことができる。同様に、上記で論じたように、ＥＣは第２のバッテリユニットに結合できる。並行して操作するように示されているが（例えば、技術的許容範囲内で実質的に同時に）、オペレーション５０２及び５０４は、オペレーション５０２又は５０４のいずれかが他方の前に発生することに伴って連続的に発生できる。
【００５２】
オペレーション５０６において、プロセス５００は、ＥＣにて、第１の集約バッテリデータ及び第２の集約バッテリデータとの間の比較を生成することを含むことができる。比較は、第１の集約バッテリデータの値が第２の集約バッテリデータよりも大きい、又はその逆かどうか、を示すことができる。
【００５３】
オペレーション５０８において、プロセス５００は、比較に基づいて、操作バッテリデータを選択することを含むことができる。いくつかの例では、オペレーション５０８は、操作バッテリデータ（例えば、作動制限とも呼ばれる）として、より低い集約バッテリデータ（例えば、集約バッテリ制限とも呼ばれる）を選択する。いくつかの例では、操作５０８はより高い集約バッテリデータを操作バッテリデータとして選択する。説明を目的として、通常操作下では、システムはコンサバティブ設定を使用し、より低い集約バッテリデータを操作バッテリデータとして選択し得る。集約バッテリデータが電流制限を含む場合、コンサバティブ設定を使用し、より低い集約電流制限を選択することは、バッテリから過剰な電流を引き出す確率を減らし、次いで、バッテリユニット、バッテリ、及び／又はバッテリ管理システムの損傷する確率を減らすことができる。さらに、説明を目的として、重要な状態の下では、システムは電力の増加を必要とし得て、より高い集約バッテリデータを操作バッテリデータとして選択し得る。より高い集約バッテリデータは、楽観的な利用可能な電力を表すことができ、環境の又はその他の重大な状態のために、システムがシステムのコンポーネントへストレスをかけるであろうことを可能にする。
【００５４】
オペレーション５１０において、プロセス５００は、ＥＣから、第１のバッテリデータを第２のバッテリユニットに送信することを含むことができ、またオペレーション５１２において、ＥＣから、第２のバッテリデータを第１のバッテリユニットに送信する。これには、第１のバッテリユニットに第２のバッテリユニットのデータを受信すること、及び第２のバッテリユニットに第１のバッテリユニットのデータを受信することを可能とする。オペレーション５０２及び５０４と同様に、並行して発生するように示されているが、オペレーション５１０及び５１２は、一方の操作が他方の前に発生することに伴い連続的に発生すること、又はその逆であることができる。さらに、オペレーション５０２、５０４、５１０、及び５１２は、任意の頻度で発生する進行中のプロセスを表すことができる。したがって、いくつかの例では、バッテリデータ及び集約バッテリデータを第１のバッテリユニット及び第２のバッテリユニットとの間で連続的に送信でき、一方、ＥＣは、バッテリデータを受信する際に、比較を生成し、操作バッテリデータを基本的に独立して選択できる。
【００５５】
オペレーション５１４において、プロセス５００は、操作中のバッテリデータに基づいて電気負荷を制御することを含むことができる。上記で論じたように、システムは、いくつかの例では自律車両が走行するための駆動モジュールへ電力を提供できる。
【００５６】
図６は、集約バッテリデータをバッテリ管理システムから、例えば、エグゼクティブコントローラ及び／又は別のバッテリ管理システムに送信するためのプロセス６００を示している。オペレーション６０２で、プロセス６００は、第１のバッテリ管理システム（ＢＭＳ）にて、第１のバッテリデータを生成することを含むことができる。このプロセスにおいて、第１のバッテリ管理システムは、図１に関して説明したように、第１のＢＭＳ１０４を参照できる。オペレーション６０２において、第１のバッテリデータは、上記で論じたように、電流制限データ、電力制限データ、電圧制限データ、温度データ、接続データ、状態、ステータス、及び／又はインピーダンスデータを含むことができる。第１のＢＭＳはまた、バッテリ及び／又はバッテリユニットを監視及び／又は測定してバッテリデータを生成するように構成できる。
【００５７】
オペレーション６０４において、プロセス６００は、第１のＢＭＳから、第１のバッテリデータをエグゼクティブコントローラ（ＥＣ）及び／又は第２のＢＭＳに送信することを含むことができる。図１に関して説明したように、ＥＣはＥＣ１０２を参照でき、第２のＢＭＳは第２のＢＭＳ１０６を参照できる。さらに、図１に示されるように、第１のＢＭＳはエグゼクティブコントローラ及び／又は第２のＢＭＳに結合できる。結合は第１のＢＭＳが第１のバッテリデータをエグゼクティブコントローラ又は第２のＢＭＳのいずれかに送信することを可能とする。
【００５８】
オペレーション６０６において、プロセス６００は、第１のＢＭＳにて、第２のバッテリデータを第２のＢＭＳから受信することを含むことができる。図１で論じたように、第１のＢＭＳは第２のバッテリデータを第１のＢＭＳと第２のＢＭＳの結合を介して受信できる。いくつかの例では、第１のＢＭＳは第２のバッテリデータをＥＣから受信できる。
【００５９】
オペレーション６０８において、プロセス６００は、第１のＢＭＳにて、集約バッテリデータを生成することを含むことができる。集約バッテリデータは、上記のバッテリデータのいずれかを含む、データの任意の組み合わせ又はデータの計算を含むことができる。いくつかの例では、第１のバッテリデータは第１の電流制限を含むことができ、第２のバッテリデータは第２の電流制限を含むことができる。集約バッテリデータを生成する時、第１のＢＭＳは第１の電流制限及び第２の電流制限を使用して、集約バッテリデータを集約電流制限として生成できる。いくつかの例では、第１の集約電流制限は、第１の電流制限及び第２の電流制限の合計を含むことができる。いくつかの例では、第１の集約電流制限は、第１の電流制限及び第２の電流制限をルックアップキーとして使用するテーブルエントリを含むことができる。いくつかの例では、第１の集約電流制限は、限定しないが、インピーダンス、スルーレート、又はオーバーシュートなどの第１及び／又は第２のバッテリの観測された特性に基づく動的電流制限を含むことができる。
【００６０】
オペレーション６１０において、プロセス６００は、第１のＢＭＳから、集約バッテリデータをＥＣ及び／又は第２のＢＭＳに送信することを含むことができる。いくつかの例では、集約バッテリデータを集約電流制限とすることができる。第１のＢＭＳは結合を使用して、次いで集約バッテリデータをＥＣに、及び／又は第２のＢＭＳに送信できる。いくつかの例では、システムは、追加のコントローラ及び／又はバッテリ管理システムを有し得る。このような場合、第１のＢＭＳは、集約バッテリデータをアーキテクチャ内のコンポーネントのサブセットに送信するように構成できる。いくつかの例では、第１のＢＭＳは、バッテリデータをアーキテクチャ内の全てのコンポーネントに一斉送信するように構成できる。
【００６１】
図７は、障害状態を決定するための例示のプロセスを示す。オペレーション７０２において、プロセス７００は、ＥＣにて、バッテリデータ（例えば、制限、ステータス、温度など）を受信することを含むことができる。バッテリデータは、例えば、図１に関して説明されたバッテリデータを参照できる。
【００６２】
オペレーション７０４において、プロセス７００は、バッテリデータが閾値を満たす又は超えるかどうかを決定するチェックを実行することを含むことができる。いくつかの例では、バッテリデータは、上記のように、集約電流データを含むことができる。システムに必要な操作を実行するために、最小限の電流を必要とすることができる。いくつかの例では、集約電流データは必要な最小電流量を満たす又は超えることができる。このような場合、プロセス７００は、オペレーション７０２に戻ることができる。集約電流データが必要な最小電流量を満たさない又は超えない場合、プロセス７００はオペレーション７０６に進むことができる。
【００６３】
オペレーション７０６において、プロセス７００は、ＥＣにて、障害の表示を生成することを含むことができる。いくつかの例では、障害は特定の駆動操作に要求される電流量よりも少ない利用可能な電流とすることができる。いくつかの例では、障害は推奨電流よりも低い利用可能な電流とすることができる（例えば、推奨電流が、要求される電流の量を上回るビルトインセーフティファクタを含んでいる場合）。障害はまた、結合の損傷又は切断の表示、及び、必要な又は推奨の操作閾値を上回る又は下回る他のバッテリデータを含むことができる。
【００６４】
オペレーション７０８において、プロセス７００は、例えば電気モーターに限定されないが、バッテリデータに少なくとも部分的に基づいて、電気負荷を制御することを含むことができる。いくつかの例では、障害を検出して障害の表示を生成した後、システムは基本的な操作を継続し、例えば電気モーターに利用可能な電力を供給できる。いくつかの例では、オペレーション７０８は、システムに完全に機能するシステムとして作動することを可能にさせることができるが、障害が警告又は起こる可能性のある将来のエラーの表示である障害の表示を伴う。
【００６５】
［例示的な発明内容］
Ａ：第１のバッテリ及び第１のバッテリ管理システム（ＢＭＳ）を含んだ第１のバッテリユニットと、第２のバッテリ及び第２のＢＭＳを含んだ第２のバッテリユニットと、前記第１のＢＭＳ及び前記第２のＢＭＳに通信可能に結合されたコントローラであって、第１のバッテリデータ及び第１の集約制限データを前記第１のＢＭＳから受信するステップと、第２のバッテリデータ及び第２の集約制限データを前記第２のＢＭＳから受信するステップと、前記第１の集約制限データ及び前記第２の集約制限データに少なくとも部分的に基づいて、作動制限を決定するステップと、前記作動制限に少なくとも部分的に基づいて、電気モーターのトルク値を決定するステップと、前記トルク値に少なくとも部分的に基づいて、前記電気モーターを制御するステップと、を含む操作を実行するように構成された、前記コントローラと、を備えたシステム。
【００６６】
Ｂ：前記第１のＢＭＳが前記第２のＢＭＳと通信可能に結合され、前記操作が、前記第１のバッテリデータを前記第１のＢＭＳから前記第２のＢＭＳに送信するステップと、前記第２のバッテリデータを前記第２のＢＭＳから前記第１のＢＭＳに送信するステップと、をさらに含み、前記第１の集約制限データが、前記第１のＢＭＳによって、及び前記第１のバッテリデータ及び前記第２のバッテリデータに少なくとも部分的に基づいて、決定され、前記第２の集約制限データが、前記第２のＢＭＳによって、及び前記第１のバッテリデータ及び前記第２のバッテリデータに少なくとも部分的に基づいて、決定される、段落Ａに記載のシステム。
【００６７】
Ｃ：前記作動制限を決定することは、比較として、前記第１の集約制限データと前記第２の集約制限データを比較するステップと、前記比較に少なくとも部分的に基づいて、集約下限を前記作動制限として選択するステップと、を含む、段落Ａ又は段落Ｂに記載のシステム。
【００６８】
Ｄ：前記第１のバッテリデータは、前記第１のバッテリに関連付けられた第１の電流制限又は第１の電力制限を含み、前記第２のバッテリデータは、前記第２のバッテリに関連付けられた第２の電流制限又は第２の電力制限を含む、段落Ａから段落Ｃのいずれかに記載のシステム。
【００６９】
Ｅ：前記第１の集約制限データ又は前記第２の集約制限データは、前記第１の電流制限と前記第２の電流制限の組み合わせ、前記第１の電流制限及び前記第２の電流制限に少なくとも部分的に基づくルックアップテーブルエントリ、又は、前記第１のバッテリ又は前記第２のバッテリの観測された特性であって、インピーダンス、スルーレート、若しくはオーバーシュートのうちの少なくとも１つを含む前記観測された特性に基づく動的制限、のうちの少なくとも１つを含む、段落Ｄに記載のシステム。
【００７０】
Ｆ：前記操作が、観測された操作状態が前記作動制限に関連関連付けられた範囲内にあると決定するステップであって、前記観測された操作状態は、電力使用、電流使用、又は電圧使用のうちの少なくとも１つを含む、ステップと、障害状態が発生していると決定するステップであって、前記障害状態が前記第１のバッテリユニット又は前記第２のバッテリユニットの少なくとも１つが誤作動していることを示す、ステップと、をさらに含む、段落Ａから段落Ｅのいずれかに記載のシステム。
【００７１】
Ｇ：第１のバッテリデータ及び第１の集約制限データを第１のバッテリユニットから受信するステップと、第２のバッテリデータ及び第２の集約制限データを第２のバッテリユニットから受信するステップと、前記第１の集約制限データ及び前記第２の集約制限データに少なくとも部分的に基づいて、作動制限を決定するステップと、前記作動制限に少なくとも部分的に基づいて、負荷値を決定するステップと、前記負荷値に少なくとも部分的に基づいて、電気デバイスを制御するステップと、を備えた方法。
【００７２】
Ｈ：前記電気デバイスがモーターであり、前記作動制限が閾値を満たさない又は超えないと決定するステップと、障害状態が発生したと決定するステップと、前記モーターを制御して、車両の安全な停止軌道を実行させるステップと、をさらに含む、段落Ｇに記載の方法。
【００７３】
Ｉ：前記車両が自律車両を含む、段落Ｈに記載の方法。
【００７４】
Ｊ：前記第１の集約制限データ及び前記第２の集約制限データに少なくとも部分的に基づいて、集約下限を決定するステップと、前記集約下限を選択するステップと、をさらに含む段落Ｇから段落Ｉのいずれかに記載の方法。
【００７５】
Ｋ：前記第１の集約制限データが制限閾値を満たさないまたは超えないと決定するステップと、前記第１のバッテリユニットが誤作動していると決定するステップと、をさらに備える、段落Ｇから段落Ｊのいずれかに記載の方法。
【００７６】
Ｌ：前記第１のバッテリデータの一部を前記第２のバッテリユニットに送信するステップをさらに含む、段落Ｇから段落Ｋのいずれかに記載の方法。
【００７７】
Ｍ：前記第１のバッテリデータは、電流制限データ、電力制限データ、電圧制限データ、温度データ、接続データ、バッテリの操作状態、システムの操作状態、又はバッテリのステータス、のうちの少なくとも１つを含む、段落Ｇから段落Ｌのいずれかに記載の方法。
【００７８】
Ｎ：プロセッサによって実行可能な命令を格納する非一時的コンピュータ可読媒体であって、前記命令は、実行されると前記プロセッサに、コントローラにて、第１のバッテリデータを第１のバッテリユニットから受信するステップと、前記コントローラにて、第２のバッテリデータを第２のバッテリユニットから受信するステップと、前記第１のバッテリデータ及び前記第２のバッテリデータに少なくとも部分的に基づいて、作動制限を決定するステップと、前記作動制限に少なくとも部分的に基づいて、電気コンポーネントの負荷値を決定するステップと、前記負荷値に少なくとも部分的に基づいて、前記電気コンポーネントを制御するステップと、を含む操作を実行させる、非一時的コンピュータ可読媒体。
【００７９】
Ｏ：前記命令は、実行されると前記プロセッサに、前記コントローラで、第１の集約制限データを前記第１のバッテリユニットから、第２の集約制限データを前記第２のバッテリユニットから受信するステップと、前記第１の集約制限データ及び前記第２の集約制限データに少なくとも部分的に基づいて、集約バッテリ下制限を決定するステップと、前記集約バッテリ下制限を選択するステップと、を含む操作をさらに実行させる、段落Ｎに記載の非一時的コンピュータ可読媒体。
【００８０】
Ｐ：前記第１の集約制限が、前記第１の集約制限データと前記第２の集約制限データとの組み合わせ、前記第１の集約制限データ及び前記第２の集約制限データに少なくとも部分的に基づくルックアップテーブルエントリ、又は、前記第１のバッテリユニット若しくは前記第２のバッテリユニットの観測された特性であって、インピーダンス、スルーレート、又はオーバーシュートのうちの少なくとも１つを含む前記観測された特性に少なくとも部分的に基づく動的制限、のうちの少なくとも１つを含む、段落Ｏに記載の非一時的コンピュータ可読媒体。
【００８１】
Ｑ：前記命令は、実行されると前記プロセッサに、前記第１のバッテリデータ及び前記第２のバッテリデータに少なくとも部分的に基づいて、集約バッテリ制限を生成するステップ、を含む操作をさらに実行させる、段落Ｎから段落Ｐのいずれかに記載の非一時的コンピュータ可読媒体。
【００８２】
Ｒ：前記命令は、実行されると前記プロセッサに、前記コントローラで、第１の集約制限データを前記第１のバッテリユニットから、第２の集約制限データを前記第２のバッテリユニットから受信するステップと、前記第１の集約制限データと前記第２の集約制限データとの間の差が差閾値を満たしている又は超えていると決定するステップと、前記第１のバッテリユニットと前記コントローラとの間の第１の結合、又は前記第２のバッテリユニットと前記コントローラとの間の第２の結合の障害を決定するステップと、を含む操作をさらに実行させる、段落Ｎから段落Ｑのいずれかに記載の非一時的コンピュータ可読媒体。
【００８３】
Ｓ：前記命令は、実行されると前記プロセッサに、前記第１のバッテリデータ又は前記第２のバッテリデータに少なくとも部分的に基づいて、障害状態が発生していると決定するステップであって、前記障害状態は、電流障害、電力障害、電圧障害、又は温度障害うちの少なくとも１つを含む、ステップと、を含む操作をさらに実行させる、段落Ｎから段落Ｒのいずれかに記載の非一時的コンピュータ可読媒体。
【００８４】
Ｔ：前記命令は、実行されると前記プロセッサに、前記第１のバッテリデータの一部を前記第２のバッテリユニットに送信するステップと、前記第２のバッテリデータの一部を前記第１のバッテリユニットに送信するステップと、含む操作をさらに実行させる段落Ｎから段落Ｓのいずれかに記載の非一時的コンピュータ可読媒体。
【００８５】
上述の例示の発明内容は１つの特定の実装に関して説明しているが、この文書のコンテキストでは、例示の発明内容はまた、方法、デバイス、システム及び／又はコンピュータ可読媒体、及び／又はその他の実装を介して実装できることを理解されたい。
【００８６】
［結論］
本明細書で説明する技術の１つ以上の例について説明したが、様々な変更、追加、置換、及びそれらの同等物が、本明細書で説明する技術の範囲内に含まれる。
【００８７】
例示の説明では、本明細書の一部を形成する添付の図面を参照するが、これは例示として請求される主題の具体的な例を示す。他の例を使用でき、構造的変更などの変更又は代替を行うことできることを理解されたい。そのような例示、変更又は代替は、意図して請求される主題に関する範囲から必ずしも逸脱するものではない。本明細書のステップは特定の順序で提示できるが、場合によっては、説明したシステム及び方法の機能を変更することなく、特定の入力を異なる時間又は異なる順序で提供するように、順序を変更できる。開示された手順はまた異なる順序で実行できる。さらに、本明細書にある様々な計算は開示された順序で実行される必要はなく、計算の代替順序を使用する他の例を容易に実装できる。並べ替えに加えて、計算はまた、同じ結果となるサブ計算に分解できる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【国際調査報告】
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