(57)【要約】電気システムは、電力出力を提供するように構成された電力回路と、第１のおよび第２のバッテリと、第１のおよび第２のバッテリをそれぞれ並列に電力出力に接続および切断するように構成された第１のおよび第２のスイッチとを備える。電気システムは、第１のおよび第２のスイッチ電気的に接続され、また、第１のスイッチおよび／または第２のスイッチの動作を制御するように構成されたたコントローラも含み得る。電気システムは、コントローラと通信し、電力回路上の電力負荷の電力需要を予測し、予測された電力需要を示す信号をコントローラに送信するように構成される。コントローラは、第１のスイッチおよび／または第２のスイッチを作動させて、予測された負荷を示す信号に少なくとも部分的に基づいて第１のバッテリおよび／または第２のバッテリを電力出力に接続させ得る。
2020530255.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気的負荷に電力を供給するように構成された電気システムであって、
電力出力を提供するように構成された電力回路と、
電力回路の前記電力出力に電気的に接続可能な第１のバッテリと、
前記電力回路の前記電力出力への前記第１のバッテリの電気的な接続と、前記電力回路の前記電力出力からの前記第１のバッテリの電気的な切断とを選択的に行うように構成された第１のスイッチと、
前記電力回路の前記電力出力に電気的に接続可能な第２のバッテリと、
前記電力回路の前記電力出力への前記第２のバッテリの電気的な接続と、前記電力回路の前記電力出力からの前記第２のバッテリの電気的な切断とを選択的に行うように構成された第２のスイッチと、
前記第１のバッテリおよび前記第２のバッテリのうちの少なくとも一方が電気的負荷に電力を供給するように、前記電力回路の前記電力出力に接続された電気的負荷と、
前記第１のスイッチおよび前記第２のスイッチに電気的に接続されたコントローラであって、前記コントローラは、前記第１のスイッチおよび前記第２のスイッチが、それぞれ前記第１のバッテリおよび前記第２のバッテリを前記電力回路の前記電力出力に電気的に接続したときに、前記第１のバッテリと前記第２のバッテリが、互いに並列になるように、前記第１のスイッチまたは前記第２のスイッチのうちの少なくとも一方の動作を制御するように構成される、コントローラと、
前記コントローラと通信する負荷プレディクタであって、前記負荷プレディクタは、電気的負荷の電力需要を予測し、予測された電力需要を示す信号を前記コントローラに送信するように構成される、負荷プレディクタと
を備え、
前記コントローラは、前記予測された電力需要を示す信号に少なくとも部分的に基づいて、前記第１のバッテリまたは前記第２のバッテリのうちの少なくとも一方を前記電力回路の前記電力出力に接続するために、前記第１のスイッチまたは前記第２のスイッチのうちの少なくとも一方をアクティブ化するように構成される
電気システム。
【請求項２】
前記負荷プレディクタは、
前記電力出力に結合された車両の軌道を決定するように構成されたプランナ、または前記電力出力に結合された前記車両の電気モータと関連付けられた電力需要を決定するように構成された車両コントローラのうちの少なくとも一方から、信号を受信し、
少なくとも１つの信号に少なくとも部分的に基づいて、電力需要を予測する
ように構成される、請求項１の電気システム。
【請求項３】
前記負荷プレディクタは、
前記電力出力に結合された車両の軌道を決定するように構成されたプランナから、信号を受信することであって、決定された軌道は、幹線道路における車両の運転と関連付けられた軌道、脇道における車両の運転と関連付けられた軌道、登坂中の車両の運転と関連付けられた軌道、または複数の交通信号を含む街路における車両の運転と関連付けられた軌道のうちの１つを含む、ことと、
幹線道路における車両の運転と関連付けられた軌道についての相対的に高い電力需要、脇道における車両の運転と関連付けられた軌道についての相対的に低い電力需要、登坂中の車両の運転と関連付けられた軌道と関連付けられた相対的に高い電力需要、または複数の交通信号を含む街路における車両の運転と関連付けられた軌道についての相対的に高い電力需要のうちの１つを予測することと
を行うように構成される、請求項１の電気システム。
【請求項４】
前記コントローラは、
前記第１のバッテリと関連付けられた第１の充電状態を示す第１の信号と、前記第２のバッテリと関連付けられた第２の充電状態を示す第２の信号とを受信し、
前記第１の充電状態と前記第２の充電状態が均等化されるように、前記第１のスイッチまたは前記第２のスイッチのうちの少なくとも一方の動作を制御する
ように構成される、請求項１の電気システム。
【請求項５】
前記コントローラは、予測された電力需要を示す信号に少なくとも部分的に基づいて、前記第１の充電状態と前記第２の充電状態が均等化されるように、前記第１のスイッチまたは前記第２のスイッチのうちの少なくとも一方の動作を制御するように構成される、請求項４の電気システム。
【請求項６】
互いに電気的に直列に、および前記第１のスイッチと電気的に並列に接続された、第１の２次スイッチおよび第１の電流制限デバイスと、
互いに電気的に直列に、および前記第２のスイッチと電気的に並列に接続された、第２の２次スイッチおよび第２の電流制限デバイスと
をさらに備える、請求項１の電気システム。
【請求項７】
前記コントローラは、
第１のバッテリまたは第２のバッテリのうちの一方が、前記第１のバッテリまたは前記第２のバッテリのうちの他方よりも高い充電状態を有すると決定し、前記第１のバッテリまたは前記第２のバッテリのうちの一方をより高い充電状態を有するバッテリとして、また前記第１のバッテリまたは前記第２のバッテリのうちの他方をより低い充電状態を有するバッテリとして指定し、
より高い充電状態のバッテリと関連付けられた第１のスイッチまたは第２のスイッチのうちの一方に、より高い充電状態のバッテリを電力出力に電気的に接続させ、
第１の２次スイッチまたは第２の２次スイッチのうちの一方に、より低い充電状態のバッテリをより高い充電状態のバッテリに電気的に接続させ、それによって、より高い充電状態のバッテリからより低い充電状態のバッテリを充電する
ように構成される、請求項６の電気システム。
【請求項８】
前記コントローラは、
より低い充電状態のバッテリの充電状態とより高い充電状態のバッテリの充電状態との間の差が、閾値差を満たさないと決定し、
より低い充電状態のバッテリと関連付けられた前記第１のスイッチまたは前記第２のスイッチのうちの一方に、より低い充電状態のバッテリを電力出力に接続させる
ように構成される、請求項７の電気システム。
【請求項９】
前記負荷プレディクタは、
第１の時間期間における予測される電力需要の第１のレベルを予測し、
第２の時間期間における予測される電力需要の第２のレベルを予測する
ように構成され、
前記第１のレベルは、前記第２のレベルと異なり、
前記コントローラは、
前記第１のレベルまたは前記第２のレベルのうちの一方を、前記第１のレベルまたは前記第２のレベルのうちの他方よりも低いほうとして識別し、
より低いレベルと関連付けられた前記第１の時間期間または前記第２の時間期間のうちの一方の間、第１の２次スイッチまたは第２の２次スイッチのうちの一方に、より低い充電状態のバッテリをより高い充電状態のバッテリに電気的に接続させ、それによって、より高い充電状態のバッテリからより低い充電状態のバッテリを充電する
ように構成される
請求項７の電気システム。
【請求項１０】
前記第１のバッテリに充電を行うために、前記第１のバッテリと電気的に並列して結合された第１の充電回路と、
前記第２のバッテリに充電を行うために、前記第２のバッテリと電気的に並列して結合された第２の充電回路と
をさらに備え、
前記コントローラは、前記第１のバッテリまたは前記第２のバッテリのうちの少なくとも一方の充電を、同時にまたは互いに独立して生じさせるように、前記第１のスイッチまたは前記第２のスイッチのうちの少なくとも一方を動作させるように構成される
請求項１の電気システム。
【請求項１１】
車台と、
前記車台に結合され、車両の推進のためのトルクを提供するように構成された電気モータと、
前記電気モータに電力を供給するように構成された、請求項１乃至１０のいずれか一項に記載された電気システムと
を備えた車両。
【請求項１２】
前記車両は、自律車両であり、前記自律車両は、前記自律車両の運転のための軌道を決定するように構成されたプランナを備えており、前記コントローラは、
第１のバッテリの第１の充電状態および第２のバッテリの第２の充電状態を決定し、
前記第１の充電状態または前記第２の充電状態の少なくとも一方を示す信号を、前記自律車両を制御するための軌道を選択するのに使用するために前記プランナに送信する
ように構成されている、
請求項１１の車両。
【請求項１３】
電力出力を提供するように構成された電力回路と、少なくとも２つのバッテリとを備える、電気システムを動作させるための方法であって、
前記電気システムの第２のバッテリの充電状態よりも高い充電状態を有する前記電気システムの第１のバッテリを識別するステップであって、前記第１のバッテリと前記第２のバッテリは、互いに並列に接続される、ステップと、
前記第１のバッテリを電力回路の前記電力出力に電気的に接続するステップと、
前記第１のバッテリから前記第２のバッテリの充電状態を増大させるために、電流制限デバイスを通して、前記第１のバッテリを前記第２のバッテリに電気的に接続するステップと、
前記電力回路の電力出力上における負荷を予測するステップと、
前記第２のバッテリを前記電力回路の電力出力に電気的に接続するステップと
を含む方法。
【請求項１４】
前記電力回路の電力出力上における予測された負荷に少なくとも部分的に基づいて、前記第１のバッテリを前記第２のバッテリに電気的に接続するステップ
をさらに、請求項１３の方法。
【請求項１５】
第１の時間期間における前記電力回路の電力出力上における第１の予測された負荷を識別するステップと、
第２の時間期間の間の前記電力回路の電力出力上における第２の予測された負荷を識別するステップであって、第１の予測された負荷は、第２の予測された負荷よりも大きい、ステップと、
第２の時間期間の間に、前記第１のバッテリを前記第２のバッテリに電気的に接続するステップと
をさらに含む、請求項１４の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
優先権の主張
本ＰＣＴ国際特許出願は、その開示が参照によって本明細書に組み込まれる、2017年8月10日に出願された米国特許出願第15/674,098号に基づく優先権の利益を主張する。
【背景技術】
【０００２】
多くのデバイスおよび機械は、バッテリによって電力を与えられる。例えば、カメラ、スマートフォン、タブレット、ポータブルスピーカシステム、およびコンピュータなどの電子デバイスは、バッテリを使用することによって、電源コードの不便さなしに、動作させられ得る。加えて、除細動器、生命兆候監視デバイス、生命維持装置などの医療デバイスは、ポータブルであり、バッテリによって電力を与えられ、またはバッテリバックアップを含み得る。少なくとも部分的にバッテリ電力に依存する電気動力車の人気も、同様に高まっている。
【図面の簡単な説明】
【０００３】
詳細な説明が、添付の図を参照して行われる。図において、参照番号の左端の数字は、その参照番号が最初に出現した図を識別する。異なる図における同じ参照番号は、同様または同一のアイテムを示す。
【図１】ブロック図形式で示された例示的な電気システムを含む、例示的な車両の斜視図である。
【図２】車両システムのための例示的なアーキテクチャと、例示的な電気システムのための例示的なアーキテクチャとを示す、ブロック図である。
【図３】例示的な電力回路を含む例示的な電気システムを含む概略回路図である。
【図４】別の例示的な電力回路を含む例示的な電気システムを含む概略回路図である。
【図５】２つ以上のバッテリを有する電気システムを動作させるための例示的なプロセスのフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【０００４】
本開示は、一般に、電気的負荷に電力を供給するように構成された電気システムを対象とする。例えば、電気システムは、電力用のバッテリに少なくとも部分的に依存する、例えば、電子デバイス、医療デバイス、および電気動力車などの、デバイスおよび機械に電力を供給するために使用され得る。
【０００５】
いくつかの例における電気システムは、電力出力を提供するように構成された電力回路を含み得る。電気システムは、電力回路の電力出力に電気的に接続可能な第１のバッテリと、電力出力への第１のバッテリの電気的な接続と、電力出力からの第１のバッテリの電気的な切断とを選択的に行うように構成された第１のスイッチも含み得る。電力回路は、電力出力に電気的に接続可能な第２のバッテリと、電力出力への第２のバッテリの電気的な接続と、電力出力からの第２のバッテリの電気的な切断とを選択的に行うように構成された第２のスイッチも含み得る。いくつかの例においては、電力回路は、第１のスイッチおよび第２のスイッチが、それぞれ第１のバッテリおよび第２のバッテリを電力回路に電気的に接続したときに、第１のバッテリと第２のバッテリが、電力回路内において互いに並列になるように構成され得る。いくつかの例においては、電力回路の電力出力は、電力出力に電気的に接続された第１のバッテリからだけ電力を負荷に供給し、第２のバッテリからは供給しないように構成され得る。いくつかの例においては、電力回路の電力出力は、電力出力に電気的に接続された第２のバッテリからだけ電力を負荷に供給し、第１のバッテリからは供給しないように構成され得る。いくつかの例においては、第１のバッテリと第２のバッテリの両方が、電力出力に電気的に接続され、電力を負荷に供給し得る。電気システムのいくつかの例は、３つ以上のバッテリを含み得る。
【０００６】
いくつかの例においては、電気システムは、第１のスイッチおよび第２のスイッチに電気的に接続されたコントローラも含み得る。コントローラは、第１のスイッチまたは第２のスイッチのうちの１つまたは複数の動作を制御するように構成され得る。電気システムのいくつかの例は、第１のバッテリおよび第２のバッテリの各々のために別々のコントローラを含み得、例えば、３つ以上のバッテリを含む場合、電気システムは、例えば、バッテリの各々に対して１つのコントローラなど、３つ以上のコントローラを含み得る。
【０００７】
電気システムは、第１のバッテリおよび第２のバッテリのうちの少なくとも一方が、電気的負荷に電力を供給するように、電力回路の電力出力に接続された電気的負荷も含み得る。電気的負荷は、例えば、本明細書において説明されるような、いずれかの電動デバイスまたは機械を含み得る。
【０００８】
電気システムは、コントローラと通信する負荷プレディクタも含み得る。いくつかの例においては、負荷プレディクタは、電気的負荷の電力需要を予測し、予測された電力需要を示す１つまたは複数の信号をコントローラに送信するように構成され得る。本明細書において説明されるように、負荷プレディクタは、電気的負荷の未来の負荷需要を予測するために、様々な情報、例えば、ヒストリカル情報、地理的情報、および／またはリアルタイム情報を使用し得る。いくつかの例においては、コントローラは、予測された電力需要を示す１つまたは複数の信号に少なくとも部分的に基づいて、第１のバッテリまたは第２のバッテリのうちの１つまたは複数をそれぞれ電力回路の電力出力に接続するために、第１のスイッチまたは第２のスイッチのうちの１つまたは複数をアクティブ化するように構成され得る。
【０００９】
本明細書において説明される電気システムのいくつかの例は、例えば、１つのバッテリが、必要な電力を提供することができない（例えば、低い充電状態、枯渇した充電、または不十分な電圧を有する）場合に、システムの別のバッテリが、デバイスまたは機械に電力を供給し続け得るような、電力冗長性の提供をもたらし得る。例えば、電気動力車の１つのバッテリが、電力を供給することができない場合、車両が運転し続け得るように、バッテリのうちの別の１つが、電力を供給し得る。本明細書において説明される電気システムのいくつかの例は、本明細書において説明される電気システムの組み合わされたバッテリの容量に類似する容量の単一バッテリを有する電気システムよりも、効率的に動作し得る。例えば、本明細書において説明される電気システムの相対的により小さいバッテリは、より小さいバッテリの組み合わされた容量に一致する容量を有する単一のより大きいバッテリと比較して、低減された内部抵抗など、相対的に低減された非効率性を利用し得る。本明細書において説明される電気システムのいくつかの例は、単一のより大きいバッテリと比較して、例えば、それらの相対的に小さい容量のおかげで、相対的に低減された再充電時間を有し得る。これは、使用と再充電を繰り返すデバイスおよび機械にとって有益であり得る。加えて、本明細書において説明されるいくつかの電気システムは、単一のより大きいバッテリと比較して、より低い充電状態において効果的に動作することができることがあり、これは、フル充電された場合の有用なバッテリ寿命を改善し得る。いくつかの例は、例えば、本明細書において説明される電気システムのそれぞれのバッテリのロケーションを離すことによって、デバイスまたは機械内においてバッテリ重量を分散させる機会を提供し得る。そのような特性は、適合させられた重量分散が車両の運転および／または操作の改善に貢献し得る、電気動力車にとって有益であり得る。
【００１０】
いくつかの例においては、負荷プレディクタは、電力出力に結合された車両の軌道を決定するように構成されたプランナ、または電力出力に結合された車両の電気モータと関連付けられた電力需要を決定するように構成された車両コントローラのうちの少なくとも一方から、１つまたは複数の信号を受信するように構成され得る。負荷プレディクタは、１つまたは複数の信号に少なくとも部分的に基づいて、電力需要を予測するようにも構成され得る。
【００１１】
いくつかの例においては、負荷プレディクタは、電力出力に結合された車両の軌道を決定するように構成されたプランナから、１つまたは複数の信号を受信するように構成され得る。決定された軌道は、幹線道路における車両の運転と関連付けられた軌道、脇道における車両の運転と関連付けられた軌道、登坂中の車両の運転と関連付けられた軌道、および／または複数の交通信号を含む街路における車両の運転と関連付けられた軌道を含み得る。他のタイプの軌道も、企図されている。負荷プレディクタは、いくつかの例においては、幹線道路における車両の運転と関連付けられた軌道については相対的に高い電力需要を、脇道における車両の運転と関連付けられた軌道については相対的に低い電力需要を、登坂中の車両の運転と関連付けられた軌道と関連付けて相対的に高い電力需要を、および／または複数の交通信号を含む街路における車両の運転と関連付けられた軌道については相対的に高い電力需要を予測するように構成され得る。
【００１２】
いくつかの例においては、コントローラは、第１のバッテリと関連付けられた第１の充電状態を示す第１の信号と、第２のバッテリと関連付けられた第２の充電状態を示す第２の信号とを受信するように構成され得る。バッテリの充電状態は、バッテリの電圧に相関し得る。コントローラは、第１の充電状態と第２の充電状態が均等化されるように、第１のスイッチまたは第２のスイッチのうちの１つまたは複数の動作を制御し得る。いくつかの例においては、第１のバッテリと第２のバッテリは、互いに並列であり得、第１のバッテリの充電状態と第２のバッテリの充電状態との間の差が、過剰である（例えば、閾値差よりも大きい）場合、第１のバッテリと第２のバッテリを電気的に互いに並列に接続することは、電気システムの一部を損傷し得る、大きい電流サージをもたらし得る。したがって、第１のバッテリと第２のバッテリの充電状態の均等化を制御することは、望ましいことであり得る。バッテリの充電状態は、例えば、バッテリの電圧を決定すること、充電状態を示す信号を、そのような信号を提供することが可能なバッテリコントローラから受信すること、（例えば、ヒストリカルデータに基づいた推定を介して）バッテリの内部抵抗および電流出力を決定すること、並びに／または温度などの他の要因に基づいて、充電状態を推定することなど、知られた方法に従って決定され得る。
【００１３】
電気システムのいくつかの例は、第１のスイッチと電気的に並列に接続された、第１の２次スイッチおよび第１の負荷と、第２のスイッチと電気的に並列に接続された、第２の２次スイッチおよび第２の負荷も含み得る。いくつかのそのような例においては、コントローラは、第１のバッテリまたは第２のバッテリのどちらが、より高い充電状態を有するかを決定し、より高い充電状態を有するバッテリをより高い充電状態のバッテリとして、またより低い充電状態を有するバッテリをより低い充電状態のバッテリとして指定するように構成され得る。コントローラは、より高い充電状態のバッテリと関連付けられた第１のスイッチまたは第２のスイッチのどちらかに、より高い充電状態のバッテリを電力回路の電力出力に電気的に接続させるようにも構成され得る。コントローラは、また、第１の２次スイッチまたは第２の２次スイッチのどちらかに、より低い充電状態のバッテリをより高い充電状態のバッテリに電気的に接続させ得、それによって、より高い充電状態のバッテリを介して、より低い充電状態のバッテリを充電する。
【００１４】
いくつかの例においては、コントローラは、より低い充電状態のバッテリの充電状態とより高い充電状態のバッテリの充電状態との間の差が、閾値差を下回ると決定し、より低い充電状態のバッテリと関連付けられた第１のスイッチまたは第２のスイッチのどちらかに、より低い充電状態のバッテリを電力回路の電力出力に接続させるように構成され得る。充電状態の差が、閾値差を上回る例においては、そのようなコントローラは、充電状態が、指定された閾値内に収まるまで、選択的により高い充電状態のバッテリに負荷を通して放電させ得る。例えば、充電状態が指定された閾値差内に収まるまで、負荷は、より高い充電状態のバッテリだけによって、電力を供給され得る。閾値差は、より高い充電状態を有するバッテリの内部抵抗によって影響され得る。例えば、より高い充電状態のバッテリが、負荷に電力を提供しているとき、それの見掛けの電圧は、例えば、より高い充電状態のバッテリの内部抵抗のせいで、無負荷のときよりも低い。より高い充電状態のバッテリの見掛けの電圧（または充電状態）が、より低い充電状態のバッテリの電圧レベル（または充電状態）に実質的に等しいレベルまで低下したとき、先にはより低い充電状態だったバッテリは、例えば、先にはより高い充電状態だったバッテリと並列して、電力回路の電力出力に電気的に接続され得る。
【００１５】
いくつかの例においては、コントローラは、予測された電力需要を示す１つまたは複数の信号に少なくとも部分的に基づいて、第１の２次スイッチまたは第２の２次スイッチのどちらかに、より低い充電状態のバッテリをより高い充電状態のバッテリに電気的に接続させるように構成され得る。例えば、負荷プレディクタは、第１の時間期間における予測される電力需要の第１のレベルを予測し、第２の時間期間における予測される電力需要の第２のレベルを予測するように構成され得る。いくつかのそのような例においては、コントローラは、第１のレベルまたは第２のレベルのどちらかをより低いほうとして識別し、より低いレベルと関連付けられた第１の時間期間または第２の時間期間のどちらかの間、第１の２次スイッチまたは第２の２次スイッチのどちらかに、より低い充電状態のバッテリをより高い充電状態のバッテリに電気的に接続させ、それによって、予測された電力需要がより低いレベルにある時間期間の間に、より高い充電状態のバッテリを介して、より低い充電状態のバッテリを充電するように構成され得る。これは、他の時間期間と比較して、電力回路の電力負荷が低減させられた時間期間の間における、より低い充電状態を有するバッテリの充電をもたらし得る。これは、電力回路においてより高い電力負荷が存在する時間期間の間に、バッテリを充電するのと比較して、より低い充電状態を有するバッテリのより効率的な充電をもたらし得る。
【００１６】
電気システムのいくつかの例は、第１のバッテリに充電を行うために、第１のバッテリと並列して電力回路の電力出力に電気的に結合された第１の充電回路と、第２のバッテリに充電を行うために、第２のバッテリと並列して電力出力に電気的に結合された第２の充電回路も含み得る。いくつかのそのような例においては、コントローラは、第１のバッテリまたは第２のバッテリのうちの１つまたは複数の充電を、同時に（例えば、実質的に同時に）または互いに独立して生じさせるように、第１のスイッチまたは第２のスイッチのうちの１つまたは複数を動作させるように構成され得る。いくつかの例においては、第１のバッテリと第２のバッテリのどちらかまたは両方を同時に（例えば、実質的に同時に）充電するために、単一の充電器が使用され得る。３つ以上のバッテリを有する例においては、電気システムは、３つ以上の充電回路を含み得、それらは、３つ以上の充電器、およびバッテリの各々に接続され得る。
【００１７】
電気システムのいくつかの例は、２つ以上のコントローラを含み得る。例えば、第１のコントローラは、第１のスイッチに電気的に接続され得、第２のコントローラは、第２のスイッチに電気的に接続され得る。第１のコントローラは、予測された電力需要を示す１つまたは複数の信号に少なくとも部分的に基づいて、第１のバッテリを電力出力に接続するために、第１のスイッチをアクティブ化するように構成され得る。第２のコントローラは、予測された電力需要を示す１つまたは複数の信号に少なくとも部分的に基づいて、第２のバッテリを電力回路の電力出力に接続するために、第２のスイッチをアクティブ化するように構成され得る。いくつかの例においては、第１のコントローラと第２のコントローラは、例えば、それらが第１および第２のスイッチの動作を調整し得るように、互いに通信するように構成され得る。
【００１８】
本開示は、一般に、車台と、車台に結合され、車両の推進のためのトルクを提供するように構成された１つまたは複数の電気モータとを含む、車両も対象とする。車両は、１つもしくは複数の電気モータ、並びに／または例えば、本明細書において説明される電気システムなど、車両の他の電動式デバイスおよびシステムに、電力を供給するように構成された、電気システムも含み得る。いくつかの例においては、車両は、運転手からの制御なしに、２つのロケーションの間を走行するように構成された、自律車両であり得る。他のタイプの車両も、企図されている。
【００１９】
車両のいくつかの例においては、負荷プレディクタは、１つまたは複数の電気モータの電力需要を予測し、予測された電力需要を示す１つまたは複数の信号をコントローラに送信するように構成され得る。例えば、負荷プレディクタは、車両の予測されるルートおよび／または予測される運転と関連付けられた１つまたは複数の信号を受信し、例えば、本明細書において説明されるように、信号に少なくとも部分的に基づいて、予測される電力需要を決定し得る。例えば、車両のスピードが主により低い（例えば、４５ｍｐｈ（約７２．４ｋｐｈ）以下である）脇道における運転中、１つまたは複数の電気モータの電力需要は、幹線道路スピード（例えば、５５ｍｐｈ（約８８．５ｋｐｈ）から７０ｍｐｈ（約１１２．７ｋｐｈ））で運転中の電力需要と比較して、より低いものであり得る。負荷プレディクタのいくつかの例は、予測された電力需要を示す１つまたは複数の信号をコントローラに提供するために、車両の予測されたルートを使用し得、コントローラは、低減された電力需要の時間期間の間に、より高い充電および／または電圧を有するバッテリを使用して、より低い充電状態および／または電圧を有するバッテリを充電するために、電気システムのスイッチのうちの１つまたは複数の動作を制御し得る。いくつかの例においては、車両は、例えば、より高い充電を有する１つまたは複数のバッテリを用いて、バッテリのうちの１つまたは複数を充電している間に、予測される電力需要を調整する（例えば、低減させる）ために、それの予測されたルートおよび／または運転を変更するように構成され得る。例えば、電気システムが、より高い充電状態および／または電圧を有するバッテリを使用して、バッテリのうちの１つを充電している場合、車両の制御システムは、それのルートを、より低い電力需要を有すると予測されるルートに変更し得る。例えば、目的地に到達するための幹線道路上の計画されたルートは、目的地に到達するための脇道を使用するルートに変更され得る。いくつかの例においては、マップデータ、および／もしくは道路状態（例えば、傾斜、摩擦など）を示す車載センサデータ、または道路内の障害物を示す、そのような車両に搭載された知覚システム（例えば、カメラ、ＬＩＤＡＲ、ＲＡＤＡＲデータなどを解釈することができるシステム）は、車両による即時のアクション、操作などを実行するために、大量の電力を必要とし得る。そのような例においては、マップデータ、知覚データ、および／または車載センサデータは、電池平衡を最適化するために、そのような負荷プレディクタによって使用され得る。
【００２０】
いくつかの例においては、車両は、車両の運転のための軌道を決定するように構成されたプランナも含み得る。いくつかのそのような例においては、負荷プレディクタは、決定された軌道を示す１つまたは複数の信号を受信し、１つまたは複数の信号に少なくとも部分的に基づいて、それぞれの決定された軌道と関連付けられた電力需要を予測するように構成され得る。負荷プレディクタは、それぞれの決定された軌道と関連付けられた予測された電力需要の中から最も低い予測された電力需要を識別し、最も低い予測された電力需要およびそれぞれの決定された軌道を示す１つまたは複数の信号を、車両を運転するための軌道を選択する際に使用するために、プランナに送信するようにも構成され得る。この例示的な方式においては、負荷プレディクタは、プランナが、車両の運転のために、より低い予測された負荷を有する軌道を選択するように、プランナに情報を提供し得る。これは、車両の運転中に、より高い充電状態のバッテリからより低い充電状態のバッテリへのより効率的な充電を容易にし得る。
【００２１】
いくつかの例においては、コントローラは、第１のバッテリの第１の充電状態および第２のバッテリの第２の充電状態を決定し、第１の充電状態および／または第２の充電状態を示す１つまたは複数の信号を、車両を運転するための軌道を選択する際に使用するために、プランナに送信するように構成され得る。この例示的な方式においては、負荷プレディクタは、プランナが、バッテリの充電状態を考慮した（またはそれに適合させられた）軌道を選択するように、プランナに情報を提供し得る。
【００２２】
いくつかの例においては、車両の電気システムは、第１の２次スイッチと、第１のスイッチと電気的に並列に接続された第１の電流制限デバイスとを含み得る。車両の電気システムは、第２の２次スイッチと、第２のスイッチと電気的に並列に接続された第２の電流制限デバイスも含み得る。車両のいくつかのそのような電気システムにおいては、コントローラは、第１のバッテリまたは第２のバッテリのどちらかが、より高い充電状態を有すると決定し、より高い充電状態を有するバッテリをより高い充電状態のバッテリとして、また他方のバッテリをより低い充電状態のバッテリとして指定するように構成され得る。電流制限デバイスは、例えば、１つもしくは複数の抵抗、１つもしくは複数の電気的負荷、および／または電気的負荷を放散させる１つもしくは複数のデバイスなど、電流を規制するのに役立ついずれかのデバイスまたはデバイスのグループを含み得る。コントローラは、また、より高い充電状態のバッテリと関連付けられたスイッチに、より高い充電状態のバッテリを電力回路の電力出力に電気的に接続させ、より低い充電状態のバッテリと関連付けられた２次スイッチに、より低い充電状態のバッテリをより高い充電状態のバッテリに接続させ得、それによって、より高い充電状態のバッテリを介して、より低い充電状態のバッテリを充電する。コントローラは、また、より低い充電状態のバッテリの充電状態とより高い充電状態のバッテリの充電状態との間の差が、閾値差を下回ると決定し、例えば、電力回路の電力出力に電力を出力するために、より低い充電状態のバッテリと関連付けられたスイッチ（例えば、第１のスイッチまたは第２のスイッチ）に、より低い充電状態のバッテリを電力回路の電力出力に接続させ得る。いくつかの例においては、閾値差は、事前決定された電圧差、またはリアルタイムに算出される電圧差であり得、それは、より低い充電状態のバッテリが、電力出力およびより高い充電状態のバッテリに結合されたときに、電気システムのコンポーネントに対する過剰な加熱および／または損傷を防止するために、十分に低い。いくつかの例においては、これは、電気システムのコンポーネントの電圧および／もしくは電流容量、並びに／または工学的安全性係数に少なくとも部分的に基づき得る。いくつかの例においては、コントローラは、例えば、本明細書において説明されるように、予測された電力供給を示す信号に少なくとも部分的に基づいて、より低い充電状態のバッテリと関連付けられた２次スイッチに、より低い充電状態のバッテリをより高い充電状態のバッテリに電気的に接続させるように構成され得る。
【００２３】
いくつかの例においては、コントローラは、車両の運転のための電力を供給するために、より高い充電状態のバッテリと関連付けられた第１のスイッチまたは第２のスイッチに、より高い充電状態のバッテリを電力回路の電力出力に電気的に接続させ、より高い充電状態のバッテリの充電状態とより低い充電状態のバッテリの充電状態が実質的に均等化するまで、より低い充電状態のバッテリと関連付けられた第１のスイッチまたは第２のスイッチのうちの他方に、より低い充電状態のバッテリを電力回路の電力出力から電気的に切断させるように構成され得る。いくつかの例においては、コントローラは、バッテリの充電状態が実質的に均等化するまで、より高い充電状態のバッテリからより低い充電状態のバッテリを充電するために、２次スイッチに、より高い充電状態のバッテリを、電流制限デバイスを通して、より低い充電状態のバッテリに電気的に接続させるように構成され得る。いくつかの例においては、その後、コントローラは、例えば、（先には）より低い充電状態だったバッテリを、電流制限デバイスを通して、電力出力に接続することなく、より低い充電状態のバッテリと関連付けられた第１のスイッチまたは第２のスイッチのうちの他方に、より低い充電状態のバッテリを電力回路の電力出力に電気的に接続させるように構成され得る。
【００２４】
いくつかの車両においては、車両は、車両の推進のためのトルクを提供するように構成された、少なくとも第１の電気モータと第２の電気モータとを含む、２つ以上の電気モータを含み得る。コントローラは、２つ以上の電気モータのうちの少なくとも１つに電力を供給するために、第１のスイッチまたは第２のスイッチのうちの１つまたは複数をアクティブ化して、第１のバッテリまたは第２のバッテリのうちの１つまたは複数を電力出力に接続するように構成され得る。いくつかの例においては、バッテリのうちのどちらかまたは両方は、第１の電気モータおよび第２の電気モータのうちのどちらかまたは両方に電力を供給し得る。これは、バッテリのうちのいずれか一方、または電気モータのうちのいずれか一方が、動作させられることができない場合、バッテリのうちの他方、および／または電気モータのうちの他方が、車両を運転するために使用され得るように、システム冗長性を提供し得る。
【００２５】
いくつかの例においては、車両は、車両の運転を自律的に制御するための車両システムも含み得る。いくつかのそのような例においては、電気システムは、電力回路の電力出力に対する車両システムの電気的な接続と切断とを選択的に行うように構成された第３のスイッチを含み得る。そのようなシステムのさらなる例においては、車両システムに供給される電圧は、他のシステム（例えば、電気モータ）に供給される電圧と異なり得る（例えば、より低い）。
【００２６】
本開示は、一般に、電力出力を提供するように構成された電力回路と、少なくとも２つのバッテリとを含む、電気システムを動作させるための方法も対象とする。方法は、電気システムの第２のバッテリの充電状態よりも高い充電状態を有する電気システムの第１のバッテリを識別するステップと、第１のバッテリを電力回路の電力出力に電気的に接続するステップとを含み得る。いくつかの例においては、第１のバッテリと第２のバッテリは、互いに並列に接続され得る。方法は、（例えば、第１のバッテリから第２のバッテリを充電することによって）第１のバッテリから第２のバッテリの充電状態を増大させるために、電流制限デバイスを通して、第１のバッテリを第２のバッテリに電気的に接続するステップと、電気システムの他のコンポーネントを過剰に加熱または損傷することなく、第２のバッテリを電力回路に接続するために、例えば、バッテリのそれぞれの電圧間の電圧差が十分に低い（例えば、閾値差を下回る）とき、第２のバッテリを電力回路の電力出力に電気的に接続するステップも含み得る。いくつかの例においては、第２のバッテリを電力出力に電気的に接続することは、第２のバッテリと電力出力との間に電流制限デバイスを提供することなく、第２のバッテリを電力出力に接続することを含む。
【００２７】
方法のいくつかの例は、電力回路上における負荷を予測するステップと、電力回路の電力出力上における予測された負荷に少なくとも部分的に基づいて、第１のバッテリを第２のバッテリに電気的に接続するステップとを含み得る。方法のいくつかの例は、第１の時間期間における電力出力上における第１の予測された負荷を識別するステップと、第２の時間期間の間の電力出力上における第２の予測された負荷を識別するステップとを含み得る。方法は、例えば、本明細書において説明されるように、第２の時間期間の間に、第１のバッテリを第２のバッテリに電気的に接続するステップも含み得る。
【００２８】
本明細書において説明される技法およびシステムは、数々の方法で実施され得る。例示的な実施が、図を参照しながら以下で提供される。
【００２９】
図１は、ブロック図形式で示された例示的な電気システム１０２を含む、例示的な車両１００の斜視図である。例示的な車両１００は、１人または複数人の乗員を運んで、１つの地理的ロケーションから目的地まで、道路ネットワーク１０４を介して走行するように構成され得る。説明の目的で、車両１００は、運転手（または乗員）がいかなる時も車両を制御することを期待されずに、全行程にわたって全てのセーフティクリティカルな機能を実行することが可能な車両について説明している、米国運輸省道路交通安全局によって発行されたレベル５分類に従って運転するように構成された自律車両などの、無人運転車両であり得る。そのような例においては、車両１００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され得るので、それは、運転手、並びに／またはハンドル、アクセルペダル、および／もしくはブレーキペダルなどの、車両１００を運転するための制御装置を含まないことがある。これは、例であるに過ぎず、本明細書において説明されるシステムおよび方法は、常に運転手によって手動で制御されることが必要な車両から、部分的または完全に自律的に制御されるそれらまでの範囲にわたるそれらを含む、例えば、任意の陸上、空中、または水上車両を含む、任意の電動デバイスまたは機械に組み込まれ得る。
【００３０】
例示的な車両１００は、例えば、バン、スポーツ用多目的車、クロスオーバ車、トラック、バス、農業用車両、および工事用車両など、任意の構成の車両であり得る。車両１００は、１つもしくは複数の内燃エンジン、１つもしくは複数の電気モータ、水素燃料、それらの任意の組み合わせ、および／または他の任意の適切な動力源によって動力を与えられ得る。例示的な車両１００は、４つの車輪１０６を有するが、本明細書において説明されるシステムおよび方法は、より少数または多数の車輪、タイヤ、および／または無限軌道を有する車両に組み込まれ得る。例示的な車両１００は、４輪操舵を有し得、例えば、図１に示されるように、第１の方向１１０に走行しているときは、車両１００の第１のエンド１０８が、車両１００の前方エンドであるように、また反対の第２の方向１１２に走行しているときは、第１のエンド１０８が、車両１００の後方エンドになるように、一般に、全ての方向において、等しい動作特性で運転し得る。同様に、第２の方向１１２に走行しているときは、車両１００の第２のエンド１１４が、車両１００の前方エンドであり、反対の第１の方向１１０に走行しているときは、第２のエンド１１４が、車両１００の後方エンドになる。これらの例示的な特性は、例えば、駐車場および市街地など、狭いスペースまたは混雑した環境において、より大きい操作性を容易にし得る。
【００３１】
図１に示されるように、車両１００は、車台１１６を含み、車台１１６は、４つの車輪１０６に結合され、車両１００の乗員を、それが道路ネットワーク１０４上のルートを介してロケーションから目的地まで走行するときに、運搬および保護するように構成される。車両１００の例示的な電気システム１０２は、互いに並列に接続された２つ以上のバッテリ１２０を含む、電力回路１１８を含む。図１に示される例示的な電気システム１０２は、電力回路１１８内において互いに並列に接続された、第１のバッテリ１２０Ａ、第２のバッテリ１２０Ｂ、．．．、および第Ｎのバッテリ１２０Ｎを含む。例示的な電気システム１０２は、車両システム１２２も含み、車両システム１２２は、電力回路１１８に結合され、例えば、本明細書において説明されるように、車両１００に電力を提供するように構成される。また、電気システム１０２は、１つまたは複数の電気モータ１２４を含み、電気モータ１２４は、車台１１６に結合され、車両１００の推進のためのトルクを、車輪１０６のうちの１つまたは複数に提供するように構成される。示されてはいないが、車両１００は、車両１００に動力を供給するための１つもしくは複数の内燃エンジンおよび／または他のタイプのエンジンも含み得る。いくつかの例においては、電気システム１０２は、追加の電動デバイスおよび／またはシステムを含み得、車両システム１２２、電気モータ１２４、並びに／または他の電動デバイスおよび／もしくはシステムは、電力回路１１８が動作用の電力を供給する、電力回路１１８の電力出力上の電気的負荷を形成し得る。
【００３２】
図１に示される例示的な電気システム１０２は、電気システムコントローラ１２６も含み、電気システムコントローラ１２６は、バッテリ１２０、車両システム１２２、電気モータ１２４、並びに／または他の電動デバイスおよび／もしくはシステムの、電力回路１１８への電気的な接続を選択的に制御するように構成され得る。例えば、電気システムコントローラ１２６は、バッテリ１２０、車両システム１２２、電気モータ１２４、および／または他の電動デバイスのうちの１つまたは複数と、通信リンク１２８を介して、通信し得る。単一の電気システムコントローラ１２６が示されているが、電気システムコントローラ１２６は、例えば、コントローラ冗長性を提供するために、２つ以上のコントローラを含み得る。例えば、各バッテリ１２０は、関連付けられたバッテリの接続および／または動作だけを制御するコントローラと関連付けられ得る。いくつかの例においては、電気システムコントローラ１２６は、バッテリ１２０の動作を制御するように構成された、１つまたは複数のバッテリ管理システムを含み得る。いくつかの例においては、各バッテリ１２０は、関連付けられたバッテリの動作だけを制御するバッテリ管理システムと関連付けられ得、またはいくつかの例においては、単一のバッテリ管理システムが、２つ以上のバッテリ１２０の動作を制御し得る。いくつかの例においては、バッテリ管理システムは、コントローラのうちの１つまたは複数に組み込まれ得る。いくつかの例においては、バッテリ管理システムは、いずれか１つのバッテリ管理システムが、他のいずれかまたは全てのバッテリ管理システムから、接続されたバッテリの１つまたは複数のパラメータを示す信号を受信し得るように、互いに通信可能に結合され得る。そのようなパラメータは、非限定的な例として、充電状態、電圧、および内部抵抗などを含み得る。
【００３３】
図２は、車両１００の運転と関連付けられたデータを提供し、車両１００の運転を制御するシステムの動作を制御するための車両システム１２２を含む、例示的なアーキテクチャ２００のブロック図である。様々な実施においては、アーキテクチャ２００は、１つのプロセッサを含むユニプロセッサシステム、または複数の（例えば、２つ、４つ、８つ、もしくは別の適切な数の）プロセッサを含むマルチプロセッサシステムを使用して、実施され得る。プロセッサは、命令を実行することが可能な任意の適切なプロセッサであり得る。例えば、様々な実施においては、プロセッサは、ｘ８６、ＰｏｗｅｒＰＣ、ＳＰＡＲＣ、もしくはＭＩＰＳ  ＩＳＡ、または他の任意の適切なＩＳＡなど、様々な命令セットアーキテクチャ（ＩＳＡ）のうちのいずれかを実施する、汎用または組み込みプロセッサであり得る。マルチプロセッサシステムにおいては、各プロセッサは、必ずではないが、一般に、同じＩＳＡを実施し得る。いくつかの例においては、プロセッサは、中央処理ユニット（ＣＰＵ）、グラフィックス処理ユニット（ＧＰＵ）、またはそれらの組み合わせを含み得る。
【００３４】
例示的なアーキテクチャ２００は、プロセッサによってアクセス可能な実行可能命令／モジュール、データ、および／またはデータ項目を記憶するように構成された、非一時的コンピュータ可読媒体を含み得る。様々な実施においては、非一時的コンピュータ可読媒体は、スタティックランダムアクセスメモリ（ＳＲＡＭ）、同期ダイナミックＲＡＭ（ＳＤＲＡＭ）、不揮発性／フラッシュタイプメモリ、または他の任意のタイプのメモリなど、任意の適切な技術を使用して実施され得る。説明される実施においては、上で説明されたものなど、望ましい機能を実施するプログラム命令およびデータは、非一時的コンピュータ可読メモリ内に記憶されて示される。他の実施においては、プログラム命令および／またはデータは、非一時的媒体など、異なるタイプのコンピュータアクセス可能媒体上において、または非一時的コンピュータ可読媒体から分かれた類似の媒体上において、受信され、送信され、または記憶され得る。一般的に言うと、非一時的コンピュータ可読メモリは、Ｉ／Ｏインターフェースを介してアーキテクチャ２００に結合される、フラッシュメモリ（例えば、ソリッドステートメモリ）、磁気または光媒体（例えば、ディスク）などの、記憶媒体またはメモリ媒体を含み得る。非一時的コンピュータ可読媒体を介して記憶されたプログラム命令およびデータは、ネットワークインターフェースを介して実施され得るような、ネットワークおよび／または無線リンクなどの通信媒体を介して運ばれ得る、電気、電磁気またはデジタル信号などの送信媒体または信号によって送信され得る。
【００３５】
いくつかの実施においては、Ｉ／Ｏインターフェースは、プロセッサ、非一時的コンピュータ可読媒体と、入力／出力デバイスなど、任意の周辺デバイス、ネットワークインターフェース、または他の周辺インターフェースとの間のＩ／Ｏトラフィックを調整するように構成され得る。いくつかの実施においては、Ｉ／Ｏインターフェースは、任意の必要なプロトコル、タイミング、または１つのコンポーネント（例えば、非一時的コンピュータ可読媒体）からのデータ信号を別のコンポーネント（例えば、プロセッサ））による使用に適したフォーマットに変換するための他のデータ変換を実行し得る。いくつかの実施においては、Ｉ／Ｏインターフェースは、例えば、周辺コンポーネント相互接続（ＰＣＩ）バス規格またはユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）規格の変形など、様々なタイプの周辺バスを通して取り付けられるデバイスに対するサポートを含み得る。いくつかの実施においては、Ｉ／Ｏインターフェースの機能は、例えば、ノースブリッジおよびサウスブリッジなど、２つ以上の別々のコンポーネントに分割され得る。また、いくつかの実施においては、非一時的コンピュータ可読媒体へのインターフェースなど、Ｉ／Ｏインターフェースの機能性のいくつかまたは全ては、プロセッサに直接的に組み込まれ得る。
【００３６】
図２に示される例示的なアーキテクチャ２００においては、例示的な車両システム１２２は、例えば、環境の中における車両１００の動きを感知し、周囲温度、圧力、および湿度などの環境データを感知し、並びに／または車両１００を取り巻く環境内のオブジェクトを感知するように構成された、複数の車両センサ２０４を含む。いくつかの例においては、車両センサ２０４は、マップ上のロケーションを識別するように構成されたセンサを含み得る。車両センサ２０４は、例えば、１つまたは複数の光検出および測距センサ（ＬＩＤＡＲ）、１つまたは複数のカメラ（例えば、ＲＧＢカメラ、明度（グレースケール）カメラ、赤外線カメラ、深度カメラ、およびステレオカメラなど）、１つまたは複数の無線検出および測距センサ（ＲＡＤＡＲ）、１つまたは複数の音声ナビゲーションおよび測距センサ（ＳＯＮＡＲ）、警察および緊急車両からのサイレンなど、環境における音を感知するための１つまたは複数のマイクロフォン、並びに車両１００の運転に関連する他のセンサを含み得る。他のセンサは、スピードセンサ、内燃エンジンおよび／もしくは電気モータの動作に関連するセンサ、タイヤ温度、タイヤ圧力、および溝深さを検出するためのタイヤに関連するセンサ、並びに／またはブレーキ温度および／もしくは摩耗を検出するためのブレーキ関連するセンサ、および回生ブレーキを有する車両における、回生ブレーキシステムの動作に関連するパラメータを検出するためのセンサを含み得る。車両センサ２０４は、例えば、慣性測定ユニット（ＩＭＵ）、加速度計、ジャイロスコープも含み得る。車両センサ２０４は、例えば、入力／出力（Ｉ／Ｏ）インターフェース２０８を介して、感知されたオブジェクトおよび信号を表すセンサデータ２０６を、車両システム１２２に提供するように構成され得る。他のタイプのセンサおよびセンサデータも、企図されている。
【００３７】
例示的な車両システム１２２は、車両センサ２０４および／または外部ソースから、位置および方位データ（例えば、局所的位置または局所的体勢）を含む、ロケーション情報を受信し、Ｉ／Ｏインターフェース２０８を介して、ロケーションデータ２１２を車両システム１２２の他の部分に提供するように構成された、ロケーションシステム２１０も含む。外部ソースは、全地球測位システム（ＧＰＳ）の運用を容易にするための全地球衛星、並びに／またはマップデータなど、車両のロケーションに関連する情報を伝達および受信するための無線ネットワークを含み得る。ロケーションシステム２１０は、車輪の回転を感知するための車輪エンコーダ、ジャイロスコープおよび／もしくは加速度計、磁力計などの、慣性航法センサ、並びに／または視覚走行距離計測法もしくは視覚慣性航法のための画像データを獲得するためのカメラなど、車両１００のナビゲーションを支援するように構成されたセンサも含み得る。
【００３８】
例示的な車両システム１２２は、プランナ２１４、オブジェクトデータカルキュレータ２１６、オブジェクトクラシファイヤ２１８、衝突予測システム２２０、運動学カルキュレータ２２２、および安全システムアクチュエータ２２４のうちの１つまたは複数も含み得る。車両システム１２２は、オブジェクトタイプデータストア２２６を含むが、それに限定されない、１つまたは複数のデータストアにアクセスするように構成され得る。オブジェクトタイプデータストア２２６は、環境において検出されたオブジェクトについてのオブジェクト分類と関連付けられた、オブジェクトタイプを表すデータを含み得る。
【００３９】
図２に示される例示的な車両システム１２２は、車両制御データ２３０を受信し、車両制御データ２３０に基づいて、車両１００の運転を制御するために、ドライブシステム２３２（例えば、ステアリングシステム、推進システム、サスペンションシステム、および／またはブレーキシステム）と通信するように構成された、車両コントローラ２２８も含む。例えば、車両制御データ２３０は、車両センサ２０４のうちの１つまたは複数、並びにプランナ２１４、オブジェクトデータカルキュレータ２１６、オブジェクトクラシファイヤ２１８、衝突予測システム２２０、運動学カルキュレータ２２２、および安全システムアクチュエータ２２４のうちの１つまたは複数から受信されたデータから導出され、車両１００の運転および操作が実行されるように、ドライブシステム２３２の動作を制御し得る。
【００４０】
いくつかの例においては、プランナ２１４は、例えば、環境における車両１００のロケーションを表すデータ、およびロケーションデータ２１２に含まれ得る、局所的体勢データなどの、他のデータを使用して、車両１００の軌道を表すデータを生成するように構成され得る。いくつかの例においては、プランナ２１４は、それらのうちの少なくとも１つが車両１００によって実行される、推定された軌道を決定するようにも構成され得る。非限定的な例として、プランナ２１４は、数十、数百、または数千の推定された軌道を同時に（例えば、実質的に同時に）算出し得、各軌道は、信頼水準と関連付けられる。そのような信頼水準（または値）は、関連付けられた軌道を車両１００が辿ることができる能力を示す。いくつかの例においては、そのような推定された軌道は、各推定された軌道が（例えば、約２から約１０秒までの範囲にわたる）短い時間だけ未来に延びるような、後退地平線技法に従って算出され得る。プランナ２１４は、いくつかの例においては、環境におけるオブジェクトの予測される動きと関連付けられたデータを算出するように構成され得、オブジェクトの予測される動きと関連付けられた予測されるオブジェクト経路を決定し得る。いくつかの例においては、オブジェクト経路は、予測されるオブジェクト経路を含み得る。いくつかの例においては、オブジェクト経路は、予測されるオブジェクト軌道を含み得る。いくつかの例においては、プランナ２１４は、２つ以上の予測されるオブジェクト軌道を予測するように構成され得る。例えば、プランナ２１４は、例えば、オブジェクトと関連付けられた予測される位置、軌道、および／または速度の確率的決定または多峰性分布に基づいて、多数のオブジェクト軌道を予測するように構成され得る。
【００４１】
いくつかの例においては、オブジェクトデータカルキュレータ２１６は、例えば、車両１００を取り巻く環境におけるオブジェクトの体勢（例えば、位置および方位）、オブジェクトと関連付けられたオブジェクトトラック（例えば、時間の期間（例えば、５秒）にわたる、オブジェクトのヒストリカルな位置、速度、加速度、および／または進行方向）、並びにオブジェクトと関連付けられたオブジェクト分類（例えば、歩行者、車両、自転車に乗った人など）のうちの１つまたは複数を表すデータを提供するように構成され得る。例えば、オブジェクトデータカルキュレータ２１６は、車両センサ２０４のうちの１つまたは複数から受信されるセンサ信号の形態でデータを受信し、環境におけるオブジェクトの位置および／または方位、オブジェクトトラック、並びにオブジェクト分類のうちの１つまたは複数を表すデータを決定するように構成され得る。
【００４２】
いくつかの例においては、オブジェクトクラシファイヤ２１８は、例えば、オブジェクト分類の種類、オブジェクト分類のサブクラス、および／またはオブジェクト分類のサブセットなど、オブジェクトタイプを表すデータを記憶するように構成され得る、オブジェクトタイプデータストア２２６から、データを取り出すように構成され得る。オブジェクトクラシファイヤ２１８は、いくつかの例においては、オブジェクトトラックを表すデータ、およびオブジェクトタイプを表すデータを伴うオブジェクト分類を表すデータを分析し、オブジェクトトラックおよび分類データに少なくとも部分的に基づいて、オブジェクトタイプを決定するように構成され得る。例えば、「自動車」のオブジェクト分類を有する検出されたオブジェクトは、「セダン」、「クーペ」、「ハッチバック」、「スポーツ用多目的車」、「ピックアップトラック」、または「ミニバン」のオブジェクトタイプを有し得る。オブジェクトタイプは、追加のサブクラス、指定、またはサブセットを含み得る。例えば、駐車された「セダン」は、「静的」であるという追加のサブクラス指定を有し、または動いている場合は、「動的である」という追加のサブクラス指定を有し得る。いくつかの例においては、そのようなオブジェクトクラシファイヤは、センサデータの一部またはオブジェクトタイプのうちの１つまたは複数に基づいて、予測されるオブジェクト挙動も決定し得る。
【００４３】
いくつかの例においては、衝突予測システム２２０は、車両１００とオブジェクトとの衝突を予測するために、予測されたオブジェクト挙動、オブジェクトタイプを表すデータ、オブジェクトの軌道を表すデータ、および／または車両１００の軌道を表すデータを使用するように構成され得る。
【００４４】
いくつかの例においては、運動学カルキュレータ２２２は、速度、スピード、加速度、運動量、局所的体勢、および／または力を含むが、それらに限定されない、環境におけるオブジェクトの動きと関連付けられた、１つまたは複数のスカラおよび／またはベクトル量を表すデータを決定するように構成され得る。運動学カルキュレータ２２２からのデータは、オブジェクトと車両１００とが激突する推定時間を表すデータ、およびオブジェクトと車両１００との間の距離を表すデータを含むが、それらに限定されない、他のデータを計算するために使用され得る。いくつかの例においては、プランナ２１４は、予測されるオブジェクトデータを推定するために、運動学カルキュレータ２２２によって生成されたデータを使用し得る。例えば、プランナ２１４は、環境における他のオブジェクト（例えば、車、オートバイに乗った人、歩行者、自転車に乗った人、および動物）が、警戒またはコントロールされた状態で動いている尤度と、それに対して、無警戒またはコントロールされていない状態で動いている尤度とを決定するために、オブジェクトと関連付けられた現在のスカラおよび／またはベクトル量を使用し得る。例えば、運動学カルキュレータ２２２は、他のオブジェクトが、それらがコントロールされているかのように、および／もしくは予測可能な方法で振る舞っているかのように動いている確率、またはそれらがコントロールされておらず、および／もしくは予測不可能な方法で振る舞っているかどうかを、例えば、時間にわたって、および環境における他のオブジェクトと比較して、オブジェクトの動きを観測することによって、推定するように構成され得る。例えば、オブジェクトが、不規則に、または環境における他のオブジェクトの存在もしくは動きに対して調整を行っているようには見えずに、動いている場合、これは、オブジェクトがコントロールされていない、または予測不可能な方法で動いていることの兆候であり得る。これは、車両１００の現在または将来の軌道に関連して、オブジェクトの将来のロケーションを推定または予測するために使用され得る、時間にわたって受信されるセンサデータに基づいて、推測され得る。
【００４５】
いくつかの例においては、安全システムアクチュエータ２２４は、衝突が、衝突予測システム２２０によって、および／または例えば、急ブレーキもしくは急加速のような車両１００による緊急操作などの、他の安全関連イベントの発生によって予測されるとき、自律車両１００の１つまたは複数の安全システムをアクティブ化するように構成され得る。安全システムアクチュエータ２２４は、（例えば、１つもしくは複数の信号を乗員保護システムのデプロイメント制御システムに送信することを含む）内部安全システム、（例えば、警報音および／もしくは警告灯を含む）外部安全システム、衝突を回避するための緊急操作を実行するように構成され得るドライブシステム２３２、並びに／またはそれらの任意の組み合わせをアクティブ化するように構成され得る。例えば、ドライブシステム２３２は、車両１００の軌道を初期軌道から衝突を回避するための軌道に変更するために、車両１００のステアリングシステムに車両１００の走行方向を変更させるためのデータ、および車両１００の推進システムに車両１００のスピードを変更させるためのデータを受信し得る。
【００４６】
車両システム１２２のいくつかの例は、以下の例に従って、動作し得る。環境における車両１００の軌道を表すデータが、車両コントローラ２２８によって受信され得る。環境におけるオブジェクトと関連付けられたオブジェクトデータが、算出され得る。車両センサ２０４のうちの１つまたは複数からのセンサデータ２０６が、そのようなオブジェクトデータを算出するために使用され得る。オブジェクトデータは、環境におけるオブジェクトのロケーション、オブジェクトが静止しているか、それとも動いているかなど、オブジェクトと関連付けられたオブジェクトトラック、オブジェクトが別の車両か、歩行者か、自転車に乗った人か、動物か、それとも静止したオブジェクトかなど、オブジェクトと関連付けられたオブジェクト分類を表すデータを含み得る。いくつかの例においては、オブジェクトデータカルキュレータ２１６は、オブジェクトデータに基づいて、環境におけるオブジェクトのロケーションを表すデータ、オブジェクトが動いているかどうかを表すデータ、およびオブジェクトと関連付けられた分類を表すデータを決定するために使用され得る。
【００４７】
いくつかの例においては、プランナ２１４は、例えば、オブジェクトのロケーションを表すデータに基づいて、環境におけるオブジェクトの予測される経路を決定するために、オブジェクトデータを使用し得、予測されるオブジェクト経路を表すデータを生成するために、そのデータを処理し得る。オブジェクトのタイプを表すデータが、オブジェクトが動いているかどうかを表すデータ、オブジェクトの分類を表すデータ、および／またはオブジェクトのタイプを表すデータに基づいて、決定され得る。動いていない歩行者、動いている車両、およびどれも動いていない交通標識、車線マーカ、または消火栓は、関連付けられた動きデータを有するオブジェクトタイプの例である。
【００４８】
いくつかの例においては、衝突予測システム２２０が、オブジェクトタイプ、オブジェクトが動いているかどうか、車両１００の軌道、プランナ２１４から獲得されたオブジェクトの予測される経路に基づいて、車両１００と環境内のオブジェクトとの衝突を予測するために、使用され得る。例えば、衝突は、オブジェクトが動くはずのオブジェクトタイプ、オブジェクトの軌道が車両１００の軌道とぶつかる可能性があること、およびオブジェクトが有力な衝突脅威であることを示すオブジェクト分類を有するオブジェクトに部分的に基づいて、予測され得る。いくつかの例においては、そのような衝突予測は、予測されたオブジェクト挙動にも基づき得る。いくつかの例においては、オブジェクトの各分類またはサブ分類は、対応する関連付けられた挙動を有し得る。非限定的な例として、自転車の予測される挙動は、相対的に直線的に、最大スピードを有して走行することである。
【００４９】
いくつかの例においては、安全システムアクチュエータ２２４は、衝突が予測されるとき、車両１００の安全システムの１つまたは複数の部分を作動させるように構成され得る。例えば、安全システムアクチュエータ２２４は、車両コントローラ２２８を介して、内部安全システムのうちの１つまたは複数、外部安全システムのうちの１つまたは複数、並びにドライブシステム２３２のコンポーネントのうちの１つまたは複数（例えば、ステアリングシステム、推進システム、および／またはブレーキシステム）をアクティブ化し得る。いくつかの例においては、車両コントローラ２２８は、環境におけるオブジェクトのいくつかのアクションに基づいて、内部安全システムがアクティブ化されることを決定し得、車両制御データ２３０は、内部安全システム、外部安全システム、およびドライブシステム２３２の１つまたは複数の機能を、車両コントローラ２２８にアクティブ化させるように構成された情報を含み得る。
【００５０】
図２に示されるように、例示的なアーキテクチャ２００は、電気システム１０２も含み、電気システム１０２は、例えば、入力／出力インターフェース２０８を介して、車両システム１２２と通信する。図２に示される例示的な電気システム１０２は、バッテリ１２０と、電気システムコントローラ１２６と、例えば、通信リンク１２８（図１）を介して、電気システムコントローラ１２６と通信する、複数のスイッチ２３４とを含む。スイッチ２３４は、例えば、本明細書において説明されるように、バッテリ１２０、車両システム１２２、電気モータ１２４（図１）、並びに／または車両１００の他の電動デバイスおよび／もしくはシステムのうちの１つまたは複数の、電力回路１１８（図１）に対する電気的な接続と切断とを選択的に行うように動作させられるように構成され得る。スイッチ２３４は、先に言及されたデバイスおよび／またはシステムの、電力回路１１８の電力出力に対する電気的な接続を選択的に行うように構成された、例えば、リレー、並びに／またはトランジスタおよびＭＯＳＦＥＴなどのデジタルスイッチなど、任意の個々の電動式デバイス、または電動式デバイスの任意の組み合わせを含み得る。他のタイプのスイッチも、企図されている。
【００５１】
例示的なアーキテクチャ２００は、電力回路１１８上の電気的負荷の電力需要を予測し、例えば、入力／出力インターフェース２０８を介して、１つまたは複数の信号を電気システムコントローラ１２６に送信するように構成された、負荷プレディクタ２３６も含む。いくつかの例においては、負荷プレディクタ２３６は、車両１００の運転と関連付けられた情報、例えば、ヒストリカル情報、地理的情報、および／またはリアルタイム情報を示す、１つまたは複数の信号を提供し得る、車両システム１２２の異なる部分（例えば、プランナ２１４）と、例えば、入力／出力インターフェース２０８を介して、通信し得る。少なくともこの情報に基づいて、負荷プレディクタ２３６は、電力回路１１８上の電気的負荷の未来の負荷需要を予測するように構成され得る。
【００５２】
例えば、負荷プレディクタ２３６は、車両１００がそれの目的地に到達するために走行し得るルート、および／または車両１００の予測された運転を示す、１つまたは複数の信号を受信し得、この情報に少なくとも部分的に基づいて、負荷プレディクタ２３６は、予測される電力需要を決定し得る。例えば、車両１００のスピードが主により低い（例えば、４５ｍｐｈ（約７２．４ｋｐｈ）以下である）脇道における運転中、１つまたは複数の電気モータ１２４の電力需要は、幹線道路スピード（例えば、５５ｍｐｈ（約８８．５ｋｐｈ）から７０ｍｐｈ（約１１２．７ｋｐｈ））で運転中の電力需要と比較して、より低いものであり得る。負荷プレディクタ２３６は、車両１００のための計画されたルートに少なくとも部分的に基づいて、予測される電力需要を決定し得る。例えば、負荷プレディクタ２３６は、幹線道路における車両１００の運転、脇道における車両１００の運転、登坂中の車両の運転、または複数の交通信号を含む街路における車両１００の運転と関連付けられた決定された軌道を示す１つまたは複数の信号を、プランナ２１４から受信し得る。１つまたは複数の信号の受信時に、負荷プレディクタ２３６は、幹線道路における車両１００の運転と関連付けられた軌道についての（例えば、より高い空気抵抗が原因の）相対的に高い電力需要、（例えば、約４５ｍｐｈ（約７２．４ｋｐｈ）を超えないスピードでの、また停止からの繰り返される加速を含まない）脇道における車両１００の運転と関連付けられた軌道についての相対的に低い電力需要、登坂中の車両１００の運転と関連付けられた軌道と関連付けられた相対的に高い電力需要、または複数の交通信号を含む街路における車両１００の運転と関連付けられた軌道についての（例えば、停止からの繰り返される加速が原因の）相対的に高い電力需要のうちの１つを予測し得る。他の非限定的な例として、増大させられる負荷は、マップデータによって示されるような地域の斜面を上ること、（天候または地形が原因であろうとなかろうと）異なる摩擦係数を有する道路区画が原因の可変トルク要求、および車両の経路に入って来る障害物を回避するための緊急操作などと関連付けられ得る。
【００５３】
負荷プレディクタ２３６のいくつかの例は、予測される電力需要を示す１つまたは複数の信号を電気システムコントローラ１２６に提供するために、車両１００の予測されたルートを使用し得、電気システムコントローラ１２６は、低減された電力需要の時間期間の間、より低い充電を有するバッテリを充電するために、電気システム１０２のスイッチ２３４のうちの１つまたは複数の動作を制御し得る。いくつかの例においては、車両１００は、例えば、より高い充電を有する１つまたは複数のバッテリ１２０を用いて、バッテリ１２０のうちの１つまたは複数を充電している間に、予測される電力需要を調整する（例えば、低減させる）ために、それの予測されたルートおよび／または運転を変更するように構成され得る。例えば、電気システム１０２が、より高い充電状態を有するバッテリを使用して、バッテリ１２０のうちの１つを充電している場合、車両１００の車両システム１２２は、車両１００の計画されたルートおよび／または運転を、より低い電力需要を有すると予測されるルートおよび／または運転に変更し得る。例えば、目的地に到達するための幹線道路上の計画されたルートは、目的地に到達するための脇道を使用するルートに変更され得る。車両システム１２２の一部として示されているが、負荷プレディクタ２３６は、電気システム１０２の一部と見なされてよい。いくつかの例においては、車両システム１２２は、電気システム１０２の一部と見なされてよい。
【００５４】
図３は、例示的な電気システム１０２の少なくとも一部を含む、例示的な回路３００の概略回路図である。例示的な回路３００は、例示的な電気的負荷３０２に電力を供給するように構成された、例示的な電力回路１１８を含む。例えば、電気システム１０２は、例えば、本明細書において先に説明されたもののような、デバイスおよび機械に電力を供給するために使用され得る。示された例示的な電気システム１０２は、例示的な電力回路１１８を含み、電力回路１１８は、電力回路１１８の電力出力に電気的に接続可能な第１のバッテリ１２０Ａと、電力回路１１８の電力出力に対する第１のバッテリ１２０Ａの電気的な接続と切断とを選択的に行うように構成された第１のスイッチ２３４Ａとを含む。例示的な電力回路１１８は、電力回路１１８の電力出力に電気的に接続可能な第２のバッテリ１２０Ｂと、電力回路１１８の電力出力に対する第２のバッテリ１２０Ｂの電気的な接続と切断とを選択的に行うように構成された第２のスイッチ２３４Ｂも含む。示された例においては、電力回路１１８は、第１のスイッチ２３４Ａおよび第２のスイッチ２３４Ｂが、それぞれ第１のバッテリ１２０Ａおよび第２のバッテリ１２０Ｂを電力回路１１８の電力出力に電気的に接続するときに、第１のバッテリ１２０Ａと第２のバッテリ１２０Ｂが、電力回路１１８において、互いに並列になるように構成される。いくつかの例においては、電力回路１１８は、電力回路１１８の電力出力に電気的に接続された第１のバッテリ１２０Ａだけを用いて電力を供給するように構成され得る。いくつかの例においては、電力回路１１８の電力出力は、電力回路１１８の電力出力に電気的に接続された第２のバッテリ１２０Ｂだけを用いて電力を供給するように構成され得る。いくつかの例においては、第１のバッテリ１２０Ａと第２のバッテリ１２０Ｂの両方が、電力回路１１８の電力出力に電気的に接続され、電力回路１１８の電力出力に電力を供給し得る。電気システム１０２のいくつかの例は、３つ以上のバッテリを含み得る。いくつかの例においては、電気システム１０２は、電力回路１１８の電力出力に対する電気的負荷３０２の電気的な接続と切断とを選択的に行うように構成された、第３のスイッチ２３４Ｃも含み得る。
【００５５】
図３に示される例示的な電気システム１０２は、例えば、それぞれ、第１の通信リンク１２８Ａ、第２の通信リンク１２８Ｂ、および第３の通信リンク１２８Ｃを介して、第１のスイッチ２３４Ａ、第２のスイッチ２３４Ｂ、および第３のスイッチ２３４Ｃに電気的に接続された、電気システムコントローラ１２６も含む。そのような通信リンク１２８Ａ、１２８Ｂ、１２８Ｃは、有線または無線であり得る。いくつかの例においては、電気システムコントローラ１２６は、第１のスイッチ２３４Ａ、第２のスイッチ２３４Ｂ、または第３のスイッチ２３４Ｃのうちの１つまたは複数の動作を制御するように構成され得る。電気システム１０２のいくつかの例は、第１のバッテリ１２０Ａおよび第２のバッテリ１２０Ｂの各々のために別々のコントローラを含み得、例えば、３つ以上のバッテリを含むとき、電気システム１０２は、例えば、バッテリ１２０の各々のために１つのコントローラなど、３つ以上のコントローラを含み得る。いくつかの例においては、電気システム１０２は、電気的負荷３０２のために１つまたは複数の別々のコントローラを含み得る。他の電気的デバイスおよび／または電気システムは、電力回路１１８の電力出力に結合され得る。図３には示されていないが、電気システム１０２は、安全性を高め、動作を容易にし、および／または動作を改善するために、例えば、ヒューズ、回路ブレーカ、サージプロテクタ、抵抗、コンデンサ、トランジスタ、電流センサ、電圧センサなど、他のコンポーネントも含み得る。
【００５６】
図３に示されるように、電気システム１０２は、電気システムコントローラ１２６と通信する負荷プレディクタ２３６も含み得る。負荷プレディクタ２３６のいくつかの例は、例えば、図３に示されるように、車両システム１２２の一部であり得る。いくつかの例においては、負荷プレディクタ２３６は、車両システム１２２と別個であり得るが、例えば、本明細書において説明されるように、車両システム１２２と通信し得る。いくつかの例においては、負荷プレディクタ２３６は、電気的負荷３０２の電力需要を予測し、予測された電力需要を示す１つまたは複数の信号を電気システムコントローラ１２６に送信するように構成され得る。例えば、負荷プレディクタ２３６は、電気的負荷３０２の未来の負荷需要を予測するために、車両システム１２２から受信された、および／または車両１００から遠隔した１つもしくは複数のソースから受信された様々な情報、例えば、ヒストリカル情報、地理的情報、および／またはリアルタイム情報を使用し得る。いくつかの例においては、電気システムコントローラ１２６は、予測された電力需要を示す１つまたは複数の信号に少なくとも部分的に基づいて、それぞれ第１のバッテリ１２０Ａ、第２のバッテリ１２０Ｂ、および／または追加のバッテリのうちの１つまたは複数を電力回路１１８の電力出力に接続するために、第１のスイッチ２３４Ａ、第２のスイッチ２３４Ｂ、第３のスイッチ２３４Ｃ、または他のスイッチのうちの１つまたは複数をアクティブ化するように構成され得る。
【００５７】
いくつかの例においては、電気システムコントローラ１２６は、第１のバッテリ１２０Ａと関連付けられた充電状態（例えば、電圧）を示す１つまたは複数の第１の信号と、第２のバッテリ１２０Ｂと関連付けられた充電状態（例えば、電圧）を示す１つまたは複数の第２の信号とを受信するように構成され得る。いくつかの例においては、電気システムコントローラ１２６は、第１のバッテリ１２０Ａと関連付けられた電圧と、第２のバッテリ１２０Ｂと関連付けられた電圧が、実質的に均等化される（例えば、技術的な許容範囲内にある）ように、第１のスイッチ２３４Ａもしくは第２のスイッチ２３４Ｂ（および／または追加のスイッチ）のうちの１つまたは複数の動作を制御し得る。示される例においては、第１のバッテリ１２０Ａと第２のバッテリ１２０Ｂは、電気的に互いに並列に接続され、第１のバッテリ１２０Ａの電圧と第２のバッテリ１２０Ｂの電圧との間の差が、過剰である（例えば、閾値差よりも大きい）場合、第１のバッテリ１２０Ａと第２のバッテリ１２０Ｂを電気的に互いに並列に接続することは、電気システム１０２のコンポーネントを過熱および／または損傷し得る、大きい電流サージをもたらし得る。したがって、第１のバッテリ１２０Ａと第２のバッテリ１２０Ｂの電圧の均等化を制御することは、望ましいことであり得る。
【００５８】
図４は、例示的な電気システム１０２の少なくとも一部を含む例示的な回路４００の概略回路図である。例示的な回路４００は、例えば、本明細書において説明される例示的な車両１００などの車両と関連付けられた電気的負荷など、例示的な電気的負荷に電力を供給するように構成された、例示的な電力回路１１８を含む。例えば、電気的負荷は、１つもしくは複数の電気モータ１２４、電圧コンバータ４０２（例えば、低電圧コンバータ、高電圧コンバータ、もしくは任意の電圧のためのコンバータ）、車両システム１２２、並びに／または回路４００と関連付けられた他の任意の電動デバイスおよび／もしくはシステムを含み得る。加えて、電気システム１０２は、例えば、本明細書において先に説明されたものなど、他のデバイスおよび機械に電力を供給するために使用され得る。電圧コンバータ４０２は、第１のバッテリ１２０Ａおよび／または第２のバッテリ１２０Ｂによって提供される電圧を、例えば、車両システム１２２のいくつかの例など、低減された電圧を使用する電動デバイスを動作させるための、より低い電圧の電力供給に変換するように構成され得る。例えば、第１のバッテリ１２０Ａおよび／または第２のバッテリ１２０Ｂは、電力回路１１８の電力出力の電力バス４０４に、８０ボルト（または、例えば、４００ボルトなど、他の任意の望ましい電圧）を供給し得、電圧コンバータ４０２は、電力バス４０４から供給された電圧を２４ボルトに低減するように構成され得る。他の電力バス電圧および低減された電圧も、企図されている。
【００５９】
図４に示される例示的な電力回路１１８は、電力回路１１８の電力出力に電気的に接続可能な第１のバッテリ１２０Ａと、電力回路１１８の電力出力に対する第１のバッテリ１２０Ａの電気的な接続と切断とを選択的に行うように構成された第１のスイッチ２３４Ａとを含む。例示的な電気システム１０２は、電力回路１１８の電力出力に電気的に接続可能な第２のバッテリ１２０Ｂと、電力回路１１８の電力出力に対する第２のバッテリ１２０Ｂの電気的な接続と切断とを選択的に行うように構成された第２のスイッチ２３４Ｂも含む。示された例においては、電力回路１１８は、第１のスイッチ２３４Ａおよび第２のスイッチ２３４Ｂが、それぞれ第１のバッテリ１２０Ａおよび第２のバッテリ１２０Ｂを電力回路１１８の電力出力に電気的に接続するとき、第１のバッテリ１２０Ａと第２のバッテリ１２０Ｂが、電力回路１１８において、互いに並列になるように構成される。図４に示される電力回路１１８は、例えば、本明細書において概説されるように、第１のバッテリ１２０Ａおよび第２のバッテリ１２０Ｂのどちらかまたは両方を介して、電力を供給するように構成され得る。
【００６０】
図４に示される例示的な電力回路１１８は、電力回路１１８の電力出力に対する電気モータ１２４の電気的な接続と切断とを選択的に行うように構成された第３のスイッチ２３４Ｃと、電力回路１１８の電力出力に対する電圧コンバータ４０２の電気的な接続と切断とを選択的に行うように構成された第４のスイッチ２３４Ｄも含む。いくつかの例は、電力回路１１８の電力出力に対する車両システム１２２の電気的な接続と切断とを選択的に行うように構成された第５のスイッチ２３４Ｅを含み得る。いくつかの例においては、電気システムコントローラ１２６は、例えば、図４に示されるように、例えば、別々のまたは組み合わされた通信リンク１２８を介して、第１のスイッチ２３４Ａ、第２のスイッチ２３４Ｂ、第３のスイッチ２３４Ｃ、第４のスイッチ２３４Ｄ、または第５のスイッチ２３４Ｅのうちの１つまたは複数と通信し得、そのため、電気システムコントローラ１２６は、スイッチ２３４のうちの１つまたは複数を動作させるための１つまたは複数の信号を送信し得る。
【００６１】
図４に示される例示的な電力回路は、第１のバッテリ１２０Ａと第２のバッテリ１２０Ｂの充電状態の均等化を制御するように構成され得る。図４に関して概説される概念は、３つ以上のバッテリに拡張され得る。図４に示される例示的な電気システム１０２は、第１のスイッチ２３４Ａと電気的に並列に接続された第１の２次スイッチ４０６Ａおよび第１の電流制限デバイス４０８Ａ（例えば、抵抗）と、第２のスイッチ２３４Ｂと電気的に並列に接続された第２の２次スイッチ４０６Ｂおよび第２の電流制限デバイス４０８Ｂ（例えば、抵抗）とを含む。図４においては、電流制限デバイス４０８Ａ、４０８Ｂは、明確にするために、図の上では抵抗として示されるが、本明細書において説明されるように、電流制限デバイスは、必ずしも抵抗でなくてよい。電流制限デバイス４０８Ａおよび／または４０８Ｂは、例えば、１つもしくは複数の抵抗、１つもしくは複数の電気的負荷、および／または電気的負荷を放散させる１つもしくは複数のデバイスなど、電流を規制するのに役立ついずれかのデバイスまたはデバイスのグループを含み得る。いくつかのそのような例においては、電気システムコントローラ１２６は、第１のバッテリ１２０Ａまたは第２のバッテリ１２０Ｂのどちらが、より高い充電状態を有するかを決定し、より高い充電状態を有するバッテリをより高い充電状態のバッテリとして、またより低い充電状態を有するバッテリをより低い充電状態のバッテリとして指定するように構成され得る。電気システムコントローラ１２６は、より高い充電状態のバッテリと関連付けられた第１のスイッチ２３４Ａまたは第２のスイッチ２３４Ｂのどちらかに、より高い充電状態のバッテリを電力回路１１８の電力出力に電気的に接続させるようにも構成され得る。電気システムコントローラ１２６は、また、第１の２次スイッチ４０６Ａまたは第２の２次スイッチ４０６Ｂのどちらかに、より低い充電状態のバッテリをより高い充電状態のバッテリに電気的に接続させ得、それによって、より高い充電状態のバッテリを介して、より低い充電状態のバッテリを充電する。いくつかの例においては、電気システムコントローラ１２６は、図４に示されるように、例えば、別々のまたは組み合わされた通信リンク１２８を介して、第１の２次スイッチ４０６Ａまたは第２の第２のスイッチ４０６Ｂのうちの１つまたは複数と通信し得、そのため、電気システムコントローラ１２６は、２次スイッチ４０６のうちの１つまたは複数を動作させるための１つまたは複数の信号を送信し得る。
【００６２】
例えば、電気システム１０２の通常動作中、第１のバッテリ１２０Ａおよび第２のバッテリ１２０Ｂは、電力回路１１８の電力出力に電力を供給するために、電力回路１１８の電力出力に電気的に接続され得る。しかしながら、第１のバッテリ１２０Ａの充電状態が、第２のバッテリ１２０Ｂの充電状態と異なることがあり、および／または第１のバッテリ１２０Ａの電圧出力が、第２のバッテリ１２０Ｂの電圧出力と異なることがある、状態が存在し得る。十分に大きい不一致が存在する場合に、第１および第２のバッテリが、電気的に互いに接続されたとき、それは、電気システム１０２において、電気システム１０２のコンポーネントに対する過熱および／または損傷をもたらし得る電流サージを生み出し得る。そのような不一致は、例えば、バッテリのうちの一方が、電気システム１０２の他方のバッテリと比較して、より高いまたはより低い充電状態および／または電圧出力を有するバッテリと置き換えられた場合に、バッテリのうちの一方は、再充電されたが、バッテリのうちのもう一方は、再充電されなかった場合に、および／またはバッテリのうちの一方に機能不良が存在する場合に、発生し得る。
【００６３】
いくつかの例においては、電気システム１０２は、電気システム１０２のバッテリのうちの２つの間における充電状態および／または電圧出力の間に、差が存在するかどうかを決定し、存在する場合、電気システム１０２の他のコンポーネントに対する過熱および／または損傷を引き起こさない制御された方式で、より低い充電状態および／または電圧出力を有するバッテリを充電するために、より高い充電状態および／または電圧出力を有するバッテリを使用するように構成され得る。
【００６４】
例えば、電気システム１０２の起動時に、電気システムコントローラ１２６は、より高い充電状態および／またはより高い出力電圧を有するのは、第１のバッテリ１２０Ａか、それとも第２のバッテリ１２０Ｂかを決定し、それをより高い充電状態のバッテリとして指定し得る。電気システムコントローラ１２６が、充電状態および／または出力電圧の間の差が、閾値差よりも大きい（例えば、第１のバッテリ１２０Ａと第２のバッテリ１２０Ｂが互いに接続されたとき、電気システム１０２のコンポーネントのうちの１つまたは複数に対して過熱および／または損傷を引き起こし得る差である）と決定した場合、電気システムコントローラ１２６は、例えば、差が閾値差以下に到達するまで、制御された方式で、第２のバッテリ１２０Ｂを充電するために、第１のバッテリ１２０Ａの電圧出力を使用するように構成され得る。閾値差は、事前決定された電圧差、またはリアルタイムに算出される電圧差であり得、それは、より低い充電状態のバッテリが、電力回路１１８の電力出力およびより高い充電状態のバッテリに接続されたときに、電気システム１０２の部分に対する過剰な加熱および／または損傷を防止するように、十分に低い。
【００６５】
例えば、電気システムコントローラ１２６は、第１のバッテリ１２０Ａが、第２のバッテリ１２０Ｂよりも高い充電状態および／または電圧出力を有すると決定するように構成され得る。電気システムコントローラ１２６は、（例えば、第１のスイッチ２３４Ａを閉じることによって）第１のスイッチ２３４Ａに、第１のバッテリ１２０Ａを電力回路１１８の電力出力に電気的に接続させ、一方、（例えば、第２のスイッチ２３４Ｂを開いたままに保つことによって）第２のスイッチ２３４Ｂに、第２のバッテリ１２０Ｂを電力回路１１８の電力出力から切断されたままにし続けさせるようにも構成され得る。電気システムコントローラ１２６は、その後、第２の２次スイッチ４０６Ｂに、第２のバッテリ１２０Ｂを、第２の電流制限デバイス４０８Ｂを通して、第１のバッテリ１２０Ａに接続させ、それによって、第１のより高い充電状態のバッテリ１２０Ａを使用して、第２のより低い充電状態のバッテリ１２０Ｂを充電し始めさせ得る。第２の電流制限デバイス４０８Ｂは、第２の２次スイッチ４０６Ｂが、第１のバッテリ１２０Ａと第２のバッテリ１２０Ｂを互いに接続させたとき、電気システム１０２において電流サージを防止するように構成され得る。いくつかの例においては、電気システムコントローラ１２６が、充電状態および／または電圧出力差が、閾値差を下回ると決定したとき、電気システムコントローラ１２６は、（例えば、第２のスイッチ２３４Ｂを閉じることによって）第２のスイッチ２３４Ｂに、第２のバッテリ１２０Ｂを電力回路１１８の電力出力に接続させ、（例えば、第２の２次スイッチ４０６Ｂを開くことによって）第２の２次スイッチ４０６Ｂに、第２の電流制限デバイスを電力回路１１８の電力出力から切断させることによって、第２のバッテリ１２０Ｂを電力回路１１８の電力出力に接続するように構成され得る。
【００６６】
いくつかの例においては、電気システムコントローラ１２６が、第２のバッテリ１２０Ｂは、第１のバッテリ１２０Ａよりも高い充電状態および／または出力電圧を有すると決定したとき、電気システムコントローラ１２６は、第２の電流制限デバイス４０８Ｂに関して上で説明された機能と同じまたは類似の機能を提供する第１の電流制限デバイス４０８Ａを用いて、第２のスイッチ２３４Ｂおよび第２の２次スイッチ４０６Ｂに関して上で説明されたように、第１のスイッチ２３４Ａおよび第１の２次スイッチ４０６Ａを動作させ得る。この例示的な方式においては、電気システム１０２のいくつかの例は、例えば、差が閾値差よりも大きいときに、電気システム１０２のコンポーネントを損傷し得る電流サージなしに、より低い充電状態および／または出力電圧を有する１つまたは複数のバッテリを充電するために、より高い充電状態および／または出力電圧を有する１つまたは複数のバッテリを使用するように構成され得る。
【００６７】
図４に示される例示的な電気システム１０２は、例えば、通信リンク１２８を介して、電気システムコントローラ１２６と通信する負荷プレディクタ２３６も含む。いくつかの例においては、負荷プレディクタ２３６は、１つもしくは複数の電気モータ１２４、電圧コンバータ４０２、車両システム１２２、並びに／または他の電動デバイスおよび／もしくはシステムの電力需要を予測するように構成され得る。いくつかの例においては、負荷プレディクタ２３６は、予測された電力需要を示す１つまたは複数の信号を、電気システムコントローラ１２６に送信するように構成され得る。負荷プレディクタ２３６は、例えば、本明細書において説明されるように、電力回路１１８上の電気的負荷の未来の負荷需要を予測するために、様々な情報、例えば、ヒストリカル情報、地理的情報、および／またはリアルタイム情報を使用し得る。
【００６８】
いくつかの例においては、電気システムコントローラ１２６は、予測された電力需要を示す１つまたは複数の信号に少なくとも部分的に基づいて、それぞれ第１のバッテリ１２０Ａまたは第２のバッテリ１２０Ｂのうちの１つまたは複数を電力回路１１８の電力出力に接続するために、第１のスイッチ２３４Ａまたは第２のスイッチ２３４Ｂのうちの１つまたは複数をアクティブ化するように構成され得る。例えば、電気システム１０２は、本明細書において説明される例示的な車両１００などの車両に組み込まれ得、負荷プレディクタ２３６は、車両１００と関連付けられた電力需要を予測するように構成され得る。例えば、電気システムコントローラ１２６は、電気システム１０２のバッテリのうちの２つの間における充電状態および／または電圧出力の間に、差が存在するかどうかを決定し、存在する場合、例えば、本明細書において開示されるように、電気システム１０２の他のコンポーネントに対する過熱および／または損傷を引き起こさない制御された方式で、より低い充電状態および／または電圧出力を有するバッテリを充電するために、より高い充電状態および／または電圧出力を有するバッテリを使用するように構成され得る。いくつかの例においては、電気システムコントローラ１２６は、負荷プレディクタ２３６から受信された予測された電力需要を示す１つまたは複数の信号に少なくとも部分的に基づいて、より高い充電状態のバッテリを使用するより低い充電状態のバッテリの充電を制御するように構成され得る。いくつかの例においては、これは、より高い充電状態のバッテリを使用するより低い充電状態のバッテリのより効率的な充電をもたらし得る。
【００６９】
例えば、電気システム１０２が、より高い充電状態のバッテリを使用して、より低い充電状態のバッテリを充電しており、２つのバッテリ間の充電状態の差が、閾値差よりも大きいとき、電気システムコントローラ１２６は、より低い充電状態のバッテリが電力回路１１８の電力出力に接続されることを防止し続け、より高い充電状態のバッテリが、２次スイッチおよびより低い充電状態のバッテリと関連付けられた電流制限デバイスを通して、より低い充電状態のバッテリに電気的に接続されるように、より低い充電状態のバッテリと関連付けられた２次スイッチを閉じることによって、より低い充電状態のバッテリが充電されるようにし得る。本明細書において説明されるように、これは、より低い充電状態のバッテリが、電力回路１１８の電力出力に電気的に接続された場合に、より高い充電状態のバッテリとより低い充電状態のバッテリとの間の充電状態および／または電圧差が、閾値差よりも大きいとき、発生することがある、電流サージを防止し得る。より低い充電状態のバッテリと関連付けられた電流制限デバイスは、これが発生するのを防止し得る。しかしながら、電流制限デバイスに依存することは、特に、電力回路１１８上における電力需要が相対的に高い場合、電気システム１０２の動作効率を低減させるエネルギーロスをもたらし得る。例えば、電力需要が相対的により低い場合、より低い充電状態のバッテリは、より高い充電状態のバッテリによってより効率的に充電され得る。
【００７０】
いくつかの例においては、負荷プレディクタ２３６は、電力回路１１８上における電力需要が相対的により低いとき、より高い充電状態のバッテリを使用して、より低い充電状態のバッテリをより効率的に充電するために、使用され得る。例えば、例示的な電気システム１０２を含む車両１００の、車両１００のスピードが主により低い脇道における運転中、１つまたは複数の電気モータ１２４の電力需要は、幹線道路スピードで運転中の電力需要と比較して、より低いものであり得る。したがって、車両１００が脇道を運転している間に、より高い充電状態のバッテリを使用して、より低い充電状態のバッテリを充電することは、車両１００が幹線道路を運転している間に、より低い充電状態のバッテリを充電することと比較して、より効率的であり得る。他の動作上の検討事項も、相対的により低い電力需要を必要とすることがあり、したがって、より低い充電状態のバッテリを充電する効率性を高めるために使用され得る。負荷プレディクタ２３６のいくつかの例は、予測された電力需要を示す１つまたは複数の信号を、電気システムコントローラ１２６に提供するために、車両１００の予測されたルートを使用し得、電気システムコントローラ１２６は、低減された電力需要の時間期間中に、より低い充電を有するバッテリ１２０を充電するために、電気システム１０２のスイッチ２３４のうちの１つまたは複数の動作を制御し得る。いくつかの例においては、より低い充電状態のバッテリがより高い充電状態のバッテリを使用して充電されるべき時間期間を、電気システムコントローラ１２６がひとたび決定すると、電気システムコントローラ１２６は、第１のスイッチ２３４Ａ、第２のスイッチ２３４Ｂ、第１の２次スイッチ４０６Ａ、または第２の２次スイッチ４０６Ｂのうちの１つまたは複数に、第１のバッテリ１２０Ａおよび第２のバッテリ１２０Ｂの、電力回路１１８の電力出力に対する、および／または互いに対する電気的な接続と切断とを選択的に行わせることによって、例えば、本明細書において先に説明されたように、決定された時間期間において、より低い充電状態のバッテリの充電を開始および／または制御し得る。
【００７１】
いくつかの例においては、車両１００は、例えば、より高い充電を有する１つまたは複数のバッテリを用いた、バッテリ１２０のうちの１つまたは複数の充電中に、予測される電力需要を調整する（例えば、低減させる）ために、それの予測されたルートおよび／または運転を変更するように構成され得る。例えば、電気システム１０２が、より高い充電状態を有するバッテリを使用して、バッテリ１２０のうちの１つを充電している場合、車両１００の制御システム（例えば、車両システム１２２）は、それのルートを、より低い電力需要を有すると予測されるルートに変更し得る。例えば、目的地に到達するための幹線道路上の計画されたルートは、目的地に到達するための脇道を使用するルートに変更され得る。例えば、電気システムコントローラ１２６は、車両システム１２２と通信し得、車両システム１２２は、しかるべくルートを変更し得る。
【００７２】
いくつかの例においては、電気システム１０２は、例えば、図４に示されるように、第１のバッテリ１２０Ａに充電を行うために、第１のバッテリ１２０Ａと並列して電力回路１１８の電力出力に電気的に結合された第１の充電回路４１０Ａと、第２のバッテリ１２０Ｂに充電を行うために、第２のバッテリ１２０Ｂと並列して電力回路１１８の電力出力に電気的に結合された第２の充電回路４１０Ｂも含み得る。いくつかのそのような例においては、電気システムコントローラ１２６は、第１のバッテリ１２０Ａまたは第２のバッテリ１２０Ｂのうちの１つまたは複数の充電を、同時に（例えば、実質的に同時に）または互いに独立に生じさせるために、第１のスイッチ２３４Ａまたは第２のスイッチ２３４Ｂのうちの１つまたは複数を動作させるように構成され得る。いくつかの例においては、第１のバッテリ１２０Ａと第２のバッテリ１２０Ｂのどちらかまたは両方を同時に（例えば、実質的に同時に）充電するために、単一の充電器が使用され得る。例えば、図４に示される電気システム１０２は、例えば、第１のバッテリ１２０Ａと並列する、第１の充電器４１２Ａと、例えば、第２のバッテリ１２０Ｂと並列する、第２の充電器４１２Ｂとに電気的に結合されるように構成され得る。示される例においては、第１の充電器４１２Ａおよび第２の充電器４１２Ｂにそれぞれ電気的に接続される、第１の電気コネクタ（例えば、プラグ）４１４Ａおよび第２の電気コネクタ４１４Ｂそれぞれは、第１の充電器４１２Ａおよび／または第２の充電器４１２Ｂを、第１の充電回路４１０Ａおよび第２の充電回路４１０Ｂに選択的に接続するように構成され得る。いくつかの例においては、第１の充電回路４１０Ａおよび／または第２の充電回路４１０Ｂは、電力回路１１８の電力出力に対する第１の充電回路４１０Ａおよび／または第２の充電回路４１０Ｂの電気的な接続と切断とを選択的に行うように構成された第１の充電器スイッチ４１６Ａおよび／または第２の充電器スイッチ４１６Ｂをそれぞれ含み得る。いくつかの例においては、第１の充電器スイッチ４１６Ａおよび／または第２の充電器スイッチ４１６Ｂは、別々のまたは組み合わされた通信リンク１２８を介して、電気システムコントローラ１２６と通信し得る。いくつかの例においては、電気システムコントローラ１２６は、第１のバッテリ１２０Ａおよび第２のバッテリ１２０Ｂが、本明細書において説明されるように、例えば、望ましくない電流サージを生み出さずに、互いに独立に、および／または互いに同時に（例えば、技術的な許容範囲内において互いに実質的に同時に）充電され得るように、第１の充電器スイッチ４１６Ａおよび／または第２の充電器スイッチ４１６Ｂを動作させるように構成され得る。いくつかの例においては、電気システムコントローラ１２６は、第１のバッテリ１２０Ａおよび／または第２のバッテリ１２０Ｂの充電中に、望ましくない電流サージを回避するために、例えば、本明細書において説明されるように、第１のスイッチ２３４Ａ、第１の２次スイッチ４０６Ａ、第２のスイッチ２３４Ｂ、および／または第２の２次スイッチ４０６Ｂを動作させるように構成され得る。いくつかの例においては、第１のバッテリ１２０Ａおよび第２のバッテリ１２０Ｂの充電中、第１の２次スイッチ４０６Ａおよび第２の２次スイッチ４０６Ｂは、第１のバッテリ１２０Ａおよび第２のバッテリ１２０Ｂを、それぞれ第１の電流制限デバイス４０８Ａおよび第２の電流制限デバイス４０８Ｂを通して、電力回路１１８の電力出力に電気的に接続するために、（例えば、同時に）アクティブ化され得、第１のスイッチ２３４Ａまたは第２のスイッチ２３４Ｂのどちらかが、第１のバッテリ１２０Ａまたは第２のバッテリ１２０Ｂのどちらかを、電力回路１１８の電力出力に電気的に接続するために、アクティブ化され得る。この例示的な戦略は、車両システム１２２に依然として電力を提供しながら、第１のバッテリ１２０Ａおよび第２のバッテリ１２０Ｂの両方を同時に充電することを容易にする。これらの概念が、３つ以上のバッテリおよび／または３つ以上の充電回路を有する電気システムに拡張され得ることが、企図されている。
【００７３】
様々な実施において、本明細書において説明されるパラメータ値および他のデータは、１つもしくは複数のデータストア内に含まれ得、説明されていない他の情報と組み合わされ得、またはより多数の、より少数の、もしくは異なるデータ構造に異なるように区分化され得る。いくつかの実施においては、データストアは、物理的に１つのメモリ内に配置され得、または２つ以上のメモリ間に分散され得る。
【００７４】
例示的なアーキテクチャ２００、および例示的な回路３００、４００は、説明的なものにすぎず、本開示の範囲を限定することは意図されていないことを、当業者は理解しよう。特に、コンピューティングシステムおよびデバイスは、示された機能を実行することができるハードウェアまたはソフトウェアの任意の組み合わせを含み得、コンピュータ、ネットワークデバイス、インターネット家電、タブレットコンピュータ、ＰＤＡ、ワイヤレスフォン、ページャなどを含む。アーキテクチャ２００、および例示的な回路３００、４００は、図示されていない他のデバイスにも接続され得、または代わりに、スタンドアロンシステムとして動作し得る。また、図示されたコンポーネントによって提供される機能性は、いくつかの実施においては、より少数のコンポーネントに組み合わされ、または追加のコンポーネントに分散され得る。同様に、いくつかの実施においては、図示されたコンポーネントのうちのいくつかの機能性は、提供されないことがあり、および／または他の追加の機能性が、利用可能なことがある。
【００７５】
様々なアイテムが、使用されている間、メモリまたはストレージ内に記憶されるものとして説明されたが、これらのアイテムまたはアイテムの一部は、メモリ管理およびデータインテグリティの目的で、メモリと他のストレージデバイスとの間で転送され得ることも、当業者は理解しよう。あるいは、他の実施においては、ソフトウェアコンポーネントのいくつかまたは全ては、別のデバイス上のメモリにおいて実行し、説明されたアーキテクチャ２００および／または回路３００、４００と通信し得る。システムコンポーネントまたはデータ構造のいくつかまたは全ては、それの様々な例が上で説明された、適切なドライブによって読まれる非一時的コンピュータアクセス可能媒体またはポータブル物品上にも（例えば、命令または構造化データとして）記憶され得る。いくつかの実施においては、アーキテクチャ２００と分離したコンピュータアクセス可能媒体上に記憶された命令は、送信媒体、または無線リンクなどの通信媒体を介して運ばれる、電気信号、電磁気信号、もしくはデジタル信号などの信号を介して、アーキテクチャ２００および／または回路３００、４００に送信され得る。様々な実施は、上述の説明に従って実施される、命令および／またはデータを受信すること、送信すること、またはコンピュータアクセス可能媒体上に記憶することをさらに含み得る。したがって、本明細書において説明される技法は、他の制御システム構成を用いて実施され得る。車両１００のモジュールの動作についての追加情報が、以下で説明される。
【００７６】
図５は、ハードウェア、ソフトウェア、またはそれらの組み合わせで実施されることができる動作のシーケンスを表す、論理フローグラフ内のブロックの集まりとして示された、例示的なプロセスのフロー図である。ソフトウェアとの関連において、ブロックは、１つまたは複数のプロセッサによって実行されたときに、列挙された動作を実行する、１つまたは複数のコンピュータ可読記憶媒体上に記憶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、または特定の抽象データ型を実施する、ルーチン、プログラム、オブジェクト、コンポーネント、およびデータ構造などを含む。動作が説明される順序が、限定として解釈されることは意図されておらず、任意の数の説明されるブロックは、プロセスを実施するために、任意の順序で、および／または並列して、組み合わされることができる。
【００７７】
図５は、電力出力を提供するように構成された電力回路と、少なくとも２つのバッテリとを含む、電気システムを動作させるための例示的なプロセス５００のフロー図である。５０２において、例示的なプロセス５００は、電気システムの第２のバッテリの充電状態よりも高い充電状態を有する、電気システムの第１のバッテリを識別することを含み得る。いくつかの例においては、電気システムコントローラは、例えば、本明細書において説明されるように、第１のバッテリの充電状態および第２のバッテリの充電状態を示す１つまたは複数の信号を受信し、第１のバッテリまたは第２のバッテリのどちらが、より高い充電状態を有するかを決定し得る。
【００７８】
５０４において、例示的なプロセス５００は、より高い充電状態を有するバッテリを電力回路の電力出力に電気的に接続することを含み得る。例えば、電気システムコントローラは、電力回路の電力出力に対する第１および第２のバッテリの電気的な接続と切断とを選択的に行うように構成された、１つまたは複数のスイッチに、１つまたは複数の信号を送信し得、１つまたは複数の信号は、より高い充電状態を有するバッテリを電力回路の電力出力に電気的に接続させる。
【００７９】
５０６において、例示的なプロセス５００は、より低い充電状態を有するバッテリの充電状態を、より高い充電状態を有するバッテリを介して増大させるために、より高い充電状態を有するバッテリを（例えば、電流制限デバイスを通して）より低い充電状態を有するバッテリに電気的に接続することを含み得る。例えば、電気システムコントローラは、１つまたは複数のスイッチにより高い充電状態を有するバッテリとより低い充電状態を有するバッテリとを互いに電気的に接続させるための１つまたは複数の信号を、１つまたは複数のスイッチに送信し得る。いくつかの例においては、電気システムコントローラは、例えば、本明細書において説明されるように、より高い電圧とより低い電圧が互いに接続されたときに、電力回路が電流サージを被ることを防止する、または電流サージを被る尤度を低減させる方式で、これを実行し得る。
【００８０】
５０８において、例示的なプロセス５００は、例えば、より低い充電状態を先には有していたバッテリを、電流制限デバイスを通して電力出力に接続することなく、より低い充電状態を有すると先には決定されたバッテリを電力回路の電力出力に電気的に接続することも含み得る。プロセス５００のいくつかの例においては、電気システムコントローラは、例えば、本明細書において説明されるように、より高い充電状態のバッテリの充電状態とより低い充電状態のバッテリの充電状態との間の差が、充電状態の閾値差よりも小さくなるまで、より低い充電状態のバッテリの充電状態を増大させるために、より高い充電状態のバッテリを使用し得る。
【００８１】
プロセス５００のいくつかの例は、電力回路上の負荷を予測することも含み得る。例えば、電気システムは、電力回路上における電気的負荷の電力需要を予測し、予測された電力需要を示す１つまたは複数の信号を、電気システムコントローラに送信するように構成された、負荷プレディクタを含み得る。いくつかのそのような例においては、プロセス５００は、電力回路上における予測された負荷に少なくとも部分的に基づいて、より高い充電状態のバッテリとより低い充電状態のバッテリとを互いに電気的に接続することも含み得る。例えば、プロセス５００は、第１の時間期間における電力回路上の第１の予測された負荷を識別することと、第２の時間期間中の電力回路上の第２の予測された負荷を識別することと、予測された負荷がより低いほうのときを決定することとを含み得る。いくつかの例においては、電気システムコントローラは、相対的により低い予測された負荷と一致する時間期間中に、より高い充電状態のバッテリとより低い充電状態のバッテリとを電気的に接続し得る。例えば、電気システムコントローラは、例えば、本明細書において説明されるように、電力回路上の負荷が相対的により高いときよりも、電力回路上の負荷が相対的により低いときに、より高い充電状態のバッテリとより低い充電状態のバッテリを互いに、および／または電力回路に接続するように構成され得る。非限定的な例として、予測された負荷は、電気車両などの車両の１つまたは複数のセンサまたはシステムによって決定されるような、１つまたは複数の環境条件（例えば、天気が原因の表面摩擦の変化、斜面の上り、緊急操作を必要とする車両の前方への幼い子供の飛び出しなど）に応答し得る。
【００８２】
プロセス５００のいくつかの例は、例えば、本明細書において説明されるように、電気システムのための起動手順に組み込まれ得る。プロセスのいくつかの例は、例えば、本明細書において説明されるように、電気システムの２つ以上のバッテリの充電状態を実質的に均等化するためのプロセスに組み込まれ得る。プロセス５００のいくつかの例は、例えば、本明細書において説明されるように、２つ以上のバッテリを含む電気システムのバッテリのうちの１つまたは複数を充電するためのプロセスに組み込まれ得る。プロセス５００のいくつかの例は、例えば、本明細書において説明される例示的な車両１００など、電動デバイスおよび／または機械に電力を供給するためのプロセスに組み込まれ得る。他のプロセスも、例示的なプロセス５００を組み込み得る。
【００８３】
本明細書において提示された内容は、コンピュータプロセス、コンピュータ制御される装置、コンピューティングシステム、またはコンピュータ可読記憶媒体などの製造物品として実施され得ることが理解されるべきである。本明細書において説明された内容は、１つまたは複数のコンピューティングデバイス上において動作するプログラムモジュールという一般的状況において提示されたが、他の実施は他のタイプのプログラムモジュールと組み合わせて実行され得ることを、当業者は認識しよう。一般に、プログラムモジュールは、特定のタスクを実行し、または特定の抽象データ型を実施する、ルーチン、プログラム、コンポーネント、データ構造、および他のタイプの構造を含む。
【００８４】
本明細書において説明された内容の態様は、マルチプロセッサシステム、マイクロプロセッサベースまたはプログラマブル家電製品、ミニコンピュータ、メインフレームコンピュータ、ハンドヘルドコンピュータ、モバイル電話デバイス、タブレットコンピューティングデバイス、専用ハードウェアデバイス、およびネットワーク家電などを含む、本明細書において説明されたもの以外の他のコンピュータシステム構成上において、または他のコンピュータシステム構成と連携して実施され得ることも、当業者は理解しよう。
【００８５】
上述のことに基づいて、電気システムを動作させるための技術が、本明細書において提示されたことが理解されるべきである。さらに、本明細書において提示された内容は、コンピュータ構造特徴、方法論的行為、およびコンピュータ可読媒体に特有の言葉で説明されたが、添付の特許請求の範囲において定義される本発明は、本明細書において説明された特定の特徴、行為、または媒体に必ずしも限定されないことが理解されるべきである。むしろ、特定の特徴、行為、または媒体は、特許請求の範囲において列挙される内容を実施する例示的な形態として開示されている。
【００８６】
上で説明された内容は、もっぱら実例として提供されており、限定として解釈されるべきではない。さらに、特許請求される内容は、本開示のいずれかの部分において言及された、いずれかのまたは全ての不都合を解決する実施に限定されない。様々な修正および変更が、図示および説明された例および用途に従うことなく、また以下の特許請求の範囲において説明される本発明の主旨および範囲から逸脱することなく、本明細書において説明された内容に施されてよい。
【００８７】
例示的な条項
Ａ．電気的負荷に電力を供給するように構成された例示的な電気システムであって、電気システムは、
電力出力を提供するように構成された電力回路と、
電力回路の電力出力に電気的に接続可能な第１のバッテリと、
電力回路の電力出力への第１のバッテリの電気的な接続と、電力回路の電力出力からの第１のバッテリの電気的な切断とを選択的に行うように構成された第１のスイッチと、
電力回路の電力出力に電気的に接続可能な第２のバッテリと、
電力回路の電力出力への第２のバッテリの電気的な接続と、電力回路の電力出力からの電気システム電気的な切断とを選択的に行うように構成された第２のスイッチと、
第１のバッテリおよび第２のバッテリのうちの少なくとも一方が、電気的負荷に電力を供給するように、電力回路の電力出力に接続された電気的負荷と、
第１のスイッチおよび第２のスイッチに電気的に接続されたコントローラであって、コントローラは、第１のスイッチおよび第２のスイッチが、それぞれ第１のバッテリおよび第２のバッテリを電力回路の電力出力に電気的に接続したときに、第１のバッテリと第２のバッテリが、互いに並列になるように、第１のスイッチまたは第２のスイッチのうちの少なくとも一方の動作を制御するように構成される、コントローラと、
コントローラと通信する負荷プレディクタであって、負荷プレディクタは、電気的負荷の電力需要を予測し、予測された電力需要を示す信号をコントローラに送信するように構成される、負荷プレディクタと
を備え、
コントローラは、予測された電力需要を示す信号に少なくとも部分的に基づいて、第１のバッテリまたは第２のバッテリのうちの少なくとも一方を電力回路の電力出力に接続するために、第１のスイッチまたは第２のスイッチのうちの少なくとも一方をアクティブ化するように構成される
電気システム。
【００８８】
Ｂ．負荷プレディクタは、
電力出力に結合された車両の軌道を決定するように構成されたプランナ、または電力出力に結合された車両の電気モータと関連付けられた電力需要を決定するように構成された車両コントローラのうちの少なくとも一方から、信号を受信し、
少なくとも１つの信号に少なくとも部分的に基づいて、電力需要を予測する
ように構成される例Ａに記載の電気システム。
【００８９】
Ｃ．負荷プレディクタは、
電力出力に結合された車両の軌道を決定するように構成されたプランナから、信号を受信することであって、決定された軌道は、幹線道路における車両の運転と関連付けられた軌道、脇道における車両の運転と関連付けられた軌道、登坂中の車両の運転と関連付けられた軌道、または複数の交通信号を含む街路における車両の運転と関連付けられた軌道のうちの１つを含む、受信することと、
幹線道路における車両の運転と関連付けられた軌道についての相対的に高い電力需要、脇道における車両の運転と関連付けられた軌道についての相対的に低い電力需要、登坂中の車両の運転と関連付けられた軌道と関連付けられた相対的に高い電力需要、または複数の交通信号を含む街路における車両の運転と関連付けられた軌道についての相対的に高い電力需要のうちの１つを予測することと
を行うように構成される例Ａまたは例Ｂに記載の電気システム。
【００９０】
Ｄ．コントローラは、
第１のバッテリと関連付けられた第１の充電状態を示す第１の信号と、第２のバッテリと関連付けられた第２の充電状態を示す第２の信号とを受信し、
第１の充電状態と第２の充電状態が均等化されるように、第１のスイッチまたは第２のスイッチのうちの少なくとも一方の動作を制御する
ように構成される例Ａ乃至例Ｃのいずれか１つに記載の電気システム。
【００９１】
Ｅ．コントローラは、予測された電力需要を示す信号に少なくとも部分的に基づいて、第１の充電状態と第２の充電状態が均等化されるように、第１のスイッチまたは第２のスイッチのうちの少なくとも一方の動作を制御するように構成される例Ａ乃至例Ｄのいずれか１つに記載の電気システム。
【００９２】
Ｆ．互いに電気的に直列に、また第１のスイッチと電気的に並列に接続された、第１の２次スイッチおよび第１の電流制限デバイスと、
互いに電気的に直列に、また第２のスイッチと電気的に並列に接続された、第２の２次スイッチおよび第２の電流制限デバイスと
をさらに備える例Ａ乃至例Ｅのいずれか１つに記載の電気システム。
【００９３】
Ｇ．コントローラは、
第１のバッテリまたは第２のバッテリのうちの一方が、第１のバッテリまたは第２のバッテリのうちの他方よりも高い充電状態を有すると決定し、第１のバッテリまたは第２のバッテリのうちの一方をより高い充電状態を有するバッテリとして、また第１のバッテリまたは第２のバッテリのうちの他方をより低い充電状態を有するバッテリとして指定し、
より高い充電状態のバッテリと関連付けられた第１のスイッチまたは第２のスイッチのうちの一方に、より高い充電状態のバッテリを電力出力に電気的に接続させ、
第１の２次スイッチまたは第２の２次スイッチのうちの一方に、より低い充電状態のバッテリをより高い充電状態のバッテリに電気的に接続させ、それによって、より高い充電状態のバッテリからより低い充電状態のバッテリを充電する
ように構成される例Ａ乃至例Ｆのいずれか１つに記載の電気システム。
【００９４】
Ｈ．コントローラは、
より低い充電状態のバッテリの充電状態とより高い充電状態のバッテリの充電状態との間の差が、閾値差を満たさないと決定し、
より低い充電状態のバッテリと関連付けられた第１のスイッチまたは第２のスイッチのうちの一方に、より低い充電状態のバッテリを電力出力に接続させる
ように構成される例Ａ乃至例Ｇのいずれか１つに記載の電気システム。
【００９５】
Ｉ．負荷プレディクタは、
第１の時間期間における予測される電力需要の第１のレベルを予測し、
第２の時間期間における予測される電力需要の第２のレベルを予測する
ように構成され、
第１のレベルは、第２のレベルと異なり、
コントローラは、
第１のレベルまたは第２のレベルのうちの一方を、第１のレベルまたは第２のレベルのうちの他方よりも低いほうとして識別し、
より低いレベルと関連付けられた第１の時間期間または第２の時間期間のうちの一方の間、第１の２次スイッチまたは第２の２次スイッチのうちの一方に、より低い充電状態のバッテリをより高い充電状態のバッテリに電気的に接続させ、それによって、より高い充電状態のバッテリからより低い充電状態のバッテリを充電する
ように構成される
例Ａ乃至例Ｈのいずれか１つに記載の電気システム。
【００９６】
Ｊ．第１のバッテリに充電を行うために、第１のバッテリと電気的に並列して結合された第１の充電回路と、
第２のバッテリに充電を行うために、第２のバッテリと電気的に並列して結合された第２の充電回路と
をさらに備え、
コントローラは、第１のバッテリまたは第２のバッテリのうちの少なくとも一方の充電を、同時にまたは互いに独立して生じさせるように、第１のスイッチまたは第２のスイッチのうちの少なくとも一方を動作させるように構成される
例Ａ乃至例Ｉのいずれか１つに記載の電気システム。
【００９７】
Ｋ．車台と、
車台に結合され、車両の推進のためのトルクを提供するように構成された電気モータと、
電気モータに電力を供給するように構成された電気システムであって、電気システムは、
電気モータに電気的に接続され、電力出力を提供するように構成された電力回路と、
電力回路の電力出力に電気的に接続可能な第１のバッテリと、
電力回路の電力出力への第１のバッテリの電気的な接続と、電力回路の電力出力からの第１のバッテリの電気的な切断とを選択的に行うように構成された第１のスイッチと、
電力回路の電力出力に電気的に接続可能な第２のバッテリと、
電力回路の電力出力への第２のバッテリの電気的な接続と、電力回路の電力出力からの第２のバッテリの電気的な切断とを選択的に行うように構成された第２のスイッチと
を備える、電気システムと、
第１のスイッチおよび第２のスイッチに電気的に接続されたコントローラであって、コントローラは、第１のスイッチまたは第２のスイッチのうちの少なくとも一方の動作を制御するように構成される、コントローラと、
コントローラと通信する負荷プレディクタであって、負荷プレディクタは、電気モータの電力需要を予測し、予測された電力需要を示す信号をコントローラに送信するように構成され、コントローラは、予測された電力需要を示す信号に少なくとも部分的に基づいて、第１のバッテリまたは第２のバッテリのうちの少なくとも一方を電力回路の電力出力に接続するために、第１のスイッチまたは第２のスイッチのうちの少なくとも一方をアクティブ化するように構成される、負荷プレディクタと
を備える例示的な車両。
【００９８】
Ｌ．車両の軌道を決定するように構成されたプランナと、
軌道に少なくとも部分的に基づいて、電気モータと関連付けられた電力需要を決定するように構成された車両コントローラと
をさらに備え、
負荷プレディクタは、プランナからの信号または車両コントローラからの信号のうちの少なくとも一方を受信し、少なくとも１つの信号に少なくとも部分的に基づいて、電力需要を予測するように構成される
例Ｋに記載の車両。
【００９９】
Ｍ．車両の運転のための軌道を決定するように構成されたプランナをさらに備え、負荷プレディクタは、
決定された軌道を示す信号を受信し、
信号に少なくとも部分的に基づいて、それぞれの決定された軌道と関連付けられた電力需要を予測し、
それぞれの決定された軌道と関連付けられた予測された電力需要の中から最も低い予測された電力需要を識別し、
最も低い予測された電力需要およびそれぞれの決定された軌道を示す信号を、車両を運転するための軌道を選択する際に使用するために、プランナに送信する
ように構成される
例Ｋまたは例Ｌに記載の車両。
【０１００】
Ｎ．車両の運転のための軌道を決定するように構成されたプランナをさらに備え、コントローラは、
第１のバッテリの第１の充電状態および第２のバッテリの第２の充電状態を決定し、
第１の充電状態または第２の充電状態のうちの少なくとも一方を示す信号を、車両を運転するための軌道を選択する際に使用するために、プランナに送信する
ように構成される
例Ｋ乃至例Ｍのいずれか１つに記載の車両。
【０１０１】
Ｏ．互いに電気的に直列に、また第１のスイッチと電気的に並列に接続された、第１の２次スイッチおよび第１の電流制限デバイスと、
互いに電気的に直列に、また第２のスイッチと電気的に並列に接続された、第２の２次スイッチおよび第２の電流制限デバイスと
をさらに備え、
コントローラは、
第１のバッテリまたは第２のバッテリのうちの一方が、第１のバッテリまたは第２のバッテリのうちの他方よりも高い充電状態を有すると決定し、第１のバッテリまたは第２のバッテリのうちの一方をより高い充電状態を有するバッテリとして、また第１のバッテリまたは第２のバッテリのうちの他方をより低い充電状態を有するバッテリとして指定し、
より高い充電状態のバッテリと関連付けられた第１のスイッチまたは第２のスイッチのうちの一方に、より高い充電状態のバッテリを電力回路の電力出力に電気的に接続させ、
第１の２次スイッチまたは第２の２次スイッチのうちの一方に、より低い充電状態のバッテリをより高い充電状態のバッテリに電気的に接続させ、それによって、より高い充電状態のバッテリからより低い充電状態のバッテリを充電する
ように構成される
例Ｋ乃至例Ｎのいずれか１つに記載の車両。
【０１０２】
Ｐ．コントローラは、
第１のバッテリまたは第２のバッテリのうちの一方が、第１のバッテリまたは第２のバッテリのうちの他方よりも高い充電状態を有すると決定し、第１のバッテリまたは第２のバッテリのうちの一方をより高い充電状態を有するバッテリとして、また第１のバッテリまたは第２のバッテリのうちの他方をより低い充電状態を有するバッテリとして指定し、
車両の運転のための電力を供給するために、より高い充電状態のバッテリと関連付けられた第１のスイッチまたは第２のスイッチのうちの一方に、より高い充電状態のバッテリを電力回路の電力出力に電気的に接続させ、
より高い充電状態のバッテリの充電状態とより低い充電状態のバッテリの充電状態が実質的に均等化するまで、より低い充電状態のバッテリと関連付けられた第１のスイッチまたは第２のスイッチのうちの他方に、より低い充電状態のバッテリを電力回路の電力出力から電気的に切断させ、
より低い充電状態のバッテリと関連付けられた第１のスイッチまたは第２のスイッチのうちの他方に、より低い充電状態のバッテリを電力回路の電力出力に電気的に接続させる
ように構成される例Ｋ乃至例Ｏのいずれか１つに記載の車両。
【０１０３】
Ｑ．車両の運転を自律的に制御するように構成された車両システムを含む電気的負荷と、
電力回路の電力出力に対する電気的負荷の電気的な接続と切断とを選択的に行うように構成された第３のスイッチと
をさらに備え、
コントローラは、第３のスイッチに電気的に接続され、予測された電力需要を示す信号に少なくとも部分的に基づいて、電気的負荷を電力回路の電力出力に接続するために、第３のスイッチをアクティブ化するように構成される
例Ｋ乃至例Ｐのいずれか１つに記載の車両。
【０１０４】
Ｒ．電力出力を提供するように構成された電力回路と、少なくとも２つのバッテリとを備える、電気システムを動作させるための例示的な方法であって、方法は、
電気システムの第２のバッテリの充電状態よりも高い充電状態を有する電気システムの第１のバッテリを識別するステップであって、第１のバッテリと第２のバッテリは、互いに並列に接続される、ステップと、
第１のバッテリを電力回路の電力出力に電気的に接続するステップと、
第１のバッテリから第２のバッテリの充電状態を増大させるために、電流制限デバイスを通して、第１のバッテリを第２のバッテリに電気的に接続するステップと、
電力回路の電力出力上における負荷を予測するステップと、
第２のバッテリを電力回路の電力出力に電気的に接続するステップと
を含む方法。
【０１０５】
Ｓ．電力回路の電力出力上における予測された負荷に少なくとも部分的に基づいて、第１のバッテリを第２のバッテリに電気的に接続するステップ
をさらに含む例Ｒに記載の方法。
【０１０６】
Ｔ．第１の時間期間における電力回路の電力出力上における第１の予測された負荷を識別するステップと、
第２の時間期間の間の電力回路の電力出力上における第２の予測された負荷を識別するステップであって、第１の予測された負荷は、第２の予測された負荷よりも大きい、ステップと、
第２の時間期間の間に、第１のバッテリを第２のバッテリに電気的に接続するステップと
をさらに含む例Ｒまたは例Ｓに記載の方法。
【図１】
2020530255.tif 000003
【図２】
2020530255.tif 000004
【図３】
2020530255.tif 000005
【図４】
2020530255.tif 000006
【図５】
2020530255.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】令和2年4月8日(2020.4.8)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気的負荷に電力を供給するように構成された電気システムであって、
電力出力を提供するように構成された電力回路と、
電力回路の前記電力出力に電気的に接続可能な第１のバッテリと、
前記電力回路の前記電力出力への前記第１のバッテリの電気的な接続と、前記電力回路の前記電力出力からの前記第１のバッテリの電気的な切断とを選択的に行うように構成された第１のスイッチと、
前記電力回路の前記電力出力に電気的に接続可能な第２のバッテリと、
前記電力回路の前記電力出力への前記第２のバッテリの電気的な接続と、前記電力回路の前記電力出力からの前記第２のバッテリの電気的な切断とを選択的に行うように構成された第２のスイッチと、
前記第１のバッテリおよび前記第２のバッテリのうちの少なくとも一方が電気的負荷に電力を供給するように、前記電力回路の前記電力出力に接続された電気的負荷と、
前記第１のスイッチおよび前記第２のスイッチに電気的に接続されたコントローラであって、前記コントローラは、前記第１のスイッチおよび前記第２のスイッチが、それぞれ前記第１のバッテリおよび前記第２のバッテリを前記電力回路の前記電力出力に電気的に接続したときに、前記第１のバッテリと前記第２のバッテリが、互いに並列になるように、前記第１のスイッチまたは前記第２のスイッチのうちの少なくとも一方の動作を制御するように構成される、コントローラと、
前記コントローラと通信する負荷プレディクタであって、前記負荷プレディクタは、電気的負荷の電力需要を予測し、予測された電力需要を示す信号を前記コントローラに送信するように構成される、負荷プレディクタと
を備え、
前記コントローラは、前記予測された電力需要を示す信号に少なくとも部分的に基づいて、前記第１のバッテリまたは前記第２のバッテリのうちの少なくとも一方を前記電力回路の前記電力出力に接続するために、前記第１のスイッチまたは前記第２のスイッチのうちの少なくとも一方をアクティブ化するように構成される
電気システム。
【請求項２】
前記負荷プレディクタは、
前記電力出力に結合された車両の軌道を決定するように構成されたプランナ、または前記電力出力に結合された前記車両の電気モータと関連付けられた電力需要を決定するように構成された車両コントローラのうちの少なくとも一方から、信号を受信し、
少なくとも１つの信号に少なくとも部分的に基づいて、電力需要を予測する
ように構成される、請求項１の電気システム。
【請求項３】
前記負荷プレディクタは、
前記電力出力に結合された車両の軌道を決定するように構成されたプランナから、信号を受信することであって、決定された軌道は、幹線道路における車両の運転と関連付けられた軌道、脇道における車両の運転と関連付けられた軌道、登坂中の車両の運転と関連付けられた軌道、または複数の交通信号を含む街路における車両の運転と関連付けられた軌道のうちの１つを含む、ことと、
幹線道路における車両の運転と関連付けられた軌道についての相対的に高い電力需要、脇道における車両の運転と関連付けられた軌道についての相対的に低い電力需要、登坂中の車両の運転と関連付けられた軌道と関連付けられた相対的に高い電力需要、または複数の交通信号を含む街路における車両の運転と関連付けられた軌道についての相対的に高い電力需要のうちの１つを予測することと
を行うように構成される、請求項１または請求項２の電気システム。
【請求項４】
前記コントローラは、
前記第１のバッテリと関連付けられた第１の充電状態を示す第１の信号と、前記第２のバッテリと関連付けられた第２の充電状態を示す第２の信号とを受信し、
前記第１の充電状態と前記第２の充電状態が均等化されるように、前記第１のスイッチまたは前記第２のスイッチのうちの少なくとも一方の動作を制御する
ように構成される、請求項１乃至３のいずれか一項の電気システム。
【請求項５】
前記コントローラは、予測された電力需要を示す信号に少なくとも部分的に基づいて、第１の充電状態と第２の充電状態が均等化されるように、前記第１のスイッチまたは前記第２のスイッチのうちの少なくとも一方の動作を制御するように構成される、請求項１乃至４のいずれか一項の電気システム。
【請求項６】
互いに電気的に直列に、および前記第１のスイッチと電気的に並列に接続された、第１の２次スイッチおよび第１の電流制限デバイスと、
互いに電気的に直列に、および前記第２のスイッチと電気的に並列に接続された、第２の２次スイッチおよび第２の電流制限デバイスと
をさらに備える、請求項１乃至５のいずれか一項の電気システム。
【請求項７】
前記コントローラは、
第１のバッテリまたは第２のバッテリのうちの一方が、前記第１のバッテリまたは前記第２のバッテリのうちの他方よりも高い充電状態を有すると決定し、前記第１のバッテリまたは前記第２のバッテリのうちの一方をより高い充電状態を有するバッテリとして、また前記第１のバッテリまたは前記第２のバッテリのうちの他方をより低い充電状態を有するバッテリとして指定し、
より高い充電状態のバッテリと関連付けられた第１のスイッチまたは第２のスイッチのうちの一方に、より高い充電状態のバッテリを電力出力に電気的に接続させ、
第１の２次スイッチまたは第２の２次スイッチのうちの一方に、より低い充電状態のバッテリをより高い充電状態のバッテリに電気的に接続させ、それによって、より高い充電状態のバッテリからより低い充電状態のバッテリを充電する
ように構成される、請求項１乃至６のいずれか一項の電気システム。
【請求項８】
前記コントローラは、
より低い充電状態のバッテリの充電状態とより高い充電状態のバッテリの充電状態との間の差が、閾値差を満たさないと決定し、
より低い充電状態のバッテリと関連付けられた前記第１のスイッチまたは前記第２のスイッチのうちの一方に、より低い充電状態のバッテリを電力出力に接続させる
ように構成される、請求項１乃至７のいずれか一項の電気システム。
【請求項９】
前記負荷プレディクタは、
第１の時間期間における予測される電力需要の第１のレベルを予測し、
第２の時間期間における予測される電力需要の第２のレベルを予測する
ように構成され、
前記第１のレベルは、前記第２のレベルと異なり、
前記コントローラは、
前記第１のレベルまたは前記第２のレベルのうちの一方を、前記第１のレベルまたは前記第２のレベルのうちの他方よりも低いほうとして識別し、
より低いレベルと関連付けられた前記第１の時間期間または前記第２の時間期間のうちの一方の間、第１の２次スイッチまたは第２の２次スイッチのうちの一方に、より低い充電状態のバッテリをより高い充電状態のバッテリに電気的に接続させ、それによって、より高い充電状態のバッテリからより低い充電状態のバッテリを充電する
ように構成される
請求項１乃至８のいずれか一項の電気システム。
【請求項１０】
前記第１のバッテリに充電を行うために、前記第１のバッテリと電気的に並列して結合された第１の充電回路と、
前記第２のバッテリに充電を行うために、前記第２のバッテリと電気的に並列して結合された第２の充電回路と
をさらに備え、
前記コントローラは、前記第１のバッテリまたは前記第２のバッテリのうちの少なくとも一方の充電を、同時にまたは互いに独立して生じさせるように、前記第１のスイッチまたは前記第２のスイッチのうちの少なくとも一方を動作させるように構成される
請求項１乃至９のいずれか一項の電気システム。
【請求項１１】
車台と、
前記車台に結合され、車両の推進のためのトルクを提供するように構成された電気モータと、
前記電気モータに電力を供給するように構成された、請求項１乃至１０のいずれか一項に記載された電気システムと
を備えた車両。
【請求項１２】
前記車両は、自律車両であり、前記自律車両は、前記自律車両の運転のための軌道を決定するように構成されたプランナを備えており、前記コントローラは、
第１のバッテリの第１の充電状態および第２のバッテリの第２の充電状態を決定し、
前記第１の充電状態または前記第２の充電状態の少なくとも一方を示す信号を、前記自律車両を制御するための軌道を選択するのに使用するために前記プランナに送信する
ように構成されている、
請求項１１の車両。
【請求項１３】
電力出力を提供するように構成された電力回路と、少なくとも２つのバッテリとを備える、電気システムを動作させるための方法であって、
前記電気システムの第２のバッテリの充電状態よりも高い充電状態を有する前記電気システムの第１のバッテリを識別するステップであって、前記第１のバッテリと前記第２のバッテリは、互いに並列に接続される、ステップと、
前記第１のバッテリを電力回路の前記電力出力に電気的に接続するステップと、
前記第１のバッテリから前記第２のバッテリの充電状態を増大させるために、電流制限デバイスを通して、前記第１のバッテリを前記第２のバッテリに電気的に接続するステップと、
前記電力回路の電力出力上における負荷を予測するステップと、
前記第２のバッテリを前記電力回路の電力出力に電気的に接続するステップと
を含む方法。
【請求項１４】
前記電力回路の電力出力上における予測された負荷に少なくとも部分的に基づいて、前記第１のバッテリを前記第２のバッテリに電気的に接続するステップ
をさらに、請求項１３の方法。
【請求項１５】
第１の時間期間における前記電力回路の電力出力上における第１の予測された負荷を識別するステップと、
第２の時間期間の間の前記電力回路の電力出力上における第２の予測された負荷を識別するステップであって、第１の予測された負荷は、第２の予測された負荷よりも大きい、ステップと、
第２の時間期間の間に、前記第１のバッテリを前記第２のバッテリに電気的に接続するステップと
をさらに含む、請求項１３または１４の方法。
【国際調査報告】
2020530255.tif 000008