CN102529732A - 用于起动动力系统的原动机的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

用于起动动力系统的原动机的系统和方法。动力系统包含原动机，其驱动连接到电动机/发电机。动力系统还可包含第一电能存储装置和第二电能存储装置。动力系统还可包含动力系统控制器，其被配置为，通过有选择地用来自第二电能存储装置的电对第一电能存储装置进行充电，并将电从第一电能存储装置传送到电动机/发电机以将电动机/发电机运行为起动原动机的电动机，有选择地起动原动机。

Description

用于起动动力系统的原动机的系统和方法
技术领域
本公开涉及具有原动机的动力系统，特别涉及起动这种原动机。
背景技术
许多机器的动力系统包含原动机，其用于提供动力，以便用机器执行多种任务。例如，许多机器具有作为原动机的发动机，发动机被驱动(drivingly)连接到电动机/发电机，以便产生可用于用机器执行一个或多于一个的任务的电。机器的原动机典型地在机器不再使用时被关闭。当希望运行机器以执行一个或多于一个的任务时，可能有必要启动原动机。在许多情况下，启动原动机需要用外部动力源驱动原动机，一直到原动机能够开始在其自身的动力下运行。
许多已知的起动原动机的方法涉及使用电动机来驱动原动机，一直到其开始在其自身的动力下运行。例如，许多已知的系统使用电能存储装置——例如电池——来驱动电动机，以起动原动机。不巧的是，如果电能存储装置的电荷水平太低，可能不能起动原动机。
Ichikawa的已公开美国专利申请No.2010/0076636A1(’636申请)公开了用于对机器的动力系统的电池进行充电的设施(provisions)。’636申请公开了具有驱动连接到电动机/发电机的发动机的动力系统。’636专利公开了运行电动机/发电机，以便用来自连接到电池的变换器的电来起动发动机。’636申请的系统包含充电器，其能被连接到机器外部(off-board)的电源，例如100V或200V AC电力的商用电源，以便对电池进行充电。
尽管’636专利公开了一种具有能连接到机器外的商用电力以便对电池充电的充电器的系统，可能存在特定的缺点。例如，在许多情况下，可能不存在直接可用的外部商用电源以连接到充电器并对电池充电。
本公开的系统和方法解决了上面所述的一个或多于一个的问题。
发明内容
一个公开实施例涉及动力系统。动力系统可包含原动机，其驱动连接到电动机/发电机。动力系统还可包含第一电能存储装置和第二电能存储装置。动力系统还可包含动力系统控制器，其被配置为，通过有选择地用来自第二电能存储装置对第一电能存储装置进行充电，并将电从第一电能存储装置传送到电动机/发电机以将电动机/发电机运行为起动原动机的电动机，有选择地起动原动机。
另一实施例涉及运行动力系统的方法。动力系统可包含：驱动连接到电动机/发电机的原动机；第一电能存储装置；第二电能存储装置。该方法可包含：通过有选择地用来自第二电能存储装置的电对第一电能存储装置进行充电，并将电从第一电能存储装置传送到电动机/发电机以将电动机/发电机运行为起动原动机的电动机，起动原动机。
另一公开实施例涉及具有底盘(chassis)和动力系统的机器。动力系统可包含：驱动连接到电动机/发电机的原动机，电力负载，用于将电从电动机/发电机传送到电力负载的电力线。动力系统还可包含第一电能存储装置和第二电能存储装置。第一电能存储装置可被接地到底盘，第二电能存储装置可从底盘电气隔离。动力系统还可包含动力系统控制器，其被配置为通过使用由第二电能存储装置供给的能量将电动机/发电机运行为起动原动机的电动机，起动原动机。
附图说明
图1示出了具有根据本公开的动力系统的机器的一实施例；
图2更为详细地示出了根据本公开的动力系统的一实施例；
图3为一流程图，示出了运行根据本公开的动力系统的一示例性方法。
具体实施方式
图1和2示出了根据本公开的机器10、动力系统11及其多种部件。机器10可以为任何类型的使用动力来执行一个或多于一个任务的机器。例如，机器10可以为移动机器，其被配置为传送或移动人、货物或其他物体或对象。作为附加或作为替代的是，机器10可被配置为执行与商用或工业事务相关联的多种其他操作，例如采矿、建筑、能源勘探和/或产生、制造、运输、农耕。
如图1所示，在某些实施例中，机器10可以为用于采掘的挖掘机。机器10可包含底盘13，机器10的其他部件附着到底盘13。在某些实施例中，底盘13可部分或整体地用导电材料构造，例如钢、铸铁、铝和/或其他导电金属。在图1所示的实例中，底盘13可包含底架(undercarriage)14和上部构造20。底架14可包含框架12。在某些实施例中，机器10可以为移动机器，底架14可包含一个或多于一个的推进装置16，用于推进机器10。推进装置16可以为任何类型的配置为推进机器10的装置。例如，如图1所示，推进装置16可以为轨道单元。或者，推进装置16可以为轮子或其他类型的用于推进机器10的装置。底架14还可包含一个或多于一个的用于驱动推进装置16的部件。例如，底架14可包含用于驱动推进装置16的驱动电动机18。驱动电动机18可以为电动机或液压发动机。
上部构造20可从框架12上悬挂。在某些实施例中，上部构造20可通过枢轴系统22从框架12悬挂。枢轴系统22可包含摆动轴承24和电动机46。摆动轴承24可包含安装到框架12的内圈(inner race)和上部构造20安装到的外圈(outer race)。摆动轴承24的内圈和外圈可均与垂直轴34同轴地延伸。内外圈可经由滚动元件(未示出)——例如滚珠轴承——以这样的方式彼此接合：外圈和上部构造20可绕轴线34相对于框架12枢轴转动。
电动机46可用于绕轴线34旋转上部构造20和摆动轴承24的外圈。电动机46可具有安装到其输出轴的齿轮51，电动机46可在这样的位置安装到上部构造20：使得齿轮51啮合框架12上的齿轮齿。电动机46可从动力系统的多种部件接收电力，以便绕着轴线34旋转上部构造20。电动机46可构成动力系统11的多个电力负载中的一个。
机器10可包含多种其他的部件。例如，如图1所示，机器10可包含器具36。器具36可安装到机器10的多种部件，并被配置为执行多种任务。在某些实施例中，器具36可安装到上部构造20，并被配置为执行挖掘。机器10还可包含操作者站38，个人能由操作者站38控制机器10的操作的一个或多于一个的方面。操作者站38还可安装到上部设备20。
图2更为详细地示出了动力系统11。动力系统11可包含动力系统控制器26和用于提供执行多种任务的动力的多种部件。在某些实施例中，动力系统11可以为混合电力动力系统。除了动力系统控制器26以外，动力系统11可包含电动机46、原动机30、电动机/发电机32、第一电能存储装置48、第二电能存储装置50、输电系统52。这里使用的术语“电动机/发电机”指的是任何用于在接收电力时作为电动机运行和/或在受到机械驱动时用作发电机运行的电气装置。
原动机30可以为任何类型的被配置为产生驱动电动机/发电机32的机械动力的装置。例如，原动机30可以为柴油发动机、汽油发动机、气体燃料动力发动机或任何其他类型的用于产生机械动力的部件。
电动机/发电机32可以为任何类型的用于用从原动机30接收的机械动力产生电的部件。电动机/发电机32也可用于接收电并作为电动机运行，以便为多种目的驱动原动机30。电动机46可以为任何类型的用于从输电系统52接收电并作为电动机运行的部件。电动机/发电机32和电动机46各自可以为例如永磁体电机、开关磁阻电机、DC电机、感应型机器或现有技术中已知的任何类型的电机的任何一种。
电能存储装置48可以为任何类型的用于存储电能并与输电系统52交换电的装置(即从输电系统52接收电以及向输电系统52发送电)。例如，电能存储装置48可包括一个或多于一个的电池和一个或多于一个的电容器。电能存储装置48可包含正端子54和负端子56。电能存储装置48可从机器13的底盘13电气隔离。电能存储装置48可包含一个或多于一个的存储单元(未示出)，其电气连接到正负端子54、56。在某些实施例中，电能存储装置48可包含多个存储单元，其串联和/或并联电气连接到正负端子54、56。
电能存储装置48还可包含连接到端子54、56和/或存储单元的多种其他的电气部件。例如，在电能存储装置48包含彼此连接的多个能量存储单元的某些实施例中，电能存储装置48可包含一个或多于一个的电路，用于允许电在电能存储装置48的充电和/或放电期间在一个或多于一个的单元中的流动。电能存储装置48的这些以及其他的部件可在某些条件下仅仅能够承载受限的电流，例如在电能存储装置48充电过程中，以便在其存储单元的相对电荷水平变得不平衡的情况下对单元的电荷进行平衡。
电能存储装置48可用作用于动力系统11的初级(primary)电能存储。因此，电能存储装置48可具有大的能量存储容量。另外，电能存储装置48可具有相对较高的标称电压额定值，例如大约350伏。
电能存储装置50还可以为任何类型的用于存储电能并与输电系统52交换电的装置(即从输电系统52接收电以及向输电系统52发送电)。像电能存储装置48一样，电能存储装置50可包含一个或多于一个的电池和/或一个或多于一个的电容器。电能存储装置50可包含正端子58和负端子60。在某些实施例中，端子58、60中的一个可电气连接到底盘13，使得端子58、60的电压以底盘为基准(reference)。例如，负端子60可经由电气地140电气连接到底盘13。电能存储装置50可用作动力系统11的次级(secondary)电能存储。另外，电能存储装置50可具有与能量存储装置48相比显著较低的标称电压额定值。例如，电能存储装置50可具有大约12V或大约24V的标称电压额定值。
输电系统52可包含变换器100、电力调节器102、电力调节器104、多种电气连接器，例如连接这些装置的电气线和/或电气开关。变换器100可包含电力电子单元106、电力电子单元108、电力线110与111、储能电容器114、控制器112。电力电子单元106可用于调节电动机46和电力线110、111之间的电力流动。电力电子模块106还可用于转换在电动机46和电力线110、111之间流动的电的形式。例如，电力电子单元106可用于在电动机46上的交流电流和电力线110、111上的直流之间进行转换。电力电子模块108可类似地用于调节电动机/发电机32和电力线110、111之间的电力流动。电力电子模块108也可用于转换在电动机/发电机32与电力线110、111之间流动的电的形式，例如在电动机/发电机32上的交流电和电力线110、111上的直流电之间转换。电力电子模块106-108可包含多种类型的可控制电气部件，用于调节和/或转换电力，包括但不限于SCR(硅控制整流器)、GTO(可关断晶闸管)、IGBT(绝缘栅型双极型晶体管)、FET(场效应管)。储能电容器114可以连接在电力线110、111之间，用于对电力线110、111之间的电压中的任何波动进行平滑。变换器110的这种构造可允许电动机/发电机32和电动机46之间经由电力电子模块106、108以及电力线110、111的电交换。
控制器112可被可操作地连接到电力电子模块106、108，控制器112可被配置为(例如编程为)控制电力电子模块106、108的运行的一个或多于一个的方面。在某些实施例中，控制器112可包括例如一个或多于一个的微处理器和/或一个或多于一个的存储器装置。通过控制电力电子模块106、108，控制器112可用于控制电力线110、111上的电压，以及在电力线110、111、电动机46、电动机/发电机32之间流动的电流的量值。在某些实施例中，控制器112可控制电力电子模块，以便将电力线110、111上的电压保持为高于电能存储装置48的标称电压额定值。例如，在电能存储装置48的标称电压额定值为大约350V的情况下，控制器112可运行电力电子模块106、108，以便将电力线上的电压保持为大约650V。
电力调节器102可包含输入/输出端子116、117、118、119。电力调节器102可具有任何允许其对在端子116、117和端子118、119之间交换的电的一个或多一个的方面进行调节的配置。例如，电力调节器102可用于控制电是否在端子116、117与端子118、119之间交换。电力调节器102也可配置为控制电在端子116、117和端子118、119之间以什么方向流动，即电从端子116、117流到端子118、119还是反之。电力调节器102可以以多种形式交换电。在某些实施例中，电力调节器102可被配置为在端子116、117、118、119上接收和/或供给直流电。电力调节器102也可用于控制各个端子116、117、118、119上的电压，以及在各个端子116、117、118、119上流动的电流的量值。例如，电力调节器102可用于将端子116、117和端子118、119之间传送的电从端子116、117上的直流电的一个电压(例如大约650V)变为端子118、119上的直流电的另一电压(例如大约350V)。如下面进一步讨论的，电力调节器102可由动力系统11的一个或多于一个的其他部件控制，使得这些其他部件可控制电力调节器102如何控制端子116、117和端子118、119之间的电的交换。电力调节器102可包含任何合适的部件构造，其允许提供上面讨论的功能。
电力调节器104可包含输入/输出端子126、127、128、129。电力调节器104可具有允许其调节在端子126、127和端子128、129之间交换的电力的一个或多于一个的方面的任何配置。例如，电力调节器104可用于控制电是否在端子126、127和端子128、129之间交换。电力调节器104可以以多种形式交换电。在某些实施例中，电力调节器104可被配置为接收和/或供给端子126、127、128、129上的直流电。电力调节器104也可用于控制各个端子126、127、128、129上的电压以及在各个端子126、127、128、129上流动的电流的量值。例如，电力调节器104可用于将在端子126、127和端子128、129之间传送的电从端子126、127上的直流电的一个电压(例如大约12V或24V)改变到端子128、129上的直流电的另一个的电压(例如大约350V)。
电力调节器104可以为单向或双向电力调节器。在电力调节器104为单向电力调节器的实施例中，电力调节器104可用于在端子126、127和端子128、129之间以仅仅一个方向传送电。例如，在某些实施例中，电力调节器104可用于从端子126、127到端子128、129传送电，但不以相反的方向。相反，在电力调节器104为双向电力调节器的实施例中，电力调节器104可被配置为控制电以什么方向在端子126、127和端子128、129之间流动，即电从端子116、117流到端子118、119还是反之。
电力调节器104可包含控制器134，其被配置(例如编程)为控制电力调节器104如何控制在其端子126、127、128、129之间的电交换的上述方面。控制器134可具有允许其执行电力调节器104的这种控制的任何配置。在某些实施例中，控制器134可包含一个或多于一个的微处理器，和/或一个或多于一个的存储器装置。控制器134也可被可操作地连接到电力调节器102和变换器110的控制器112，使得控制器134可监视和/或控制电力调节器102和变换器100的运行的一个或多于一个的方面。如下面进一步讨论的，控制器134和电力调节器104可以可操作地连接到动力系统控制器26的其他部件，使得这些其他部件可提供信息和/或控制控制器134如何控制电力调节器104、电力调节器102、变换器100的一个或多于一个的方面。电力调节器104可包含允许其提供上面讨论的功能的部件的任何适合的配置。
在某些实施例中，电力调节器104可用于比电力调节器102更为精确地控制电流的小的量。例如，电力调节器104可用于提供电流量值和以毫安为单位测量的电流的电压的稳定的、有效的控制，而电力调节器102可被配置为控制大得多的电力等级，例如以几十或几百安的电流量值。同时，电力调节器102在某些实施例中可具有比电力调节器104高的电力容量。例如，电力调节器102可具有电力调节器104的电力容量的几十、几百或几千倍的电力容量。
变换器100、电力调节器102、104、电能存储装置48、50、电动机46、电动机/发电机32可以以多种方式彼此电气连接。如图2所示，在某些实施例中，电力调节器102的端子116、117可电气连接到变换器100的电力线110、111。这可允许电力调节器102、电动机46、电动机/发电机32之间经由变换器100的电力线110、111的电交换。
另外，输电系统52可具有用于将电力调节器102的端子118、119直接或间接连接到电力调节器104、电能存储装置48、电能存储装置50中的每一个的设施。例如，电力调节器102的端子118可以连续电气连接到电力调节器104的端子128。另外，输电系统52可具有开关装置138，其在闭合时用于将电力调节器102的端子119电气连接到电力调节器104的端子129。因此，当开关装置138处于闭合运行状态、使得电力调节器102的端子118、119电气连接到电力调节器104的端子128、129时，电力调节器102、104可在彼此之间交换电，电力调节器102可通过电力调节器104间接连接到电能存储装置50。相反，当开关装置138处于其断开运行状态时，电力调节器102和电力调节器104可有效地彼此电气隔离。
开关装置138也可用于将电力调节器102的端子119电气连接到电能存储装置48的负端子56。另外，输电系统52可包含开关装置136，其在处于其闭合运行状态时可用于将电力调节器102的端子118电气连接到电能存储装置48的正端子54。因此，当开关装置136、138处于其闭合运行状态时，电力调节器102和电能存储装置48可在彼此之间交换电。相反，当开关装置136、138中的任一个处于断开运行状态时，电能存储装置48可有效地从电力调节器102电气隔离。开关装置136、138可由动力系统控制器26的多种其他部件控制。在某些实施例中，开关装置136、138可受到例如控制器134的控制。
输电系统52也可被配置为允许电力调节器104和电能存储装置48之间的电交换。例如，电力调节器104的端子129可连续电气连接到电能存储装置48的负端子56。另外，如上面提到的，电力调节器104的端子128可连续电气连接到电力调节器102的端子118，开关装置136可用于在处于闭合运行状态时将电力调节器102的端子118电气连接到电能存储装置48的正端子54。因此，当开关装置136处于闭合运行状态时，电力调节器104和电能存储装置48可在彼此之间交换电。相反，当开关装置136处于断开运行状态时，电力调节器104和电能存储装置48可彼此有效地电气隔离。
输电系统52也可具有在电能存储装置50和电力调节器104之间传送电的设施。例如，电力调节器104的端子126可连续连接到电能存储装置50的正端子58。另外，电能存储装置50的负端子60和电力调节器104的端子127可电气连接到公共的电气地，140，例如机器10的底盘13的导电部分。
图2所示的输电系统52的示例性配置可允许其在电动机/发电机32、电动机46、电能存储装置48、电能存储装置50之间以多种方式通过电力调节器102、104传送电。例如，当开关装置136处于闭合运行状态且开关装置138处于断开运行状态时，输电系统52可在电能存储装置50和电能存储装置48之间经由电力调节器104传送电。当开关装置136处于断开运行状态且开关装置138处于闭合运行状态时，输电系统52可在电能存储装置50、电动机/发电机32、电动机46之间经由电力调节器102、104传送电。当两个开关装置136、138均被闭合时，输电系统52可自由地在电能存储装置48、电能存储装置50、电动机/发电机32、电动机46之间通过电力调节器102、104中的一个或二者交换电。
除了图2所示的以外，动力系统11也可包含若干个其他的电气负载和/或源。例如，除了电动机46以外，动力系统11可包含连接到变换器100的电力线110、111的多种其他大的、高电压电气负载，例如驱动电动机18。另外，动力系统11可具有连接到电能存储装置50的多种电气负载62，其可以为较小的低电压负载，例如灯、量规、传感器、风扇电动机等。这种负载62可通过与输电系统52分立的低电压输电系统连接到电能存储装置50。另外，动力系统11可包含一个或多于一个的电源，用于对电能存储装置50充电和/或对连接于其上的任何较小、低电压负载供电。例如，动力系统11可包含传统的交流发电机(未示出)，其由原动机30驱动。电力负载62、将之连接到电能存储装置50的低电压输电系统、连接到电能存储装置50和电力负载62的任何其他电能源可以以底盘13为电基准，例如通过连接到地140。
动力系统控制器26可被配置为对电能存储装置48、50的充电和放电、原动机30的运行、电动机/发电机32的运行、电动机46的运行、与所有这些任务相联系的电通过输电系统52的传送进行控制。动力系统控制器26可包含若干个已经讨论的部件，例如变换器100、电力调节器102、电力调节器104、开关装置136和138。为了控制这些部件的运行，动力系统控制器26的某些实施例可包含一个或多于一个的其他部件。例如，如图2所示，动力系统控制器26可包含控制器152，其可操作地连接到电力调节器104的控制器134。控制器152也可以这样的形式可操作地连接到原动机30、电动机/发电机32、电动机46：允许控制器152监视和/或控制这些部件的运行的一个或多于一个的方面。基于原动机30、电动机/发电机32、电动机46和/或动力系统11的其他部件的多种运行参数，控制器152可进行高层次的动力系统11的控制。在这样做时，控制器152可向电力调节器104的控制器134提供用于电力调节器104、电力调节器102、变换器100、初级电能存储装置48、次级电能存储装置50和/或动力系统11的其他部件的运行的多种目标值。例如，控制器152可向控制器134传送用于动力系统11的特定部分的电压和/或电流的目标值，控制器134可控制电力调节器104、电力调节器102、变换器100、开关装置136与138和/或动力系统11的其他部件，以便实现目标值。控制器152可包含任何合适的信息处理装置，用于控制上面讨论的部件。在某些实施例中，控制器152可包含一个或多于一个的微处理器和/或一个或多于一个的存储器装置，其被编程为以下面讨论的方式对动力系统11进行控制。
动力系统控制器26也可包含用于监视动力系统11的运行的多种方面的部件。例如，动力系统控制器26可包含电压传感器142，用于检测电能存储装置48的端子54、56之间的电压，其可用作电能存储装置48的电荷水平的指示。动力系统控制器26也可包含电压传感器144，其用于检测电力调节器102的端子118、119之间的电压。类似地，动力系统控制器26可包含电压传感器154，其用于检测电力线110、111之间的电压。另外，动力系统控制器26也可包含：电流传感器，用于检测端子118上的电流的量值；电流传感器148，用于检测流经变换器100和电动机46之间流动的电流的量值；电流传感器150，用于检测在变换器100和电动机/发电机32之间流动的电流的量值。
动力系统控制器26也可包含位置传感器64，用于检测电动机/发电机32的轴的旋转位置。位置传感器64可以为任何类型的这样的传感器，其用于检测电动机/发电机32的轴的位置。在某些实施例中，位置传感器64可以为这样的类型：仅仅在电动机/发电机32的轴被旋转时，电动机/发电机32的轴的旋转位置可从由位置传感器64产生的信号中分辨。
动力系统控制器26的传感器可通信连结到多种部件。例如，这些传感器可通信连结到控制器134和/或控制器152，使得动力系统控制器26可监视由这些传感器检测的参数。另外，动力系统控制器26可包含传感器，用于检测动力系统11的运行的多种其他方面，例如原动机30是否正在驱动电动机/发电机32，以及电动机/发电机32是否正在发电。控制器134和/或控制器152和/或动力系统控制器26的其他部件也可监视这些运行参数。
电能存储装置48和电能存储装置50可构成动力系统11的两个不同支路或电路的部分。如上面所述的，电能存储装置48可以从机器10的底盘13电气隔离，电能存储装置50可以通过其在地140上到底盘13的连接而以底盘13为电基准。同样如上面所述的，电力负载62和连接到电能存储装置50的多种其他电气部件可以以机器10的底盘13为电基准，例如通过到地140的连接。另一方面，像电能存储装置48一样，电力调节器102、变换器100、电力线110、111、电动机/发电机32、电动机46可从底盘13电气隔离，因此从电能存储装置50、电气负载62以及其他以底盘为基准的电气部件电气隔离。因此，电能存储装置50、电力负载62、其他以底盘为基准的部件可构成动力系统11的一个支路或电路的部分，而电能存储装置48、电力调节器102、变换器100、电力线110和111、电动机/发电机32、电动机46可构成动力系统11的分立的电绝缘支路或电路的部分。如上面所述，在某些实施例中，包含电能存储装置50的支路或电路可以为低电压支路或电路，包含电能存储装置48的支路或电路可以为高电压支路或电路。电力调节器104可用作包含电能存储装置50的以底盘为基准的支路或电路和包含电能存储装置48的另一支路或电路之间的桥。
机器10和动力系统11不限于图1、2所示并在上面讨论的配置。例如，动力系统控制器26处理的控制任务可与上面所讨论不同地分布在控制器112、134和152之间。另外，动力系统控制器26可包含多种其他配置和/或布置，用于控制电在动力系统11的多种部件之间的传送。除控制器112、134、152以外，动力系统控制器的这些其他配置可包含附加的控制部件，其彼此通信连结并用于共享控制任务，例如其他控制器。相反，在某些实施例中，动力系统控制器26可具有一个控制器，代替两个或多于两个的控制器112、134、152。另外，动力系统控制器26可包含其他数量和/或配置的电力调节器，开关装置以及其他部件，其在动力系统11的电力负载和电源之间传送电力。动力系统11也可包含与上面讨论的实例相比不同数量和/或配置的电能存储装置。另外，电动机46可用作除绕着轴线34旋转上部构造20以外的功能，例如移动机器10的其他部件，或供给机械动力以推进机器10。另外，除挖掘机以外，机器10可以为包括静止机器在内的多种类型的机器中的任何一种。
工业应用性
机器10和动力系统11可用在任何需要动力来执行一个以上任务的应用中。在机器10的运行期间，动力系统控制器26可致动多种电气负载，以执行多种任务，例如致动电动机46来绕着轴线34旋转上部构造20。动力系统11可在多种情况下从多种源提供运行电动机46和任何其他电气负载需要的电。依赖于条件，动力系统11可从电动机/发电机32、初级电能存储装置48和/或次级电能存储装置50中的一个或多于一个向电动机46和其他电气负载提供电。
在许多条件下，在原动机关闭时，可能希望用原动机30提供动力。在这些条件下，动力系统控制器26可起动原动机30。起动原动机30可需要用外部动力源驱动原动机，直到原动机30开始在其自己的动力下运行。动力系统控制器26可使用多种外部动力源来驱动原动机30，以便起动它。在某些实施例中，动力系统控制器26可将电动机/发电机32运行为电动机，以便用来自初级电能存储装置48和/或次级电能存储装置50的电能驱动原动机30。动力系统控制器26可使用多种方式来做到这一点。
图3示出了动力系统控制器26可用电动机/发电机32以及来自电能存储装置48、50中的一个或二者的电起动原动机30的方法。起动原动机30的过程可在起动原动机30的命令产生时发起(步骤310)。起动命令可以通过多种实体用多种方法产生。例如，起动命令可由动力系统控制器26响应于多种运行条件自动产生，或者，起动命令可由动力系统控制器26从机器10的操作者或一个以上的外部控制部件接收。
响应于起动命令，动力系统控制器26可确定初级电能存储装置48是否具有足够的能量将电动机/发电机32作为电动机运行，以便足够长时间地驱动原动机30以起动它(步骤312)。动力系统控制器26可使用多种方式评估初级电能存储装置48是否具有足够的能量来起动原动机30。在某些实施例中，通过使用来自电压传感器142的指示初级电能存储装置48的端子54、56上的电压的信号，动力系统控制器26可评估初级电能存储装置48的能量水平。例如，动力系统控制器26可将初级电能存储装置48的端子54、56上的检测到的电压等级与基准值进行比较，以确定初级电能存储装置是否具有足够的能量起动原动机30。
如果动力系统控制器26判断为初级电能存储装置48不具有足够起动原动机30的能量，动力系统控制器26可开始用来自次级电能存储装置50的电对初级电能存储装置48充电(步骤314)。为了做到这一点，动力系统控制器26可控制开关装置136到其闭合运行状态，故电力调节器104的端子128、129电气连接到初级电能存储装置48的端子54、56。在电力调节器104如此连接到初级电能存储装置48的情况下，动力系统控制器26可控制电力调节器104，以接收来自次级电能存储装置的电，并将电传送到初级电能存储装置48。电力调节器104可在一个电压上接收来自次级电能存储装置的电，并在另一个电压上将电供给初级电能存储装置。例如，电力调节器104可以以大约12或24V接收来自次级电能存储装置50的电，电力调节器104可以以较高的电压向初级电能存储装置供给电，例如大约350V。
在用来自次级电能存储装置50的电对初级电能存储装置48充电时，动力系统控制器26可重复地重新评估初级电能存储装置48是否具有起动原动机30的充足的能量(步骤312)。一旦动力系统控制器26判断为初级电能存储装置48具有起动原动机30的足够的能量，动力系统控制器26可开始用来自初级电能存储装置48的电起动原动机30的过程。这可涉及将开关装置136、138控制到其闭合运行状态，使得初级电能存储装置48经由电力调节器102电气连接到电力线110、111。
在初级电能存储装置48被充电并被连接到电力线110、111的情况下，动力系统控制器26可执行多种步骤，以便用来自初级电能存储装置48的电起动原动机30。在某些实施例中，动力系统控制器26可能需要知道电动机/发电机32的轴的旋转位置，以便适当地控制电到电动机/发电机32的供给，从而驱动原动机30。另外，如上面所述，某些实施例可具有一种位置传感器64，其要求电动机/发电机32的轴的移动，以确定其旋转位置。因此，作为起动原动机30的过程的一部分，动力系统控制器26可充分旋转电动机/发电机32的轴，以便用来自位置传感器64的信号确定其旋转位置(步骤315)。动力系统控制器26可以以多种方式做到这一点。在某些实施例中，动力系统控制器26可将储能电容器108充电到目标电压水平，并控制电力电子模块，以便从储能电容器118向电动机/发电机32传送电脉冲，从而足够旋转其轴，以确定其旋转位置。动力系统控制器26也可在开始驱动原动机30以便启动它之前执行多种其他的预备步骤。
一旦任何这样的准备步骤完成，动力系统控制器26可从初级电能存储装置48向电动机/发电机32传送电，从而将电动机/发电机32运行为驱动原动机30的电动机(步骤316)。这可能涉及电力控制器102接收来自初级电能存储装置48的电，并向电力线110、111传送电。电力电子模块108可将来自电力线110、111的电中继到电动机/发电机32。电力调节器102可在一个电压上接收来自初级电能存储装置48的电，并在另一个电压上向电力线110、111供电。例如，电力调节器102可在大约350V上接收来自初级电能存储装置48的电，并在大约650V上向电力线110、111供电。
电力电子模块108可以以多种形式向电动机/发电机32供电，电力电子模块108可基于多种运行参数控制供到电动机/发电机32的电。在某些实施例中，电力电子模块108可将电从电力线110、111上的DC电转换为供到电动机/发电机32的多相交流电。另外，基于所确定的电动机/发电机32的轴的旋转位置，电力电子模块108可控制供到电动机/发电机23的电的一个以上的方面，例如电的多种相位的时序。
一旦原动机开始在其自己的动力下运行，图3所示的启动过程可结束。于是，在原动机驱动电动机/发电机32的情况下，动力系统控制器26可开始控制电动机/发电机32，以作为向电力线110、111供电的发电机运行。动力系统控制器26可运行电力电子模块108，以便以多种方式控制由电动机/发电机32供到电力线110、111的电。在某些实施例中，电力电子模块108可将供到电力线110、111的电控制为大约650V的DC电。动力系统控制器26可控制多种其他部件，以便使用供到电力线110、111的这种电来执行多种任务。例如，动力系统控制器26可控制电动机46和/或连接到电力线110、111的其他高电压负载，以便以由电动机/发电机32供到电力线110、111的电运行。
在这种运行期间，动力系统控制器26可依赖于初级电能存储装置48来吸收电动机46和连接到电力线110、111的其他大的、高电压负载的电需求的波动。这可能涉及控制电力调节器102，以便在电动机46和/或连接到电力线110、111的其他电气部件的电力需求高时从初级电能存储装置48向电力线110、111传送电。相反，当电动机46和/或连接到电力线110、111的其他电力负载的电力需求低时，电力调节器102可将由电动机/发电机32供到电力线110、111的电传送到初级电能存储装置48，以便对之充电。电力调节器102可以以多种方式控制在电力线110、1111和初级电能存储装置48之间传送的电。在某些实施例中，电力调节器102可将所传送的电从初级电能存储装置48上的一个电压转换为电力线110、111上的另一个电压。例如，电力调节器102可从初级电能存储装置48上的大约350V转换为电力线110、111上的大约650V。
在电动机/发电机32和/或初级电能存储装置48向电力线110、111供电以便对电动机46和/或其他高电压电力负载供电的同时，次级电能存储装置50可向动力系统11的其他电力负载供电。例如，次级电能存储装置50可向电力负载62供电。次级电能存储装置50可以以与供到电力线110、111的电不同的电压供给这种电。例如，尽管电力线110、111可以以大约650V承载电，次级电能存储装置50可以以较低的电压向电力负载62供电，例如大约12或24V。
动力系统11的运行不限于本公开所讨论的以及图3所示出的实例。例如，动力系统控制器26可省略上面讨论的和/或图3所示的一个以上的动作。在某些实施例中，动力系统控制器26可省略在开始运行电动机/发电机32以驱动原动机30并起动它之前的短暂旋转电动机/发电机32以确定其轴位置的动作。
另外，除了上面讨论的和图3所示的以外，动力系统控制器26可执行多种其他动作。例如，与图3的起动原动机30的过程相联系，动力系统控制器26可向机器10的操作者传送关于起动过程的状态的信息。如果触发该过程的起动命令(步骤310)来自操作者，操作者可能倾向于希望原动机30没有延迟地起动。因此，如果动力系统控制器26确定为首先对初级电能存储装置48充电，动力系统控制器26可向操作者通知原动机30将在某些延迟后起动。
动力系统控制器26也可使用除上面讨论的用于用来自次级电能存储装置50的电起动原动机30以外的方式。根据图3所示的方式，通过将电传送到初级电能存储装置48并接着用该电起动原动机30，动力系统控制器26有时用来自次级电能存储装置的电起动原动机。在某些实施例中，动力系统控制器26可作为替代地从次级电能存储装置50向电力线110、111传送电，而不将电传送到初级电能存储装置48。为了做到这一点，动力系统控制器26可将开关装置138控制到其闭合运行状态，并将开关装置136控制到其断开运行状态。这能将电力调节器102电气连接到电力调节器104，同时，将初级电能存储装置48从电力调节器104电气隔离。
采用以这种方式连接的动力系统11的部件，动力系统控制器26可运行电力调节器102、104，以便从次级电能存储装置50向电力调节器102以及从电力调节器102向电力线110、111传送电。同时，动力系统控制器26可运行电力电子模块108，以便向电动机/发电机32传送电，从而将其作为起动原动机30的电动机运行。在其流到电动机/发电机32时，电力调节器102、104和电力电子模块108可以以多种方式对从次级电能存储装置50传送的电力进行控制。在某些实施例中，电力调节器104可在一个电压上接收来自次级电能存储装置50的电，并在另一个电压上向电力调节器102供电。例如，电力调节器104可在大约12或24V上接收来自次级电能存储装置50的电，并在大约350V上向电力调节器102供电。电力调节器102可类似地在与其接收的电不同的电压上向电力线110、111供电。例如，电力调节器102可在大约650V上向电力线110、111供电。电力调节器104具有相对较高电力容量的动力系统11的情况下的实施例可特别适用于上面讨论的在不首先向初级电能存储装置48传送电的情况下向电动机/发电机32传送电的方式。
动力系统控制器26可以以不同于上面讨论的多种方式控制动力系统11中的电传输。例如，动力系统控制器26可将动力系统11中的多种点上的电压控制为与上面讨论的实例不同的值。另外，动力系统控制器26可以在动力系统11的多种点上不同地控制电的形式。例如，代替直流电的是，动力系统控制器26可将电力线110、111上承载的电控制为交流电。
所公开的实施例可提供特定的优点。例如，使用来自次级电能存储装置50的电起动原动机30可允许在初级电能存储装置48不具有足够这样做的能量时起动原动机30，即使是在没有立即可用的外部电源的情况下。这能显著提升机器10的可用性。
本领域技术人员将会明了，在不脱离本公开的范围的情况下，可对所公开的系统和方法作出多种修改和变化。考虑本说明书并对其中公开的系统和方法进行实践，本领域技术人员将会明了所公开系统和方法的其他实施例。说明书和实例仅仅是示例性的，本公开的真实范围由所附权利要求书及其等价内容指示。

Claims (10)

1.一种动力系统，包含：
原动机，其驱动连接到电动机/发电机；
第一电能存储装置；
第二电能存储装置；以及
动力系统控制器，其被配置为通过：
有选择地用来自第二电能存储装置的电对第一电能存储装置进行充电；以及
将电从第一电能存储装置传送到电动机/发电机，以便将电动机/发电机运行为起动原动机的电动机，
来有选择地起动原动机。
2.权利要求1的动力系统，其中，第二电能存储装置具有与第一电能存储装置相比较小的能量存储容量。
3.权利要求1的动力系统，其中，
动力系统控制器包含电力调节器，其连接在第一电能存储装置与第二电能存储装置之间；且
用来自第二电能存储装置的电对第一电能存储装置进行充电包含：
从第二电能存储装置向电力调节器传送电；以及
从电力调节器向第一电能存储装置传送电。
4.权利要求1的动力系统，其中：
动力系统控制器包含连接在第一电能存储装置与第二电能存储装置之间的电力调节器；且
用来自第二电能存储装置的电对第一电能存储装置进行充电包含：
以第一电压从第二电能存储装置向电力调节器传送电；以及
以第二电压从电力调节器向第一电能存储装置传送电。
5.权利要求4的动力系统，其中，第二电压高于第一电压。
6.权利要求1的动力系统，其中，动力系统控制器进一步用于向动力系统的一个或多于一个的电力负载传送电，包括：
在起动原动机之后，以第一电压有选择地从电动机/发电机和第一电能存储装置向第一电力负载传送电力；以及
以第二电压有选择地从第二电能存储装置向第二电力负载传送电力。
7.一种运行动力系统的方法，动力系统包含驱动连接到电动机/发电机的原动机、第一电能存储装置、第二电能存储装置，该方法包含：
通过：
有选择地用来自第二电能存储装置的电对第一电能存储装置进行充电；以及
将电从第一电能存储装置传送到电动机/发电机，以便将电动机/发电机运行为起动原动机的电动机，
来起动原动机。
8.权利要求7的方法，其还包含：
以第一电压有选择地从第一电能存储装置向第一电力负载供电；以及
以第二电压有选择地从第二电能存储装置向第二电力负载供电。
9.权利要求8的方法，其中，第一电压高于第二电压。
10.权利要求8的方法，其还包含，在起动原动机之后，将电动机/发电机运行为发电机，并从电动机/发电机向第一电力负载供电。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104903519A (zh) * 2012-12-26 2015-09-09 斗山英维高株式会社 混合动力工程机械的能量存储装置的充电系统
CN105209285A (zh) * 2013-05-17 2015-12-30 Abb技术有限公司 用于驱动发动机的驱动单元
WO2016034050A1 (zh) * 2014-09-02 2016-03-10 葛炽昌 电动车、电力供应站及电动车的电力维持方法
CN105730212A (zh) * 2014-12-30 2016-07-06 通用汽车环球科技运作有限责任公司 车辆动力传动系
CN113165631A (zh) * 2018-11-23 2021-07-23 卡特彼勒Sarl 监测机器的制动性能

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102011089812A1 (de) * 2011-12-23 2013-06-27 Richard Ag Schaltvorrichtung für ein elektrisch angetriebenes Fahrzeug und Elektrofahrzeug
EP2705972A1 (en) * 2012-09-10 2014-03-12 Sandvik Mining and Construction Oy Mining vehicle
US8901760B2 (en) * 2013-01-28 2014-12-02 Caterpillar Inc. Dual generator single DC link configuration for electric drive propulsion system
DE102018104331A1 (de) * 2018-02-26 2019-08-29 Liebherr-Werk Nenzing Gmbh Verfahren zur Leistungsverwaltung bei der Pfahlgründung mit einer Trägermaschine und einem daran montierten Anbaugerät

Family Cites Families (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57206231A (en) 1981-06-12 1982-12-17 Hitachi Ltd Power source for automotive electronic device
US5828406A (en) 1994-12-30 1998-10-27 Eastman Kodak Company Electronic camera having a processor for mapping image pixel signals into color display pixels
US5637978A (en) * 1995-11-06 1997-06-10 Kendrick Products Corporation Battery booster
JP3448850B2 (ja) * 1997-10-13 2003-09-22 株式会社デンソー ハイブリッド電気自動車の充電装置
JP3361045B2 (ja) * 1997-11-18 2003-01-07 株式会社デンソー 電気自動車の制御装置
US6289180B1 (en) 1997-12-08 2001-09-11 Intel Corporation Photoflash charging circuit with current and voltage monitor
US6271642B1 (en) * 1998-02-13 2001-08-07 Johnson Controls Technology Company Advanced battery controller with state of charge control
JP3531793B2 (ja) * 1998-10-16 2004-05-31 株式会社デンソー ハイブリッド車用充電装置
JP2001037247A (ja) * 1999-07-19 2001-02-09 Toyota Motor Corp 電源装置、この電源装置を備えた機器およびモータ駆動装置並びに電動車輌
US6674247B1 (en) 2001-12-20 2004-01-06 Foveon, Inc. Efficient photographic flash
JP2004215318A (ja) * 2002-12-26 2004-07-29 Aisin Aw Co Ltd 電動駆動制御装置、電動駆動制御方法及びそのプログラム
JP4127078B2 (ja) * 2003-02-28 2008-07-30 日産自動車株式会社 車両用電源制御装置
US7560905B2 (en) 2003-10-20 2009-07-14 Teleflex Megatech, Inc. Vehicle steering wheel power switch apparatus and method
US7148658B2 (en) 2004-02-05 2006-12-12 Yobon Technologies, Inc. Photoflash capacitor charger and method thereof
JP2007129799A (ja) * 2005-11-01 2007-05-24 Toyota Motor Corp モータ駆動装置およびそれを備えるハイブリッド車駆動装置
US7459914B2 (en) 2006-10-31 2008-12-02 Caterpillar Inc. Systems and methods for electrical leakage detection
US7714587B2 (en) 2007-06-29 2010-05-11 Caterpillar Inc. Systems and methods for detecting a faulty ground strap connection
JP4894656B2 (ja) 2007-07-13 2012-03-14 トヨタ自動車株式会社 車両
US7834573B2 (en) 2007-07-31 2010-11-16 Caterpillar Inc Winding fault detection system
US7997363B2 (en) * 2007-09-17 2011-08-16 Denso Corporation Vehicle control system and method
US7808245B2 (en) 2007-09-28 2010-10-05 Caterpillar Inc Testing method for a ground fault detector
US8009055B2 (en) 2007-09-28 2011-08-30 Caterpillar Inc. High voltage indication system
US7696760B2 (en) 2007-11-30 2010-04-13 Caterpillar Inc. High voltage harness testing system
US7994798B2 (en) 2007-11-30 2011-08-09 Caterpillar Inc. Power converter current sensor testing method
US7764067B2 (en) 2007-12-27 2010-07-27 Caterpillar Inc High voltage cable testing method
US7978446B2 (en) 2008-02-29 2011-07-12 Caterpillar Inc. High voltage ground fault detection system
US8093906B2 (en) 2008-04-02 2012-01-10 Caterpillar, Inc. System and method for testing winding insulation resistance
US7687934B2 (en) * 2008-06-13 2010-03-30 Village Renewables Fund LLC System and method for managing energy use in an electric vehicle
US8333172B2 (en) 2008-12-23 2012-12-18 Caterpillar Inc. Cooling system

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9725881B2 (en) 2012-12-26 2017-08-08 Doosan Infracore Co., Ltd. Charging system for energy storage device of hybrid construction machinery
CN104903519A (zh) * 2012-12-26 2015-09-09 斗山英维高株式会社 混合动力工程机械的能量存储装置的充电系统
CN105209285A (zh) * 2013-05-17 2015-12-30 Abb技术有限公司 用于驱动发动机的驱动单元
CN105209285B (zh) * 2013-05-17 2017-12-12 Abb 技术有限公司 用于驱动发动机的驱动单元
CN105437987A (zh) * 2014-09-02 2016-03-30 葛炽昌 电动车、电力供应站及电动车的电力维持方法
WO2016034050A1 (zh) * 2014-09-02 2016-03-10 葛炽昌 电动车、电力供应站及电动车的电力维持方法
TWI620393B (zh) * 2014-09-02 2018-04-01 葛熾昌 電動車及其電力維持方法
US10464431B2 (en) 2014-09-02 2019-11-05 Chih-Chan Ger Electric vehicle, power supply station, and power maintaining method for electric vehicle
CN105437987B (zh) * 2014-09-02 2020-10-13 葛炽昌 电动车、电力供应站及电动车的电力维持方法
CN105730212A (zh) * 2014-12-30 2016-07-06 通用汽车环球科技运作有限责任公司 车辆动力传动系
CN105730212B (zh) * 2014-12-30 2018-07-27 通用汽车环球科技运作有限责任公司 车辆动力传动系
CN113165631A (zh) * 2018-11-23 2021-07-23 卡特彼勒Sarl 监测机器的制动性能
CN113165631B (zh) * 2018-11-23 2024-04-05 卡特彼勒Sarl 监测机器的制动性能的方法和系统

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