CN102689603A - 用于从辅助驱动供给推进能量的系统及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明名称为“用于从辅助驱动供给推进能量的系统及其制造方法”。提供了一种推进系统，其包括能量系统(102)、辅助系统(104)、和系统控制器(106)。能量系统(102)包括耦合至直流(DC)链路并包括多个输入通道(a、b)的双向升压转换器(112)。能量系统(102)还包括通过DC总线耦合至双向升压转换器(112)的第一输入通道(a、b)的第一能量存储装置(108、110)。辅助系统(104)耦合至能量系统(102)并包括辅助能量源(110、126、164)、辅助负载(130、134、158)和耦合至辅助能量源(110、126、164)和辅助负载(130、134、158)的辅助负载控制器(132、136、160)。系统控制器(106)配置成使辅助负载控制器(132、136、160)减小辅助负载(130、134、158)从辅助能量源(110、126、164)的功率抽取，并促使双向升压转换器(112)使由辅助能量源(110、126、164)供给的电压升压，并向DC链路(114)供给该升压的电压。

Description

用于从辅助驱动供给推进能量的系统及其制造方法
技术领域
本发明的实施例通常涉及车辆驱动系统，并且更具体地涉及从车辆系统或非车辆系统的辅助驱动提供推进功率。
背景技术
电动车辆和混合电动车辆典型地由一个或多个能量存储装置单独地或与内燃机组合地提供功率。在纯电动车辆中，该一个或多个能量存储装置向整个驱动系统提供功率，由此消除对内燃机的需要。另一方面，混合电动车辆包括能量存储装置的功率，以补充由内燃机供给的功率，这大大地增大内燃机和车辆的燃料效率。传统地，电动或混合电动推进系统中的能量存储装置包括电池、超级电容器、储能轮或这些元件的组合，以便提供足够的能量来对电动机提供功率。
在一些应用中，除了推进系统之外还提供辅助驱动来操作辅助设备。这样的应用可以包括例如中型负载(MD)和重型负载(HD)应用，包括运输公共汽车、卡车、轻轨和其它工业设备。通常，通过单独的发动机驱动的交流发电机或辅助功率单元(APU)对辅助设备提供功率以产生电功率来操作辅助设备(例如，包括Freon压缩机的空调组件、泵、风扇和加热器)，导致了成本、尺寸、重量的减小和改进的子系统和组件包装加上改进的系统效率。在其它的潜在应用中，辅助设备可以由燃料电池提供功率。产生的电功率可以是交流(AC)功率或直流(DC)功率。通过APU的电输出频率和电压的控制，电动机驱动辅助负载可以恒定速度和频率操作或者以可变速度操作。
为了附加的控制，诸如在空调单元中的子系统组件例如通常基于所需的温度水平以开/关模式操作。典型地，APU的额定功率被设计为应付全部辅助负载的最大负载。由于不是在所有相同时间对全部辅助负载提供功率，因此典型的APU系统以具有小于最佳效率的部分负载操作。
因此，期望提供一种电动推进系统和/或混合电动推进系统，其允许利用APU的额外功率能力来提供牵引或推进驱动系统的推进负载的一部分。此外，期望在减速周期过程中将再生能量的一部分引导至功率辅助负载，以代替在传统的制动系统中消耗该能量。备选地，该再生能量的一部分可以被用于部分地对能量存储系统再充电。
发明内容
按照本发明的一个方面，一种推进系统包括能量系统、辅助系统和系统控制器。能量系统包括耦合至直流(DC)链路的双向升压转换器，双向升压转换器包括多个输入通道。能量系统还包括通过DC总线耦合至双向升压转换器的第一输入通道的第一能量存储装置。辅助系统耦合至能量系统并包括辅助能量源、辅助负载和耦合至辅助能量源和辅助负载的辅助负载控制器。系统控制器配置成使辅助负载控制器减小辅助负载从辅助能量源的功率抽取(draw)，并促使双向升压转换器使由辅助能量源供给的电压升压，并向DC链路供给该升压的电压。
按照本发明的另一个方面，一种装配推进能量系统的方法，包括将能量系统耦合至直流(DC)链路，能量系统包括耦合至DC链路的多通道双向升压转换器和通过DC总线耦合至双向升压转换器的第一输入通道的能量存储装置。该方法还包括将辅助系统耦合至包括能量源、耦合至能量源的负载控制器和耦合至负载控制器的负载的能量系统。该方法还包括将控制器耦合至能量系统和辅助系统，并将控制器配置成使辅助系统的负载从辅助系统的能量源的功率抽取减小，并基于功率抽取的减小使DC链路从多通道双向升压转换器接收升压的电压。
按照本发明的另一个方面，一种车辆系统，包括：耦合至双向DC-DC升压转换器的第一通道的直流(DC)能量存储装置，以及耦合至第一负载控制器和双向DC-DC升压转换器的第二通道的辅助能量源。该车辆系统还包括耦合至第一负载控制器的第一辅助负载和车辆系统控制器。车辆系统控制器被编程以从第一能量值到第二能量值减小由辅助能量源供给到第一辅助负载的负载能量，并且为了其向DC链路的供给，通过双向DC-DC升压转换器使减小的能量的至少一部分升压。
多种其它的特征和优点将通过下面的详细描述和附图变得显然。
附图说明
附图示出为了执行本发明目前预期的优选实施例。
在附图中：
图1示意性地示出按照本发明的推进系统的一实施例。
图2示意性地示出按照本发明的推进系统的另一个实施例。
图3示意性地示出按照本发明的推进系统的另一个实施例。
图4示意性地示出按照本发明的推进系统的另一个实施例。
图5示意性地示出按照本发明的推进系统的另一个实施例。
图6是示出按照本发明一实施例的系统控制器的程序步骤的流程图。
具体实施方式
图1示出按照本发明一实施例的推进系统100。推进系统100可以被用在车辆应用中。车辆推进系统100部分地包括能量系统102、辅助能量系统104和车辆系统控制器106。能量系统102包括第一能量存储装置108、第二能量存储装置110和多个耦合至相应双向DC-DC升压转换器的多个输入通道的升压转换器组装件112。虽然第一能量存储装置108被示出为超级电容器，但是也可以想到另一种类型的能量存储装置，例如电池、燃料电池、储能轮等。第一能量存储装置108是通过DC链路114耦合至包括DC-AC逆变器118和电动机120的电驱动116的低压、高能量存储装置。电动机120优选地是AC电动机，但是未被限制于此。第二能量存储装置110配置成提供比第一能量存储装置108更高的功率，并向DC链路114、以及然后通过双向升压转换器112向第一能量存储装置108传送电动功率或能量。虽然第二能量存储装置110被示出为电池，但是也可以想到另一种类型的能量存储装置，例如超级电容器、燃料电池、储能轮等。虽然未被示出，但是可以理解的是，多个电动机120中的每一个可以耦合至相应车轮或每个电动机120可以耦合至用于向车轮分配旋转功率的差速器。
按照图1中示出的实施例，辅助能量系统104通过低侧总线122耦合至双向升压转换器112的第二通道(b)。辅助能量系统104包括耦合至发动机驱动交流发电机126的热机(或内燃机)124。交流发电机126将从热机124接收的机械能转换为AC功率或能量，并将AC功率或能量供给至整流器组装件128，其配置成将AC功率或能量转换为用于供给至总线122的DC功率或能量。备选地，虽然未被示出，但是燃料电池可以代替热机124和交流发电机126。
辅助能量系统104包括由耦合至交流发电机126的一个或多个AC辅助负载控制132控制的一个或多个AC辅助负载130。此外，辅助能量系统104可以包括由一个或多个DC辅助负载控制136控制的一个或多个DC辅助负载134，其可以包括耦合至AC辅助负载的DC-AC逆变器。辅助AC或DC负载可以包括例如空调单元、气压或其它流体压缩机单元、泵、冷却风扇、加热器、灯和从牵引系统分离的其它的电负载。在一个实施例中，热机124和交流发电机126的尺寸可以被设置为应付操作全部附加的负载所需的最大负载。
通常，在巡航操作模式中，双向升压转换器112起到将由能量系统102的低电压侧138提供的电压升压到能量系统102的高电压侧140的作用。也就是说，来自第一能量存储装置108的电压通过耦合至双向升压转换器112在能量系统102的低电压侧138上的第一通道(a)的总线142被提供至双向升压转换器112。所提供的电压被双向升压转换器112升压，以使得被提供至能量系统102的高电压侧140上的DC链路114的电压被增大到电驱动116的操作水平。在加速操作模式中，第二能量存储装置110帮助第一能量存储装置108提供所需的加速功率。
DC链路114上的电压和电流的测量分别通过电压测量装置144和电流测量装置146被提供至车辆系统控制器106。DC链路114上的电压和电流的反馈允许车辆系统控制器106确定第一能量存储装置和第二能量存储装置108、110是否正在提供电驱动116所需的加速功率。
如果加速要求大于第一能量存储装置和第二能量存储装置108、110所提供的功率，那么车辆系统控制器106配置成使双向升压转换器112的通道b转换来自辅助能量系统104的电压，以提供所需的额外的加速功率。基于来自AC辅助负载控制132和任何DC辅助负载控制136的反馈，车辆系统控制器106可以确定哪个负载130、134正在从交流发电机126接收功率，以及额外功率是否可用或是否需要来自热机124和交流发电机126的附加功率。如果在不需要切断一个或多个负载130、134的情况下足够量的额外功率可用，那么车辆系统控制器106可以促使双向升压转换器112使用于加速的、总线122上的可用电压升压。
但是，如果车辆系统控制器106确定没有额外功率或者额外功率不足以提供所需的附加的加速功率，那么车辆系统控制器106配置成关闭或减小从一个或多个负载130、134的功率抽取，以使得来自热机124和交流发电机126的功率可用于补充由第一能量存储装置108和第二能量存储装置110提供的功率，以供加速。也就是说，车辆系统控制器106可以控制AC或DC辅助负载控制132、136，以使得分别耦合的负载130、134从交流发电机126抽取较少的功率，因此释放用于转换和加速的功率。
在另一个实施例中，热机124和交流发电机126的尺寸可以减小，以应付小于全部负载的功率需要，以使得负载130、134可以与车辆系统控制器106一起根据来自热机124和交流发电机126的可用功率被优先考虑。也就是说，除了在加速过程中控制AC或DC辅助负载控制132、136，车辆系统控制器106可以配置成在非加速过程中关闭或减小从一个或多个负载130、134的功率抽取，以利用较小的、较少重量的热机/交流发电机组合。以这种方式，车辆系统控制器106可以持续地监视和控制负载控制132、136和负载130、134，并且当需要附加的加速功率时，激活双向升压转换器112以将总线122上的功率或能量转换为DC链路114上的附加的加速功率或能量。
在本发明的一个实施例中，控制器106可以配置成以再生模式操作电驱动116，其中，电动功率或能量在再生制动事件过程中通过DC-AC逆变器118返回DC链路114。在第一再生制动模式中，控制器106可以使再生功率或能量部分地补充被直接耦合在DC链路114上的第二能量存储装置110，或通过双向升压转换器112的通道部分地补充第一能量存储装置108。也就是说，在这样的再生制动事件，再生制动功率或能量的一部分也可以被存储在第二能量存储装置110中，并且双向升压转换器112可以配置成动态地补偿(buck)通过DC链路114提供的电压，以使得能够捕获最佳量的再生功率或能量，并且存储在第一能量存储装置108中。耦合至DC链路114的动态阻滞器(retarder)148也可以被控制为当电驱动116在再生模式中操作时缓和在DC链路114上产生的再生功率或能量的水平。
在第二再生制动模式中，控制器106可以使再生功率或能量对辅助负载130、134提供功率。此外，如果额外再生功率或能量可用，那么控制器106可以使辅助负载130、134以增大的功率抽取操作。在一个实施例中，控制器106可以通过补偿升压转换器组装件112的控制而向辅助负载130、134提供功率，以使得在升压转换器组装件112的通道b上功率或能量是可用的。如果在高功率再生事件过程中可能超过升压转换器组装件112的通道b上的额定功率或电流的高再生功率是可用的，那么可激活耦合装置150，以提供备选路径，以使得用于再生功率的功率流可以直接从DC链路114转到升压转换器组装件112，以充分地对DC辅助控制136和相应DC辅助负载134提供功率。耦合装置150可以例如实现为被接入(pole)以从DC链路114向总线122传导电流和功率流的二极管。耦合装置150的备选实施方式也可以采用功率半导体器件实现，包括硅控制器整流器(SCR’s)或接触器。此外，例如功率电阻器的电阻器可以与接触器或功率半导体器件串联耦合，以当接触器或功率半导体器件闭合时控制低侧总线122上的电压，从而将DC链路114耦合至低侧总线122。假设在再生事件过程中DC链路114的电压超过总线122的电压，那么由于耦合装置本质上旁路升压转换器112，因此产生高效率的功率传送。
除了提供如上描述的附加的加速功率或能量，辅助能量系统104也可以被用于提供充电动功率或能量，以对第一能量存储装置108或第二能量存储装置110再充电。也就是说，车辆系统控制器106可以配置成在低功率操作过程中，例如在恒速或巡航操作模式过程中或非推进时刻(例如，当车辆停止时)采用由交流发电机126供给的额外功率或能量，以升压用于通过DC链路114对第二能量存储装置110再充电、或用于通过双向升压转换器112的通道的补偿控制对第一能量存储装置108再充电的额外功率或能量。
图2示出本发明的另一个实施例。图2中示出的推进系统152包括与图1的系统100中示出的组件相似的组件，因此，用于表示图1中的组件的数字也将被用于表示图2中的相似组件。
除了和车辆推进系统100相同的组件，系统152还包括配置成选择性地将总线122耦合至总线142的耦合装置154。在操作过程中，第一能量存储装置108的最大电压大于由整流器组装件128供给至总线122的标称电压。在一个实施例中，第一能量存储装置108的最大电压大约为整流器组装件128供给的标称电压的两倍；但是，其它的数值也是可以想到的。在系统152的正常操作过程中，第一能量存储装置108配置成从其最大电压下降到其最大电压的大约50％操作，以使得利用第一能量存储装置108中的总存储的或可以使用的功率或能量的大约75％。如果第一能量存储装置108存储的可以使用的功率或能量被耗尽，并且继续需要附加的推进功率以操作车辆，那么耦合装置154进行传导，以使得来自辅助能量系统104的电压可以采用双向升压转换器112的两个通道(a和b)被升压到DC链路114的电压，由此与双向升压转换器112的单个通道相比允许大约两倍的额定功率，从而促进车辆的操作。
在一个实施例中，耦合装置154是配置成当第一能量存储装置108的可以使用的电压降到整流器组装件128的可以使用的电压以下时将总线122自动地耦合至总线142的二极管，并且该下降跨过二极管。在另一个实施例中，耦合装置154包括电压传感器(未示出)和接触器(未示出)。在该实施例中，当第一能量存储装置108的感测的电压降到给定的门限或以下时，车辆系统控制器106可能使接触器闭合，从而将总线122耦合至总线142。
图3示出本发明的另一个实施例。图3中示出的推进系统156包括与图1和图2中示出的组件相似的组件，并因此，被用于表示图1和图2中的组件的数字也将被用于表示图3中的相似的组件。
如图所示，辅助能量系统104被示出为具有带相应DC辅助负载控制136的一个或多个DC辅助负载134的DC系统。如图所示，一个DC辅助负载158可以包括控制AC负载162(例如，配置成操作辅助负载的电动机)的DC-AC逆变器160，上述辅助负载例如空调压缩机、空气压缩机、冷却风扇负载等。被示出为电池的DC能量存储装置164配置成向功率负载134和控制136供给DC功率或能量。虽然DC能量存储装置164被示出为电池，但是其它类型的能量存储装置(例如，超级电容器、燃料电池、储能轮等)也是可以想到的。
在该实施例中，车辆系统控制器106配置成以与上面描述相似的方式操作。也就是说，车辆系统控制器106在系统156的加速周期或非加速周期过程中可以控制负载134需要的功率或能量。在加速需求过程中，如果来自DC能量存储装置164的额外功率或能量不是充分可用的，那么车辆系统控制器106可使一个或多个负载134关闭或具有减小的供给功率，以使得来自DC能量存储装置164的功率或能量可以通过双向升压转换器112的通道b升压，用于在加速周期过程中的协助。因此，供给至负载134的负载功率或能量可以从第一功率或能量值减小到第二功率或能量值。第二功率或能量值在将负载功率或能量减小到关闭负载134的点的情况下可以是0。同时，如上面描述的，相对于提供再充电动功率或能量，车辆推进系统156的辅助能量系统104也可以由车辆系统控制器106控制，以通过双向升压转换器112提供用于对第一能量存储装置108或第二能量存储装置110再充电的功率或能量。
推进系统156也可以包括耦合装置150。如上面描述的，在第一再生制动模式中，控制器106可以引起再生功率或能量，以部分地补充被直接地耦合在DC链路114上的第二能量存储装置110，或通过双向升压转换器112的通道部分地补充第一能量存储装置108。此外，在第二再生制动模式中，控制器106可以使再生功率或能量对功率辅助负载134、158提供功率。可通过升压转换器组装件112的补偿控制发生向用于辅助载荷134、158的低侧总线122的功率或能量供给，以使得在升压转换器组装件112的通道b上功率或能量是可用的，或者通过经由耦合装置150从DC链路114的直接供给发生上述功率或能量供给。
当高功率再生功率通过耦合装置150被传送至低侧总线122时，它可在相对大的额定能量和功率的能量存储装置164中捕获，以及被供给至辅助负载134、158。以这种方式，可以避免再生功率在动态阻滞器148中损失或消耗为热量，并且在DC能量存储装置164中的再生功率的捕获允许在车辆应用中的推进系统156的增大的操作范围。
也如上所述，如果第一能量存储装置108存储的可以使用的功率或能量耗尽，并且继续需要附加的推进功率以操作车辆，那么激活耦合装置154以将总线122耦合至总线142，以使得来自DC能量存储装置164的电压可以采用双向升压转换器112的两个通道(a和b)被升压到DC链路114的电压，由此与双向升压转换器112的单个通道相比允许大约两倍的额定功率，以促进车辆的操作。
图4示出本发明的另一个实施例。图4中示出的推进系统166包括与图1-3中示出的组件相似的组件，因此，被用于表示图1-3中的组件的数字也将被用于表示图4中的相似的组件。
如图所示，单独的辅助功率源(例如，图3中示出的DC能量存储装置164)未包括在推进系统166中。因此，当提供单个的、高比功率电池(highspecific power battery)110时，功率系统166操作。电池110的尺寸被设置为提供用于电驱动116和DC辅助负载和控制134、136、162的功率或能量。同样地，DC辅助负载和控制134、136使用的功率或能量可以从电池110通过DC链路114上的电压的补偿控制被供给至升压转换器组装件112的通道b。
如上面描述的，如果在例如来自电驱动116的加速要求的过程中需要额外功率，那么车辆系统控制器106可以使从一个或多个负载134、162的功率抽取减小或关闭，以便这样的额外功率可以从电池110递送至电驱动116。
在可以使用来自电驱动116的再生功率的周期的过程中，耦合装置150可以使DC链路114与低侧总线122耦合，以使得再生功率可以直接将功率供给至DC辅助负载和控制134、136、162。此外，耦合装置154也可以使低侧总线122上的功率供给至总线142，用于在这样的再生功率周期过程中对第一能量存储装置108再充电。
图5示出本发明的另一个实施例。图5中示出的推进系统168包括与图1-4中示出的组件相似的组件，因此，被用于表示图1-4中的组件的数字也将被用于表示图5中的相似的组件。
如图所示，辅助能量系统104包括热机124、交流发电机126、整流器组装件128和AC辅助负载和控制130、132。车辆推进系统168包括DC能量存储装置164；但是，在该实施例中，DC能量存储装置164被用作能量系统102的一部分，以帮助第一能量存储装置108提供推进功率或能量，从而推进车辆。DC能量存储装置164优选地是高比能量电池。
在图5中示出的实施例中，第一能量存储装置108的最大电压大于由DC能量存储装置164供给至耦合到双向升压转换器112的通道b的总线170的标称电压，并且大于由整流器组装件128供给至总线122的标称电压。此外，DC能量存储装置164的最大电压大于由整流器组装件128供给至总线122的标称电压。如果第一能量存储装置108存储的可以使用的能量被耗尽，并且继续需要附加的推进功率以操作车辆，那么耦合装置154进行传导，以使得来自DC能量存储装置164的电压可以采用双向升压转换器112的两个通道(a和b)被升压到DC链路114的电压，由此与双向升压转换器112的单个通道相比允许大约两倍的额定功率，以促进车辆的操作。此外，如果DC能量存储装置164存储的可以使用的能量也被耗尽，并且继续需要附加的推进功率以操作车辆，那么耦合在总线170和总线122之间的另一个耦合装置172进行传导，以使得来自DC能量存储装置164的电压可以采用双向升压转换器112的三个通道(a、b和c)被升压到DC链路114的电压，由此与双向升压转换器112的单个通道相比允许大约三倍的额定功率，以促进车辆的操作。
应当注意的是，虽然第一能量存储装置和第二能量存储装置108、110被示出为超级电容器并且DC能量存储装置164被示出为电池，但是能量存储装置的其它组合也是可以想到的。
下面参照图6，示出描述按照本发明的一个实施例的车辆系统控制器106的操作的流程图174。在步骤176，车辆系统控制器确定推进系统推进车辆所需的功率或能量需要。例如，可以确定车辆处于巡航推进模式中、加速推进模式中、例如当车辆停止时的无推进模式中、或减速模式中。在步骤178，车辆系统控制器确定是否需要推进。如果为否180，那么在步骤182可以通过辅助系统执行非推进动作，例如再生制动功率或能量捕获，或能量存储装置的再充电。
如果车辆系统控制器相似地确定184需要推进，那么在步骤186确定来自能量系统的、推进所需的功率或能量的可用性。能量系统包括耦合至双向升压转换器的低侧的第一能量存储装置。第二能量存储装置可以耦合至双向升压转换器的高侧。功率或能量的可用性可以通过来自向电动机供给功率或能量的DC链路的反馈信息确定。该反馈可以由电流传感器和/或电压传感器提供。基于该反馈信息，可以确定至少第一能量存储装置供给期望的功率或能量的能力。在步骤188，确定能量系统是否能够满足推进需要。如果能量系统具有足够的功率或能量以供给所需的推进功率或能量190，那么在步骤192车辆系统控制器使能量系统供给功率或能量。如果为否194，那么在步骤196车辆系统控制器确定是否来自辅助系统有可用的额外功率或能量。所需的附加的功率或能量的量可以通过推进需要所需的功率或能量与第一能量存储装置和/或第二能量存储装置能够供给的功率或能量之间的差确定。
如果大于该差的额外功率或能量是可用的198，那么在步骤200车辆系统控制器使能量系统和辅助系统两者供给所需的推进功率或能量。如果额外功率或能量不可用或者其小于该差202，那么在步骤204车辆系统控制器使一个或多个辅助负载减小对来自辅助系统的功率或能量的需要。功率或能量的需要的减小至少等于通过推进需要所需的功率或能量与第一能量存储装置和/或第二能量存储装置能够供给的功率或能量之间的差确定的功率或能量的量。车辆系统控制器可以优先使辅助负载关闭或减小用于负载的功率或能量抽取。该优先可以较少需要的负载开始，并以重要的负载结束。作为示例，车辆系统控制器在车辆加速过程中可以临时关闭空调负载，以使得附加的辅助功率或能量可用，用于帮助能量系统供给所需的推进功率或能量。关闭空调负载甚至可能甚至未被车辆操作者注意到。另一个示例包括关闭气动下蹲(kneel)系统的压缩机，直到不再需要用于推进的、来自辅助系统的功率或能量为止。能够关闭或减小的其它系统也是可以想到的。
在步骤206，当其功率或能量抽取减小的原因(例如，在加速模式过程中)结束时，之前关闭或减小的任何负载可以返回其初始状态。也就是说，之前从第一功率或能量值减小到第二、较低的功率或能量值的负载功率或能量可以返回到预还原的第一功率或能量值状态或不同的功率或能量值状态。
本领域技术人员将意识到，车辆系统控制器106可通过多个组件(例如，电子组件、硬件组件和/或计算机软件组件的一个或多个)来实现。这些组件可包括一个或多个有形计算机可读存储介质，其通常存储的指令例如用于执行一个或多个实现或实施例的一个或多个部分的软件语言、固件语言和/或汇编语言。有形计算机可读存储介质的示例包括可记录的数据存储介质和/或大容量存储装置。这样的有形计算机可读存储介质可使用例如磁的、电的、光的、生物的和/或原子的数据存储介质的一个或多个。此外，这样的介质可采取如软盘、磁带、CD-ROMs、DVD-ROMs、硬盘驱动器和/或电子存储器的形式。未列出的其它形式有形计算机可读存储介质也可结合本发明实施例采用。
本文描述的系统的实现中，多个这样的组件可以被组合或分开。此外，这样的组件可以包括由任意数量的编程语言写成或由其实现的一组和/或一系列计算机指令，正如本领域技术人员意识到的。
所公开的方法和设备为计算机实现的装置提供了如下技术贡献：能够提供来自车辆系统或非车辆系统的辅助驱动的推进功率。
因此，按照本发明的一个实施例，推进系统包括能量系统、辅助系统和系统控制器。能量系统包括耦合至直流(DC)链路的双向升压转换器，该双向升压转换器包括多个输入通道。能量系统还包括通过DC总线耦合至双向升压转换器的第一输入通道的第一能量存储装置。辅助系统耦合至能量系统并包括辅助能量源、辅助负载和耦合至辅助能量源和辅助负载的辅助负载控制器。系统控制器配置成使辅助负载控制器减小辅助负载从辅助能量源的功率抽取，并促使双向升压转换器使由辅助能量源供给的电压升压，并向DC链路供给升压的电压。
按照本发明的另一个实施例，一种装配推进能量系统的方法包括将能量系统耦合至直流(DC)链路，能量系统包括耦合至DC链路的多通道双向升压转换器和通过DC总线耦合至双向升压转换器的第一输入通道的能量存储装置。该方法还包括将辅助系统耦合至包括能量源、耦合至能量源的负载控制器和耦合至负载控制器的负载的能量系统。该方法还包括将控制器耦合至能量系统和辅助系统，并将控制器配置成使辅助系统的负载从辅助系统的能量源的功率抽取减小，并使DC链路基于功率抽取的减小从多通道双向升压转换器接收升压的电压。
按照本发明的又一个实施例，一种车辆系统包括耦合至双向DC-DC升压转换器的第一通道的直流(DC)能量存储装置，和耦合至第一负载控制器和双向DC-DC升压转换器的第二通道的辅助能量源。车辆系统还包括耦合至第一负载控制的第一辅助负载和车辆系统控制器。车辆系统控制器被编程以从第一能量值到第二能量值减小由辅助能量源供给到第一辅助负载的负载能量，并且为了其向DC链路的供给，通过双向DC-DC升压转换器使减小的能量的至少一部分升压。
虽然本发明仅结合有限数量的实施例进行了详细描述，但是应当容易地理解，本发明未被限制于这样的公开的实施例。相反，本发明可以被修改为结合此前未描述但与本发明精神和范围相称的任意数量的变化、改变、替换和等价布置。此外，虽然描述了本发明的多种实施例，但是将理解的是，本发明的多个方面可以仅包括所描述的实施例中的一些。因此，本发明未被看作由前述的描述限制，而是仅由所附权利要求的范围限制。

Claims (10)

1.一种推进系统，包括：
能量系统(102)，其包括：
耦合至直流(DC)链路(114)的双向升压转换器(112)，所述双向升压转换器(112)包括多个输入通道(a、b)；和
通过DC总线耦合至所述双向升压转换器(112)的第一输入通道(a、b)的第一能量存储装置(108、110)；
耦合至所述能量系统(102)的辅助系统(104)，所述辅助系统(104)包括：
辅助能量源(110、126、164)；
辅助负载(130、134、158)；和
耦合至所述辅助能量源(110、126、164)和所述辅助负载(130、134、158)的辅助负载控制器(132、136、160)；以及系统控制器(106)，其配置成：
使所述辅助负载控制器(132、136、160)减小所述辅助负载(130、134、158)从所述辅助能量源(110、126、164)的功率抽取；和
促使所述双向升压转换器(112)使由所述辅助能量源(110、126、164)供给的电压升压，并向所述DC链路(114)供给所升压的电压。
2.如权利要求1所述的推进系统，还包括耦合至所述DC链路(114)的电驱动(116)；和
其中，所述系统控制器(106)还配置成：
确定期望被供给至所述电驱动(116)的推进功率的量；
从电流传感器(146)和电压传感器(144)中的一个接收所述DC链路(114)的反馈信息；以及
基于所述反馈信息确定所述第一能量存储装置(108、110)向所述DC链路(114)供给所述推进功率的量的能力。
3.如权利要求2所述的推进系统，其中，所述系统控制器(106)还配置成：
确定期望被供给至所述电驱动(116)的所述推进功率的量和能够由所述第一能量存储装置(108、110)供给的功率的量之间的功率差；以及
促使所述辅助负载控制器(132、136、160)使所述辅助负载(130、134、158)的所述功率抽取减小至少与所述功率差相等的量。
4.如权利要求1所述的推进系统，其中，所述系统控制器(106)配置成使所述辅助负载控制器(132、136、160)停止所述辅助负载(130、134、158)从所述辅助能量源(110、126、164)的所述功率抽取。
5.如权利要求1所述的推进系统，其中，所述辅助能量源(110、126、164)包括：
内燃机(124)；
耦合至所述内燃机(124)的交流发电机(126)；以及
耦合至所述交流发电机(126)和所述双向升压转换器(112)的第二输入通道(a、b)的整流器(128)。
6.如权利要求5所述的推进系统，其中，所述辅助负载(130、134、158)包括耦合以从所述交流发电机(126)接收交流(AC)能量的AC负载。
7.如权利要求5所述的推进系统，其中，所述辅助负载(130、134、158)包括耦合以从所述整流器(126)接收DC能量的DC负载(134、158)。
8.如权利要求7所述的推进系统，其中，所述DC负载(134、158)包括耦合至AC负载(162)的DC-AC逆变器(160)。
9.如权利要求1所述的推进系统，其中，所述辅助能量源(110、126、164)包括耦合至所述双向升压转换器(112)的第二输入通道(a、b)的第二能量存储装置(164)；以及
其中，所述辅助负载(130、134、158)包括耦合以从所述第二能量存储装置(164)接收DC能量的DC负载(134、158)。
10.如权利要求1所述的推进系统，还包括耦合至所述DC链路(114)和所述辅助系统(104)的耦合装置(150)；以及
其中，所述系统控制器(106)配置成控制所述耦合装置(150)以选择性地将所述DC链路(114)耦合至所述辅助系统(104)，从而使功率从所述DC链路(114)到所述辅助系统(104)的传送旁路所述双向升压转换器(112)。
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