CN104245393B - 用于为车辆供能的方法和系统 - Google Patents

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Abstract

一种用于为车辆供能的系统包括牵引母线、辅助母线、断续器装置和控制单元。牵引母线与车辆的牵引马达联接以供应第一电压，以便为牵引马达供能。辅助母线与车辆的非牵引马达联接以将不同的第二电压供应至非牵引马达。断续器装置与牵引母线和辅助母线两者传导性地联接，以使用第一工作循环和第二工作循环而控制在牵引母线上的第一电压向辅助母线的传导作为第二电压。控制单元与断续器装置联接以分别控制断续器装置的第一工作循环和第二工作循环，使得在牵引母线上的第一电压改变为(例如，减少至)在辅助母线上的第二电压。

Description

用于为车辆供能的方法和系统
相关申请的交叉引用
本申请要求提交于2012年4月13日的美国临时申请No. 61/624,077的优先权。美国临时申请No. 61/624,077的全部公开内容以引用方式并入。
背景技术
一些已知的车辆包括提供用于推进车辆的牵引力的牵引马达和为车辆提供非牵引工作的非牵引马达。非牵引马达可操作于压缩机、旋转风扇或鼓风机以冷却牵引马达、散热器、制动器等或执行其它功能。在诸如机车的一些已知的车辆中，牵引马达在诸如1400伏的相对高的电压下操作，以提供用于推进车辆的足够的牵引力。
单个电源可提供电流以为牵引和非牵引马达供能。例如，发动机可使连接到交流发电机或发电机的轴旋转以产生用于为马达供能的电流。诸如母线的导体可将产生的电流传输至牵引和非牵引马达以便为马达供能。由于牵引马达在一些车辆中可能需要相对大的电压(例如，1400伏)，非牵引马达可能需要能够操纵这些大电压。例如，高电压马达可能需要用于非牵引马达。这样的高电压马达可包括有规缠绕的传导线圈，以便能够在高电压下操作。然而，这些马达可能是相对昂贵的，并且会显著增加车辆的成本和/或维护需求。
备选地，来自电源的电压在到达非牵引马达之前可能需要被修改。例如，滤波器可与高电压马达连接以消除或减少传输到马达且可能地损坏马达的瞬态电压。附加地或备选地，可能需要变压器来将来自电源的电压降至对于非牵引马达更小、更可接受的电压。
增加的这样的部件(例如，滤波器和/或变压器)可显著增加车辆的成本、维护需求和重量。就重量而言，向车辆添加变压器可对车辆的重量增加几百磅或千克。这种重量的增加对于一些车辆(例如，汽车)也许是不可能的，并且对于其它车辆可能是不期望的。例如，就机车而言，将变压器添加到机车增加了机车的重量，这可能需要附加的牵引力和燃料来推进机车。另外，变压器可能在机车的有限空间中占用附加的体积。
发明内容
在一个实施例中，一种系统(例如，用于为车辆供能)包括牵引母线、辅助母线、第一断续器装置和第二断续器装置、以及控制单元。牵引母线与车辆的一个或多个牵引马达传导性地联接。牵引母线被配置成供应第一电压以向一个或多个牵引马达供能，以便推进车辆。辅助母线与车辆的一个或多个非牵引马达传导性地联接并且被配置成供应不同的第二电压以向一个或多个非牵引马达供能，以便执行车辆的非牵引工作。第一断续器装置和第二断续器装置与牵引母线和辅助母线两者传导性地联接。第一断续器装置和第二断续器装置被配置成分别使用第一工作循环和第二工作循环而控制在牵引母线上的第一电压向辅助母线的传导作为第二电压。所谓控制传导是指第一断续器装置和第二断续器装置可控制电压在牵引母线上、通过牵引母线或由牵引母线向辅助母线传输的时间。控制单元与第一断续器装置和第二断续器装置操作性地联接以分别控制第一断续器装置和第二断续器装置的第一工作循环和第二工作循环，使得在牵引母线上的第一电压改变为在辅助母线上的第二电压。
在另一个实施例中，另一种系统(例如，用于为车辆供能)包括牵引母线、辅助母线、第一断续器装置和第二断续器装置、以及控制单元。牵引母线与车辆的一个或多个牵引马达传导性地联接并且被配置成供应第一电压以向一个或多个牵引马达供能，以便推进车辆。辅助母线与车辆的一个或多个非牵引马达传导性地联接并且被配置成供应不同的第二电压以向一个或多个非牵引马达供能，以便执行车辆的非牵引工作。第一断续器装置和第二断续器装置与牵引母线和辅助母线两者传导性地联接并且被配置成分别使用第一工作循环和第二工作循环而控制在牵引母线上的第一电压向辅助母线的传导作为第二电压。控制单元与第一断续器装置和第二断续器装置操作性地联接以分别独立地控制第一断续器装置和第二断续器装置的第一工作循环和第二工作循环，使得第一工作循环和第二工作循环在不同的时间段内发生，以便将在牵引母线上的第一电压改变为在辅助母线上的第二电压。
在另一个实施例中，一种方法(例如，用于为车辆供能)包括沿着与车辆的一个或多个牵引马达传导性地联接的车辆的牵引母线传输第一电压。第一电压为一个或多个牵引马达供能，以便推进车辆。该方法也包括分别在不同的第一工作循环和第二工作循环内控制与车辆的牵引母线和辅助母线传导性地联接的第一断续器装置和第二断续器装置，使得第一断续器装置和第二断续器装置将第一电压转换为在辅助母线上的第二电压。该方法还包括将第二电压沿着辅助母线传输到车辆的一个或多个非牵引马达，以便为一个或多个非牵引马达供能，从而执行车辆的非牵引工作。第一断续器装置和第二断续器装置的第一工作循环和第二工作循环彼此不同，使得第一电压被减少至第二电压以向非牵引马达供能，而不需要在第二电压由非牵引马达接收之前将由第一断续器和第二断续器接收的第一电压传输通过滤波器或变压器中的一个或多个以减少第一电压或第一电压的瞬态电压。
附图说明
通过参照附图阅读非限制性实施例的以下描述，将更好地理解本发明的主题，附图中：
图1是车辆系统的一个实施例的示意图；
图2是用于车辆的功率系统的一个示例的电路图；
图3是根据本文所述的本发明的主题的一个实施例的用于图1中所示车辆的功率系统的电路图；
图4是图3中所示断续器装置的工作循环的一个实施例的时间图；以及
图5是用于为车辆的牵引马达和非牵引马达供能的方法的一个实施例的流程图。
具体实施方式
本文所述本发明的主题的一个或多个实施例提供这样的系统和方法，其将沿着牵引母线传输的相对高的电压(例如，用于为车辆的牵引马达供能)转换为用于沿着辅助母线输送的较小的电压，以便为非牵引马达(例如，在较小的电压下操作以执行不涉及推进车辆的工作的马达)供能。例如，1400伏的电压(或另一个高电压)可从一个母线转移到另一个母线，其中转移的电压被减少至700伏(或另一个低电压)以向非牵引马达供能。在牵引母线上的高电压可被减少至在辅助母线上的较小电压，而不需要将高电压传输通过滤波器、变压器等，和/或不需要改造非牵引马达以接受高电压。例如，具有无规的传导性绕组的标准的(例如，在购买或安装之后未改造的)马达(例如，480伏马达)可用作机车(或其它车辆)的非牵引马达，并且通过从提供至机车的牵引马达的高电压减少的电压供能。标准马达可在为标准马达供能之前不改变马达中的绕组的情况下和/或不使供应至牵引马达的高电压经过变压器(例如，以减少电压)和/或滤波器(例如，以移除瞬态电压)的情况下使用。
图1是车辆系统100的一个实施例的示意图。系统100包括沿着表面104行进的车辆102。在图示实施例中，车辆是诸如机车的动力轨道车辆。备选地，车辆102可表示另一种轨道车辆，例如，一组机车、包括一个或多个机车和一个或多个非动力(例如，不能够自行推进)的有轨车厢的列车等等。在另一个实施例中，车辆102可表示能够自行推进的另一种类型的动力车辆，例如，汽车、除了轨道车辆之外的非公路车辆、航海船舶、飞机等。表面104可表示车辆102在上面行进的轨道、道路、水体、空气(例如，飞机在其上飞行)等。
车辆102包括推进功率系统和设置在车辆102之上的辅助功率系统。推进功率系统包括若干部件，其传输和/或接收电能(例如，电流)，以便为用于沿着表面104推进车辆102的一个或多个牵引负载供能。辅助功率系统包括若干部件，其传输和/或接收电能，以向一个或多个非牵引负载或执行不沿着表面104推进车辆102的非牵引工作的负载供能。转换系统106设置在车辆102之上，以将在推进功率系统中传输的电流中的至少一些转换到辅助功率系统，如下所述。
转换系统106包括控制单元108和断续器装置110，断续器装置110将推进功率系统中的电流转换成用于辅助功率系统的不同的电流。图1中所示断续器装置110可表示若干断续器装置。控制单元108可具体化在计算机、计算机处理器、微控制器、微处理器或其它基于逻辑的装置中，该装置基于存储在有形且非暂时的计算机可读存储介质(例如，硬盘驱动器、闪速驱动器、ROM或RAM)上的一组或多组指令(例如，软件)而操作。控制单元108可表示硬件(例如，电路、存储器等)和/或硬件所操作的指令(例如，软件)。断续器装置110包括电子电路，其由控制单元108控制以在断开状态和闭合状态之间切换。在断开状态下，断续器装置110不从推进功率系统向辅助功率系统传导电流。在闭合状态下，断续器装置110从推进功率系统向辅助功率系统传导电流。如下所述，控制单元108可独立地控制断续器装置110中的每一个处于断开状态或闭合状态的时间，以便改变(例如，减少)沿着推进功率系统传输的电压，以在辅助功率系统中供应改变的(例如，减少的)电压。
推进功率系统包括由电流(例如，直流电)供能以推进车辆102的部件。推进功率系统可包括若干牵引马达112(例如，马达112A-D)，其接合到车辆102的车轮114或轮轴。牵引马达112通过沿着推进功率系统的传导牵引母线116传输的电压供能，以便使车辆102的轮轴和/或车轮114旋转，从而推进车辆102。
辅助功率系统包括通过电流供能以执行车辆102的非牵引工作(例如，不推进车辆102的功能或工作)的部件。在一个实施例中，这些部件包括非牵引马达114(例如，马达114A-I)，其接合到一个或多个其它装置或部件，例如风扇、压缩机等。例如，非牵引马达114A、114D可表示马达和诸如风扇的牵引马达鼓风机，其由非牵引马达旋转以将空气吹过牵引马达112A-D以冷却牵引马达112A-D。非牵引马达114B、114C可表示马达和散热器风扇，其由马达114B、114C旋转以冷却车辆102的一个或多个部件。非牵引马达114E-I可表示非牵引马达和/或一个或多个其它部件，例如，压缩机、其它风扇或其它电气负载。备选地，其它电气负载可与非牵引马达114接合。非牵引马达114通过沿着辅助功率系统的传导辅助母线118传输的电压供能。
电源120将电流提供至推进和辅助功率系统。电源120在图示实施例中表示原动机122(例如，发动机)，其由轴126接合到交流发电机124(或发电机)。原动机122消耗燃料以使轴126旋转，这致使交流发电机124生成电流(例如，直流电或电压)。该电压沿着牵引母线116传输以向牵引马达112供能。该电压中的至少一些由转换系统106接收且修改。例如，沿着牵引母线116传输的电压可以是高电压，其由转换系统106减少至低电压以用于沿着辅助母线118输送。在另一个实施例中，电源120可以是车载储能装置，例如，一个或多个燃料电池、电容器、蓄电池等，其可储存足够的电能以推进车辆102。备选地，电源120可以是能在车辆102上生成电流的另一种装置或系统。在另一个实施例中，电源120可表示从非车载源获取电流的装置或系统，例如，从电气化接触网接收电流的受电弓、接合电气化轨道的传导滑动件等。
如本文所用，术语“高电压”可表示大于如下电压的电压：该电压可用来为480伏马达供能，而不需要在将电压供应至马达之前改造马达的传导性绕组和/或将该电压传输通过滤波器和/或变压器。举例来说，“高电压”可表示大于700伏的电压。备选地，“高电压”可表示至少1400伏的电压。在另一个实施例中，“高电压”可表示至少2800伏的电压。备选地，其它电压可以是“高电压”。
同样如本文所用，术语“低电压”可表示如下电压：该电压可用来为480伏马达供能，而不需要在将电压供应至马达之前改造马达的传导性绕组和/或将该电压传输通过滤波器和/或变压器。举例来说，“低电压”可表示不大于700伏的电压，例如，480伏、600-700伏等。备选地，其它电压可以是“低电压”。
图2是用于车辆的功率系统200的一个示例的电路图。功率系统200可用来为车辆的牵引负载212(例如，牵引马达)和非牵引负载214(例如，非牵引马达)两者供能。功率系统200包括牵引母线202和辅助母线204。牵引母线202与交流发电机206传导性地联接，交流发电机206基于由车辆的发动机210对轴208的旋转而生成高电压以沿着牵引母线202输送。诸如逆变器和/或牵引马达212A-F(图2中的“INV/TM”)的牵引负载212通过沿着牵引母线202输送的高电压供能。整流器装置216(图2中的“整流器”)可接收由交流发电机206生成的交流电并将该交流电转换为沿着牵引母线202传输的高电压。
辅助母线204可通过转换器装置216与牵引母线202互连。转换器装置216可将在牵引母线202上的高电压转换成用于辅助母线204的较小电压(例如，低电压)。备选地，辅助母线204可与牵引母线202直接联接，而不使用转换器装置216。交流发电机激励器装置218包括一个或多个转换器装置216、储能装置220(图2中的“蓄电池”)和/或其它负载，其可与辅助母线204接合。
非牵引负载214由附加的转换器装置216(例如，转换器装置216A-F)连接到辅助母线204。非牵引负载214包括散热器风扇214A、214B(图2中的“RAD FAN”)、牵引马达鼓风机214C(图2中的“TM BLOW”)、交流发电机鼓风机214D(图2中的“ALT BLOW”)、其它电气负载214E、214F(图2中的“OTHER LOADS”)、以及压缩机214G(图2中的“COMP”)。非牵引负载214可表示马达(例如，非牵引马达)，其通过在辅助母线204上的低电压供能以执行不推进车辆的工作。例如，非牵引负载214可表示480伏马达，其促动散热器风扇、牵引马达鼓风机、交流发电机鼓风机、压缩机等。
为了将在牵引母线202上的高电压减小至可由非牵引负载214接受的在辅助母线204上的电压，可能需要提供转换器装置216，以便减少电压。转换器装置216可包括用于将在牵引母线202上的高电压降压(例如，减少)至低电压的变压器、用于移除瞬态电压(例如，在相对短的时间段内的电压中的峰值或增加)的滤波器等。然而，这样的转换器装置216、变压器和滤波器可能是相对昂贵的和/或在诸如机车的车辆的有限的可用空间中占据相当大的空间。附加地或备选地，可能需要使用非标准马达(例如，具有有规地缠绕的传导线圈的马达、除标准的480伏马达之外的马达等)作为马达214，以便允许马达214通过从牵引母线202递送的电压供能。相比诸如标准的480伏马达的标准马达，这样的马达214可能是昂贵的和/或需要增加的维护。
图3是根据本文所述本发明的主题的一个实施例的用于图1中所示车辆102的功率系统300的电路图。功率系统300可代替图2中所示功率系统200使用，以将电功率提供至牵引负载(例如，推进车辆102的牵引马达)和非牵引或辅助负载(例如，不推进车辆102的电气负载或马达)两者。如下所述，功率系统300可供应电压以向牵引负载和非牵引负载两者供能，而不需要将电压通过用于移除瞬态电压和/或将电压减少的滤波器或变压器以传输至非牵引负载。因此，诸如具有无规传导性绕组的马达(例如，480伏马达)的标准马达在一个实施例中可用作非牵引负载。
功率系统300包括牵引母线302，其与车辆102的一个或多个牵引负载(例如，一个或多个牵引马达304)传导性地联接。虽然在图3中仅示出单个牵引马达304，但是更大数目的牵引马达304可与牵引母线302联接。牵引马达304可表示车辆102的牵引马达112(图1中示出)中的一个或多个或全部。
在图示实施例中，牵引母线302包括正牵引部分302A和负牵引部分302B，正牵引部分302A和负牵引部分302B表示传输由电源306提供的电流的不同部分的牵引母线302的传导部分。例如，电源306可表示交流发电机124(图1中示出)或其它电源，其将交流电或直流电提供至牵引母线302。如果电源306生成交流电，那么电源306也可表示整流器或将交流电转换成直流电的其它装置。牵引母线302的正牵引部分302A可将直流电的正电压传输至牵引马达304，而负牵引部分302B将直流电的负电压传输至牵引马达304或接地基准(例如，车辆102的电接地或底盘)。
在图示实施例中，电源306将1400伏的直流电提供至牵引母线302，其中+900伏(图3中的“+900VDC”)沿着正牵引部分302A传输，并且-500伏(图3中的“-500VDC”)沿着负牵引部分302B传输。备选地，电源306可将不同的电压和/或不同的电压提供至正牵引部分302A和/或负牵引部分302B中的一个或多个。
功率系统300也包括辅助母线308，其与车辆102的一个或多个非牵引负载(例如，一个或多个非牵引马达310和/或储能装置(例如，蓄电池)的充电器312)传导性地联接。在一个实施例中，非牵引马达310表示图1中示出的车辆102的非牵引马达114中的一个或多个或全部。由充电器312充电的储能装置可代替电源306或作为其补充使用，以将功率提供至非牵引马达310。
在图示实施例中，辅助母线308包括正辅助部分308A和负辅助部分308B，正辅助部分308A和负辅助部分308B表示传输由转换系统314从牵引母线302转移到辅助母线308的电流的不同部分的辅助母线308的传导部分。例如，牵引母线302可将诸如高电压的第一电压传输至转换系统314。转换系统314修改该电压以将诸如低电压的减少的第二电压供应至辅助母线308，如下所述。在一个实施例中，转换系统314可将来自牵引母线302的电压减少至供应给辅助母线308的电压，而不需要将该电压输送通过滤波器和/或变压器以移除瞬态电压或减少电压。
辅助母线308的正辅助部分308A可将在辅助母线308上的直流电的正电压传输至非牵引马达310和/或充电器312，而负辅助部分308B将在辅助母线308上的直流电的负电压传输至非牵引马达310和/或充电器312、或至接地基准(例如，车辆102的电接地或底盘)。在图示实施例中，转换系统314将700伏的直流电提供至辅助母线308，其中+350伏(图3中的“+350”)沿着正辅助部分308A传输，并且-350伏(图3中的“-350”)沿着负辅助部分308B传输。备选地，转换系统314可将不同的电压和/或不同的电压提供至正辅助部分308A和/或负牵引部分308B中的一个或多个。
转换系统314可表示如图1所示的车辆102的转换系统106。在图示实施例中，转换系统314包括与控制单元318操作性地连接的断续器装置316(例如，断续器装置316A、316B)。断续器装置316可表示图1中示出的断续器装置110，并且控制单元318可表示图1中示出的控制单元108。如本文所用，“可操作地连接”和“操作性地连接”表示在两个或更多个部件之间存在一个或多个连接(无线的和/或有线的)，所述连接允许部件彼此连通，以允许一个部件控制另一个部件，和/或允许每个部件控制另一个部件。
断续器装置316与牵引母线302和辅助母线308两者传导性地联接。在图示实施例中，断续器装置316中的每一个包括彼此联接的晶体管装置320、二极管322和电感器324。备选地，附加的晶体管320、二极管322、电感器324和/或其它部件可包括在断续器装置316中。在一个实施例中，断续器装置316不包括任何诸如电容器的滤波器和/或变压器(例如，利用电感地联接的导体在不同电路之间转移电能的装置)。晶体管320可包括或表示绝缘栅双极结型晶体管(insulated gate bipolar junction transistors)。备选地，晶体管320可包括或表示其它晶体管。
断续器装置316包括端子326，其将断续器装置316与牵引母线302和辅助母线308传导性地联接。就断续器装置316A而言，输入端子326A将断续器装置316A的晶体管装置320与牵引母线302的正牵引部分302A传导性地联接，第一输出端子326B将断续器装置316A的电感器324与辅助母线308的正辅助部分308A传导性地联接，并且第二输出端子326C将断续器装置316A的二极管322与车辆102的传导性中心母线328传导性地联接。就断续器装置316B而言，输入端子326D将断续器装置316B的晶体管装置320与牵引母线302的负牵引部分302B传导性地联接，第一输出端子326E将断续器装置316B的电感器324与辅助母线308的负辅助部分308B传导性地联接，并且第二输出端子326F将断续器装置316B的二极管322与中心母线328传导性地联接。
在操作中，断续器装置316操作以在阻断或断开状态和传导或闭合状态之间交替，以分别阻止或允许在牵引母线302上的电压传导至辅助母线308。例如，断续器装置316的晶体管320可在断开状态和闭合状态之间切换，以分别阻止或允许电流通过断续器装置316从牵引母线302传导(例如，流动)至辅助母线308。控制单元318可控制晶体管320断开或闭合的时间，以控制断续器装置316阻止或允许电流被传输通过断续器装置316的时间。例如，控制单元318可发送控制信号，该信号将电压施加到晶体管320的栅极328以将晶体管320切换至传导状态，以便将断续器316转变成传导或闭合状态。控制单元318可停止发送该控制信号或从栅极移除电压，以便将晶体管320切换至阻断状态，从而将断续器转变成阻断或断开状态。
断续器装置316可根据工作循环(duty cycle)在阻断和传导状态之间交替。断续器装置316的工作循环表示断续器装置316何时处于阻断状态以及断续器装置316何时处于传导状态，如下所述。控制单元318可独立地控制断续器装置316的工作循环，以便控制来自牵引母线302的电压到供应至辅助母线308的电压的变化。所谓“独立地控制”是指控制单元318可改变一个断续器装置316A或316B的工作循环而不改变另一个断续器装置316B或316A的工作循环。例如，断续器装置316的工作循环可以不基于或依赖于彼此。相反，控制单元318可改变工作循环，以便实现在牵引母线302和辅助母线308之间指定的(例如，自动控制的)或所需的(例如，操作者输入的)电压降。
图4是图3中所示断续器装置316的工作循环400(例如，工作循环400A、400B)的一个实施例的时间图。工作循环400与代表时间的水平轴线402和代表断续器装置316的状态(例如，阻断状态406和传导状态408)的竖直轴线404一起示出。在一个实施例中，工作循环400A表示断续器装置316A随时间推移的不同的状态406、408，并且工作循环400B表示断续器装置316B随时间推移的不同的状态406、408。附加的和/或不同的工作循环可根据图4中所示那样使用。
工作循环400在阻断状态406和传导状态408之间交替，在阻断状态406下，断续器装置316阻断电压从牵引母线302(图3中示出)到辅助母线308(图3中示出)的传导，在传导状态408下，断续器装置316将电压从牵引母线302传导至辅助母线308。工作循环400包括代表时间段412(例如，时间段412A、412B)的波形410，在时间段412期间，断续器装置316处于传导状态408。工作循环400可具有比图4中所示更多的波形410。
控制单元318(图3中示出)通过改变传导状态时间段412的开始时间414(例如，开始时间414A、414B)、传导状态时间段412的结束时间416(例如，结束时间416A、416B)、传导状态时间段412的时长、和/或在结束时间416与后续的开始时间414之间延伸的阻断状态时间段418(例如，时间段418A、418B)的时长中的一个或多个来控制断续器装置316的工作循环400。控制单元318可以向一个断续器装置316A或316B独立地改变时间414、416和/或时间段412、418中的一个或多个，而不改变另一个断续器装置316B或316A的相同的时间或时间段。备选地或附加地，控制单元318可改变一个断续器装置316A或316B的时间414、416和/或时间段412、418中的一个或多个，并且将另一个断续器装置316B或316A的相同或不同的时间414、416和/或时间段412、418改变不同的量。改变时间414、416和/或时间段412、418允许控制单元318将断续器装置316的工作循环彼此在时间上错开，使得工作循环在不同的时间段内发生。
返回到图3中所示功率系统300的描述，并且继续参照图4中所示工作循环400，控制断续器装置316的工作循环400允许控制单元318控制从牵引母线302传输至辅助母线308的电压的多少。不同的断续器装置316的工作循环400可被控制成在不同的时间段412内发生，以便控制断续器装置316将电压从牵引母线302同时地或并发地传输至辅助母线308的持续时间。
例如，在第一非重叠时间段420期间，断续器装置316A处于传导状态408，但断续器装置316B处于阻断状态406。结果，断续器装置316A将电压从牵引母线302的正牵引部分302A传导至辅助母线308的正辅助部分308A(例如，经由断续器装置316A的晶体管装置320和电感器324)。但是，处于阻断状态406的断续器装置316B不将电压从牵引母线302的负牵引部分302B传导至辅助母线308的负辅助部分308B。
在后续的重叠时间段422期间，断续器装置316A和316B均处于传导状态408。结果，断续器装置316A将电压从牵引母线302的正牵引部分302A传导至辅助母线308的正辅助部分308A，并且断续器装置316B也将电压从牵引母线302的负牵引部分302B传导至辅助母线308的负辅助部分308B(例如，经由断续器装置316B的晶体管装置320和电感器324)。
在后续的第二非重叠时间段424期间，断续器装置316B处于传导状态408，但断续器装置316A处于阻断状态406。结果，断续器装置316B将电压从牵引母线302的负牵引部分302B传导至辅助母线308的负辅助部分308B。但是，处于阻断状态406的断续器装置316A不将电压从牵引母线302的正牵引部分302A传导至辅助母线308的正辅助部分308A。
工作循环400可被控制以将减少从牵引母线302转移至辅助母线308的电压。例如，通过减少多个断续器装置316同时处于传导状态408(例如，在重叠时间段422)中的长度，可以减少转移到辅助母线308的电压的量。相反，通过增加重叠时间段422，可以增加转移的电压的量。
在一个实施例中，控制单元318控制断续器装置316的工作循环400，以便改变从牵引母线302供应至辅助母线308的电压的对称性。电压的对称性可表示在母线302、308的正部分302A、308A和负部分302B、308B之间的电压的除法。在图示实施例中，在牵引母线302上的电压的对称性可表示在正牵引部分302A上的电压(例如，+900伏)与在负牵引部分302B上的电压(例如，-500伏)的比率。在这样的示例中，在牵引母线302上的电压是不对称的，因为在一个部分上的电压的绝对值(例如，在正牵引部分302A上的900伏)大于在另一部分上的电压的绝对值(例如，在负牵引部分302B上的500伏)。相反，在图示实施例中，在辅助母线308上的电压的对称性表示在辅助母线308的正辅助部分308A和负辅助部分308B之间的电压的对称性除法或分割。例如，在辅助母线308上的电压可以是对称的，因为在一个部分上的电压的绝对值(例如，在正辅助部分308A上的350伏)大于在另一部分上的电压的绝对值(例如，在负辅助部分308B上的350伏)。
通过在一个或多个工作循环400内相对于在负牵引部分302B上的负电压被转移到负辅助部分308B的时长而控制在正牵引部分302A上的正电压被转移到正辅助部分308A的时长，控制单元318可控制工作循环400以改变转移到辅助母线308的电压的对称性。例如，如果在牵引母线302上的电压相对于在正牵引部分302A上的电压是不对称的(例如，在正牵引部分302A上的电压的绝对值大于在负牵引部分302B上的电压的绝对值)，那么控制单元318可通过减小其中断续器装置316A正从正牵引部分302A向正辅助部分308A转移电压的工作循环400的非重叠时间段420和/或增加其中断续器装置316B正从负牵引部分302B向负辅助部分308B转移电压的工作循环400的非重叠时间段424来增加转移的电压的对称性。
相反，如果在牵引母线302上的电压相对于在负牵引部分302B上的电压为不对称的，那么控制单元318可通过减小其中断续器装置316B正从负牵引部分302B向负辅助部分308B转移电压的工作循环400的非重叠时间段424和/或增加其中断续器装置316A正从正牵引部分302A向正辅助部分308A转移电压的工作循环400的非重叠时间段420来增加转移的电压的对称性。
在图示实施例中，若干电容器装置330(例如，电容器装置330A-D)传导性地联接在母线302、308、328之间。例如，第一电容器装置330A可与牵引母线302的正牵引部分302A和辅助母线308的正辅助部分308A传导性地联接并且设置在它们之间，第二电容器装置330B可与正辅助母线308A和中心母线328传导性地联接并且设置在它们之间，第三电容器装置330C可与中心母线328和辅助母线308的负辅助部分308B传导性地联接并且设置在它们之间，并且第四电容器装置330D可与辅助母线308的负辅助部分308B和牵引母线302的负牵引部分302B传导性地联接并且设置在它们之间。
电容器装置330可至少部分地保留或保持来自一个母线302、308、328的电压以防止附加的电压转移到另一个母线302、308、328和/或减少转移到另一母线302、308、328的电压。例如，当在电容器装置330中已积累足够的电荷时，电容器装置330可阻断在电容器装置330所连接到的母线302、308、328之间的更多电压的传导。例如，第一电容器装置330A可阻断电压从正牵引部分302A到正辅助部分308A的传导，第二电容器装置330B可阻断电压从正辅助部分308A到中心母线328的传导，第三电容器装置330C可阻断电压在中心母线328和负辅助部分308B之间的传导，和/或第四电容器装置330D可阻断电压在负辅助部分308B和负牵引部分302B之间的传导。
虽然在图3中仅示出两个断续器装置316，但备选地可提供更大数目的断续器装置316。例如，多个断续器装置316A可并联地与牵引母线302传导性地联接，使得通过牵引母线302传输的电流在转移到辅助母线308之前在断续器装置316A中拆分。类似地，多个断续器装置316B可并联地与牵引母线302传导性地联接。使用多个断续器装置316A和/或多个断续器装置316B可减少由多个断续器装置316中的每一个控制(例如，通过断续器装置316阻断或传导)的电流的量。减少由断续器装置316中的每一个控制的电压的量可允许在系统300中使用较廉价和/或较不稳健的断续器装置316。
提供多个断续器装置316也可在多个断续器装置316中的一个或多个失效的情况下提供冗余度。例如，在第一断续器装置316A的晶体管装置320失效的情况中，与第一断续器装置316A并联连接的附加的断续器装置316A可继续操作并将电压从牵引母线302转移到辅助母线308。
在图示实施例中，系统300包括与辅助母线308传导性地联接的辅助逆变器装置332。辅助逆变器装置332可提供用于将在辅助母线308上的电压转换成交流电以用于为非牵引马达310供能。辅助逆变器装置332可以是低电压的辅助逆变器装置332，其被配置成将低电压转换成交流电，而不是高电压。例如，辅助逆变器装置332可能能够将在辅助母线308上的低电压转换成交流电，而不是在牵引母线302上的高电压。使用低电压的辅助逆变器装置332可减少系统300的成本，因为这样的低电压的辅助逆变器装置332可能比高电压的辅助逆变器装置332更廉价。
辅助逆变器装置332可生成多相交流电(例如，3相AC)以向非牵引马达310供能。在一个实施例中，由辅助逆变器装置332生成的电流的每一相可从由不同的断续器装置316或不同组的断续器装置316A、316B提供的电压产生。例如，第一断续器装置316A(或包括第一断续器装置316A和第一断续器装置316B的第一组断续器装置316)可以向由辅助逆变器装置332生成的交流电的第一相提供在辅助母线308上的电压。第二断续器装置316A(或包括第二断续器装置316A和第二断续器装置316B的第二组断续器装置316)可为由辅助逆变器装置332生成的交流电的不同的第二相提供在辅助母线308上的电压。第三断续器装置316A(或包括第三断续器装置316A和第三断续器装置316B的第三组断续器装置316)可为由辅助逆变器装置332生成的交流电的不同的第三相提供在辅助母线308上的电压。
在断续器装置316或各组断续器装置316中的一个失效的情况中(例如，不能将在牵引母线302上的电压减少至辅助母线308的指定电压)，辅助逆变器装置332可接着继续通过产生更少相的交流电而操作。继续上述示例，如果第一断续器装置316A或第一组断续器装置316失效，那么辅助逆变器装置332可继续生成交流电。交流电可仅包括由第二和第三断续器装置316或继续操作的各组断续器装置316生成的电流的第二和第三相。结果，非牵引马达310的功率输出可减少类似的量，例如，减少三分之一，原因是交流电的相数减少。例如，在断续器装置316或一组断续器装置316失效时，非牵引马达310可继续操作，其中马达310在降级的状态下操作。
在一个实施例中，控制单元318可以不基于或响应于在牵引母线302上的电压的变化而改变断续器装置316的工作循环。例如，当在牵引母线302上的电压不大于指定的阈值(例如，在图示示例中的700伏)时，控制单元318可使断续器装置316保持在传导状态，以使得在牵引母线302上的电压通过断续器装置316传导至辅助母线308而不被减少(例如，使用断续器装置316的不同工作循环)。然而，当在牵引母线302上的电压增加至阈值以上时，控制单元318可独立地控制断续器装置316的工作循环，以将电压减少至指定量或指定阈值，如上所述。
在一个实施例中，充电母线334可连接在中心母线328和充电器装置312之间。充电母线334可将电压从中心母线328递送至充电器装置312，以便对一个或多个电感器、电容器、燃料电池等充电，从而在日后用于为非牵引马达310中的一个或多个供能。如图3所示，充电器装置312可包括H桥电路，其包括在变压器装置338的相对两侧上的两个晶体管装置336(例如，绝缘栅双极结型晶体管)。当充电器装置312被启动(例如，开启)时，在变压器装置338的相对两侧上的晶体管装置336可以相对快的速率(例如，60赫兹或更快)在阻断状态和传导状态之间切换。晶体管装置336的这种切换可造成在变压器装置338的相对两侧上的电能(例如，电荷或电压)保持在恒定值或附近。例如，变压器装置338的相对两侧(例如，电感器)可能不具有足够的时间来消耗由处于传导状态的晶体管装置336积累的电能。结果，在相对短的时间段内，在变压器装置338的两侧上的电荷可能大约相等或恒定。该电荷可接着被施加到诸如车辆102的车载蓄电池的储能装置，以对该装置充电。
图5是用于为车辆的牵引马达和非牵引马达供能的方法500的一个实施例的流程图。方法500可结合上文所述功率系统300(图3中示出)和/或车辆102(图1中示出)的一个或多个实施例使用。
在502处，电压在车辆的牵引母线上被传输，以向车辆的一个或多个牵引马达供能，以便推进车辆。例如，来自诸如交流发电机124(图1中示出)、蓄电池等的电源的电压可沿着牵引母线116、302(图1和图3中示出)输送以向牵引马达112、304(图1和图3中示出)供能。
在504处，沿着牵引母线传输的电压被检查以确定该电压是否超出指定阈值。例如，如果电压过大(例如，高电压)并且不能由车辆的非牵引马达使用，那么该电压在将电压供应至非牵引马达之前可能需要减少至更小的电压(例如，低电压)。结果，方法500的流可继续到506。另一方面，如果电压不超出阈值，那么该电压可能能够被供应至非牵引马达而不减少电压。在这样的情景中，方法400的流可继续到514。
在514处，不超出阈值的电压被传输至车辆的辅助母线，以将该电压供应至车辆的非牵引马达。例如，断续器装置316(图3中示出)可被转到传导状态，而不改变或独立地控制断续器装置316的工作循环。在牵引母线116、302上的电压传导通过断续器装置316和辅助母线118、308(图1和图3中示出)以向非牵引马达114、310供能。
在506处，断续器装置被启动以将超出阈值的电压减少至更小的电压。例如，控制单元318(图3中示出)可以开始控制断续器装置316的工作循环400(图4中示出)以控制断续器装置316将在牵引母线302上的电压传输至辅助母线308的时间。
在508处，断续器装置的工作循环被独立地控制。例如，控制单元318可改变每个工作循环的开始时间、结束时间和/或时间段，在该工作循环期间，断续器装置316将电压从牵引母线302传导至辅助母线308。如上所述，多个断续器装置316的工作循环可以是不同的，以使得少于在牵引母线302上的全部电压可在一个或多个时间段被传输至辅助母线308。
在510处，电压通过断续器装置被传输至辅助母线。如上所述，断续器装置316的工作循环的独立控制可将在牵引母线302上的高电压减少至在辅助母线308上的低电压。
在512处，由该电压向连接到辅助母线的非牵引马达供能。例如，由如下电压向连接到辅助母线118、308的非牵引马达114、310供能：该电压被独立地控制的断续器装置316减少至可由非牵引马达114、310使用和/或不将电压传输通过变压器或滤波器的水平。
方法500的流可返回到502，其中电压继续沿着牵引母线传输。方法500可以循环方式继续，以反复地监测在牵引母线上的电压，确定是否使用断续器装置来减少电压(例如，在504处)，并且如果减少电压，则独立地控制断续器装置的工作循环，以减少在辅助母线上用于非牵引马达的电压。
在另一个实施例中，一种系统(例如，用于为车辆供能)包括牵引母线、辅助母线、第一断续器装置和第二断续器装置、以及控制单元。牵引母线与车辆的一个或多个牵引马达传导性地联接。牵引母线被配置成供应第一电压以向一个或多个牵引马达供能，以便推进车辆。辅助母线与车辆的一个或多个非牵引马达传导性地联接并且被配置成供应不同的第二电压以向一个或多个非牵引马达供能，以便执行车辆的非牵引工作。第一断续器装置和第二断续器装置与牵引母线和辅助母线两者传导性地联接。第一断续器装置和第二断续器装置被配置成分别使用第一工作循环和第二工作循环而控制在牵引母线上的第一电压向辅助母线的传导作为第二电压。控制单元与第一断续器装置和第二断续器装置操作性地联接以分别控制第一断续器装置和第二断续器装置的第一工作循环和第二工作循环，使得在牵引母线上的第一电压改变为在辅助母线上的第二电压。
在另一方面，在辅助母线上的第二电压低于在牵引母线上的第一电压，并且控制单元被配置成控制第一断续器装置和第二断续器装置的第一工作循环和第二工作循环使得在牵引母线上的第一电压被减少至在辅助母线上的第二电压。
在另一方面，控制单元被配置成分别独立地控制第一断续器装置和第二断续器装置的第一工作循环和第二工作循环，使得第一工作循环和第二工作循环在不同的时间段内发生。
在另一方面，牵引母线包括：正牵引部分，其被配置成传输第一电压的正分量；以及负牵引部分，其被配置成将在牵引母线上的第一电压的负分量传输至一个或多个牵引马达。辅助母线可包括：正辅助部分，其被配置成传输第二电压的正分量；以及负辅助部分，其被配置成将第二电压的负分量传输至非牵引马达。
在另一方面，第一断续器装置与牵引母线的正牵引部分并且与辅助母线的正辅助部分传导性地联接，使得第一断续器装置可由控制单元控制以将在牵引母线上的第一电压的正分量转移至辅助母线以作为第二电压的正分量。
在另一方面，第二断续器装置与牵引母线的负牵引部分且与辅助母线的负辅助部分传导性地联接，使得第二断续器装置可由控制单元控制以将在牵引母线上的第一电压的负分量转移至辅助母线以作为第二电压的负分量。
在另一方面，控制单元被配置成分别控制第一断续器装置和第二断续器装置的第一工作循环和第二工作循环，使得在牵引母线上的第一电压的正分量和负分量相对于彼此不对称，并且在辅助母线上的第二电压的正分量和负分量相对于彼此对称。例如，第一电压和第二电压的正分量和负分量可相对于指定的电压(例如，零伏)为不对称或对称的。
在另一方面，第一断续器装置和第二断续器装置中的每一个包括相应的输入端子、相应的第一输出端子和第二输出端子、相应的晶体管装置、以及相应的二极管装置。晶体管装置可与二极管装置传导性地联接，输入端子与晶体管装置接合，第一输出端子与晶体管装置和二极管装置两者接合并且电气地设置在晶体管装置和二极管装置之间，并且第二输出端子与二极管装置接合。
在另一方面，第一断续器装置的输入端子与牵引母线的正牵引部分传导性地联接，第一断续器装置的第一输出端子与辅助母线的正辅助部分传导性地联接，并且第一断续器装置的第二输出端子与第一断续器装置的输入端子传导性地联接。
在另一方面，该系统也包括第一电容器装置和第二电容器装置。第一电容器装置传导性地联接在牵引母线的正牵引部分和辅助母线的正辅助部分之间。第二电容器装置传导性地联接在牵引母线的负牵引部分和辅助母线的负辅助部分之间。第一电容器装置和第二电容器装置被配置成分别在第一断续器装置和第二断续器装置的工作循环期间保留第一电压的正分量和负分量的至少一些能量。
在另一方面，牵引母线被配置成将第一电压作为至少1400伏的第一电压水平传输至一个或多个牵引马达，并且控制单元被配置成分别控制第一断续器装置和第二断续器装置的第一工作循环和第二工作循环以将第一电压减少至700伏或以下的第二电压水平以作为在辅助母线上的第二电压，以便为一个或多个非牵引马达供能。
在另一方面，一个或多个非牵引马达是在480伏或以下的电压下操作的马达，并且一个或多个非牵引马达不与辅助母线通过一个或多个滤波器、电容器或变压器互连。
在另一个实施例中，另一种系统(例如，用于为车辆供能)包括牵引母线、辅助母线、第一断续器装置和第二断续器装置、以及控制单元。牵引母线与车辆的一个或多个牵引马达传导性地联接并且被配置成供应第一电压以向一个或多个牵引马达供能，以便推进车辆。辅助母线与车辆的一个或多个非牵引马达传导性地联接并且被配置成供应不同的第二电压以向一个或多个非牵引马达供能，以便执行车辆的非牵引工作。第一断续器装置和第二断续器装置与牵引母线和辅助母线两者传导性地联接并且被配置成分别使用第一工作循环和第二工作循环而控制在牵引母线上的第一电压向辅助母线的传导作为第二电压。控制单元与第一断续器装置和第二断续器装置操作性地联接以分别独立地控制第一断续器装置和第二断续器装置的第一工作循环和第二工作循环，使得第一工作循环和第二工作循环在不同的时间段内发生，以便将在牵引母线上的第一电压改变为在辅助母线上的第二电压。
在另一方面，在辅助母线上的第二电压低于在牵引母线上的第一电压，并且控制单元被配置成控制第一断续器装置和第二断续器装置的第一工作循环和第二工作循环使得在牵引母线上的第一电压被减少至在辅助母线上的第二电压。
在另一方面，牵引母线包括：正牵引部分，其被配置成传输第一电压的正分量；以及负牵引部分，其被配置成将在牵引母线上的第一电压的负分量传输至一个或多个牵引马达。辅助母线可包括：正辅助部分，其被配置成传输第二电压的正分量；以及负辅助部分，其被配置成将第二电压的负分量传输至非牵引马达。
在另一方面，第一断续器装置与牵引母线的正牵引部分并且与辅助母线的正辅助部分传导性地联接，使得第一断续器装置可由控制单元控制以将在牵引母线上的第一电压的正分量转移至辅助母线以作为第二电压的正分量。
在另一方面，第二断续器装置与牵引母线的负牵引部分且与辅助母线的负辅助部分传导性地联接，使得第二断续器装置可由控制单元控制以将在牵引母线上的第一电压的负分量转移至辅助母线以作为第二电压的负分量。
在另一方面，牵引母线被配置成将第一电压作为至少1400伏的第一电压水平传输至一个或多个牵引马达，并且控制单元被配置成分别控制第一断续器和第二断续器的第一工作循环和第二工作循环以将第一电压减少至700伏或以下的第二电压水平以作为在辅助母线上的第二电压，以便为一个或多个非牵引马达供能。
在另一方面，一个或多个非牵引马达是在480伏或以下的电压下操作的马达，并且一个或多个非牵引马达不与辅助母线通过一个或多个滤波器、电容器或变压器互连。
在另一个实施例中，一种方法(例如，用于为车辆供能)包括沿着与车辆的一个或多个牵引马达传导性地联接的车辆的牵引母线传输第一电压。第一电压为一个或多个牵引马达供能，以便推进车辆。该方法也包括分别在不同的第一工作循环和第二工作循环内控制与车辆的牵引母线和辅助母线传导性地联接的第一断续器装置和第二断续器装置，使得第一断续器装置和第二断续器装置将第一电压转换为在辅助母线上的第二电压。该方法还包括将第二电压沿着辅助母线传输到车辆的一个或多个非牵引马达，以便为一个或多个非牵引马达供能，从而执行车辆的非牵引工作。第一断续器装置和第二断续器装置的第一工作循环和第二工作循环彼此不同，使得第一电压被减少至第二电压以向非牵引马达供能，而不需要在第二电压由非牵引马达接收之前将由第一断续器和第二断续器接收的第一电压传输通过滤波器或变压器中的一个或多个以减少第一电压或第一电压的瞬态电压。
在另一方面，控制第一断续器装置和第二断续器装置包括分别使第一断续器装置和第二断续器装置的第一工作循环和第二工作循环在时间上错开，使得第一工作循环和第二工作循环在不同的时间段内发生。
在另一方面，传输第一电压包括：将第一电压的正分量沿着牵引母线的正牵引部分传输至一个或多个牵引马达；以及沿着与正牵引部分分离的牵引母线的负牵引部分独立地传输第一电压的负分量。传输第二电压可包括：将第二电压的正分量沿着辅助母线的正辅助部分传输至一个或多个非牵引马达；以及传输与正辅助部分分离的辅助母线的负辅助部分。
在另一方面，控制第一断续器装置和第二断续器装置包括：控制第一断续器装置，以将在牵引母线上的第一电压的正分量转换为在辅助母线上的第二电压的正分量；以及控制第二断续器装置，以将在牵引母线上的第一电压的负分量转换为在辅助母线上的第二电压的负分量。
在另一方面，控制第一断续器装置和第二断续器装置包括分别交替进行第一断续器装置和第二断续器装置的第一工作循环和第二工作循环的开始或结束，使得在牵引母线上的第一电压的正分量和负分量关于指定的电压水平不对称，并且在辅助母线上的第二电压的正分量和负分量关于该指定的电压水平对称。
在另一方面，该方法也包括：在第一断续器装置和第二断续器装置的第一工作循环和第二工作循环之间的重叠的时间段期间在与第一断续器装置和第二断续器装置传导性地联接的一个或多个电容器装置中分别保留第一电压的能量的至少一部分。
应当理解，以上描述旨在举例说明而不是限制性的。例如，上述实施例（和/或其方面）可彼此结合使用。此外，可以进行许多修改以使特定情况或材料适合本发明的主题的教导而不脱离其范围。虽然本文所述材料的尺寸和类型意图限定本发明的主题的参数，但是这些实施例决不是限制性的，而只是示例性实施例。通过回顾以上描述，许多其它实施例对本领域普通技术人员将显而易见。因此，本发明的主题的范围应当参照所附权利要求书连同授予给这种权利要求书的等同物的全部范围共同确定。在所附权利要求书中，术语“包括”和“在其中”用作相应术语“包含”和“其中”的普通英语等效体。此外，在下面的权利要求书中，术语“第一”、“第二”和“第三”等只用作标签，而不是意图对其对象施加数字要求。此外，下面的权利要求书的限制并不按照部件加功能格式编写，并且不是意图根据35 U.S.C. § 112第六段来解释，除非这类权利要求限制明确使用短语“用于…的部件”加上没有其它结构的功能陈述。
本书面描述使用示例来公开包括最佳方式的本发明的主题的若干实施例，并且也使本领域的普通技术人员能够实践本发明的主题的实施例，包括制造和使用任何装置或系统并执行任何并入的方法。本发明的主题的可专利范围由权利要求书限定，并且可包括本领域的普通技术人员想到的其它示例。如果这样的其它示例具有与权利要求的字面语言没有不同的结构元件，或者如果它们包括与权利要求的字面语言无实质差别的等同结构元件，则这样的其它示例意图在权利要求的范围内。
当结合附图阅读时，本发明的主题的某些实施例的上述描述将被更好地理解。就附图示出各种实施例的功能框的图而言，功能框不一定表示硬件电路之间的划分。因此，例如，功能框中的一个或多个(例如，处理器或存储器)可被实现于单件硬件(例如，通用信号处理器、微控制器、随机存取存储器、硬盘等)。类似地，程序可以是独立式程序，可以作为子例程并入操作系统中，可以在安装的软件包中起作用，等等。各种实施例不限于附图所示的布置和手段。
如本文所用，以单数形式叙述和前接用词“一”或“一个”的元件或步骤应被理解为并不排除多个所述元件或步骤，除非明确叙述了这种排除。此外，对本发明的主题的“一个实施例”的引用并非意图被解释为排除也结合所陈述特征的附加实施例的存在。此外，除非相反地明确说明，“包含”、“包括”或“具有”带特定性质的元件或多个元件的实施例可包括没有那种性质的附加此类元件。

Claims (24)

1.一种用于为车辆供能的系统，包括：
牵引母线，其与车辆的一个或多个牵引马达传导性地联接，所述牵引母线包括正牵引部分和负牵引部分，所述正牵引部分和负牵引部分被配置成供应第一电压的相应的正分量和负分量以向所述一个或多个牵引马达供能，以便推进所述车辆；
辅助母线，其与所述车辆的一个或多个非牵引马达传导性地联接，所述辅助母线包括正辅助部分和负辅助部分，所述正辅助部分和负辅助部分被配置成供应不同的第二电压的相应的正分量和负分量以向所述一个或多个非牵引马达供能，以便执行所述车辆的非牵引工作；
第一断续器装置和第二断续器装置，其各自包括输入端子和第一输出端子，所述第一断续器装置的所述输入端子与所述牵引母线的正牵引部分传导性地联接，所述第一断续器装置的所述第一输出端子与所述辅助母线的所述正辅助部分传导性地联接，所述第二断续器装置的所述输入端子与所述牵引母线的负牵引部分传导性地联接，所述第二断续器装置的所述第一输出端子与所述辅助母线的所述负辅助部分传导性地联接，所述第一断续器装置和第二断续器装置被配置成分别使用第一工作循环和第二工作循环而控制在所述牵引母线的所述正牵引部分和负牵引部分上的所述第一电压向所述辅助母线的所述正辅助部分和负辅助部分传导作为所述第二电压；以及
控制单元，其与所述第一断续器装置和第二断续器装置操作性地联接以通过控制所述第一断续器装置和第二断续器装置的所述第一工作循环和第二工作循环，而将所述牵引母线上的所述第一电压的正分量和负分量改变为在所述辅助母线上的所述第二电压的正分量和负分量。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，在所述辅助母线上的所述第二电压低于在所述牵引母线上的所述第一电压，并且所述控制单元被配置成控制所述第一断续器装置和第二断续器装置的所述第一工作循环和第二工作循环使得在所述牵引母线上的所述第一电压被减少至在所述辅助母线上的所述第二电压。
3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述控制单元被配置成分别独立地控制所述第一断续器装置和第二断续器装置的所述第一工作循环和第二工作循环，使得所述第一工作循环和第二工作循环在不同的时间段内发生。
4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第一断续器装置能由所述控制单元控制以将在所述牵引母线上的所述第一电压的所述正分量转移至所述辅助母线以作为所述第二电压的所述正分量。
5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第二断续器装置能由所述控制单元控制以将在所述牵引母线上的所述第一电压的所述负分量转移至所述辅助母线以作为所述第二电压的所述负分量。
6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述控制单元被配置成分别控制所述第一断续器装置和第二断续器装置的所述第一工作循环和第二工作循环，使得在所述牵引母线上的所述第一电压的所述正分量和所述负分量相对于彼此不对称并且在所述辅助母线上的所述第二电压的所述正分量和所述负分量相对于彼此对称。
7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第一断续器装置和第二断续器装置中的每一个也包括相应的第二输出端子、相应的晶体管装置、以及相应的二极管装置，所述晶体管装置与所述二极管装置传导性地联接，所述输入端子与所述晶体管装置接合，所述第一输出端子与所述晶体管装置和所述二极管装置两者接合并且电气地设置在所述晶体管装置和所述二极管装置之间，并且所述第二输出端子与所述二极管装置接合。
8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述第一断续器装置的所述第二输出端子与所述第二断续器装置的所述第二输出端子传导性地联接。
9.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括：第一电容器装置，其被传导性地联接在所述牵引母线的所述正牵引部分和所述辅助母线的所述正辅助部分之间；以及第二电容器装置，其被传导性地联接在所述牵引母线的所述负牵引部分和所述辅助母线的所述负辅助部分之间，所述第一电容器装置和第二电容器装置被配置成分别在所述第一断续器装置和第二断续器装置的所述工作循环期间保留所述第一电压的所述正分量和负分量中的至少一些能量。
10.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述牵引母线被配置成将所述第一电压作为至少1400伏的第一电压水平传输至所述一个或多个牵引马达，并且所述控制单元被配置成分别控制所述第一断续器装置和第二断续器装置的所述第一工作循环和第二工作循环以将所述第一电压减少至700伏或以下的第二电压水平以作为在所述辅助母线上的所述第二电压，用于为所述一个或多个非牵引马达供能。
11.根据权利要求10所述的系统，其特征在于，所述一个或多个非牵引马达是在480伏或以下的电压下操作的马达，并且所述一个或多个非牵引马达不与所述辅助母线通过一个或多个滤波器、电容器或变压器互连。
12.一种用于为车辆供能的系统，包括：
牵引母线，其与车辆的一个或多个牵引马达传导性地联接，所述牵引母线被配置成供应第一电压以向所述一个或多个牵引马达供能，以便推进所述车辆；
辅助母线，其与所述车辆的一个或多个非牵引马达传导性地联接，所述辅助母线被配置成供应不同的第二电压以向所述一个或多个非牵引马达供能，以便执行所述车辆的非牵引工作；
第一断续器装置和第二断续器装置，其与所述牵引母线和所述辅助母线两者传导性地联接，所述第一断续器装置和第二断续器装置被配置成分别使用第一工作循环和第二工作循环而控制在所述牵引母线上的所述第一电压向所述辅助母线的传导作为所述第二电压；以及
控制单元，其与所述第一断续器装置和第二断续器装置操作性地联接以分别独立地控制所述第一断续器装置和第二断续器装置的所述第一工作循环和第二工作循环，使得所述第一工作循环和第二工作循环在不同的时间段内发生，以便将在所述牵引母线上的所述第一电压改变为在所述辅助母线上的所述第二电压。
13.根据权利要求12所述的系统，其特征在于，在所述辅助母线上的所述第二电压低于在所述牵引母线上的所述第一电压，并且所述控制单元被配置成控制所述第一断续器装置和第二断续器装置的所述第一工作循环和第二工作循环使得在所述牵引母线上的所述第一电压被减少至在所述辅助母线上的所述第二电压。
14.根据权利要求12所述的系统，其特征在于，所述牵引母线包括配置成传输所述第一电压的正分量的正牵引部分和配置成将在所述牵引母线上的所述第一电压的负分量传输至所述一个或多个牵引马达的负牵引部分，并且所述辅助母线包括配置成传输所述第二电压的正分量的正辅助部分和配置成将所述第二电压的负分量传输至所述非牵引马达的负辅助部分。
15.根据权利要求14所述的系统，其特征在于，所述第一断续器装置与所述牵引母线的所述正牵引部分且与所述辅助母线的所述正辅助部分传导性地联接，使得所述第一断续器装置能由所述控制单元控制以将在所述牵引母线上的所述第一电压的所述正分量转移至所述辅助母线以作为所述第二电压的所述正分量。
16.根据权利要求14所述的系统，其特征在于，所述第二断续器装置与所述牵引母线的所述负牵引部分且与所述辅助母线的所述负辅助部分传导性地联接，使得所述第二断续器装置能由所述控制单元控制以将在所述牵引母线上的所述第一电压的所述负分量转移至所述辅助母线以作为所述第二电压的所述负分量。
17.根据权利要求12所述的系统，其特征在于，所述牵引母线被配置成将所述第一电压作为至少1400伏的第一电压水平而传输至所述一个或多个牵引马达，并且所述控制单元被配置成分别控制所述第一断续器和第二断续器的所述第一工作循环和第二工作循环以将所述第一电压减少至700伏或以下的第二电压水平以作为在所述辅助母线上的所述第二电压，用于为所述一个或多个非牵引马达供能。
18.根据权利要求17所述的系统，其特征在于，所述一个或多个非牵引马达是在480伏或以下的电压下操作的马达，并且所述一个或多个非牵引马达不与所述辅助母线通过一个或多个滤波器、电容器或变压器互连。
19.一种用于为车辆供能的方法，包括：
沿着与车辆的一个或多个牵引马达传导性地联接的所述车辆的牵引母线传输第一电压，所述第一电压为所述一个或多个牵引马达供能，以便推进所述车辆；
控制与所述车辆的所述牵引母线和辅助母线传导性地联接的第一断续器装置和第二断续器装置，所述第一断续器装置和第二断续器装置分别在不同的第一工作循环和第二工作循环内被控制，使得所述第一断续器装置和第二断续器装置将所述第一电压转换为在所述辅助母线上的第二电压；以及
将所述第二电压沿着所述辅助母线传输至所述车辆的一个或多个非牵引马达，以便为所述一个或多个非牵引马达供能，从而执行所述车辆的非牵引工作，
其中，所述第一断续器装置和第二断续器装置的所述第一工作循环和第二工作循环彼此不同，使得所述第一电压被减少至所述第二电压以向所述非牵引马达供能，而不需要在所述第二电压由所述非牵引马达接收之前将由所述第一断续器和第二断续器接收的所述第一电压传输通过滤波器或变压器中的一个或多个以减少所述第一电压或所述第一电压的瞬态电压。
20.根据权利要求19所述的方法，其特征在于，控制所述第一断续器装置和第二断续器装置包括分别使所述第一断续器装置和第二断续器装置的所述第一工作循环和第二工作循环在时间上错开，使得所述第一工作循环和第二工作循环在不同的时间段内发生。
21.根据权利要求19所述的方法，其特征在于，传输所述第一电压包括：将所述第一电压的正分量沿着所述牵引母线的正牵引部分传输至所述一个或多个牵引马达；以及沿着与所述正牵引部分分离的所述牵引母线的负牵引部分独立地传输所述第一电压的负分量，并且传输所述第二电压包括：将所述第二电压的正分量沿着所述辅助母线的正辅助部分传输至所述一个或多个非牵引马达；以及传输与所述正辅助部分分离的所述辅助母线的负辅助部分。
22.根据权利要求21所述的方法，其特征在于，控制所述第一断续器装置和第二断续器装置包括：控制所述第一断续器装置以将在所述牵引母线上的所述第一电压的所述正分量转换为在所述辅助母线上的所述第二电压的所述正分量；以及控制所述第二断续器装置以将在所述牵引母线上的所述第一电压的所述负分量转换为在所述辅助母线上的所述第二电压的所述负分量。
23.根据权利要求21所述的方法，其特征在于，控制所述第一断续器装置和第二断续器装置包括分别交替进行所述第一断续器装置和第二断续器装置的所述第一工作循环和第二工作循环的开始或结束，使得在所述牵引母线上的所述第一电压的所述正分量和所述负分量关于指定的电压水平不对称，并且在所述辅助母线上的所述第二电压的所述正分量和所述负分量关于所述指定的电压水平对称。
24.根据权利要求19所述的方法，其特征在于，还包括：在所述第一断续器装置和第二断续器装置的所述第一工作循环和第二工作循环之间的重叠的时间段期间在与所述第一断续器装置和第二断续器装置传导性地联接的一个或多个电容器装置中分别保留所述第一电压的能量的至少一部分。
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