CN108258880A - 机电动力传输链的电气系统 - Google Patents

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Abstract

本申请公开机电动力传输链的电气系统。机电动力传输链的电气系统包括第一电容电路(101)、在第一电容电路与一个或多个电机之间的转换器设备(102)、第二电容电路(103)和在第一和第二电容电路之间的直流电压转换器(104)。电气系统包括控制系统(105)，用于响应第一电容电路的第一直流电压(UDC1)的变化来控制直流电压转换器，以及用于响应第二电容电路的第二直流电压(UDC2)的变化来控制转换器设备。第一直流电压的控制快于第二直流电压的控制，以便将第一直流电压保持在预定的电压范围，并且允许第二直流电压波动以便响应峰值功率需求。

Description

机电动力传输链的电气系统
技术领域
本公开涉及适合作为机电动力传输链的一部分的电气系统。此外，本公开涉及用于控制机电动力传输链的方法和计算机程序。
背景技术
用于驱动致动器，例如车轮或履带的机电动力传输链通常包括电容电路、一个或多个电机以及用于在电容电路与一个或多个电机之间传送电能的转换器设备。机电动力传输链可以是串联传输链，其中，至少一个电机操作为发电机，以及转换器设备包括用于将来自每个发电机的电能传送到电容电路的一个或多个转换器级以及用于将来自电容电路的电能传送到充当用于驱动致动器的电动机的每一电机的一个或多个其他转换器级。每个发电机可以是例如电励磁同步发电机或永磁同步发电机并且发电机和电容电路之间的转换器级可以是例如脉宽调制“PWM”转换器级。每个电动机可以是例如永磁体或感应电动机并且电容电路和电动机之间的转换器级可以是例如PWM转换器级。每一发电机可以用内燃机驱动，内燃机可以是例如柴油发动机、奥托循环发动机或涡轮发动机。
机电动力传输链也可以是并联传输链，其中，电机机械地连接到内燃机和致动器。电机有时操作为充电电容电路和/或机电动力传输链的另一储能器的发电机，以及有时操作为从电容电路和/或另一储能器接收电能并且当需要高机械输出功率时辅助内燃机的电动机。机电动力传输链也可以是组合的串并联传输链，使得一个或多个电机机械地连接到内燃机和致动器，以及设置一个或多个其他的电机来以与串联传输链相同的方式，驱动一个或多个致动器。
上述类型的机电动力传输链与传统的机械动力传输链相比，提供了优点，因为例如从内燃机的工作效率的观点来看，可以更自由地选择内燃机的转速-转矩操作点，从而可以实现节省燃料成本。在许多情况下，可以实现该优点，使得当仅需要低机械输出功率时，充电上述电容电路，而当需要高机械输出功率时，放电该电容电路。换句话说，电容电路被用作能量缓冲器。然而，将电容电路用作能量缓冲器不是没有任何挑战的。由电容电路储存的电能与电容电路的电压的平方成正比，因此，当电容电路充当能量缓冲器时，电容电路的直流电压变化。直流电压的变化使机电动力传输链的电机的控制复杂化。此外，在上述直流电压较低的情况下，电机中的磁通量小，以致降低电机的工作效率和最大转矩。
发明内容
下文介绍简要概述，使得对本发明的各种实施例具备基本了解。本发明内容部分并非本发明的详尽综述。其既不旨在确定本发明的关键或主要元素，亦不旨在限定本发明的范围。下文的发明内容部分仅以简化形式呈现本发明的一些构思，作为本发明的示例性实施例的更详细描述的引言。
根据本发明，提供一种新的电气系统，其适合作为串联传输链、并联传输链或组合串并联传输链的机电动力传输链的一部分。
根据本发明的电气系统包括：
-第一电容电路，
-转换器设备，该转换器设备用于在所述第一电容电路与一个或多个电机之间传送电能，所述转换器设备被配置为将所述第一电容电路的第一直流电压转换为适用于所述一个或多个电机的一个或多个电压，
-第二电容电路，
-直流电压转换器，该直流电压转换器用于在所述第一和第二电容电路之间传送电能，以及
-控制系统，该控制系统用于响应所述第一直流电压的变化来控制所述直流电压转换器，并且用于响应所述第二电容电路的第二直流电压的变化来控制转换器设备。
控制系统对所述第一直流电压的变化比对所述第二直流电压的变化更快作出反应，从而将所述第一直流电压保持在第一预定电压范围并且允许所述第二直流电压响应于所述第一电容电路与所述一个或多个电机之间传递的电力的波动而波动。
在包括上述电气系统的机电动力传输链中，第二电容电路可以用作响应峰值功率需求的能量缓冲器，而第一电容电路的直流电压可以保持基本恒定。第一电容电路的基本恒定的直流电压便于控制电机。此外，因为可以避免第一电容电路的直流电压的实质性下降，因此，也可以避免电机的工作效率和最大转矩的相应降低。
根据本发明，还提供一种可以是串联传输链、并联传输链或组合串并联传输链的新的机电动力传输链。根据本发明的一种机电动力传输链包括：
-一个或多个电机，该一个或多个电机用于从一个或多个内燃机接收机械动力并且用于向一个或多个致动器，例如一个或多个车轮和/或一个或多个履带提供机械动力，
-根据本发明的电气系统，该电气系统用于当所考虑的电机充当电动机时，向所述一个或多个电机的每一个提供电力，以及用于当所考虑的电机作为发电机时，从所述一个或多个电机中的每一个接收电力。
根据本发明，还提供一种用于控制机电动力传输链的新方法，所述机电动力传输链包括第一电容电路、一个或多个电机以及在所述第一电容电路与所述一个或多个电机之间传送电能的转换器设备，所述转换器设备将第一直流电压转换成适合于所述一个或多个电机的一个或多个电压。根据本发明的方法包括：
-响应于所述第一直流电压的变化来控制直流电压转换器以在所述第一电容电路与第二电容电路之间传送电能，以及
-响应于所述第二电容电路的第二直流电压的变化来控制所述转换器设备，使得直流电压转换器的控制对所述第一直流电压的变化的反映快于所述转换器设备的控制对所述第二直流电压的变化的反应，以便将所述第一直流电压保持在预定电压范围并且允许所述第二直流电压响应于在所述第一电容电路与所述一个或多个电机之间传送的电力的波动而波动。
根据本发明，还提供一种用于控制机电动力传输链的新计算机程序，所述机电动力传输链包括第一电容电路、一个或多个电机以及在所述第一电容电路与所述一个或多个电机之间传送电能的转换器设备，所述转换器设备将第一直流电压转换成适合于所述一个或多个电机的一个或多个电压。根据本发明的计算机程序包括用于控制可编程处理器的计算机可执行指令：
-响应所述第一直流电压的变化来控制直流电压转换器以在所述第一电容电路与第二电容电路之间传送电能，以及
-响应所述第二电容电路的第二直流电压的变化来控制所述转换器设备，使得直流电压转换器的控制对所述第一直流电压的变化的反映快于所述转换器设备的控制对所述第二直流电压的变化的反应，以便将所述第一直流电压保持在预定电压范围并且允许所述第二直流电压响应于在所述第一电容电路与所述一个或多个电机之间传送的电力的波动而波动。
根据本发明的计算机程序产品包括编码有根据本发明的计算机程序的非易失性计算机可读介质(例如，光盘)。
在所附的从属权利要求中描述了多个本发明的示例性且非限制性实施例。
当结合附图阅读时，通过下面对示例性且非限制性实施例的描述，会更好地理解关于构造和操作方法的本发明的各种示例性且非限制性实施例以及其他目的和优点。
在本文中使用“包括”和“包含”的动词作为公开的限制，既不排除也不要求存在未记载的特征。除非另有明确说明，否则从属权利要求中记载的特征可相互自由组合。此外，应当理解，贯穿本文使用“一”或“一个”(即单数形式)并不排除多个。
附图说明
下文从示例意义上并且参照附图，更加详细地阐述本发明的示例性且非限制性实施例以及它们的优点，在附图中：
图1示出了根据本发明的示例性且非限制性实施例的包括电气系统的机电动力传输链的示意图，
图2示出了根据本发明的另一个示例性且非限制性实施例的包括电气系统的机电动力传输链的示意图；以及
图3示出了根据本发明的示例性且非限制性实施例的控制机电动力传输链的方法的流程图。
具体实施方式
在下文给出的描述中提供的具体示例不应该被解释为限制所附权利要求的范围和/或适用性。此外，在下文给出的描述中提供的示例的列表和示例组不是穷举，除非另有明确规定。
图1示出了根据本发明的示例性和非限制性实施例的包括电机108和109以及电气系统100的机电动力传输链的示意图。在该示例性情况下，机电动力传输链是串联传输链，其中电机108充当由内燃机110驱动的发电机，并且电机108主要充当驱动致动器111的电动机。致动器111可以是例如车辆或移动工作机的车轮或履带、液压泵或由机械动力驱动的一些其它设备。在制动动作期间，电机109可以临时充当发电机。电气系统100包括第一电容电路101和用于在第一电容电路101与电机108和109之间传送电能的转换器设备102。转换器设备102被配置为将电容电路101的直流电压UDC1转换成适用于电机108和109的电压。电机108可以是例如电励磁同步电机、永磁同步电机、异步电机或磁阻电机。在转换器设备102能够向电机108提供无功功率，或者存在用于向电机108提供无功功率的其他装置的情况下，电机108可以是异步电机或磁阻电机。电机109可以是例如电励磁同步电机、永磁同步电机、异步电机或磁阻电机。包括根据本发明实施例的电气系统的机电传输链还可以包括一个或多个直流“DC”机器。
电气系统100包括第二电容电路103和用于在电容电路101和103之间传送电能的直流电压转换器104。电气系统100包括控制系统105，其包括第一控制器112，用于响应电容电路101的直流电压UDC1的变化，控制直流电压转换器104。控制系统105进一步包括第二控制器113，用于响应电容电路103的直流电压UDC2的变化来控制转换器设备102。控制器112可以包括例如接收直流电压UDC1的测量值并且通过控制直流电压转换器104的操作，试图使直流电压UDC1保持在其参考值UDC1REF的比例积分“PI”控制器。相应地，控制器113可以包括例如接收直流电压UDC2的测量值并且通过控制转换器设备102的操作来尝试将直流电压UDC2保持在其参考值UDC2REF的比例积分“PI”控制器。控制器112和113被配置为使控制器112对直流电压UDC1的变化的反应快于控制器113对直流电压UDC2的变化的反应，从而将直流电压UDC1保持在预定的电压范围，即接近参考值UDC1REF，同时允许直流电压UDC2响应于在第一电容电路101与电机108和109之间传送的电力的波动而波动。
在图1中，电容电路101与电机108和109之间的电力传送用P1表示，当电能流向转换器设备102时，P1为正。电容电路101和103之间的电力传送用P2表示，当电能从电容电路103流走时，P2为正。当P2基本上为P1，即d(1/2C2UDC2 2)/dt＝C2UDC2dUDC2/dt＝P1时，电容电路101的直流电压UDC1保持基本恒定，其中，1/2C2UDC2 2是由电容电路103存储的电能，C2是电容电路103的电容。当直流电压转换器104被控制以保持直流电压UDC1基本恒定时，P2，即d(1/2C2UDC2 2)/dt基本上是P1，由此电容电路103被用作用于响应致动器111的峰值功率需求的能量缓冲器。基本恒定的直流电压UDC1便于控制电机108和109。此外，因为可以避免直流电压UDC1的实质性下降，也可以避免电机108和109的工作效率和最大转矩的相应降低。
可以用作能量缓冲器的电容电路103的电容C2有利地大于其电压UDC1优选保持基本恒定的电容电路101的电容。电容电路103可以包括例如一个或多个双电层电容器“EDLC”。在许多情况下，双电层电容器被称为“超级电容器”。直流电压转换器104是能够与电容电路103来回地传送电能的双向转换器。在直流电压UDC1高于直流电压UDC2的情况下，直流电压转换器104例如可以由逆变器桥的一个或多个逆变器支路以及一个或多个电感器线圈实现，使得每个逆变器支路的直流电压极连接到电容电路101，每个逆变器支路的交流电压极经由电感线圈连接到正极电容电路103的正极，以及电容电路103的负极连接到每个逆变器支路的负直流电压极。然而，应注意到，直流电压转换器104可以用许多不同的方式实现。
在根据本发明的示例性且非限制性实施例的电气系统中，控制系统105的控制器113被配置为当直流电压UDC2在预定电压范围上时比直流电压UDC2在预定电压范围之外时，对直流电压UDC2的变化的反应更慢。由于控制器113被配置为当直流电压UDC2处于预定电压范围时更慢，因此，当直流电压UDC2在预定电压范围时，由电容电路103存储的电能1/2C2UDC2 2有效地响应致动器111的峰值功率需求。另一方面，因为当直流电压UDC2倾向于退出预定电压范围时，控制器113响应更快，所以直流电压UDC2可以充分地保持在预定电压范围内。例如，控制器113被配置为当直流电压UDC2在预定电压范围上时更慢，使得当直流电压UDC2在预定电压范围上时比直流电压UDC2在预定电压范围之外时，控制器113的控制增益更小。
在根据本发明的示例性且非限制性实施例的电气系统中，控制系统105的控制器113被配置为至少部分地基于直流电压UDC2与参考UDC2REF的偏差，即UDC2-UDC2REF来控制转换器设备113。控制器113被配置为当偏差为正时，通过第一增益系数G1加权偏差UDC2-UDC2REF，而当偏差为负时，用不同于第一增益系数的第二增益系数G2加权偏差UDC2-UDC2REF。第一增益系数G1具有不同于第二增益系数G2的值，因为参考UDC2REF通常不在直流电压UDC2的容许变化范围的中间。当能量1/2C2UDC2REF 2的参考电平处于能量的容许变化范围的中间时，会出现参考UDC2REF不在直流电压UDC2的容许变化范围的中间的情形。在许多情况下，能量具有低于和高于能量的参考电平的类似的安全裕度是有利的，即能量的参考电平处于能量的容许变化范围的中间。在这些情况下，高于参考UDC2REF的直流电压UDC2的安全裕度比低于参考UDC2REF的直流电压UDC2的安全裕度更窄。这是能量不与直流电压UDC2成正比，而是与直流电压UDC2的平方成正比的事实的推论。在UDC2的较窄的安全裕度上，即偏差UDC2-UDC2REF为正时使用的第一增益系数G1最好具有比在UDC2的较宽安全裕度上，即偏差UDC2-UDC2REF为负时使用的第二增益系数G2更大的值。因此，在该示例性情况下，当UDC2高于UDC2REF时，控制器113对UDC2的变化的反应更快，由此与当UDC2低于UDC2REF时UDC2的变化对应于能量1/2C2UDC2 2的更小变化相比，UDC2的变化对应于能量1/2C2UDC2 2的更强变化。
在根据本发明的示例性且非限制性实施例的电气系统中，控制系统105的控制器112被配置为提供过电压保护。控制器112被配置为响应于直流电压UDC1超过预定过电压极限的情形，控制转换器设备102减少到电容电路101的电力传送。使用图1所示的符号，到第一电容电路101的电力传送是P2-P1。因此，通过控制转换器设备102来增加电力传送P1，可以减少到第一电容电路101的电力传送。当减少从充当发电机的电机108取得的电力和/或增加供给充当电动机的电机109的电力时，电力传送P1增加。通过减小电机108的转矩参考，可以减少从电机108获取的电力。
在根据本发明的示例性和非限制性实施例的电气系统中，控制系统105的控制器112被配置为提供欠压保护。控制器112被配置为控制转换器设备102以响应于直流电压UDC1低于预定欠压极限的情形，减少来自电容电路101的电力传送。使用图1所示的符号，来自第一电容电路101的电力传送是P1-P2。因此，通过控制转换器设备102以减少电力传送P1，可以减少来自第一电容电路101的电力传送。当增加从充当发电机的电机108获取的电力和/或减少供给充当电动机的电机109的电力时，减小电力传送P1。通过增加电机108的转矩参考，可以增加从电机108获取的电力。
在图1所示的示例机电动力传输链中，转换器设备102包括用于将来自充当发电机的电机108的电能传送到电容电路101的第一转换器级106和用于将来自电容电路101的电能传送到充当电动机的电机109的第二转换器级107。转换器级106和107例如可以是脉宽调制“PWM”转换器级。在图1所示的示例性情况下，假设致动器111根据外部给定的转矩参考Ref_Torq_A来驱动。转换器级107被配置为根据外部给定的转矩参考Ref_Torq_A来控制电机109的转矩。根据所需的控制精度，电机109的控制可以是具有或不具有转速和/或位置测量的标量控制，或具有或不具有转速和/或位置测量的矢量控制。在图1所示的示例性情况下，电机109的控制包括通过产生转速和/或位置信号ω/θ_A的转速和/或位置传感器116实现的转速和/或位置测量。也可以根据外部给定的转速或位置参考来驱动致动器111。
在根据本发明的示例性和非限制性实施例的电气系统中，控制系统105的控制器113被配置成至少部分地基于直流电压UDC2来确定电机108的功率参考，使得当直流电压UDC2低于其参考UDC2REF时，通常增加功率参考，并且当直流电压UDC2高于其参考UDC2REF时，通常降低功率参考。此外，电机108的功率参考可以取决于供给电机109的电力。控制器113可以进一步被配置成基于上述功率参考和表示在在内燃机110产生基本上等于功率参考的机械动力的情况下用于内燃机110的有利转矩-速度操作点的预存数据，确定用于电机108的转矩和转速参考Ref_Torq和Ref_Speed。预存数据可以表示例如内燃机110能够以最大效率(即以最小损失)产生所需机械动力的转矩-速度操作点。如另一示例，预存数据可以表示内燃机110能够以接近最大效率(即接近最小损失)产生所需机械动力并且内燃机110具有响应变化的足够的能力的转矩-速度操作点。
在图1所示的示例性情况下，在转速控制器114的辅助下，在转速控制模式中，驱动内燃机110。基于上述转速参考Ref_Speed以及由转速和/或位置传感器115产生的转速和/或位置信号ω/θ来控制例如内燃机110的燃料和空气供给。转换器级106被配置为根据上述转矩参考Ref_Torq来控制电机108的转矩。根据所需的控制精度，电机108的控制可以是具有或不具有转速和/或位置测量的标量控制，或具有或不具有转速和/或位置测量的矢量控制。在图1所示的示例性情况下，转速和/或位置信号ω/θ被用在电机108的控制中。也可以在转速控制模式中驱动电机108以及在转矩控制模式中驱动内燃机。
图2示出了根据本发明的示例性和非限制性实施例的包括电机208和电气系统200的机电动力传输链的示意图。在该示例性情况下，机电动力传输链是并联传输链，其中，电机208和内燃机210彼此机械连接，并且电机208和内燃机210两者均被设置成向致动器211供给机械动力。电机208有时操作为产生电能的发电机，以及有时操作为消耗电能并且当需要高机械输出功率时辅助内燃机210的电动机。电气系统200包括第一电容电路201和用于在第一电容电路201与电机208之间传送电能的转换器设备202。转换器设备202被配置为将电容电路201的直流电压UDC1转换成适合于电机208的电压。电气系统200包括第二电容电路203和用于在电容电路201和203之间传送电能的直流电压转换器204。电机208可以是例如电励磁同步电机、永磁同步电机、异步电机或磁阻电机。在转换器设备202能够向电机208提供无功功率，或者存在向电机208提供无功功率的其他装置的情况下，电机208可以是异步电机或磁阻电机。电气系统200可以进一步包括电池元件218和用于充电和放电电池元件218的直流电压转换器217。
电气系统200包括控制系统205，该控制系统205包括用于响应于电容电路201的直流电压UDC1的变化来控制直流电压转换器204的第一控制器212。控制系统205进一步包括第二控制器213，用于响应于电容电路203的直流电压UDC2的变化来控制转换器设备202。控制器212和213被配置成控制器212对直流电压UDC1的变化的反应快于控制器213对直流电压UDC2的变化的反应，使得直流电压UDC1保持在预定电压范围上，即，接近参考值UDC1REF，并且同时允许直流电压UDC2响应于在电容电路201与电机208之间传送的电力的波动而波动。
在图2所示的示例机电动力传输链中，转换器设备202包括转换器级206，用于当电机充当发电机时，将电能从电机208传送到电容电路201，以及当电机充当电动机时，将电能从电容电路201传送到电机208。转换器级206可以是例如脉宽调制“PWM”转换器级。
在图2所示的示例性情况下，内燃机210由外部给定的功率控制信号控制。功率控制信号可以确定例如内燃机210的燃料和空气供给。控制器213可以被配置为至少部分地基于直流电压UDC2、内燃机210的功率控制信号以及电机208的主要的或估计的转速，确定电机208的转矩参考Ref_Torq。在图2所示的示例性情况下，通过转速传感器215测量主要转速ω。例如以下文的示例性方式确定参考转矩Ref_Torq：
根据直流电压UDC2，确定电机208的电动机功率MP和发电机功率GP，使得：
-当UDC2≤电动机极限电压UM时，电动机功率MP(UDC2)为零，
-当UDC2>UM时，电动机功率MP(UDC2)是UDC2的递增函数，
-当UDC2≥发电机极限电压UG时，发电机功率GP(UDC2)为零，以及
-当UDC2<UG时，发电机功率GP(UDC2)是UDC2的递减函数，
其中，UG>UM，即电机208的容许电动机操作的电压区域和电机208的容许发电机操作的电压区域部分地重叠。
在内燃机210的上述功率控制信号增加之后，在转矩控制模式下，电机208运行为电动机，使得Ref_Torq基本上是电动机功率MP(UDC2)除以主要转速ω。因此，在UDC2高于电动机极限电压UM的情况下，功率控制信号的增加不仅由内燃机210响应，而且由电机208响应，取决于直流电压UDC2。在上述功率控制信号减小之后，电机208在转矩控制模式下运行为发电机，使得Ref_Torq基本上是发电机功率GP(UDC2)除以主要转速ω。因此，在UDC2低于发电机极限电压UG的情况下，功率控制信号的降低不仅由内燃机210响应，而且由电机208响应，取决于直流电压UDC2。
图3示出了根据本发明的示例性和非限制性实施例的用于控制机电动力传输链的方法的流程图，该机电动力传输链包括第一电容电路、一个或多个电机以及在第一电容电路和一个或多个电机之间传送电能的转换器设备，所述转换器设备将第一电容电路的第一直流电压转换为适合于所述一个或多个电机的一个或多个电压。
该方法包括下述动作：
-动作301：控制直流电压转换器以响应第一直流电压的变化，在所述第一电容电路和第二电容电路之间传送电能，以及
-动作302：响应于所述第二电容电路的第二直流电压的变化来控制转换器设备，使得直流电压转换器的控制对所述第一直流电压的变化的反应比转换器设备的控制对所述第二直流电压的变化的反应更快，从而将所述第一直流电压保持在第一预定电压范围上并且允许所述第二直流电压响应于所述第一电容电路与所述一个或多个电机之间传递的电力的波动而波动。
在根据本发明的示例性和非限制性实施例的方法中，当第二直流电压在第二预定电压范围上时，转换器设备的控制对第二直流电压的变化反应比当第二直流电压在第二预定电压范围之外时更快。
在根据本发明的示例性和非限制性实施例的方法中，转换器设备的控制至少部分地基于第二直流电压与参考的偏差，并且当偏差为正时，通过第一增益系数加权该偏差，而当偏差为负时，通过不同于第一增益系数的第二增益系数加权该偏差。
在根据本发明的示例性且非限制性实施例的方法中，响应于第一直流电压超过预定过电压极限的情形，控制转换器设备以减少将电能传送到第一电容电路。
在根据本发明的示例性且非限制性实施例的方法中，响应于第一直流电压低于预定欠电压极限的情形，控制转换器设备以减少从第一电容电路传送的电能。
在根据本发明的示例性且非限制性实施例的方法中，第二电容电路的电容大于第一电容电路的电容。
在根据本发明的示例性且非限制性实施例的方法中，第二电容电路包括至少一个双电层电容器。
在根据本发明的示例性和非限制性实施例的方法中，机电动力传输链是串联传输链，并且转换器设备包括第一转换器级，用于将电能从充当发电机的第一个电机传送到第一电容电路以及第二转换器级，用于将电能从第一电容电路传送到充当电动机的第二个电机。
在根据本发明的示例性和非限制性实施例的方法中，至少部分地基于第二直流电压，为第一电机确定功率参考，并且基于功率参考和预存数据，确定用于第一电机的转矩和速度参考，该预存数据表示用于产生基本上等于功率参考的机械动力的内燃机的转矩-速度操作点。
在根据本发明的示例性且非限制性实施例的方法中，机电动力传输链是并行传输链，并且转换器设备包括转换器级，用于当电机充当发电机时，将电能从电机传送到第一电容电路，以及当电机充当电动机时，用于将电能从第一电容电路传送到电机。
在根据本发明的示例性和非限制性实施例的方法中，至少部分地基于第二直流电压、机械连接到电机的内燃机的功率控制信号，以及电机的主要转速，确定并联传输链的电机的转矩参考。
用于控制机电动力传输链的、根据本发明的示例性和非限制性实施例的计算机程序包括用于控制可编程处理器执行根据本发明的上述示例性和非限制性实施例的任何一个的方法的计算机可执行指令。
根据本发明的示例性和非限制性实施例的计算机程序包括用于控制机电动力传输链的软件模块，该机电动力传输链包括第一电容电路、一个或多个电机以及用于在第一电容电路和一个或多个电机之间传送电能的转换器设备，所述转换器设备被配置成将所述第一电容电路的第一直流电压转换成适合于所述一个或多个电机的一个或多个电压。
软件模块包括用于控制可编程处理器以执行下述操作的计算机可执行指令：
-响应于所述第一直流电压的变化来控制直流电压转换器以在所述第一电容电路与第二电容电路之间传送电能，以及
-响应于所述第二电容电路的第二直流电压的变化来控制所述转换器设备，使得所述直流电压转换器的控制对所述第一直流电压的变化的反应快于所述转换器设备的述控制对所述第二直流电压的变化的反应，以便将所述第一直流电压保持在预定电压范围并且允许所述第二直流电压响应于在所述第一电容电路与所述一个或多个电机之间传送的电力的波动而波动。
软件模块可以是例如通过合适的编程语言生成的子例程和/或函数。
根据本发明的示例性且非限制性实施例的计算机程序产品包括编码有上述软件模块的非易失性计算机可读介质，例如，光盘“CD”。
根据本发明的示例性且非限制性实施例的信号被编码成携带定义根据本发明的实施例所述的计算机程序的信息。
上文给出的描述中所提供的具体示例不应被解读为限制所附权利要求的适用性和/或解释。以上给出的描述中提供的示例和示例组不是穷举，除非另有明确说明。

Claims (13)

1.一种电气系统(100,200)，包括第一电容电路(101,201)和用于在所述第一电容电路与一个或多个电机之间传送电能的转换器设备(102,202)，所述转换器设备被配置为将所述第一电容电路的第一直流电压(UDC1)转换为适用于所述一个或多个电机的一个或多个电压，其特征在于，所述电气系统进一步包括：
-第二电容电路(103,203)，
-直流电压转换器(104,204)，所述直流电压转换器(104,204)用于在所述第一电容电路和所述第二电容电路之间传送电能，以及
-控制系统(105,205)，所述控制系统(105,205)用于响应所述第一直流电压的变化来控制所述直流电压转换器，并且用于响应所述第二电容电路的第二直流电压(UDC2)的变化来控制所述转换器设备，
其中，所述控制系统对所述第一直流电压的变化比对所述第二直流电压的变化更快作出反应，从而将所述第一直流电压保持在第一预定电压范围并且允许所述第二直流电压响应于在所述第一电容电路与所述一个或多个电机之间传递的电力的波动而波动。
2.根据权利要求1所述的电气系统，其中，所述控制系统包括当所述第二直流电压处于第二预定电压范围时比当所述第二直流电压处于所述第二预定电压范围之外时更慢地对所述第二直流电压的变化作出反应的装置。
3.根据权利要求1或2所述的电气系统，其中，所述控制系统包括至少部分地基于所述第二直流电压与参考的偏差来控制所述转换器设备的装置，并且所述控制系统包括当所述偏差为正时通过第一增益系数加权所述偏差以及当所述偏差为负时通过不同于所述第一增益系数的第二增益系数加权所述偏差的装置。
4.根据权利要求1或2所述的电气系统，其中，所述控制系统包括响应于所述第一直流电压超过预定过电压极限的情形控制所述转换器设备以减少向所述第一电容电路传送电能的装置。
5.根据权利要求1或2所述的电气系统，其中，所述控制系统包括响应于所述第一直流电压低于预定欠压极限的情形控制所述转换器设备以减少从所述第一电容电路传送电能的装置。
6.根据权利要求1或2所述的电气系统，其中，所述第二电容电路的电容大于所述第一电容电路的电容。
7.根据权利要求1或2所述的电气系统，其中，所述第二电容电路包括至少一个双电层电容器。
8.根据权利要求1或2所述的电气系统，其中，所述转换器设备包括用于将来自充当发电机的第一个电机的电能传送到所述第一电容电路的第一转换器级(106)，以及用于将来自所述第一电容电路的电能传送到充当电动机的第二个电机的第二转换器级(107)。
9.根据权利要求8所述的电气系统，其中，所述控制系统(105)包括如下装置：所述装置用于至少部分地基于所述第二直流电压来确定所述第一个电机的功率参考，并且用于在所述功率参考和预存数据的基础上确定用于所述第一个电机的转矩和速度参考，所述预存数据表示用于产生基本上等于所述功率参考的机械动力的内燃机的转矩-速度操作点。
10.根据权利要求1或2所述的电气系统，其中，所述转换器设备包括转换器级(206)，所述转换器级(206)用于当所述电机充当发电机时，将来自所述电机的电能传送到所述第一电容电路，以及用于当所述电机充当电动机时，将来自所述第一电容电路的电能传送到所述电机。
11.根据权利要求10所述的电气系统，其中，所述控制系统(205)包括如下装置，所述装置至少部分地基于所述第二直流电压、机械连接到所述电机的内燃机的功率控制信号以及所述电机的主要转速，确定所述电机的转矩参考。
12.一种机电动力传输链，包括：
-一个或多个电机(108,109,208)，所述一个或多个电机(108,109,208)用于从一个或多个内燃机接收机械动力并且用于向一个或多个致动器提供机械动力，
-根据权利要求1或2所述的电气系统(100,200)，所述电气系统(100,200)用于当所考虑的电机充当电动机时，向所述一个或多个电机的每一个提供电力，以及用于当所考虑的电机充当发电机时，从所述一个或多个电机中的每一个接收电力。
13.一种用于控制机电动力传输链的方法，所述机电动力传输链包括第一电容电路、一个或多个电机以及在所述第一电容电路与所述一个或多个电机之间传送电能的转换器设备，所述转换器设备将所述第一电容电路的第一直流电压(UDC1)转换成适用于所述一个或多个电机的一个或多个电压，其特征在于，所述方法包括：
-响应于所述第一直流电压的变化来控制直流电压转换器以在所述第一电容电路与第二电容电路之间传送电能(301)，以及
-响应于所述第二电容电路的第二直流电压(UDC2)的变化来控制所述转换器设备(302)，
其中，所述直流电压转换器的控制对所述第一直流电压的变化的反应快于所述转换器设备的所述控制对所述第二直流电压的变化的反应，以便将所述第一直流电压保持在预定电压范围并且允许所述第二直流电压响应于在所述第一电容电路与所述一个或多个电机之间传送的电力的波动而波动。
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