JP6672373B2 - 電気駆動システム及びエネルギ管理方法 - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、一般的に云えば、電気車両（ＥＶ）システムのような様々な推進システムに有用である電気駆動システム及びエネルギ管理方法に関するものである。

エネルギ危機及び化石燃料排気物によって引き起こされる環境汚染についての関心の高まりに応じて、電動車両の開発に関心が大きくなっており、その場合、従来の化石燃料エネルギを、鉛酸蓄電池、燃料電池、フライホイール畜電池などのようなエネルギ源へ置き換えることができる。電動車両における重要なコンポーネント（構成要素）の１つが電気駆動システムである。電気駆動システムでは、電力を機械的トルクへ変換するために、誘導電動機（ＩＭ）、内部永久磁石電動機（ＩＰＭ）及びスイッチ式リラクタンス電動機（ＳＲＣ）のような幾種類かのＡＣ電動機が広く使用されている。推進システムは、低コストで高い性能及び高い効率の特徴を持つことが望ましい。これらの特徴は、適切なエネルギ源を選択し、適切なＡＣ電動機を選択し、次いでそれらを適切な構造内に組み合わせることによって、達成することができる。

現在、殆どの電気駆動システムは、単一のエネルギ蓄積システム（ＥＳＳ）、又は単一の電動機、或いは単一の電動機と二重のＥＳＳを含む。しかしながら、一方では、単一のＥＳＳは、低いエネルギ、低い充電速度、及び充電／放電特性についてのそれ自身の制約に起因した短い寿命のように、エネルギ要件及び電力要件の両方を満たさないことがある。他方、単一の電動機は、全動作範囲にわたって高い効率で動作しないことがある。そこで、推進システムの短い加速時間及び長い走行距離のような高い性能を達成しようとすると、オーバーサイズ、高コスト及び低効率の問題が生じる。

従って、上記の問題に対処するシステム及び方法を提供することが望ましい。

本発明の一実施形態によれば、電気駆動システムが提供される。この電気駆動システムは、エネルギ蓄積システム（ＥＳＳ）と、電力変換システムと、ＡＣ牽引システムと、エネルギ管理システム（ＥＭＳ）とを含む。前記ＥＳＳは、第１の電力を供給し又は受け取るための第１のエネルギ蓄積ユニット、及び第２の電力を供給し又は受け取るための第２のエネルギ蓄積ユニットを含む。前記電力変換システムは、入力電力を出力電力へ変換するために前記ＥＳＳに電気的に結合される。前記電力変換システムは電力変換装置を含む。前記電力変換装置は、前記第１のエネルギ蓄積ユニットに結合された第１の端子、前記第２のエネルギ蓄積ユニットに結合された第２の端子、第３の端子、及び第４の端子を含む。前記ＡＣ牽引システムは、前記電力変換システムの出力電力を機械的トルクへ変換するために前記電力変換システムに電気的に結合される。前記ＡＣ牽引システムは、第１のＡＣ駆動装置及び第２のＡＣ駆動装置を含む。前記第１のＡＣ駆動装置は、第１の機械的トルクを供給し又は受け取るために前記電力変換装置の前記第３の端子に結合される。前記第２のＡＣ駆動装置は、第２の機械的トルクを供給し又は受け取るために前記電力変換装置の前記第４の端子に結合される。前記ＥＭＳは、制御信号を供給するために前記ＥＳＳ、前記ＡＣ牽引システム及び前記電力変換システムと通信する。

本発明の別の実施形態によれば、エネルギ管理方法が提供される。このエネルギ管理方法は、電気駆動システム速度信号に少なくとも部分的に基づいて第１のＡＣ駆動装置及び第２のＡＣ駆動装置の内の少なくとも一方を作動(enable)する段階を含む。前記エネルギ管理方法は、第１のエネルギ蓄積ユニット及び第２のエネルギ蓄積ユニットの内の少なくとも一方を作動する段階を含む。前記エネルギ管理方法は、電気駆動システム内の電力流路を制御するために電力変換システムへ電力制御信号を送る段階を含む。前記電力流路の制御には、前記電力変換システムの第１の端子及び第２の端子の内の少なくとも一方によって入力電力を受け取り又は供給すること、及び前記電力変換システムの第３の端子及び第４の端子の内の少なくとも一方によって出力電力を供給し又は受け取ることを含む。

本発明のこれらの及び他の特徴、面及び利点は、添付の図面を参照した以下の詳しい説明を読めばより良く理解されよう。図面においては、図面全体にわたって同様な参照符号は同様な部品を表す。

図１は、本発明の模範的な実施形態に従った２つの負荷を駆動するための推進システムに適用される電気駆動システムのブロック図である。 図２は、本発明の模範的な実施形態に従った単一の負荷を駆動するための推進システムに適用される電気駆動システムのブロック図である。 図３は、本発明の模範的な実施形態に従った電気車両（ＥＶ）システムに適用される電気駆動システムのブロック図である。 図４は、本発明の模範的な実施形態に従ったＥＶシステムに適用される並列結合の２つの別々の電力変換装置を持つ電気駆動システムのブロック図である。 図５は、本発明の模範的な実施形態に従ったＥＶシステムに適用される直列結合の２つの別々の電力変換装置を持つ電気駆動システムのブロック図である。 図６は、本発明の模範的な実施形態に従った電気駆動システム内の電力の流れを制御するためのエネルギ管理方法の流れ図である。 図７は、本発明の模範的な実施形態に従った図６に示された、第１のＡＣ駆動装置及び第２のＡＣ駆動装置の両方を作動するかどうかを決定する段階の詳しい流れ図である。 図８は、本発明の模範的な実施形態に従った図６に示された、トルク分配ユニットにより２つのトルク制御信号を計算する段階の詳しい流れ図である。 図９は、本発明の模範的な実施形態に従った図８で用いられるＡＣ牽引システムのトルク対速度波形のグラフである。 図１０は、本発明の模範的な実施形態に従った図６に示された、第１のエネルギ蓄積ユニット及び第２のエネルギ蓄積ユニットの内の少なくとも一方を作動する段階の詳しい流れ図である。

これらの実施形態の説明を簡潔にするために、実際の具現化手段の全ての特徴は１つ以上の特定の実施形態において記述していない。ここで、任意の工業又は設計計画におけるように、任意のこのような実際の具現化手段の開発において、開発者の特定の目標を達成するために、具現化手段によって変わり得るシステム関連及び事業関連の制約の順守のような多数の具現化手段特有の決定を行わなければならないことを理解されたい。また更に、このような開発努力は、複雑で時間がかかることがあるが、それにも拘わらず、この開示内容を利用する通常の技術者にとって設計、製作及び製造についての日常的な仕事であることを理解されたい。

特に別段に定義しない限り、本書で用いられる技術的及び科学的用語は、本書に開示の技術分野における通常の技術者によって普通に理解されるのと同じ意味を持つ。本書で用いられる「第１」、「第２」、「第３」、「第４」などの用語は、何らかの順序や品質や重要性を表しているものではなく、むしろ一要素を別の要素から区別するために用いている。また、「或る」などの数を特記していない用語は量を制限するものではなく、むしろ記載した項目が少なくとも１つ存在していることを表す。用語「又は」は、排他的なものではなく、列挙した項目のいずれか１つ、幾つか又は全てを含むことを意味する。また用語「含む」、「有する」又は「持つ」及びそれらの変形は、列挙した項目及びそれらと等価なもの並びに追加の項目を包含することを意味する。

本書で用いられる用語「できる」、「可能である」、「してもよい」、「であってよい」等の用語は、一連の状況内での発生又は生起の可能性、及び／又は特定の属性、特性又は機能の所有を表し、及び／又は別の動詞を修飾して、その動詞に関連した能力、素質又は可能性の１つ以上を表す。従って、用語「できる」、「可能である」、「してもよい」、「であってよい」等の使用により、修飾された用語が、示されたキャパシティ、機能又は利用法にとって明らかに適切であり、可能であり、又は適していることを表しており、また、状況によっては、修飾された用語が、適切でない、可能でない、又は適していないことがあり得ることを考慮する。例えば、状況によっては、所与の事象又はキャパシティが期待され得るが、他の状況では、その事象又はキャパシティが生じないことがある。この区別は、用語「できる」、「可能である」、「してもよい」、「であってよい」等によって捕捉される。

図１は、本発明の模範的な実施形態に従った２つの負荷を駆動するための推進システム（図示せず）に適用される電気駆動システム１０のブロック図を例示する。推進システムは、例えば、フォークリフト・システム又はクレーン・システムを含むことができる。電気駆動システム１０は、ＥＳＳ１１、電力変換システム１３、ＡＣ牽引システム１５、及びエネルギ管理システム（ＥＭＳ）１７を含む。或る実施形態では、電力変換システム１３は、ＥＳＳ１１から発生されたＤＣ電力を、ＡＣ牽引システム１５に供給される別のＤＣ電力へ変換するように構成される。或る実施形態では、電力変換システム１３は、ＡＣ牽引システム１５から発生されたＤＣ電力を、ＥＳＳ１１を充電するための別のＤＣ電力へ変換するように構成される。

ＥＭＳ１７は、ＥＳＳ１１、電力変換システム１３及びＡＣ駆動システム１５と電気通信するように配置構成される。或る実施形態では、ＥＭＳ１７は、ＡＣ牽引システム１５のための必要なＤＣ電力を供給するように電力変換システム１３を作動するための電力制御信号１７１を送るように構成することができる。或る実施形態では、ＥＭＳ１７は、ＥＳＳ１１を充電するための必要なＤＣ電力を供給するように電力変換システム１３を作動するための電力制御信号１７１を送るように構成することができる。或る実施形態では、ＥＭＳ１７は、１つ以上の指令信号（例えば、電気駆動システム速度信号２５）に従ってトルク制御信号１７３をＡＣ牽引システム１５へ送るように構成して、ＡＣ牽引システム１５が負荷システム３１へ必要な機械的トルクを供給できるようにすることができる。

或る実施形態では、ＥＳＳ１１は、第１の電力を供給し又は受け取るための第１のエネルギ蓄積ユニット１２と、第２の電力を供給し又は受け取るための第２のエネルギ蓄積ユニット１４とを含む。或る実施形態では、ＥＳＳ１１は３つ以上のエネルギ蓄積ユニットを含むことができる。或る実施形態では、ＡＣ牽引システム１５は、第１の機械的トルクを供給し又は受け取るための第１のＡＣ駆動装置２０と、第２の機械的トルクを供給し又は受け取るための第２のＡＣ駆動装置２２とを含む。或る実施形態では、ＡＣ牽引システム１５は３つ以上のＡＣ駆動装置を含むことができる。

電力変換システム１３は電力変換装置１８を含む。電力変換装置１８は、第１のエネルギ蓄積ユニット１２に電気的に結合された第１の端子２４、第２のエネルギ蓄積ユニット１４に電気的に結合された第２の端子２６、第１のＡＣ駆動装置２０に電気的に結合された第３の端子２８、及び第２のＡＣ駆動装置２２に電気的に結合された第４の端子３０を含む。或る実施形態では、電力変換装置１８は５つ以上の端子を含むことができる。

電気駆動システム１０が電気駆動モードで動作しているとき、或る実施形態では、第１の端子２４は、第１のエネルギ蓄積ユニット１２から第１の入力電力を受け取るように構成することができ、また第２の端子２６は、第２のエネルギ蓄積ユニット１４から第２の入力電力を受け取るように構成することができる。或る実施形態では、電力変換装置１８は、受け取った第１の入力電力及び第２の入力電力について電力変換を遂行して、第３の端子２８に第１の出力電力を供給し、且つ第４の端子３０に第２の出力電力を供給するように構成される。第１の出力電力は第１のＡＣ駆動装置２０へ供給することができ、且つ第２の出力電力は第２のＡＣ駆動装置２２へ供給することができる。

電気駆動システム１０が回生又は制動モードで動作しているとき、或る実施形態では、第３の端子２８は、第１のＡＣ駆動装置２０から第１の入力電力を受け取るように構成することができ、また第４の端子３０は、第２のＡＣ駆動装置２２から第２の入力電力を受け取るように構成することができる。或る実施形態では、電力変換装置１８は、受け取った第１の入力電力及び第２の入力電力について電力変換を遂行して、ＥＳＳ１１（例えば、第１のエネルギ蓄積ユニット１２）を充電するための第１の出力電力を第１の端子２４に供給し、且つＥＳＳ１１（例えば、第２のエネルギ蓄積ユニット１４）を充電するための第２の出力電力を第２の端子２６に供給するように構成される。

電力変換システム１３は、第１のエネルギ蓄積ユニット１２と第２のエネルギ蓄積ユニット１４との間に電力流路を選択的に提供するために、第１のエネルギ蓄積ユニット１２と第２のエネルギ蓄積ユニット１４との間に電気的に結合された事前充電用スイッチング装置１６を含むことができる。或る実施形態では、該電力流路は一方向とすることができ、その結果、第１のエネルギ蓄積ユニット１２は、第２のエネルギ蓄積ユニット１４を充電するために一方向電力流路を介して電力を供給することができる。或る実施形態では、電力流路は双方向とすることができ、その結果、双方向電力流路を介して、第１のエネルギ蓄積ユニット１２と第２のエネルギ蓄積ユニット１４との間で電力を伝送することが可能である。

負荷システム３１は、第１のＡＣ駆動装置２０に結合された第１の負荷２７と、第２のＡＣ駆動装置２２に結合された第２の負荷２９とを含むことができる。或る実施形態では、第１の負荷２７及び第２の負荷２９は、第１のＡＣ駆動装置２０から第１の機械的トルク及び第２のＡＣ駆動装置２２から第２の機械的トルクをそれぞれ受け取ることができる。或る実施形態では、電気駆動システム１０が回生又は制動モードで動作するとき、第１の負荷２７及び第２の負荷２９は、第１の機械的トルク及び第２の機械的トルクを第１のＡＣ駆動装置２０及び第２のＡＣ駆動装置２２へそれぞれ供給することができる。この場合、第１及び第２の機械的トルクは、それぞれ第１及び第２のＡＣ駆動装置２０及び２２によって、ＥＳＳ１１を充電するための電力へ変換することができる。

少なくとも２つのエネルギ蓄積ユニットの組合せにより、少なくとも１つの電力供給又は受取り行為を適切な態様で行って、電力の利用を改善し且つＥＳＳの寿命を延長させることができる。また、少なくとも２つのＡＣ駆動装置の組合せにより、少なくとも１つの電力変換行為を融通性のある態様で行って、電気駆動システムの効率を改善することができる。

図２は、本発明の模範的な実施形態に従った単一の負荷２３を駆動するための推進システム（図示せず）に適用される電気駆動システム５０のブロック図を例示する。推進システムには、ＥＶシステム及びエレベータ・システムを含むことができる。電気駆動システム５０は、図１に示された電気駆動システム１０と同様であって、ＥＳＳ１１、電力変換システム１３、ＡＣ牽引システム１５及びＥＭＳ１７を含む。従って、ＥＳＳ１１、電力変換システム１３、ＡＣ牽引システム１５及びＥＭＳ１７についての詳しい説明は、ここでは省略する。或る実施形態では、電気駆動システム５０は、ＡＣ牽引システム１５と負荷２３との間に機械的に結合された動力分割装置１９を含む。

動力分割装置１９は、第１の機械端子３２、第２の機械端子３４及び第３の機械端子３６を含む。第１の機械端子３２は、第１の機械的トルクを受け取り又は供給するために第１のＡＣ駆動装置２０に機械的に結合される。第２の機械端子３４は、第２の機械的トルクを受け取り又は供給するために第２のＡＣ駆動装置２２に機械的に結合される。第３の機械端子３６は、第３の機械的トルクを受け取り又は供給するために負荷２３に機械的に結合される。或る実施形態では、動力分割装置１９は、ＡＣ牽引システム１５によって供給された機械的トルクを負荷２３へ伝達するために１つ以上の歯車３５を含む。

或る実施形態では、推進システムが重い負荷を駆動しているとき、第１の機械端子３２が第１のＡＣ駆動装置２０から第１の機械的トルクを受け取り、また第２の機械端子３４が第２のＡＣ駆動装置２２から第２の機械的トルクを受け取って、第３の機械端子３６が第３の機械的トルクを負荷２３へ供給する。第３の機械的トルクは、動力分割装置１９による第１の機械的トルクと第２の機械的トルクとの組合せである。

或る実施形態では、推進システムが回生又は制動モードで動作しているとき、第３の機械端子３６が負荷２３から第３の機械的トルクを受け取って、第１の機械端子３２が第１の機械的トルクを第１のＡＣ駆動装置２０へ供給し、また第２の機械端子３４が第２の機械的トルクを第２のＡＣ駆動装置２２へ供給する。第１の機械的トルク及び第２の機械的トルクは、動力分割装置１９によって第３の機械的トルクから分割されたものである。そこで、第１の機械的トルク及び第２の機械的トルクは、ＡＣ牽引システム１５によって、ＥＳＳ１１を充電するための電力へ変換することができる。

或る実施形態では、推進システムが軽い負荷を駆動しているとき、第１の機械端子３２が第１のＡＣ駆動装置２０から第１の機械的トルクを受け取り、また第２の機械端子３４が第２のＡＣ駆動装置２２から第２の機械的トルクを受け取って、第３の機械端子３６が第３の機械的トルクを負荷２３へ供給する。第２の機械的トルク及び第３の機械的トルクは、動力分割装置１９によって第１の機械的トルクから分割される。第２の機械的トルクは、第２のＡＣ駆動装置２２によって、ＥＳＳ１１を充電するための電力へ変換することができる。

或る実施形態では、電気駆動システム５０は随意選択による伝動装置２１を含むことができる。伝動装置２１は、ＡＣ牽引システム１５の速度を電気駆動システム速度と整合させるためにＡＣ牽引システム１５と動力分割装置１９との間に機械的に結合することができる。

或る実施形態では、伝動装置２１は、第１のＡＣ駆動装置２０と動力分割装置１９の第１の機械端子３２との間に機械的に結合することができる。或る実施形態では、伝動装置２１は、第２のＡＣ駆動装置２２と動力分割装置１９の第２の機械端子３４との間に機械的に結合することができる。或る実施形態では、伝動装置２１は、ＡＣ牽引システム１５の出力速度が推進システムの要件を満たしている場合は除去することができる。

電気駆動システムの重量、サイズ及びコストは、適切なエネルギ蓄積ユニット、適切なＡＣ駆動装置、並びにエネルギ蓄積ユニットとＡＣ駆動装置との適切な組合せを選択することによって、減少させることができる。

或る実施形態では、ＥＳＳ１１は、第１のエネルギ蓄積ユニット１２及び第２のエネルギ蓄積ユニット１４としてそれぞれ使用される蓄電池及び別の蓄電池を含むことができる。或る実施形態では、ＥＳＳ１１は、第１のエネルギ蓄積ユニット１２及び第２のエネルギ蓄積ユニット１４としてそれぞれ使用される蓄電池及び超コンデンサを含むことができる。或る実施形態では、ＥＳＳ１１は、フライホイール蓄電池のような他の種類のエネルギ源を含むことができる。

或る実施形態では、ＡＣ牽引システム１５は、第１のＡＣ駆動装置２０及び第２のＡＣ駆動装置２２としてそれぞれ使用される誘導電動機（ＩＭ）及び別のＩＭを含むことができる。或る実施形態では、ＡＣ牽引システム１５は、第１のＡＣ駆動装置２０及び第２のＡＣ駆動装置２２としてそれぞれ使用されるＩＭ及び内部永久磁石電動機（ＩＰＭ）を含むことができる。或る実施形態では、ＡＣ牽引システム１５は他の種類のＡＣ電動機を含むことができる。

図３は、本発明の模範的な実施形態に従ったＥＶシステム（図示せず）に適用される電気駆動システム１００のブロック図を例示する。電気駆動システム１００は、ＥＳＳ１０２、電力変換システム１０４、ＡＣ牽引システム１０６、ＥＭＳ１０８、動力分割装置１２２、及び伝動装置１１９を含む。

或る実施形態では、ＥＳＳ１０２は蓄電池１０１及び超コンデンサ１０３を含む。ＡＣ牽引システム１０６は第１のＡＣ駆動装置１１６及び第２のＡＣ駆動装置１１８を含む。第１のＡＣ駆動装置１１６は第１のＤＣ／ＡＣインバータ１１１及びＩＭ１１５を含む。第２のＡＣ駆動装置１１８は第２のＤＣ／ＡＣインバータ１１３及びＩＰＭ１１７を含む。或る実施形態では、単一の電力変換装置１０７が使用され、これは、図１に示された電力変換装置１８において詳しく説明されたものである。

電気駆動システム１００内には幾つかの電力流路を形成することができる。或る実施形態では、蓄電池１０１は、電力を電力変換システム１０４に供給するように作動することができ、次いで電力変換システム１０４は、変換された電力をＩＭ１１５及びＩＰＭ１１７の内の少なくとも一方へ供給し、これによって少なくとも第１の電力流路が形成される。或る実施形態では、超コンデンサ１０３は、電力を電力変換システム１０４に供給するように作動することができ、次いで電力変換システム１０４は、変換された電力をＩＭ１１５及びＩＰＭ１１７の内の少なくとも一方へ供給し、これによって少なくとも第２の電力流路が形成される。

或る実施形態では、ＩＭ１１５及びＩＰＭ１１７の内の少なくとも一方の機械的トルクが先ず電力へ変換され、次いでその電力は、蓄電池１０１及び超コンデンサ１０３の内の少なくとも一方を充電するために電力変換システム１０４を介して伝送することができ、これによって少なくとも第３の電力流路が形成される。或る実施形態では、蓄電池１０１は、超コンデンサ１０３を充電するために電力を事前充電用スイッチング装置１０５を介して伝送することができ、これによって少なくとも第４の電力が形成される。

蓄電池１０１及び超コンデンサ１０３の内の少なくとも一方を充電するために融通性のある充電方策を具現化することができる。例えば、或る実施形態では、超コンデンサ１０３を、ＩＭ１１５により発生されて単一の電力変換装置１０７によって変換された電力で充電することが可能である。これは、事前充電用スイッチング装置１０５を使用することにより超コンデンサ１０３を充電する従来の充電方策とは異なる。或る実施形態では、ＥＭＳ１０８は、ＩＭ１１５及びＩＰＭ１１７を別々に制御するための分離アルゴリズムを具現化することができる。

図４は、本発明の模範的な実施形態に従ったＥＶシステム（図示せず）に適用される並列に結合された第１の電力変換装置２０７及び第２の電力変換装置２０９を持つ電気駆動システム２００のブロック図を例示する。或る実施形態では、動力分割装置１２１が、ＡＣ牽引システム１０６によって供給される機械的トルクを負荷１２３へ伝達するために１つ以上の遊星歯車装置３７を含むことができる。

或る実施形態では、第１の電力変換装置２０７は第１の端子２３１及び第３の端子２３５を含む。第２の電力変換装置２０９は第２の端子２３３及び第４の端子２３７を含む。

或る実施形態では、ＩＭ１１５からの電力を、電力変換システム２０４により間接的に事前充電用スイッチング装置１０５を介して超コンデンサ１０３へ伝送することができ、また、ＩＰＭ１１７からの電力を、電力変換システム２０４により超コンデンサ１０３へ伝送することができる。

第３の端子２３５及び第４の端子２３７における出力ＤＣ電圧が異なっていることに起因して、第１の電力変換装置２０７及び第２の電力変換装置２０９を別々に制御することによって、２つのＡＣ電動機１１５及び１１７の分離制御を管理することができる。

超コンデンサ１０３を充電するために幾つかの充電経路を具現化することができる。或る実施形態では、蓄電池１０１は、超コンデンサ１０３を充電するために、事前充電用スイッチング装置１０５を介して電力を供給することができる。或る実施形態では、ＩＭ１１５は、超コンデンサ１０３を充電するために、第１の電力変換装置２０７及び事前充電用スイッチング装置１０５を介して電力を供給することができる。或る実施形態では、ＩＰＭ１１７は、超コンデンサ１０３を充電するために、第２の電力変換装置２０９を介して電力を供給することができる。或る実施形態では、ＩＭ１１５から供給された機械的トルクの少なくとも一部は、ＩＰＭ１１７及び第２の電力変換装置２０９を介して電力へ変換することができ、この結果、超コンデンサ１０３を充電することができる。

図５は、本発明の模範的な実施形態に従ったＥＶシステム（図示せず）に適用される直列に結合された第１の電力変換装置３０７及び第２の電力変換装置３０９を持つ電気駆動システム３００のブロック図を例示する。

第１の電力変換装置３０７は、第１の端子３３１、第２の端子３３３、及び第３の端子３３５を含む。或る実施形態では、第３の端子３３５は、第２のＡＣ駆動装置１１８及び第２の電力変換装置３０９に電気的に結合される。第２の電力変換装置３０９は、第１の電力変換装置３０７の第３の端子３３５に電気的に結合された入力端子３３７、及び第１のＡＣ駆動装置１１６に電気的に結合された出力端子３３９を含む。或る実施形態では、電力流路がまた、図３について説明されたものと同様な融通性のある態様で具現化され得る。

第３の端子３３５及び出力端子３３９における出力ＤＣ電圧が異なっていることに起因して、第１の電力変換装置３０７及び第２の電力変換装置３０９を別々に制御することによって、ＩＭ１１５及びＩＰＭ１１７の分離制御を達成することができる。

或る実施形態では、第２の電力変換装置３０９は第２のＡＣ駆動装置１１８に結合される。或る実施形態では、電力変換システム３０４はより多くの別々の電力変換装置を含むことができ、これらの別々の電力変換装置を融通性のある態様で接続できる。

図６は、本発明の模範的な実施形態に従った電気駆動システム内の電力の流れを制御するためのエネルギ管理方法６００の流れ図を例示する。方法６００の少なくとも幾つかのブロックは、コンピュータ読取り可能な記憶媒体に記憶されたソフトウエア命令でプログラムすることができ、それらの命令は、プロセッサによって実行されたとき、方法６００の様々な段階を遂行する。コンピュータ読取り可能な記憶媒体は、任意の方法及び技術で具現化される揮発性又は非揮発性で且つ取外し可能な又は固定の媒体を含むことができる。コンピュータ読取り可能な記憶媒体としては、限定するものではないが、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュ・メモリ又は他の技術のメモリ、ＣＤ−ＲＯＭ、ディジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）又は他の光学記憶装置、磁気カセット、磁気テープ、磁気ディスク装置又は他の磁気記憶装置、或いは、所望の情報を記憶することができ且つ命令実行システムによってアクセスすることのできる任意の他の持続性媒体が挙げられる。

或る実施形態では、方法６００はブロック６０１で開始することができ、そのとき、測定された電気駆動システム速度Ｖspeed を受け取る。次いで、或る実施形態では、プロセスはブロック６０３へ進んで、所要の電力Ｐreq が全トルク要求信号Ｔtotal とＶspeed とによって計算される。次いで、プロセスはブロック６０５へ進む。

ブロック６０５において、Ｖspeed に少なくとも部分的に基づいて第１のＡＣ駆動装置２０及び第２のＡＣ駆動装置２２の内の少なくとも一方を作動する決定を行う。或る実施形態では、推進システムは、Ｖspeed に少なくとも部分的に基づいて正規モードで動作することができる。正規モードは、始動モード、加速又は登坂モード、クルーズ・モード、及び回生又は制動モードを含むことができる。或る実施形態では、推進システムは、測定された電流信号又は電圧信号に従って故障許容モードで動作することができる。

或る実施形態では、動作モード及びＰreq に少なくとも部分的に基づいて、動作しているＡＣ駆動装置及び該ＡＣ駆動装置内のＡＣ電動機の動作態様（例えば、電動機動作(motoring)、発電動作）を決定する。第１のＡＣ駆動装置２０及び第２のＡＣ駆動装置２２の両方が作動される場合、プロセスはブロック６０７へ進み、またそうでない場合は、プロセスはブロック６０９へ進む。

ブロック６０７において、全トルク要求信号Ｔtotal を第１のトルク指令信号及び第２のトルク指令信号に分配するためにトルク分配ユニットで幾つかの最適化アルゴリズムを実施することができる。第１のトルク指令信号は第１のＡＣ駆動装置２０に供給され、また第２のトルク指令信号は第２のＡＣ駆動装置２２に供給される。次いで、プロセスはブロック６０９へ進む。

ブロック６０９において、動作しているＡＣ駆動装置及び電力変換システムの構造に少なくとも部分的に基づいて、第１のエネルギ蓄積ユニット１２及び第２のエネルギ蓄積ユニット１４の内の少なくとも一方を作動する決定を行う。或る実施形態では、第１及び第２のエネルギ蓄積ユニットの動作態様（例えば、充電、放電）が決定される。

或る実施形態では、動作するエネルギ蓄積ユニットを決定するための原理は、第１のエネルギ蓄積ユニット１２を一次電力供給装置として動作させ、且つ第２のエネルギ蓄積ユニット１４を補助手段として動作させることである。或る実施形態では、第１のエネルギ蓄積ユニット１２は第１のＡＣ駆動装置２０へ電力を供給し、また第２のエネルギ蓄積ユニット１４は第２のＡＣ駆動装置２２へ電力を供給する。

或る実施形態では、第２のエネルギ蓄積ユニット１４は、第１のエネルギ蓄積ユニット１２のみがその充電／放電特性の制約に起因して所要の電力Ｐreq を供給し損なうことがあったときに素速く付加的な電力Ｐreq を供給する。或る実施形態では、第２のエネルギ蓄積ユニット１４が付加的な電力を供給し損なったとき、必要とされる電力を供給するために第１のエネルギ蓄積ユニット１２に依存することが可能である。

或る実施形態では、推進システムが回生又は制動モードで動作しているとき、第１のＡＣ駆動装置２０及び第２のＡＣ駆動装置２２によって供給される電力を、第２のエネルギ蓄積ユニット１４の充電のために部分的に用いることができる。次いで、プロセスはブロック６１１へ進む。

ブロック６１１において、電力変換プロセスを制御するために、作動されたＡＣ駆動装置及び作動されたエネルギ蓄積ユニットに少なくとも部分的に基づいて電力制御信号１７１が決定される。それらの電力制御信号１７１は以下の説明によって得ることができる。

電力をＥＳＳ１１から発生して、ＡＣ牽引システム１５へ供給することができる。或る実施形態では、第１の端子２４で受け取った第１の入力電力を、第３の端子２８における第１の出力電力及び第４の端子３０における第２の出力電力へ変換することができる。

或る実施形態では、第２の端子２６で受け取った第２の入力電力を、第３の端子２８における別の第１の出力電力及び第４の端子３０における別の第２の出力電力へ変換することができる。

或る実施形態では、第１の端子２４で受け取った第１の入力電力及び第２の端子２６で受け取った第２の入力電力を、第３の端子２８における別の第１の出力電力及び第４の端子３０における別の第２の出力電力へ変換することができる。

次いで、第３の端子２８及び第４の端子３０で受け取った電力は、動作するＡＣ駆動装置に基づいてＡＣ牽引システム１５へ選択的に供給される。

電力をＡＣ牽引システム１５により発生して、ＥＳＳ１１を充電するために使用することができる。或る実施形態では、第１のＡＣ駆動装置２０内の第１のＡＣ電動機を発電機として動作させたとき、第１のＡＣ駆動装置２０により発生された電力はＥＳＳ１１を充電するために使用することができる。この電力は、電力変換装置１８から直接に、又は電力変換装置１８から事前充電装置１６を介して間接的に第２のエネルギ蓄積ユニット１４へ供給することが可能である。

或る実施形態では、第２のＡＣ駆動装置２２内の第２のＡＣ電動機を発電機として動作させたとき、第２のＡＣ駆動装置２２により発生された電力は電力変換装置１８を介して間接的にＥＳＳ１１へ供給することができる。

或る実施形態では、第１のＡＣ駆動装置２０内の第１のＡＣ電動機が電動機として作動され且つ第２のＡＣ駆動装置２２内の第２のＡＣ電動機が発電機として作動されたとき、第１のＡＣ駆動装置２０からの機械的トルクを、動力分割装置１９によって、第１の機械的トルク及び第２の機械的トルクに分割することができる。第１の機械的トルクは負荷２３へ供給され、また第２の機械的トルクは電力へ変換されて、電力変換装置１８を介して第２の蓄積ユニット１４を充電する。

或る実施形態では、第１のエネルギ蓄積ユニット１２から発生された電力を、事前充電用スイッチング装置１６を介して第２のエネルギ蓄積ユニット１４へ供給することができる。次いで、プロセスはブロック６１３へ進む。ブロック６１３において、電力制御信号１７１が、エネルギ蓄積システム１１と電力変換システム１３とＡＣ牽引システム１５との間での電力の流れを制御するために使用される。次いで、プロセスはブロック６１５へ進み、トルク制御信号１７３が、負荷２３を駆動するための所望のトルクを出力するためにＡＣ牽引システム１５へ供給される。

上述のプロセスは、様々なやり方で変更することができる。或る実施形態では、ブロック６０１の前に追加のブロックを含むことができ、この追加のブロックでは、第２の蓄積ユニット１４の電流、電圧又は電力Ｐesu2に従って事前充電プロセスを作動すべきかどうか確かめる決定を行う。或る実施形態では、Ｐesu2＜Ｐ2 （ここで、Ｐ2 は、第２のエネルギ蓄積ユニットを充電する必要がある閾値を表す所定の値である）であるとき、事前充電プロセスを作動する。それ以外の場合、事前充電プロセスは動作不能にする。

或る実施形態では、事前充電プロセスの機能は、推進システムが作動される前に開始される。事前充電プロセスは、事前充電用スイッチング装置１６を介して第１のエネルギ蓄積ユニット１２から第２のエネルギ蓄積ユニット１４を充電することを含み、事前充電用スイッチング装置１６は、必要とされたときに第２のエネルギ蓄積ユニット１４が充分な電力を素速く供給できるように保証することができる。次いで、プロセスはブロック６０１へ進む。

図７は、本発明の模範的な実施形態に従った図６に示された、ＥＶシステム内の第１のＡＣ駆動装置及び第２のＡＣ駆動装置の両方を作動するかどうかを決定する段階の詳しい流れ図を例示する。この詳しい流れ図は、図３に示された構造に基づくものである。しかしながら、当該分野における通常の技術者には、本書に開示された方法を他の推進システムに適用することができよう。

或る実施形態では、流れ図７００はブロック７０１で開始することができ、もしＥＶシステムが故障して、測定された電流信号又は電圧信号の内の少なくとも１つが所定の値を超えた場合、ＥＶシステムは、ブロック７０５で示されているように故障許容モードで動作する。そうでない場合は、ＥＶシステムは、ブロック７０３で示されているように正規モードで動作する。

ＥＶシステムが故障許容モードで動作するとき、蓄電池１０１、超コンデンサ１０３、ＩＭ１１５、及びＩＰＭ１１７の内の少なくとも１つが故障している。正常な部品を、簡略化した電気駆動システムとして再構成することができる。

或る実施形態では、蓄電池１０１及び超コンデンサ１０３の内の一方と、ＩＭ１１５及びＩＰＭ１１７の両方とが再構成される。或る実施形態では、蓄電池１０１及び超コンデンサ１０３の両方と、ＩＭ１１５及びＩＰＭ１１７の内の一方とが再構成される。或る実施形態では、蓄電池１０１及び超コンデンサ１０３の内の一方と、ＩＭ１１５及びＩＰＭ１１７の内の一方とが再構成される。従って、ＥＶシステムは、故障許容能力及び信頼性を持つ故障許容モードで安全な方法で停止させることができる。

ＥＶシステムが正規モードで動作するとき、ブロック７０７で車両速度Ｖspeed を受け取り、ブロック７０９でＶspeed 及びＴtotal によりＰreq を計算した後、プロセスは４つの枝路７０２、７０４、７０６及び７０８へ分岐する。４つの枝路では、動作するＡＣ電動機及び動作態様を決定する。指標｛１｝を、ＩＭ１１５が作動されることを表すために使用し、また指標｛２｝を、ＩＰＭ１１７が作動されることを表すために使用し、また指標｛１，２｝を、ＩＭ１１５及びＩＰＭ１１７の両方が作動されることを表すために使用する。

枝路７０２において、ＥＶシステムは始動モード７１１で動作し、このときＶspeed がほぼ０から増大する。始動モードでは、ブロック７１９において、ＩＰＭ１１７がＰreq に対応することができるかどうか確かめる判定を行い、肯定(Yes) である場合は、プロセスはブロック７２３ヘ進む。ブロック７２３では、ＩＰＭ１１７が、Ｐreq に対応する必要な機械的トルクを供給するために電動機として作動される。否定(No)である場合は、プロセスはブロック７２５ヘ進む。ブロック７２５では、ＩＭ１１５が、Ｐreq に対応する必要な機械的トルクを供給するために電動機として作動される。

枝路７０４において、ＥＶシステムは加速又は登坂モード７１３で動作し、このときＶspeed が或る期間にわたって急激に増大するように変化する。加速又は登坂モードでは、プロセスはブロック７２７へ進み、そこで、ＩＭ１１５及びＩＰＭ１１７が、Ｐreq に対応する必要な機械的トルクを供給するために電動機として作動される。

枝路７０６において、ＥＶシステムはクルーズ・モード７１５で動作し、このときＶspeed が小さな範囲内で変動する。クルーズ・モードでは、プロセスはブロック７２９へ進み、そこでＩＭ１１５及びＩＰＭ１１７の内の少なくとも一方が、Ｐreq に対応する必要な機械的トルクを供給するために電動機として作動される。

枝路７０８において、ＥＶシステムは回生又は制動モード７１７で動作し、このときＶspeed が或る期間にわたって急激に減少するように変化する。回生又は制動モードでは、プロセスはブロック７３１へ進み、そこで、ＩＭ１１５及びＩＰＭ１１７が発電機として作動される。

図８は、本発明の模範的な実施形態に従った図６に示された、ＥＶシステム内のトルク分配ユニットを介して２つのトルク制御信号を計算する段階の詳しい流れ図である。ブロック８０１において、Ｔtotal のような少なくとも１つの信号を受け取る。ブロック８０３において、「Ｍtorque1 」と呼ぶ第１のＡＣ電動機トルク信号及び「Ｍtorque2 」と呼ぶ第２のＡＣ電動機トルク信号を受け取る。ブロック８０５において、「Ｍspeed1」と呼ぶ第１のＡＣ電動機速度信号及び「Ｍspeed2」と呼ぶ第２のＡＣ電動機速度信号を受け取る。

ブロック８０７において、「Ｔtorque1 」と呼ぶ第１のトルク指令信号及び「Ｔtorque2 」と呼ぶ第２のトルク指令信号をトルク分配ユニットにより計算する。トルク分配ユニットは、上述のＥＭＳ１７によって実施することのできるソフトウエアとして具現することができる。或る実施形態では、Ｔtotal は、適切なトルク分配アルゴリズムにより、第１のＡＣ電動機（例えば、ＩＭ１１５）によって、又は第２のＡＣ電動機（例えば、ＩＰＭ１１７）によって、或いは第１及び第２のＡＣ電動機の両方によって供給することができる。

或る実施形態では、Ｔtorque1 及びＴtorque2 は、図９に示されているような第１及び第２のＡＣ電動機のトルク供給能力に少なくとも部分的に基づいている固定比例アルゴリズムにより計算することができる。波形９０１及び９０５は、第１及び第２のＡＣ電動機（例えば、ＩＭ１１５及びＩＰＭ１１７）のトルク供給能力を示す。第１及び第２のＡＣ電動機の内の一方がＴtotal の要求を満たすことが可能であることが好ましく、そうでない場合は、他方のＡＣ電動機が下記の式に従って追加のトルクを供給するように働く。

ａＴtorque1 ＝Ｔtotal （０≦ａ≦１） （１）
ｂＴtorque1 ＝Ｔtotal （０≦ｂ≦１） （２）
ａ＋ｂ＝１ （３）。

ここで、ａ及びｂは、２つの変数であり、或る実施形態では、一群の固定値を含むことができる。ａ＝０，ｂ＝１であるとき、第１のＡＣ電動機１１５自体がＴtotal を供給し、またａ＝１，ｂ＝０であるとき、第２のＡＣ電動機１１７自体がＴtotal を供給する。或る実施形態では、ａ及びｂは、幾つかの群の固定値を含むことができ、その結果、最適なトルク分配方法を具現化することができる。

或る実施形態では、Ｔtotal は、「Ｔaverage 」と呼ぶ平均トルク及び「Ｔpeak」と呼ぶピーク・トルクに分配することができる。Ｔtorque1 及びＴtorque2 は、Ｔaverage 及びＴpeakにそれぞれ等しい。例えば、ピーク・トルクは、特に、急速な加速の場合に必要とされる。第１及び第２のＡＣ電動機の内の一方は、急速且つ安定な応答でピーク・トルクを供給できることが好ましい。

図９に示されているように、第１のＡＣ電動機は、狭い速度範囲内で比較的大きなトルクを供給でき、また第２のＡＣ電動機は、広い速度範囲内で比較的小さいトルクを供給できる。或る実施形態では、第２のＡＣ電動機は、オン・オフ動作可能な補助手段として使用される。基本的には、アルゴリズムは下記の式に従う。

Ｔtotal ＝Ｔaverage ＋Ｔpeak （４）
Ｔtorque1 ＝Ｔaverage （５）
Ｔtorque2 ＝Ｔpeak （６）。

或る実施形態では、Ｔtorque1 及びＴtorque2 は、図９に示されている第１及び第２のＡＣ電動機の高効率区域９０３及び９０７に従ってシステム効率を最大化するアルゴリズムにより計算することができる。第１及び第２のＡＣ電動機の両方は、第１のＡＣ電動機を補助するように第２のＡＣ電動機を使用することによって、各電動機自体のそれぞれの高効率区域で動作できることが好ましい。或る実施形態では、伝動装置２１が動作点を変えるために使用され、これはＭspeed1を変えることによって具現できる（例えば、波形９１３、９１５）。

或る実施形態では、Ｍspeed1 及びＭspeed2 が固定の値であるとき、第１及び第２のＡＣ電動機の動作点は、高効率区域９０３及び９０７の範囲内で波形９０９及び９１１とともに移動することができる。これによって、全損失を最小にすることが可能である。そのアルゴリズムは、下記の式に従って決定することができる。

Ｔtorque1 ＋Ｔtorque2 ＝Ｔtotal （７）
Ｐloss1 ＋Ｐloss2 ＝ｍｉｎ （８）。

ここで、Ｐloss1 及びＰloss2 は、それぞれ第１及び第２のＡＣ電動機の電力損失である。この方法は、電動機速度Ｍspeed1及びＭspeed2に少なくとも部分的に基づいて全損失を低減するために第１のＡＣ駆動装置２０及び第２のＡＣ駆動装置２２内の各ＡＣ電動機の効率マップに従って２つのＡＣ電動機の高効率区域を定義するルックアップ・テーブルをチェックすることにより機能する。

図１０は、本発明の模範的な実施形態に従った図６に示された、第１のエネルギ蓄積ユニット及び第２のエネルギ蓄積ユニットの内の少なくとも一方を作動する段階の詳しい流れ図を例示する。Ｐreq が所要の電力を表すために用いられ、Ｐbat が蓄電池１０１によって供給される電力を表すために用いられ、Ｐucが超コンデンサ１０３によって供給される電力を表すために用いられ、Ｐbat(threshold)が蓄電池１０１によって供給される上限電力を表すために用いられ、Ｐuc(threshold) が超コンデンサ１０３によって供給される上限電力を表すために用いられ、及びＰuc(charging)が超コンデンサ１０３の所要の充電電力を表すために用いられる。

ブロック１００１において、Ｐreq 及び電動機指標を受け取る。次いで、プロセスはブロック１００３へ進んで、その後にプロセスが進むべき枝路を確かめる決定を行う。指標｛１｝又は指標｛１，２｝を受け取ったとき、プロセスはブロック１００５へ進む。これと異なり、指標｛２｝を受け取ったとき、プロセスはブロック１００７へ進む。

ブロック１００５において、Ｐreq がＰbat よりも大きい場合、プロセスはへブロック１００９進む。そうでない場合は、プロセスはブロック１０１１へ進んで、蓄電池１０１が電力を供給する。ブロック１００９において、Ｐuc(threshold) が追加の電力Ｐreq −Ｐbat(threshold)よりも大きい場合は、プロセスはブロック１０１３へ進んで、蓄電池１０１がそれ自身の上限電力を供給すると共に、超コンデンサ１０３が追加の電力を供給する。

ブロック１００７において、Ｐreq がＰuc(threshold) よりも大きい場合、プロセスはブロック１０１７へ進む。そうでない場合は、プロセスはブロック１０１９へ進んで、超コンデンサ１０３が電力を供給する。ブロック１０１７において、超コンデンサ１０３が充電を要求している場合、プロセスはブロック１０２１へ進んで、超コンデンサ１０３が所要の充電電力Ｐuc(charging)を受取り、且つ蓄電池１０１が所要の電力Ｐreq 及び超コンデンサ１０３の所要の充電電力Ｐuc(charging)の両方を供給する。そうでない場合は、プロセスはブロック１０２３へ進んで、超コンデンサ１０３がそれ自身の上限電力を供給すると共に、蓄電池が追加の電力を供給する。

当業者に理解されるように、本発明は、その精神又は本質的な特性から逸脱することなく他の様々な特定の形態で実施することができる。従って、本書の開示内容及び説明は、特許請求の範囲に記載の発明の範囲について例として説明するためのものであって、制限しようとするものではない。

１０ 電気駆動システム
１１ エネルギ蓄積システム（ＥＳＳ）
１３ 電力変換システム
１５ ＡＣ牽引システム
１６ 事前充電用スイッチング装置
１８ 電力変換装置
１９ 動力分割装置
２４ 第１の端子
２５ 電気駆動システム速度信号
２６ 第２の端子
２８ 第３の端子
３０ 第４の端子
３１ 負荷システム
３２ 第１の機械端子
３４ 第２の機械端子
３５ 歯車
３６ 第３の機械端子
３７ 遊星歯車装置
５０ 電気駆動システム
１００ 電気駆動システム
１０４ 電力変換システム
１０６ ＡＣ牽引システム
１０７ 電力変換装置
１１６ 第１のＡＣ駆動装置
１１８ 第２のＡＣ駆動装置
１２１ 動力分割装置
１２２ 動力分割装置
１７１ 電力制御信号
１７３ トルク制御信号
２００ 電気駆動システム
２０４ 電力変換システム
２３１ 第１の端子
２３３ 第２の端子
２３５ 第３の端子
２３７ 第４の端子
３００ 電気駆動システム
３０７ 第１の電力変換装置
３０９ 第２の電力変換装置
３３１ 第１の端子
３３３ 第２の端子
３３５ 第３の端子
３３７ 入力端子
３３９ 出力端子
７０２、７０４、７０６、７０８ 枝路

Claims (7)

1. 車両の運転システムであって、
   エネルギ蓄積システム（１０２）と、
   前記エネルギ蓄積システム（１０２）に結合された電力変換システム（１０４）と、
   前記電力変換システム（１０４）に結合された第１の電動機／発電機（１１５）と、
   前記電力変換システム（１０４）に結合された第２の電動機／発電機（１１７）と、
   前記第２の電動機／発電機（１１７）との間に結合され、機械的トルクを伝達する歯車の配列を含む動力分割装置（１２２）と、
   エネルギ管理システム（１０８）と
   を備え、
   前記第１のＡＣ電動機／発電機（１１５）と前記第２のＡＣ電動機／発電機（１１７）とが互いに分離し、互いに独立して動作し、
   前記エネルギ管理システム（１０８）は、選択的に、
   前記第１及び第２の電動機／発電機（１１５、１１７）に前記動力分割装置（１２２）を介して、負荷に対して第１の機械的トルクを供給させて、前記車両を駆動し、
   又は、
   前記第１の電動機／発電機（１１５）に前記動力分割装置（１２２）を介して、前記負荷に対して第２の機械的トルクを供給させて、前記車両を駆動し、かつ、前記第２の電動機／発電機（１１７）を発電機として動作させ、前記動力分割装置（１２２）から第３の機械的トルクを受けて、電力を生成する、
   車両の運転システム。
2. 前記エネルギ蓄積システム（１０２）は、第１のエネルギ蓄積ユニット（１２）と、第２の蓄積ユニット（１４）を備える、請求項１記載の運転システム。
3. 前記第１及び第２の電動機／発電機（１１５、１１７）は、ＡＣ電動機／発電機である、請求項１または２に記載の運転システム。
4. 前記エネルギ蓄積システム（１０２）と前記第１の電動機／発電機（１１５）の間に結合された第１のインバータ（１１１）と、
   前記エネルギ蓄積システム（１０２）と前記第２の電動機／発電機（１１７）の間に結合された第２のインバータ（１１３）と、
   をさらに備える、請求項３記載の運転システム。
5. 前記エネルギ蓄積システム（１０２）と前記第１及び第２のインバータ（１１１、１１３）との間に結合された電力変換装置（１０７）をさらに備える、請求項４記載の運転システム。
6. 前記エネルギ蓄積システム（１０２）と前記第１及び第２のインバータ（１１１、１１３）との間に結合された単一の電力変換装置（１０７）をさらに備える、請求項４記載の運転システム。
7. 車両の電気駆動システムであって、
   エネルギ蓄積システム（１０２）と、
   前記エネルギ蓄積システム（１０２）に結合された電力変換装置（１０７）と、
   前記電力変換装置（１０７）に結合された第１のインバータ（１１１）と、
   前記第１のインバータ（１１１）に結合された第１のＡＣ電動機／発電機（１１５）と、
   前記電力変換装置（１０７）に結合された第２のインバータ（１１３）と、
   前記第２のインバータ（１１３）に結合された第２のＡＣ電動機／発電機（１１７）と、
   前記第１のＡＣ電動機／発電機（１１５）に結合され、機械的トルクを処理する伝動装置（１１９）と、
   前記伝動装置（１１９）と前記第２のＡＣ電動機／発電機（１１７）との間に結合され、機械的トルクを処理する歯車の配列を含む動力分割装置（１２２）と、
   エネルギ管理システム（１０８）と
   を備え、
   前記第１のＡＣ電動機／発電機（１１５）と前記第２のＡＣ電動機／発電機（１１７）とが互いに分離し、前記第１及び第２のインバータ（１１１、１１３）のそれぞれにより独立して制御可能であり、
   前記エネルギ管理システム（１０８）は、選択的に、
   第１の動作モードの間、前記第１及び第２のＡＣ電動機／発電機（１１５、１１７）の両方を電動機として動作させ、前記伝動装置（１１９）と前記動力分割装置（１２２）とを介して、負荷に第１の機械的トルクを供給させて、前記車両を駆動し、前記伝動装置（１１９）が、前記第１のＡＣ電動機／発電機（１１５）を前記動力分割装置（１２２）に結合し、
   又は、
   第２の動作モードの間、前記第１のＡＣ電動機／発電機（１１５）を電動機として動作させ、前記伝動装置（１１９）を介して、前記負荷に第２の機械的トルクを供給させて、前記車両を駆動し、かつ、前記第２のＡＣ電動機／発電機（１１７）を発電機として動作させ、前記動力分割装置（１２２）から第３の機械的トルクを受けて、電力を生成させる、
   電気駆動システム。