SISTEMA Y METODO PARA PROPORCIONAR CONTROL DE
ENERGIA D E UN SISTEMA DE ALMACENAMI ENTO DE ENERGIA
ANTECEDENTES La invención se refiere en general a sistemas de vehícu los híbridos y, en particular, a control de energía de almacenamiento de energía en sistemas de impulsores eléctricos y vehículos híbridos. Los sistemas híbridos son ventajosos debido a su habilidad de incrementar la eficiencia del combustible del sistema del veh ículo y por reducir la contaminación del aire. Típicamente, los sistemas de vehículos híbridos incluyen una fuente de energía de lado bajo y una fuente de energía de lado alto. La fuente de energía de lado bajo y la fuente de energía de lado alto operan en conjunto para suministrar energía a un dispositivo tal como un motor, el cual se puede usar, por ejemplo, para propulsar un vehículo híbrido. La fuente de energ ía de lado bajo, que típicamente tiene una alta densidad de energ ía, puede abarcar una batería, un motor térmico, un ultra-capacitor, un volante o los similares. El motor térmico puede incluir cualquier motor que queme un combustible para producir trabajo mecánico, tal como un motor de combustión interna, in motor de turbina, un motor a diesel o los similares. Algunos vehículos usan motores de tracción eléctrica como un componente de la fuente de energ ía de lado alto. Los motores de tracción eléctrica se conectan típicamente a un vínculo, tal como una barra conectora de energía para entregar energía al motor. Se pueden usar uno o más alternadores a bordo para proporcionar la energía al vínculo. Bajo ciertas condiciones de operación, tal como cuando el vehículo es desacelerado o está manteniendo velocidad en un grado de colina abajo, la fuerza electromotriz ("EM F") trasera producida por los motores eléctricos es mayor que el voltaje nominal de la barra conectora de energía del vínculo. Bajo tales condiciones, el motor de tracción eléctrica puede dejar de actuar como un motor y convertirse en un generador. Este proceso, conocido como frenado dinámico se puede usar para reducir el desgaste en los componentes del sistema de frenos mecánicos de un vehículo. En el caso donde el vehículo es una locomotora, el frenado dinámico puede reducir el desgaste de los frenos en la locomotora y también en todos los carros de ferrocarril del tren. Se puede usar un resistor de rejilla para disipar la energía eléctrica como calor producido por el motor eléctrico durante el frenado dinámico. Adicionalmente, se han desarrollado sistemas para recuperar algo de la energía que se desperdicia típicamente como calor durante el frenado dinámico. La recuperación de esta energía desperdiciada se conoce como frenado re-generativo. En el sistemas de veh ículos híbridos en serie, la fuente de energía y los controles asociados pueden ser operados en un modo de "encendido/apagado", donde la fuente de energía cuando está "encendida" opera a una velocidad predeterminada o posiblemente en un rango de velocidad angosto para recargar la fuente de energía de lado alto, que puede abarcar una batería de tracción . La batería de tracción se opera típicamente en una manera q ue permite ya sea la descarga periódica du rante la aceleración del vehículo o la recarga durante periodos de frenado re-generativo cuando el vehículo es desacelerado o mantiene la velocidad . En otras palabras, un método de controlar la batería de tracción es operar la fuente de energía de lado bajo para mantener el estado de carga (SOC) de la batería de tracción en un rango dado. Sin embargo, la respuesta transitoria de tales sistemas se produce cuando se requiere una maniobra del vehículo de alta energía durante el periodo cuando la fuente de energía está en el modo "apagado". En consecuencia, hay una necesidad de proporcionar un método y sistema mejorados para controlar la operación de la fuente de energía del lado bajo y la fuente de energía del lado alto en un vehículo híbrido. BREVE DESCRIPCION DE LA INVENCION De acuerdo con un aspecto de la presente técnica se describe un sistema de control de energía para un sistema de almacenamiento de energía. El sistema de control de energía incluye una unidad de control que comprende: un circuito adaptado para determinar un estado de carga de una unidad de almacenamiento de energía en una fuente de energ ía del lado alto y para proporcionar una señal de incremento variable con base en el estado de la carga. El circuito de control comprende además un circuito configurado para proporcionar una señal de incremento fijo con base en la corriente de la fuente de energía del lado alto y un circuito configurado para combinar la señal de incremento variable y la señal de incremento fijo para crear un comando de energía.
De acuerdo con otro aspecto de la presente técnica, se describe un sistema de energía que comprende una fuente de energía del lado bajo acoplada a un convertidor elevador de tracción , una fuente de energ ía del lado alto acoplada a una salida del convertidor elevador de tracción y un circuito de control configu rado para controlar una salida de energía de la fuente de energía del lado bajo con base en un estado de carga de la fuente de energía del lado alto. De acuerdo con todavía otro aspecto de la presente técnica, se describe un método para operar u n circuito de control. DIBUJOS Estos y otros aspectos, características y ventajas de la presente invención se entenderán mejor cuando se lea la siguiente descripción detallada con referencia a los dibujos adjuntos en los cuales caracteres similares representan partes similares en todos los dibujos, en donde: La Figura 1 es un diagrama esq uemático de un sistema de vehículo híbrido que ilustra una fuente de energía del lado bajo y una fuente de energ ía del lado alto, de acuerdo con una modalidad de ejemplo de la presente técnica. La Figura 2 es un diagrama esquemático de un circuito de control de un sistema de vehículo híbrido, de acuerdo con una modalidad de ejemplo de la presente técnica. La Figura 3 es un diagrama esquemático de un sistema de veh ículo híbrido que ilustra una fuente de energía del lado bajo y una entrada de comando de energ ía, de acuerdo con una modalidad de ejemplo de la presente técnica. La Figura 4 es un diagrama esquemático de un circuito de control de un sistema de vehículo h íbrido que ilustra un ultra-capacitor, de acuerdo con una modalidad de ejemplo de la presente técnica. La Figura 5 es un diagrama esquemático de un sistema de vehículo híbrido que ilustra una fuente de energía del lado bajo y un banco de ultra-capacitor con una entrada de comando de energía, de acuerdo con una modalidad de ejemplo de la presente técnica. La Figura 6 es un diagrama esquemático de un sistema de vehículo h íbrido que ¡lustra un motor térmico, un banco de ultra-capacitor y una entrada de comando de energ ía, de acuerdo con una modalidad de ejemplo de la presente técnica. La Figura 7 es un diagrama esquemático de un sistema de vehículo híbrido que ilustra un motor térmico, un banco de ultra-capacitor con una entrada de comando de energ ía, un resistor de rejilla y una alimentación o entrada de comando de energía de motor térmico, de acuerdo con una modalidad de ejemplo de la presente técnica. La Figura 8 es un diagrama esquemático de un sistema de veh ículo h íbrido que ilustra un circuito de control para protección contra sobre-voltaje de la fuente de energía del lado alto, un comando de energía del resistor de rejilla y un filtro de paso bajo, de acuerdo con una modalidad de ejemplo de la presente técnica, y La Figura 9 es un diagrama esquemático de un sistema de veh ículo híbrido que ilustra una celda de combustible, un banco de ultra-capacitor con entrada de comando de energ ía y una entrada de comando de energía de la celda de combustible, de acuerdo con una modalidad de ejemplo de la presente técnica. DESCRIPCION DETALLADA En los párrafos subsiguientes, para un mejor entendimiento de los varios aspectos de las técnicas, serán descritos con mayor detalle los diferentes circuitos, sistemas y métodos presentes para ¡mplementación de los diferentes aspectos del método para proporcionar control de energía al sistema de almacenamiento de energía. Los varios aspectos de las técnicas presentes serán explicados, solamente a manera de ejemplo, con la ayuda de las Figuras en lo sucesivo. Volviendo ahora a los dibujos, la Figura 1 es un diagrama esquemático de un sistema 1 0 de vehículo híbrido de ejemplo que tiene una fuente 12 de energía del lado bajo y una fuente 14 de energía del lado alto, de acuerdo con ciertos aspectos de la presente técnica. La fuente 14 de energía del lado alto puede aludirse adicionalmente como una batería 14 de tracción , en la presente. La fuente de energía del lado bajo está acoplada a u n sistema de impulsión de tracción (no mostrado) mediante un vínculo 16 de corriente directa (DC). La fuente 12 de energ ía del lado bajo se puede usar para suministrar energía a una o más cargas 1 8 auxiliares. La fuente 12 de energía del lado bajo y la fuente 14 de energía del lado alto operan en conjunto para suministrar energ ía a un dispositivo tal como un motor 20, el cual se puede usar, por ejemplo, para propulsar un vehículo híbrido. En la modalidad ilustrada en la Figura 1 , la fuente 12 de energ ía del lado bajo comprende una batería de alta energía y la fuente 14 de energía del lado alto comprende una batería de alta potencia. La fuente 12 de energía del lado bajo puede ser recargable mediante una unidad de energía auxiliar (no mostrada) . Alternativamente, la unidad de energía auxiliar puede cargar también la fuente 14 de energía del lado alto. Como será apreciado por aquellos de pericia ordinaria en la técnica, la unidad de energía auxiliar puede abarcar un motor térmico acoplado a un alternador con un rectificador asociado. La fuente 12 de energía del lado bajo puede ser cualquiera de una variedad de baterías recargables, tales como una batería de ión de litio, una batería híbrida de níquel-metal, una batería de sulfuro de sodio, una batería de cloruro de sodio níquel, entre otras. La batería 14 de tracción puede abarcar una batería de níquel-cadmio de alta potencia específica, hidruro de n íquel-metal, cloruro de sodio níquel o ácido plomo, entre otras comúnmente conocidas en la técnica. En una modalidad, las fuentes de energía ya sea del lado bajo o del lado alto pueden incluir un ultra-capacitor. En otra modalidad aún , la fuente 14 de energía del lado alto puede abarcar un volante. Durante la aceleración del vehículo, o cuando el veh ículo está subiendo grados pronunciados, la fuente 14 de energía del lado alto opera en un estado de descarga, para aumentar la salida de energía eléctrica de la fuente 12 de energ ía del lado bajo. Esto proporciona altos niveles de potencia du rante u n periodo de tiempo que varía dependiendo del diseño de la fuente 14 de energía del lado alto. Durante el frenado, la batería 14 de tracción está operando en un estado de recarga para captu rar de manera re-generativa una porción de la energía desperdiciada típicamente durante el frenado. En consecuencia, puede ser deseable el mantenimiento óptimo de la carga en la batería 14 de tracción para proporcionar adecuadamente la descarga de energ ía durante la aceleración y la recarga durante el frenado de regeneración . El sistema 10 del vehículo híbrido está adaptado para permitir que un veh ículo híbrido hospedero recupere algo de la energía que se desperdicia típicamente como calor durante el frenado dinámico. La recuperación de esta energía desperdiciada se conoce como frenado de regeneración. Durante los periodos de frenado de regeneración, la fuente 1 2 de energ ía del lado bajo puede ser recargada parcialmente también usando la energ ía de regeneración de la impulsión de tracción. En la modalidad ilustrada, la fuente 12 de energía del lado bajo y la fuente 14 de energía del lado alto pueden abarcar baterías eléctricamente recargables. La fuente 12 de energía del lado bajo puede tener una densidad de energía mayor que la fuente 14 de energía del lado alto, la cual puede tener u na densidad de energ ía mayor que la fuente 12 de energía del lado bajo. Esta relación permite que la fuente 14 de energía del lado alto proporcione un pico de energía a un sistema de impulsión de tracción asociado para aceleración o bajo condiciones de carga pesada. El sistema (no mostrado) de impulsión de tracción comprende por lo menos un motor 20 de tracción , acoplado de manera rotacional a una rueda vía u na impulsión de transmisión mecánica (no mostrada) . En esta modalidad , el motor 20 puede comprender un motor de corriente alterna (CA) . Se proporciona un inversor 22 para invertir la corriente directa en un vínculo 16 de CD a una corriente alterna para uso por el motor 20. Sin embargo, como apreciará alguien experto en la técnica, se puede usar también un motor de CD. Adicionalmente, el sistema 1 0 ilustrado incluye un convertidor 20 de refuerzo que aumenta el voltaje proporcionado por la fuente 12 de energía del lado bajo. El vínculo 17 de CD conecta la salida del convertidor 24 de refuerzo a la batería 14 de tracción, un retardador 26 dinámico y una entrada a un inversor 22 de CD a CA. El convertidor 24 de refuerzo es controlable en una manera que facilita la regulación de la cantidad de energ ía extraída de la fuente 12 de energía del lado bajo para energizar el motor 22 y para cargar la batería 14 de tracción. El retardador 26 dinámico, que incluye un controlador asociado, se proporciona para controlar el voltaje en el vínculo 17 de CD a través de la batería 14 de tracción para contener el voltaje dentro de niveles aceptables arriba de un voltaje de operación normal de la batería 14 de tracción. Además, la fuente 12 de energía del lado bajo se puede usar para suministrar energía a una o más cargas auxiliares a través de las terminales de la fuente 12 de energía del lado bajo. La fuente 12 de energía del lado bajo puede abarcar una sola batería o una pluralidad de baterías acopladas en paralelo cada una conectada al vínculo 16 de CD del lado bajo. Además, puede ser deseable separar eléctricamente baterías múltiples y tener cada una de tales baterías conectadas al vínculo 17 de CD mediante un convertidor de refuerzo separado. Se pueden emplear baterías múltiples y convertidores de refuerzo para proporcionar tolerancia a fallas. Si una de las baterías falla, se puede usar la inhabilitación del convertidor 24 de refuerzo para remover efectivamente la batería defectuosa del ensamble. Típicamente, durante las condiciones normales de operación, el sistema de impulsión de tracción es energizado mediante la fuente 12 de energía del lado bajo, en donde fluye energía a lo largo de los vínculos 16 y 17 de CD. Cuando se desea aceleración o el sistema de impulsión de tracción está bajo condiciones de carga pesada, se extrae energía adicional de la batería 14 de tracción. Durante el frenado, una porción de la energía de frenado de regeneración producida en el sistema de impulsión de tracción es transferida del motor a la batería 14 de tracción. Como resultado, fluye energía del motor 20 de tracción a la batería 14 de tracción . La energía del motor 20 se usa para recargar parcialmente la batería 14 de tracción y se puede usar también para recargar parcialmente la fuente de energía del lado bajo a través del convertidor 24 de refuerzo bi-direccional. El sistema 1 0 incluye además controles 28 para el sistema del vehículo híbrido para controlar la operación global de todos los componentes del sistema 10. Los varios parámetros de los controles 28 del sistema del veh ícu lo híbrido se controlan y manipulan proporcionando alimentaciones adecuadas por el operador. La Figura 2 ilustra un diagrama esquemático de un circuito 30 de control de ejemplo de un sistema de vehículo h íbrido, de acuerdo con una modalidad de ejemplo de la presente técnica. El circuito 30 de control incluye un circuito 32 adaptado para determinar un Estado de Carga, (SOC), de una corriente 34 de la fuente del sistema de almacenamiento de energía en una fuente 14 de energía del lado alto. El circuito 32 se alude como un circuito de incremento variable. La corriente 34 de la fuente se entrega a un integrador 36 donde se combina con u na SOC 38 de referencia. La señal resultante se entrega a un circuito 40 de incremento variable. La salida del circuito 32 de incremento variable se entrega a una función 42 límite de energía de SOC. De acuerdo con un aspecto de la presente técnica, el valor de la salida del integrador 36, que se puede expresar en horas-amperios (AH), se puede usar como un estimado del SOC. La comparación de las AH netas con las AH de referencia a través del circuito 32 de incremento variable y la función 42 límite de energía del SOC forma una alimentación para el circuito 44 de sumatoria. El circuito 32 de incremento variable proporciona la entrada de incremento necesaria para generar un comando 46 de energía adecuado, el cual se proporciona a un convertidor de refuerzo de tracción. El convertidor de refuerzo de tracción será descrito en secciones posteriores. Como será apreciado por una persona experta en la técnica, el circuito 32 de incremento variable puede ser utilizado para proporcionar el incremento para mantener el SOC dentro de valores aceptables durante la variación de las condiciones de impulsión. La corriente 34 de la fuente de energía del lado alto se entrega adicionalmente a un circuito 48 de control, para proporcionar un incremento fijo 50 a la corriente 34 de la fuente de energ ía del lado alto. Se debe notar particularmente que a diferencia del circuito 32 de incremento variable descrito antes, el circuito 48 de control proporciona necesariamente el incremento 50 para generar el comando 46 de energía durante condiciones donde se requiere la aceleración o frenado dentro de un tiempo límite, es decir, para condiciones que no pueden ser anticipadas por un operador del sistema. El circuito 48 de incremento fijo comprende el circuito 50 de incremento fijo y un circuito 52 de límite de energía. Las salidas de la función 42 de límite de energía del SOC del circuito 32 de incremento variable y el circuito 52 de límite de energ ía del circuito 48 de incremento fijo se combinan por el circuito 44 de sumatoria. Como será apreciado además por una persona experta en la técnica, la combinación del circuito 32 de incremento variable y el circuito 48 de incremento fijo genera el comando 46 de energía con una función 54 de límite de energ ía global que facilita la operación de la fuente 12 de energía del lado bajo, la fuente 14 de energía del lado alto y motores 20 de tracción en condiciones extremas. El circuito 30 de control comprende además un circuito 56 de protección contra sobrevoltaje adaptado para proteger la fuente de energía del lado alto de u na condición de sobrevoltaje. La protección contra sobrevoltaje se calcula restando el voltaje 58 medido de la fuente 14 de energía del lado alto de u n voltaje 60 de referencia, y después aplicando un incremento 62 apropiado y la función 64 de límite de energía. La salida del circuito 56 de protección de sobrevoltaje se combina con el circuito 32 de incremento fijo y el circuito 48 de incremento variable en el circuito 44 de sumatoria. La combinación 50 de estos circuitos (32, 48 y 56) se calcula mediante un algoritmo para crear el comando 46 de energía con la función 54 de límite de energía global para la administración de energía. El comando 46 de energ ía se transmite como una alimentación al convertidor de refuerzo de tracción como se explicará en la Figura 3 más adelante. El comando 46 de potencia se puede usar para ajusfar el flujo de energía a la batería 14 de tracción de manera que proporcione energía para aceleración cuando sea necesario y acepte la energía disponible generada durante el frenado de regeneración. Durante condiciones de carga pesada del vehículo, incluyendo aceleraciones y subidas de colinas, el comando 46 de energía es incrementado para corresponder a la energ ía clasificada máxima, aumentando la potencia de la batería 14 de tracción . Además, el comando 46 de energía opera para conservar la energía de la batería 14 de tracción durante las condiciones de carga ligera del vehículo, es decir, velocidad de crucero en pavimento nivelado a velocidades constantes moderadas. En estas situaciones, el comando 46 de energía se reduce para mejorar la eficiencia del sistema, aumentar la economía de combustible y reducir las emisiones del vehículo. Durante condiciones de carga tanto ligera como moderada del veh ículo, el componente del circuito 32 de incremento variable del comando 46 de energía, como se describe en la Figura 2, opera para mantener el SOC de la fuente de energ ía del lado alto dentro de límites aceptables. Sin embargo, se debe notar que, los conceptos de control discutidos en la presente, pueden ser aplicados a sistemas h íbridos, independientes del combustible usado en la fuente de energía, es decir, electricidad de baterías recargadas mecánica o eléctricamente, ultra-capacitor, o celdas de combustible; dicen, gasolina, gas natural o hidrógeno comprimido; o sistemas de almacenamiento de energía de volante. La Figura 3 es un diagrama esquemático de un sistema 70 de vehículo híbrido que ilustra una fuente 12 de energía del lado bajo y una entrada 46 de comando de energía, de acuerdo con una modalidad de ejemplo de la presente técnica. Como se ilustra, un valor positivo del comando 46 de energía como se describe en la Figura 2 se entrega al convertidor de refuerzo de tracción y los controles 72 y se usa para cargar la fuente 14 de energía del lado alto o la batería de tracción durante periodos de aceleración o condiciones de travesía del vehículo. Un valor negativo del comando 46 de potencia ocurre durante el frenado de regeneración, como se describió antes, se entrega al convertidor de refuerzo de tracción y los controles 72 y se usa para cargar la fuente 12 de energ ía del lado bajo usando energía que se produce mientras el motor 20 de tracción está actuando como un generador.
El hardware del convertidor de refuerzo de tracción puede usar un concepto de convertidor de modo conmutador convencional con flujo de energía reversible como es sabido por aq uellos de pericia ordinaria en la técnica. Un convertidor de refuerzo de tracción de voltaje bi-direccional de canal sencillo puede estar constituido por dos conmutadores electrónicos conectados en serie, es decir, I GBT (transistor bipolar de puerta aislada) o OSFET (transistor de efecto de campo de semiconductor de óxido de metal) , donde cada conmutador está configurado con un diodo anti-paralelo y se opera bajo un control de Ancho de Pulso Modulado (PWM). En una configuración , la carga de lado bajo, posiblemente uno o más ultra-capacitores, se puede conectar en paralelo con uno de los conmutadores conectados en serie a través de un inductor de alta frecuencia. El lado alto del conjunto conectado en serie de conmutadores electrónicos se puede conectar a una batería. Los controles de acuerdo con las modalidades de la presente técnica pueden permitir que esta unidad se controle en una manera de energ ía de circuito cerrado en respuesta a un comando de energía de entrada. El convertidor de refuerzo de tracción bidireccional puede permitir que la carga del ultra-capacitor de lado bajo se descargue en un nivel de energía dado (controlado por un comando de energía de entrada), conforme disminuye el voltaje del ultra-capacitor, y la salida del convertidor de refuerzo de tracción suministra casi la misma energía (menos las pérdidas del circuito) a una fuente de energía del lado más alto. De manera similar, si el signo de la entrada de comando de energ ía al convertidor de refuerzo de tracción se invierte, fluye casi la misma energía de la fuente de energía del lado alto para cargar el ultra-capacitor conforme aumenta su voltaje. La Figura 4 ilustra un diagrama esquemático de un circuito 78 de control de un sistema de vehículo híbrido que ilustra u n voltaje 80 de ultra-capacitor, de acuerdo con una cierta implementación de la presente técnica. En la modalidad ¡lustrada en la Figura 4, el circuito 78 de control opera para controlar el voltaje 80 de ultra-capacitor usando la corriente 34 de la fuente de energía del lado alto. Un comando 82 de energía de ultra-capacitor se calcula mediante un algoritmo usando tres componentes como se describe en la Figura 2 anterior. El valor del voltaje 80 de ultra-capacitor aludido en la presente como un circuito o un primer componente 84 se resta de un voltaje 86 de referencia multiplicado por un incremento 88 apropiado de forma similar a 40 como se describe en la Figura 2. El primer componente se alude como un circuito de incremento variable similar al descrito en la Figura 2 anterior. El segundo componente 90 o el circuito de incremento fijo del comando 82 de energía de ultra-capacitor se calcula multiplicando la corriente 34 de la fuente de energía del lado alto por un incremento 92 fijo seguido por una fu nción 94 de límite de energía apropiada. Como se describió antes, el segundo componente 90 es necesario cuando hay una aceleración o desaceleración repentina del vehículo y se requiere un incremento 92 adecuado seguido por una función 94 de límite de energía apropiada. El tercer componente, el cual se proporciona mediante un circuito 96 de protección contra sobrevoltaje, se usa como parte de una protección contra sobrevoltaje de la fuente 14 de energía del lado alto, y se calcula restando el voltaje 98 medido de la fuente 14 de energía del lado alto de un voltaje 1 00 de referencia, y después aplicando un incremento 1 02 apropiado y la fu nción 104 de límite de energía. El comando 82 de energía de ultra-capacitor se obtiene mediante la sumatoria 44 de los tres componentes (84, 90, 96) anteriores con una función 1 06 de límite de energía g lobal apropiada para obtener el comando 82 de potencia de ultra-capacitor. La Figura 5 ilustra un diagrama esquemático de un sistema 1 10 de veh ículo híbrido que tiene una fuente 12 de energía del lado bajo y un banco 1 12 de ultra-capacitores con entrada 82 de comando de energía, de acuerdo con una modalidad de ejemplo de la presente técnica. Como se ilustra anteriormente, el comando 82 de energía de ultra-capacitor junto con el comando 46 de energía de la fuente 14 de energía del lado bajo se entregan al convertidor de refuerzo de tracción y los controles 72. Se debe notar que el banco de ultra-capacitores puede incluir uno o más ultra-capacitores en una configuración en serie, una configuración en paralelo o combinaciones de las mismas. Como será apreciado por aquellos de pericia ordinaria en la técnica, el ultra-capacitor 1 12 tiene energía específica alta y el voltaje caerá conforme se remueve energ ía. La modalidad anterior describe el uso de ultra-capacitores junto con el almacén 14 de energía de lado alto. Se debe notar que si los ultra-capacitores se colocan en la fuente de energía del lado alto, el voltaje caerá conforme se extrae energía del ultra-capacitor. Si el ultra-capacitor se coloca en el lado bajo, como se describe en esta modalidad, y se coloca antes del convertidor de refuerzo de tracción y los controles 72, el voltaje del ultra-capacitor decreciente durante la descarga se refuerza para ayudar a mantener el SOC de la fuente 14 de energía del lado alto. Por lo tanto, el ultra-capacitor es forzado a suministrar potencia y energía aún en la condición de voltaje reducido. En ciertas ¡mplementaciones de la presente técnica, el lado bajo del convertidor de refuerzo de tracción y los controles pueden incluir canales múltiples para operar los canales múltiples de los ultra-capacitores. La Figura 6 ¡lustra un diagrama esquemático de un sistema 1 14 de vehículo híbrido que tiene un motor 1 16 térmico y un banco 1 12 de ultra-capacitores como una fuente de energía de lado bajo. Una entrada 82 de comando de energía de ultra-capacitor y una entrada 1 1 8 de comando de energía de motor térmico se entregan al convertidor y controles 72 de refuerzo de tracción de acuerdo con una modalidad de ejemplo de la presente técnica. Como se ¡lustra, el sistema 1 14 incluye el motor 1 16 térmico acoplado mecánicamente a un alternador 120. Para esta modalidad específica, el alternador 120 puede abarcar una construcción de tipo de magneto o imán permanente donde el voltaje de salida y la energía de salida máxima varían con la velocidad rotacional del alternador. El motor 1 16 térmico puede abarcar cualquier motor que queme un combustible para prod ucir trabajo mecánico. Tal como un motor a gasolina, un motor a diesel, una turbina de gas o los similares. El motor 1 16 térmico está acoplado rotacionalmente al alternador 120, el cual convierte la salida mecánica del motor 1 1 6 térmico en energía de CA. La salida del alternador 120 está acoplada al vínculo 16 de CD mediante un rectificador 122 en lugar de la fuente 1 2 de energ ía del lado bajo. El rectificador 122 convierte la salida de CA del alternador 120 en energía de CD. Un controlador 124 de motor térmico controla los varios parámetros del motor 1 16 térmico con base en el comando 1 18 de energía del motor térmico. El comando 126 de velocidad del motor térmico puede abarcar la salida de una tabla 128 de búsqueda que tiene una información en la relación entre el comando 126 de velocidad del motor térmico y un comando 1 1 8 de energía. El comando 1 1 8 de energía del motor térmico es también entrada a un comando 126 de velocidad del motor térmico versus la tabla 128 de búsqueda de comando de energía. Para cada valor de entrada de comando 1 18 de energía del motor térmico, la tabla 128 de búsqueda proporciona el comando 126 de velocidad del motor, que corresponde al consumo de combustible específico y las emisiones mínimos. El comando 1 1 8 de energía del motor térmico incluye la compensación para las pérdidas del alternador versus las pérdidas de velocidad y potencia en el rectificador 122. Una modalidad alternativa puede contener control adicional del alternador, dependiendo de la tecnolog ía y construcción del alternador específico. Por ejemplo, si el alternador es una construcción de campo enrollado, sería emitido también un comando de campo de la tabla 128 de búsqueda para controlar el campo del alternador para cada velocidad y comando de energía dados del motor térmico a través de un circuito de control electrónico dedicado que hace interfase con el alternador. La Figura 7 ilustra un diagrama esquemático de un sistema 132 de vehículo h íbrido que tiene un motor 1 16 térmico, un banco 1 12 de ultra-capacitores con una entrada 82 de comando de energía, un resistor 134 de rejilla con una entrada 136 de comando de energía o potencia y una entrada 1 1 8 de comando de potencia del motor térmico, de acuerdo con otra modalidad de ejemplo de la presente técnica. El resistor 1 34 de rejilla absorbe la energía en exceso que no puede ser almacenada dentro de cualquiera de las fuentes de energía y el ultra-capacitor 1 12 en el sistema 1 32 de vehículo híbrido. Además de esto, el resistor 1 34 de rejilla se usa para reducir el desgaste de frenos mecánicos y el mantenimiento así como también proporcionar la protección de sobre-voltaje en las fuentes de energ ía, los inversores de tracción y los motores de tracción . El resistor 134 de rejilla es un resistor de alta potencia usado para frenado dinámico. En el caso cuando los motores actúan como generadores, entonces el resistor 134 de rejilla disipa el exceso de potencia y energ ía, cuando se requiere. Por lo tanto, típicamente, el resistor 134 de rejilla actúa como derrame para la unidad de almacenamiento de energía, es decir, la fuente 14 de energ ía del lado alto y el ultra-capacitor 1 12, para el caso cuando estos componentes no pueden aceptar la energ ía de regeneración. Después, la unidad de almacenamiento de energía puede ser descargada para suministrar energía a los motores 20 de tracción. La señal 1 36 de comando de potencia del resistor de rejilla se suministra mediante el algoritmo de control de energía, como será descrito más adelante con referencia a la Fig u ra 8. Por lo tanto, en la presente modalidad, la entrada para el convertidor y los controles 72 de refuerzo de tracción incluye el comando 1 36 de potencia de resistor de rejilla, el comando 82 de potencia de ultra-capacitor y el comando 1 1 8 de potencia del motor térmico. La Figura 8 ilustra un diag rama esquemático de un sistema de veh ículo h íbrido que tiene un circuito 140 de control para protección contra sobre-voltaje de la fuente 14 de energía del lado alto, un comando 136 de potencia de resistor de rejilla y un filtro 142 de paso bajo, de acuerdo con una modalidad de ejemplo de la presente técnica. Como se ilustró antes, el circuito 140 de control de sobre-voltaje protege a la fuente 14 de energía del lado alto contra el sobre-voltaje. Se calcula restando el voltaje 144 medido de la fuente 1 14 de energía del lado alto de un voltaje 146 de referencia, y después aplicando un incremento 148 apropiado y la función 150 de límite de energía. En el caso de sobre-voltaje, el resistor 134 de rejilla se enciende o también puede ser elevado incrementando los niveles de energía para proteger a la fuente 14 de energía del lado alto y el vínculo 1 7 de CD contra daño debido al sobre-voltaje. La función 150 de límite de energía pasa a través de un filtro 142 de paso bajo. La función del filtro 142 de paso bajo es reducir el ruido. La salida del filtro 142 de paso bajo se alimenta como una entrada al canal del convertidor 70 de refuerzo de tracción que controla el resistor 1 34 de rejilla para formar el algoritmo 152 de control de energ ía para el comando 1 36 de potencia del resistor de rejilla como se describe en la Figu ra 7. La Figura 9 ilustra un diag rama esquemático de un sistema 1 56 de vehículo h íbrido que ilustra una celda 1 58 de combustible, un banco 1 12 de ultra-capacitores con entrada 82 de comando de potencia, un resistor 1 34 de rejilla con entrada 136 de comando de potencia y una entrada 1 1 8 de comando de potencia de motor térmico de acuerdo con todavía otra modalidad de ejemplo de la presente técnica. En la modalidad ilustrada, similar a aquella discutida en la Figura 7 anterior, el sistema 156 comprende la celda 158 de combustible, en lugar de un motor 1 16 térmico. La celda 158 de combustible puede abarcar una pluralidad de unidades de celdas de combustible acopladas conjuntamente. La celda 1 58 de combustible se puede operar para producir u na salida de energía de CD, la cual se puede utilizar para cargar la unidad de almacenamiento de energía vía el vínculo de CD vía un rectificador 1 59 y el convertidor 72 de refuerzo de tracción. El sistema 156 comprende además un sistema 1 60 de control de celda de combustible, para controlar la operación del sistema 160 de control de celda de combustible. Particularmente, el sistema 160 de control de celda de combustible puede ser operable para regular la operación de la celda 1 58 de combustible, de manera que el voltaje de CD de salida de la celda 1 58 de combustible está dentro de un voltaje de carga máximo de la fuente 1 2 de energía del lado bajo. La celda 1 58 de combustible puede ser controlada en una manera similar al motor 1 16 térmico antes descrito. Así, la presente técnica, demuestra un sistema y método para proporcionar control de potencia para sistemas de almacenamiento de energía, que proporciona control de potencia eficiente de múltiples dispositivos de almacenamiento de energía, incluyendo fuentes de energía alta específicas, ultra-capacitores, volantes, y múltiples fuentes de energía, incluyendo baterías de alta energía específicas, unidades de energía auxiliares con combustible diesel, gasolina, gas natural comprimido, hidrógeno o celdas de combustible, usadas en aplicaciones de propulsión híbrida de trabajo pesado. Aunque han sido ilustrados y descritos en la presente solamente ciertos aspectos de la invención , se les ocurrirán muchas modificaciones y cambios a aquellos expertos en la técnica. Por lo tanto, se entiende que las reivindicaciones adjuntas pretenden cubrir todas esas modificaciones y esos cambios conforme caigan dentro del espíritu verdadero de la invención.