[發明專利]用于選擇性地使能源耦合于負載的系統及其制造方法

有效

• 申請號: 201710024810.4
• 申請日: 2012-10-26
• 公開（公告）號: CN107054091B
• 公開（公告）日: 2020-08-28
• 發明（設計）人: P.R.杰明;R.D.金;I.M.貝里;L.薩拉蘇
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: B60L53/20
• 分類號: B60L53/20;B60L50/60;B60L50/40;B60L50/30;B60L50/70;B60L1/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 葉曉勇;付曼

本公開涉及用于選擇性地使能源耦合于負載的系統及其制造方法。多能量存儲裝置系統包括耦合于負載的電驅動、耦合于該電驅動的DC鏈接以及具有耦合于該DC鏈接的輸出通道以及輸入通道的雙向電壓轉換器。第一能量存儲裝置（ESD）耦合于該輸入通道，并且開關耦合于該DC鏈接和第二ESD。系統控制器促使開關使該第二ESD耦合于DC鏈接用于將存儲在該第二ESD中的能量輸送到電驅動。系統控制器還促使電壓轉換器將第一ESD的電壓轉換成更高的電壓并且將該更高的電壓輸送到DC鏈接，其中該更高的電壓大于第二ESD的電壓并且促使開關將第二ESD從DC鏈接去耦合。

技術領域

本發明的實施例大體上涉及驅動系統，并且更具體地，涉及在車輛或非車輛系統中選擇性地使能源耦合于負載以向其供應能量。

背景技術

電動車輛和混合電動車輛典型地由一個或多個能量存儲裝置單獨地或結合內燃機來提供功率。在純電動車輛中，這些一個或多個能量存儲裝置對整個驅動系統提供功率，由此消除對內燃機的需要。另一方面，混合電動車輛包括能量存儲裝置，提供功率以用于補充由內燃機供應的功率，這極大地增加了內燃機和車輛的燃料效率。傳統地，電動或混合電動推進系統中的能量存儲裝置包括電池、超級電容器、飛輪或這些元件的組合，以便提供足夠的能量來對電動馬達提供功率。

當兩個或以上的能源用于向驅動系統提供功率時，這些能源典型地非常適合于提供不同類型的功率。例如，第一能源可以是高比能量源，其在提供長期功率方面更高效或經濟，而第二能源可以是高比功率源，其在提供短期功率方面更高效。該高比功率源可用于幫助高比能量源在例如加速或脈沖負載事件期間向系統提供功率。

通常，高比功率源直接耦合于直流(DC)鏈接，其向負載供應電壓。然而，DC鏈接電壓的控制取決于直接耦合的高功率源并且可以比期望的響應更低。另外，需要從高能源供應給DC鏈接的瞬態功率可以比期望的響應更高。

因此，提供允許能源選擇性地耦合于負載來向其供應能量的系統，這是可取的。

發明內容

根據本發明的一個方面，多能量存儲裝置系統包括耦合于負載的電驅動、耦合于該電驅動的DC鏈接以及具有耦合于該DC鏈接的輸出通道和輸入通道的雙向電壓轉換器。第一能量存儲裝置耦合于該電壓轉換器的輸入通道，開關耦合于該DC鏈接，并且第二能量存儲裝置耦合于該開關。系統控制器配置成促使開關使第二能量存儲裝置耦合于DC鏈接使得存儲在第二能量存儲裝置中的能量被輸送到電驅動并且使得第二能量存儲裝置的電壓隨著存儲在其中的能量被輸送到電驅動而減少。系統控制器還促使雙向電壓轉換器將第一能量存儲裝置的電壓轉換成更高的電壓并且將該更高的電壓輸送到DC鏈接，其中該更高的電壓大于第二能量存儲裝置的電壓并且促使開關將第二能量存儲裝置從DC鏈接去耦合。

根據本發明的另一個方面，組裝推進能量系統的方法包括使雙向電壓轉換器組件的輸出通道耦合于直流（DC）鏈接并且使第一能量存儲裝置耦合于該雙向電壓轉換器組件的第一輸入通道。該雙向電壓轉換器組件包括第一雙向電壓轉換器。該方法還包括使開關耦合于DC鏈接、使第二能量存儲裝置耦合于該開關以及使負載耦合于DC鏈接。該負載配置成經由DC鏈接從第一能量存儲裝置和第二能量存儲裝置中的一個接收能量。該方法進一步包括使控制器耦合于雙向電壓轉換器組件和開關并且將該控制器配置成促使開關使第二能量存儲裝置耦合于DC鏈接使得存儲在第二能量存儲裝置中的能量被輸送到負載并且使得第二能量存儲裝置的電壓隨著存儲在其中的能量被輸送到負載而減少。該控制器還配置成促使雙向電壓轉換器將第一能量存儲裝置的電壓轉換成更高的電壓并且將該更高的電壓輸送到DC鏈接，其中該更高的電壓大于第二能量存儲裝置的電壓并且促使開關將第二能量存儲裝置從DC鏈接去耦合。