CN102005789B - 用于使用车载功率电子设备转移能量的设备及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种用于使用车载功率电子设备转移能量的设备及其制造方法。一种设备包括配置成输出DC电压的第一能量储存装置(12、100)、耦合于该第一能量储存装置(12、100)的第一双向电压修改组件(14、102、104、106)，和耦合于该第一能量储存装置(12、100)以及耦合于该第一双向电压修改组件(14、102、104、106)的充电总线(16)。该装置还包括可耦合于该充电总线(16)的高阻抗电压源(62)和配置成监测从该高阻抗电压源(62)供应到该第一能量储存装置(12、100)的充电能量的转移的控制器(56)。该控制器(56)还配置成比较监测的充电能量的转移与阈值，以及在该阈值已经被越过后控制第一双向电压修改组件(14、102、104、106)以修改供应给第一能量储存装置(12、100)的充电能量的电压和电流中的一个。

Description

用于使用车载功率电子设备转移能量的设备及其制造方法
技术领域
本发明的实施例大体上涉及包括混合动力和电动车辆的电力驱动***并且涉及承受瞬态或脉冲负载的平稳驱动装置，并且更加具体地涉及在车辆或驱动装置的电力储存装置和车辆或驱动装置的外部电源之间转移能量。
背景技术
混合电动车辆可组合内燃机和由例如牵引用蓄电池等能量储存装置供电的电动机(electric motor)以推进车辆。这样的组合可通过使燃烧发动机和电动机能够各自在各自增加的效率范围中运转而增加整体燃料效率。例如电动机可在从停止启动加速时是高效的，而燃烧发动机可在例如公路驾驶等恒定发动机运转的持续时期期间是高效的。具有电动机以促进初始加速允许混合动力车辆中的燃烧发动机更小并且更省油。
纯电动车辆使用储存的电能以向电动机供电，电动机推进车辆并且还可操作辅助驱动装置。纯电动车辆可使用储存的电能的一个或多个来源。例如，储存的电能的第一来源可用于提供更持久的能量而储存的电能的第二来源可用于提供更高功率的能量用于例如加速。
无论是混合电动类型或纯电动类型的***式电动车辆配置成使用来自外部来源的电能对牵引用蓄电池再充电。这样的车辆可包括普通道路用车辆和越野车辆、高尔夫车、短距离电动车辆、叉车和实用类载重汽车作为示例。这些车辆可使用非车载固定蓄电池充电器或车载蓄电池充电器以从公用电网或可再生能源向车辆的车载牵引用蓄电池转移电能。***式车辆可包括电路和连接以便于牵引用蓄电池从例如公用电网或其他外部来源再充电。然而，蓄电池充电电路包括例如升压变换器、高频滤波器、斩波器(chopper)、电感器和仅专用于在车载电力储存装置和外部来源之间转移能量的其他电力部件等专用部件。这些附加的专用部件增加汽车的额外成本和重量。
因此提供一种设备便于电能从外部来源转移到***式车辆的车载电力储存装置将是可取的，其减少仅专用于在车载电力储存装置和外部来源之间转移能量的部件的数目。
发明内容
根据本发明的一个方面，一种设备包括配置成输出DC电压的第一能量储存装置、耦合于该第一能量储存装置的第一双向电压修改组件和耦合于该第一能量储存装置以及该第一双向电压修改组件的充电总线。该设备还包括可耦合于充电总线的高阻抗电压源和配置成监测从该高阻抗电压源供应到第一能量储存装置的充电能量的转移的控制器。该控制器还配置成比较监测的充电能量的转移与阈值，以及在已经越过该阈值后控制第一双向电压修改组件以修改供应给第一能量储存装置的充电能量的电压和电流中的一个。
根据本发明的另一个方面，一种方法包括耦合蓄电池到第一电压总线(该蓄电池配置成输出DC电压)、耦合第一双向电压修改组件到第一电压总线并且耦合第二电压总线到第一电压总线，该第二电压总线配置成从高阻抗电压源接收充电能量并且供应该充电能量到第一双向电压修改组件和第一电压总线中的一个。该方法还包括配置控制器以监测充电能量到蓄电池的转移、比较监测的充电能量的转移与阈值，以及在已经越过该阈值后控制第一双向电压修改组件以修改供应给蓄电池的充电能量的电压和电流中的一个。
根据本发明的再另一个方面，一种***包括配置成从电压源接收充电能量的充电总线、配置成输出DC电压并且耦合于该充电总线的能量储存装置、耦合于该充电总线的第一双向电压修改组件和控制器。该控制器配置成监测供应到该能量储存装置的充电能量的转移、比较监测的充电能量的转移与包括能量储存装置的电压和充电总线的平均整流线路电压中的一个的阈值，以及在已经越过该阈值后控制第一双向电压修改组件以修改供应给第一能量储存装置的充电能量的电压和电流中的一个。
通过下列详细的说明和附图将使各种其他特征和优势明显。
附图说明
附图图示目前设想用于实现本发明的实施例。
在附图中：
图1是根据本发明的实施例的牵引***的示意图。
图2是根据本发明的实施例的另一个牵引***的示意图。
图3是根据本发明的实施例的另一个牵引***的示意图。
具体实施方式
图1是根据本发明的实施例的牵引***10的示意图。牵引***10包括第一能量储存装置12。在一个实施例中，第一能量储存装置12是高电压能量储存装置并且可以是蓄电池、飞轮***(flywheelsystem)、燃料电池、超电容器等。第一能量储存装置12通过DC总线16耦合于双向电压修改组件14。在一个实施例中，双向电压修改组件14是双向DC-AC电压逆变器(inverter)。双向DC-AC电压逆变器14包括配对成形成三相30、32和34的六个半相模块18、20、22、24、26和28。每相30、32、34耦合于DC总线16的一对导体36、38。电动机械装置或电机(motor)40耦合于双向DC-AC电压逆变器14。在一个实施例中，电动机械装置40是机械耦合于车辆(没有示出)或包括起重机、电梯、升降机的其他电气设备的一个或多个驱动轮或轴42的牵引电机。电动机械装置40包括多个绕组44、46和48，其具有多个耦合于双向DC-AC电压逆变器14的各个相30、32、34的导体50。绕组44-48还具有多个耦合在一起以形成节点54的导体52。
牵引***10包括通过线路58耦合于半相模块18-28的控制器。控制器56通过半相模块18-28的适当控制配置成控制双向DC-AC电压逆变器14以转换DC总线16上的DC电压或电流为AC电压或电流用于通过导体50供应给绕组44-48。因此，来自第一能量储存装置12的DC电压或电流可转换成AC电压或电流并且传递给电机40以驱动轮42。在其他非车辆推进***中，驱动轮42可以是另一种类型的负载(没有示出)，包括泵、风扇、卷扬机、起重机或其他电机驱动负载。在再生制动模式中，电动机械装置40可作为发电机(generator)运转以制动轮42并且供应AC电压或电流给双向DC-AC电压逆变器14用于逆变成DC电压或电流到适合于对第一能量储存装置12再充电的DC总线16上。
当包含牵引***10的车辆或设备停放或不在使用中时，将车辆的插头***例如公用电网或可再生能源以使能量储存装置12恢复或再充电可以是可取的。因此，图1示出包括耦合于牵引***10的充电***60的本发明的实施例，其用于对能量储存装置12再充电使得牵引***10的部件可用于对能量储存装置12再充电和将来自能量储存装置12的能量转换为可用于驱动负载或推进车辆的能量的双重目的。
充电***60包括具有多个耦合于整流器66并且耦合于具有触点70、72的插座或插头68的导体64的外部高阻抗电压源62。尽管外部高阻抗电压源62在图1-3中示为具有三相的多相公用***，可以设想外部高阻抗多相源可以取而代之地具有一、二、六或任何其他数量的相。插头68配置成与具有触点76、78的牵引***10的插头74紧密配合。高阻抗电压源62包括二次绕组80。如在下文在图3中示出的，要理解源62将还包括没有在图1中示出的可耦合于例如公用电网等源的一次绕组。插头74耦合于节点54，并且电机40的每个绕组44-48向由高阻抗电压源62供应的充电能量提供滤波。
在再充电操作中，例如电流等充电能量在再充电操作的第一阶段期间从高阻抗电压源62通过整流器66、绕组44-48和各个半相模块18、22、26的二极管82、84、86流到充电总线16。该充电能量从充电总线16流入第一能量储存装置12，其在一个实施例中具有大于高阻抗电压源62的瞬时输送能力的瞬时接受能力。该充电能量至少由高阻抗电压源62的阻抗限制。二极管82-86额定为允许来自高阻抗电压源62的电流在第一阶段期间直接流入第一能量储存装置12。在该实施例中，各个半相模块20、24、28的二极管88、90、92没有配置成直接供应来自第一能量储存装置12的充电能量到充电总线16。因此，二极管88-92可具有比二极管82-86低的额定电流，并且因此可允许降低牵引***10的成本。
回到再充电操作，控制器56程序化或配置成监测在第一阶段期间供应给第一能量储存装置12的充电能量。因此在一个实施例中，在第一阶段期间充电能量的电流大于双向DC-AC电压逆变器14除二极管82-86之外的部件的额定电流，在第一阶段期间充电能量仅流过二极管82-86。当电压在第一能量储存装置12中升高时，充电电流逐渐减小。控制器56配置成通过电流传感器94监测充电能量的电流。尽管示为感测绕组48和二极管86之间的电流，可以设想电流传感器94可放置在牵引***10中的任何地方使得可感测来自充电能源的电流。
控制器56比较监测的充电能量电流与预定的阈值。在一个实施例中，阈值是落入双向DC-AC电压逆变器14的所有部件的额定电流内的充电能量电流值。该阈值还可基于第一能量储存装置12的设计和温度。一旦控制器56检测阈值已经被越过，控制器56开始对双向DC-AC电压逆变器14在再充电操作的第二阶段期间的主动控制。如此，在第一阶段期间第一能量储存装置12的再充电允许主要通过高阻抗电压源62的阻抗限制的快速充电。在第二阶段期间，充电由于双向电压修改组件14的部件而被控制。
在第二阶段期间，控制器56控制半相模块18-28以升高供应给其的充电能量的电流和/或电压使得第一能量储存装置12可再充电到大于通过经由高阻抗电压源62的直接再充电而无升压所容许的电压。半相模块18-20、22-24、26-28的各个对形成个体升压转换器，其可以在相同相操作以减小或消除在电机40中的高频转矩脉动(ripple)。此外，绕组44-48在升压操作期间充当升压电感器。
控制器56通过电压传感器96感测第一能量储存装置12的电压并且调整第一能量储存装置12的充电使得它的电压不超过规定水平。将近充电结束时，当再充电电流逐渐减小到低水平时控制器56还调整在DC总线16上的再充电电压到“浮动电压”。
图2示出根据本发明的另一个实施例的牵引***98的示意图。对于牵引***10和98共有的元件和部件将视情况关于相同的标号论述。图3也将关于相同标号论述共有部件。除与牵引***10共有的部件外，牵引***98包括耦合于DC总线16以向驱动轮42提供电力的第二能量储存装置100。在一个实施例中，第二能量储存装置100是低电压能量储存装置并且可以是蓄电池、燃料电池、超电容器等。第一能量储存装置12可配置成提供比第二能量储存装置100高的功率以在例如车辆的加速时期提供电力。第二能量储存装置100可配置成提供比第一能量储存装置12更高的能量以向车辆提供持续更久的电力以增加其行进距离。
多个双向DC-DC电压转换器102、104、106耦合于第二能量储存装置100和DC总线16并且配置成转换一个DC电压为另一个DC电压。每个双向DC-DC电压转换器102-106包括耦合于一对开关110、112并且耦合于一对二极管114、116的电感器108。每个开关110、112耦合于相应二极管114、116，并且每个开关/二极管对形成相应半相模块118、120。开关110、112为了说明性的目的示为绝缘栅双极晶体管(IGBT)。然而，本发明的实施例不限于IGBT。可以使用任何适当的电子开关，例如金属氧化物半导体场效应管(MOSFET)、双极结晶体管(BJT)和金属氧化物半导体控制晶闸管(MCT)。
控制器56通过线路58耦合于双向DC-DC电压转换器102-106，并且通过第二能量储存装置100供应的能量通过双向DC-DC电压转换器102-106的开关110、112的控制升压以向DC总线16供应更高电压。通过第二能量储存装置100供应给DC总线16的能量通过双向DC-AC电压逆变器14逆变并且供应给电机电动机械装置40。相似地，在再生制动模式期间产生的能量还可用于通过双向DC-AC电压逆变器14并且通过双向DC-DC电压转换器102-106的开关110、112的降压(bucking)控制而对第二能量储存装置100再充电。
如在图2中示出的，充电***60耦合于DC/充电总线16。第一开关或接触器122耦合在第二能量储存装置100和充电总线16之间。在再充电操作中，耦合于开关122的控制器56使开关122闭合，从而允许来自高阻抗电压源62的充电能量直接流入第二能量储存装置100。在一个实施例中，第二能量储存装置100具有大于高阻抗电压源62的瞬时输送能力的瞬时接受能力。在充电的第一阶段期间，控制器56通过电压传感器124监测供应给第二能量储存装置100的充电电压。
控制器56比较监测的充电电压与预定的阈值。在一个实施例中，阈值是第二能量储存装置100的电压值。该阈值还可基于第二能量储存装置100的设计和温度。因为第二能量储存装置100的瞬时接受能力大于高阻抗电压源62的瞬时输送能力，控制器56监测第二能量储存装置100的电压使得它的额定电压不被超过。因此，控制器56比较监测的第二能量储存装置100的电压与已经预定为切换再充电操作到第二阶段的最佳值的电压阈值。
在电压阈值已经越过后，控制器56使开关122开路并且开始对双向DC-DC电压转换器102-106的主动控制以降低供应给其的充电能量的电压使得第二能量储存装置100可以在受控和调整的步速更缓慢地再充电到期望的再充电水平。控制器56操作多个双向DC-DC电压转换器102-106使得当流入第二能量储存装置100的充电能量的电流逐渐减小到低水平时可维持第二能量储存装置100的“浮动电压”。电流传感器126允许控制器56设置充电能量的电流达到储存在第二能量储存装置100中的能量的顶点。
开关或接触器128还可耦合于导体36以在再充电操作期间将第一能量储存装置12从充电总线16去耦合(如果期望的话)。当第一和第二能量储存装置12、100的标称电压被适当选择并且每个相应能量储存装置12、100的各自的荷电状态在预定值内时，开关128也可在再充电操作期间是闭合的使得第一能量储存装置12可与第二能量储存装置100一起如下文描述的那样同时再充电。因为充电能量直接耦合于充电总线16，双向DC-AC电压逆变器14不用于升压充电能量以将第一能量储存装置12再充电到最大水平。耦合于控制器56的电压传感器130允许控制器56监测第一能量储存装置12的充电。
在另一个实施例中，第二能量储存装置100可具有小于高阻抗电压源62的瞬时输送能力的瞬时接受能力。控制器56可确定第二能量储存装置100的瞬时接受能力(例如通过测量它的SOC)。在该实施例中，控制器56使开关122处于它的开路状态并且主动地控制双向DC-DC电压转换器102-106以降低充电总线16上的充电能量的电压以调整供应给第二能量储存装置100的电压到阈值或预定值使得第二能量储存装置100的期望阈值或再充电水平可以在调整的步速控制。双向DC-DC电压转换器102-106的控制允许控制器56调整施加到第二能量储存装置100的最大电流到基于第二能量储存装置100的设计或参数的期望或最大极限。
当在本文描述的实施例中已经达到第二能量储存装置100的期望阈值或再充电水平时，控制器56可程序化以终止再充电的所有阶段。
图3示出根据本发明的另一个实施例的牵引***132的示意图。对于牵引***10、98和132共有的元件和部件将视情况而关于相同的标号论述。如示出的，高阻抗电压源62包括多个耦合于二次绕组80的一次绕组134。一次绕组134可耦合于公用电网。多个电感器136耦合于二次绕组80。要理解如在图3中示出的高阻抗电压源62可应用于在图1和2中示出的高阻抗电压源62。
高阻抗电压源62耦合于双向DC-AC电压逆变器14。然而，不像在图1中示出的，插头74在二极管82-86和绕组44-48之间耦合于双向DC-AC电压逆变器14。多个开关或接触器138耦合于绕组44-48，使得在当充电***60耦合于牵引***132时的再充电操作期间，电机40可从其上去耦合使得充电能量不电激发电机40或不向电机40供应能量，因此在充电期间电机40不使车辆移动。
在该实施例中，充电***60不具有单独的整流器66。相反，二极管82-92提供整流以将通过高阻抗电压源62供应的AC电力转换为充电总线16的DC电力。在该实施例中，所有二极管82-92额定为允许来自在充电总线16上的充电能量的电流在第一阶段期间直接流入第一或第二能量储存装置12、100。
与上文关于图1描述的那个相似，在再充电操作中，充电能量在再充电操作的第一阶段期间从高阻抗电压源62流过二极管82-92到充电总线16。如下文描述的，来自充电总线16的充电能量流入第一能量储存装置12并且流入第二能量储存装置100。控制器56如上文描述的监测并且比较监测的充电能量以对每个能量储存装置12、100独立确定何时改变再充电操作到第二阶段。可包括多个电感器140(虚拟示出)以在升压操作期间辅助由绕组136代表的变压器漏电感(如果期望的话)。可以设想牵引***10、98或图1和2可还包括电感器140以在升压操作期间辅助变压器漏电感(如果期望的话)。
如果接触器122是开路的并且接触器128是闭合的，那么能量储存装置12直接从高阻抗电压源62充电同时能量储存装置100由采用降压模式操作的双向转换器102、104和106充电，从而能量储存装置12和100两者可以同时充电。如果接触器128是开路的并且接触器122是闭合的，那么能量储存装置100正如在上文图2中描述的在阶段1期间直接从高阻抗电压源62充电。当进入阶段2时，接触器122开路，并且阶段2继续，其中双向转换器102、104和106控制充电同时采用降压模式操作。能量储存装置12然后可以稍后从高阻抗电压源62充电(其中接触器122开路并且接触器128闭合)，或如果高阻抗电压源62从牵引***132拔去插头，则直接通过采用升压模式操作的双向转换器102、104和106从能量储存装置100充电(其典型地具有显著大于能量储存装置12的能量)。双向转换器102、104和106可以操作且它们的开关相位移动以便减小在两个能量储存装置中的电压和电流脉动水平。
在本发明的另一个实施例中，在能量储存装置100的充电期间同时在第二阶段或操作模式中(其中128闭合)，控制器56使用由AC电压源62供应的能量操作DC-AC逆变器14以控制或调整DC充电总线16上的电压到如使用电压传感器130感测的阈值。能量储存装置100能够同时通过采用降压模式操作的双向转换器102、104和106或其的子集的控制来充电。
本发明的实施例从而使用例如逆变器、转换器、滤波器和/或已经装载在牵引控制***上的机器电感等部件以对该牵引控制***的一个或多个能量储存装置再充电。如此，这些部件可用于开动汽车和对能量储存装载充电的双重目的。使用车辆的车载部件允许非车载充电站以具有简单、低成本和高功率设计。另外，高电流充电可采用成本有效的方式获得。从而可实现车载能量储存装置的迅速、高速充电使得大电流在第一充电阶段中流入能量储存装置，这主要由变压器的阻抗限制且初始电流不被具有更高电流限制性质的电子开关元件控制。
公开的设备的技术贡献是它提供使用车载功率电子设备转移能量的控制器实现的技术。
根据本发明的一个实施例，一种设备包括配置成输出DC电压的第一能量储存装置、耦合于该第一能量储存装置的第一双向电压修改组件和耦合于该第一能量储存装置以及该第一双向电压修改组件的充电总线。该设备还包括可耦合于充电总线的高阻抗电压源和配置成监测从该高阻抗电压源供应到第一能量储存装置的充电能量的转移的控制器。该控制器还配置成比较监测的充电能量的转移与阈值，以及在该阈值已经被越过后控制第一双向电压修改组件以修改供应给第一能量储存装置的充电能量的电压和电流中的一个。
根据本发明的另一个实施例，一种方法包括耦合蓄电池到第一电压总线(该蓄电池配置成输出DC电压)、耦合第一双向电压修改组件到第一电压总线并且耦合第二电压总线到第一电压总线，该第二电压总线配置成从高阻抗电压源接收充电能量并且供应该充电能量到第一双向电压修改组件和第一电压总线中的一个。该方法还包括配置控制器以监测充电能量到蓄电池的转移、比较监测的充电能量的转移与阈值，以及在该阈值已经被越过后控制第一双向电压修改组件以修改供应给蓄电池的充电能量的电压和电流中的一个。
根据本发明的再另一个方面，一种***包括配置成从电压源接收充电能量的充电总线、配置成输出DC电压并且耦合于该充电总线的能量储存装置、耦合于该充电总线的第一双向电压修改组件和控制器。该控制器配置成监测供应到该能量储存装置的充电能量的转移、比较监测的充电能量的转移与包括能量储存装置的电压和充电总线的平均整流线路电压中的一个的阈值，以及在该阈值已经被越过后控制第一双向电压修改组件以修改供应给第一能量储存装置的充电能量的电压和电流中的一个。
尽管本发明已经连同仅有限数量的实施例详细说明，应该容易理解本发明不限于这样公开的实施例。相反，本发明可以修改以包含任何数量在此之前没有描述的变化、改动、代替或等同设置，但这些设置与本发明的精神和范围相当。另外，尽管本发明的各种实施例已经描述，要理解本发明的方面可仅包括描述的实施例中的一些。因此，本发明不被视为被先前的说明限制，而仅被附上的权利要求的范围限制。
部件列表
10 牵引***              76  具有触点
12 第一能量储存装置      78  具有触点
14 双向电压修改组件      80  包括二次绕组
16 DC总线                82  和二极管
18 半相模块              84  和二极管
20 半相模块              86  和二极管
22 半相模块              88  二极管
24 半相模块              90  二极管
26 半相模块              92  二极管
28 半相模块              94  电流传感器
30 相                    96  电压传感器
32 相                    98  牵引***
34 相                    100 第二能量储存装置
36 导体对                102 多个双向DC-DC电压转换器
38 导体对                104 多个双向DC-DC电压转换器
40 电动机械装置或电机    106 多个双向DC-DC电压转换器
42 驱动轮或轴            108 电感器
44 多个绕组              110 开关对
46 多个绕组              112 开关对
48 多个绕组              114 二极管对
50 多个导体              116 二极管对
52 多个导体              118 相应半相模块
54 节点                  120 相应半相模块
56 控制器                122 第一开关或接触器
58 相应线路对            124 电压传感器
60 充电***            126 电压传感器
62 外部高阻抗电压源    128 开关或接触器
64 多个导体            130 电压传感器
66 整流器              132 牵引***
68 插座或插头          134 多个一次绕组
70 具有触点            136 多个电感器
72 具有触点            138 多个开关或接触器
74 插头                140 多个电感器

Claims (48)

1.一种向混合动力和电动车辆充电的设备，包括：
配置成输出DC电压的第一能量储存装置；
耦合于所述第一能量储存装置的第一双向电压修改组件；
耦合于所述第一能量储存装置以及耦合于所述第一双向电压修改组件的充电总线；
能耦合于所述充电总线的高阻抗电压源；以及
控制器，其配置成：
监测从所述高阻抗电压源供应到所述第一能量储存装置的充电能量的转移；
比较所述监测的充电能量的转移与阈值；以及
在所述阈值已经被越过后控制所述第一双向电压修改组件修改供应给所述第一能量储存装置的充电能量的电压和电流中的一个；
其中，所述的高阻抗电压源属于非车载充电***；所述的第一能量储存装置、第一双向电压修改组件及控制器属于车载牵引***。
2.如权利要求1所述的设备，其中所述第一能量储存装置包括具有大于所述高阻抗电压源的瞬时输送能力的瞬时接受能力的高功率能量储存装置；
其中所述第一双向电压修改组件包括双向DC-AC电压逆变器；以及
其中所述控制器在配置成控制所述第一双向电压修改组件时配置成通过所述双向DC-AC电压逆变器升高所述充电能量的电压和电流中的一个。
3.如权利要求2所述的设备，其中所述高阻抗电压源包括：
多个二次变压器绕组；
耦合于所述多个二次变压器绕组的整流器电桥。
4.如权利要求2所述的设备，其中所述控制器在配置成控制所述第一双向电压修改组件时配置成控制同相的所述双向DC-AC电压逆变器的多个升压转换器。
5.如权利要求2所述的设备，其中所述双向DC-AC电压逆变器包括多个二极管，其配置成在所述阈值已经被越过之前从所述高阻抗电压源转移所述充电能量的电流到所述充电总线。
6.如权利要求2所述的设备，其中所述控制器在配置成比较所述监测的充电能量的转移与所述阈值时配置成比较所述充电总线的电流与预定电流阈值。
7.如权利要求1所述的设备，其中所述第一能量储存装置包括具有大于所述高阻抗电压源的瞬时输送能力的瞬时接受能力的低功率能量储存装置；
其中所述第一双向电压修改组件包括双向DC-DC电压转换器；以及
其中所述控制器在配置成控制所述第一双向电压修改组件时配置成通过所述双向DC-DC电压转换器降低所述充电能量的电压和电流中的一个。
8.如权利要求7所述的设备，进一步包括具有开路位置和闭合位置的开关；
其中所述开关当位于所述闭合位置时，配置成直接耦合所述低功率能量储存装置到所述充电总线；
其中所述开关当位于所述开路位置时，配置成直接将所述低功率能量储存装置从所述充电总线去耦合；以及
其中所述控制器进一步配置成在所述阈值已经被越过后使所述开关从所述闭合位置改变到所述开路位置。
9.如权利要求7所述的设备，进一步包括耦合于所述双向DC-DC电压转换器并且耦合于所述充电总线的双向DC-AC电压逆变器，其中所述双向DC-AC电压逆变器配置成从所述高阻抗电压源转移充电能量到所述充电总线。
10.如权利要求9所述的设备，进一步包括：
具有大于所述高阻抗电压源的瞬时输送能力的瞬时接受能力的高功率能量储存装置；以及
其中所述控制器进一步配置成通过所述双向DC-AC电压逆变器升高所述充电能量的电压。
11.如权利要求10所述的设备，其中所述控制器进一步编程为对所述低功率能量储存装置和所述高功率能量储存装置同时充电。
12.如权利要求7所述的设备，其中所述控制器在配置成比较所述监测的充电能量的转移与所述阈值时配置成比较所述充电总线的第一能量储存装置电压与预定电压阈值。
13.如权利要求1所述的设备，其中所述第一能量储存装置包括具有小于所述高阻抗电压源的瞬时输送能力的瞬时接受能力的低功率能量储存装置；
其中所述第一双向电压修改组件包括双向DC-DC电压转换器；以及
其中所述控制器在配置成控制所述第一双向电压修改组件时配置成通过所述双向DC-DC电压转换器将所述充电能量的电压和电流中的一个降低至预定值。
14.如权利要求1所述的设备，其中所述第一能量储存装置、所述第一双向电压修改组件以及所述控制器中的每个位于车辆上。
15.如权利要求1所述的设备，其中所述高阻抗电压源包括单相高阻抗电压源、双相高阻抗电压源、三相高阻抗电压源以及六相高阻抗电压源中的一个。
16.一种用于在车载电储存装置和外部源之间转移能量的方法，所述方法包括：
将电池耦合于第一电压总线，所述电池配置成输出DC电压；
将第一双向电压修改组件耦合于所述第一电压总线；
将第二电压总线耦合于所述第一电压总线，所述第二电压总线配置成从高阻抗电压源接收充电能量并且将所述充电能量供应至所述第一双向电压修改组件和所述第一电压总线中的一个；以及
将控制器配置成：
监测所述充电能量向所述电池的转移；
比较所述监测的充电能量的转移与阈值；以及
在所述阈值已经被越过之后，控制所述第一双向电压修改组件修改供应至所述电池的所述充电能量的电压和电流中的一个。
17.如权利要求16所述的方法，其中将所述第一双向电压修改组件耦合于所述第一电压总线包括将双向DC-AC电压逆变器耦合于所述第一电压总线，以及
其中将所述控制器配置成控制所述第一双向电压修改组件包括将所述控制器配置成经由所述双向DC-AC电压逆变器升高所述充电能量的电压。
18.如权利要求16所述的方法，其中将所述第一双向电压修改组件耦合于所述第一电压总线包括将双向DC-DC电压转换器耦合于所述第一电压总线，并且
其中将所述控制器配置成控制所述第一双向电压修改组件包括将所述控制器配置成经由所述双向DC-DC电压转换器降低所述充电能量的电压。
19.如权利要求16所述的方法，其中将所述控制器配置成比较所述监测的充电能量的转移与所述阈值包括将所述控制器配置成进行如下其中之一：
比较所述第二电压总线的电流与电流阈值；以及
比较所述电池的电压与电压阈值。
20.一种向混合动力和电动车辆充电的***，包括：
充电总线，配置成从高阻抗电压源接收充电能量；
能量储存装置，配置成输出DC电压并且耦合于所述充电总线；
第一双向电压修改组件，耦合于所述充电总线；
控制器，配置成：
监测供应至所述能量储存装置的充电能量的转移；
比较所述监测的充电能量的转移与阈值，所述阈值包括所述能量储存装置的电压和所述充电总线的平均整流线路电压中的一个；以及
在所述阈值已经被越过之后，控制所述第一双向电压修改组件修改供应至所述能量储存装置的充电能量的电压和电流中的一个；
其中，所述的高阻抗电压源属于非车载充电***；所述的能量储存装置、第一双向电压修改组件及控制器属于车载牵引***。
21.如权利要求20所述的***，其中所电压源包括高阻抗电压源。
22.如权利要求20所述的***，其中所述第一双向电压修改组件包括双向DC-AC电压逆变器，并且
其中所述控制器在配置成控制所述第一双向电压修改组件时配置成经由所述双向DC-AC电压逆变器升高所述充电能量的电压。
23.如权利要求20所述的***，其中所述第一双向电压修改组件包括双向DC-DC电压转换器，并且
其中所述控制器在配置成控制所述第一双向电压修改组件时配置成经由所述双向DC-DC电压转换器降低所述充电能量的电压。
24.如权利要求20所述的***，进一步包括配置成容纳所述充电总线、所述能量储存装置、所述第一双向电压修改组件以及所述控制器的电气设备，其中所述电气设备包括车辆、起重机、电梯以及升降机中的一个。
25.一种向混合动力和电动车辆充电的设备，包括：
能量储存装置，配置成输出DC电压；
双向电压修改组件，耦合于所述能量储存装置，
充电总线，耦合于所述能量储存装置并且耦合于所述双向电压修改组件，所述充电总线能耦合于高阻抗电压源，以及
控制器，配置成：
监测从所述高阻抗电压源供应至所述能量储存装置的充电能量的转移；以及
基于所述监测的充电能量的转移修改供应至所述能量储存装置的充电能量的电压和电流中的一个；
其中，所述的高阻抗电压源属于非车载充电***；所述的能量储存装置、双向电压修改组件及控制器属于车载牵引***。
26.如权利要求25所述的设备，其中所述高阻抗电压源包括：
多个二次变压器绕组；
整流器电桥，耦合于所述多个二次变压器绕组。
27.如权利要求25所述的设备，其中所述控制器配置成比较所述监测的充电能量的转移与阈值并且基于所述比较来修改所述电压和所述电流中的所述一个。
28.如权利要求27所述的设备，其中所述控制器在配置成比较所述监测的充电能量的转移与所述阈值时配置成比较所述充电总线的电流与预定电流阈值。
29.如权利要求25所述的设备，其中所述能量储存装置包括具有大于所述高阻抗电压源的瞬时输送能力的瞬时接受能力的高功率能量储存装置；
其中所述双向电压修改组件包括双向DC-AC电压逆变器；以及
其中所述控制器配置成控制所述双向电压修改组件修改所述电压和所述电流中的所述一个，并且所述双向DC-AC电压逆变器配置成升高所述充电能量的电压和电流中的所述一个。
30.如权利要求29所述的设备，其中所述控制器在配置成控制所述双向电压修改组件时配置成控制同相的所述双向DC-AC电压逆变器的多个升压转换器。
31.如权利要求29所述的设备，其中所述双向DC-AC电压逆变器包括多个二极管，配置成在阈值已经被越过之前从所述高阻抗电压源转移充电能量的电流至所述充电总线。
32.如权利要求25所述的设备，其中所述能量储存装置包括具有大于所述高阻抗电压源的瞬时输送能力的瞬时接受能力的低功率能量储存装置；
其中所述设备包括双向DC-DC电压转换器；并且
其中所述双向DC-DC电压转换器配置成降低所述充电能量的电压和电流中的所述一个。
33.如权利要求32所述的设备，进一步包括具有开路位置和闭合位置的开关；
其中所述开关当位于第一位置时，配置成直接耦合所述低功率能量储存装置到所述充电总线；
其中所述开关当位于第二位置时，配置成直接将所述低功率能量储存装置从所述充电总线去耦合；以及
其中所述控制器进一步配置成在阈值已经被越过后使所述开关从所述第一位置改变到所述第二位置，其中所述阈值基于所述低功率能量储存装置的电压和温度中的一个。
34.如权利要求32所述的设备，进一步包括耦合于所述双向DC-DC电压转换器并且耦合于所述充电总线的双向DC-AC电压逆变器，其中所述双向DC-AC电压逆变器配置成从所述高阻抗电压源转移充电能量至所述充电总线。
35.如权利要求34所述的设备，进一步包括：
具有大于所述高阻抗电压源的瞬时输送能力的瞬时接受能力的高功率能量储存装置；以及
其中所述控制器进一步配置成经由所述双向DC-AC电压逆变器升高所述充电能量的电压。
36.如权利要求35所述的设备，其中所述控制器进一步编程成对所述低功率能量储存装置和所述高功率能量储存装置同时充电。
37.如权利要求32所述的设备，其中所述控制器配置成比较所述监测的充电能量的转移与阈值，并且配置成比较所述充电总线的能量储存装置电压与预定电压阈值。
38.如权利要求25所述的设备，其中所述能量储存装置包括具有小于所述高阻抗电压源的瞬时输送能力的瞬时接受能力的低功率能量储存装置，
其中所述设备包括双向DC-DC电压转换器；
其中所述双向DC-DC电压转换器配置成降低所述充电能量的电压和电流中的一个。
39.如权利要求25所述的设备，其中所述能量储存装置、所述双向电压修改组件以及所述控制器中的每个位于车辆上。
40.如权利要求25所述的设备，其中所述高阻抗电压源包括单相高阻抗电压源、双相高阻抗电压源、三相高阻抗电压源以及六相高阻抗电压源中的一个。
41.一种制造能量转移***的方法，所述能量转移***用于在车载于车辆上的能量储存装置和外部源之间转移能量，所述方法包括：
将所述能量储存装置耦合于电压总线，所述能量储存装置配置成输出DC电压；
将双向电压修改组件耦合于所述电压总线；
将高阻抗电压源耦合于所述电压总线以供应电流至所述能量储存装置，以及
将控制器配置成：
监测所述电流向所述能量存储装置的转移；以及
在阈值已经被越过之后，控制所述双向电压修改组件修改供应至所述能量储存装置的电流；
其中，所述的高阻抗电压源属于非车载充电***；所述的能量储存装置、双向电压修改组件及控制器属于车载牵引***。
42.如权利要求41所述的方法，其中将所述双向电压修改组件耦合于所述电压总线包括将双向DC-AC电压逆变器耦合于所述电压总线；并且
其中将所述控制器配置成控制所述双向电压修改组件包括将所述控制器配置成升高所述双向DC-AC电压逆变器的电压输出。
43.如权利要求41所述的方法，其中将所述双向电压修改组件耦合于所述电压总线包括将双向DC-DC电压转换器耦合于所述电压总线；并且
其中将所述控制器配置成控制所述双向电压修改组件包括将所述控制器配置成经由所述双向DC-DC电压转换器降低所述充电能量的电压。
44.一种向混合动力和电动车辆充电的***，包括：
充电总线，配置成从高阻抗电压源接收充电能量；
能量储存装置，配置成输出DC电压，并且耦合于所述充电总线；
双向电压修改组件，耦合于所述充电总线；以及
控制器，配置成：
经由所述双向电压修改组件的第一电气配置转移充电能量至所述能量储存装置，以及
在充电能量的阈值已经被越过之后，将所述双向电压修改组件更改成第二电气配置以修改供应至所述能量储存装置的充电能量的电压和电流中的一个；
其中，所述的高阻抗电压源属于非车载充电***；所述的能量储存装置、双向电压修改组件及控制器属于车载牵引***。
45.如权利要求44所述的***，其中所述电压源包括高阻抗电压源。
46.如权利要求44所述的***，其中所述双向电压修改组件包括双向DC-AC电压逆变器；并且
其中所述控制器在配置成控制所述双向电压修改组件时配置成经由所述双向DC-AC电压逆变器升高所述充电能量的电压。
47.如权利要求44所述的***，其中所述双向电压修改组件包括双向DC-DC电压转换器，并且
其中所述控制器在配置成控制所述双向电压修改组件时配置成经由所述双向DC-DC电压转换器降低所述充电能量的电压。
48.如权利要求44所述的***，进一步包括配置成容纳所述充电总线、所述能量储存装置、所述双向电压修改组件以及所述控制器的电气设备，其中所述电气设备包括车辆、起重机、电梯以及升降机中的一个。
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