控制多個(gè)存儲(chǔ)裝置的系統(tǒng)和方法
【專(zhuān)利摘要】提供控制多個(gè)存儲(chǔ)設(shè)備的系統(tǒng)和方法。系統(tǒng)可以包括第一存儲(chǔ)裝置和第二存儲(chǔ)裝置，每一個(gè)適合于存儲(chǔ)和釋放電能。該系統(tǒng)還可以包括連接到第一存儲(chǔ)裝置、第二存儲(chǔ)裝置以及負(fù)載的控制器。該控制器適合于通過(guò)以可變方式控制第一存儲(chǔ)裝置、第二存儲(chǔ)裝置以及負(fù)載之間的電荷流通來(lái)優(yōu)化與第一系統(tǒng)參數(shù)相關(guān)的系統(tǒng)操作。
【專(zhuān)利說(shuō)明】控制多個(gè)存儲(chǔ)裝置的系統(tǒng)和方法
相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
[0001]本申請(qǐng)是2011年3月16日提交的題為“用于交通工具應(yīng)用的組合電池和超級(jí)電容器的系統(tǒng)”的美國(guó)臨時(shí)專(zhuān)利申請(qǐng)N0.61/453，474、2011年7月16日提交的題為“具有集成控制器的電荷和能量存儲(chǔ)系統(tǒng)”的美國(guó)臨時(shí)專(zhuān)利申請(qǐng)N0.61/508，621、2011年4月21日提交的題為“用于交通工具應(yīng)用的多電池系統(tǒng)”的美國(guó)臨時(shí)專(zhuān)利申請(qǐng)N0.61/477，730以及2011年7月16日提交的題為“提高充電能力的不同電荷狀態(tài)電池”的美國(guó)臨時(shí)專(zhuān)利申請(qǐng)N0.61/508,622的非臨時(shí)申請(qǐng)，在此以引用方式并入上述臨時(shí)申請(qǐng)。
[0002]本專(zhuān)利申請(qǐng)總體上涉及下面的共同待決的專(zhuān)利申請(qǐng)，在此以參見(jiàn)方式將其引入本申請(qǐng)中:于同一日期由茅歐(Ou Mao)等人提交的題為“具有帶不同電荷狀態(tài)的裝置的能源
系統(tǒng)”的美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)N0._，于同一日期由布萊恩.C..西斯科(Brian C.Sick)等
人提交的題為“用于控制多個(gè)存儲(chǔ)裝置的系統(tǒng)和方法”的美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)N0._，于同一
日期由佩里.M..懷亞特(Perry M.Wyatt)等人提交的題為“具有電池和超級(jí)電容器的能
源裝置和系統(tǒng)”的美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)N0._，以及于同一日期由蔣軍偉(Junwei Jiang)等
人提交的題為“用于組合能源系統(tǒng)中過(guò)充電保護(hù)和充電平衡的系統(tǒng)和方法”的美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng) N0.ο
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003]本發(fā)明總體涉及控制方法和系統(tǒng)，更具體地涉及用于多個(gè)存儲(chǔ)裝置系統(tǒng)的控制器。
【背景技術(shù)】
[0004]機(jī)電系統(tǒng)，例如交通工具和用于商業(yè)、工業(yè)以及居民建筑的電網(wǎng)，經(jīng)常需要電能來(lái)為其操作提供動(dòng)力。因此，此類(lèi)機(jī)電系統(tǒng)經(jīng)常從能夠提供電能的一個(gè)或多個(gè)存儲(chǔ)裝置接收電能。適合于對(duì)機(jī)電系統(tǒng)提供電能的這類(lèi)存儲(chǔ)裝置在它們的循環(huán)壽命衰竭之前，通常能夠多循環(huán)地放電并重新充滿(mǎn)電。在一些例子中，單一的機(jī)電系統(tǒng)可以從不止一個(gè)主電源接收電能。例如，某些交通工具，諸如轎車(chē)、摩托車(chē)和卡車(chē)，可以利用諸如電池的一個(gè)或多個(gè)存儲(chǔ)裝置來(lái)提供電能，提供的電能能夠達(dá)到足夠啟動(dòng)該交通工具內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的水平。遺憾的是，由于多個(gè)存儲(chǔ)裝置對(duì)單一系統(tǒng)提供能量，這類(lèi)多個(gè)存儲(chǔ)裝置所服務(wù)的機(jī)電系統(tǒng)目前存在著多種無(wú)效率事例。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]在一個(gè)實(shí)施例中，系統(tǒng)包括適合于存儲(chǔ)和釋放電能的第一存儲(chǔ)裝置和適合于存儲(chǔ)和釋放電能的第二存儲(chǔ)裝置。系統(tǒng)還包括連接到第一存儲(chǔ)裝置和第二存儲(chǔ)裝置的機(jī)電系統(tǒng)，該機(jī)電系統(tǒng)適合于產(chǎn)生能量需求，并利用來(lái)自第一存儲(chǔ)裝置和第二存儲(chǔ)裝置中至少一個(gè)的電能來(lái)滿(mǎn)足能量需求。系統(tǒng)還包括連接到第一存儲(chǔ)裝置、第二存儲(chǔ)裝置和機(jī)電系統(tǒng)的控制器?？刂破鬟m合于通過(guò)控制第一存儲(chǔ)裝置、第二存儲(chǔ)裝置與機(jī)電系統(tǒng)之間的電荷流動(dòng)來(lái)優(yōu)化與第一參數(shù)相關(guān)的系統(tǒng)操作。控制器通過(guò)選擇性控制由第一存儲(chǔ)裝置和第二存儲(chǔ)裝置中的每一個(gè)所接收和釋放的電能數(shù)量來(lái)控制電荷流動(dòng)。
[0006]在另一個(gè)實(shí)施例中，提供了用于存儲(chǔ)系統(tǒng)的控制器?？刂破鬟m合于監(jiān)測(cè)與第一存儲(chǔ)裝置相關(guān)聯(lián)的第一參數(shù)和與第二存儲(chǔ)裝置相關(guān)聯(lián)的第二參數(shù)?？刂破鬟€適合于接收與優(yōu)化標(biāo)準(zhǔn)相對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)，優(yōu)化標(biāo)準(zhǔn)包括一個(gè)或多個(gè)操作優(yōu)化參數(shù)，并根據(jù)所監(jiān)測(cè)的第一參數(shù)和所監(jiān)測(cè)的第二參數(shù)，確定第一存儲(chǔ)裝置、第二存儲(chǔ)裝置與機(jī)電裝置之間的優(yōu)化電荷流動(dòng)。根據(jù)確定的優(yōu)化電荷流動(dòng)，控制器還適合于產(chǎn)生控制信號(hào)從而以可變方式控制電荷流至第一存儲(chǔ)裝置和第二存儲(chǔ)裝置和/或從第一存儲(chǔ)裝置和第二存儲(chǔ)裝置流出。
[0007]在另一個(gè)實(shí)施方案中，系統(tǒng)包括適合于存儲(chǔ)和釋放電能的第一存儲(chǔ)裝置和適合于存儲(chǔ)和釋放電能的第二存儲(chǔ)裝置。系統(tǒng)還包括連接到第一存儲(chǔ)裝置、第二存儲(chǔ)裝置以及負(fù)載的控制器?？刂破鬟m合于通過(guò)以可變方式控制第一存儲(chǔ)裝置、第二存儲(chǔ)裝置與負(fù)載之間的電荷溝道來(lái)優(yōu)化與第一系統(tǒng)參數(shù)相關(guān)的系統(tǒng)操作。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0008]圖1是示出了存儲(chǔ)系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例的框圖，該存儲(chǔ)系統(tǒng)包括控制器，該控制器能夠調(diào)節(jié)能量存儲(chǔ)裝置和電荷存儲(chǔ)裝置的操作；
[0009]圖2示出了圖1中的控制器可采用的方法的實(shí)施例，根據(jù)期望的標(biāo)準(zhǔn)，該方法用來(lái)改進(jìn)或優(yōu)化系統(tǒng)的性能；
[0010]圖3示出了圖1中的控制器的實(shí)施例，根據(jù)從溫度檢測(cè)系統(tǒng)接收到的反饋，該控制器能夠?qū)ο到y(tǒng)執(zhí)打控制；
[0011]圖4示出了圖1中的控制器的實(shí)施例，根據(jù)從檢測(cè)系統(tǒng)接收到的反饋，該控制器能夠?qū)ο到y(tǒng)執(zhí)打控制；
[0012]圖5示出了圖1中的控制器的實(shí)施例，該控制器能夠?qū)ο到y(tǒng)執(zhí)行控制，以使與電動(dòng)交通工具系統(tǒng)操作相關(guān)的貨幣成本降低或最小化；以及
[0013]圖6示出了圖1中的存儲(chǔ)系統(tǒng)的實(shí)施例，其中控制器調(diào)節(jié)電荷存儲(chǔ)裝置、能量存儲(chǔ)裝置與機(jī)電系統(tǒng)之間的控制。
[0014]圖7是具有電池模塊或系統(tǒng)的交通工具的實(shí)施例的透視圖，該電池模塊或系統(tǒng)為交通工具提供全部或部分動(dòng)力；以及
[0015]圖8示出了圖7中交通工具的實(shí)施例的剖面示意圖，該交通工具是以混合電動(dòng)交通工具的形式提供。
【具體實(shí)施方式】
[0016]如下面更具體的描述，在此提供的是包括控制器和多個(gè)存儲(chǔ)裝置的存儲(chǔ)系統(tǒng)的實(shí)施例，該控制器能夠控制多個(gè)存儲(chǔ)裝置來(lái)優(yōu)化一個(gè)或多個(gè)期望的參數(shù)。應(yīng)該注意，在目前公開(kāi)的實(shí)施例中，當(dāng)討論一個(gè)參數(shù)或多個(gè)參數(shù)時(shí)，應(yīng)該理解，控制器可以利用單一參數(shù)、多個(gè)參數(shù)或這些參數(shù)的任意組合。在某些實(shí)施例中，多個(gè)存儲(chǔ)裝置可以包括一個(gè)或多個(gè)能量存儲(chǔ)裝置、電荷存儲(chǔ)裝置或其任意組合。同樣地，本文中使用的術(shù)語(yǔ)“存儲(chǔ)裝置”指的是能夠存儲(chǔ)能量和/或電荷的任何裝置。例如，在一些實(shí)施例中，存儲(chǔ)裝置可以包括但不局限于電荷存儲(chǔ)裝置，諸如電容器、超級(jí)電容器、連接到或包含在能量存儲(chǔ)裝置內(nèi)的電容性電極等。而且，在某些實(shí)施例中，存儲(chǔ)裝置可以包括但不局限于能量存儲(chǔ)裝置，諸如電化學(xué)存儲(chǔ)裝置(例如鋰基電池、鎳基電池、鉛基電池等)、燃料電池、或能夠存儲(chǔ)能量的任何其它合適的材料或裝置。另外，應(yīng)該注意，本文中使用的術(shù)語(yǔ)“存儲(chǔ)裝置”、“能量存儲(chǔ)裝置”以及“電荷存儲(chǔ)裝置”可對(duì)應(yīng)于此類(lèi)裝置的一個(gè)或多個(gè)，并因而可以指單一裝置或連接在一起的多個(gè)此類(lèi)裝置。因此，當(dāng)提到第一存儲(chǔ)裝置、第二存儲(chǔ)裝置等時(shí)，本文所使用的此類(lèi)裝置可以被單獨(dú)利用或以任意期望的組合一起利用。例如，在一個(gè)實(shí)施例中，能量或電荷存儲(chǔ)裝置可以構(gòu)造為共同發(fā)揮作用的電容器堆或電池堆。
[0017]此外，應(yīng)該注意，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解，“電荷”和“能量”之間的區(qū)別既有物理學(xué)上的也有按照單位分析上的?？傊谑褂眠^(guò)程中電荷將被存儲(chǔ)并且能量將被轉(zhuǎn)化。然而，在本文中，這兩個(gè)術(shù)語(yǔ)將經(jīng)常在某種程度上互換使用。因此，有時(shí)指的是“電荷存儲(chǔ)”或“電荷流動(dòng)”，或者有時(shí)則指的是“能量”的類(lèi)似運(yùn)用。這種用法不應(yīng)該因?yàn)樘岬诫姵?、超?jí)電容器以及其它裝置和部件而被理解成技術(shù)上不準(zhǔn)確或有限制，照一般說(shuō)法，該方法既可以作為能量存儲(chǔ)裝置也可以作為電荷存儲(chǔ)裝置，并且有時(shí)候指兩者其一也可以同時(shí)指兩者。
[0018]目前控制器公開(kāi)的實(shí)施例中能夠控制電荷流至多個(gè)存儲(chǔ)裝置和/或從多個(gè)存儲(chǔ)裝置流出，以改進(jìn)或優(yōu)化一個(gè)或多個(gè)期望的參數(shù)。例如，在一個(gè)實(shí)施例中，存儲(chǔ)系統(tǒng)可以連接到諸如交通工具的機(jī)電系統(tǒng)，并且可以控制存儲(chǔ)系統(tǒng)的操作來(lái)提高交通工具的燃料效率。進(jìn)一步舉例，在另一個(gè)實(shí)施例中，控制器可以監(jiān)測(cè)存儲(chǔ)裝置的特性以及與機(jī)電系統(tǒng)的操作參數(shù)或系統(tǒng)用戶(hù)相對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)，并且根據(jù)接收到的數(shù)據(jù)，控制器可以用可變方式控制來(lái)自存儲(chǔ)系統(tǒng)的電荷流動(dòng)。實(shí)際上，提供的控制器可以使用各種具體實(shí)施的控制方案，用以多樣化控制存儲(chǔ)系統(tǒng)和機(jī)電系統(tǒng)部件之間的電荷流動(dòng)，從而改進(jìn)或優(yōu)化一個(gè)或多個(gè)期望的參數(shù)。例如，可以控制部件之間的電荷流動(dòng)，使兩個(gè)存儲(chǔ)裝置按照控制器指定的數(shù)量和速率同時(shí)接收或釋放能量。同樣地，如以下詳細(xì)的描述，本文中提供的協(xié)作的能量和電荷存儲(chǔ)系統(tǒng)的實(shí)施例具有集成控制器，該控制器能夠控制系統(tǒng)中的裝置而改進(jìn)或優(yōu)化系統(tǒng)性能。
[0019]應(yīng)該注意，本文中描述的控制器適合于與任意各種合適的多個(gè)存儲(chǔ)裝置系統(tǒng)一起使用。在一個(gè)實(shí)施例中，可采用控制器的實(shí)施例來(lái)控制包括電容裝置和電池裝置的存儲(chǔ)裝置，電容裝置和電池裝置封裝在單一外殼中，例如在共同待決的題為“具有電池和超級(jí)電容器的能源裝置和系統(tǒng)” (ENERGY SOURCE DEVICE AND SYSTEM HAVING A BATTERY AND ANULTRACAPACITOR)的申請(qǐng)中描述的系統(tǒng)，如上所述，該申請(qǐng)通過(guò)引用結(jié)合與此。另外，應(yīng)該注意，本文中描述的控制器可以構(gòu)造成適合于與例如已有的交通工具或已有的電池一起使用的改裝裝置。
[0020]現(xiàn)在轉(zhuǎn)向附圖，圖1示出了系統(tǒng)10的實(shí)施例，系統(tǒng)10包括存儲(chǔ)系統(tǒng)12、交通工具
14、數(shù)據(jù)輸入系統(tǒng)16以及傳感器系統(tǒng)18。存儲(chǔ)系統(tǒng)12包括一個(gè)或多個(gè)能量存儲(chǔ)裝置20、一個(gè)或多個(gè)電荷存儲(chǔ)裝置22以及控制器24，根據(jù)接收到的輸入，控制器24能夠控制存儲(chǔ)裝置20和22而改進(jìn)或優(yōu)化一個(gè)或多個(gè)期望的參數(shù)。為此，控制器24通信地連接到并電連接到能量存儲(chǔ)裝置20和電荷存儲(chǔ)裝置22，分別如箭頭26和28所示。這種連接可以使控制器24監(jiān)測(cè)存儲(chǔ)裝置20和22的一個(gè)或多個(gè)參數(shù)，并且在能量存儲(chǔ)裝置20、電荷存儲(chǔ)裝置22和/或系統(tǒng)10中的其它部件之間以可變方式傳輸電能。同樣地，通過(guò)對(duì)多個(gè)存儲(chǔ)裝置系統(tǒng)10的整合和協(xié)同控制，控制器24可以提高系統(tǒng)10的效率。
[0021 ] 如上所述，在一些實(shí)施例中，能量存儲(chǔ)裝置20和電荷存儲(chǔ)裝置22可以是多個(gè)合適形式中的一個(gè)或多個(gè)。例如，能量存儲(chǔ)裝置20可以是電池(例如鋰基、鎳基、鉛基等)、燃料電池、任何合適的電化學(xué)存儲(chǔ)裝置、或能夠存儲(chǔ)能量的任何其它材料或裝置中的一個(gè)或多個(gè)。另外，在一些實(shí)施例中，電荷存儲(chǔ)裝置22可以是電容器、連接到或包含在能量存儲(chǔ)裝置中的電容性電極、或能夠存儲(chǔ)電荷的任何其它合適的材料或裝備中的一個(gè)或多個(gè)。進(jìn)一步舉例，電荷存儲(chǔ)裝置22可以包括電容性電極，該電容性電極連接到或包含在碳電極、鉛/碳復(fù)合電極、含鋰和碳的電極、含鈦電極或具有電容性特性的任何其它合適的電極中的一個(gè)或多個(gè)中。
[0022]在系統(tǒng)10的操作過(guò)程中，控制器24接收各種具體執(zhí)行輸入并利用該輸入?yún)f(xié)同控制系統(tǒng)10。例如，在不出的實(shí)施例中，控制器24接收來(lái)自存儲(chǔ)系統(tǒng)12中部件的各種輸入，諸如箭頭32所指示的各種機(jī)載指標(biāo)30和箭頭36所指示的用戶(hù)歷史概況34，概況34對(duì)應(yīng)于多個(gè)用戶(hù)38、40和42的概況。在示出的實(shí)施例中，存儲(chǔ)系統(tǒng)12連接到交通工具14，并且因此用戶(hù)歷史概況34對(duì)應(yīng)于多個(gè)駕駛者38、40和42的駕駛概況。換句話(huà)說(shuō)，用戶(hù)歷史概況34可包括對(duì)應(yīng)于交通工具14的一個(gè)或多個(gè)可能的駕駛者的駕駛習(xí)慣(例如平均駕駛速度、主動(dòng)或被動(dòng)駕駛概況、頻繁或非頻繁剎車(chē)等)的數(shù)據(jù)。然而，在其它實(shí)施例中，存儲(chǔ)系統(tǒng)12可以連接到利用電源的另一類(lèi)型的系統(tǒng)，并且用戶(hù)概況可以對(duì)應(yīng)于利用給定系統(tǒng)的用戶(hù)特定類(lèi)型。
[0023]另外，控制器24例如通過(guò)分別如箭頭48和50所指示的數(shù)據(jù)端口 44和/或無(wú)線(xiàn)連接46，可以接收來(lái)自系統(tǒng)10 (諸如來(lái)自數(shù)據(jù)輸入系統(tǒng)16、傳感器系統(tǒng)18以及交通工具14)中部件的輸入。例如，通過(guò)在具有交通工具數(shù)據(jù)總線(xiàn)(例如控制器局域網(wǎng)(CAN)總線(xiàn)、機(jī)載診斷系統(tǒng)等)的數(shù)據(jù)端口 44處的有線(xiàn)連接、IP網(wǎng)絡(luò)或任何其它合適的物理連接，可傳輸多個(gè)數(shù)據(jù)源?？蛇x擇地，或除了數(shù)據(jù)傳輸端口之外，可以通過(guò)無(wú)線(xiàn)連接46傳輸數(shù)據(jù)源，例如通過(guò)藍(lán)牙、802.lx、移動(dòng)電話(huà)連接、射頻識(shí)別(RFID)通信或任何其它合適的無(wú)線(xiàn)連接。因此，應(yīng)該注意，雖然圖1中示出了無(wú)線(xiàn)通信(例如框46)和有線(xiàn)通信(例如框44)，但在其它實(shí)施例中，可采用一種或兩種通信方式傳輸系統(tǒng)部件之間的數(shù)據(jù)。而且，應(yīng)該理解，數(shù)據(jù)可以源于連接在系統(tǒng)中并能夠產(chǎn)生、接收和/或存儲(chǔ)有用數(shù)據(jù)的任意部件。至少在系統(tǒng)操作的某些期間中，數(shù)據(jù)可以源于一些可提供數(shù)據(jù)的單一裝置或多個(gè)裝置。
[0024]在圖示的實(shí)施例中，如箭頭54所示，控制器24控制位于交通工具14中的機(jī)電系統(tǒng)52的電荷供應(yīng)。如圖所示，交通工具14還包括交通工具數(shù)據(jù)總線(xiàn)56，其通過(guò)數(shù)據(jù)端口44與控制器24連接，如箭頭58所示。交通工具數(shù)據(jù)總線(xiàn)56接收來(lái)自多個(gè)交通工具數(shù)據(jù)源62與交通工具14操作相關(guān)的數(shù)據(jù)60。交通工具數(shù)據(jù)源62可包括但不局限于交通工具路線(xiàn)64、交通信息66、天氣信息68、與其它交通工具參數(shù)相對(duì)應(yīng)的信息70以及任何其它相關(guān)數(shù)據(jù)72。例如，交通工具數(shù)據(jù)源62可以來(lái)源于與交通工具14相關(guān)的全球定位系統(tǒng)(GPS)。通過(guò)交通工具數(shù)據(jù)總線(xiàn)56，來(lái)自交通工具數(shù)據(jù)源62的數(shù)據(jù)傳送至控制器24，并且控制器24可以利用這些數(shù)據(jù)來(lái)確定能量存儲(chǔ)裝置20、電荷存儲(chǔ)裝置22與機(jī)電系統(tǒng)52之間的電荷流動(dòng)的優(yōu)化平衡。
[0025]在一些實(shí)施例中，交通工具14可以是電動(dòng)交通工具(EV)、混合電動(dòng)交通工具(HEV)、插電式混合電動(dòng)交通工具(PHEV)或采用電能驅(qū)動(dòng)的任意其它類(lèi)型交通工具(統(tǒng)稱(chēng)為“電動(dòng)交通工具”)。另外，交通工具14的類(lèi)型可以是特定執(zhí)行的，因此在不同的實(shí)施例之間可以不同，上述所有類(lèi)型均意向?qū)儆诒景l(fā)明的范圍。例如，交通工具14可以是卡車(chē)、公共汽車(chē)、工業(yè)車(chē)輛、摩托車(chē)、休閑車(chē)、船只或任意其它類(lèi)型交通工具，該交通工具可以得益于使用電能作為它的全部或部分驅(qū)動(dòng)動(dòng)力。然而，還應(yīng)該注意，本技術(shù)還應(yīng)用到交通工具中能量的存儲(chǔ)和使用，這些交通工具不使用或者有時(shí)候使用電能來(lái)驅(qū)動(dòng)。例如，此類(lèi)交通工具可以包括傳統(tǒng)的使用內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)來(lái)驅(qū)動(dòng)的交通工具，或采用再生制動(dòng)但不直接使用產(chǎn)生的能量用來(lái)驅(qū)動(dòng)的交通工具。而且，本技術(shù)對(duì)任意交通工具在特定使用場(chǎng)合下尤其具有優(yōu)勢(shì)。例如，在所謂的停止-啟動(dòng)應(yīng)用中，交通工具的發(fā)動(dòng)機(jī)或原動(dòng)機(jī)在特定時(shí)間(例如當(dāng)停在十字路口時(shí))可以關(guān)閉并且每次可以重啟，導(dǎo)致啟動(dòng)能量的需要。最后，應(yīng)該注意，本技術(shù)不僅對(duì)交通工具范圍內(nèi)的實(shí)例有利，對(duì)非交通工具范圍的實(shí)例也是有利的，例如對(duì)驅(qū)動(dòng)配件、電力負(fù)載等等。
[0026]在圖示的實(shí)施例中，機(jī)電系統(tǒng)52是交通工具14的部件。然而，應(yīng)該注意，圖1中的系統(tǒng)10只是一個(gè)舉例。在其它實(shí)施例中，機(jī)電系統(tǒng)52可以代替為另一合適類(lèi)型的系統(tǒng)，例如建筑物電網(wǎng)和附屬的裝置，包括居民的、商業(yè)的和/或工業(yè)的系統(tǒng)。在此類(lèi)實(shí)施例中，控制器24能夠調(diào)節(jié)存儲(chǔ)裝置20和22與給定的電網(wǎng)的機(jī)電系統(tǒng)之間的電荷流動(dòng)。
[0027]再進(jìn)一步，控制器24利用通過(guò)數(shù)據(jù)端口 44接收來(lái)自傳感器系統(tǒng)18的輸入74，通過(guò)對(duì)系統(tǒng)部件之間的電荷流動(dòng)執(zhí)行控制，以改進(jìn)或優(yōu)化系統(tǒng)性能10。如圖所示，傳感器系統(tǒng)
18可以包括一個(gè)或多個(gè)傳感器76，傳感器76檢測(cè)期望的參數(shù)并且產(chǎn)生與檢測(cè)值相對(duì)應(yīng)的傳感器數(shù)據(jù)78。然后，傳感器數(shù)據(jù)78可以被傳輸?shù)娇刂破?4，例如在操作過(guò)程中離散的時(shí)間點(diǎn)、持續(xù)全部操作過(guò)程或以任何其它期望的方式。包含在傳感器系統(tǒng)18中的傳感器76可以包括但不局限于溫度傳感器、濕度傳感器或任何其它能夠檢測(cè)相關(guān)操作參數(shù)的傳感器。
[0028]另外，控制器24可以接收來(lái)自數(shù)據(jù)輸入系統(tǒng)16的輸入，在圖示的實(shí)施例中，該系統(tǒng)16包括用戶(hù)數(shù)據(jù)源80和用戶(hù)裝置82。如圖所示，用戶(hù)數(shù)據(jù)源包括關(guān)于交通的信息84、用戶(hù)的目的地86、用戶(hù)的位置88以及任何其它相關(guān)的用戶(hù)數(shù)據(jù)90。這些信息通過(guò)輸入92，發(fā)送到移動(dòng)通信裝置94并傳輸給控制器24，如箭頭96所示。而且，任何其它具體執(zhí)行的可用用戶(hù)數(shù)據(jù)98可以通過(guò)一個(gè)或多個(gè)用戶(hù)附屬裝置100發(fā)送到控制器24，如箭頭102和104所示。
[0029]如上所述，在系統(tǒng)10操作過(guò)程中，根據(jù)接收到的輸入，控制器24通過(guò)控制能量存儲(chǔ)裝置20和電荷存儲(chǔ)裝置22而改進(jìn)或優(yōu)化系統(tǒng)性能?？刂破?4利用的數(shù)據(jù)既包括接收自存儲(chǔ)系統(tǒng)12內(nèi)的數(shù)據(jù)，例如與能量存儲(chǔ)裝置20和/或電荷存儲(chǔ)裝置22的內(nèi)部特性相關(guān)的數(shù)據(jù)，也包括從外部源獲得的數(shù)據(jù)，例如從交通工具14、傳感器系統(tǒng)18和/或數(shù)據(jù)輸入系統(tǒng)16所獲得的數(shù)據(jù)。隨后，可進(jìn)行與一個(gè)或多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)的系統(tǒng)改進(jìn)或優(yōu)化，該標(biāo)準(zhǔn)可以包括但不局限于功率輸出、操作的總貨幣成本、燃料效率、能量存儲(chǔ)裝置20和/或電荷存儲(chǔ)裝置22的壽命、或任意其它期望的標(biāo)準(zhǔn)。在某些實(shí)施例中，在制造、交通工具服務(wù)、操作的時(shí)間或在任何其它期望的時(shí)間點(diǎn)，標(biāo)準(zhǔn)可以選擇，一旦選定，控制器24按照改進(jìn)或優(yōu)化工藝的限定，可以操作控制能量存儲(chǔ)裝置20、電荷存儲(chǔ)裝置22與其它系統(tǒng)部件之間的合適的電荷流動(dòng)。
[0030]根據(jù)期望的標(biāo)準(zhǔn)，圖2示出了采用控制器24從而改進(jìn)或優(yōu)化系統(tǒng)10性能的方法106的實(shí)施例。如圖所示，方法106包括監(jiān)測(cè)第一存儲(chǔ)裝置的一個(gè)或多個(gè)參數(shù)(框108)和監(jiān)測(cè)任何其它的存儲(chǔ)裝置的一個(gè)或多個(gè)參數(shù)(框110)。例如，這些步驟可以包括監(jiān)測(cè)能量存儲(chǔ)裝置20和電荷存儲(chǔ)裝置22的操作或狀態(tài)參數(shù)。進(jìn)一步舉例，在包括多個(gè)存儲(chǔ)裝置的實(shí)施例中，方法106提供用來(lái)監(jiān)測(cè)各個(gè)存儲(chǔ)裝置的期望參數(shù)或監(jiān)測(cè)一組或多組此類(lèi)裝置的參數(shù)，例如電池堆的剩余能量容量。
[0031]通過(guò)接收來(lái)自一個(gè)或多個(gè)用戶(hù)和/或裝置的輸入(框112)，方法106繼續(xù)進(jìn)行。例如，控制器24可以接收來(lái)自移動(dòng)數(shù)據(jù)源的輸入，該數(shù)據(jù)源傳送交通數(shù)據(jù)、交通工具目的地?cái)?shù)據(jù)、用戶(hù)位置數(shù)據(jù)或任何其它適合類(lèi)型的數(shù)據(jù)到控制器24。進(jìn)一步舉例，控制器24可以接收來(lái)自傳感器76、交通工具導(dǎo)航系統(tǒng)、用戶(hù)等的輸入。然后控制器24繼續(xù)進(jìn)行來(lái)確定系統(tǒng)部件之間合適的電荷流動(dòng)(框114)，并控制電荷供應(yīng)器與其它系統(tǒng)部件之間的電荷流動(dòng)，從而獲得期望的電荷流動(dòng)(框116)。以這種方式，控制器24可以利用方法106既監(jiān)測(cè)系統(tǒng)部件又控制該部件的操作，從而獲得對(duì)系統(tǒng)內(nèi)電荷流動(dòng)改進(jìn)后或優(yōu)化后的平衡。關(guān)于系統(tǒng)10各種合適參數(shù)中的任一參數(shù)例如貨幣成本或存儲(chǔ)裝置壽命的操作可以被改進(jìn)或優(yōu)化，如下具體描述。然而，應(yīng)該注意，圖示出的和下面所描述的改進(jìn)或優(yōu)化參數(shù)僅僅是舉例，控制器能夠利用其它已知的各種參數(shù)來(lái)改進(jìn)或優(yōu)化系統(tǒng)性能，并不局限于本文描述的這些。
[0032]圖3示出了控制器24的實(shí)施例，根據(jù)接收來(lái)自溫度檢測(cè)系統(tǒng)120的反饋，該控制器能夠控制系統(tǒng)118。如圖所示，系統(tǒng)118包括溫度檢測(cè)系統(tǒng)120，溫度檢測(cè)系統(tǒng)120監(jiān)測(cè)電荷存儲(chǔ)裝置22、能量存儲(chǔ)裝置20以及周?chē)h(huán)境122的溫度。溫度檢測(cè)系統(tǒng)120包括連接到處理電路128的溫度傳感器124和存儲(chǔ)器126。存儲(chǔ)器126可以包括易失性或非易失性存儲(chǔ)器，例如只讀存儲(chǔ)器(ROM)、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)、磁存儲(chǔ)器、光學(xué)存儲(chǔ)器或它們中的組合。另外，在溫度檢測(cè)系統(tǒng)120操作期間，各種控制參數(shù)可以與代碼一起存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中，該代碼構(gòu)造成提供具體的輸出(例如，在操作期間的多個(gè)離散時(shí)間點(diǎn)傳送信號(hào)給控制器、連續(xù)地傳送檢測(cè)到的信息等)。
[0033]系統(tǒng)118還包括由處理器電路128產(chǎn)生的并傳輸?shù)娇刂破?4的可能的輸出130、132和134的例子。在這個(gè)實(shí)施例中，控制器24包括控制電路136、功率轉(zhuǎn)換電路138以及存儲(chǔ)器140?？刂破?4通信地連接到并電連接到電荷存儲(chǔ)裝置22、能量存儲(chǔ)裝置20和機(jī)電系統(tǒng)52，因此根據(jù)從溫度檢測(cè)系統(tǒng)120接收到的溫度反饋，能使控制器24控制這些裝置之間的電荷流動(dòng)。
[0034]在圖示的系統(tǒng)118工作期間，溫度傳感器124檢測(cè)電荷存儲(chǔ)裝置22、能量存儲(chǔ)裝置20以及環(huán)境122的各自的溫度并將檢測(cè)值發(fā)送至處理電路128。應(yīng)該注意，根據(jù)一個(gè)或多個(gè)輸入或控制機(jī)制，可以對(duì)溫度傳感器124進(jìn)行控制。例如，可以控制溫度傳感器124而獲得在離散的時(shí)間點(diǎn)或持續(xù)系統(tǒng)118的整個(gè)工作期間的檢測(cè)值。處理電路128接收來(lái)自溫度傳感器124的輸入并利用這些輸入來(lái)輸出對(duì)應(yīng)于電荷存儲(chǔ)裝置22的檢測(cè)狀況、能量存儲(chǔ)裝置20的檢測(cè)狀況和環(huán)境檢測(cè)狀況的信號(hào)130、132和134。在一些實(shí)施例中，為了以后的恢復(fù)，處理電路128可以將來(lái)自溫度傳感器124的輸入存儲(chǔ)到存儲(chǔ)器126。例如，在一個(gè)實(shí)施例中，溫度傳感器124可以連續(xù)地獲得數(shù)據(jù)，但是處理電路128可以在離散的時(shí)間點(diǎn)周期性地引用存儲(chǔ)器來(lái)提供信號(hào)130、132和134。
[0035]在控制器24中，控制電路136接收并處理信號(hào)130、132和134。控制電路136利用溫度數(shù)據(jù)來(lái)確定電荷存儲(chǔ)裝置22、能量存儲(chǔ)裝置20與機(jī)電系統(tǒng)52之間的合適的電荷流動(dòng)。為此，例如控制電路136可以引用存儲(chǔ)器140從而恢復(fù)與獲得的溫度檢測(cè)結(jié)果相一致的控制算法。另外，控制電路136控制功率轉(zhuǎn)換電路138而接收來(lái)自裝置22、20以及52的電輸入，并且將接收到的輸入轉(zhuǎn)換成適合于在接收裝置中使用的輸出。
[0036]例如，在一個(gè)實(shí)施例中，控制電路136監(jiān)測(cè)機(jī)電系統(tǒng)52的電力需求以及存儲(chǔ)裝置20和22的溫度，并在滿(mǎn)足機(jī)電系統(tǒng)52的電力需求的同時(shí)改進(jìn)或優(yōu)化存儲(chǔ)裝置20和22的工作狀況。例如，在一個(gè)實(shí)施例中，控制器可以利用提高從電荷存儲(chǔ)裝置22獲得足夠電荷的可能性的邏輯，也可單獨(dú)或在能量存儲(chǔ)裝置20的輔助下啟動(dòng)交通工具(其中機(jī)電系統(tǒng)52是其一部分)。例如，上述的控制器邏輯可以應(yīng)用在低溫應(yīng)用中，其中需要的電荷數(shù)量是溫度的函數(shù)。
[0037]再進(jìn)一步，在另外的實(shí)施例中，例如高溫應(yīng)用中，可通過(guò)控制電路136選擇執(zhí)行的特定控制器邏輯，使能量存儲(chǔ)裝置20的結(jié)構(gòu)和/或化學(xué)完整性基本上得以維持或使能量存儲(chǔ)裝置20完整性被損害的可能性減小或消除。在這種情況下，考慮到存儲(chǔ)裝置20和22的溫度和狀況，控制器24可以降低或防止由于存儲(chǔ)裝置存在已經(jīng)破壞或損害的結(jié)構(gòu)、電力或化學(xué)完整性而使系統(tǒng)118變?yōu)椴豢刹僮鞯目赡苄浴?br> [0038]另外，在某些實(shí)施例中，控制器24可以控制存儲(chǔ)20和22的操作，使裝置20和22中的一個(gè)或多個(gè)的壽命達(dá)到預(yù)期的壽命。例如，在一個(gè)實(shí)施例中，能量存儲(chǔ)裝置20可以是具有保證期的電池，控制器24可以控制電池的壽命使它大致與保證期相等。進(jìn)一步舉例，控制器24可以控制存儲(chǔ)裝置中一個(gè)或多個(gè)裝置的壽命來(lái)滿(mǎn)足消費(fèi)者對(duì)裝置應(yīng)該維持多長(zhǎng)的預(yù)期。實(shí)際上，應(yīng)該注意，在某些實(shí)施例中，控制器24可以裁量存儲(chǔ)裝置每一個(gè)的壽命來(lái)與期望的壽命相匹配，這可以通過(guò)各種具體執(zhí)行的因素來(lái)設(shè)定。
[0039]圖4示出了控制器24的實(shí)施例，根據(jù)接收自檢測(cè)系統(tǒng)144的反饋，控制器24能夠控制系統(tǒng)142。如圖所示，系統(tǒng)142包括檢測(cè)系統(tǒng)144，檢測(cè)系統(tǒng)144檢測(cè)電荷存儲(chǔ)裝置22和/或能量存儲(chǔ)裝置20的一個(gè)或多個(gè)參數(shù)。例如，檢測(cè)系統(tǒng)144可以檢測(cè)與存儲(chǔ)裝置每一個(gè)電荷的性能和/或狀態(tài)相關(guān)的參數(shù)。進(jìn)一步舉例，在一個(gè)實(shí)施例中，電荷存儲(chǔ)裝置22可以是電容器、超級(jí)電容器和/或電容性裝置堆。在這種例子中，檢測(cè)系統(tǒng)144可以獲得并處理與電容性裝置健康狀態(tài)相關(guān)的信息，例如內(nèi)部阻抗、總電容、電荷接收動(dòng)力學(xué)、隨時(shí)間表的電壓穩(wěn)定性、電荷狀態(tài)、內(nèi)部壓力、開(kāi)放電路電壓或其組合。而且，檢測(cè)系統(tǒng)144可以檢測(cè)例如電壓和溫度的參數(shù)來(lái)確定電荷狀態(tài)、與時(shí)間成函數(shù)關(guān)系的電容保持力、功率密度衰減、其中的組合或任何其它合適的參數(shù)。
[0040]為了獲得檢測(cè)的信息，檢測(cè)系統(tǒng)144包括連接到處理電路150的存儲(chǔ)器148和一個(gè)或多個(gè)檢測(cè)裝置146。存儲(chǔ)器148可以包括易失性的或非易失性的存儲(chǔ)器，例如只讀存儲(chǔ)器(ROM)、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)、磁存儲(chǔ)器、光學(xué)存儲(chǔ)器或其組合。另外，在檢測(cè)系統(tǒng)144工作期間，各種控制參數(shù)與代碼一起可以存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中，該代碼構(gòu)造成提供具體的輸出(例如，在操作期間的多個(gè)離散時(shí)間點(diǎn)發(fā)送信號(hào)給控制器、連續(xù)地傳送檢測(cè)到的信息等)。
[0041]系統(tǒng)142還包括由處理電路150產(chǎn)生并傳送到控制器24的可能的輸出152和154的例子。如圖所示，處理電路150可以將電荷存儲(chǔ)裝置的一個(gè)或多個(gè)檢測(cè)狀況(框152)和/或能量存儲(chǔ)裝置的一個(gè)或多個(gè)檢測(cè)狀況(框154)發(fā)送給控制器24。另外，控制器24的控制電路136也接收與電荷存儲(chǔ)裝置相關(guān)的歷史數(shù)據(jù)(框156)和與能量存儲(chǔ)裝置相關(guān)的歷史數(shù)據(jù)(框158)。在示出的實(shí)施例中，示出的歷史數(shù)據(jù)156和158起源于控制器24的外部。然而，在一些實(shí)施例中，例如，歷史數(shù)據(jù)156和158可以存儲(chǔ)在控制器24內(nèi)的存儲(chǔ)器140中并可以從中恢復(fù)。[0042]在圖示的實(shí)施例中，如前面所述，控制器24通信地連接到并電連接到電荷存儲(chǔ)裝置22、能量存儲(chǔ)裝置20以及機(jī)電系統(tǒng)52，因此，根據(jù)從檢測(cè)系統(tǒng)144接收到的檢測(cè)反饋，控制器24能使控制這些裝置之間的電荷流動(dòng)。在一個(gè)實(shí)施例中，控制器24可以操作來(lái)改進(jìn)或優(yōu)化能量存儲(chǔ)裝置20、電荷存儲(chǔ)裝置22或其組合的操作狀況。例如，控制器24可以執(zhí)行控制邏輯，以使在高速充放電應(yīng)用中系統(tǒng)142利用電荷存儲(chǔ)裝置22作為主電力電荷源，且在低速充放電應(yīng)用中系統(tǒng)142利用能量存儲(chǔ)裝置20作為主電力電荷源來(lái)拓展使用。而且，在一些實(shí)施例中，控制器24可以改進(jìn)或優(yōu)化操作狀況來(lái)基本維持電荷存儲(chǔ)裝置22中的電荷有效性。
[0043]再進(jìn)一步，在某些實(shí)施例中，控制器24可以利用電荷存儲(chǔ)裝置和能量存儲(chǔ)裝置的歷史數(shù)據(jù)156和158來(lái)進(jìn)一步改進(jìn)或優(yōu)化系統(tǒng)142的性能。例如，控制器24可以利用歷史信息156和158來(lái)判斷能量存儲(chǔ)裝置的完整性隨著操作狀況(例如電流輸出)的變化發(fā)生降低的可能性。另外，在另一個(gè)實(shí)施例中，控制器24可以利用歷史信息156和158來(lái)判斷在需要從電荷存儲(chǔ)裝置釋放另一能量之前，發(fā)生對(duì)裝置進(jìn)行再次充電的機(jī)會(huì)的可能性。此夕卜，控制器24既可以單獨(dú)使用歷史信息156和158，也可以與檢測(cè)狀態(tài)152、154和/或當(dāng)前操作狀況(例如，充電/放電速率、溫度等)組合使用來(lái)降低或消除在操作期間能量存儲(chǔ)裝置20和/或電荷存儲(chǔ)裝置22的結(jié)構(gòu)、化學(xué)或電學(xué)完整性將被損害的可能性。
[0044]圖5示出了控制器24的實(shí)施例，控制器24能夠?qū)ο到y(tǒng)160執(zhí)行控制以使與電動(dòng)交通工具系統(tǒng)操作相關(guān)的貨幣成本降低或最小化。同樣地，在示出的實(shí)施例中，機(jī)電系統(tǒng)52可以是電動(dòng)交通工具的部件。換句話(huà)說(shuō)，機(jī)電系統(tǒng)52可以是全部或部分通過(guò)電荷驅(qū)動(dòng)的交通工具的部件，并且系統(tǒng)的重復(fù)充電可以通過(guò)來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)和/或來(lái)自外部電荷源的電荷傳輸來(lái)發(fā)生，接收到的外部數(shù)據(jù)162可以對(duì)應(yīng)于與電動(dòng)交通工具操作相關(guān)的數(shù)據(jù)。
[0045]如圖所示，系統(tǒng)160包括存儲(chǔ)系統(tǒng)12以及充電基礎(chǔ)設(shè)施164。充電基礎(chǔ)設(shè)施164包括發(fā)電裝置166、電能存儲(chǔ)裝置168以及電能轉(zhuǎn)換電路170。如圖所示，充電基礎(chǔ)設(shè)施源位置172可以是各種合適的位置，例如私人充電站174、無(wú)線(xiàn)充電站176、家庭充電站178、社區(qū)充電站180、公共充電站182、移動(dòng)充電站184或任何其它合適的充電站。
[0046]在示出的實(shí)施例中，在操作期間，能量和電荷存儲(chǔ)裝置20和22通過(guò)控制器24與充電基礎(chǔ)設(shè)施164連接，使電動(dòng)交通工具使用的能量貨幣成本降低或最小化。例如，該連接可發(fā)生在電動(dòng)交通工具操作期間(例如，當(dāng)交通工具被操作者用來(lái)運(yùn)輸時(shí))或當(dāng)交通工具連接到充電基礎(chǔ)設(shè)施164時(shí)。在一些實(shí)施例中，為了降低或最小化能量貨幣成本，控制器24可以利用外部數(shù)據(jù)162來(lái)確定在任何給定的時(shí)間是否從電網(wǎng)獲得電荷。同樣地，在這個(gè)實(shí)施例中，控制器接收到的其它數(shù)據(jù)72可以包括關(guān)于當(dāng)前電價(jià)、過(guò)去電價(jià)、日時(shí)間、周時(shí)間、月時(shí)間、年時(shí)間、存儲(chǔ)裝置電荷狀態(tài)、駕駛者歷史34、其組合或任何其它相關(guān)的信息。一旦控制器24對(duì)所需能量的合適數(shù)量和能量將被獲得的時(shí)間作出決定，例如通過(guò)電能轉(zhuǎn)換電路170，控制器24就將這個(gè)決定發(fā)送到充電基礎(chǔ)設(shè)施164，將所需能量傳輸?shù)酱鎯?chǔ)系統(tǒng)12。
[0047]在一些實(shí)施例中，為了協(xié)調(diào)電荷存儲(chǔ)裝置22和能量存儲(chǔ)裝置20之間的操作，存儲(chǔ)系統(tǒng)12可以包括方便內(nèi)部通信的基礎(chǔ)設(shè)施。圖6示出了存儲(chǔ)系統(tǒng)12的實(shí)施例，其中控制器24在電荷存儲(chǔ)裝置12、能量存儲(chǔ)裝置20與機(jī)電系統(tǒng)52之間協(xié)調(diào)控制。在所示出的實(shí)施例中，存儲(chǔ)系統(tǒng)12包括電荷存儲(chǔ)系統(tǒng)186，電荷存儲(chǔ)系統(tǒng)186包括電荷存儲(chǔ)裝置22、開(kāi)關(guān)188和通信裝置190。類(lèi)似地，存儲(chǔ)系統(tǒng)12也包括能量存儲(chǔ)系統(tǒng)192，能量存儲(chǔ)系統(tǒng)192包括能量存儲(chǔ)裝置20、開(kāi)關(guān)194和通信裝置196。
[0048]在示出的實(shí)施例中，電荷存儲(chǔ)系統(tǒng)186和能量存儲(chǔ)系統(tǒng)192與機(jī)電系統(tǒng)52直接連接，同時(shí)保持與控制器24連接并在其控制之下。進(jìn)一步，如箭頭193所示，通過(guò)通信裝置190和196，電荷存儲(chǔ)系統(tǒng)186和能量存儲(chǔ)系統(tǒng)192彼此連接。然而，應(yīng)該注意，在其它實(shí)施例中，存儲(chǔ)裝置20和22與機(jī)電系統(tǒng)52之間的控制和電連接可以通過(guò)控制器24來(lái)建立。然而，在示出的實(shí)施例中，在操作期間，來(lái)自電荷和能量存儲(chǔ)裝置22和20的電荷或能量指向至開(kāi)關(guān)188和194，如箭頭200和202所示，它們根據(jù)控制器24的指令將電荷或電能以可變方式傳送至機(jī)電系統(tǒng)52中，如箭頭187和191所示。換句話(huà)說(shuō)，通過(guò)以可變方式控制第一存儲(chǔ)裝置、第二存儲(chǔ)裝置與負(fù)載(例如機(jī)電系統(tǒng))之間的電荷傳輸，控制器24可以?xún)?yōu)化與期望參數(shù)相關(guān)的系統(tǒng)操作。為此，控制器24將控制信號(hào)傳送至通信裝置190和196，如箭頭195和197所示，以實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)期望的能量傳輸。而且，檢測(cè)和控制信號(hào)也從每個(gè)通信裝置190或196傳輸?shù)脚c其相連的開(kāi)關(guān)188或194。
[0049]進(jìn)一步，利用開(kāi)關(guān)188和194可以將檢測(cè)和控制數(shù)據(jù)傳送給能量存儲(chǔ)系統(tǒng)192和電荷存儲(chǔ)系統(tǒng)186的每一個(gè)。應(yīng)該理解,在另一個(gè)實(shí)施例中，開(kāi)關(guān)188和194可以不設(shè)置在存儲(chǔ)系統(tǒng)186和192內(nèi)，而相反，開(kāi)關(guān)188和194可以構(gòu)造成分別連接到電荷存儲(chǔ)系統(tǒng)186和能量存儲(chǔ)系統(tǒng)192的獨(dú)立單元。再進(jìn)一步，在存儲(chǔ)系統(tǒng)12操作期間，通信裝置190和196通過(guò)控制器24彼此連接，來(lái)傳輸存儲(chǔ)系統(tǒng)186和192之間的檢測(cè)和控制數(shù)據(jù)。
[0050]應(yīng)該注意,前面的實(shí)施例可以應(yīng)用在多個(gè)合適的系統(tǒng)中。例如,在一個(gè)實(shí)施例中，如圖7所示，交通工具210以具有電池模塊或系統(tǒng)212的汽車(chē)(例如轎車(chē))的形式存在，電池模塊或系統(tǒng)212為交通工具210提供全部或部分動(dòng)力，并且電池系統(tǒng)212被本文中描述的控制器控制并包括在控制器的實(shí)施例中。在一些實(shí)施例中，交通工具210可以是電動(dòng)交通工具(EV)、混合電動(dòng)交通工具(HEV)、插電式混合電動(dòng)交通工具(PHEV)、或使用電能來(lái)驅(qū)動(dòng)的任何其它類(lèi)型交通工具(統(tǒng)稱(chēng)為“電動(dòng)交通工具”)。另外，雖然圖7中示出的是轎車(chē)，但是交通工具210的類(lèi)型可以是具體執(zhí)行的類(lèi)型，因此，在其它實(shí)施例中可以不同，所有這些均意向?qū)儆诒景l(fā)明的范圍。例如，交通工具210可以是卡車(chē)、公共汽車(chē)、工業(yè)車(chē)輛、摩托車(chē)、休閑車(chē)、船只或任何有利于使用電能來(lái)作為全部或部分驅(qū)動(dòng)力的其它類(lèi)型交通工具。
[0051]進(jìn)一步，雖然在圖1中示出的電池模塊212設(shè)置在交通工具210的后備箱中或其尾部，但是根據(jù)其它示例性實(shí)施例，電池模塊212的位置可以不同。例如，根據(jù)交通工具210內(nèi)可利用的空間、交通工具210期望的重量平衡、與電池系統(tǒng)一起使用的其它部件位置(例如電池管理系統(tǒng)、通風(fēng)口或冷卻裝置等)以及其它各種具體執(zhí)行中的考慮，電池模塊212的位置可以選擇。
[0052]圖8示出了交通工具210的剖面示意圖,根據(jù)目前公開(kāi)的實(shí)施例,交通工具以HEV的形式提供。在示出的實(shí)施例中，提供的電池模塊或系統(tǒng)212朝向接近于燃料箱214的交通工具210的尾部。然而，在其它實(shí)施例中，電池模塊212可以緊鄰燃料箱214提供，或者可以在交通工具210 (例如卡車(chē))的尾部之內(nèi)的單獨(dú)隔間中提供，或者可以在交通工具210中的其它位置提供。當(dāng)HEV使用汽油動(dòng)力驅(qū)動(dòng)交通工具210時(shí)，內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)216同時(shí)被提供。電動(dòng)機(jī)218、動(dòng)力分配裝置220和發(fā)電機(jī)222也被提供作為交通工具驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的部件。此類(lèi)HEV可以只通過(guò)電池系統(tǒng)212或只通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)216或通過(guò)電池系統(tǒng)212和發(fā)動(dòng)機(jī)216二者，來(lái)提供動(dòng)力或驅(qū)動(dòng)。應(yīng)該注意，根據(jù)其它實(shí)施例，可以使用交通工具的其他類(lèi)型和用于交通工具電力系統(tǒng)的構(gòu)造，并且圖8中的示意圖不應(yīng)該被認(rèn)為是限制了本申請(qǐng)中描述的主題范圍。實(shí)際上，根據(jù)多個(gè)其它實(shí)施例，電池模塊或系統(tǒng)212的尺寸、形狀和位置、交通工具210的類(lèi)型、交通工具技術(shù)的類(lèi)型(例如EV、HEV、PHEV等)以及電池化學(xué)、其它特征之中可以不同于那些示出的或描述的。
[0053]根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，電池模塊或系統(tǒng)212負(fù)責(zé)包裝或包含電化電池或電池，將電化電池彼此連接和/或連接到交通工具電力系統(tǒng)其它部件，并且控制電化電池和電池系統(tǒng)212的其它特征。例如，電池模塊或系統(tǒng)212可以包括如下特征:負(fù)責(zé)監(jiān)測(cè)和控制系統(tǒng)電氣性能、管理系統(tǒng)熱行為、抑制和/或?yàn)榕懦鑫?例如可從電池單元中排出的氣體)指定路線(xiàn)以及電池模塊或系統(tǒng)的其它方面。
[0054]雖然本發(fā)明僅示出和描述了某些特征和實(shí)施例，但在實(shí)質(zhì)上不偏離權(quán)利要求所記載的主題言論及有益效果的情況下，本領(lǐng)域技術(shù)人員可進(jìn)行多種修改和變化(例如多個(gè)部件的大小、尺寸、結(jié)構(gòu)、形狀和比例、參數(shù)值(例如溫度、壓力等)、安裝布置方式、材料的使用、顏色、方向等)。根據(jù)可選擇的實(shí)施例，任何工藝或方法步驟的順序或次序都可以變化或重新排序。因此，應(yīng)該理解，所附的權(quán)利要求意向覆蓋落入本發(fā)明真正精神之內(nèi)的所有此類(lèi)修改和變化。而且，為了提供示例性實(shí)施例的簡(jiǎn)明描述，可能沒(méi)有描述實(shí)際實(shí)施中的所有特征(也即，與實(shí)施本發(fā)明目前預(yù)期的最好方式無(wú)關(guān)的那些特征或與執(zhí)行本發(fā)明無(wú)關(guān)的那些特征)。應(yīng)該理解，在任何此類(lèi)實(shí)際實(shí)施的發(fā)展中，如在任何工程或設(shè)計(jì)項(xiàng)目中，可以做出大量具體的實(shí)施決定。此類(lèi)發(fā)展努力可能是復(fù)雜的和耗時(shí)的，但在不需要大量實(shí)驗(yàn)的情況下，對(duì)得益于本發(fā)明的設(shè)計(jì)、組裝和生產(chǎn)，仍然是一種常規(guī)選擇。
【權(quán)利要求】
1.一種用于交通工具的控制系統(tǒng)，包括: 第一存儲(chǔ)裝置，構(gòu)造成存儲(chǔ)和釋放電能； 第二存儲(chǔ)裝置，構(gòu)造成存儲(chǔ)和釋放電能； 機(jī)電裝置，用于交通工具，所述機(jī)電裝置連接到所述第一存儲(chǔ)裝置和所述第二存儲(chǔ)裝置，并構(gòu)造成產(chǎn)生能量需求，且利用來(lái)自所述第一存儲(chǔ)裝置和所述第二存儲(chǔ)裝置至少一個(gè)的電能來(lái)滿(mǎn)足所述能量需求；以及 控制器，連接到所述第一存儲(chǔ)裝置、所述第二存儲(chǔ)裝置以及所述機(jī)電裝置，所述控制器構(gòu)造成通過(guò)控制所述第一存儲(chǔ)裝置、所述第二存儲(chǔ)裝置與所述機(jī)電系統(tǒng)之間的電荷流動(dòng)，從而優(yōu)化與第一參數(shù)相關(guān)的所述系統(tǒng)操作，其中控制電荷流動(dòng)包括選擇性控制由所述第一存儲(chǔ)裝置和所述第二存儲(chǔ)裝置中的每一個(gè)所接收和釋放的電能數(shù)量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述第一參數(shù)包括所述第一存儲(chǔ)裝置的狀況、所述第二存儲(chǔ)裝置的狀況、所述系統(tǒng)操作的貨幣成本、所述系統(tǒng)的燃料效率或測(cè)量到的操作參數(shù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述交通工具包括電動(dòng)交通工具或混合電動(dòng)交通工具。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所 述的系統(tǒng)，其中所述第一存儲(chǔ)裝置和所述第二存儲(chǔ)裝置的至少一個(gè)包括電荷存儲(chǔ)裝置。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述第一存儲(chǔ)裝置和所述第二存儲(chǔ)裝置的至少一個(gè)包括能量存儲(chǔ)裝置。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述第一存儲(chǔ)裝置和所述第二存儲(chǔ)裝置的至少一個(gè)包括電容器、電容器堆、鋰基電池、鎳基電池、鉛基電池、實(shí)質(zhì)上相似的電池組、燃料電池、電容性電極、碳電極、鉛-碳復(fù)合電極、鋰-碳電極、含鈦電極或其組合。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，包括傳感器系統(tǒng)，所述傳感器系統(tǒng)構(gòu)造成檢測(cè)所述第一存儲(chǔ)裝置的參數(shù)、所述第二存儲(chǔ)裝置的參數(shù)、周?chē)h(huán)境、或其組合，并構(gòu)造成將檢測(cè)到的數(shù)據(jù)傳送至所述控制器。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其中所述參數(shù)包括感測(cè)到的溫度、檢測(cè)到的狀況、或其組合。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，包括連接到所述第一存儲(chǔ)裝置的第一開(kāi)關(guān)和連接到所述第二存儲(chǔ)裝置的第二開(kāi)關(guān)，并且其中所述第一開(kāi)關(guān)和所述第二開(kāi)關(guān)各自構(gòu)造成由所述控制器控制，從而以可變方式分別從所述第一存儲(chǔ)裝置和所述第二存儲(chǔ)裝置引出電荷和/或?qū)㈦姾梢了龅谝淮鎯?chǔ)裝置和所述第二存儲(chǔ)裝置。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，包括連接到所述第一存儲(chǔ)裝置的第一通信裝置和連接到所述第二存儲(chǔ)裝置的第二通信裝置，其中所述控制器構(gòu)造成通過(guò)所述第一通信裝置和所述第二通信裝置在所述第一存儲(chǔ)裝置和所述第二存儲(chǔ)裝置之間傳輸檢測(cè)值和控制數(shù)據(jù)。
11.一種用于存儲(chǔ)系統(tǒng)的控制器，構(gòu)造成: 監(jiān)測(cè)與第一存儲(chǔ)裝置相關(guān)聯(lián)的第一參數(shù)和與第二存儲(chǔ)裝置相關(guān)聯(lián)的第二參數(shù)； 接收與優(yōu)化標(biāo)準(zhǔn)相對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)，所述優(yōu)化標(biāo)準(zhǔn)包括一個(gè)或多個(gè)操作優(yōu)化參數(shù)； 根據(jù)所監(jiān)測(cè)的所述第一參數(shù)和所監(jiān)測(cè)的所述第二參數(shù)，確定所述第一存儲(chǔ)裝置、所述第二存儲(chǔ)裝置以及用于交通工具的機(jī)電裝置之間的優(yōu)化電荷流動(dòng)；并且根據(jù)所確定的優(yōu)化電荷流動(dòng)，產(chǎn)生控制信號(hào)從而以可變方式控制電荷流至所述第一存儲(chǔ)裝置和所述第二存儲(chǔ)裝置和/或從所述第一存儲(chǔ)裝置和所述第二存儲(chǔ)裝置流出。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的控制器，還構(gòu)造成接收一個(gè)或多個(gè)輸入，一個(gè)或多個(gè)輸入對(duì)應(yīng)于用戶(hù)的駕駛模式、用戶(hù)的駕駛歷史、用戶(hù)的偏好、溫度檢測(cè)值、濕度檢測(cè)值、交通工具的目的地、天氣數(shù)據(jù)或交通數(shù)據(jù)。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的控制器，其中所述第一參數(shù)包括所述第一存儲(chǔ)裝置的溫度、所述第一存儲(chǔ)裝置的壽命、或所述第一存儲(chǔ)裝置的狀況。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的控制器，其中所述第二參數(shù)包括所述第二存儲(chǔ)裝置的溫度、所述第二存儲(chǔ)裝置的壽命、或所述第二存儲(chǔ)裝置的狀況。
15.根據(jù)權(quán)利要求11所述的控制器，其中所述操作參數(shù)包括根據(jù)天氣狀況的性能、燃料經(jīng)濟(jì)性、所述第一存儲(chǔ)裝置的壽命、所述第二存儲(chǔ)裝置的壽命、與從電網(wǎng)引出電荷相關(guān)的貨幣成本，或其組合。
16.一種用于交通工具的機(jī)電系統(tǒng)的控制系統(tǒng)，包括: 第一存儲(chǔ)裝置，構(gòu)造成存儲(chǔ)和釋放電能； 第二存儲(chǔ)裝置，構(gòu)造成存儲(chǔ)和釋放電能；以及 控制器，連接到所述第一存儲(chǔ)裝置、所述第二存儲(chǔ)裝置以及負(fù)載，所述控制器構(gòu)造成通過(guò)以可變方式控制所述第一存儲(chǔ)裝置、所述第二存儲(chǔ)裝置以及所述負(fù)載之間的電荷溝道，從而優(yōu)化與所述第一系統(tǒng)參數(shù)相關(guān)的所述系統(tǒng)操作。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的系統(tǒng)，包括連接到所述第一存儲(chǔ)裝置的第一開(kāi)關(guān)和連接到所述第二存儲(chǔ)裝置的第二開(kāi)關(guān)，其中所述第一開(kāi)關(guān)和所述第二開(kāi)關(guān)各自構(gòu)造成由控制器控制，以可變方式分別從所述第一存儲(chǔ)裝置和所述第二存儲(chǔ)裝置引出電荷和/或?qū)㈦姾梢了龅谝淮鎯?chǔ)裝置和所述第二存儲(chǔ)`裝置。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的系統(tǒng)，包括連接到所述第一存儲(chǔ)裝置的第一通信裝置和連接到所述第二存儲(chǔ)裝置的第二通信裝置，其中所述控制器構(gòu)造成通過(guò)所述第一通信裝置和所述第二通信裝置在所述第一存儲(chǔ)裝置和所述第二存儲(chǔ)裝置之間傳輸檢測(cè)值和控制數(shù)據(jù)。
19.根據(jù)權(quán)利要求16所述的系統(tǒng)，其中所述負(fù)載包括機(jī)電系統(tǒng)，所述機(jī)電系統(tǒng)包括電動(dòng)交通工具或混合電動(dòng)交通工具。
20.根據(jù)權(quán)利要求16所述的系統(tǒng)，其中所述第一參數(shù)包括所述第一存儲(chǔ)裝置的狀況、所述第二存儲(chǔ)裝置的狀況、所述第一存儲(chǔ)裝置的壽命、所述第二存儲(chǔ)裝置的壽命、所述系統(tǒng)的操作貨幣成本、所述系統(tǒng)的燃料效率或測(cè)量到的操作參數(shù)。
【文檔編號(hào)】B60L11/18GK103687749SQ201280023877
【公開(kāi)日】2014年3月26日 申請(qǐng)日期:2012年3月16日 優(yōu)先權(quán)日:2011年3月16日
【發(fā)明者】布萊恩·C·西斯科, 清·T·阮, 佩里·M·懷亞特, 賴(lài)安·S·馬什卡雷尼亞什, 蔣軍偉 申請(qǐng)人:約翰遜控制技術(shù)公司