合動(dòng)力模塊104的流體以及供給到混合動(dòng)力系統(tǒng)100的隨后將詳細(xì)描述的多種其他部件的水-乙二醇(WEG)。在一個(gè)變體中，WEG也可循環(huán)經(jīng)過電機(jī)112的外部殼體以冷卻電機(jī)112。應(yīng)當(dāng)注意地是，將相對(duì)于WEG冷卻劑來描述混合動(dòng)力系統(tǒng)100，但是也可使用其他類型的防凍劑和冷卻流體，例如水、乙醇溶液等。如圖1所示，循環(huán)系統(tǒng)122包括冷卻用于混合動(dòng)力模塊104的流體的流體散熱器124。冷卻系統(tǒng)122還包括構(gòu)造為冷卻用于混合動(dòng)力系統(tǒng)100中的多種其他部件的防凍劑的主散熱器126。通常在大多數(shù)車輛中，主散熱器126是發(fā)動(dòng)機(jī)散熱器，但是主散熱器126不必須為發(fā)動(dòng)機(jī)散熱器。冷卻風(fēng)扇128驅(qū)動(dòng)空氣流經(jīng)流體散熱器124和主散熱器126。循環(huán)或冷卻劑栗130使得防凍劑循環(huán)到主散熱器126處。應(yīng)理解地是，使用冷卻系統(tǒng)122可冷卻已經(jīng)說明的部件之外的其他多種部件。例如，通過冷卻系統(tǒng)122同樣可冷卻變速箱106和/或發(fā)動(dòng)機(jī)102。
[0026]混合動(dòng)力模塊104內(nèi)的電機(jī)112根據(jù)操作模式有時(shí)用作發(fā)電機(jī)，而在其他時(shí)候用作馬達(dá)。當(dāng)用作馬達(dá)時(shí)，電機(jī)112使用交流電(AC)。當(dāng)用作發(fā)電機(jī)時(shí)，電機(jī)112產(chǎn)生AC。逆變器132轉(zhuǎn)換來自電機(jī)112的AC并將其提供給能量存儲(chǔ)系統(tǒng)134。在一個(gè)實(shí)施例中，電機(jī)112為由美國印第安納州彭德爾頓的Remy Internat1nal, Inc.生產(chǎn)的HVH410系列電機(jī)，但是可以設(shè)想可使用其他類型的電機(jī)。在所說明的實(shí)施例中，能量存儲(chǔ)系統(tǒng)134存儲(chǔ)能量，并且將其作為直流電(DC)再提供出去。當(dāng)混合動(dòng)力模塊104中的電機(jī)112用作馬達(dá)時(shí)，逆變器132將DC電轉(zhuǎn)換成AC，其又提供給電機(jī)112。在所說明的實(shí)施例中，能量存儲(chǔ)系統(tǒng)134包括三個(gè)連接在一起(優(yōu)選地為并聯(lián))的能量存儲(chǔ)模塊136，以向逆變器132提供高壓電能。實(shí)質(zhì)上，能量存儲(chǔ)模塊136為用于存儲(chǔ)由電機(jī)112產(chǎn)生的能量和將能量快速提供回電機(jī)112的電化學(xué)電池。能量存儲(chǔ)模塊136、逆變器132和電機(jī)112通過圖1所示線條示出的高壓線而操作性地耦合在一起。雖然所說明的實(shí)施例顯示了包括三個(gè)能量存儲(chǔ)模塊136的能量存儲(chǔ)系統(tǒng)134，但應(yīng)當(dāng)理解地是，能量存儲(chǔ)系統(tǒng)134可包括比所示的更多或更少的能量存儲(chǔ)模塊136。此外可以設(shè)想，能量存儲(chǔ)系統(tǒng)134可以是用于存儲(chǔ)勢能(例如通過化學(xué)方式、氣動(dòng)蓄能器、液壓蓄能器、彈簧、儲(chǔ)熱系統(tǒng)、飛輪、重力裝置和電容器，這里僅舉了幾個(gè)例子)的多個(gè)不同類型的系統(tǒng)中的一個(gè)。
[0027]高壓線將能量存儲(chǔ)系統(tǒng)134連接于高壓抽頭138。高壓抽頭138將高電壓提供給連接于車輛的多種部件。包括一個(gè)或多個(gè)DC-DC轉(zhuǎn)換器模塊142的DC-DC轉(zhuǎn)換系統(tǒng)140將由能量存儲(chǔ)系統(tǒng)134提供的高壓電能轉(zhuǎn)換成較低壓的電能，所述較低壓的電能又提供給需要低電壓的多種系統(tǒng)和附件144。如圖1所示，低壓線將DC-DC轉(zhuǎn)換器模塊142連接于低壓系統(tǒng)和附件144。
[0028]混合動(dòng)力系統(tǒng)100結(jié)合了多個(gè)用于控制多種部件的操作的控制系統(tǒng)。例如，發(fā)動(dòng)機(jī)102具有發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊146，用于控制發(fā)動(dòng)機(jī)102的多種操作特征，例如燃料噴射等。變速箱/混合動(dòng)力控制模塊(TCM/HCM) 148取代了傳統(tǒng)的變速箱控制模塊，并且設(shè)計(jì)為控制變速箱106以及混合動(dòng)力模塊104的操作。變速箱/混合動(dòng)力控制模塊148和發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊146連同逆變器132、能量存儲(chǔ)系統(tǒng)134和DC-DC轉(zhuǎn)換系統(tǒng)140 —起沿著如圖1中描述的通信鏈路通信。在一個(gè)典型的實(shí)施方案中，變速箱/混合動(dòng)力控制模塊148和發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊146分別包括具有處理器、存儲(chǔ)器和輸入/輸出連接器的計(jì)算機(jī)。此外，逆變器132、能量存儲(chǔ)系統(tǒng)134、DC-DC轉(zhuǎn)換系統(tǒng)140，以及其他的車輛子系統(tǒng)也可包含具有類似的處理器、存儲(chǔ)器和輸入/輸出連接器的計(jì)算機(jī)。另外，混合動(dòng)力模塊148可操作混合動(dòng)力系統(tǒng)100，以保持在一個(gè)或更多個(gè)靜態(tài)地設(shè)定的限制條件(例如用于能量存儲(chǔ)系統(tǒng)134和/或能量存儲(chǔ)模塊136的最高操作溫度)之內(nèi)。
[0029]此外，混合動(dòng)力系統(tǒng)100還設(shè)計(jì)為采用動(dòng)力輸出(PTO)模式和電子PTO(ePTO)模式兩種模式，以便操作例如起重機(jī)、冷卻系統(tǒng)、液壓升降機(jī)等的輔助設(shè)備。在常規(guī)的PTO模式中，離合器和PTO系統(tǒng)相連，從而內(nèi)燃機(jī)可用于為輔助設(shè)備提供能量。在ePTO狀態(tài)下，離合器是脫開的，并且電機(jī)用作馬達(dá)通過PTO來為輔助設(shè)備提供能量。在PTO或ePTO操作模式下，取決于需要，變速箱可以是空擋的或著掛著擋的。
[0030]為了控制和監(jiān)測混合動(dòng)力系統(tǒng)100的操作，混合動(dòng)力系統(tǒng)100包括界面150。界面150包括用于選擇車輛是否處于駕駛、空檔、倒車等的換檔選擇器152，以及包括混合動(dòng)力系統(tǒng)100的操作狀態(tài)的多種指示器156(如檢查變速箱、制動(dòng)壓力和空氣壓力的指示器，這里僅舉了幾個(gè)例子)的儀表板154。
[0031]如之前所述，混合動(dòng)力系統(tǒng)100構(gòu)造為易于對(duì)整體設(shè)計(jì)影響最小地改裝現(xiàn)有的車輛設(shè)計(jì)?；旌蟿?dòng)力系統(tǒng)100的所有系統(tǒng)(包括但不限于機(jī)械系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、控制系統(tǒng)和液壓系統(tǒng))已經(jīng)構(gòu)造為通常自立式的單元，使得不需要顯著地改動(dòng)車輛的其余部件。需要改動(dòng)的部件越多，則對(duì)車輛設(shè)計(jì)和測試的要求越高，這又降低了車輛制造者采用相比于較低效率的、已存在的車輛設(shè)計(jì)而言更新的混合動(dòng)力設(shè)計(jì)的機(jī)會(huì)。換句話說，對(duì)于混合動(dòng)力改造，對(duì)已經(jīng)存在的車輛設(shè)計(jì)的布局的顯著修改又要求車輛和產(chǎn)品生產(chǎn)線的修改和昂貴的測試，以保證車輛的正確操作和安全度，并且這種費(fèi)用趨向于減少或減緩使用混合動(dòng)力系統(tǒng)。如將理解的是，混合動(dòng)力系統(tǒng)100不但包括最小地影響已存在的車輛設(shè)計(jì)的機(jī)械系統(tǒng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)，而且混合動(dòng)力系統(tǒng)100也包括最小化地影響已存在的車輛設(shè)計(jì)的控制系統(tǒng)和電系統(tǒng)的控制結(jié)構(gòu)/電結(jié)構(gòu)。
[0032]圖2顯示了可用于混合動(dòng)力系統(tǒng)100中的通信系統(tǒng)200的一個(gè)實(shí)施例的圖。雖然顯示了一個(gè)實(shí)施例，但是應(yīng)當(dāng)理解地是，在其他實(shí)施方案中通信系統(tǒng)200可構(gòu)造為與所顯示的不同。通信系統(tǒng)200構(gòu)造為最小地影響車輛的控制系統(tǒng)和電系統(tǒng)。為了便于對(duì)現(xiàn)有的車輛設(shè)計(jì)進(jìn)行改裝，通信系統(tǒng)200包括混合動(dòng)力數(shù)據(jù)線路202，混合動(dòng)力系統(tǒng)100的大多數(shù)各種部件通過所述混合動(dòng)力數(shù)據(jù)線路進(jìn)行通信。特別是，混合動(dòng)力數(shù)據(jù)線路202方便了在變速箱/混合動(dòng)力控制模塊148和換檔選擇器152、逆變器132、能量存儲(chǔ)系統(tǒng)134、低壓系統(tǒng)/附件144以及DC-DC轉(zhuǎn)換模塊142之間的通信。在能量存儲(chǔ)系統(tǒng)134中，能量存儲(chǔ)模塊數(shù)據(jù)線路204方便了在多種能量存儲(chǔ)模塊136之間的通信。但是，可以構(gòu)思出在其他實(shí)施方案中，多種能量存儲(chǔ)模塊136可經(jīng)混合動(dòng)力數(shù)據(jù)線路202彼此通信。通過將混合動(dòng)力數(shù)據(jù)線路202和能量存儲(chǔ)模塊數(shù)據(jù)線路204與用在車輛剩余部分中的數(shù)據(jù)線路分開，混合動(dòng)力系統(tǒng)100的控制/電部件可以容易地關(guān)聯(lián)于車輛而影響最小。在所說明的實(shí)施例中，混合動(dòng)力數(shù)據(jù)線路202和能量存儲(chǔ)模塊數(shù)據(jù)線路204均具有500比特/秒(kbps)的傳輸速率，但是可設(shè)想地是，在其他實(shí)施例中可以其他速率來傳遞數(shù)據(jù)。車輛的其他部件通過車輛數(shù)據(jù)線路206與變速箱/混合動(dòng)力控制模塊148通信。特別是，換檔選擇器152、發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊146、儀表板154、防抱死制動(dòng)系統(tǒng)208、整體控制器210、低壓系統(tǒng)/附件144和服務(wù)工具212連接于車輛數(shù)據(jù)線路206。例如，車輛數(shù)據(jù)線路206可為250k J1939型的數(shù)據(jù)線路、500k J1939型的數(shù)據(jù)線路、通用汽車LAN或PT-CAN型的數(shù)據(jù)線路，這里僅舉了幾個(gè)例子。所有這些類型的數(shù)據(jù)線路可為任意的形式，例如金屬線、光纖、無線頻率和/或其結(jié)合，這里僅舉了幾個(gè)例子。
[0033]在總體功能方面，變速箱/混合動(dòng)力控制模塊148接收來自能量存儲(chǔ)系統(tǒng)134和其中的多個(gè)能量存儲(chǔ)模塊136的功率限值、電容、有效電流、電壓、溫度、充電階段、狀態(tài)和風(fēng)扇速度信息。變速箱/混合動(dòng)力控制模塊148又發(fā)出用于連接多個(gè)能量存儲(chǔ)模塊1