余的可用電荷最大化。
[0055] 如圖所示，牽引電機(jī)116包含桿302,其被直接或間接禪接W驅(qū)動電動車100的至少 一個輪子104b。雖未示出，但傳動裝置(例如，鏈子、齒輪、萬向接頭何將牽引電機(jī)116禪接 至輪子104b。
[0056] 控制電路120可W采用大量的各種形式中的任何形式，并且通常將會包括控制器 304、一個或多個電力轉(zhuǎn)換器306a-306d(不出四個），和/或傳感器Stb、Svb、Sib、Stc、Svc、Sic、 Stm、Svm、Sim。
[0057] 如圖3所示，控制電路120可W包括第一 DC/DC電力轉(zhuǎn)換器306a，其在驅(qū)動模式或配 置中從電能儲存裝置118向牽引電機(jī)116供應(yīng)能量。第一 DC/DC電力轉(zhuǎn)換器306a可W將來自 電能儲存裝置118的電能升壓至足W驅(qū)動牽引電機(jī)116的程度。第一 DC/DC電力轉(zhuǎn)換器306a 可W采用任何形式，例如未調(diào)控的或調(diào)控的開關(guān)模式電力轉(zhuǎn)換器，并且可W是隔離的或未 隔離的。例如，第一DC/DC電力轉(zhuǎn)換器306a可W是調(diào)控的升壓開關(guān)模式電力轉(zhuǎn)換器，或是升 降壓開關(guān)模式電力轉(zhuǎn)換器。
[0058] 控制電路120可W包括DC/AC電力轉(zhuǎn)換器306b，通常稱為逆變器，其在驅(qū)動模式或 配置中從電能儲存裝置118經(jīng)由第一 DC/DC電力轉(zhuǎn)換器306a向牽引電機(jī)116供應(yīng)能量。DC/AC 電力轉(zhuǎn)換器306a可W將來自第一 DC/DC電力轉(zhuǎn)換器306a的電力轉(zhuǎn)換為適合驅(qū)動牽引電機(jī) 116的AC波形。AC波形可W是單相或多相，例如二相或Ξ相AC電力。DC/AC電力轉(zhuǎn)換器306b可 W采取各種形式，例如未調(diào)控的或調(diào)控的開關(guān)模式電力轉(zhuǎn)換器，并且可W是隔離的或未隔 離的。例如，DC/AC電力轉(zhuǎn)換器30化可W采取調(diào)控的逆變器的形式。
[0059] 控制器304提供的控制信號Ci、C2分別控制第一 DC/DC電力轉(zhuǎn)換器306a與DC/AC電力 轉(zhuǎn)換器306b的一個或多個操作方面。例如，控制器304或一些中間柵極驅(qū)動電路可W提供脈 沖寬度調(diào)制柵極驅(qū)動信號，W控制第一DC/DC電力轉(zhuǎn)換器306a和/或DC/AC電力轉(zhuǎn)換器306b 的開關(guān)(例如，金屬氧化物半導(dǎo)體場效晶體管(M0SFET)、雙極性絕緣柵極晶體管（IGBT))的 操作。
[0060] 圖3還示出了，控制電路120可W包括AC/DC電力轉(zhuǎn)換器306c，其通常稱為整流器， 整流器在制動或再生制動模式或配置中禪接牽引電機(jī)116, W向電能儲存裝置118提供由此 產(chǎn)生的電力。AC/DC電力轉(zhuǎn)換器306c可W將牽引電機(jī)116產(chǎn)生的交流電波形整流為適合用于 對至少電能儲存裝置118充電的直流電。AC/DC電力轉(zhuǎn)換器306c可W采取各種形式，例如全 橋無源二極管整流器或是全橋有源晶體管整流器。
[0061 ] 控制電路120還可W包括第二DC/DC電力轉(zhuǎn)換器306d，該第二DC/DC電力轉(zhuǎn)換器 306d經(jīng)由AC/DC電力轉(zhuǎn)換器306c將牽引電機(jī)116電禪接至電能儲存裝置118。第二DC/DC電力 轉(zhuǎn)換器306d可W將牽引電機(jī)116產(chǎn)生的電力降壓至適合電能儲存裝置118的程度。第二DC/ DC電力轉(zhuǎn)換器306d可W采取各種形式，例如未調(diào)控的或調(diào)控的開關(guān)模式電力轉(zhuǎn)換器，并且 可W是隔離的或未隔離的。例如，第二DC/DC電力轉(zhuǎn)換器306d可W是調(diào)控的升壓開關(guān)模式電 力轉(zhuǎn)換器、同步的升壓開關(guān)模式電力轉(zhuǎn)換器或是升降壓開關(guān)模式電力轉(zhuǎn)換器。
[0062] 控制器304提供的控制信號C3、C4分別控審ijAC/DC電力轉(zhuǎn)換器306c和第二DC/DC電力 轉(zhuǎn)換器306d。例如，控制器304或一些中間柵極驅(qū)動控制器可W提供脈沖寬度調(diào)制柵極驅(qū)動 信號，W控制AC/DC電力轉(zhuǎn)換器306c和/或第二DC/DC電力轉(zhuǎn)換器306d的開關(guān)(例如，M0SFET、 IGBT)的操作。
[0063] 控制器304可W采取可包括一個或多個集成電路、集成電路元件、模擬電路或是模 擬電路元件的各種形式。如圖所示，控制器304包含微控制器320、非暫時性計算機(jī)或處理器 可讀存儲器(例如只讀存儲器(R〇M)322和/或隨機(jī)存取存儲器(RAM)324)，并且可選地可包 括一個或多個柵極驅(qū)動電路326。
[0064] 微處理器320執(zhí)行一個或多個機(jī)器可執(zhí)行的指令集或邏輯，W修改、調(diào)節(jié)或控制電 力系統(tǒng)的一個或多個操作方面，并且可W采取各種形式。例如，微處理器320可W采取W下 形式：微處理器、編程邏輯控制器(PLC)、諸如現(xiàn)場可編程口陣列（FPGS)的可編程口陣列 (PGA)W及專用集成電路(ASIC)、或其他運樣的微控制器裝置。ROM 322可W采取能夠存儲 處理器可執(zhí)行的指令和/或數(shù)據(jù)W實現(xiàn)控制邏輯的各種形式。RAM 324可W是能夠暫時保留 處理器可執(zhí)行指令或數(shù)據(jù)的任何形式。通過包括電力總線、指令總線、數(shù)據(jù)總線、地址總線 等的一個或多個總線(未示出），可W禪接微控制器320、R0M 322、RAM324W及可選的柵極驅(qū) 動電路326。備選地，可在邏輯電路中實施控制邏輯。
[0065] 柵極驅(qū)動電路326可W采取適合經(jīng)由驅(qū)動信號(例如，PWM柵極驅(qū)動信號)來驅(qū)動電 力轉(zhuǎn)換器306的開關(guān)(例如，MSFET、IGBT)的各種形式。雖然被示為控制器304的一部分，一個 或多個柵極驅(qū)動電路也可W介于控制器304與電力轉(zhuǎn)換器306之間。
[0066] 控制器304可W接收來自一個或多個傳感器的過程變量信號Stb、Svb、Sib、Stc、Svc、 81[、511?、5側(cè)、511?、51?1。經(jīng)由一組或多組邏輯控制，控制器304可^使用包括在至少一些信號中 的數(shù)據(jù)來作為用于產(chǎn)生一個或多個控制變量信號輸出Csi-CsN的過程變量輸入。該控制變量 信號輸出Csi-CsN可W用于控制向一個或多個車輛系統(tǒng)的能量消耗、能量分布W及/或能量 分配。例如，響應(yīng)于接收到指示電能儲存裝置溫度超過一個或多個所定義闊值的過程變量 信號Stb，控制器304可W產(chǎn)生一個或多個控制變量信號輸出Csi-CsN，W修改、調(diào)節(jié)、控制或限 制分配給一個或多個車輛系統(tǒng)的能量。通過降低車輛系統(tǒng)對電能儲存裝置118的能量需求， 可W降低電能儲存裝置118的溫度。通過降低電能儲存裝置118的溫度，可W增加電能儲存 裝置中儲存的車輛系統(tǒng)可用的能量。
[0067] 在至少一些實例中，過程變量信號STB可W包括對在電能儲存裝置118中、電能儲存 裝置118上或是電能儲存裝置118附近的任何數(shù)量的熱傳感器210所收集的溫度進(jìn)行指示的 數(shù)據(jù)。例如，可W通過過程變量信號Stb將指示使用熱傳感器210a-210n收集的溫度的數(shù)據(jù)有 線或無線地傳遞給控制器304。
[0068] 用W感測電能儲存裝置118上的電壓的電能儲存裝置電壓傳感器可W產(chǎn)生和發(fā)送 過程變量信號SvB，所述過程變量信號SvB包括指示在電能儲存裝置118處感測到的電壓的數(shù) 據(jù)。
[0069] 用W感測電能儲存裝置118的電流的電能儲存裝置電流傳感器可W產(chǎn)生和發(fā)送過 程變量信號SiB，所述過程變量信號Sib包括指示在電能儲存裝置118處感測到的電流的數(shù) 據(jù)。
[0070] 用W感測一個或多個電力轉(zhuǎn)換器306的溫度或該電力轉(zhuǎn)換器306附近環(huán)境的溫度 的電力轉(zhuǎn)換器溫度傳感器可W產(chǎn)生和發(fā)送過程變量信號Stc，所述過程變量信號Stc包括指 示一個或多個電力轉(zhuǎn)換器306處的相應(yīng)感測溫度的數(shù)據(jù)。
[0071] 用W感測通過一個或多個電力轉(zhuǎn)換器306的電壓的電力轉(zhuǎn)換器電壓傳感器可W產(chǎn) 生和發(fā)送過程變量信號Svc，所述過程變量信號Svc包括指示一個或多個電力轉(zhuǎn)換器306處的 感測電壓的數(shù)據(jù)。
[0072] 用W感測在一個或多個電力轉(zhuǎn)換器306的電流的電力轉(zhuǎn)換器電流傳感器可W產(chǎn)生 和發(fā)送過程變量信號Sic,所述過程變量信號Sic包括指示一個或多個電力轉(zhuǎn)換器206處的感 測電荷的數(shù)據(jù)。
[0073] 用W感測牽引電機(jī)116的溫度或牽引電機(jī)116附近環(huán)境的溫度的牽引電機(jī)溫度傳 感器可W產(chǎn)生和發(fā)送過程變量信號Stm，所述過程變量信號Stm包括指示在牽引電機(jī)116處的 感測溫度的數(shù)據(jù)。
[0074] 用W感測牽引電機(jī)116上的電壓的牽引電機(jī)電壓傳感器可W產(chǎn)生和發(fā)送過程變量 信號SvM，所述過程變量信號SvM包括指示牽引電機(jī)116處的感測電壓的數(shù)據(jù)。
[0075] 用W感測通過牽引電機(jī)116的電流的牽引電機(jī)電流傳感器可W產(chǎn)生和發(fā)送過程變 量信號SiM，所述過程變量信號Sim包括指示牽引電機(jī)116處的感測電流的數(shù)據(jù)。
[0076] 用W感測牽引電機(jī)116的轉(zhuǎn)速的牽引電機(jī)旋轉(zhuǎn)傳感器可W產(chǎn)生和發(fā)送過程變量信 號Srm，所述過程變量信號Srm包括指示牽引電機(jī)116的感測轉(zhuǎn)速(例如，W每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)或RPM 為單位)的數(shù)據(jù)。
[0077] 如本文所述，控制器304可使用過程變量信號Stb、Svb、Sib、Stg、Svg、Sig、Stm、Svm、Sim、 Srm中的一個或多個提供的數(shù)據(jù)，W控制一個或多個車輛系統(tǒng)的一個或多個操作方面。具體 地，響應(yīng)于電能儲存裝置溫度過程變量信號中所檢測或感測的變化超過一個或多個所定義 的闊值，控制器304可W修改、調(diào)節(jié)或控制一個或多個車輛系統(tǒng)的電力消耗操作方面。
[0078] 例如，響應(yīng)于接收到指示電能儲存裝置溫度增加的數(shù)據(jù)，控制器304可W產(chǎn)生一個 或多個控制變量輸出信號，W減少操作方面(例如一個或多個車輛系統(tǒng)的電力消耗）。在一 些例子中，運種電力消耗操作方面的減少可W采取限制特定車輛系統(tǒng)的可用能量的形式。 在一些例子中，運種能量限制和/或電力分配的變化可W是步進(jìn)式改變的形式，在所述步進(jìn) 式改變中，取決于所感測的電能儲存裝置溫度與一個或多個所定義的闊值之間的偏差程 度，W不連續(xù)的步長減少車輛系統(tǒng)的可用能量和/或電力消耗。通過減少一個或多個車輛系 統(tǒng)的可用能量和/或電力消耗，電能儲存裝置的負(fù)載減少，因而電能儲存裝置的溫度將會降 低。
[0079] 在另一個示例中，響應(yīng)于接收到指示電能儲存裝置溫度降低的數(shù)據(jù)，控制器304可 W產(chǎn)生一個或多個控制變量信號輸出，W增加一個或多個車輛系統(tǒng)的能量分配和/或電力 消耗操作方面。在一些例子中，運種能量分配和/或電力消耗操作方面的增加可W是步進(jìn)式 改變的形式，在所述步進(jìn)式改變中，取決于所感測的電能儲存裝置溫度與一個或多個所定 義的闊值之間的偏差程度，W不連續(xù)的步長增加車輛系統(tǒng)的可用能量和/或電力消耗。通過 增加一個或多個車輛系統(tǒng)的電力消耗，電能儲存裝置的負(fù)載增加，并且電能儲存裝置的溫 度將會升高。
[0080] 控制器304包括發(fā)送器和接收器或者接收器。在至少一些實例中，收發(fā)器328可提 供與遠(yuǎn)離機(jī)踏車100的組件、系統(tǒng)或裝置的有線和/或無線通信。收發(fā)器328可W采取適合提 供有線或無線通信的各種形式。例如，收發(fā)器328可W采取蜂窩電話忍片組(也稱為無線電 裝置)與天線的形式，W經(jīng)由蜂窩服務(wù)提供方網(wǎng)絡(luò)執(zhí)行與遠(yuǎn)程系統(tǒng)的通信。收發(fā)器328可W 實施不同于蜂窩式通信的無線通信方法。通信可W包括接收來自遠(yuǎn)程系統(tǒng)或裝置的信息 和/或指令，W及向遠(yuǎn)程系統(tǒng)或裝置發(fā)送信息和/或指令或查詢。
[0081] 在至少一些實例中，收發(fā)器328可W包括可與使用者攜帶的蜂窩通信裝置(例如， 移動電話或智能手機(jī))禪接的一個或多個裝置。該裝置的示例包括但不限于任何目前或未 來開發(fā)的射頻通信裝置，例如Bluetooth*裝置、近場通信(NFC)裝置等。在至少一些實例 中，收發(fā)器328可W經(jīng)由至使用者攜帶的蜂窩裝置的藍(lán)牙或NFC連接，通信禪接至一個或多 個外部系統(tǒng)或裝置。
[0082] 控制器304可W包括全球定位系統(tǒng)(GPS)接收器330,其接收來自GPS衛(wèi)星的信號， 使得控制器304可確定機(jī)踏車100目前的位置。在至少一些實施方式中，接收器330可W包括 GPS忍片組，但不在機(jī)踏車100上提供使用者顯示器?？蒞使用各種大量的商業(yè)可用GPS接收 器中的任一種。目前位置或地點可具體化為坐標(biāo)，例如精確到3米內(nèi)的經(jīng)度與締度。備選地， 可使用其他技術(shù)來確定機(jī)踏車100的目前位置或地點，例如基于Ξ個或更多個蜂窩塔或基 站的Ξ角測量法。
[0083] 可W基于GPS坐標(biāo)來識別或確定目前位置的海拔。同樣地，可使用地形映射或與 GPS坐標(biāo)及海拔相關(guān)的其他結(jié)構(gòu)格式，確定目前位置與一個或多個其他位置或目的地之間 的海拔變化。運有助于更好地估計機(jī)踏車100的范圍。備選地或附加地，機(jī)踏車100可W包括 檢測海拔的高度計，或是其他傳感器，例如檢測海拔變化的加速度計。運使得在確定估計范 圍時，允許考慮與電動車100關(guān)于山坡(例如，山頂、山底)的相對位置相關(guān)聯(lián)的勢能。運有利 于產(chǎn)生更精確的估計范圍，防止不必要地限制操作性能。例如，獲知機(jī)踏車100在較大的山 坡頂部或是接近山坡頂部，可W使所確定的估計范圍增加，將替換或補(bǔ)給位置包括在該范 圍內(nèi)，并且避免了限制操作性能的需要。備選地，獲知電動車100是在較大的山坡底部或是 在山坡底部附近，可W使所確定的估計范圍縮小，指示最近的替換或補(bǔ)給位置是在估計范 圍之外，并使得比其他情形下更早地限制操作性能，確保機(jī)踏車100將會抵達(dá)替換或補(bǔ)給位 置。
[0084] 圖4示出了機(jī)踏車控制器304的框圖，所述機(jī)踏車控制器304從一些熱傳感器210接 收包括指示電能儲存裝置118溫度的數(shù)據(jù)在內(nèi)的過程變量信號。圖4還示出了由控制器304 產(chǎn)生且向一個或多個車輛系統(tǒng)發(fā)送的控制變量輸出信號406。車輛系統(tǒng)可W包括一個或多 個安全關(guān)鍵系統(tǒng)410、一個或多個性能關(guān)鍵系統(tǒng)412、一個或多個范圍關(guān)鍵系統(tǒng)414, W及一 個或多個非關(guān)鍵系統(tǒng)416。
[0085] 控制器304可執(zhí)行一組或多組機(jī)器可執(zhí)行指令，該可執(zhí)行指令導(dǎo)致響應(yīng)控制器304 接收的一個或多個過程變量輸入而產(chǎn)生一個或多個控制變量輸出406。在至少一些實例中， 控制變量輸出406可改變一個或多個系統(tǒng)410、412、414和/或416的電力消耗。在一些實例 中，可W通過控制器304執(zhí)行運種電力消耗調(diào)節(jié)，W將電能儲存裝置118中一個或多個溫度 維持在將電能儲存裝置118的可用范圍最大化的期望操作范圍內(nèi)。
[0086] 每個車輛系統(tǒng)410、412、414和/或416對電能儲存裝置118的需求是累積性的。由于 電能儲存裝置118的溫度在很大程度上取決于電能儲存裝置318的溫度，存在使電能儲存裝 置118所傳送的電力最大化的最佳溫度范圍。通過改變車輛系統(tǒng)對電能儲存裝置118的需 求，控制器304可W控制電能儲存裝置118的溫度。在至少一些實施方式中，控制器304可W 通過一系列的步進(jìn)式改變向上調(diào)節(jié)或向下調(diào)節(jié)一個或多個車輛系統(tǒng)的電力消耗，使得電能 儲存裝置118中溫度的對應(yīng)向上或向下改變。通過運種方式，控制器304可補(bǔ)償電能儲存裝 置118內(nèi)部與外部的各種狀況，W將電能儲存裝置118的溫度維持在所定義的優(yōu)選溫度范圍 內(nèi)，該優(yōu)選溫度范圍提供儲存在電能儲存裝置118中可能的最大能量。
[0087] 在至少一些實例中，至少部分基于評估車輛系統(tǒng)是否為安全關(guān)鍵系統(tǒng)410、性能關(guān) 鍵系統(tǒng)412、范圍關(guān)鍵系統(tǒng)414和/或非關(guān)鍵系統(tǒng)416,控制器304可修改、控制、調(diào)節(jié)或改變電 能儲存裝置118提供給一個或多個車輛系統(tǒng)的能量。例如，響應(yīng)于檢測到的電能儲存裝置溫 度增加，控制器304可按照W下順序，向下調(diào)節(jié)車輛系統(tǒng)的電力消耗:第一，非關(guān)鍵系統(tǒng)416; 第二，性能關(guān)鍵系統(tǒng)412;第Ξ，范圍關(guān)鍵系統(tǒng)414; W及最后，安全關(guān)鍵系統(tǒng)410。在另一個示 例中，響應(yīng)于檢測到的電能儲存裝置118溫度下降，控制器304可按照W下順序，向上調(diào)節(jié)車 輛系統(tǒng)的電力消耗:第一，安全關(guān)鍵系統(tǒng)410;第二，范圍關(guān)鍵系統(tǒng)414;第Ξ，性能關(guān)鍵系統(tǒng) 412 及最后，非關(guān)鍵系統(tǒng)416。
[0088] 安全關(guān)鍵系統(tǒng)410可W包括但不限于與車輛使用者或占有者的安全相關(guān)的任何車 輛系統(tǒng)，W及要求符合當(dāng)?shù)亍⒌貐^(qū)或是聯(lián)邦規(guī)范的車輛系統(tǒng)。例如，運些系統(tǒng)的示例將會包 含但不限于:轉(zhuǎn)彎信號、頭燈、尾燈、制動、牌照照明燈等。
[0089] 性能關(guān)鍵系統(tǒng)412可W包括但不限于與車輛的轉(zhuǎn)矩和/或加速相關(guān)的任何車輛系 統(tǒng)。性能關(guān)鍵系統(tǒng)還可W包括在操縱方向盤、制動與啟動車輛時使用的系統(tǒng)。
[0090] 范圍關(guān)鍵系統(tǒng)414可W包括但不限于與延長或W其他方式優(yōu)化車輛范圍相關(guān)的任 何車輛系統(tǒng)，該車輛范圍與電能儲存裝置118中剩余的可用電荷有關(guān)。運些系統(tǒng)的示例將會 包括:再生制動系統(tǒng)W及用于向電能儲存裝置118提供充電電流的電力轉(zhuǎn)換器。
[0091] 非關(guān)鍵系統(tǒng)416可W包括但不限于不屬于另外Ξ種系統(tǒng)之一的任何車輛系統(tǒng)。例 如，運些系統(tǒng)的示例可W包括但不限于:娛樂系統(tǒng)、非規(guī)范燈光等。
[0092] 在至少一些實例中，對具體系統(tǒng)是否是安全關(guān)鍵的、性能關(guān)鍵的、范圍關(guān)鍵的或非 關(guān)鍵性的評估可W是控制器304執(zhí)行的狀況評估的形式。例如，在白天，控制器304的狀況評 估可判定不需要頭燈，因而是非關(guān)鍵的；然而，在晚上或能見度下降的情況下，頭燈對于使 用者安全或符合規(guī)范是必須的