[发明专利]开放模块化电气动力系和控制架构

权利要求书

1.一种用于控制动力系的系统，所述系统包括：

能量管理层，所述能量管理层：

      监测多个潜在的能量存储装置；以及

      确定每个潜在的能量存储装置的基准可用功率；

功率管理层，所述功率管理层：

      监测所述潜在能量存储装置的基准可用功率、所述动力系需求的功率、所述潜在能量存储装置的电功率约束；以及

      基于所监测的所述潜在能量存储装置的基准可用功率、所述动力系需求的功率、所述潜在能量存储装置的电功率约束来确定功率分流；以及

扭矩控制层，所述扭矩控制层基于所确定的功率分流来控制扭矩的产生。

2.如权利要求1所述的系统，其中，所述多个潜在能量存储装置包括第一替代性能量存储装置和第二替代性能量存储装置。

3.如权利要求2所述的系统，其中，所述第一替代性能量存储装置和所述第二替代性能量存储装置是操作员可更换的，并且根据通用协议与所述能量管理层相互作用。

4.如权利要求1所述的系统，其中，所述多个潜在能量存储装置包括主能量存储装置和模块化的辅助能量存储装置。

5.如权利要求1所述的系统，其中，所述多个潜在能量存储装置包括具有第一化学成分的第一电池装置和具有第二化学成分的第二电池装置。

6.如权利要求1所述的系统，其中，所述多个潜在能量存储装置包括超级电容装置。

7.如权利要求1所述的系统，其中，所述多个潜在能量存储装置同时地可用于所述动力系；并且

还包括开放能量存储模块，所述开放能量存储模块管理同时可用于所述动力系的所述多个潜在能量存储装置。

8.一种用于控制动力系的系统，所述系统包括：

能量存储装置控制器，所述能量存储装置控制器管理多个潜在能量存储装置；

管理马达发电机装置的马达发电机控制器；

管理内燃发动机的机械控制器；以及

管理摩擦功率装置的摩擦控制器；

能量管理层，所述能量管理层：

      监测所述能量存储装置控制器、所述马达发电机控制器、所述机械控制器、和所述摩擦控制器；以及

      确定所述能量存储装置控制器、所述马达发电机控制器、所述机械控制器、和所述摩擦控制器的每一个的基准可用功率；

功率管理层，所述功率管理层：

      监测所述能量存储装置控制器、所述马达发电机控制器、所述机械控制器和所述摩擦控制器中每一个的基准可用功率、所述动力系需求的功率、和所述能量存储装置控制器、所述马达发电机控制器、所述机械控制器和所述摩擦控制器中每一个的电功率约束；以及

      基于所监测的所述能量存储装置控制器、所述马达发电机控制器、所述机械控制器和所述摩擦控制器中每一个的基准可用功率、所述动力系需求的功率、和所述能量存储装置控制器、所述马达发电机控制器、所述机械控制器和所述摩擦控制器中每一个的电功率约束来确定功率分流；以及

扭矩控制层，所述扭矩控制层基于功率分流命令来控制扭矩的产生。

9.一种用于控制动力系的方法，所述方法包括：

通过物理通信层连接能量存储装置控制器、马达发电机控制器、机械控制器、摩擦控制器和能量与功率管理控制器；

在所述能量存储装置控制器、所述马达发电机控制器、所述机械控制器、和所述摩擦控制器的每一个中，产生至所述物理通信层的基准可用功率信号；

在所述能量与功率管理控制器中，基于来自所述能量存储装置控制器、所述马达发电机控制器、所述机械控制器和所述摩擦控制器的每一个的基准可用功率信号以及所述动力系需求的功率来确定功率分流命令；以及

使用所述功率分流命令来命令所述动力系内的扭矩产生。

10.一种用于控制动力系的系统，所述系统包括：

能量管理层，所述能量管理层包括：

      机械模块；

      马达发电机模块；

      摩擦模块；和

      能量存储模块；以及

能量与功率管理控制器，所述能量及功率管理控制器：

      通过功率总线通用协议与所述能量管理层通信；以及

      输出控制所述动力系的操作的功率分流命令。