具有改进的能量供应机制的移动运输设备和方法
【专利摘要】本发明揭示一种移动运输设备。该移动运输设备包括机载能量存储装置，机载能量转换装置以及至少一个驱动系统。该机载能量转换装置被配置成与外部能量源进行电连接，并接收该外部能量源提供的电能。该至少一个驱动系统与该机载能量存储装置以及该机载能量转换装置电连接；其中，该机载能量存储装置和该机载能量转换装置协作向该至少一个驱动系统提供电能。本发明还揭示纯电动拖拉机、纯电动叉车、纯电驱动车辆设备以及其能量供应管理方法等。
【专利说明】具有改进的能量供应机制的移动运输设备和方法
【技术领域】
[0001]本发明公开的实施方式涉及装置和方法，特别涉及一种与移动运输设备相关的改进的能量供应机制和管理能量供应的方法。
【背景技术】
[0002]作为一种移动式的机器，车辆工具或者移动运输设备一般被设计为将人员或者货物从一地运输到另一地。典型的移动运输设备包括自行车、摩托车、汽车/轿车、卡车、机车、拖拉机、公共汽车、水上船舶以及空中飞行器等。传统上，至少一部分移动运输设备通过引擎，例如内燃机，来提供行进所需要的动力。内燃机在运作时需要燃烧燃料，例如，柴油、汽油或者天然气等，并将燃烧燃料产生的能量转换成一定形式的机械驱动力，以驱动移动运输设备运动。然而，柴油、汽油以及天然气等资源的使用存在一些问题，包括不可再生性，成本越来越高，以及对环境产生负面影响，因此，开发电能驱动的移动运输设备，例如，纯电动汽车、混合电动汽车、插电混合电动汽车等，逐渐成为研究的热点。然而，在诸多限制问题得到妥善解决之前，电驱动移动运输装置较难取得普及应用，其中一个技术问题为:电驱动移动设备的车载或者内建式电池在单次充电后不能提供足够的航行里程。
[0003]因此，有必要提供一种改进的移动运输设备和方法来解决现有移动运输设备和方法存在的技术问题。
【发明内容】
[0004]有鉴于上文提及之技术问题，本发明的一个方面在于提供一种移动运输设备。该移动运输设备包括机载能量存储装置，机载能量转换装置以及至少一个驱动系统。该机载能量转换装置被配置成与外部能量源进行电连接，并接收该外部能量源提供的电能。该至少一个驱动系统与该机载能量存储装置以及该机载能量转换装置电连接；其中，该机载能量存储装置和该机载能量转换装置协作向该至少一个驱动系统提供电能。
[0005]在提供的移动运输设备中，该至少一个驱动系统包括牵引驱动系统和动力输出驱动系统。该牵引驱动系统接收由该机载能量存储装置和该机载能量转换装置协作提供的电能，以驱动移动运输设备自身进行运动。该动力输出驱动系统接收由该机载能量存储装置和该机载能量转换装置协作提供的电能，以驱动与该动力输出驱动系统相关联的至少一个执行工具进行运作。
[0006]在提供的移动运输设备中，该移动运输设备为电动牵引设备，该至少一个执行工具包括至少一个耕犁工具、叉车工具、倾泻工具、铲掘工具或者开凿工具。
[0007]在提供的移动运输设备中，该外部能量源包括电网、便携式发电装置、风能发电装置、水能发电装置或者太阳能发电装置。
[0008]在提供的移动运输设备中，该移动运输设备进一步包括:直流母线以及能量存储开关。该直流母线与该机载能量转换装置电连接。该能量存储开关电连接在该直流母线和该机载能量存储装置之间。其中，当该移动运输设备工作在充电模式时，该能量存储开关被闭合，以允许该机载能量转换装置提供的至少一部分电能通过该直流母线以及该能量存储开关传输给该机载能量存储装置。
[0009]在提供的移动运输设备中，当该移动运输设备工作在驱动模式时，该能量存储开关被开启，以停止该机载能量转换装置为给机载能量存储装置提供电能，并使该机载能量存储装置停止对外提供电能。
[0010]在提供的移动运输设备中，该移动运输设备进一步包括机载控制器，该机载控制器与该能量存储开关电连接，该机载控制器被配置成在该移动运输设备工作在充电模式时发送第一开关信号给该能量存储开关，以闭合该能量存储开关。该机载控制器还被配置成在该移动运输设备工作在驱动模式时发送第二开关信号给该能量存储开关，以开启该能量存储开关。
[0011]在提供的移动运输设备中，当该移动运输设备工作在充电模式时，该至少一个驱动系统全部停止工作。
[0012]在提供的移动运输设备中，该移动运输设备进一步包括:直流母线以及牵弓I开关。该直流母线与该机载能量转换装置电连接。该牵引开关与该直流母线和该牵引驱动系统电连接。其中，当该移动运输设备工作在驱动模式时，该牵引开关被闭合，以允许该机载能量转换装置提供的至少一部分电能通过该直流母线以及该牵引开关传输给该牵引驱动系统。
[0013]在提供的移动运输设备中，该移动运输设备进一步包括:直流母线以及动力输出开关。该直流母线与该机载能量转换装置电连接。该动力输出开关与该直流母线和该动力输出驱动系统电连接。其中，当该机载能量存储装置工作在驱动模式时，该动力输出开关被闭合，以允许该机载能量转换装置提供的至少一部分电能通过该直流母线以及该动力输出开关传输给该动力输出驱动系统。
[0014]在提供的移动运输设备中，该机载能量存储装置包括可充电电池，当该可充电电池的电量被判定为在第一电量阈值之下时，在该机载能量转换装置和该机载能量存储装置之间建立能量传输路径，该机载能量转换装置提供的至少一部分电能沿着该能量传输路径传输给该机载能量存储装置。
[0015]在提供的移动运输设备中，该机载能量存储装置包括可充电电池，当该可充电电池的电量被判定为在第二电量阈值之上时，该至少一个驱动系统接收由该机载能量存储装置和该机载能量转换装置联合提供的电能，并通过该联合提供的电能而驱动。
[0016]在提供的移动运输设备中，在机载能量转换装置提供的至少一部分电能被传输给该至少一个驱动系统的过程中，该机载能量转换装置提供的至少另一部分电能被传输给该机载能量存储装置，以同时给该机载能量存储装置充电。
[0017]在提供的移动运输设备中，该移动运输设备进一步包括能量存储开关，传感器以及机载控制器；该能量存储开关与该机载能量存储装置电连接；该传感器与该机载能量存储装置的输出电连接；该机载控制器与该能量存储开关和该传感器电通信连接；其中，该传感器被配置成检测与该机载能量存储装置充电或者放电状态相关的反馈信号，并将该反馈信号传送给该机载控制器；当该反馈信号显示该机载能量存储装置处于过度充电状态或者过度放电状态时，该机载控制器发送开关控制信号给该能量存储开关，以开启该能量存储开关。
[0018]在提供的移动运输设备中，该移动运输设备包括机载能量存储装置，交流转直流变流器，直流母线，牵引逆变器以及牵引电机。该机载能量存储装置被配置成提供第一直流电能，该交流转直流变流器被配置成与电网电连接，以接收该电网提供的输入交流电能，并将该接收的输入交流电能转换成第二直流电能。该直流母线与该机载能量存储装置和该交流转直流变流器电连接，该直流母线接收该机载能量存储装置提供的第一直流电能和该交流转直流变流器提供的第二直流电能。该牵引逆变器与该直流母线电连接，以将该直流母线处的第一直流电能和第二直流电能中的至少一者转换成牵引交流电能。该牵引电机与该牵引逆变器电连接，该牵引电机被配置成将从该牵引逆变器接收的牵引交流电能转换成机械能，以利用该机械能驱动该移动运输设备自身进行运动。其中，该交流转直流变流器持续从该电网接收该输入交流电能以维持该移动运输设备的运动。
[0019]在提供的移动运输设备中，该移动运输设备进一步包括动力输出逆变器以及动力输出电机。该动力输出逆变器与该直流母线电连接，该动力输出逆变器将该直流母线处的第一直流电能和第二直流电能中的至少一者转换成动力输出交流电能。该动力输出电机与该动力输出逆变器电连接，该动力输出电机被配置成将从该动力输出逆变器接收的动力输出交流电能转换成机械能，以利用该机械能驱动与该动力输出电机相关联的至少一个动力输出执行工具执行具体任务。
[0020]在提供的移动运输设备中，在将该机载能量转换装置输出的第二直流电能中的至少一部分直流电能传输给该牵引逆变器和该动力输出逆变器中的至少一者的过程中，同时将该机载能量转换装置输出的第二直流电能中的至少另一部分直流电能传输给该机载能量存储装置，以对该机载能量存储装置进行充电。
[0021]本发明的另一个方面在于提供一种纯电动拖拉机。该纯电动拖拉机包括电-电混合架构，该电-电混合架构根据该纯电动拖拉机的工作状态切换不同的工作模式来供应该电动拖拉机运作所需要的电能。
[0022]本发明的另一个方面在于提供一种纯电动叉车。该纯电动叉车包括电-电混合架构，该电-电混合架构根据该纯电动叉车的工作状态切换不同的工作模式来供应该电动拖拉机运作所需要的电能。
[0023]本发明的另一个方面在于提供一种纯电驱动车辆设备。该纯电驱动车辆设备包括机载可充电电池，机载能量转换装置，直流母线，第一开关，第二开关以及驱动系统。该机载可充电电池通过该第一开关可通断地与该直流母线电连接，该驱动系统通过该第二开关与可通断地与该直流母线电连接，该机载能量转换装置与外部能量源以及该直流母线电连接。其中，该纯电驱动车辆设备可以工作在独立控制模式。在该独立控制模式下，当该机载能量转换装置能够接收该外部能量源提供的电能时，该第一开关被开启，而该第二开关被闭合，该机载能量转换装置对该外部能量源输出的电能进行能量转换，并通过该直流母线将转换产生的电能提供给该驱动系统。在该独立控制模式下，当该机载能量转换装置无法接收该外部能量源提供的电能时，该第一开关和该第二开关均被闭合，该机载可充电电池提供电能给该驱动系统。
[0024]在提供的纯电驱动车辆设备中，在该独立控制模式下，当机载可充电电池需要工作在充电模式时，该第一开关被闭合，而该第二开关被开启，该机载能量转换装置停止提供电能给该驱动系统，并且该机载能量转换装置对该外部能量源输出的电能进行能量转换，并通过该直流母线将转换产生的电能提供给该机载可充电电池，以对该机载可充电电池进行充电。
[0025]本发明的另一个方面在于提供一种纯电驱动车辆设备。该纯电驱动车辆设备包括机载可充电电池，机载能量转换装置，直流母线，第一开关，第二开关以及驱动系统。该机载可充电电池通过该第一开关可通断地与该直流母线电连接，该驱动系统通过该第二开关与可通断地与该直流母线电连接，该机载能量转换装置与外部能量源以及该直流母线电连接。其中，该纯电驱动车辆设备可以工作在串联混合动力模式。在该串联混合动力模式下，当该机载能量存储装置的电量大于预设的第二阈值时，该第一开关和该第二开关均被闭合，该机载能量转换装置和该机载能量存储装置并行提供直流电能给该直流母线，并通过该直流母线将直流电能提供给该驱动系统。在该串联混合动力模式下，当该机载能量存储装置的电流小于预设的第一阈值时，该第一开关被闭合，而该第二开关被开启，该机载能量转换装置对该外部能量源输出的电能进行能量转换，并通过该直流母线将转换产生的电能提供给该机载能量存储装置。
[0026]在提供的纯电驱动车辆设备中，在该机载能量转换装置和该机载能量存储装置并行提供直流电能给该直流母线，并通过该直流母线将直流电能提供给该驱动系统时，该机载能量转换装置被控制成提供恒电压输出。
[0027]本发明的另一个方面在于提供一种纯电驱动车辆设备。该纯电驱动车辆设备包括机载可充电电池，机载能量转换装置，直流母线，第一开关，第二开关以及驱动系统。该机载可充电电池通过该第一开关可通断地与该直流母线电连接，该驱动系统通过该第二开关与可通断地与该直流母线电连接，该机载能量转换装置与外部能量源以及该直流母线电连接。其中，该纯电驱动车辆设备可以工作在充电驱动联合动力模式。在该充电驱动联合动力模式下，该机载能量转换装置对该外部能量源输出的电能进行能量转换，并通过该直流母线将转换产生的第一部分直流电能提供给该机载能量存储装置，并通过该直流母线将转换产生的第二部分直流电能提供给该驱动系统。在该充电驱动联合动力模式下，当该机载能量存储装置完成充电时，该机载能量转换装置和该机载能量存储装置并行提供直流电能给该直流母线，并通过该直流母线将直流电能提供给该驱动系统。
[0028]在提供的纯电驱动车辆设备中，在该机载能量转换装置对该外部能量源输出的电能进行能量转换，并通过该直流母线将转换产生的第一部分直流电能提供给该机载能量存储装置，并通过该直流母线将转换产生的第二部分直流电能提供给该驱动系统时，该机载能量转换装置被控制成提供恒电流输出。
[0029]本发明的另一个方面在于提供一种方法，用于管理移动运输设备的能量供应。该方法至少包括如下步骤:(a)接收电网提供的输入交流电能；(b)将接收的输入交流电能转换成第一直流电能；以及(C)将该第一直流电能的至少一部分转换成牵引交流电能和动力输出交流电能中的至少一者，以分别用于提供给该移动运输设备的牵引电机和动力输入电机；其中，步骤(a)和步骤(c)并行执行。
[0030]在提供的方法中，该方法还包括如下步骤:(d)将该第一直流电能的至少一部分传输给该移动运输设备的能量存储装置。
[0031]在提供的方法中，步骤(C)和步骤(d)并行执行。
[0032]在提供的方法中，该方法至少包括如下步骤:接收该移动运输设备的机载能量存储装置提供的第二直流电能；以及将由该第一直流电能和该第二直流电能联合后的直流电能转换成该牵引交流电能和动力输出交流电能中的至少一者。
[0033]在提供的方法中，该方法至少包括如下步骤:判定该移动运输设备的机载能量存储装置是否处于过度充电状态或者过度放电状态；以及当判定结果显示该移动运输设备的机载能量存储装置处于过度充电状态或者过度放电状态时，中断该电网和该机载能量存储装置之间的能量传输路径。
[0034]本发明提供的移动运输设备、纯电动拖拉机、纯电动叉车、纯电动车辆设备以及相关的能量供应管理方法等，至少通过混合架构的电能供应机制，例如电-电混合机制，通过至少两种形式的电能协作提供装置运作所需的电能，至少解决了现有技术中的移动运输设备，例如电驱动移动设备等所存在的电池单次充电后航行里程不足的技术问题。
【专利附图】
【附图说明】
[0035]通过结合附图对于本发明的实施方式进行描述，可以更好地理解本发明，在附图中:
[0036]图1所示为本发明提供的移动运输设备的一种实施方式的概括模块示意图；
[0037]图2所示为本发明提供的移动运输设备的一种实施方式的详细模块示意图；
[0038]图3所示为本发明提供的移动运输设备的另一种实施方式的详细模块示意图；
[0039]图4所示为本发明提供的移动运输设备的另一种实施方式的详细模块示意图；
[0040]图5所示为本发明提供的移动运输设备的另一种实施方式的详细模块示意图；
[0041]图6所示为本发明提供的移动运输设备的另一种实施方式的详细模块示意图；
[0042]图7所示为本发明提供的移动运输设备的另一种实施方式的详细模块示意图；
[0043]图8所示为本发明提供的移动运输设备的另一种实施方式的详细模块示意图；
[0044]图9所示为本发明提供的控制移动运输设备运作的方法的一种实施方式的流程图；
[0045]图10所示为本发明提供的控制移动运输设备运作的方法的另一种实施方式的流程图；
[0046]图11所示为图10所示的步骤4014的一种实施方式的详细流程图；
[0047]图12所示为本发明提供的控制移动运输设备运作的方法的另一种实施方式的流程图；以及
[0048]图13所示为图12所示的步骤5004的一种实施方式的详细流程图。
【具体实施方式】
[0049]首先，本发明揭露的实施方式主要涉及移动运输设备或者车辆设备的改进的能量供应机制以及管理该移动运输设备或者车辆设备的能量供应的方法。更具体而言，本发明特别提出一种新的“混合电能供应机制”，或者也可以称为“双电能供应机制”，亦或“电-电混合供应机制”，以更好地给移动运输设备或者车辆设备提供电能。在此所谓的“混合电能供应机制”、“双电能供应机制”或者“电-电混合供应机制”，是指一种特别为移动运输设备设计的能量供应机制，其中，至少在一些工作模式下，移动运输设备可以根据第一电能配置和第二电能配置通过协作方式提供的电能来工作。在一些特别的实施方式中，该第一电能配置可以包括机载、车载或者内建式能量源(例如，车载能量存储装置，例如电池或者电池组等)，其可以存储电能，并可以根据需要输出电能，以维持移动运输设备正常运作。在一些特别的实施方式中，该第二电能配置可以包括机载、车载或者内建式能量接口或者能量转换装置，其可以与外部能量源电连接，并可以将该外部能量源(例如，电网)提供的电能转换成合适的形式，以供移动运输装置使用，例如，对上述机载能量存储装置进行充电，或者驱动与该移动运输装置相关联的驱动系统进行工作。因此，只要外部能量源存在可供使用的电能时，通过执行本发明提出的“混合电能供应机制”、“双电能供应机制”或者“电-电混合供应机制”，可以通过外部能量源和内部能量存储装置之间的协调运作，来提供维持移动运输设备运作所需要的电能；而当该外部能量源的能量无法获取时，可以即时切换到由内部能量存储装置提供正常运作所需要的能量。
[0050]在一些实施方式中，基于上述提出的“混合电能供应机制”、“双电能供应机制”或者“电-电混合供应机制”，移动运输设备还可以被配置成或者运行特定的程序，在多种不同的模式下工作。其中一种工作模式为独立控制模式，在此所谓的独立控制模式是指，第一电能配置和第二电能配置可以独立地给移动运输设备提供电能。更具体而言，对于独立控制模式而言，当能够从第二电能配置，例如电网，获得电能时，该第一电能配置，例如，车载能量存储装置可以被控制成不输出电能，仅由第二电能配置负责提供维持移动运输设备所需的电能；而当无法从该第二电能配置获得可供使用的电能时，可以使是第一电能配置输出维持移动运输设备正常运作所需的电能。另一种工作模式为串联混合动力模式，在此所谓的串联混合动力模式是指在一些情形下，第一电能配置和第二电能配置可以联合提供或者同时输出电能给移动运输设备的驱动系统。再一种工作模式为充电驱动联合动力模式，在此所谓的充电驱动联合动力模式是指该第二电能配置可以同时提供电能给第一电能配置(例如，给电池或者电池组充电)以及与该移动运输系统相关的驱动系统(例如，牵引驱动系统以及动力输出驱动系统)。
[0051]可以理解的是，在此提出的“混合电能供应机制”、“双电能供应机制”或者“电-电混合供应机制”以及相关的多种运行模式应当可以广泛应用在各种移动运输设备中，关于移动运输设备的非限制性例子包括陆上车辆设备，其相对地面进行运动，包括但不限于，自行车、摩托车、汽车/轿车、卡车、货车、公共汽车、拖拉机、电动巴士 /电动公共汽车、农用拖拉机、叉车、挖掘机、起重机、垃圾装卸车、拖车、机车、火车、地铁等。该移动运输设备还可以包括水上或者水中运输设备，例如，舟、船、舰、艇、油轮等。进一步，该移动运输设备还可以包括空中运输设备，例如，飞机以及飞行器等。
[0052]通过执行上文提及的至少一个技术方案，本发明可以取得诸多技术优点或者技术效果，其中一种技术优点或者技术效果为:至少在一些运行模式下可以延长该移动运输设备的航行里程。举例而言，当移动运输设备在串联混合动力模式下运作时，在驱动系统通过外部能量源提供的电能进行运作时，同时可以通过外部能量源提供的电能对车载能量存储装置充电，例如，对电池或者电池组进行充电，因此可以确保在外部能量源无法提供电能时，车载能量存储装置仍然具有足够的能量储备。在一些实施方式中，本发明提供的移动车辆设备还可以在实施时不具备一些传统移动运输设备使用的内燃机，也即提供一种纯电驱动的移动运输设备。不使用传统的内燃机，既可以减少尾气污染，并且可以降低或者消除内燃机运作产生的噪音。对于本领域具有一般知识的技术人员来讲，通过参考下文的详细说明以及相关的附图，应当容易认识或者理解本发明还具有其他技术优点或者技术效果。[0053]以下将描述本发明的一个或者多个【具体实施方式】。首先要指出的是，在这些实施方式的具体描述过程中，为了进行简明扼要的描述，本说明书不可能对实际的实施方式的所有特征均作详尽的描述。应当可以理解的是，在任意一种实施方式的实际实施过程中，正如在任意一个工程项目或者设计项目的过程中，为了实现开发者的具体目标，或者为了满足系统相关的或者商业相关的限制，常常会做出各种各样的具体决策，而这也会从一种实施方式到另一种实施方式之间发生改变。此外，还可以理解的是，虽然这种开发过程中所作出的努力可能是复杂并且冗长的，然而对于与本发明公开的内容相关的本领域的普通技术人员而言，在本公开揭露的技术内容的基础上进行的一些设计，制造或者生产等变更只是常规的技术手段，不应当理解为本公开的内容不充分。
[0054]除非另作定义，在本说明书和权利要求书中使用的技术术语或者科学术语应当解释成本实用新型所属【技术领域】内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本说明书以及权利要求书中使用的“第一”或者“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“一个”或者“一”等类似词语并不表示数量限制，而只是表示存在至少一个。“或者”包括所列举的项目中的任意一者或者全部。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的元件或者物件及其等同元件，并不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。此外，“电路”或者“电路系统”以及“控制器”等可以包括单一组件或者由多个主动元件或者被动元件直接或者间接相连的集合，例如一个或者多个集成电路芯片，以提供所对应描述的功能。
[0055]接下来请参阅附图，首先请参阅图1，其所示为本发明提供的移动运输设备10的一种实施方式的概括模块示意图。概括而言，该移动运输设备10可以被配置成执行如上所述的“混合电能供应机制”、“双电能供应机制”或者“电-电混合供应机制”，以将至少两个能量源的电能以协作方式提供给移动运输设备10，维持其正常运作。如图1所示，该移动运输设备10可以包括至少第一能量源或者车载能量源22，该第一能量源或者车载能量源22被配置成提供第一种形式的电能或者内部供应的电能202，其具有合适的电压和/或功率，以方便驱动移动运输设备10自身进行运动，或者方便执行与该移动运输设备10相关的具体任务。根据移动运输设备10的不同类型，由该移动运输设备10执行的具体任务可以包括修整植物、犁耕土地、提升物料、铲掘物料、挖掘物料以及倾泻物料等。在一种实施方式中，该车载能量源22可以为车载能量存储装置，例如，由多个电池单元以串联和/或并联形成的电池或者电池组。作为非限制性的例子，在此提及的电池或者电池组可以包括铅酸电池、镍镉电池、镍金属氢化物电池、锂离子电池、锂聚合物电池等。在一些实施方式中，该以电池方式供电的车载能量存储装置22的电量不足或者被耗尽时，其可以进行充电，也可以通过新充满电的电池整个替换该电池或者电池组，以快速地进行电池更换。此外，对于本领域具有一般知识的技术人员而言，其应当认识到，还可以通过替换的方式或者额外附加的方式采用多种能量存储元件，包括但不限于，超级电容器、飞轮，以及任何其他可以存储电能的器件，以供移动运输设备10使用。
[0056]请进一步参阅图1，该移动车辆设备10还包括车载能量接口 /界面16，其基本功能为给移动运输设备10的各种电子器件和外部能量源12提供一个能量接口或者界面。该车载能量接口 16被配置成提供第二种形式的电能，以维持该移动运输设备10的运作。在一种实施方式中，该车载能量接口 16通过电连接路径14与该外部能量源12进行电连接。在一种实施方式中，该车载能量接口 16和该外部能量源12之间的电连接路径14可以为电线或者电缆。在其他实施方式中，该电连接路径14也可以为无线的电能传输路径。在一些具体的实施方式中，该车载能量接口 16和该外部能量源12之间的电连接路径14被设置成可以灵活移动。举例而言，在一些应用场合，该电连接路径14的电线可以被设置成具有足够的长度，以确保在该移动运输设备10的驱动系统30正常运作以驱动移动运输设备10进行运动时或者执行与该移动运输设备10相关的一个或者多个具体任务时，该车载能量接口 16可以持续从该外部能量源12接收电能。在一种实施方式中，该车载能量接口 16可以为车载能量转换装置，其被配置成对从外部能量源12接收的电能进行能量转换，并将转换后具有合适电压和/或功率的电能提供给移动运输设备10的各个电子器件。根据即将在下文详细描述的该移动运输设备10的多种工作模式，由该车载能量接口 16提供的电能可以被传输给该车载能量存储装置22，以对其进行充电，或者传输给该驱动系统30，以驱动移动运输设备10进行运动或者执行一个或者多个与该移动运输设备10相关的具体任务，例如，修整植物、犁耕土地、提升物料、铲掘物料、挖掘物料以及倾泻物料等。
[0057]请继续参阅图1，该移动运输设备10还进一步包括第一开关24。该第一开关24与车载能量源22和母线结构18进行电连接或者可通断地电连接。该母线结构18可以为任何合适的配置，例如，直流母线，以方便在移动运输设备10的多个电子器件进行单向或者双向的能量传输。举例而言，该母线结构18可以接收车载能量接口 16提供的直流电能输入。该母线结构18还可以提供输出，例如，将接收的直流电能的至少一部分提供给车载能量源22，以对其进行充电等。该第一开关24可以为任何合适类型的机械开关装置或者电开关装置或者机械与电相结合的开关装置。该第一开关24可以被闭合，以建立或者形成能量传输路径，例如，在车载能量源22和母线结构18之间建立能量传输路径。通过此建立的能量传输路径，可以实现对车载能量源22的充放电。在此所谓的“闭合”是指开关的导通状态，通过操作开关，可以在电路中形成低阻抗。该第一开关24也可以被开启，以终止或者切断能量传输路径，例如，切断该车载能量源22和母线结构18之间的能量传输路径。通过切断该能量传输路径，可以使该车载能量源22无法给移动运输设备10的各个电子器件进行供电，或者在一些应用下，可以避免对该车载能量源22进行过度充电或者过度放电的问题。在此所谓的“开启”是指开关的关断状态，也即，通过操作开关，可以形成高阻抗状态。在一种实施方式中，可以根据移动运输设备的实时工作状况或者需求，由操作者或者使用者，例如，驾驶员手动开启或者闭合该第一开关24。在其他实施方式中，也可以由移动运输设备10自身通过监控各种实时工作条件或者状态，以自动产生并发送开、关信号给第一开关24。
[0058]请继续参阅图1，该移动运输设备10可以进一步包括第二开关26。该第二开关26与母线结构18和驱动系统30进行电连接或者可通断地电连接。该第二开关26可以为任意合适类型的机械开关装置或者电子开关装置或者其机械和电子相结合的开关装置。与上文对第一开关24所作的描述相类似，该第二开关26也可以通过手动方式或者自动方式进行操作，以在母线结构18和驱动系统30之间建立能量传输路径，或者切断该能量传输路径，从而实现在母线结构18和驱动系统30之间进行单向或者双向的能量传输，或者停止该单向或者双向的能量传输。
[0059]在一种实施方式中，如图1所示，该驱动系统30包括变流器28和电机/马达34。该变流器28为能量转换器件中的一种，用于将一种形式的能量变换成另一种形式的能量。举例而言，该变流器28可以为直流转交流能量变换装置，其被配置成将母线结构18处的直流母线接收到的直流电能变换成交流电能。该交流电能，例如，三相交流电，被提供给电机34，例如，三相交流电机，使得该电机34进行运作并提供机械能输出，例如扭矩输出，以驱动该移动运输设备10进行运动。在其他实施方式中，该电机34还可以提供机械能输出给一个或者多个执行器械或者执行工具，以执行具体的任务。
[0060]请继续参阅图1，该移动运输设备10可以被配置成或者通过运行特定的程序而提供不同的工作模式。在各种不同的工作模式下切换时，可以由操作者或者使用者，例如，驾驶员输入特定的指令或者命令给移动运输设备10来实现。在一些替换的实施方式中，该移动运输设备10也可以为无人驾驶的设备，因此，在各种不同模式间的切换可以自动的执行，也即根据移动运输设备10的工作条件或者状态来进行模式的切换。
[0061]请继续参阅图1，在本发明的第一方面，该移动运输设备10可以被配置成提供第一种工作模式，也即独立控制模式。在该独立控制模式下，该移动运输设备10可以进一步被配置成根据例如该外部能量源12是否有可供移动运输设备10使用的电能而工作在不同的状态。
[0062]在该独立控制模式下的第一种情形，该外部能量源12无法提供能量给该移动运输设备10，也即，该移动运输设备10的车载能量接口 16与外部能量源12之间的电连接断开。在此情形下，经确定该移动运输设备10的车载能量源22拥有足够的剩余电量存储于其中时，该车载能量源22可以被操作成给该移动运输设备10的各个电子器件提供电能，此运行情形也可以成为电池动力模式。在一种实施方式中，为了实现车载能量源22可以进行电能输出，该第一开关24和该第二开关26均被闭合，以允许从车载能量源22的电池或者电池组获得的电能被传送到直流母线18，并被进一步传输给驱动系统30，或者更具体而言，传输给变流器28。在一种实施方式中，该变流器28接收由母线结构18传输而来的直流电能，并将接收的直流电能转换成合适的形式，以供电机34运行。因此，该电机34可以根据该转换后的电能提供必要的机械能输出，以驱动移动运输设备运动，或者使该移动运输设备10可以执行具体的任务。
[0063]在该独立控制模式下的第二种情形，该外部能量源12可以提供能量给该移动运输设备10，也即，该移动运输设备10的车载能量接口 16可以与该外部能量源12进行电连接，并接收由该外部能量源12提供的电能。该车载能量接口 16可以对从该外部能量源12接收的电能进行转换，并提供电能给该移动运输设备10的各个电子器件，此第二种情形也可以称为插电动力模式。在插电动力模式下，当经判断确定该车载能量源22的电池或者电池组剩余电量不足时，该第一开关24被闭合而导通，而该第二开关26被开启而断开。也即，在母线结构18和驱动系统30之间的能量传输路径被切断，以使该驱动系统30停止工作；而在母线结构18和车载能量源22之间建立能量传输路径，以使电能可以从该建立的能量传输路径被传输被该车载能量源22的电池或者电池组，以对其进行充电。仍然在该插电动力模式下，当经判断确定该车载能量源22具有足够的剩余电量时，该车载能量接口 30可以提供电能该移动运输设备10的其他电子器件。举例而言，可以将该第一开关24开启，以切断该母线结构18和该车载能量源22之间的能量传输路径，使得该车载能量源22处于待机或者等待状态(也即暂时不放电提供电能输出)，而可以将该第二开关26闭合，而导通该母线结构18和驱动系统30之间的能量传输路径，使得从该车载能量接口 16处获得的电能可以通过该母线结构18传输给该驱动系统30。因此，该驱动系统30可以提供机械能输出，以驱动移动运输设备10进行运动，或者使该移动运输设备10执行具体的任务。
[0064]请继续参阅图1，在本发明的第二方面，该移动运输设备10还可以被配置成提供第二种工作模式，也即串联混合动力模式。在该串联混合动力模式下，经判断确定该外部能量源12可以提供能量时，该车载能量接口 16可以与该外部能量源12进行电连接，以从该外部能量源12接收电能，并对该接收的电能进行能量转换，从而提供转换后的电能给母线结构18。进一步，如果该车载能量源22，例如，电池或者电池组，经确定不具有足够的剩余电量时，例如，该电池或者电池组的电量在第一电量阈值(例如10%)之下时,该第一开关24被闭合而导通，而该第二开关26被开启而断开。也即，在母线结构18和车载能量源22之间建立能量传输路径，以使电能可以从该建立的能量传输路径被传输被该车载能量源22的电池或者电池组，以对其进行充电；而在母线结构18和驱动系统30之间的能量传输路径被切断，以使该驱动系统30停止工作。仍然在该串联混合动力模式下，如果该车载能量源22,例如，电池或者电池组,经确定具有足够的剩余电量时，例如，该电池或者电池组的电量在第二电量阈值(例如80%)之上时,该第一开关24和第二开关26均被闭合而导通。在此情形下，该车载能量源22和该车载能量接口 16可以并行给该驱动系统30提供电能，以使得该驱动系统30可以更加灵活地获得维持其运行或者执行具体任务所需要的能量。在一些实施方式中，可以根据特定的能量分配规则确定由车载能量源102提供的电能和由该车载能量接口 16提供的电能。举例而言，在一种实施方式中，该车载能量接口 16可以被控制成提供平均功率给驱动系统30，而该车载能量源22可以被控制成提供成提供动态动率给驱动系统30。也即，当驱动系统30的牵引电机需要较大的扭矩输出，以对移动运输设备10进行加速时或者该移动运输设备10的某一工具或者器械需要较大的扭矩以执行特殊的任务时，该车载能量源22可以被配置成提供峰值功率，以满足此需求。当驱动系统30的牵引电机不需要大机械扭矩输出时，或者该移动运输设备10的某一工具或者器械轻载工作时，该车载能量源22可以降低其电能输出，而由车载能量接口 16提供主要的电能。在特定的实施方式中，该车载能量接口 16可以被控制成提供恒电压输出，从而可以简化该车载能量接口 16的设计。
[0065]请继续参阅图1，在本发明的第三方面，该移动运输设备10还可以被配置成提供第三种工作模式，也即充电驱动联合动力模式。基本而言，在该充电驱动联合动力模式下，可以实现同时或者并发地对车载能量源22进行充电以及使驱动系统30工作。更具体而言，经判断确定该外部能量源12可以提供能量时，该车载能量接口 16可以与该外部能量源12进行电连接，以从该外部能量源12接收电能，并对该接收的电能进行能量转换，从而提供转换后的电能给母线结构18。在一种实施方式中，可以同时将第一开关24和第二开关26闭合使其导通。也即，在母线结构18和车载能量源22之间建立能量传输路径，以使电能可以从该建立的能量传输路径被传输被该车载能量源22的电池或者电池组，以对其进行充电；同时，在该母线结构18和驱动系统30之间建立能量传输路径，使得从该车载能量接口16处获得的电能可以通过该母线结构18传输给该驱动系统30，以驱动移动运输设备10进行运动，或者使该移动运输设备10执行具体的任务。在特定的实施方式中，当并发地对车载能量源22进行充电操作和使驱动系统30工作时，可以将该车载能量源22控制成工作在恒电流状态，并且，该车载能量接口 10的参考输出电流可以至少根据该驱动系统30所期望获得的功率以及该车载能量源22所期望获的充电功率来决定。仍然在该充电驱动联合动力模式下，如果该车载能量源22，例如，电池或者电池组，被充电到具有足够的剩余电量时，例如，该电池或者电池组的电量在第二电量阈值(例如80%)之上时，该第一开关24和第二开关26均被闭合而导通。在此情形下，该车载能量源22和该车载能量接口 16可以并行给该驱动系统30提供电能，以驱动移动运输设备10进行运动和/或使该移动运输设备10执行具体的任务，。
[0066]图2所示为本发明提供的移动运输设备100的一种实施方式的详细模块示意图。在一种实施方式中，该移动运输设备100可以为纯电驱动车辆设备，例如，纯电动拖拉机，纯电动叉车等，并且，该纯电动驱动车辆设备可以执行如前所述的“混合电能供应机制”、“双电能供应机制”或者“电-电混合供应机制”(或者电-电混合架构)。如图2所示，该移动运输设备100包括车载能量存储装置102，其可以为电池或者电池组，并可以提供合适的电流或者功率输出。该车载能量存储装置102与能量存储开关104电连接。该能量存储开关104可以根据车载控制器152传送的开关信号166而被开启或者闭合。在替换的实施方式中，该能量存储开关104可以通过操作者执行手动操作而被开启或者闭合。该移动运输设备100可以进一步包括车载能量转换装置136，该车载能量转换装置136可以和电网132电连接。在一种实施方式中，当电网132可以提供电能时，其可以提供交流电能134，例如，根据本地的电网规范提供220伏特或者380伏特的交流电能给车载能量转换装置136。在一种实施方式中，该车载能量转换装置136可以包括交流转直流转换装置，例如，整流装置，该交流转直流转换装置可以被配置成根据车载控制器152提供的控制信号162将该交流电能134转换成具有合适电压和/或功率的直流电能，该转换产生的直流电能被提供给直流母线122，并被进一步传输给移动运输设备100的各个电子器件。
[0067]请继续参阅图2，该移动运输设备100可以进一步包括驱动系统30，其可以接收由车载能量存储装置102和车载能量转换装置136以一定方式协作提供的电能。在一种实施方式中，该驱动系统30包括牵引驱动系统或者牵引驱动支路(在图1中大致以标号124指示的部分)。该牵引驱动系统或者牵引驱动支路124被配置成提供为驱动移动运输设备100自身运动所需的机械能输出。在一种实施方式中，该该牵引驱动系统或者牵引驱动支路124包括牵引开关108，牵引母线链路112，牵引变流器114以及牵引电机118。该牵引开关108电连接在该直流母线122和牵引母线链路112之间。在一种实施方式中，该牵引开关108可以根据该车载控制器152传送而来的开关信号164而被开启或者闭合，以此在直流母线122和牵引驱动支路124之间建立能量传输路径或者切断二者之间能量传输路径。可以理解的是，在直流母线122和牵引驱动支路124之间的能量传输可以是单向的(也即牵引驱动支路124仅接收直流母线122提供的能量)，也可以是双向的(也即牵引驱动支路124也可以反馈能量到直流母线122)。该牵引变流器114电连接在该牵引母线链路112和牵引电机118之间。图2所示该牵引母线链路112包括一个电容器，以给牵引变流器提供稳定的直流电压，在其他实施方式中，该牵引母线链路112也可以包括多个电容器。
[0068]请继续参阅图2，该牵引变流器114被配置成执行能量变换操作，将从牵引母线链路112处接收到的直流电能转换成具有合适形式的输出电能116，以供牵引电机118使用。在一种实施方式中，该牵引变流器114可以为逆变器，例如直流转交流逆变器，其可以将牵引母线链路112处的直流电能转换成交流电能，例如，三相交流电能。该交流电能116的数值可以通过车载控制器152来调节。举例而言，在一种实施方式中，该车载控制器152可以在加速踏板等输入装置输入的转矩指令信号的作用下，发送控制信号154给牵引变流器114，以使变流器114提供调节后的交流电能116给牵引电机118。因此，该交流电机118，例如三相交流电机可以根据该调节后的交流电能116提供期望的转矩输出，以驱动移动运输设备100进行运动。在其他实施方式中，该牵引电机118也可以为直流电机，相对应地，该牵引变流器114可以包括直流转直流的变流器，以执行直流形式的电能转换操作。另外，在此所述的车载控制器152可以包括任何合适的可编程电路或者装置，包括数字信号处理器、现场可编程门阵列、可编程逻辑控制器以及专用集成电路等。
[0069]请继续参阅图2，驱动系统30还进一步包括动力输出(Power Take-Off, PTO)驱动系统或者动力输出驱动支路(在图1中大致以标号126指示的部分)。为了方便对本发明进行图示和说明，图2仅仅图示出单一的动力输出驱动支路，并基于该单一的动力输出驱动支路进行描述，然而，对于本领域具有一般技术知识的人员而言，在一些变更的实施方式中，该驱动系统30也可以包括多个动力输出驱动支路126，该多个动力输出驱动支路126可以并行连接，分别接收从直流母线122处提供的能量。基本而言，该动力输出驱动系统或者动力输出驱动支路126被设置成提供必要的机械能输出，例如，扭矩输出，以执行一个或者多个与移动运输设备100相关的具体任务。关于该具体任务的非限制性例子，可以包括修整植物、犁耕土地、提升物料、铲掘物料、挖掘物料以及倾泻物料等。
[0070]请进一步参阅图2,该动力输出驱动系统或者动力输出驱动支路126可以包括动力输出开关138，动力输出母线链路142，动力输出变流器144以及动力输出电机148。该动力输出开关138电连接在该直流母线122和动力输出母线链路142之间。该动力输出开关138可以根据该车载控制器152传送而来的开关信号162而被开启或者闭合，因此，可以在直流母线122动力输出驱动支路126之间建立能量传输路径或者切断二者之间能量传输路径。可以理解的是，在直流母线122和动力输出驱动支路126之间的能量传输可以是单向的(也即动力输出驱动支路126仅接收直流母线122提供的能量)，也可以是双向的(也即动力输出驱动支路126也可以反馈能量到直流母线122)。该动力输出变流器114电连接在该牵引母线链路142和牵引电机118之间。图2所示该动力输出母线链路142包括一个电容器，以给动力输出变流器144提供稳定的直流电压，在其他实施方式中，该动力输出母线链路142也可以包括多个电容器。
[0071]请继续参阅图2，该动力输出变流器144被配置成执行能量变换操作，将从动力输出母线链路112处接收到的直流电能转换成具有合适形式的输出电能146，以供动力输出电机148使用。在一种实施方式中，该动力输出变流器144可以为逆变器，例如直流转交流逆变器，其可以将动力输出母线链路142处的直流电能转换成交流电能，例如，三相交流电能。该交流电能146的数值可以通过车载控制器152来调节。举例而言，在一种实施方式中，该车载控制器152可以在输入装置输入的动力输出转矩指令信号的作用下，发送控制信号156给动力输出变流器144，以使变流器144提供调节后的交流电能146给动力输出电机148。因此，该动力输出电机148，例如三相交流电机可以根据该调节后的交流电能146提供期望的转矩输出，以执行一个或者多个与该移动运输设备100相关的具体任务。在其他实施方式中，该动力输出电机148也可以为直流电机，相对应地，该动力输出变流器144可以包括直流转直流的变流器，以执行直流形式的电能转换操作。在一些应用场合中，举例而言，在叉车装置中，该动力输出电机148可以关联设置一个或者多个液压泵系统(图未示出)，并通过该液压泵系统执行提升或者运送货物的操作。
[0072]图2所示的该移动运输设备100可以被配置成或者通过程序设置而运行在多种不同的工作模式，例如，运行在如上文结合图1所述的独立控制模式、串联混合动力模式以及充电驱动联合动力模式等。关于在此提及的各种工作模式的详细细节将在下文结合图9至图13所示的流程图进行描述。在描述这些流程图之前，先结合图3至图8描述关于该移动运输设备100的各种可能的变更实施方式。
[0073]图3所示为本发明提供的移动运输设备110的一种可能的变更实施方式的详细模块示意图。该移动运输设备110的基本架构和相关的运行方式基本与上文结合图2所描述的移动运输设备100相似。与图2所示的实施方式相比，图3所示的移动运输设备110的一个不同之处在于:车载能量转换装置137可以与便携式发电装置133进行电连接。该便携式发电装置133可以使用柴油、汽油以及任何其他合适的燃料来产生电能。当该便携式发电装置133可以提供电能输出时，可以将该车载能量装置137与该便携式发电装置133进行电连接，并接收该便携式发电装置133输出的电能135，例如，交流电能，然后将该接收到的交流电能135转换成合适形式的能量，以供移动运输设备110的各个电子器件使用。在一种实施方式中，该车载能量转换装置137可以包括交流转直流变流器，其可以将交流电能135转换成直流电能，并将转换后的直流电能提供给直流母线122。该车载能量转换装置137输出的电能可以根据车载控制器152传送而来的控制信号163进行调节。图3所示的该移动运输设备110也可以被配置成或者通过程序设置而运行在多种不同的工作模式，例如，运行在如上文结合图1所述的独立控制模式、串联混合动力模式以及充电驱动联合动力模式等。关于在此提及的各种工作模式的详细细节将在下文结合图9至图13所示的流程图进行描述。
[0074]图4所示为本发明提供的移动运输设备120的另一种可能的变更实施方式的详细模块示意图。该移动运输设备120的基本架构和相关的运行方式基本与上文结合图2所描述的移动运输设备100相似。与图2所示的实施方式相比，图4所示的移动运输设备120的一个不同之处在于:车载能量转换装置176可以与太阳能发电装置172进行电连接。该太阳能发电装置172为可再生能源发电装置中的一种，其被设计成将太阳辐射能转换成电能，以供家庭使用或者由电网进行传输和分配。在一些实施方式中，该太阳能发电装置172可以被安排成独立的装置，其可以设置在与移动运输设备120分开的地方。在其他实施方式中，该太阳能发电装置172也可以与该移动运输设备120集成在一起(也即可以跟随该移动运输设备120移动，并在移动过程中提供电能给该移动运输设备120)。因此，当太阳能发电装置172可以提供电能输出时，可以将该移动运输设备120的车载能量转换装置176与该太阳能发电装置173进行电连接，该车载能量转换装置176可以被配置成接收该太阳能发电装置173提供的电能输出174，并对其进行能量转换，以提供合适电压和/或功率的电能，以供该移动运输设备120的各个电子器件使用。在一种实施方式中，该车载能量转换装置176可以包括直流转直流变流器，其被配置成执行直流电能到直流电能的变换操作，并提供具有合适电压和/或功率的直流电能给直流母线122。该直流转直流变流器176提供的直流电能可以根据实际的需要由车载控制器152给其传送控制信号165进行调节。图4所示的该移动运输设备120也可以被配置成或者通过程序设置而运行在多种不同的工作模式，例如，运行在如上文结合图1所述的独立控制模式、串联混合动力模式以及充电驱动联合动力模式等。关于在此提及的各种工作模式的详细细节将在下文结合图9至图13所示的流程图进行描述。
[0075]图5所示为本发明提供的移动运输设备140的另一种可能的变更实施方式的详细模块示意图。该移动运输设备140的基本架构和相关的运行方式基本与上文结合图2所描述的移动运输设备100相似。与图2所示的实施方式相比，图5所示的移动运输设备140的一个不同之处在于:车载能量转换装置186可以与风能发电装置182进行电连接。该风能发电装置182为另一种可再生能源发电装置中，其一般被设计成将风能转换成电能，以供电网传输和配送。在一些实施方式中，可以将多个风能发电装置182集中在一起,构成一个风力发电场，以提供更高功率等级的电能输出。在一定的应用场合中，可以将一个或者多个风能发电装置182与该移动运输设备140集成为一体(也即，该一个或者多个风能发电装置182可以跟随该移动运输设备140运动，并在移动的过程中即时将由风能转换而得的电能传送给移动运输设备140)。在其他实施方式中，该一个或者多个风能发电装置182也可以与该移动运输设备140分开设置。在一种实施方式中，当该风能发电装置182可以提供由风能转换成的电能时，可以将该车载能量转换装置186与该风能发电装置182进行电连接，并接收其转换产生的电能184。在一种实施方式中，由该风能发电装置182提供的电能可以为具有一定电压和功率的交流电能，相对应地，该车载能量转换装置186可以包括交流转直流变流器，其可以将交流电能184转换成具有合适的电压和功率的直流电能，并提供给直流母线122。在其他实施方式中，进一步地或者可替换地，该风能发电装置182也可以被配置成提供直流电能输出184，相对应地，该车载能量转换装置186可以包括直流转直流变流器，其可以执行将第一直流电能184转换成具有合适电压和功率的第二直流电能，并提供给直流母线122。并且，该车载能量转换装置186提供的能量输出也可以根据实际的需要由车载控制器152给该车载能量转换装置186发送控制信号167进行调整或者调节。图5所示的该移动运输设备140也可以被配置成或者通过程序设置而运行在多种不同的工作模式，例如，运行在如上文结合图1所述的独立控制模式、串联混合动力模式以及充电驱动联合动力模式等。关于在此提及的各种工作模式的详细细节将在下文结合图9至图13所示的流程图进行描述。
[0076]图6所示为本发明提供的移动运输设备150的另一种可能的变更实施方式的详细模块示意图。该移动运输设备150的基本架构和相关的运行方式基本与上文结合图2所描述的移动运输设备100相似。与图2所示的实施方式相比，图6所示的移动运输设备150的一个不同之处在于:车载能量转换装置187可以与水能发电装置183进行电连接。该水能发电装置183是另一种可再生能源发电装置，去可以将水波能量转换成电能。在一种实施方式中，该移动运输设备150可以为水上移动的电动船舶，该水能发电装置183可以与该电动船舶集成在一起(也即，该水能发电装置183可以与该电动船舶一起移动，并在移动的过程中向该电动船舶提供由水能转换而成的电能)。在其他实施方式中，该水能发电装置183也可以为独立设置的装置，其与该移动运输设备150分开设置，例如，通过电线或者电缆亦或无线方式将由水能转换而成的电能传送给该移动运输设备150。如图6所示，当该水能发电装置183可以提供电能输出时，可以将该移动运输设备150的车载能量转换装置187进行电连接，并使其执行能量变换操作，以提供合适的能量给直流母线122。在一种实施方式中，该车载能量转换装置187可以包括交流转直流变换器，其可以将该水能转换装置183提供的电能转换成具有合适电压和功率的直流电能，并将该转换后的直流电能提供给直流母线122。在一些实施方式中，该车载能量转换装置187输出的电能可以根据实际的需要由车载控制器152向其传送控制信号169进行调节。图6所示的该移动运输设备150也可以被配置成或者通过程序设置而运行在多种不同的工作模式，例如，运行在如上文结合图1所述的独立控制模式、串联混合动力模式以及充电驱动联合动力模式等。关于在此提及的各种工作模式的详细细节将在下文结合图9至图13所示的流程图进行描述。
[0077]图7所示为本发明提供的移动运输设备160的另一种可能的变更实施方式的详细模块示意图。该移动运输设备160的基本架构和相关的运行方式基本与上文结合图2所描述的移动运输设备100相似。与图2所示的实施方式相比，图7所示的移动运输设备160的一个不同之处在于:该车载能量存储装置102还关联设置变流器198。在图示的实施方式中，该变流器198被设置成电连接在能量存储开关104和直流母线122之间。在其他实施方式中，该变流器198也可以被设置成电连接在该车载能量存储装置102和该能量存储开关104之间。在一种实施方式中，该变流器198可以包括直流转直流变流器，其可以被配置成将该车载能量存储装置102提供的第一直流电能103转换成具有合适电压和功率的第二直流电能105，并将该第二直流电能105提供给直流母线122。在一种实施方式中，该直流转直流变流器198可以为单向能量变换装置，例如，对车载能量存储装置102提供的第一直流电能103进行升压操作，使其符合直流母线122的要求。在其他实施方式中，该直流转直流变流器198也可以为双向能量变换装置，以收集能量。例如，在该移动运输设备160工作在再生制动或者刹车模式时，该直流转直流变流器198可以将直流母线122处的至少一部分能量转换成直流电能，并将该直流电能传送给该车载能量存储装置102，以对其进行充电。在该移动运输设备160工作在再生制动模式时，可以将牵引驱动支路124中的牵引电机118设置成发电机，该发电机118可以将移动运输设备160的动能转换成电能，以提供给直流母线122。在其他实施方式中，在该移动运输设备160工作在再生制动模式时，也可以将动力输出驱动支路126中的动力输出电机148设置成发电机,该发电机148可以将例如负载的重力势能转换成电能，以提供给直流母线122。如图6所示，该变流器198可以根据实际的需要，由车载控制器152给该变流器198发送控制信号168，以调节该变流器198提供给直流母线122的直流电能或者调节该变流器198提供给该车载能量存储装置102的直流电能。
[0078]请继续参阅图7，在图示的实施方式中，该车载能量转换装置196与外部能量源192进行电连接，以接收该外部能量源192提供的电能194。该外部能量源192可以为上文结合图2至图5描述的移动运输设备100、110、120、140、150中的发电装置中的任意一者。当该外部能量源192可以提供能量输出时，可以将该车载能量转换装置196与该外部能量源192进行电连接，使其接收该外部能量源192提供的电能，并对接收的电能进行转换，并将转换后的电能传送给直流母线122。在一种实施方式中，该车载能量转换装置196可以和车载能量存储装置102协作提供能量，以供牵引驱动支路124和/或动力输出驱动支路126使用。图7所示的该移动运输设备160也可以被配置成或者通过程序设置而运行在多种不同的工作模式，例如，运行在如上文结合图1所述的独立控制模式、串联混合动力模式以及充电驱动联合动力模式等。关于在此提及的各种工作模式的详细细节将在下文结合图9至图13所示的流程图进行描述。
[0079]图8所示为本发明提供的移动运输设备180的另一种可能的变更实施方式的详细模块示意图。该移动运输设备180的基本架构和相关的运行方式基本与上文结合图1至图6所描述的移动运输设备相似。例如，该移动运输设备180可以选择性地包括一个具有单向或者双向变换功能的直流转直流变流器198，其电连接在车载能量存储装置102和直流母线122之间。进一步，图8所示的移动运输设备180还可以提供有车载能量存储装置保护功能。更具体而言，该移动运输设备180还可以包括传感器197，该传感器197电连接于该车载能量存储装置102的输出端，其用于检测与该车载能量存储装置102相关的一个或者多个电参数。在一种实施方式中，如图7所示，该传感器197可以为电流传感器，其用于检测该车载能量存储装置102，例如电池或者电池组在正常工作时的充电或者放电电流。在其他实施方式中，也可以使用其他传感器或者检测器件进行参数检测，包括但不限于，电压传感器和/或温度传感器等。在一种实施方式中，通过进行电流检测，该电流传感器197传送电流反馈信号199给车载控制器152，其中该电流反馈信号199反应实际流入或者流出该车载能量存储装置102的电流。该车载控制器152可以至少基于该电流反馈信号199获得该车载能量存储装置的充电和/或放电状态。在一种实施方式中，当确定该车载能量存储装置102的电池或者电池组荷电状态(State of Charge，S0C)为充电完成时，也即，当前SOC超过预设的阈值时，该车载控制器152可以传送开关信号166给该能量存储开关104，以开启该能量存储开关104，也即使其处于关断状态，从而停止给该车载能量存储装置102充电。在另外一种情形下，当确定该车载能量存储装置102的电池或者电池组荷电状态为过度放电时，也即，当前SOC小于预设的阈值时，该车载控制器152可以传送开关信号166给该能量存储开关104，以开启该能量存储开关104，从而停止对该车载能量存储装置102进行放电。
[0080]可以理解的是，为了方便解释本发明的基本原理，在上文图示和描述的各种移动运输设备的实施方式100、110、120、140、150、160、180等仅仅列出其几种可能的形式，在其他实施方式中，可以通过将上述两种或者两种以上的移动运输设备进行一定的组合，以构成本发明可能的实施方式变形。举例而言，在一些实施方式中，图2所示的移动运输设备100还可以被配置成使其车载能量转换装置136具备既可以从电网132接收电能的能力也可以从太阳能发电装置172 (如图所示)接收电能的能力。因此，只要电网132和太阳能发电装置172中的任一者可以提供电能供应时，该移动运输设备10即可根据电网132或者太阳能发电装置172与车载能量存储装置102协作提供的电能工作在特定的模式下。类似地，在一些实施方式中，图4所示的移动运输设备120也可以被配置成使其能量转换装置176具备既可以从太阳能发电装置172接收电能的能力也可以从风能发电装置182 (如图5所示)接收电能的能力。
[0081]图9至图13所示为本发明提供的操作移动运输设备的方法或者管理移动运输设备能量供应的方法3000、4000、5000的流程图。可以理解的是，在此描述的方法3000、4000、5000可以至少被以上所述的移动运输设备100、110、120、140、150、160、180执行。为了方便描述这些流程图，该方法3000、4000、5000的各个步骤在以下的详细描述中，将主要结合图8所示的移动运输设备180的一个或者多个电子器件进行介绍，但是，对于本领域具有一般技术知识的技术人员而言，该方法3000、4000、5000的各个步骤并不局限于这里的一个或者多个电子器件。并且，还应当值得注意的是，该方法3000、4000、5000的至少一部分步骤可以编程为程序指令或者计算机软件，并保存在可以被电脑或者处理器读取的存储介质上。当该程序指令被电脑或者处理器执行时，可以实现如流程图方法3000、4000、5000所示的各个步骤。可以理解，电脑可读的介质可以包括易失性的和非易失性的，以任何方法或者技术实现的可移动的以及非可移动的介质。更具体言之，电脑可读的介质包括但不限于随机访问存储器，只读存储器，电可擦只读存储器，闪存存储器，或者其他技术的存储器，光盘只读存储器，数字化光盘存储器，或者其他形式的光学存储器，磁带盒，磁带，磁碟，或者其他形式的磁性存储器，以及任何其他形式的可以被用来存储能被指令执行系统访问的预定信息的存储介质。
[0082]接下来请参阅图9，其所示为本发明提供的控制移动运输设备运作的方法3000的一种实施方式的流程图。概括而言，该方法3000可以提供一种独立控制模式，以供移动运输设备180执行。提供这样一种独立控制模式以供该移动运输设备180执行的好处在于可以使移动运输设备180的控制系统设计得到简化。在一种实施方式中，该方法3000可以从步骤3002开始执行。在步骤3002中，在移动运输设备和外部能量源之间建立电连接路径或者通道。该电连接线路或者通道可以通过将该移动运输设备180所设的电线或者电缆电插入与该外部能量源192相关的接口来实现。在其他实施方式中，在该移动运输设备180和该外部能量源192之间建立的该电连接路径或者通道也可以为无线电能传输路径。在一种实施方式中，该移动运输设备180通过特别配置车载能量接口，例如，车载能量转换装置196，例如，交流转直流变流器，以将从该外部能量源192接收的电能194转换成合适的形式，例如，将交流电能转换成直流电能，以供该移动运输设备180的各个电子器件使用。
[0083]在步骤3004中，该方法3000可以继续执行，以判定该移动运输设备是否处于充电模式。更具体而言，在一种实施方式中，该判断步骤3004可以由车载控制器152确定该车载能量存储装置102的电池或者电池组是否具有足够的剩余电量来执行。如果该车载控制器152执行的判定结果显示该车载能量存储装置102的剩余电量不足时，也即，该车载能量存储装置102需要进行再充电，此时，该方法3000转向步骤3006执行。另一方面，如果该车载控制器152执行的判定结果显示该车载能量存储装置102具有足够的剩余电量时，也即，其不需要进行再充电，此时，该方法转向步骤3014执行，该步骤3014将在下面描述。
[0084]在步骤3006中，接续之前在步骤3004中所作的肯定判定结果，也即，该车辆存储装置可以运行在充电模式时，使该移动运输设备的所有驱动系统停止工作。更具体而言，在一种实施方式中，可以将图8所示的牵引驱动系统或者牵引驱动支路124停止工作，以不驱动该移动运输设备180进行运动。在另外一种实施方式中，进一步地，也可以将图8所示的动力输出驱动系统或者动力输出驱动支路126停止工作，以不执行一个或者多个与该移动运输设备180相关的具体任务。在一些特定的实施方式中，可以通过车载控制器152发送开关信号164给该牵引开关108，以断开该牵引开关108，从而使该牵引驱动支路124不工作，此外，也可以由车载控制器152发送开关信号162给该动力输出开关138，以关断该动力输出开关138，从而使该动力输出驱动支路126不工作。在其他实施方式中，也可以通过手动操作方式关断该牵引开关108和该动力输出开关138。
[0085]在步骤3008中，继续接着在步骤3004中所作的肯定判定结果，也即，该车辆存储装置可以运行在充电模式时，该方法3000继续执行，以在外部能量源和车载能量存储装置之间建立电能传输路径。在一种实施方式中，该电能传输路径的建立可以由该车载控制器152向该能量存储开关104发送开关信号166，以闭合或者导通该能量存储开关104来执行。在可替换的实施方式中，该能量存储开关104也可以由操作者或者使用者，例如驾驶员通过手动操作而被闭合或者导通。
[0086]在步骤3012中，该方法3000继续执行，以将外部能量源提供的能量的至少一部分通过该建立的能量传输路径传输给该车载能量传输装置。在一种实施方式中，从该外部能量源192接收的电能可以首先由车载能量转换装置136进行转换，例如由交流转直流变流器将接收的交流电能转换成直流电能。该直流电能然后通过直流母线122和能量存储开关104传输给车载能量存储装置102，或者在一些实施方式中，通过直流转直流变换器对直流母线122供应的直流电能进行变换，以将变换后的具有合适电压和/或功率的直流电能提供给该车载能量存储装置102。在一些实施方式中，可以通过各种合适的充电策略对该车载能量存储装置102进行充电，例如，该车载能量存储装置102可以通过恒定电流方式或者恒定电压方式或者二者结合的方式进行充电。
[0087]在步骤3014中，接续之前在步骤3004中所作的否定判定结果，也即，该车辆存储装置没有运行在充电模式时，该方法3000继续执行，以判定该移动运输设备是否运行在驱动模式。该判定步骤3004可以由车载控制器152判定是否接收到一个或者多个指令信号以驱动该移动运输设备180来执行。如果该车载控制器152执行的判定结果显示其接收到一个或者多个驱动指令信号，也即，该移动运输设备180应当工作在驱动模式下，该方法3000可以转向步骤3015执行，该步骤3015将在下文进行描述。另一方面，如果该车载控制器152执行的判定结果显示其未接收到一个或者多个驱动指令信号，该方法3000转向步骤3004执行，以进一步判定该移动运输设备是否需要工作在充电模式。
[0088]在步骤3015中，接续之前在步骤3014中所作的肯定判定结果，也即，该车辆存储装置应当运行在驱动模式时，该方法3000继续执行，使车载能量存储装置不工作。在一种实施方式中，可以由该车载控制器152向该能量存储开关104发送开关信号166，以开启或者断开该能量存储开关104，从而切断该车载能量存储装置102和直流母线122之间的能量传输路径，停止对该车载能量存储装置102进行充电或者使该车载能量存储装置102停止对外放电。在可替换的实施方式中，也可以通过手动操作而断开该能量存储开关104。
[0089]在步骤3016中，该方法3000继续执行，以在该外部能量源和该移动运输设备的一个或者多个驱动系统之间建立能量传输路径。在一种实施方式中，可以在该外部能量源192和该牵引驱动系统或者牵引驱动支路124之间建立能量传输路径。更具体而言，可以由车载控制器152向该牵引开关108发送开关信号164，以闭合或者导通该牵引开关108，从而在该外部能量源192和牵引驱动支路124之间建立能量传输路径。此外，进一步地或者可替换地，也可以由车载控制器152发送开关信号162给该动力输出开关138，以闭合或者导通该动力输出开关138，从而在该外部能量源192和动力输出驱动支路126之间建立能量传输路径。在其他实施方式中，也可以通过手动操作方式闭合或者导通该牵引开关108和该动力输出开关138。[0090]在步骤3018中，通过上述建立的一个或者多个能量传输路径，可以将由该外部能量源提供的能量传输给至少一个驱动系统。在一种实施方式中，由外部能量源192提供的电能可以首先被转换成合适的形式给直流母线122，例如由车载能量接口或者车载能量变换装置136 (例如，交流转直流变换器)将交流电能转换成直流电能，并将该直流电能提供给直流母线122。然后，该直流母线122处的直流电能可以通过建立的能量传输路径传输给该牵引驱动支路124，从而可以通过该牵引驱动支路124驱动该移动运输设备180进行运动。在另外一种实施方式中，该直流母线处122的直流电能也可以通过另外建立的能量传输路径传输给该动力输出驱动支路126,以通过该动力输出驱动支路126执行一个或者多个与该移动运输设备180相关的具体任务。
[0091]只要该外部能量源132可以提供电能输出，该车载能量接口或者该车载能量转换装置136可以持续执行电能变换操作，并提供直流电能给该直流母线122，以维持该移动运输设备180进行连续的运动，或者维持与该移动运输设备180相关联的一个或者多个具体任务可以被持续的执行。通过外部提供的电能以驱动移动运输设备进行运动或者使该移动运输设备180执行一个或者多个具体的任务的好处在于:在车载能量存储装置102的电池或者电池组中存储的电能可以得到保存，从而可以延长该移动运输设备180的航行里程。举例而言，在一些实施方式中，该移动运输设备180在具体实现时可以为电动拖拉机。当电动拖拉机180所处的位置具有可供接收电能的电网132 (如图2所示)时，此时可以选择从该电网132接收电能，并通过该电网132提供的电能驱动该电动拖拉机180进行工作，而不需要消耗存储在其车载能量存储装置102的电池或者电池组中的电能。在一些情形下，在该电动拖拉机180执行完特定的操作之后，例如，在犁耕田地之后，无法从该电网132接收电能，或者该电网132暂时无法提供电能，此时，可以即时地将该电动拖拉机180切换到内部供电模式，也即，由车载能量存储装置102的电池或者电池组提供合适的能量，以维持该电动拖拉机180进行运动或者执行一个或者多个具体的任务。
[0092]接下来，请参阅图10，其所示为本发明提供的控制移动运输设备运作的方法4000的一种实施方式的流程图。概括而言，该方法4000提供串联混合动力驱动模式以供移动运输设备180执行。该方法4000包括与上面结合图9所描述的相类似的步骤，例如，该方法4000包括与图9所示的步骤3002相类似的步骤4002，以在外部能量源和移动运输设备之间建立能量传输路径。
[0093]在步骤4004中，该方法4000继续执行，以判定该车载能量存储装置是否处于较低的剩余电量状态。在一种实施方式中，该判定步骤4004可以由车载控制器152确定该车载能量存储装置102的电池或者电池组的荷电状态是否等于或者小于预设的第一阈值，该预设的第一阈值也可以称为低电量阈值。如果该车载控制器152的判定结果显示该车载能量存储装置102的电池或者电池组的荷电状态等于或者小于该预设的第一阈值时，也即，该车载能量存储装置102处于较低的剩余电量状态，该方法4000转向步骤4005执行，该步骤4005将在下文进行描述。另一方面，如果该车载控制器152的判定结果显示该车载能量存储装置102的电池或者电池组的荷电状态大于该预设的第一阈值时，该方法4000转向步骤4012执行，该步骤4012将在下文进行描述。
[0094]在步骤4005中，接续之前在步骤4004中所作的肯定判定结果，也即，该车载能量存储装置处于较低的剩余电量状态时，该方法4000继续执行，以使该移动运输设备的所有驱动系统均停止工作。在一种实施方式中，更具体而言，在一种实施方式中，可以将图8所示的牵引驱动系统或者牵引驱动支路124停止工作，以不驱动该移动运输设备180进行运动。在另外一种实施方式中，进一步地，也可以将图8所示的动力输出驱动系统或者动力输出驱动支路126停止工作，以不执行一个或者多个与该移动运输设备180相关的具体任务。在一些特定的实施方式中，可以通过车载控制器152发送开关信号164给该牵引开关108，以断开该牵引开关108，从而使该牵引驱动支路124不工作，此外，也可以由车载控制器152发送开关信号162给该动力输出开关138，以关断该动力输出开关138，从而使该动力输出驱动支路126不工作。在其他实施方式中，也可以通过手动操作方式关断该牵引开关108和该动力输出开关138。
[0095]在步骤4006中，接续之前在步骤4004中所作的肯定判定结果，也即，该车载能量存储装置处于较低的剩余电量状态时，该方法4000继续执行，以在该外部能量源和该移动运输设备的车载能量存储装置之间建立能量传输路径。在该能量传输路径建好之后，该方法4000可以转向步骤4008执行，在步骤4008中，至少一部分从该外部能量源提供的能量被传送给该车载能量存储装置，以对其进行充电。在此所述的两个步骤4006和4008基本上分别与图9所述的两个步骤3008和3012相类似，因此关于该两个步骤4006和4008的详细描述在此省略不表。在步骤4008之后，该方法4000继续转向4012执行。
[0096]在步骤4012中，该方法4000继续执行，以判定该车载能量存储装置是否处于足够的剩余电量状态。在一种实施方式中，该判定步骤4012可以由车载控制器152确定该车载能量存储装置102的电池或者电池组的荷电状态是否等于或者大于预设的第二阈值，该预设的第二阈值也可以称为高电量阈值。如果该车载控制器152的判定结果显示该车载能量存储装置102的电池或者电池组的荷电状态等于或者大于该预设的第二阈值时，也即，该车载能量存储装置102处于足够的剩余电量状态，该方法4000转向步骤4014执行，该步骤4014将在下文进行描述。另一方面，如果该车载控制器152的判定结果显示该车载能量存储装置102的电池或者电池组的荷电状态小于该预设的第二阈值时，该方法4000返回步骤4006执行，以继续对车载能量存储装置进行充电。在其他实施方式中，也可以直接返回4008执行。
[0097]在步骤4014中，该方法4000继续执行，以联合将车载能量存储装置的电能以及外部能量源接收的电能提供给至少一个驱动系统。该步骤4014的执行涉及到多个子步骤。
[0098]接下来请参阅图11，其所示为图10所示的步骤4014的一种实施方式的详细流程图。在子步骤4022中，在车载能量存储装置和直流母线之间建立能量传输路径传输路径。在一种实施方式中，可以由该车载控制器152向该能量存储开关104发送开关信号166,以闭合或者导通该能量存储开关104，从而建立该能量传输路径。在子步骤4024中，通过该建立的能量传输路径，将该车载能量存储装置102的电能传输到直流母线122。
[0099]子步骤4032可以和子步骤4024并行执行，在子步骤4032中，将该外部能量源的至少一部分电能传输给直流母线。在一种实施方式中，如图8所示，可以使用车载能量转换装置196将该外部能量源192提供的电能，例如电网提供的交流电能，转换成直流电能，并将该直流电能提供给直流母线122。
[0100]在子步骤4042中，将该车载能量存储装置提供的电能和该外部能量源提供的电能进行结合。在一种实施方式中，可以在直流母线处122，将车载能量存储装置102输出的电能和由车载能量转换装置196输出的电能进行结合。
[0101]在子步骤4044中，在直流母线和至少一个驱动系统之间建立能量传输路径。在一种实施方式中，可以在该直流母线122和该牵引驱动支路124之间建立第一能量传输路径。更具体而言，可以由车载控制器152向该牵引开关108发送开关信号164，以闭合或者导通该牵引开关108，从而在该外部能量源192和牵引驱动支路124之间建立第一能量传输路径。在另外一种实施方式中，进一步地或者可替换地，也可以在该直流母线122和该动力输出驱动支路126之间建立第二能量传输路径。更具体而言，可以由车载控制器152发送开关信号162给该动力输出开关138,以闭合或者导通该动力输出开关138,从而在该外部能量源192和动力输出驱动支路126之间建立第二能量传输路径。
[0102]在子步骤4046中，该流程继续执行，以通过该建立的能量传输路径进行能量传输。在一种实施方式中，通过在该直流母线122和牵引驱动支路124之间建立的第一能量传输路径，将直流母线122处的电能传输给该牵引驱动支路124中的牵引变流器114。该牵引变流器114将接收到的直流电能转换成交流电能116，该交流电能116被该牵引电机118用来提供机械能输出，例如扭矩输出，以驱动该移动运输设备180自身进行运动。在另外一种实施方式中，通过在该直流母线122和动力输出驱动支路126之间建立的第二能量传输路径，将直流母线122处的电能传输给该动力输出驱动支路126中的动力输出变流器144。该动力输出变流器144将接收到的直流电能转换成交流电能146，该交流电能146被该动力输出电机148用来提供机械能输出，例如扭矩输出，以执行与该移动运输设备180相关的一个或者多个具体任务。
[0103]接下来，请参阅图12，其所示为本发明提供的控制移动运输设备运作的方法5000的一种实施方式的流程图。概括而言，该方法5000提供一种充电驱动联合动力模式供移动运输设备180执行。该方法5000包括与上文结合图9和图10描述的相类似的步骤。例如，该步骤5000包括与步骤3002和4002相类似的步骤5002，其用于在外部能量源和移动运输设备之间建立电连接。
[0104]在步骤5004中，在该外部能量源和该移动运输设备之间的电连接路径建立好之后，同时将从该外部能量源获得的电能提供给车载能量存储装置和至少一个驱动系统。在一种实施方式中，该步骤5004涉及多个子步骤。关于该子步骤的一种实施方式将结合图13进行描述。
[0105]接下来，请参阅图13，其所示为图12所示的步骤5004的一种实施方式的详细流程图。在子步骤5022中，将从外部能量源获得的电能转换成合适的形式。在一种实施方式中，如图8所示，可以使用车载能量转换装置196将电能，例如电网提供的交流电能转换成直流电能，并将该直流电能提供给直流母线122。在一些特别的实施方式中，在该充电驱动联合动力模式下，可以控制该车载能量转换装置196工作在恒定电流输出模式。在恒定电流输出模式下，该车载能量转换装置196提供恒定电流给直流母线122。在一种实施方式中，期望的恒定电流输出的数值可以至少根据牵引电机118所期望提供的功率和该车载能量存储装置102的电池或者电池组的所期望充电的功率来得到。在该期望的参考恒定电流输出确定好之后，可以将代表该参考恒定电流的指令信号输入给该车载控制器152，由该车载控制器152传送控制信号171给该车载能量转换装置196，使该车载能量转换装置196提供期望的参考恒定电流输出。[0106]请继续参阅图13，在子步骤5022之后，该方法流程基本分成两个并行的支路5030和5040。在第一支路5030的子步骤5032中，在车载能量存储装置和直流母线之间建立能量传输路径。在一种实施方式中，如图8所示，可以由该车载控制器152向该能量存储开关104发送开关信号166，以闭合或者导通该能量存储开关104，从而在车载能量存储装置102和直流母线122之间建立能量传输路径。在可替换的实施方式中，也可以通过手动操作而闭合该能量存储开关104。
[0107]在第一支路5030的子步骤5034中，通过在该车载能量存储装置102和直流母线122之间建立能量传输路径，将直流母线122处的至少一部分直流电能传输给车载能量存储装置102，以对其进行充电。
[0108]请进一步参阅图13，在第二支路5040的子步骤5042中，在直流母线和至少一个驱动系统之间建立能量传输路径。在一种实施方式中，可以在该直流母线122和该牵引驱动支路124之间建立第一能量传输路径。更具体而言，可以由车载控制器152向该牵引开关108发送开关信号164，以闭合或者导通该牵弓丨开关108，从而在该外部能量源192和牵弓I驱动支路124之间建立第一能量传输路径。在另外一种实施方式中，进一步地或者可替换地，也可以在该直流母线122和该动力输出驱动支路126之间建立第二能量传输路径。更具体而言，可以由车载控制器152发送开关信号162给该动力输出开关138,以闭合或者导通该动力输出开关138，从而在该外部能量源192和动力输出驱动支路126之间建立第二能量传输路径。
[0109]在第二支路5040的子步骤5042中，该流程继续执行，以通过该建立的能量传输路径进行能量传输。在一种实施方式中，通过在该直流母线122和牵引驱动支路124之间建立的第一能量传输路径，将直流母线122处的电能传输给该牵引驱动支路124中的牵引变流器114。该牵引变流器114将接收到的直流电能转换成交流电能116，该交流电能116被该牵引电机118用来提供机械能输出，例如扭矩输出，以驱动该移动运输设备180自身进行运动。在另外一种实施方式中，通过在该直流母线122和动力输出驱动支路126之间建立的第二能量传输路径，将直流母线122处的电能传输给该动力输出驱动支路126中的动力输出变流器144。该动力输出变流器144将接收到的直流电能转换成交流电能146，该交流电能146被该动力输出电机148用来提供机械能输出，例如扭矩输出，以执行与该移动运输设备180相关的一个或者多个具体任务。
[0110]接下来，请返回参阅图12，在步骤5006中，该方法5000继续执行，以判定车载能量存储装置是否已经充电完成。执行步骤5006的目的为确保车载能量存储装置的电池或者电池组不被过度充电，因为过度充电会缩短电池或者电池组的使用寿命。在一种实施方式中，如图8所示，使用传感器197，例如，电流传感器，来检测与车载能量存储装置102的电池或者电池组相关的充电电流。通过该传感器197获得的充电电流反馈信号可以被提供给车载控制器152，以计算或者推出该车载能量存储装置的电池或者电池组的充电状态。进一步，通过将该计算出的或者推出的充电状态数据与预设的数值进行比较，以确定该车载能量存储装置是否已经充电完成。如果该比较结果显示该车载能量存储装置已经充电完成时，该方法5000可以转向步骤5008执行，或者可替换地，转向步骤5012执行，该步骤5012将在下文描述。如果该比较结果显示该车载能量存储装置尚未完成充电时，该方法5000可以转向步骤5014执行，该步骤5014将在下文详细描述。[0111]在步骤5008中，接续之前在步骤5006中所作的肯定判定结果，也即，该车辆存储装置已经完成充电时，将车载能量存储装置和外部能量源断开。在一种实施方式中，可以由该车载控制器152向该能量存储开关104发送开关信号166，以开启或者断开该能量存储开关104，从而切断该能量传输路径。在可替换的实施方式中，也可以通过手动操作而断开该能量存储开关104。如图12所示，以虚线表示的步骤5008在一些实施方式中也可以省去，也即，接着在步骤5006中所作的肯定判定结果，该方法5000直接转向步骤5012执行。在步骤5012中，该方法5000继续执行，以联合将车载能量存储装置的电能以及外部能量源接收的电能提供给至少一个驱动系统。在一种实施方式中，该联合形成的电能可以被传送给图8所示的至少一个驱动系统,例如,牵引驱动系统124和/或动力输出驱动系统126。该步骤5014涉及的操作基本与上文结合图10和图11所描述的步骤4014相类似，因此，关于该步骤5012的详细细节在此省略不表。
[0112]在步骤5014中，接续之前在步骤5006中所作的否定判定结果，也即，该车辆存储装置尚未完成充电，该方法5000继续执行，以判定该车辆存储装置是否处于过度放电状态。在一种实施方式中，如图8所不的电流传感器197还可以被用来检测在车载能量存储装置102和直流母线122之间流过的电流方向以及电流大小。更具体而言，当检测结果表明电流是从车载能量存储装置102流向直流母线时，说明该车载能量存储装置102正在放电。进一步，该电流传感器197检测到的电流反馈信号199被传送给车载控制器152，以计算或者推出该车载能量存储装置102的放电状态。进一步，通过将该计算或者推出的车载能量存储装置102的放电状态的数值与预设的数值进行比较，以确定该车载能量存储装置是否处于过度放电状态。如果该比较结果显示该车载能量存储装置处于过度放电状态时，该方法5000可以转向步骤5016执行，该步骤5016将在下文描述。如果该比较结果显示该车载能量存储装置并未处于过度放电状态，该方法5000可以返回步骤5004执行，以同时将外部能量源提供的电能和车载能量存储装置提供的电能提供给至少一个驱动系统。在可替换的实施方式中，接着该步骤5014所作的否定判断结果，该步骤可以返回步骤5014执行，以将该车载能量存储装置提供的电能和该外部能量源提供的电能进行联合，并将联合后的电能传输给至少一个驱动系统。
[0113]在步骤5016中，接续之前在步骤5014中所作的肯定判定结果，也即，该车辆存储装置处于过度放电状态，该方法5000继续执行，以将车载能量存储装置和至少一个驱动系统之间的能量传输路径断开。可以理解的是，检测车载能量存储装置的电池或者电池组是否处于过度放电状态也是有利的，因为过度放电也会造成电池或者电池组的使用寿命缩短。在一种实施方式中，可以由该车载控制器152向该能量存储开关104发送开关信号166,以开启或者断开该能量存储开关104，从而切断该能量传输路径。在可替换的实施方式中，也可以通过手动操作而闭合该能量存储开关104。
[0114]在步骤5018中，该方法5000继续执行，以将外部能量源获得的电能提供给至少一个驱动系统。举例而言，如图8所示，在一种实施方式中，由外部能量源192提供的电能可以首先被转换成合适的形式给直流母线122，例如由车载能量接口或者车载能量变换装置136 (例如，交流转直流变换器)将交流电能转换成直流电能，并将该直流电能提供给直流母线122。然后，该直流母线122处的直流电能可以通过建立的能量传输路径传输给该牵引驱动支路124，从而可以通过该牵引驱动支路124驱动该移动运输设备180进行运动。在另外一种实施方式中，该直流母线处122的直流电能也可以通过另外建立的能量传输路径传输给该动力输出驱动支路126,以通过该动力输出驱动支路126执行一个或者多个与该移动运输设备180相关的具体任务。
[0115]虽然结合特定的实施方式对本发明进行了说明，但本领域的技术人员可以理解，对本发明可以作出许多修改和变型。因此，要认识到，权利要求书的意图在于涵盖在本发明真正构思和范围内的所有这些修改和变型。例如，在此揭露的实施方式也可以应用于其他装置，例如电梯或者扶梯等。
【权利要求】
1.一种移动运输设备，其特征在于:该移动运输设备包括机载能量存储装置，机载能量转换装置以及至少一个驱动系统；该机载能量转换装置被配置成与外部能量源进行电连接，并接收该外部能量源提供的电能；该至少一个驱动系统与该机载能量存储装置以及该机载能量转换装置电连接；其中，该机载能量存储装置和该机载能量转换装置协作向该至少一个驱动系统提供电能。
2.如权利要求1所述的移动运输设备，其特征在于:该至少一个驱动系统包括牵引驱动系统和动力输出驱动系统，该牵引驱动系统被配置成接收由该机载能量存储装置和该机载能量转换装置协作提供的电能，以驱动移动运输设备自身进行运动；该动力输出驱动系统被配置成接收由该机载能量存储装置和该机载能量转换装置协作提供的电能，以驱动与该动力输出驱动系统相关联的至少一个执行工具执行具体任务。
3.如权利要求2所述的移动运输设备，其特征在于:该移动运输设备为电动牵引设备，该至少一个执行工具 包括至少一个耕犁工具、叉车工具、倾泻工具、铲掘工具或者开凿工具。
4.如权利要求1所述的移动运输设备，其特征在于:该外部能量源包括电网、便携式发电装置、风能发电装置、水能发电装置或者太阳能发电装置。
5.如权利要求1所述的移动运输设备，其特征在于:该移动运输设备进一步包括:直流母线以及能量存储开关；该直流母线与该机载能量转换装置电连接；该能量存储开关电连接在该直流母线和该机载能量存储装置之间；其中，当该移动运输设备工作在充电模式时，该能量存储开关被闭合，以允许该机载能量转换装置提供的至少一部分电能通过该直流母线以及该能量存储开关传输给该机载能量存储装置。
6.如权利要求5所述的移动运输设备，其特征在于:当该移动运输设备工作在驱动模式时，该能量存储开关被开启，以停止该机载能量转换装置为给机载能量存储装置提供电能，并使该机载能量存储装置停止对外提供电能。
7.如权利要求6所述的移动运输设备，其特征在于:该移动运输设备进一步包括机载控制器，该机载控制器与该能量存储开关电连接，该机载控制器被配置成在该移动运输设备工作在充电模式时发送第一开关信号给该能量存储开关，以闭合该能量存储开关；该车载控制器还被配置成在该移动运输设备工作在驱动模式时发送第二开关信号给该能量存储开关，以开启该能量存储开关。
8.如权利要求5所述的移动运输设备，其特征在于:当该移动运输设备工作在充电模式时，该至少一个驱动系统全部停止工作。
9.如权利要求2所述的移动运输设备，其特征在于:该移动运输设备进一步包括:直流母线以及牵引开关；该直流母线与该机载能量转换装置电连接；该牵引开关与该直流母线和该牵引驱动系统电连接；其中，当该移动运输设备工作在驱动模式时，该牵引开关被闭合，以允许该机载能量转换装置提供的至少一部分电能通过该直流母线以及该牵引开关传输给该牵引驱动系统。
10.如权利要求2所述的移动运输设备，其特征在于:该移动运输设备进一步包括:直流母线以及动力输出开关；该直流母线与该机载能量存储装置和该机载能量转换装置电连接；该动力输出开关与该直流母线和该动力输出驱动系统电连接；其中，当该机载能量存储装置工作在驱动模式时，该动力输出开关被闭合，以允许该机载能量转换装置提供的至少一部分电能通过该直流母线以及该动力输出开关传输给该动力输出驱动系统。
11.如权利要求1所述的移动运输设备，其特征在于:该机载能量存储装置包括可充电电池，当该可充电电池的电量被判定为在第一电量阈值之下时，在该机载能量转换装置和该机载能量存储装置之间建立能量传输路径，该机载能量转换装置提供的至少一部分电能沿着该能量传输路径传输给该机载能量存储装置。
12.如权利要求1所述的移动运输设备，其特征在于:该机载能量存储装置包括可充电电池，当该可充电电池的电量被判定为在第二电量阈值之上时，该至少一个驱动系统接收由该机载能量存储装置和该机载能量转换装置联合提供的电能，并通过该联合提供的电能而驱动。
13.如权利要求1所述的移动运输设备，其特征在于:在机载能量转换装置提供的至少一部分电能被传输给该至少一个驱动系统的过程中，该机载能量转换装置提供的至少另一部分电能被传输给该机载能量存储装置，以同时给该机载能量存储装置充电。
14.如权利要求1所述的移动运输设备，其特征在于:该移动运输设备进一步包括能量存储开关，传感器以及机载控制器；该能量存储开关与该机载能量存储装置电连接；该传感器与该机载能量存储装置的输出电连接；该机载控制器与该能量存储开关和该传感器电通信连接；其中，该传感器被配置成检测与该机载能量存储装置充电或者放电状态相关的反馈信号，并将该反馈信号传送给该机载控制器；当该反馈信号显示该机载能量存储装置处于过度充电状态或者过度放电状态时，该机载控制器发送开关控制信号给该能量存储开关，以开启该能量存储开关。
15.一种移动运输设备，其特征在于:该移动运输设备包括机载能量存储装置，交流转直流变流器，直流母线，牵引逆变器以及牵引电机；该机载能量存储装置被配置成提供第一直流电能，该交流转直流变流器被配置成与电网电连接，以接收该电网提供的输入交流电能，并将该接收的输入交流电能转换成第二直流电能；该直流母线与该机载能量存储装置和该交流转直流变流器电连接，该直流母线接收该机载能量存储装置提供的第一直流电能和该交流转直流变流器提供的第二直流电能；该牵引逆变器与该直流母线电连接，以将该直流母线处的第一直流电能和第二直流电能中的至少一者转换成牵引交流电能；该牵引电机与该牵引逆变器电连接，该牵引电机被配置成将从该牵引逆变器接收的牵引交流电能转换成机械能，以利用该机械能驱动该移动运输设备自身进行运动；其中，该交流转直流变流器持续从该电网接收该输入交流电能以维持该移动运输设备的运动。
16.如权利要求15所述的移动运输设备，其特征在于:该移动运输设备进一步包括动力输出逆变器以及动力输出电机；该动力输出逆变器与该直流母线电连接，该动力输出逆变器将该直流母线处的第一直流电能和第二直流电能中的至少一者转换成动力输出交流电能；该动力输出电机与该动力输出逆变器电连接，该动力输出电机被配置成将从该动力输出逆变器接收的动力输出交流电能转换成机械能，以利用该机械能驱动与该动力输出电机相关联的至少一个动力输出执行工具执行具体任务。
17.如权利要求16所述的移动运输设备，其特征在于:在将该机载能量转换装置输出的第二直流电能中的至少一部分直流电能传输给该牵引逆变器和该动力输出逆变器中的至少一者的过程中，同时将该机载能量转换装置输出的第二直流电能中的至少另一部分直流电能传输给该机载能量存储装置，以对该机载能量存储装置进行充电。
18.—种纯电动拖拉机,其特征在于:该纯电动拖拉机包括电-电混合架构，该电-电混合架构根据该纯电动拖拉机的工作状态切换不同的工作模式来供应该电动拖拉机运作所需要的电能。
19.一种纯电动叉车，其特征在于:该纯电动叉车包括电-电混合架构，该电-电混合架构根据该纯电动叉车的工作状态切换不同的工作模式来供应该电动拖拉机运作所需要的电能。
20.一种纯电驱动车辆设备，其特征在于:该纯电驱动车辆设备包括机载可充电电池，机载能量转换装置，直流母线，第一开关，第二开关以及驱动系统；该机载可充电电池通过该第一开关可通断地与该直流母线电连接，该驱动系统通过该第二开关与可通断地与该直流母线电连接，该机载能量转换装置与外部能量源以及该直流母线电连接；其中，该纯电驱动车辆设备可以工作在独立控制模式；在该独立控制模式下，当该机载能量转换装置能够接收该外部能量源提供的电能时，该第一开关被开启，而该第二开关被闭合，该机载能量转换装置对该外部能量源输出的电能进行能量转换，并通过该直流母线将转换产生的电能提供给该驱动系统；在该独立控制模式下，当该机载能量转换装置无法接收该外部能量源提供的电能时，该第一开关和该第二开关均被闭合，该机载可充电电池提供电能给该驱动系统。
21.如权利要求16所述的移动运输设备，其特征在于:在该独立控制模式下，当机载可充电电池需要工作在充电模式时，该第一开关被闭合，而该第二开关被开启，该机载能量转换装置停止提供电能给该驱动系统，并且该机载能量转换装置对该外部能量源输出的电能进行能量转换，并通过该直流母线将转换产生的电能提供给该机载可充电电池，以对该机载可充电电池进行充电。
22.一种纯电驱动车辆设备，其特征在于:该纯电驱动车辆设备包括机载可充电电池，机载能量转换装置，直流母线，第一开关，第二开关以及驱动系统；该机载可充电电池通过该第一开关可通断地与该直 流母线电连接，该驱动系统通过该第二开关与可通断地与该直流母线电连接，该机载能量转换装置与外部能量源以及该直流母线电连接；其中，该纯电驱动车辆设备可以工作在串联混合动力模式；在该串联混合动力模式下，当该机载能量存储装置的电量大于预设的第二阈值时，该第一开关和该第二开关均被闭合，该机载能量转换装置和该机载能量存储装置并行提供直流电能给该直流母线，并通过该直流母线将直流电能提供给该驱动系统；在该串联混合动力模式下，当该机载能量存储装置的电流小于预设的第一阈值时，该第一开关被闭合，而该第二开关被开启，该机载能量转换装置对该外部能量源输出的电能进行能量转换，并通过该直流母线将转换产生的电能提供给该机载能量存储装置。
23.如权利要求22所述的纯电驱动车辆设备，其特征在于:在该机载能量转换装置和该机载能量存储装置并行提供直流电能给该直流母线，并通过该直流母线将直流电能提供给该驱动系统时，该机载能量转换装置被控制成提供恒电压输出。
24.一种纯电驱动车辆设备，其特征在于:该纯电驱动车辆设备包括机载可充电电池，机载能量转换装置，直流母线，第一开关，第二开关以及驱动系统；该机载可充电电池通过该第一开关可通断地与该直流母线电连接，该驱动系统通过该第二开关与可通断地与该直流母线电连接，该机载能量转换装置与外部能量源以及该直流母线电连接；其中，该纯电驱动车辆设备可以工作在充电驱动联合动力模式；在该充电驱动联合动力模式下，该机载能量转换装置对该外部能量源输出的电能进行能量转换，并通过该直流母线将转换产生的第一部分直流电能提供给该机载能量存储装置，并通过该直流母线将转换产生的第二部分直流电能提供给该驱动系统；在该充电驱动联合动力模式下，当该机载能量存储装置完成充电时，该机载能量转换装置和该机载能量存储装置并行提供直流电能给该直流母线，并通过该直流母线将直流电能提供给该驱动系统。
25.如权利要求24所述的纯电驱动车辆设备，其特征在于:在该机载能量转换装置对该外部能量源输出的电能进行能量转换，并通过该直流母线将转换产生的第一部分直流电能提供给该机载能量存储装置，并通过该直流母线将转换产生的第二部分直流电能提供给该驱动系统时，该机载能量转换装置被控制成提供恒电流输出。
26.一种方法，用于管理移动运输设备的能量供应，其特征在于:该方法至少包括如下步骤: (a)接收电网提供的输入交流电能； (b)将接收的输入交流电能转换成第一直流电能；以及 (c)将该第一直流电能的至少一部分转换成牵引交流电能和动力输出交流电能中的至少一者，以分别用于提供给该移动运输设备的牵引电机和动力输入电机； 其中，步骤(a)和步骤(c)并行执行。
27.如权利要求26所述的方法，其特征在于:该方法还包括如下步骤: (d)将该第一直流电能的至少一部分传输给该移动运输设备的能量存储装置。
28.如权利要求27所述的方法，其特征在于:步骤(c)和步骤(d)并行执行。
29.如权利要求26所述的`方法，其特征在于:该方法至少包括如下步骤: 接收该移动运输设备的机载能量存储装置提供的第二直流电能；以及 将由该第一直流电能和该第二直流电能联合后的直流电能转换成该牵引交流电能和动力输出交流电能中的至少一者。
30.如权利要求26所述的方法，其特征在于:该方法至少包括如下步骤:。 判定该移动运输设备的机载能量存储装置是否处于过度充电状态或者过度放电状态；以及 当判定结果显示该移动运输设备的机载能量存储装置处于过度充电状态或者过度放电状态时，中断该电网和该机载能量存储装置之间的能量传输路径。
【文档编号】B60L11/18GK103660967SQ201210358566
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2012年9月24日 优先权日:2012年9月24日
【发明者】李飞, 陆熙, 周健, 康鹏举, 周荣晖, 沈祥明, 孙丰诚, 邱海 申请人:通用电气公司