型的定子模块，这不是规定。替代地，电机可被实施为各种各样的构造。例如，可使用更传统的电机构造并且所属电机的绕线或线圈可以分成想要数量的绕线群或线圈群，并且每个群与电能储存模块的一个关联以形成子电动机。
[0113]如上所述，系统200提供了包括多个独立的子电动机260的电驱动系统，子电动机260包括定子模块214和电能储存模块104。在优选的实施例中，每个定子模块214可以与系统中的其他定子模块相同并且每个电能储存模块104可以与系统的其他电能储存模块相同。这种模块化的构造相比于传统的电驱动系统提供了几个优势。
[0114]第一，通过使用用于特定电驱动系统的电能储存模块设计以及某种定子模块设计，电能储存模块和定子模块的所有部件可以更经济更大量的制造。如在前文中磁芯由薄膜软磁材料形成的情况中所描述的，因为使用这些类型的材料制造磁芯的难度，这是非常明显的优势。
[0115]第二，定子模块和电能储存模块可被设计为容易移除和更换。相比于传统的电驱动系统，通过在系统中提供多个多余度，这可显著地改善这种类型系统的可维护性和可靠性。例如，如果存在部件故障(比如电动机绕线中的短路或者电池故障)，与发生故障的部件关联的子电动机可以被关闭以在降低的性能下工作，相比于全部数量的子电动机，所述性能与剩下的继续工作的子电动机的数量成正比。具有发生故障的部件的子电动机的关闭允许系统继续工作而不会具有进一步危害系统的风险，而不是需要完全关闭整个系统。这在比如由于部件损坏而系统正在使用而造成的关闭系统灰造成显著的安全问题的车辆驱动系统的应用中可提供显著的安全。这种方法还可通过仅要求更换金鱼发生故障的部件相关的电能储存模块或者定子模块而不是移除和修理或更换整个电动机或电池组显著减少修理的时间和成本。
[0116]如上所述，相同的电机设计可通过包括不同数量的子电动机提供具有不同的功率输出的各种电机。这种方法还提供了通过以后增加一个或多个子电动机将电动机升级到更高性能电动机的独特的能力。此外，相同的电能储存系统设计可通过包括不同数量的电能储存模块提供具有不同电能储存容量的各种系统。如下文将更详细地讨论的，这种方法还提供了通过以后增加一个或多个额外的电能储存模块将电能储存系统升级到具有更高储存能力的系统的独特的能力。
[0117]本公开的模块化设计还允许使用相比于使用具有类似的性能水平的电池组和单个总电动机的传统的驱动系统所需要的每个电动机更小的电部件。例如，与每个子电动机关联的降压/增压变换器和子控制器可使用闭如果使用单个总电动机、控制器和电池组所需要的小得多的MOSFET和/或其他电部件。这可减少切换损耗并且可通过允许使用可更大规模制造的更常见尺寸并且相比于更传统的设计所需要的不那么常见的部件更经济的部件减少电部件的成本。使用更小的MOSFET和/或其他电部件还可消除由于更低的单独的功率水平工厂匹配部件的需要。
[0118]如上所述，使用多个子电动机允许总电机的线圈基于应用的要求以多种方式集群在一起。这允许根据本公开的电动机被构造为使得每个子电动机在比具有相同的输出的传统电动机所用的驱动电压低得多的驱动电压运行。相比于传统的更高电压电驱动系统，这可提供显著的安全优势。此外，基于用于子电动机的具体的驱动电压，相比于连接单个大电池组到单个大电动机所需要的，可使用更小的电导体将每个电能储存模块连接至其相关的定子模块。这些更小的电导体可承载更低的安培数并且可提供相比于传统的电驱动系统额外的安全优势。
[0119]使用本公开的模块化的驱动能量储存系统的另一个显著优势在于电动机和电池组的对应可被大量减少，或者甚至完全消除。这可通过减少或消除电动机中的环流改善系统的效率。
[0120]虽然图2的独立的子控制器110a-f被示出为包括为电能储存模块104a_f的部分，这不是规定。替代地，子控制器110a-f可以被提供为点连接在电能储存模块和定子模块之间的一些点的分立的部件。替代地，子控制器110a-f的每个可分别包括为电机202的它们相关的定子模块214a-f的集成部分，如图7所示。通过这种构造，类似于关于图1所描述的那些的电导体对llla-f可被用于允许电力在每个电能出粗模块104a_f与它们相关的定子模块214a_f之间流动。因为子控制器110a-f将在定子模块中产生想要的电相，可使用电导体对llla-f而不是使用图2的多相具体的电导体258a-f。
[0121]上述方法还可用于减少或甚至消除对电阻平衡或者并联连接的串联电池的群的其他形式的平衡的需要。如上所述，如果需要的话，每个并联连结的电池的群可具有其自己的电力调制电路以允许每个并联连接的电池群与模块的其他的并联连接的电池群电隔离。与并联连接的电池群关联的电力调制电路然后可串联连接以提供模块运行电压。根据这种构造，与每个并联连接的电池群关联的每个电力调制电路可通过在系统的使用期间释放多余的电力或者在模块的充电器箭调节储存在相关的并联连接的电池群中的电力的量有效地平衡并联连接的电池群。替代地，本公开的模块化能量储存系统可被用于提供有效平衡串联连接的电池的并联连接的群的电池管理系统。
[0122]如图8所示并且如上所述，电能储存模块104a包括78个电池113，其具有13群6个并联的电池。在此实施例中，电能储存模块104a包括14个感应/放电电线262，它们连接到互连的电池一感应与每个并联连接的电池群相关的电压。感应/放电电线262还连接到子控制器110a，使得子控制器IlOa可使用感应/放电电线262独立地使并联连接的电池群的任意一个放电。
[0123]感应/放电电线262和子控制器IlOa的组合提供平衡布置，其电连接到并联连接的电池群的每个，使得从电池组获得的能量可从并联连接的电池群的子组获得。这种构造还提供了电池平衡布置，其可从并联连接的电池的子组获得能量，使得电池组模块将能量从并联连接的电池群的子组传递至电装置中或者电连接到电池组模块的其他外部电负荷中。
[0124]根据本公开的内容，上述电池平衡功能可在使用电池组期间发生，由此在电池组模块的正常使用期间提供电池平衡功能。这允许在电池平衡功能期间从电池获得的能量相比于传统的电池平衡布置被更有效地使用，因为在电池平衡功能期间从电池获得的电力可被用于为电连接到电池组模块并且由电池组模块提供电力的装置提供电力。
[0125]如上文关于能量储存模块104a_f所描述的，每个辅助电能储存模块可包括一个或多个用于储存电能的电能储存部件113。在优选的实施例中，电能储存部件113可以是具有想要的锂离子电池化学结构和电池电压V3的锂离子电池。虽然本文描述的各种实施例被描述为将锂离子电池用作用于在能量储存模块中储存电能的电能储存部件件，应理解的是，这不是规定。替代地，可以使用任何电能储存部件，包括其他类型的电池、各种类型的电容器，比如超级电容器、电能储存飞轮、或者任何其他电能储存部件。
[0126]此外，不同的辅助电能储存模块可具有不同的模块特征，比如，不同的模块运行电压。例如，在辅助模块包括电池作为其电能储存部件的情况中，一个辅助模块的电池可具有相比于另一个辅助模块的电池不同的能量储存特征。这些特征可以是不同的锂离子化学结构和/或不同的能量储存密度。此外，组成每个辅助模块的电池可通过各种方式互连。例如，一个模块的所有电池可以串联连接。替代地，组成另一个模块的电池可以以并联和串联的任何组合连接以提供想要的模块运行电压。在系统的不同的模块具有不同的模块运行电压的情况中，如果想要的话，输出布置的每个可用于将不同模块的不同的模块运行电压转换为相同的输出电压。
[0127]如图2的具体实施例所例示的，电驱动系统200包括6个辅助电能储存模块，它们由附图标记280a到280f表示。辅助模块280a_f的每个分别电连接到相关的电能储存模块。虽然该实施例示出了电能储存模块104a_f的每个金连接到一个辅助电能储存模块，这不是限制。替代地，可以想到，任何数量的辅助电能储存模块可连接到系统的电能储存模块104a-f的每个。
[0128]电驱动系统200的辅助能量储存模块280a_f的每个包括相关的电力调制电路，它们分别由附图标记106g到1061表示。如上所述，电力调制电路106g-l可用于将每个相关的辅助电能储存模块与电能储存系统102的其他电能储存模块电隔离。电力调制电路106g-l的每个还包括输出布置，它们分别由附图标记108g-l表不。输出布置的每个被构造为接收附图标记V5a到V5f表示的辅助电能储存模块运行电压并且转换并且输出独立于电能储存模块运行电压V5a-f的输出电压。在该实施例中，电力调制电路106g-l的输出布置108g-l分别包括降压/增压变换器117g-l。辅助电能储存模块280a-f的每个还包括相关的充电器，它们分别有附图标记115g到1151表示。替代地，充电器可被提供为与辅助模块分立的部件或者相关能量储存模块104a_f的部分或者电能储存模块104a_f的子控制器110a-f的部分。
[0129]辅助电能储存模块280a_f的每个通过对应的电导体对282a_f电连接到电能储存模块104a_f的相关的子控制器110a-f以允许电力在相关的模块之间传递。辅助电能储存模块280a-f的每个还通过通信总线112电连接到电能储存模块104a_f的子控制器110a-f。这允许子控制器110a-f控制辅助电能储存模块280a_f的降压/增压变换器117g-l和它们相关的电力调制电路106g-l的运行。
[0130]如上所述，总主控制器110控制并协调子控制器110a-f的运行。由于辅助模块连接到系统，子控制器的每个被构造为控制各个电力调制电路和其相关的辅助电能储存模块以及其相关的电能储存模块的降压/增压变换器。也就是说，子控制器IlOa被构造为控制模块104a-f的电力调制电路106a和辅助模块280a的电力调制电路106g以及控制模块104a的降压/增压变换器117a和辅助模块280a的降压/增压变换器117g。子控制器110b-f控制电力调制电路以及它们相关模块的降压/增压变换器。如上所述，子控制器110a-f使得每个电能储存模块和辅助电能储存模块在想要的输出电压V2a_f输出想要的电输出。在包括辅助模块的系统中，特定的辅助模块280的输出电压可被控制为与其相关的电能储存模块104的相同的输出电压。然而，与模块的不同对关联的输出电压V2a-f可全部具有相同的电压，或替代地，模块的不同对的输出电压V2a-f可具有不同的电压。
[0131]如上所述，电能储存系统的这种模块式方法允许辅助模块被添加以增加系统的能量储存容量。这种方法还可通过允许移除并且修理或替换单独的模块而不是要求移除并且修理或替换整个电能储存系统向系统提供更成本有效的维护。
[0132]如上所述，组成辅助模块的电池的化学结构可与组成能量储存模块104的电池的化学结构不同。在优选的实施例中，辅助模块可以是由高能量密度电池组成的米卡，其具有相比于能量储存模块104更高的能量储存容量但更低的功率能力。能量储存模块104可由具有高功率能力但低能量储存容量的电池组成。通过这种方法，能量储存模块104可被用于处理系统的任何高功率要求，并且相比于使用更高功率能力的电池的模块，辅助模块可被在更长时间下储存并提供更大量的能量，该能量能够以更适当的速率被使用。
[0133]根据本公开的另一方面，每个电能储存模块和/或辅助电能储存模块可包括关于容纳图8和9中例示的模块的部件的模块壳体284。模块壳体284可包括具有想要的横截形状288的凸出部286，该凸出部具有想要的长度L。如图9所例示的，横截面形状288可包括界定开口的周壁290，电能储存模块的所有部件可被置于并被支撑在该开口中。如上所述，这些电部件可包括电力调制电路、输出布置、子控制器、电能储存部件、充电器和降压/增压变换器。凸出部优选地由允许模块壳体284帮助电能储存模块的部件散热的导热材料制成。在优选的实施例中，所述凸出部是被阳极化处理的凸出的铝，然而，应理解的是，凸出的材料可以是任何想要的材料，比如导热塑料或者任何其他适当的并已经可用的材料。
[0134]模块壳体284可包括端帽292(如图8很好地示出的)，其用于密封该长段凸出部端部并且形成完全的封闭。在优选的实施例中，所述端帽提供水密密封件，使得所述模块壳体被气密地密封以保护电能储存模块的电部件受到潮湿或其他外部元件影响。灌封材料可被用于填充模块壳体内任何剩下的敞开空间并且形成端帽292以将电部件密封在模块内。灌封材料可被用于在凸出部286内支撑所述部件并且可用于将电部件气密在所述模块内。所述灌封材料可以是导热的以帮助将热量从模块的电部件移除并且不导电的以避免模块的电部件之间的短路。替代地，导热间隙垫可用于帮助从模块的电部件移除热量。
[0135]如图9很好地例示的，凸出材料的横截面形状288可包括一个或多个被构造为附接到散热支撑部的散热表面298和散热凸缘296。此外，在电能储存部件113采取比如锂离子电池的电池形式的实施例中，包括在每个模块中的电池之间的电连接可以是点焊连接，其可在电池之间提供最可能好和可靠的电连接。用在每个模块内的电池还可基于某些电池特征进行工厂匹配，所述电池特征包括，但不限于它们的电池电压、阻抗、它们的能量储存容量、和/或提供最可靠的模块的任何其他电池特征。
[0136]再次参见图1，本公开提供用于控制变速电动机(比如，电机118)的方法和电动机控制器(比如，控制器110)。所述变速电动机由具有电源运行电压(比如，模块运行电压Vla-f)的电源(比如，电能储存系统102)提供电力。所述系统包括电压变化布置，其用于接收来自电源的电流和电源运行电压、转换运行电压并且输出可提供至电动机并且独立于电源运行电压的电流和可变驱动电压。在图1的实施例中，电压变化布置包括降压/增压变换器117a-f。所述控制器还包括切换布置，其通过使用脉宽调制切换和应用变压驱动电压至电动机以控制提供至电动机的电能的量。切换布置通过图1的实施例中的控制器110上的切换布置130提供。根据本发明的内容，所述控制器可使脉宽调制的切换速度变化并且可以以根据至少电动机的速度和/或请求的电动机功率