电子传输系统的制作方法

本申请要求2016年1月19日提交的第62/280,145号、2016年1月20日提交的第62/280,902号和2016年1月21日提交的第62/281,213号美国临时申请的权益，所有这些申请通过引用全部并入本文。

本公开总体上涉及电机，更具体地说，涉及电机的控制。

背景

许多设备依靠电机供电。特别值得注意的是，电动交通工具和混合动力电机作为化石燃料动力车辆的可行替代品，目前正变得越来越普遍。随着电动车辆越来越受欢迎，需要进一步增强电动转换器和逆变器以及电动机/发电机输出转换效率，以满足车辆的各种速度和扭矩要求。

例如，标准车辆能量存储系统和电动机/发电机驱动系统就电路来说是固定的架构，这些电路设计不能单独适应性地工作，也不能一起协同工作，以便在车辆运行速度的宽范围内获得更高的效率。

发明概述

在一个实施方式中，控制开关模块的系统和方法用于在能量存储系统的多个类似电压能量存储装置内，和/或在电动机/发电机的多个定子内，或电动机/发电机系统的多个定子内动态地导出选择性电路，从而优化车辆运行中存储、消耗和再生的能量的利用。

参考下文描述的实施方式，本发明的这些和其他方面可以变得明显并得到阐述。

附图的简要说明

参考以下附图，可以更好地理解本公开的许多方面。附图中的组件不一定按比例绘制，而是重点在于清楚地说明本公开的原理。此外，在附图中，在所有几个视图中，相同的附图标记表示相应的部分。

图1是示出具有和不具有电子传输(et)系统的动态重新配置的定子机器的性能的示例建模的曲线图。

图2是示出et系统的实施方式的一部分的示例拓扑的示意图。

图3是图示说明根据et系统的实施方式的选择性可配置开关模块的示例操作的表格的图。

图4是示出用于三相六定子电动机的et系统的实施方式的示意图，用于y型(wye)或h桥配置。

图5是示出示例表的图，该示例表示出了用于选择性可配置的六定子机器的et系统的实施方式的开关模块的示例操作。

图6是示出et系统的实施方式的一部分的示例拓扑的示意图。

图7是示出示例表的图，该示例表示出了用于选择性可配置的六定子机器的et系统的实施方式的开关模块的示例操作。

图8是示出了图7的et系统的每个状态的相对bemf的比较的图。

图9a-9c是示出根据et系统的实施方式的具有多个双向开关模块和多个类似电压能量存储装置的示例电能存储系统的示意图。

图10-12是示出et系统的某些实施方式的示例开关的示意图。

图13是示出用于处理器确定各个双向开关的电导状态的技术变换以导出et系统的实施方式的指定配置的示例查找表的图。

示例实施方式的描述

公开了电子传输(et)系统和方法(统称为et系统)的某些实施方式，这些实施方式针对电机(例如，电动机、发电机)，更具体地，涉及控制开关模块的系统和方法，用于在能量存储系统的多个类似电压能量存储装置内，和/或在电动机/发电机的多个定子内(在此也称为装置，其可以是电动机或发电机)，或者电动机/发电机系统的多个定子内，动态地导出选择性电路，从而优化车辆运行中存储、消耗和再生的能量的利用。在一个实施方式中，公开了一种et系统，其解决了传统电动车辆系统中的低效率。例如，在传统电动车辆中，由于电动机控制器/逆变器未充分利用存储在电池或超级电容器模块中的能量，导致能量的显著损失。如果电池或超级电容器模块中的电压可以与电动机反电动势(bemf)电压和每安培扭矩一起在电动车辆的各种运行状态下可控地动态调节，则控制器/转换器/逆变器的利用效率可以显著提高。随着车辆从电动机的bemf为零的零速度加速到bemf等于能量存储模块组的dc电压输出的ac电压等效量的速度，可控和动态调节能量存储模块的输出电压连同可控和动态调节电动机/发电机的bemf电压的能力，由于由此产生的控制器/转换器/逆变器的利用率或占空比的增加，允许控制器/转换器/逆变器的效率更高，其中能量存储模块电压和bemf电动机/发电机电压都是可调节的，使得从能量存储模块输出的最低电压和最高bemf和每安培扭矩在最低车速下可用，并且随着车速的增加或降低，每个都是可控且动态可调节的。除了由于增加利用周期和加速期间的利用周期速率而导致的效率增加之外，每安培扭矩的增加还允许整个电气系统所需的安培大量减少，从而使能量存储模块、控制器/转换器/逆变器和电动机/发电机热去应力。因此，et系统的某些实施方式解决了车辆中的整个电气系统，从能量存储到能量消耗再到能量再生的问题。ets在加速和巡航过程中获得最高的潜在推进效率，在减速、滑行或制动过程中获得最高的潜在再生效率。

此外，标准车辆能量存储系统和电动机/发电机驱动系统就电路来说具有固定的架构，这些电路设计不能单独适应性地工作，或者一起协同工作，以便在车辆运行速度的宽范围内获得更高的效率。相反，et系统的某些实施方式实现了电能存储系统的动态和选择性技术转换和/或电动机/发电机的选择性技术转换，这种双可转换性有助于在车辆扭矩和速度范围的要求上增强能量存储系统和电动机/发电机的要求和能力之间的匹配。因此，电子传输系统在车辆运行速度的更宽范围内获得了增强的系统运行效率。

电动机或发电机系统的输出落在规定的效率范围内。当电力电子设备和电动机或发电机以基础速度运行时，获得更高效率。在基础速度之外运行不是最佳的。也就是说，在各种操作条件下，来自电动机的输出扭矩可以在期望的操作包络线之外，或者发电机的输出电压可以在期望的操作包络线之外，或者电能存储系统的电压可以在发电机再生制动操作期间获得的电压输出的期望的操作包络线之外，或者电能存储系统的电压可以在输入逆变器以给电动机供电的电压的期望的操作包络线之外。提高电动机/发电机和电能存储性能的目前探索的一个领域是动态电路和开关控制的增强拓扑。可调速电动机控制逆变器目前用于为某些电动和混合电动车辆中使用的牵引电动机提供动力。

在一些实施方式中，另一个改进是提供一种手段来调节电动机的扭矩和速度属性，并通过利用et系统的实施方式来增强再生制动功率的产生、转换和存储，该et系统通过多个可选择性配置的定子将电子流的方向动态和选择性地引导到串联和/或并联电路中，以提高整个电力系统的运行效率。

通过利用多个开关动态地重新配置，流过多个定子的电流路径可以显著地减少需要转换和逆变的电流量，以便获得特定的力(例如扭矩)，如图1中所示的曲线图所示，该曲线图模拟了六定子机器的性能，该六定子机器被动态地重新配置成六个串联定子、或者三个串联定子的两个并联子集、或者两个串联定子的三个并联子集、或者所有六个定子串联(在这个例子中，为三相电路，相为y型布置)。示例四种配置中的每一种都可以被称为电子传输的档位(gear)。红线表示由电源提供的给定电压和六定子、三相、y型连接的机器的给定额定扭矩输出，该机器固定在并联配置的六定子中，并且蓝线表示随着上述四个“档位”中获得更高的角速度，以步进方式逐渐动态重新配置的相同的六个定子。相比之下，利用动态重新配置其定子电路的能力的系统(例如，et系统)比具有全并联定子电路的固定架构的系统需要转换和逆变的电流要少得多。必须转换和逆变的电流的这种减少为整个系统提供了更高的功率转换效率。

现在参考图2，图2示出了et系统的一部分的拓扑的一个实施方式，该实施方式选择性地为每个定子提供离散的y型或h桥控制，并为多个定子中的每个定子提供并联和/或串联连接。在一个实施方式中，示出了模块1，该模块1包括数量等于相数的导体，该导体与逆变器2和多定子选择性可重新配置永磁电机5的第一定子4的每根相引线3电连通。导体3通过分支导体6连接到开关模块7，该开关模块7提供双向控制，因为它们能够在闭合状态提供双向电流流动，在打开状态提供双向电流阻断，这样的多个开关模块等于相的数量乘以定子数量的乘积，即p*s，其中p等于相的数量，s等于选择性可重新配置电动机/发电机的选择性可重新配置定子的数量，并且其中s是大于零的偶数。这些导体和开关模块选择性地提供建立去往和穿过各个定子的并行功率流，或者替代地，建立选择性可重新配置定子的并行子集，这些子集具有相同数量的串联定子。

此外，还有导体6和双向开关模块7，双向开关模块的数量等于相的数量乘以选择性可重新配置定子的数量减1的剩余部分的乘积，即p*[s-1]，其中，p仍然等于相的数量，s仍然等于选择性可重新配置永磁机器的选择性可重新配置定子的数量，并且s是大于零的偶数，双向开关模块单独地及分别地将一根电源引线3从定子4的每个相绕组的一端连接到另一个定子4的相同相绕组的相反极性引线的电源引线(例如a1-到a2+)，以便选择性地允许将定子全部串联连接，或者可选择地作为串联连接的相同数量定子的子集。

还存在双向开关模块7，该双向开关模块7等于相的数量乘以选择性可重新配置定子的数量的乘积p*s，由此，p等于相的数量，s等于选择性可重新配置永磁机器5内的选择性可重新配置定子的数量，并且s是大于零的偶数，该双向开关模块从选择性可重新配置定子的相位功率引线连接到为所述选择性可重新配置定子配置的每个相提供电通信的y型结8。

并且，有开关模块控制器9，该开关模块控制器与双向开关模块7通信(例如通过导体或通过无线电或光学连接)，以便选择性地打开或关闭通向和来自每个双向开关模块的电路。

所述选择性可重新配置多定子永磁机器和开关模块配置在每个定子电路和每个相位上保持相等或几乎相等的阻抗，从而当这种选择性可重新配置定子全部并联或全部串联连接，或者串联连接在定子子集中时，保持通过每个1)相和/或2)每个定子的电流接近平衡，其中这种串联连接的定子子集具有相同数量的并联连接的定子。

注意，替代电路方案可以提供相似数量的定子并联子集，其中定子不需要彼此相邻，例如，指定为1、3和5的定子可以并联连接，该子集串联连接到指定为2、4和6的定子的第二子集，使得存在串联连接的定子的两个子集，其中每个子集具有并联连接的三个定子，并且同样地具有串联连接的定子的三个子集，由此每个子集具有并联连接的两个定子。物理邻接不是保持扭矩对称性和串联连接的子集的阻抗平衡的决定性因素，但是定子连接的邻接可以简化任何电子传输系统的实际连接。

图3中示出的表1示出了用于六(6)个定子机器和定子的四个对称和阻抗平衡配置状态(对于y型配置)的选择性可配置开关模块的示例操作。表1提供了关于上述示例性电子传输的开关操作的指导，以便得出机器的选定技术变换和配置。

et系统(即定子电路部分)的第二示例性实施方式由图4所示的拓扑示出，尽管这特别用于选择性对称地重新配置三相、阻抗平衡的六定子机器的y型或h桥配置中的串联和/或并联布置的定子。图4的et系统包括用于y型或h桥配置的三相六定子机器的et系统的图示。也就是说，该示例性实施方式为所有多个定子的相端连接提供了公共y型，而不是如图2所示为多个定子的每一个选择性地提供离散y型相端连接。电子传输系统的这个第二示例性实施方式不一定是优选实施方式，因为它使得电流串联地流过多个并联连接开关，这可能增加电导损耗，并且需要使用比如果公共总线用于向每个并联电路形成开关提供电力可能需要的更高的双向开关模块安培数额定值，该优选拓扑在如图6所示的示例性实施方式中描绘。et系统的这种第二示例性实施方式或et系统的一部分包括：电动机或发电机控制器，其通过导体提供电力，该导体在数量上等于机器中使用的电相(和/或分相)的数量，该导体连接到定子的端子；开关模块控制器，其具有从开关模块控制器通向每个单独的电可控开关模块的导体(为了清楚起见，在图4中未单独示出)；以及开关模块，其可以通过从开关模块控制器提供的电压和电流选择性地电断开或闭合，使得每个开关模块可以提供电流双向流入导线和从导线双向流出或者提供电流被阻断双向流入导线和从导线双向流出，其中，导线连接到定子的相端子。所述多个开关模块等于：3*[p*[s-1]]，其中p等于相和/或分相的数量，s等于系统中连接的定子的数量，并且由此s是大于零的偶数，其中多个开关模块中，2*[p*[s-1]用于选择性地提供定子的并联连接，p*[s-1]用于选择性地提供定子的串联连接。

图4中还示出了从定子的每个单独相通向开关模块的导体，示意性地表示为y1、y2和y3，并由此通向共同的y型结，这种导体和开关模块的数量等于机器中使用的相(和/或分相)的数量，这种用y表示的开关仅在希望能够选择性地断开y型端子并利用h桥控制方案时才是必要的；由y表示的开关之一可以从y型端子形成电路中删除，并且仍然允许导出y型电路，但是删除一个这样的h表示的开关可能会导致多相电路的一些阻抗不平衡。导体从定子的每个单独的相通向双向开关模块，该双向开关模块示意性地表示为h1、h2和h3，并由此通向回到h桥电动机控制器的低侧(例如，3相电力通过独立总线返回到h桥控制器的低侧)，这种导体和开关模块的数量等于机器中使用的相(和/或分相)的数量。只有当人们希望选择性地断开h桥控制器并利用y型电路方案时，用h表示的双向开关才是必要的。

这里使用的术语“定子”被定义为广泛地包括以下任何一者：一匝或更多匝、一个或更多个绕组、一个或更多个线圈、线圈或绕组的一部分、电动机或发电机的定子的一部分、完整的定子或定子组，或者甚至完整的电动机或发电机，其可以在一个相内或通过重新配置多相电路的电流以形成y(实际上是相电路的串联配置)或h桥电路(实际上是相电路的并联配置)而以串联和/或并联设置被电配置。

用于图2所示的六定子机器的这种特定示例电子传输系统可以选择性地设置为提供八个“档位”，由此“档位”是由开关模块导电连接的定子的配置，以便在y或h桥电路中为串联和/或并联设置，从而在向定子和转子提供扭矩力时获得对称性，从而不会对轴或轴承造成不平衡力，并提供平衡阻抗，从而避免由于相对于从定子流向定子或相对于相流向相的电流不平衡而不必要地使机器的功率降额。

这里描述的示例性实施方式用于六“定子”机器，但是可以使用更少或更多的“定子”，并且仍然保持重新配置的对称性，例如，两“定子”机器可以从两个串联电路重新配置为两个并联电路，其中两个定子，如果作为多相机器操作，可以在y或h桥电路中连接，以实现四个对称和阻抗平衡的配置。

定子和相的不对称配置可以被实现，并且不受所公开的et系统实施方式的排除，但是这种对称的缺乏和/或阻抗平衡的缺乏可能会导致不平衡的扭矩，这可能特别是对于耐用性而言是有问题的，和/或可能由于相不平衡和/或通过电路的部分的集中电流负载而导致机器(电动机或发电机)的功率降额。

现在参考图5，其示出了表2，表2示出了用于选择性可配置的六定子机器的et系统的开关模块的示例操作，该六定子机器从公共y型可重新配置到h桥电路(再次，对于定子的四个对称和阻抗平衡配置状态)。表2详细说明了用于选择性可配置的六定子机器的第二示例电子传输操作的开关模块的打开或关闭状态，以便导出八个档位或电动机配置，按操作速度的顺序列出，从最慢到最快：在y电路的情况下，六个定子全部串联；在h电路的情况下，六个定子串联；在y电路的情况下，三个串联定子与三个串联定子并联；在y电路的情况下，2个串联定子并联于2个串联定子并联于2个串联定子；在h电路的情况下，3个串联定子并联于3个串联定子；在h电路的情况下，2个串联定子并联于2个串联定子并联于2个串联定子；在y电路的情况下，六个定子全部并联；和在h电路的情况下，六个定子全部并联。

现在将注意力转向图6，图6示出了et系统的实施方式的示例拓扑，该et系统选择性针对串联和/或并联定子电路提供动态和选择性地重新配置电动机/发电机，并且还被选择性地从y型逆变器电路配置到h桥逆变器电路。具有至少一个正端子和一个负端子的dc电压源，且从正端子通向逆变器开关(在本例中，示意性地指定为三相机器，如is1、is3、is5)的导体(或多个导体)等于机器的相数，并且通向逆变器开关(示意性地指定为is2、is4、is6)的负导体(或多个导体)也等于机器的相数。对于机器定子的每个相电路，都有一根导体连接在正极连接的逆变器开关和负极连接的逆变器开关之间。对于每个相电路，都有一个导体作为公共总线为定子配置的并联电路供电，该导体连接到将正极连接的逆变器开关连接到负极逆变器开关的导体。从每个这样的公共相和总线导体，存在选择性可控双向开关模块(表示为p1)连接到机器的每个定子的每个正端子，所述双向开关模块被选择性地控制为交流电流传导或交流电流阻断。对于每个定子的每个相电路，存在另一个选择性可控的双向开关模块(说明性地表示为p2至p12)连接到每个定子的负端子，该双向开关模块转而连接到导体，该导体用作为定子配置的并联电路供电的公共相总线。对于每个定子的每个相电路(除了是定子串联电路中最长的可配置电路中的最后一个的定子以外)，还存在另一个可选择性可控制的双向开关模块(示意性地表示为s1至s5)连接到每个定子的负端子，该双向开关模块连接到连接到另一个定子的正端子的导体，以便选择性地形成定子的每个相的串联连接。

在图6所示的实施方式中，多个双向开关模块等于：[3p*[s-1]]+2p，其中p等于相和/或分相的数量，s等于系统中连接的定子的数量，并且s是大于零的偶数，其中多个双向开关模块中，[2p*[s-1]+2p用于选择性地提供定子的并联连接，p*[s-1]用于选择性地提供定子的串联连接。尽管，对于可以被配置为机器的所有定子的串联电路中的第一个(表示为定子1)的定子电路连接，包括正导电双向开关模块(表示为p1)是可选的，但是当定子的并联电路被选择性地配置时，包括这种双向开关模块(p1)可以有助于增强包括这种第一定子(表示为定子1)的定子相电路和其他定子电路之间的阻抗平衡。

因此，存在替代实施方式，其中多个双向开关模块等于(a)[3p*[s-1]]+p，其中p等于相和/或分相的数量，s等于系统中连接的定子的数量，并且s是大于零的偶数，其中多个双向开关模块中，[2p*[s-1]]+p用于选择性地提供定子的并联连接，p*[s-1]用于选择性地提供定子的串联连接，或者(b)[3p*[s-1]]，其中p等于相和/或分相的数量，s等于系统中连接的定子的数量，并且s是大于零的偶数，多个双向开关模块中，[2p*[s-1]]用于选择性地提供定子的并联连接，p*[s-1]用于选择性地提供定子的串联连接。

可选地，如果希望启用h桥驱动系统，对于定子的每个相电路，存在用于选择性地形成和控制h桥控制的高和低逆变器开关，这些低侧开关示例性地被指定为is7、is9和is11，并且这些高侧开关示例性地被指定为is8、is10和is12。低侧形成开关的一个端子连接到导体，该导体通向直流电源的负极端子。高侧形成开关的一个端子连接到导体，该导体通向直流电源的正极端子。h桥控制形成开关(示意性地表示为is7至is12)的剩余端子连接到公共总线导体，该公共总线导体通向形成定子并联电路连接的双向开关模块(这种双向开关模块示意性地表示为p2、p4、p6、p8、p10、p12)。

可选地，如果希望启用h桥驱动系统，对于定子的每个相电路，存在选择性可控的双向开关模块(说明性地表示为y1、y2和y3，用于三相电机)，其闭合以选择性地形成相的y结连接，或者打开以选择性地断开相的y结连接。可选实施方式可能要求双向开关模块的数量等于相的数量减一，由此其中一个相可能被硬连接到相的y形成结。由于流经不包括双向开关模块的相电路的流或电流的双向开关模块的阻抗不足，具有少一个双向开关模块的该实施方式可能不提供完全阻抗平衡电路。

替代逆变器拓扑可用于为定子电路供电，其中定子可动态重新配置为串联和/或并联电路。逆变器和双向开关的数量和/或类型可以多于一个，例如，这种开关可以并联以提供增加的电流容量和/或通过共享电流负载来减少电导损耗。

一个以上的双向开关模块可以并联电路连接，以提供更大的载流能力或减少电导损耗，然后并联开关可能需要被控制以彼此同时工作。为了简化和清楚地说明每个电路拓扑，电路中只显示了一个双向开关模块。

这里使用的术语“定子”被定义为广泛地包括以下任何一者：一匝或更多匝、一个或更多个绕组、一个或更多个线圈、线圈或绕组的一部分、电动机或发电机的定子的一部分、完整的定子或定子组，或者甚至完整的电动机或发电机，其可以在一个相内或者通过重新配置多相电路的电流来形成y结(实际上是相电路的串联配置)或者h桥电路(实际上是相电路的并联配置)而以串联和/或并联设置被电配置。

现在参考图7，其示出了表3，表3示出了用于选择性可配置的六定子机器的et系统的开关模块的示例性操作，该六定子机器从公共y型可重新配置到h桥电路(用于定子的四个对称和阻抗平衡配置状态)，并且表3详细描述了用于选择性可配置的六定子机器的第二示例性电子传输的操作的开关模块的打开或关闭状态，以便导出八个“档位”或电动机配置，按照操作速度的顺序列出，最慢到最快：在y电路的情况下，六个定子全部串联；在h桥电路的情况下，六个定子串联；在y电路的情况下，3个串联定子并联于3个串联定子；在y电路的情况下，2个串联定子并联于2个串联定子并联于2个串联定子；在h桥电路的情况下，3个串联定子并联于3个串联定子；在h桥电路的情况下，2个串联定子并联于2个串联定子并联于2个串联定子；在y电路的情况下，六个定子全部并联；和在h桥电路的情况下，六个定子全部并联。

图8是一个表格，示出了上述示例et系统的每个状态的相对bemf的比较。与固定定子电路配置的永磁电机相比，可重新配置的电动机可以利用少得多的逆变电流。举例来说，在低速运行范围，例如在启动时，将示例性电动机与上述电子传输进行比较，当电动机处于具有y配置串联的六个定子中时，转换器/逆变器只需要向电动机提供1/10的电流量就可以获得相同的扭矩，如果电动机被配置在具有h电路配置的并联的六个定子中，则可能需要具有逆变电流。这意味着电流在转换器/逆变器中减少了九(9)倍，这提供了系统效率的非常显著的提高和逆变器中传导损耗的减少，以及转换器/逆变器冷却需求的相应减少。

系统的电压转换器和/或逆变器部件的功率转换效率高度依赖于电源提供给转换器和/或逆变器的电压与由此需要通过多个开关提供的电压之间的电压差，所述多个开关建立由此通过电动机的多个定子的电流的方向。对于具有变化的电压的dc电源(例如，取决于充电状态、电流汲取率、温度、容量、新度状态或能量存储装置的劣化，例如电池、电容器和/或燃料电池之类的情况)，操作电子传输系统的方法的计算功能在确定开关的优化动态重新配置时应当考虑为系统供电的可变电压的状态作为输入值，从而建立通过电动机的多个定子的电流路径，例如实现从dc电源中汲取的每安培最高扭矩。所使用的多个定子和多个开关的bemf和电阻根据通过开关状态的动态重新配置来选择和实现定子电路的哪种配置而改变，以建立通过电动机的多个定子的电流路径，从而实现从直流电源汲取的每安培最高扭矩；随着系统的bemf和/或电阻的增加，系统的转换器/逆变器组件的占空比可能增加，并且由于电压匹配的改善，vin到vout，从相对较低的开关损耗中获得提高的效率；因此，输入到计算函数的值应该包括角速度，该角速度可以乘以定子的特定配置的电压常数，以确定bemf，该bemf是从电源电压的偏移量，以确定系统可用的净电压；或者可替换地，人们可以直接测量线电压或相电压的电压，并使用其作为计算功能的输入值来动态配置计算功能，该计算功能优化开关的动态重新配置以建立通过电动机的多个定子的电流方向，例如实现从dc电源汲取的每安培最高扭矩。

角速度或等效参考度量可以通过电动机转子的直接测量、通过涉及例如bemf或线对线或相电压的间接测量，或者通过输出动力传动系的速度例如车辆的车轴速度或车轮速度的测量来得到。

此外，当电动机被et系统“移位”到较长长度的导体定子电路中，即低速档位时，电路的电阻随着串联和并联电路中的每一个部件而叠加地增加，电动机的bemf也增加。举例来说，假设固定的或几乎固定的高压源，或者在使用期间下降的电压源，如当电池的充电状态下降时或者当从电池汲取高电流率时发生的情况，这通常是从电动车辆的高压电池组获得的情况，与电动机在其配置中被固定到最高档位，例如，在h电路的情况下全部并联的情况相比，较高的电阻和bemf一起共同地允许对转换器的开关进行显著更高的调制，并且改进转换/逆变效率，尤其是当在低负载和低速下操作时。这种效率增益机会是有效缩小较高固定源电压和所需输出电压之间的差异的结果，从而允许转换器以有效模式调制。

当电机作为变速和可变扭矩发电机运行时，例如作为车辆上的再生制动装置或者作为可变功率涡轮机(例如风力或太阳能热动力涡轮机)上的发电机运行时，通过电子传输系统重新配置电动机/发电机也是有益的。作为发电机运行的这种机器可以重新配置，以便获得更接近期望输出电压的电压，从而缩小用于功率转换的电压差，从而为提高总功率转换效率提供机会。

当电动机必须在较低的速度范围和所有速度下的低负载下运行时，这些效率增益应该被显著地实现，但是在适用的最佳速度范围下，这些效率增益对于重新配置到每个较低档位来说也是相对有益的，同时在每个这样的较低档位的速度范围的下端运行。

除了前面提到的从能量存储系统可获得的变化电压的原因(例如，取决于充电状态、电流汲取率、温度、容量、能量存储装置的新度状态或退化)之外，et系统的实施方式包括能量存储系统，该能量存储系统包括多个类似的电压能量存储装置和多个双向开关模块，该双向开关模块提供将多个能量存储装置动态和选择性地连接成串联和/或并联电路，以便动态和选择性地在能量存储系统的输出端子上导出不同的dc电压。多个电能存储装置可以包括电池单元和/或电容器和/或燃料电池。

图9a-9c中描绘的以下三个图示是具有多个双向开关模块和多个类似电压能量存储装置的示例性电能存储系统，该示例是包括四个电能存储装置的系统，每个120伏，其可以动态地和选择性地配置为全部并联，从而导出120伏，或者串联的两个与串联的两个并联，从而导出240伏，或者全部串联导出480伏。在图9a中，中间开关(图示为关的和开的开关)都是关的，顶部和底部开关是开的。在图9b中从左到右，第一组开关是(从顶部到中间到底部)关、开和关。对于第二组，从顶部到中间到底部依次为开、关、开。对于第三组，顶部、中间、底部开关为关、开、关。参照图9c，这些组(从左到右，以及从顶部、中间到底部)是关、开、关，紧接着关、开、关，紧接着关、开、关。

et系统的一个实施方式包括电动机/发电机(或电动机/发电机系统)的动态和选择性可重新配置的能量存储系统以及动态和选择性可重新配置的定子电路两者。由此，et系统的这种实施方式提供了一种新颖且高效的再生制动方案的潜在实现，由此电动机/发电机被配置成能够实现安全操作的整流输出电压，该电压大于能量存储模块的选择性配置的电压。对于中等范围的产生电压，较高的整流电压可以直接用于对较低电压能量存储模块充电，而不需要dc到dc功率转换。如果需要调节能量存储系统的电流涌入，较高的整流电压可以被dc-dc转换器降压，直到整流电压降低到安全的dc电压值，安全的dc电压值允许直接充电到能量存储系统，随着发电机由于再生制动而减速，降低整流电压会自然产生。而典型的车辆再生充电系统被限制为升压较低的整流输出电压，以便为较高电压的能量存储系统充电。通过选择性地利用降压功率转换器、和/或升压功率转换器、或降压/升压转换器，以便与从可重新配置的能量存储系统产生的选择性导出的dc充电电压协同工作，以及选择性地重新配置定子电路以有效地管理所生成的电压和能量存储系统的电压之间的差异，可以从再生制动中实现功率存储效率的提高。et系统的一个实施方式可以被编程为以瞬时角速度确定是否更有效：一是利用整流电压的更高但安全的操作水平直接对能量存储系统的较低dc电压配置充电；或者作为第二替代方案，在对能量存储系统的选定dc电压配置充电之前降压整流电压的更高但安全的操作水平；或者第三，在对能量存储系统的选定dc电压配置充电之前，升压较低的生成和整流电压。

理想的开关可以用于实现et系统，但是对于导通损耗和开关损耗具有良好效率并且在电动机/发电机运行期间可以几乎即时可控地移动的不够理想的开关易于获得并不断得到增强；可以用于在开关闭合时提供双向电流流动并且在开关断开时提供双向电流阻断的电力电子部件的例子包括但不限于mosfet(图10)(例如，为了获得双向开关模块，在反串联配置中需要两个mosfet，以便阻断两个方向上的电压，同时允许双向电流流动，其中一个这样的配置在图10中描绘)、igbt(图11)或者在图12中描绘的最近开发的btran(双向晶体管)。

btran可能是优选的双向开关，用于配置双向开关电路，用于et系统的新颖制造和利用，以便通过多个定子获得电路的技术变换，和/或通过电能存储系统的多个能量存储装置获得电路的技术变换。btran只需要一个部件，而不是mosfet或igbt的反串联连接的多个部件，以便获得双向开关功能，并且btran具有相对非常低的电导损耗。在et系统的某些实施方式中使用的双向开关，虽然除了在它们改变“档位”的短暂时刻(也就是说，在定子或相电路或能量存储系统电路的重新配置期间)之外，本身不用于高频开关，但由于电动机/发电机中感应的反电磁力电势，可能会受到高压瞬变的影响。

功率晶体管，例如igbt，但特别是mosfet和btran固有地能够实现极快的开关速度。因此，设计者经常在利用这种能力的高速开关电路中使用它们。使用高速开关电路会导致较慢开关电路中通常不会遇到的不利器件应力。事实上，开关速度可能如此之快，以至于在器件关闭时，电路中的小寄生电感会导致显著的过电压瞬变，并且电动机中的电感可能比寄生电感大几个数量级。这是因为如下事实：当通过电感器的电流突然关闭时，电感器磁场可能会感应出抵抗变化的反电磁力(emf)。如果产生的电压瞬变足够大，mosfet可能会被迫进入漏极到源极雪崩，v(br)dss。

对于关断期间的漏极-源极过电压瞬态，关断期间的峰值过电压瞬态可由以下等式确定。

vspk＝l*di/dt+vdd(等式1)

其中vspk＝峰值过电压瞬态电压，l＝负载电感，di/dt＝关断时电流的变化率，vdd＝电源电压。根据等式(1)，开关速度越快和/或负载电流越高，器件越有可能经历过电压瞬变。在一些电路中，电流和开关速度可能非常高，使得甚至低寄生电感也足以迫使器件雪崩和造成可能的器件损坏。此外，如果et系统可以立即快速重新配置以便在推进或再生制动时不会导致的可辨别的间歇，则在车辆运行期间是有利的，该可辨别的间歇可能导致传动系部件的剧烈反冲或使乘客不适的作用力的显著变化。而流向定子电路的电流的相对较慢的转变以及因而电感的较慢变化可能有利于避免高瞬态电压。在通过电子传输系统快速和平稳地重新配置以便减轻电动机/发电机的间歇和减轻在这种重新配置期间产生的高瞬态电压的需要之间存在固有的冲突。

因此，将et系统与低电感电动机/发电机机器耦合以降低产生破坏性高压瞬变的可能性是非常有利的。这种机器的优选实施方式可以是由多层印刷电路板制造的无铁芯定子，如标题为:“conductoroptimizedaxialfieldrotaryenergydevice”的美国专利第7,109,625号中所描述的，该永磁机器的无铁芯定子相对于所有其他永磁凸极和非凸极机器以及当然还有感应电动机和发电机具有相对非常低的电感。非常低电感定子的替代实施方式可以包括绕线无铁芯定子。

此外，电源电压的值(等式1中的vdd)高度依赖于由能量存储系统的特定并联和/或串联配置导出的电压。调用高输出电压的能量存储系统的配置可能导致双向开关和形成et系统的电子部件的其余部分以及构成逆变器/整流器的开关的其余部分的更大的电压应力基础。相对较高的基础电压增加了电感的快速变化而导出的高瞬态电压尖峰的增加可能导致非常高的vspk(等式1的vspk)，从而导致系统部件故障的早期开始的可能性。

因此，有利的是，能够具有一种能量存储系统，该能量存储系统可以被配置为在车辆运行期间的部分时间内以低于峰值输出电压的电压运行，同时，当车辆以推进模式运行时，或者当这样的低于峰值输出电压的电压关于所产生、转换和存储到能量存储系统的电力提供增强的再生制动效率时，该能量存储系统的这样的低于峰值输出电压的电压还能够提供从能量存储系统汲取的增强的每瓦特扭矩。

当动态操作et系统时，必须小心，以免不适当地导出形成通过多个定子的电路的多个开关的电导状态，例如以产生发电机，该发电机在发电机的特定角速度下的电压电势太高，并且超过系统的整个导电部件的安全操作电压。

有两种操作et系统的某些实施方式的主要和不同的通用方法，以便实现多个开关的电导状态电路的技术转换，从而动态和选择性地优化车辆运行中存储、消耗和再生的能量的利用。第一种主要方法涉及在车辆运行时，利用计算机处理器和计算机可读程序代码来“即时地”主动和动态地执行方法的规定实施方式的步骤，以便执行实时计算和比较，以便确定多个开关的电导状态，这可以提高车辆运行中存储、消耗和再生的能量的利用效率。

第二种主要方法是利用查找表，因此有必要通过模拟建模或通过在当前“即时的”时刻之外的较早时间进行实际经验测试，来执行与“即时的”方法中使用的相同或相似的规定方法。为了利用该第二主要方法，第一模拟建模和/或经验测试将在构成能量存储系统的多个定子的并联和/或串联电路以及多个类似电压能量存储装置的并联和串联配置的全部可能重新配置范围内以及在电动机/发电机的角速度的操作范围内进行，以便确定电子传输系统的多个开关的电导状态集合，当在电能存储系统的配置的电压充电的特定状态以及电动机/发电机的特定角速度的特定状态下操作时，该集合可以提供最高的总系统效率。将指定参考(例如，阿尔法或数字)值，该参考值指示形成定子连通性的多个开关的电导状态和形成能量存储系统的类似电压能量存储装置的连通性的多个开关的电导状态的组合集合中的每一个的特定指定。

举例来说：数字1可以指定电子传输系统的配置，由此多个定子连接成全串联电路，并且此时能量存储装置全部并联连接以便能量存储系统导出其最低电压配置。数字2可以指定电子传输系统的配置，由此多个定子连接成全串联电路，并且此时能量存储装置以串联的两个并联至串联的两个的连接方式连接，以导出能量存储系统的输出电压，该输出电压是能量存储系统的全串联电路的电压的两倍。继续为定子电路和能量存储系统配置的每个组合分配指定的参考值。

导出了第一查找表，该第一查找表具有其可索引的轴值：第一，电动机/发电机的角速度。以及，第二，在能量存储系统中有多个能量存储装置时所测量测量或计算的多个类似电压能量存储装置之一的端子上的电压。在查找表的每个交叉索引位置，可以放置状态电子传输系统配置的指定参考值，该配置在电动机/发电机的角速度以及其次在跨多个能量存储装置之一的端子上测量或计算的电压的交叉索引下操作时获得最高系统效率。如果能量存储系统不是由可以选择性地连接到并联和/或串联电路的多个类似的电压能量存储设备组成的，则查找表的索引值可以是能量存储系统端子两端的电压的测量值。

开发了第二查找表，该表将放置在上述第一查找表的交叉索引位置中的指定参考值用作一个索引轴，而在另一个轴上针对包括在et系统中的每个单独双向开关模块的指定。在每一个的交叉索引位置处放置了一个值，该值表示单个双向开关模块的导通状态，例如，1表示闭合因而表示双向开关模块的导通状态，0表示双向开关模块的断开因而不导通状态。图13中示出的表4是这种第二查找表的示例，并且特别地，包括用于处理器确定各个双向开关的电导状态的技术变换以导出et系统的指定配置的查找表。表4特定于提供多个定子电路的多个开关；如果能量存储系统由多个能量存储设备的选择性可配置电路制成，则索引轴被延伸以提供形成能量存储系统的多个能量存储设备的电路的开关的交叉引用。闭合的开关在表4中被指定为1，断开的开关被指定为0。

该第二主要方法由此提供了et系统的简化操作方法的实施方式，其可限于确定能量存储系统的电导状态的电压和电动机/发电机的角速度，然后使用这种确定的电压和角速度作为查找表的索引来确定电子传输系统的多个开关的先前确定的完整最佳电导状态的配置集合；电导状态集合的最佳配置然后可以是对附加查找表的进一步索引，以确定电子传输系统的多个开关中的每一个的单独的电导状态，这些状态包括电子传输系统的多个开关的电导状态集合的这种最佳配置；该多个开关的每个单独电导状态的数据随后可以被计算机处理器用来启动开关控制器来实现et系统的多个开关的这种单独电导状态。

下面描述的是操作控制系统的示例方法，其中计算机处理器装置执行动态优化开关状态的配置的过程，以建立通过能量存储系统和/或通过电动机的多个定子和/或电动机系统的多个定子的电流路径，从而导出et系统的技术变换，以便在电动机/发电机的瞬时角速度下实现从能量存储系统汲取的每瓦特有效扭矩和/或给能量存储系统充电的每单位瓦特或每扭矩瓦特的有效转换，这样的过程包括若干阶段。在启动阶段，一个示例过程包括以下步骤：

步骤一：接收信号，以准备激活电动机并启动这个过程。

步骤二：从存储在非瞬态计算机可读存储介质中的数据中检索多个开关的单独电导状态，该多个开关针对多个开关的电导状态的配置控制通过能量存储系统的电流路径，这些状态可以导出能量存储系统的所有动态可控dc电压配置中的最低dc电压配置。

步骤三：利用检索到的数据和计算机处理器装置启动开关控制器，以实现控制通过能量存储系统的电流路径的开关的各个电导状态的配置，从而作为技术变换导出能量存储系统的所有动态可控dc电压配置中的最低dc电压配置。

步骤四：从存储在非瞬态计算机可读存储介质中的数据中检索多个开关的单独电导状态以及控制程序，该多个开关控制通过电动机的多个定子(和/或电动机系统的多个定子)的逆变电流的路径，以及控制程序用于控制导出逆变器电路的技术变换所需的开关，这可能导致具有通过多个定子的逆变电流的最长路径的定子电路的配置。步骤五：利用根据步骤四检索的数据，启动开关控制器来实现控制通过多个定子的逆变电流路径的多个开关的各个电导状态的配置，以便作为技术变换导出具有通过多个定子的逆变电流的最长路径的定子电路的配置。

步骤六：在接收到启动电动机的信号后，利用检索到的控制程序启动逆变器电路，以便在能量存储系统、定子电路和逆变器电路的即时配置下运行逆变器，从而向定子提供电压和电流。

在初始加速阶段之后，继续该过程：步骤七：如果逆变器脉宽调制的占空比增加并接近100％，或者达到100％，则从存储在计算机可读存储介质中的数据中检索控制多个开关的各个电导状态，所述多个开关针对多个开关的导电状态的配置控制通过能量存储系统的电流的路径，该导电状态配置可以导出能量存储系统的所有动态可控dc电压配置的下一个更高dc电压配置。

步骤八：如果以及当逆变器脉宽调制的占空比增加并接近100％或达到100％时，利用在步骤七中检索到的数据，并使计算机处理器装置启动开关控制器来实现控制电流通过能量存储系统的路径的开关的各个电导状态的配置，以便作为技术变换导出能量存储系统的所有动态可控直流电压配置的下一个更高的直流电压配置。

步骤九：利用检索到的控制程序启动逆变器电路，以便在能量存储系统、定子电路和逆变器电路的即时配置下操作逆变器，从而向定子提供逆变电压和电流，并产生一个扭矩输出，其值类似于实施步骤八之前的扭矩输出。

在包括巡航操作模式(具有减速或加速)的阶段中：步骤十：可选地，通过以下任一项来确定电动机的反电动势的电压峰值:(a)测量旋转电动机的反电动势的峰值电压的值，或者(b)从存储在计算机可读存储介质上的数据中检索通过多个定子的电流路径的当前状态的反电动势的峰值电压常数；测量旋转电动机的角速度；并且计算电动机的反电动势的峰值电压，该峰值电压是反电动势的峰值电压常数乘以角速度的值的乘积。由此确定电动机的角速度对于用于确定在步骤十一中检索的反电动势的电压峰值常数的存储数据的测量和用于确定角速度的测量都使用了类似种类的测量单位(例如，每单位时间的转数或每单位时间的弧度)。

步骤十一：测量能量存储系统提供给逆变器的直流电压。通过使用测量的dc电压值作为被除数，并使用在测量的能量存储系统内组成一系列能量存储设备电路的能量存储设备的数量作为除数来计算商。如果在能量存储系统的测量配置中没有能量存储设备的串联连接，那么在确定商的值时对于除数使用值1。对于能量存储系统的每个动态可控dc电压配置，从存储在计算机可读存储介质中的数据中检索构成能量存储系统的特定动态可控配置的能量存储设备的串联电路的能量存储设备的数量，该数量是1或大于1的整数。

步骤十二：对于能量存储系统的每个动态可控直流电压配置，通过将组成该能量存储系统配置的能量存储设备串联电路的能量存储设备的检索数量的值乘以在步骤十一中计算的商来计算作为乘积的潜在直流电压值。

步骤十三：使用在步骤十二中确定的能量存储系统的每个动态可控dc电压配置的潜在dc电压值的数据，确定是否存在大于在步骤十中确定的测量或计算的电动机反电动势的峰值电压的最小潜在dc电压值。

步骤十四：如果存在大于测量或计算的电动机反电动势峰值电压常数的最小潜在dc电压值，那么针对该最小潜在dc电压值确定该配置是否不同于能量存储系统的当前配置，或者该配置是否是能量存储系统的当前配置。

步骤十五：如果最小潜在dc电压值是用于不同于能量存储系统的当前配置的配置，那么对于能量存储系统的配置的最小潜在dc电压值，从存储在非瞬态计算机可读存储介质中的数据中检索控制通过能量存储系统的电流路径的多个开关的所有单独电导状态，这些电导状态可以导出能量存储系统的这种减小的潜在dc电压配置，该减小的潜在dc电压值大于测量或计算的电动机反电动势的峰值电压。

步骤十六：利用在步骤十五中检索的数据，并使计算机处理器装置启动开关控制器，以实现控制通过能量存储系统的电流路径的多个开关的电导的各个状态的配置，从而作为技术变换，导出能量存储系统的所有动态可控dc电压配置的这种减小的潜在dc电压配置。

步骤十七：利用检索到的控制程序启动逆变器电路，用于在能量存储系统、定子电路和逆变器电路的即时配置下操作逆变器，以便向定子提供逆变电压和电流，并产生与刚好在执行步骤十四之前的扭矩输出值类似的扭矩输出。

步骤十八：如果在步骤十四期间确定对于这种最小潜在dc电压值配置是能量存储系统的当前配置，则继续确定是否存在比通过多个定子的电流路径的当前配置更长的通过多个定子的电流路径的下一个配置。如果存在这样的下一个更长的配置，则:(a)从存储在非瞬态计算机可读介质上的数据中检索用于这样的下一个更长配置的反电动势的峰值电压常数的值；(b)确定电动机的角速度；(c)通过将所确定的电动机角速度乘以所获取的这种下一个更长配置的反电动势峰值电压常数的值来导出乘积，计算通过多个定子的逆变电流路径的下一个更长配置的反电动势的潜在峰值电压；(d)使用步骤十二中所确定的数据，对于能量存储系统的所有动态可控dc电压配置，确定是否存在能量存储系统的最小潜在dc电压配置，该最小潜在dc电压配置具有大于这种下一个更长配置的反电动势的潜在峰值电压的潜在dc电压值。

如果存在能量存储系统的最小潜在dc电压配置，该配置具有大于反电动势的潜在峰值电压的潜在dc电压值，则：(a)从存储在计算机可读存储介质中的数据中检索多个开关的各个电导状态，该多个开关针对多个开关的状态配置控制通过能量存储系统的电流路径，这些状态可以导出能量存储系统的所有动态可控dc电压配置的最小潜在dc电压配置，该配置大于通过多个定子的逆变电流的路径的这种下一个更长配置的反电动势的潜在峰值电压；(b)利用检索到的数据和计算机处理器装置来启动开关控制器，以实现控制通过能量存储系统的电流路径的多个开关的单独电导状态的配置，从而作为技术变换，导出能量存储系统的所有动态可控dc电压配置中的最小潜在dc电压配置，该最小潜在dc电压配置大于可能导致通过多个定子的下一较长逆变电流路径的配置的反电动势的潜在峰值电压；(c)从存储在计算机可读存储介质中的数据中检索控制通过电动机的多个定子(和/或电动机系统的多个定子)的电流路径的多个开关的单独电导状态，并检索用于控制获得逆变器电路的技术变换所需的开关的控制程序，这可能导致定子电路的配置具有通过多个定子的下一更长的逆变电流路径；(d)利用检索到的数据和计算机处理器装置来启动开关控制器，以实现控制通过多个定子的逆变电流路径的多个开关的单独电导状态的配置，从而作为技术变换，导出具有通过多个定子的逆变电流的更长路径的定子电路的配置；(e)利用检索到的控制程序启动逆变器电路，用于在能量存储系统和定子电路以及逆变器电路的即时配置下操作逆变器，以便向定子提供逆变电压和电流，并产生与刚好在执行上述步骤之前的扭矩输出值相似的扭矩输出。

步骤十九:如果逆变器的脉宽调制的占空比增加并且再次接近100％，或者达到100％，则从存储在计算机可读存储介质中的数据中检索多个开关的单独电导状态，该多个开关针对该多个开关的状态配置控制电流通过能量存储系统的路径，这些状态可以导出能量存储系统的所有动态可控dc电压配置的下一个更高dc电压配置。如果能量存储系统的所有动态可控dc电压配置中存在下一个更高的dc电压配置，则继续重复步骤七、八和九。如果能量存储系统的所有动态可控dc电压配置中没有下一个更高的dc电压配置，则进行到步骤二十到步骤二十九。

步骤二十：从存储在非瞬态计算机可读存储介质中的数据中检索控制通过电动机的多个定子(和/或电动机系统的多个定子)的电流路径的多个开关的单独电导状态，以及如果必要，还检索用于控制获得逆变器电路的技术变换所需的开关的控制程序，该技术变换可能导致定子电路的配置具有通过多个定子的下一较短逆变电流路径，并且还检索用于通过多个定子的这种下一较短路径的反电动势的峰值电压常数。从存储在非瞬态计算机可读存储介质中的数据中检索或者计算来自能量存储系统的潜在电压降因子，如果定子电路的配置改变到通过多个定子的下一较短逆变电流路径，则该电压降因子可以从汲取的电流量的增加中导出，同时保持通过电动机的多个定子的下一较短逆变电流路径导出的扭矩输出量，该扭矩输出量的值类似于通过多个定子的逆变电流路径改变之前的扭矩输出量。

步骤二十一：如果逆变器的脉宽调制的占空比增加并接近100％，或者达到100％，测量能量存储系统的电压。通过使用作为被除数的测量的dc电压值以及作为除数的在测量的能量存储系统内组成一系列能量存储设备电路的能量存储设备的数量来计算商。如果在能量存储系统的测量配置中没有能量存储设备的串联连接，那么在确定商的值时使用值1作为除数。

步骤二十二：对于能量存储系统的每个动态可控dc电压配置，从存储在计算机可读存储介质中的数据中检索组成能量存储系统的特定动态可控配置的能量存储设备串联电路的能量存储设备的数量，该数量是1或大于1的整数。

步骤二十三：对于能量存储系统的每个动态可控dc电压配置，通过将组成该能量存储系统配置的能量存储设备串联电路的能量存储设备的检索数量的值乘以在步骤二十一中计算的商，然后进一步乘以在步骤二十中检索或计算的潜在电压降因子，来计算乘积。

步骤二十四：可选地，测量旋转电动机反电动势的峰值电压值，或者计算电动机的反电动势的峰值电压，该峰值电压被推导为将来自先前在步骤十一中检索到的数据的反电动势的峰值电压常数值乘以角速度的值得出的乘积，由此确定电动机角速度，同时对用于确定在步骤二十中检索到的反电动势的电压峰值常数时使用的那些测量单位和用于确定角速度时使用的那些测量单位两者利用类似种类的测量单位(例如，每单位时间的转数或每单位时间的弧度)。

步骤二十五：使用计算机处理器和步骤二十四中导出的数据，确定能量存储系统的所有动态可控dc电压配置中哪种配置可以导出比电动机的反电动势峰值电压更大的最小dc电压。

步骤二十六：对于在先前步骤二十四中确定的能量存储系统的配置，从存储在计算机可读存储介质中的数据中检索多个开关的单独电导状态，该多个开关针对多个开关的状态配置控制通过能量存储系统的电流路径，这些状态可以导出如步骤二十五中确定的能量存储系统的dc电压配置。

步骤二十七：利用在步骤二十六中获得的检索数据，使得计算机处理器装置启动开关控制器，以实现控制通过能量存储系统的电流路径的多个开关的单独电导状态的配置，从而作为技术变换获得能量存储系统的较高dc电压配置。

步骤二十八：利用检索到的控制程序启动逆变器电路，以便在能量存储系统、定子电路和逆变器电路的即时配置下运行逆变器，从而向定子提供逆变电压和电流，并产生一个扭矩输出，其值类似于实施步骤二十七之前的扭矩输出。

步骤二十九：只要电动机继续处于推进模式，在步骤十继续重复。

可用于再生制动的示例性et系统包括：热耗散能量的装置，包括但不限于摩擦制动器和/或电阻元件；具有多个定子的电动机/发电机，或者电动机/发电机系统，其可以从车辆的传动系被提供动力扭矩以产生电力；制动系统控制器(包括计算机处理设备、计算机可读和可执行代码、计算机可读数据存储介质)，当在再生制动模式下操作时，并通过控制热耗散能量的设备，该控制器调节和分配由发电机产生的制动力的程度；能量存储系统，由多个电能存储装置组成，或者可选地，没有多个电能存储装置；多个开关，用于控制通过发电机或发电机系统的多个定子的电流路径；多个双向开关，如果这样的电能存储系统由多个电能存储装置组成，则控制通过能量存储系统的电流路径；开关控制器，其调节控制通过发电机或系统发电机的多个定子的电流路径的多个开关的电导状态，和/或调节控制通过能量存储系统的电流路径的多个开关的电导状态；整流器；能够升压和/或降压和/或升和/或降压的功率转换器(或转换器)；向制动控制器提供指示提供制动力值的信号的装置；电能存储管理系统，其能够确定和/或调节电能存储系统能够存储的电能的量，并且能够将可由能量存储系统存储的这种最大电力的信号传送给制动控制器，并且该信号还在dc电压和安培数方面来指定这种最大电力的组成；确定电动机/发电机角速度的装置；针对多个开关的每个电导状态的电动机/发电机的反电动势的峰值电压常数的数据，该多个开关控制通过电动机/发电机或电动机/发电机系统的多个定子的电流路径。

下面是在再生制动模式下操作et系统的示例方法：

第一步：导出提供制动力值的信号，并将该信号传递给制动控制器。

第二步：停止逆变直流电力，以便停止向电动机的多个定子或电动机系统提供动力电力。

第三步：启动制动控制器，以确定控制通过发电机的多个定子(或发电机系统的定子)的电流路径的多个开关的那些电导状态可以提供从发电机(或发电机系统)的定子导出的最高安全运行电压，同时以发电机的当前角速度运行。

并且，如果能量存储系统具有通过其多个dc能量存储装置的动态可控制的电流路径，则使制动控制器确定控制通过多个dc能量存储装置的电流路径的多个开关的单独电导状态，当对能量存储系统充电时，该电流路径安全地提供最高的再生电力转换和存储系统效率，同时以源自发电机(或发电机系统)定子的最高安全操作电压操作，并且以发电机的当前角速度操作。

利用由此确定的多个开关的单独电导状态，启动制动控制器来激活开关控制器，以便实现多个开关的这种电导状态：控制通过发电机或发电机系统的多个定子的电流路径，和/或控制通过多个dc能量存储装置的电流路径。

启动dc能量存储管理系统，以确定当利用上述第三步中确定的开关电导状态时，能量存储系统可以安全存储的最大电力量，并将该最大电力量的信号传送给制动控制器，并在该信号中包括在dc电压和安培数方面的这种电力安全限制的组成。

利用要求得到的制动力的量，和可以安全产生、转换和充电到能量存储系统的最大电力量的信号数据，[以及在电压和安培数方面的这种电力的组成]，启动制动控制器来确定安全和最有效的电力转换存储和转换系统，并确定关于制动力的分配，该制动力首先施加到高达可以安全产生、转换和充电到能量存储系统的最大电力量的再生力，剩余的所需制动力被分配给替代的制动力装置，比如摩擦制动力和/或散热阻力负载。如果能量存储管理系统确定没有额外的电力可以存储到电能存储系统，那么将请求的制动力量安全分配给替代制动力装置，例如，在反扭矩电动机衍生力和/或摩擦制动力和/或散热阻力负载之间；否则，通过计算以下等式来确定需要导出的摩擦制动力的量：摩擦制动力＝零或(请求导出的制动力的量减去可以安全生成、转换和充电到电能存储系统的最大电力量)中的较大值。

启动开关控制器以实现从制动控制器接收的指令，从而导出多个双向开关的确定的电导状态，这些双向开关控制通过发电机、发电机系统和/或电能存储装置的多个定子的电流路径。

为了导出确定的安全及有效的制动力分配，启动制动控制器向以下任一方发出信号指令：(a)整流器和电压降压和/或升压转换器系统，启动导出由发电导出的确定的安全及有效的制动力分配量，并将这样的确定值和发电组成分配给电能存储系统和/或热能耗散系统；(b)或者，电动机控制器，启动反扭矩电动机衍生力；(c)和/或摩擦制动装置以启动摩擦制动。

在存在施加制动力的持续信号的持续时间内，持续地使电能存储管理系统:(1)重新确定电力是否可以安全地存储到能量存储系统中，如果可以，则根据通过dc能量存储装置的电流路径的每个可用状态的电压和电流重新确定安全最大电力的安全组成；(2)监控发电机角速度的速率；(3)通过比较评估控制针对通过(a)发电机或发电机系统的多个定子，和/或(b)多个dc能量存储装置的电流路径的多个开关的电导状态的每个可用组合的安全性以及功率转换和存储系统效率，使制动控制器重新确定是否可以通过利用关于可用于对电能存储系统充电的电压和电流的最大电力的安全组成的再生制动力分布的更新数据来安全地获得增强的再生电力转换效率，以及发电机的角速度；以及(4)确定首先分配高达可以安全地产生、转换和充电到电能存储系统的最大电力量的再生力的所请求的总制动力分配，任何剩余的所需制动力由此被分配给反扭矩电动机衍生的力，和/或散热制动力机构。

如果制动控制器确定多个开关的电导状态的替代组合可以导出发电、转换和能量存储系统的安全操作电压和增强的效率，则启动制动控制器来实现多个开关的电导状态的技术转换，以导出这样的安全操作电压和更有效的发电、转换和能量存储系统，并确定再生力之间制动力分配的重新分配，和/或实现反扭矩电动机导出力和/或摩擦制动力。当确定可能由于实施多个开关的电导状态的替代增强组合而产生的总制动力的分配的重新分配时，使制动控制器实施对由于实施多个开关的电导状态的改变而可能产生的总制动力的改变的限制，从而不会不安全地或不必要地引起所产生的总制动力的改变，所述改变如果得到，可能导致对车辆传动系的部件的过度应力或引发车辆的不稳定性或失去控制，或者对车辆、乘客、货物或拖车的速度造成不必要的剧烈变化。

利用要求得到的制动力的量和可以安全产生、转换和储存的最大电力以及这种电力在电压和安培数方面的组成的信号数据，(a)暂停发电机产生的电力的整流和电力转换；(b)启动开关控制器以实现多个开关的电导状态的转换，以获得安全且最增强的电力转换系统效率；(c)重新启动由发电机产生并由电能存储系统存储的电力的整流和电力转换，该电力不超过所确定的电压和电流的最大极限。

有一种简化的et系统操作方法，其效率相对较低，并且对et系统的操作相当粗略地有用，其中能量存储系统没有能力动态地和选择性地将多个类似的电压能量存储装置重新配置成串联和/或并联电路，因此没有能力动态地和选择性地为电动机的逆变器导出不同的供电电压。这种操作方法包括首先确定针对能量存储系统的最低安全操作输出电压，例如电池组的截止电压。针对多个定子的串联和/或并联电路的配置的每个可用对称集合确定反电动势的峰值电压常数，该配置的每个可用对称集合可以由控制流过多个定子的电流的开关的多个状态的选择性电导状态导出。对于多个定子的配置的可用对称集合中的每一个，通过将能量存储系统的最低安全操作输出电压除以多个定子的每个这种配置的bemf的峰值电压常数来确定商值，该商值是当能量存储系统的输出电压处于其最低安全操作电压时，当在多个定子的这种电路配置中操作时，电动机(或电动机系统)可以实现的确定的最高可实现角速度。当在推进模式下操作电动机时，监视电动机的角速度，并且如果及当电动机的角速度接近这种先前确定的最高可实现角速度时，使计算机处理器针对流过多个定子的电流电路的下一个较短配置从存储在非瞬态计算机可读存储介质中的数据中检索多个开关的每个单独的电导状态，该电导状态可以作为技术变换导出流过多个定子的电流电路的下一个较短配置。从存储在非瞬态计算机可读存储介质中的数据中检索控制通过电动机的多个定子(和/或电动机系统的多个定子)的逆变电流路径的多个开关的单独电导状态，以及用于控制获得逆变器电路的技术变换所需的开关的控制程序，该技术变换可能导致定子电路的配置具有通过多个定子的下一较短逆变电流路径。利用检索到的数据使计算机处理器启动开关控制器，以实现控制通过多个定子的逆变电流路径的多个开关的各个电导状态的配置，从而作为技术变换导出定子电路的配，其具有通过多个定子的下一较短逆变电流路径。利用检索到的用于在定子电路和逆变器电路的即时配置下操作逆变器的控制程序启动逆变器电路，以便向定子提供逆变电压和电流，并产生与就在实施通过多个定子的下一较短逆变电流路径的配置之前的扭矩输出值类似的扭矩输出。如果电动机的角速度减慢到低于流过多个定子的电流的电路的下一个较长配置的最大角速度，则使计算机处理器从存储在非瞬态计算机可读存储介质中的数据中检索控制逆变电流通过电动机的多个定子(和/或电动机系统的多个定子)的路径的多个开关的单独电导状态，以及用于控制获得逆变器电路的技术变换所需的开关的控制程序，该技术变换可能导致具有下一条更长的通过所述多个定子的逆变电流路径的定子电路的配置。利用检索到的数据使计算机处理器启动开关控制器，以实现控制通过多个定子的逆变电流路径的多个开关的各个电导状态的配置，从而作为技术变换导出具有通过多个定子的下一条更长的逆变电流路径的定子电路配置。利用检索到的用于在定子电路和逆变器电路的即时配置下操作逆变器的控制程序启动逆变器电路，以便向定子提供逆变电压和电流并产生与就在实现通过多个定子的下一更长逆变电流路径的配置之前的扭矩输出值类似的扭矩输出。

流程图中的任何过程描述或块应该被理解为表示步骤和/或模块、段或代码部分，这些步骤和/或模块、段或代码部分包括用于实现过程中特定逻辑功能或步骤的一个或更多个可执行指令，并且替代实现被包括在实施方式的范围内，在这些实施方式中，根据所涉及的功能，功能可以按照与所示或所讨论的不同的顺序被执行，步骤被省略，步骤被添加，或者步骤被基本上同时或以其他方式布置，都可以被本公开领域的技术人员理解。

注意，对处理器(或处理器设备)的引用可以指定制的或市场上可买到的处理器、几个处理器中的中央处理单元(cpu)或辅助处理器、基于半导体的微处理器(以微芯片的形式)、宏处理器、一个或更多个专用集成电路(asic)、多个适当配置的数字逻辑门和/或包括独立元件和各种组合的其他众所周知的电气配置。

可执行代码(或计算机可读介质代码或软件)可存储在各种非暂时性计算机可读介质上，供各种计算机相关系统或方法使用或与各种计算机相关系统或方法结合使用。在本文档的上下文中，计算机可读介质可以包括电子、磁、光或其他物理设备或装置，其可以包含或存储计算机程序(例如，可执行代码或指令)，以供计算机相关系统或方法使用或与计算机相关系统或方法结合使用。软件可以嵌入各种计算机可读介质中，供指令执行系统、装置或设备使用，或者与指令执行系统、装置或设备结合使用，例如基于计算机的系统、包含处理器的系统或可以从指令执行系统、装置或设备获取指令并执行指令的其他系统。

应当强调的是，本公开的上述实施方式，特别是任何“优选”实施方式，仅仅是实现的可能示例，仅仅是为了清楚理解本公开的原理而阐述的。在基本不脱离本公开的精神和原理的情况下，可以对本公开的上述实施方式进行许多变化和修改。注意，可以使用所公开的实施方式的各种组合，因此参考一实施方式或一个实施方式并不意味着排除来自该实施方式的特征与来自其他实施方式的特征一起使用。在权利要求中，词语“包括”不排除其他元件或步骤，不定冠词“一”不排除多个。单个处理器或其他单元可以实现权利要求中列举的几个项目的功能。在相互不同的从属权利要求中叙述某些措施的事实并不表示这些措施的组合不能被有利地使用。计算机程序可以存储/分布在合适的介质上，例如与其他硬件一起提供或作为其他硬件的一部分提供的光学介质或固态介质，但是也可以以其他形式分布。所有这些修改和变化都包括在本公开的范围内，并由所附权利要求书保护。