【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有模块化级联能量系统的基于轨道的和其他电动车辆的系统、设备和方法
[0001]相关申请的交叉引用本申请主张2020年5月14日提交的美国临时申请第63/025099号、2020年5月22日提交的美国临时申请第63/029368号和2020年9月28日提交的美国临时申请第63/084293号的权益和优先权，所有这些美国临时申请都以引用的方式在其整体上并入本文，并适用于所有目的。
[0002]本文描述的主题一般涉及用于具有模块化级联能量系统的基于轨道的和其他电动车辆的系统、设备和方法。
技术介绍
[0003]对于在轨道上操作的电动车辆，驱动电机的电力由充电源提供。该充电源通常为沿轨道跨度存在的高压导体的形式。充电源可以是架空线路（例如悬链线路）、地面电源（例如第三轨）或地下电源（例如导管）。基于轨道的EV通过导电元件（例如，受电弓或犁）从该充电源接收电力，该导电元件在EV移动时保持与充电源连续接触。在某些情况下，基于轨道的EV使用静态方法，并在车辆静止时将导体延伸至与充电源接触，在车辆不移动时充电，并在恢复移动之前将导...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种可控制向负载提供电力的模块化能量系统，包括：多个模块，所述多个模块连接在一起以输出AC电压信号，所述AC电压信号包括来自每个模块的第一输出电压的叠加，其中每个模块包括：能量源；第一转换器，其连接到能量源并且被配置为在模块的第一端口处生成第一输出电压；以及第二转换器，其连接在模块的第二端口和能量源之间，其中第二转换器被配置为在第二端口处接收充电信号，并将充电信号转换为第二输出电压以对能量源充电。2.根据权利要求1所述的系统，其中第一转换器包括多个开关。3.根据权利要求2所述的系统，其中多个开关被配置为全桥转换器。4.根据权利要求1所述的系统，其中第二转换器是DC
‑
DC转换器，所述DC
‑
DC转换器包括变压器，所述变压器被配置为将能量源和第一转换器与第二端口隔离。5.根据权利要求4所述的系统，其中第二转换器包括连接在第二端口和变压器之间的DC
‑
AC转换器。6.根据权利要求5所述的系统，其中第二转换器包括连接在变压器和能量源之间的二极管整流器。7.根据权利要求4所述的系统，其中第二转换器包括连接在变压器和能量源之间的AC
‑
DC转换器。8.根据权利要求7所述的系统，其中AC
‑
DC转换器被配置为全桥转换器或推挽转换器。9.根据权利要求4所述的系统，其中第二转换器是将电从第二端口传导到能量源的单向转换器。10.根据权利要求4所述的系统，其中第二转换器是在第二端口和能量源之间传导电的双向转换器。11.根据权利要求1所述的系统，其中多个模块被串联连接为阵列，并且被连接以接收总充电源电压，使得应用到每个模块的第二端口的电荷信号的电压从总充电源电压被分压。12.根据权利要求1
‑
11中任一项所述的系统，其中能量源是第一能量源，并且其中每个模块包括第二能量源。13.根据权利要求12所述的系统，其中第二能量源通过电感器连接到第一转换器。14.根据权利要求12所述的系统，其中第一能量源是第一类型的锂离子电池，并且第二能量源是第二类型的锂离子电池，其中第一和第二类型不同。15.根据权利要求12所述的系统，其中第一能量源是电池，并且第二能量源是高能量密度（HED）电容器。16.根据权利要求1
‑
11中任一项所述的系统，其中每个模块还包括与能量源并联连接的能量缓冲器。17.根据权利要求16所述的系统，其中能量缓冲器是电容器。18.根据权利要求1
‑
17中任一项所述的系统，还包括控制系统，所述控制系统被配置为控制第一和第二转换器的切换。
19.根据权利要求18所述的系统，其中控制系统包括与多个模块相关联的多个本地控制设备，以及与多个本地控制设备通信耦合的主控制设备。20.根据权利要求18所述的系统，其中控制系统被配置为控制每个模块的第二转换器的切换，以在模块的能量源之间交换能量。21.一种可控制以向负载提供电力的模块化能量系统，包括：第一阵列，所述第一阵列包括第一多个模块，所述第一多个模块连接在一起以输出包括来自第一多个模块的输出电压的叠加的第一AC电压信号；以及第二阵列，所述第二阵列包括第二多个模块，所述第二多个模块连接在一起以输出包括来自第二多个模块的输出电压的叠加的第二AC电压信号，其中第一多个模块和第二多个模块中的每个模块包括：能量源；第一转换器，其连接到能量源并且被配置为在模块的第一端口处生成输出电压；以及第二转换器，其连接到模块的第二端口和能量源，其中第二转换器被配置为在第二端口处接收充电信号并将充电信号转换为充电电压以对能量源充电。22.根据权利要求21所述的系统，还包括与第一阵列耦合的第一互连模块和与第二阵列耦合的第二互连模块，其中第一互连模块与二互连模块各自包括：第一端口和第二端口；能量源；第一转换器，其连接到能量源并且被配置为在第一端口处生成输出电压；以及第二转换器，其连接到第二端口和能量源，其中第二转换器被配置为在第二端口处接收充电信号，并将充电信号转换成充电电压以对能量源充电。23.根据权利要求22所述的系统，其中第一互连模块和第二互连模块的能量源并联连接。24.根据权利要求22
‑
23中任一项所述的系统，其中第一互连模块被配置为向辅助负载提供电力。25.根据权利要求24所述的系统，其中第一互连模块包括第三端口，所述第三端口被配置为将第一互连模块的能量源连接到辅助负载。26.根据权利要求24所述的系统，其中第一互连模块包括第三端口，所述第三端口被配置为通过第一互连模块的开关电路和电感器将第一互连模块的能量源连接到第一互连模块外部的辅助负载。27.根据权利要求22
‑
26中任一项所述的系统，还包括控制系统，所述控制系统被配置为控制第一互连模块和第二互连模块中的每一个的第一转换器以平衡第一阵列和第二阵列之间的能量。28.根据权利要求22
‑
26中任一项所述的系统，还包括控制系统，所述控制系统被配置为控制第一互连模块和第二互连模块中的每一个的第一转换器以平衡第一阵列和第二阵列之间的能量。29.根据权利要求21所述的系统，其中第一转换器包括多个开关。30.根据权利要求29所述的系统，其中多个开关被配置为全桥转换器。31.根据权利要求21所述的系统，其中第二转换器是DC
‑
DC转换器，所述DC
‑
DC转换器包
括变压器，所述变压器被配置为将能量源和第一转换器与第二端口隔离。32.根据权利要求31所述的系统，其中第二转换器包括连接在第二端口和变压器之间的DC
‑
AC转换器。33.根据权利要求32所述的系统，其中第二转换器包括连接在变压器和能量源之间的二极管整流器。34.根据权利要求31所述的系统，其中第二转换器包括连接在变压器和能量源之间的AC
‑
DC转换器。35.根据权利要求34所述的系统，其中AC
‑
DC转换器被配置为全桥转换器或推挽转换器。36.根据权利要求31所述的系统，其中第二转换器是将电从第二端口传导到能量源的单向转换器。37.根据权利要求31所述的系统，其中第二转换器是在第二端口和能量源之间传导电的双向转换器。38.根据权利要求21所述的系统，其中第一多个模块在第一阵列中串联连接，并且被连接以接收总充电源电压，使得应用到第一阵列的每个模块的第二端口的电荷信号的电压从总充电源电压被分压。39.根据权利要求21
‑
38中任一项所述的系统，其中能量源是第一能量源，并且其中每个模块包括第二能量源。40.根据权利要求39所述的系统，其中第二能量源通过电感器连接到第一转换器。41.根据权利要求39所述的系统，其中第一能量源是第一类型的锂离子电池，并且第二能量源是第二类型的锂离子电池，其中第一和第二类型不同。42.根据权利要求39所述的系统，其中第一能量源是电池，并且第二能量源是高能量密度（HED）电容器。43.根据权利要求21
‑
38中任一项所述的系统，其中第一多个模块中的每个模块、第二多个模块中每个模块、第一互连模块和第二互连模块还包括与能量源并联连接的能量缓冲器。44.根据权利要求43所述的系统，其中能量缓冲器是电容器。45.根据权利要求21
‑
44中任一项所述的系统，还包括被配置为控制第一和第二转换器的切换的控制系统。46.根据权利要求45所述的系统，其中控制系统包括与多个模块相关联的多个本地控制设备，以及与多个本地控制设备通信耦合的主控制设备。47.根据权利要求45所述的系统，其中控制系统被配置为控制每个模块的第二转换器的切换，以在模块的能量源之间交换能量。48.一种可控制以向电动车辆的负载提供电力的模块化能量系统，包括：在第一、第二和第三阵列中连接在一起的第一多个模块，每个阵列被配置为输出AC电压信号，所述AC电压信号包括来自该阵列的模块的输出电压的叠加；以及在第四阵列中连接在一起的第二多个模块，所述第四阵列被配置为输出包括来自第二多个模块的输出电压的叠加的AC电压信号，其中第一多个模块被配置为向电动车辆的第一辅助负载提供三相电力，并且
其中第二多个模块被配置为向电动车辆的第二辅助负载提供单相电力。49.根据权利要求48所述的模块化能量系统，还包括...
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。