本發(fā)明的實(shí)施例一般涉及包括混合電動(dòng)車(chē)輛和電動(dòng)車(chē)輛的電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，更具體地來(lái)說(shuō)，涉及使用多端口能量管理系統(tǒng)對(duì)電動(dòng)車(chē)輛的能量存儲(chǔ)裝置充電。

背景技術(shù)：
混合電動(dòng)車(chē)輛可以將內(nèi)燃機(jī)與能量存儲(chǔ)裝置（如牽引用電池）供電的電動(dòng)機(jī)組合以推動(dòng)車(chē)輛。此類(lèi)組合可以通過(guò)使內(nèi)燃機(jī)和電動(dòng)機(jī)能夠各在相應(yīng)提高的效率范圍中操作來(lái)提高總體燃料效率。例如，電動(dòng)機(jī)可能在從靜止發(fā)車(chē)加速時(shí)有效率，而內(nèi)燃機(jī)（ICE）可能在恒定引擎操作（如高速公路行駛）的持續(xù)期間有效率。使電動(dòng)機(jī)提升初始加速允許混合動(dòng)力車(chē)輛中的內(nèi)燃機(jī)更小且更具燃料效率。純電動(dòng)車(chē)輛使用存儲(chǔ)的電能以向電動(dòng)機(jī)供電，這樣推動(dòng)車(chē)輛，并且還可以操作附屬驅(qū)動(dòng)。純電動(dòng)車(chē)輛可以使用一個(gè)或多個(gè)存儲(chǔ)的電能源。例如，可以使用第一存儲(chǔ)的電能源提供較長(zhǎng)持續(xù)能量，如低電壓電池（通稱(chēng)為“能量電池”），而第二存儲(chǔ)的電能源可以用于使用高電壓電池（通稱(chēng)為“功率電池”）提供較高功率能量，例如用于車(chē)輛加速。公知的能量存儲(chǔ)裝置還可以包括超級(jí)電容器，其往往具有更快速的充電和放電能力并提供長(zhǎng)時(shí)間的操作。插電式電動(dòng)車(chē)輛，無(wú)論是混合電動(dòng)型還是純電動(dòng)型，典型地配置成使用來(lái)自外部源的電能來(lái)對(duì)能量存儲(chǔ)裝置再充電。此類(lèi)車(chē)輛可以包括例如公路用車(chē)和非公路用車(chē)、高爾夫車(chē)、社區(qū)電動(dòng)車(chē)、叉車(chē)和通用貨車(chē)。公知的充電裝置包括多端口能量存儲(chǔ)管理系統(tǒng)（ESMS），用于兼有地對(duì)電動(dòng)車(chē)輛的低電壓能量存儲(chǔ)系統(tǒng)和高電壓能量存儲(chǔ)系統(tǒng)充電。典型地，ESMS包括降低-提升轉(zhuǎn)換器，這些降低-提升轉(zhuǎn)換器能夠彼此結(jié)合來(lái)使用以便靈活地向具有不同充電電壓需求的多種裝置施加充電電壓。ESMS還典型地包括高電壓側(cè)和低電壓側(cè)。在一種具有四個(gè)端口的公知ESMS裝置中，其中兩個(gè)端口位于裝置的高電壓側(cè)以及其中兩個(gè)端口位于裝置的低電壓側(cè)。高電壓側(cè)典型地用于從公用設(shè)施電網(wǎng)或可再生能源（位于高電壓側(cè)的一個(gè)端口）充電以及將充電功率提供到功率電池（位于高電壓側(cè)的另一個(gè)端口）。低電壓側(cè)典型地用于對(duì)電動(dòng)車(chē)輛的低電壓裝置（如能量電池和超級(jí)電容）（位于低電壓側(cè)的端口）充電，并且在一些實(shí)施例中還可以包括低電壓端口之一中對(duì)低電壓充電源的適應(yīng)性。順便來(lái)說(shuō)，典型地包括功率電池是為了提供用于車(chē)輛加速的高功率突發(fā)，并因此期望作為高電壓裝置操作，相對(duì)于能量電池來(lái)說(shuō)，典型地包括能量電池是為了對(duì)車(chē)輛提供長(zhǎng)距離巡航能量。因此，由于功率電池的高功率需求，高電壓能量存儲(chǔ)裝置（例如，功率電池）典型地在400V或更多的高電壓操作下操作；而低電壓能量存儲(chǔ)裝置（例如，能量電池）典型地提供高能量存儲(chǔ)并在低得多的標(biāo)稱(chēng)電壓（例如，120V或更低）處操作。超級(jí)電容器可以用在高電壓或低電壓應(yīng)用中，并因此可以將其包括在ESMS充電裝置的高側(cè)或低側(cè)，具體取決于其使用類(lèi)型（功率的高突發(fā)對(duì)用于巡航的能量?jī)?chǔ)存）。因?yàn)镋SMS中降低-提升轉(zhuǎn)換器的原因，可以利用能量存儲(chǔ)裝置和電源的多個(gè)布置來(lái)對(duì)能量存儲(chǔ)裝置充電。即，公知的ESMS可靈活地配置，因?yàn)榭梢栽诟唠妷簜?cè)首先降低充電電壓，然后將其提升到期望的充電電壓。并且，由于該降低操作和后續(xù)提升操作，高電壓側(cè)的充電可高于或低于外部提供的充電電壓。相似地，還可以將充電電壓降低到低電壓側(cè)的更低電壓。并且，由于EMS中多個(gè)降低-提升轉(zhuǎn)換器的原因，可以同時(shí)提供充電電壓以對(duì)高側(cè)的高電壓裝置以及低側(cè)的一個(gè)或多個(gè)低電壓裝置充電。即，可以將單個(gè)高電壓供給分離（split）以同時(shí)例如向高側(cè)裝置和低側(cè)裝置或向兩個(gè)低側(cè)提供能量。分離功率以用于對(duì)多個(gè)能量存儲(chǔ)裝置充電的公知裝置典型地僅基于正在充電的裝置的狀況來(lái)進(jìn)行優(yōu)化。即，公知充電或ESMS裝置典型地使其分離的功率基于如裝置的充電狀態(tài)和/或每個(gè)相應(yīng)充電端口處的電壓的因素。雖然此類(lèi)優(yōu)化常常足以對(duì)正在充電的裝置組合提供最大總體充電速率，但是此類(lèi)充電規(guī)劃未將如對(duì)正在充電的裝置本身的壽命的總體影響，溫度極限等的附加因素納入考慮。即，雖然能量存儲(chǔ)裝置可能物理上能夠接收高充電速率以減少所有裝置的充電時(shí)間，但是如果對(duì)于一個(gè)或多個(gè)裝置的長(zhǎng)期代價(jià)是壽命的下降，則不會(huì)期望如此。換言之，使用壽命的代價(jià)和最終需要更換如功率電池、能量電池和超級(jí)電容器的能量存儲(chǔ)裝置可能不值得充電僅基于充電狀態(tài)時(shí)充電時(shí)間上的邊際減少。實(shí)際上，因?yàn)楣潆娧b置在未將裝置本身的特定情況納入考慮的情況下（而是僅基于充電端處的充電狀態(tài)或電壓）確定功率分離和充電速率，這些裝置不僅存在長(zhǎng)時(shí)間使用壽命的風(fēng)險(xiǎn)，而且存在超過(guò)裝置能夠處理的速率進(jìn)行充電的情況下導(dǎo)致災(zāi)難性故障的風(fēng)險(xiǎn)。因此，期望提供一種設(shè)備和控制方案來(lái)優(yōu)化EV的多個(gè)能量存儲(chǔ)裝置的總體再充電時(shí)間，同時(shí)將充電規(guī)劃的壽命影響納入考慮。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明是一種用于考慮對(duì)能量存儲(chǔ)裝置本身的壽命影響來(lái)優(yōu)化EV的多個(gè)能量存儲(chǔ)裝置的總體再充電時(shí)間的設(shè)備和方法。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，電動(dòng)車(chē)輛包括控制器，該控制器配置成從高電壓存儲(chǔ)裝置和從低電壓存儲(chǔ)裝置接收傳感器反饋，將傳感器反饋與相應(yīng)的高電壓存儲(chǔ)裝置和低電壓存儲(chǔ)裝置的操作極限比較，基于比較來(lái)確定對(duì)高電壓存儲(chǔ)裝置和對(duì)低電壓存儲(chǔ)裝置的總充電電流以及該總充電電流至高電壓裝置和至低電壓裝置的功率分離因數(shù)，以及基于確定調(diào)整至低電壓存儲(chǔ)裝置和高電壓存儲(chǔ)裝置的總功率。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，一種管理電動(dòng)車(chē)輛的能量存儲(chǔ)系統(tǒng)的方法，其包括從電動(dòng)車(chē)輛的高電壓能量存儲(chǔ)裝置接收傳感器反饋，將來(lái)自高電壓能量存儲(chǔ)裝置的傳感器反饋與特定于高電壓能量存儲(chǔ)裝置的操作極限比較，從電動(dòng)車(chē)輛的低電壓能量存儲(chǔ)裝置接收傳感器反饋，將來(lái)自低電壓能量存儲(chǔ)裝置的傳感器反饋與特定于低電壓能量存儲(chǔ)裝置的操作極限比較，基于來(lái)自高電壓裝置和來(lái)自低電壓裝置的比較來(lái)確定對(duì)高電壓存儲(chǔ)裝置和對(duì)低電壓存儲(chǔ)裝置的總充電電流以及該總充電電流至高電壓裝置和至低電壓裝置的功率分離因數(shù)，以及基于確定調(diào)整至低電壓存儲(chǔ)裝置和高電壓存儲(chǔ)裝置的總功率。根據(jù)本發(fā)明的又一方面，一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其耦合到電動(dòng)車(chē)輛（EV）的能量存儲(chǔ)和管理系統(tǒng)（ESMS）并且其上存儲(chǔ)有包含指令的計(jì)算機(jī)程序，這些指令被計(jì)算機(jī)執(zhí)行時(shí)，促使計(jì)算機(jī)執(zhí)行如下操作：從EV的高電壓能量存儲(chǔ)裝置和從EV的低電壓能量存儲(chǔ)裝置接收傳感器反饋，將傳感器反饋與相應(yīng)的能量存儲(chǔ)裝置的操作極限比較，基于比較來(lái)確定對(duì)能量存儲(chǔ)裝置的總充電電流以及該總充電電流在高電壓裝置與低電壓裝置之間的功率分離因數(shù)，以及基于確定調(diào)整至能量存儲(chǔ)裝置的總功率。根據(jù)第一實(shí)施例，提供了一種電動(dòng)車(chē)輛，包括：控制器，其配置成：從高電壓存儲(chǔ)裝置和從低電壓存儲(chǔ)裝置接收傳感器反饋；將所述傳感器反饋與相應(yīng)的高電壓存儲(chǔ)裝置和低電壓存儲(chǔ)裝置的操作極限比較；基于所述比較確定：至所述高電壓存儲(chǔ)裝置和低電壓存儲(chǔ)裝置的總充電電流；以及至所述高電壓存儲(chǔ)裝置和所述低電壓存儲(chǔ)裝置的所述總充電電流的功率分離因數(shù)；以及基于所述確定調(diào)整至所述低電壓存儲(chǔ)裝置和所述高電壓存儲(chǔ)裝置的總功率。優(yōu)選地，根據(jù)第一實(shí)施例的系統(tǒng)包括能量存儲(chǔ)和管理系統(tǒng)（ESMS），所述能量存儲(chǔ)和管理系統(tǒng)包括：多個(gè)能量端口，ESMS包括多個(gè)DC電轉(zhuǎn)換器，每個(gè)DC電轉(zhuǎn)換器配置成將DC電壓增高和減低，其中：所述多個(gè)能量端口的第一端口是可耦合到所述DC電轉(zhuǎn)換器的每一個(gè)的已增高的電壓側(cè)的高電壓端口；所述多個(gè)能量端口的第二端口是可耦合到所述DC電轉(zhuǎn)換器的每一個(gè)的已減低的電壓側(cè)的低電壓端口；以及所述多個(gè)能量端口的至少其中之一可耦合到充電系統(tǒng)；所述高電壓存儲(chǔ)裝置耦合到所述第一端口；所述低電壓存儲(chǔ)裝置耦合到所述第二端口；以及耦合到所述多個(gè)能量端口的其中之一的充電系統(tǒng)。優(yōu)選地，所述充電系統(tǒng)是設(shè)在所述電動(dòng)車(chē)輛上的輔助功率單元，且配置成在所述車(chē)輛處于運(yùn)動(dòng)時(shí)向所述功率電子轉(zhuǎn)換系統(tǒng)輸出電功率。進(jìn)一步地，所述控制器配置成：確定所述多個(gè)能量端口的每一個(gè)的電壓；基于每個(gè)相應(yīng)能量端口的所確定的電壓，確定所述功率分離因數(shù)。優(yōu)選地，所述控制器配置成：持續(xù)地從所述高電壓存儲(chǔ)裝置和低電壓存儲(chǔ)裝置接收所述傳感器反饋；將所持續(xù)接收的傳感器反饋與所述相應(yīng)的高電壓存儲(chǔ)裝置和低電壓存儲(chǔ)裝置的所述操作極限比較；修正所確定的總充電電流和所述功率分離因數(shù)；以及基于所修正的確定，調(diào)整至所述低電壓存儲(chǔ)裝置和所述高電壓存儲(chǔ)裝置的功率。優(yōu)選地，所述控制器配置成確定所述功率分離因數(shù)，以便在調(diào)整至所述高電壓能量存儲(chǔ)裝置和至所述低電壓能量存儲(chǔ)裝置的功率時(shí)，將功率導(dǎo)向到所述高電壓能量存儲(chǔ)裝置和所述低電壓能量存儲(chǔ)裝置的僅其中之一。優(yōu)選地，所述相應(yīng)高電壓存儲(chǔ)裝置和低電壓存儲(chǔ)裝置的所述操作極限由與所述相應(yīng)高電壓存儲(chǔ)裝置和低電壓存儲(chǔ)裝置的每一個(gè)對(duì)應(yīng)的電流極限和最大溫度的至少其中之一組成。優(yōu)選地，所述控制器配置成基于所述傳感器反饋，調(diào)整設(shè)為在所述高電壓裝置和低電壓裝置的其中之一上鼓風(fēng)的風(fēng)扇。優(yōu)選地，根據(jù)第一實(shí)施例的系統(tǒng)包括功率裝置，所述功率裝置耦合到所述高電壓存儲(chǔ)裝置和所述低電壓存儲(chǔ)裝置，其中所述功率裝置包括以下之一：車(chē)輛傳動(dòng)系統(tǒng)、不間斷供電源、采礦車(chē)輛傳動(dòng)系統(tǒng)、采礦設(shè)備、船舶系統(tǒng)和航空系統(tǒng)。根據(jù)第二實(shí)施例，提供了一種管理電動(dòng)車(chē)輛的能量存儲(chǔ)系統(tǒng)的方法，包括：從所述電動(dòng)車(chē)輛的高電壓能量存儲(chǔ)裝置接收傳感器反饋；將來(lái)自所述高電壓能量存儲(chǔ)裝置的傳感器反饋與特定于所述高電壓能量存儲(chǔ)裝置的操作極限比較；從所述電動(dòng)車(chē)輛的低電壓能量存儲(chǔ)裝置接收傳感器反饋；將來(lái)自所述低電壓能量存儲(chǔ)裝置的傳感器反饋與特定于所述低電壓能量存儲(chǔ)裝置的操作極限比較；基于來(lái)自所述高電壓裝置和來(lái)自所述低電壓裝置的比較，確定：至所述高電壓存儲(chǔ)裝置和低電壓存儲(chǔ)裝置的總充電電流；以及至所述高電壓裝置和所述低電壓裝置的所述總充電電流的功率分離因數(shù)；以及基于所述確定調(diào)整至所述低電壓存儲(chǔ)裝置和所述高電壓存儲(chǔ)裝置的總功率。優(yōu)選地，根據(jù)第二實(shí)施例的方法包括獲取能量存儲(chǔ)裝置參數(shù)信息并基于所述能量存儲(chǔ)裝置參數(shù)信息確定所述總充電電流和所述功率分離因數(shù)，其中所述能量存儲(chǔ)參數(shù)信息包括與相應(yīng)的高電壓能量存儲(chǔ)裝置和低電壓能量存儲(chǔ)裝置的每一個(gè)對(duì)應(yīng)的充電狀態(tài)和當(dāng)前操作電壓。優(yōu)選地，所述高電壓裝置和所述低電壓裝置的操作極限包括與相應(yīng)的高電壓能量存儲(chǔ)裝置和低電壓能量存儲(chǔ)裝置的每一個(gè)對(duì)應(yīng)的電流極限和最大溫度的至少其中之一。優(yōu)選地，根據(jù)第二實(shí)施例的方法包括由設(shè)在所述電動(dòng)車(chē)輛上的輔助功率單元調(diào)整至所述低電壓能量存儲(chǔ)裝置和所述高電壓能量存儲(chǔ)裝置的所述總功率。優(yōu)選地，所述高電壓能量存儲(chǔ)裝置是具有400V或更大的操作電壓的功率電池，以及所述低電壓能量存儲(chǔ)裝置是具有120V或更小的操作電壓的能量電池和超級(jí)電容器的其中之一。根據(jù)第三實(shí)施例，提供了一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其耦合到電動(dòng)車(chē)輛（EV）的能量存儲(chǔ)和管理系統(tǒng)（ESMS）并且其上存儲(chǔ)有包含指令的計(jì)算機(jī)程序，這些指令被計(jì)算機(jī)執(zhí)行時(shí)，促使所述計(jì)算機(jī)執(zhí)行如下操作：從所述EV的高電壓能量存儲(chǔ)裝置和從所述EV的低電壓能量存儲(chǔ)裝置接收傳感器反饋；將所述傳感器反饋與相應(yīng)的能量存儲(chǔ)裝置的操作極限比較；基于所述比較確定：至所述能量存儲(chǔ)裝置的總充電電流；以及所述高電壓裝置與所述低電壓裝置之間的所述總充電電流的功率分離因數(shù)；以及基于所述確定調(diào)整至所述能量存儲(chǔ)裝置的總功率。優(yōu)選地，還促使計(jì)算機(jī)根據(jù)輔助單元調(diào)整至所述能量存儲(chǔ)裝置的所述總功率，所述輔助單元設(shè)在所述EV上且耦合到ESMS的端口。優(yōu)選地，還促使所述計(jì)算機(jī)確定所述ESMS的多個(gè)能量端口的每一個(gè)的電壓，以及基于每個(gè)相應(yīng)能量端口的所確定的電壓來(lái)確定所述功率分離因數(shù)。優(yōu)選地，還促使所述計(jì)算機(jī)執(zhí)行如下操作：持續(xù)地從所述高電壓能量存儲(chǔ)裝置和低電壓能量存儲(chǔ)裝置接收所述傳感器反饋；將所持續(xù)接收的傳感器反饋與所述相應(yīng)的高電壓存儲(chǔ)裝置和低電壓存儲(chǔ)裝置的操作極限比較；修正所確定的總充電電流和所述功率分離因數(shù)；以及以及基于所述修正調(diào)整至所述能量存儲(chǔ)裝置的總功率。優(yōu)選地，所述相應(yīng)高電壓能量存儲(chǔ)裝置和低電壓能量存儲(chǔ)裝置的所述操作極限由與所述相應(yīng)高電壓存儲(chǔ)裝置和低電壓存儲(chǔ)裝置的每一個(gè)對(duì)應(yīng)的電流極限和最大溫度的至少其中之一組成。優(yōu)選地，還促使所述計(jì)算機(jī)基于所述傳感器反饋，調(diào)整設(shè)為在所述高電壓能量存儲(chǔ)裝置和低電壓能量存儲(chǔ)裝置的其中之一上鼓風(fēng)的風(fēng)扇。通過(guò)下文的詳細(xì)描述和附圖，將使多種其他特征和優(yōu)點(diǎn)顯而易見(jiàn)。附圖說(shuō)明這些附圖說(shuō)明目前設(shè)想用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的實(shí)施例。在這些附圖中：圖1是結(jié)合本發(fā)明的實(shí)施例的電動(dòng)車(chē)輛（EV）的示意框圖。圖2是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的可配置多端口充電器架構(gòu)的示意框圖。圖3圖示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的多端口充電器的電氣示意圖。圖4圖示作為示例特定于圖2的模塊M2的控制規(guī)劃。圖5和圖6圖示多端口充電器中示范操作模式中的充電電流的流動(dòng)。圖7是圖示圖2所示的多端口充電器的配置的表。圖8是圖示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的再充電場(chǎng)景和通信接口的使用的框圖。圖9圖示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的有關(guān)通信接口的控制變量和參數(shù)。圖10是結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例的具有附屬功率單元（APU）的電動(dòng)車(chē)輛（EV）的示意框圖。圖11是結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例的具有附屬功率單元（APU）的電動(dòng)車(chē)輛（EV）的示意框圖。具體實(shí)施方式圖1說(shuō)明結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例的混合電動(dòng)車(chē)輛（HEV）或電動(dòng)車(chē)輛（EV）10的一個(gè)實(shí)施例，如汽車(chē)、卡車(chē)、公共汽車(chē)或非公路用車(chē)輛。在其他實(shí)施例中，車(chē)輛10包括車(chē)輛傳動(dòng)系統(tǒng)、不間斷電源、采礦車(chē)輛傳動(dòng)系統(tǒng)、采礦設(shè)備、船舶系統(tǒng)和航空系統(tǒng)之一。車(chē)輛10包括由控制器或計(jì)算機(jī)46控制的能量存儲(chǔ)和管理系統(tǒng)（ESMS）100、內(nèi)燃機(jī)或熱引擎12、耦合到引擎12的傳動(dòng)裝置（transmission）14、分速器（differential）16和耦合在傳動(dòng)裝置14與分速器16之間的驅(qū)動(dòng)軸組裝件18。以及雖然ESMS100圖示為在插電式混合電動(dòng)車(chē)輛（PHEV）中，但是要理解根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例，ESMS100可應(yīng)用于任何電動(dòng)車(chē)輛，如HEV或EV，或可應(yīng)用于用于操作脈沖負(fù)載的其他功率電子驅(qū)動(dòng)器。根據(jù)多種實(shí)施例：引擎12可以是例如內(nèi)燃汽油引擎、內(nèi)燃柴油引擎、外燃機(jī)或燃?xì)鉁u輪引擎。系統(tǒng)10包括提供用于控制引擎12的操作的引擎控制器20。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，引擎控制器20包括配置成感測(cè)引擎12的操作狀況的一個(gè)或多個(gè)傳感器22。傳感器22可以包括例如rpm傳感器、轉(zhuǎn)矩傳感器、氧傳感器和溫度傳感器。因此，引擎控制器20配置成傳送數(shù)據(jù)或從引擎12接收數(shù)據(jù)。車(chē)輛10還包括測(cè)量引擎12的曲軸轉(zhuǎn)速的引擎速度傳感器（未示出）。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，速度傳感器可以由轉(zhuǎn)速計(jì)（未示出）以每秒脈沖數(shù)測(cè)量引擎曲軸轉(zhuǎn)速，然后可以將其轉(zhuǎn)換成每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)（rpm）信號(hào)。車(chē)輛10還包括耦合到分速器16的相應(yīng)端的至少兩個(gè)輪子24。在一個(gè)實(shí)施例中，車(chē)輛10配置為后輪驅(qū)動(dòng)車(chē)輛，以使分速器16設(shè)在車(chē)輛10的尾端附近，且配置成驅(qū)動(dòng)輪子24的至少其中之一?？蛇x地，車(chē)輛10可以配置成前輪驅(qū)動(dòng)車(chē)輛。在一個(gè)實(shí)施例中，傳動(dòng)裝置14是手動(dòng)操作的傳動(dòng)裝置，其包括多個(gè)齒輪以使從引擎12接收的輸入轉(zhuǎn)矩經(jīng)由多個(gè)齒輪傳動(dòng)比倍增，并通過(guò)驅(qū)動(dòng)軸組裝件18傳送到分速器16。根據(jù)此類(lèi)實(shí)施例，車(chē)輛10包括配置成選擇性地連接和斷開(kāi)引擎12和傳送裝置14的離合器（未示出）。車(chē)輛10還包括機(jī)電裝置，如電動(dòng)機(jī)或電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)單元26，機(jī)電裝置沿著驅(qū)動(dòng)軸組裝件18耦合在傳送裝置14與分速器16之間，以使引擎12產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩通過(guò)傳動(dòng)裝置14和通過(guò)電動(dòng)機(jī)或電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)單元26傳送到分速器16?？梢园ㄋ俣葌鞲衅鳎ㄎ词境觯┮员O(jiān)視電動(dòng)機(jī)26的操作速度。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，電動(dòng)機(jī)26直接耦合到傳動(dòng)裝置14，以及驅(qū)動(dòng)軸組裝件18包括耦合到分速器16的車(chē)軸或驅(qū)動(dòng)軸。提供混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)或轉(zhuǎn)矩控制器28以控制電動(dòng)機(jī)26的操作，并且將轉(zhuǎn)矩控制器28耦合到電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)單元26。能量存儲(chǔ)系統(tǒng)30耦合到轉(zhuǎn)矩控制器28，并且可由ESMS100來(lái)控制。能量存儲(chǔ)系統(tǒng)30包括例如低電壓能量存儲(chǔ)或能量電池32、高電壓能量存儲(chǔ)或功率電池34和超級(jí)電容器36。但是，雖然圖示低電壓能量存儲(chǔ)32、高電壓能量存儲(chǔ)34和超級(jí)電容器36，但是要理解能量存儲(chǔ)系統(tǒng)30可以包括本領(lǐng)域中理解的多個(gè)能量存儲(chǔ)單元，例如鈉金屬鹵化物電池、鈉鎳氯化物電池、鈉硫電池、鎳金屬氫電池、鋰離子電池、鋰聚合物電池、鎳鎘電池、多個(gè)超級(jí)電容器單元、超級(jí)電容器和電池的組合或燃料電池。車(chē)輛10中還包括加速器踏板38和制動(dòng)器踏板40。加速器踏板38配置成將油門(mén)命令信號(hào)或加速器踏板信號(hào)發(fā)送到引擎控制器20和轉(zhuǎn)矩控制28。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，系統(tǒng)10包括經(jīng)由ESMS100耦合到能量存儲(chǔ)系統(tǒng)30的能量存儲(chǔ)單元32-36的充電器接口42。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，充電器接口42可以耦合到多個(gè)能量存儲(chǔ)系統(tǒng)32-36，如圖所示，并且充電器接口42可以耦合到一個(gè)或多個(gè)功率輸入線(xiàn)路44，附圖圖示了其中兩個(gè)。ESMS100配置成選擇性地接合和脫離DC電裝置或降低-提升模塊，正如將論述的。在一個(gè)實(shí)施例中以及正如將說(shuō)明的，充電器接口42可連接到ESMS100的高電壓端口。典型地，充電器接口42包括至一個(gè)或多個(gè)輸入線(xiàn)路44的接口，以使來(lái)自輸入線(xiàn)路的功率可連接到ESMS100的充電端口。雖然充電器接口42圖示為經(jīng)由ESMS100耦合到能量存儲(chǔ)系統(tǒng)32-36，且充電器接口42圖示為耦合到一個(gè)或多個(gè)功率輸入線(xiàn)路44，但是，要理解本發(fā)明的實(shí)施例不應(yīng)局限于此。相反，要理解充電器接口42可以耦合到多種且變化類(lèi)型的能量存儲(chǔ)系統(tǒng)和功率輸入。再者，每個(gè)車(chē)輛可以有多個(gè)充電器接口42或ESMS單元100，或可以有應(yīng)用于車(chē)輛10的每個(gè)輪子24的功率系統(tǒng)，每個(gè)功率系統(tǒng)具有與之耦合的充電器接口42。操作中，本領(lǐng)域中理解，可以經(jīng)由傳動(dòng)裝置14從內(nèi)燃機(jī)或熱引擎12提供能量從而驅(qū)動(dòng)軸組裝件18，并且可以經(jīng)由從可以包括能量系統(tǒng)32-36的能量存儲(chǔ)系統(tǒng)30汲取能量的驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)28將能量提供到驅(qū)動(dòng)軸組裝件18。因此，正如本領(lǐng)域中理解的，可以為車(chē)輛10提升或加速?gòu)睦绺唠妷耗芰看鎯?chǔ)裝置34或從超級(jí)電容器36汲取能量，高電壓能量存儲(chǔ)裝置34可以包括例如電池。巡航（即，一般為非加速操作）期間，可以經(jīng)由如低電壓能量存儲(chǔ)32的低電壓存儲(chǔ)裝置為車(chē)輛10汲取能量。以及在操作期間，可以從內(nèi)燃機(jī)或熱引擎12汲取能量以便將能量提供到能量存儲(chǔ)30，或?qū)⒐β侍峁┑津?qū)動(dòng)軸組裝件18，正如本領(lǐng)域中理解的。再者，一些系統(tǒng)包括再生操作，其中可以從制動(dòng)操作恢復(fù)能量并將其用于對(duì)能量存儲(chǔ)30再充電。此外，一些系統(tǒng)可以不提供從制動(dòng)的再生能量恢復(fù)，以及一些系統(tǒng)可以不提供如內(nèi)燃機(jī)或熱引擎12的熱引擎。雖然如此且盡管一些系統(tǒng)能夠?qū)δ芰看鎯?chǔ)30再充電，能量存儲(chǔ)30需要周期性地從外部源再充電，外部源例如115V家庭供電源或230V3相源。對(duì)能量存儲(chǔ)30再充電的需求在沒(méi)有熱引擎提供功率且延長(zhǎng)驅(qū)動(dòng)操作范圍的插電式混合電動(dòng)車(chē)輛（PHEV）中尤其迫切。因此，本發(fā)明的實(shí)施例通過(guò)具有多個(gè)能量端口，所以是靈活且可配置的，并且可以耦合到多個(gè)電源和源類(lèi)型以便對(duì)一個(gè)或多個(gè)能量能量存儲(chǔ)類(lèi)型充電。再者，本發(fā)明的實(shí)施例允許高效且平衡式地對(duì)能量存儲(chǔ)單元30的多個(gè)能量系統(tǒng)32-36充電，多個(gè)能量系統(tǒng)具有變化的耗盡水平。為了滿(mǎn)足現(xiàn)代PHEV和EV的需求，基礎(chǔ)設(shè)施應(yīng)該提供典型地7kW以在2或3小時(shí)的充電時(shí)間（家庭充電）中實(shí)現(xiàn)80%的充電狀態(tài)（SOC）（假定25kWh電池）。對(duì)于更激進(jìn)短?？斐浞桨福ɡ?，“氣站”），可能需要顯著較高的功率電平以在10分鐘實(shí)現(xiàn)期望的80%SOC。需要根據(jù)現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)來(lái)設(shè)計(jì)車(chē)輛接口。引導(dǎo)信號(hào)（pilotsignal）通過(guò)其占空比來(lái)確定最大可允許功率。除了高度集成外，提出的系統(tǒng)還提供單相和/或三相AC輸入、高效率、低諧波、接近1的輸入功率因數(shù)、低成本、低重量以及設(shè)備的安全性互鎖。功率因數(shù)校正（PFC）需求可以由IEC/ISO/IEEE線(xiàn)路諧波電流規(guī)范驅(qū)動(dòng)，如本領(lǐng)域知曉的。本發(fā)明可應(yīng)用于常規(guī)電動(dòng)車(chē)輛（EV）以及電網(wǎng)充電的混合電動(dòng)車(chē)輛（PHEV）。電網(wǎng)充電的HEV提供驅(qū)動(dòng)車(chē)輛達(dá)到某些里程（即，PHEV20、PHEV40、PHEV60）的選項(xiàng)。傳統(tǒng)上，PHEV的目標(biāo)是提供高電力里程（all-electric-range（AER））能力以降低操作成本并且能夠優(yōu)化操作策略。就降低-提升階段、充電器前端和接口而言，如果它是針對(duì)EV或PHEV應(yīng)用設(shè)計(jì)的，則它一般作出很小差異。DC/DC轉(zhuǎn)換器的作用是兩個(gè)或更多能量源之間的高效能量傳遞，對(duì)于持續(xù)且峰值功率需求是可靠的。充電器單元的集成是旨在實(shí)現(xiàn)組件更少并因此可靠性更高的更高功率密度設(shè)計(jì)的下一步。因此，本發(fā)明的實(shí)施例可應(yīng)用于多個(gè)電動(dòng)車(chē)輛，包括全電動(dòng)和混合電動(dòng)車(chē)輛、作為示例一般且廣義地稱(chēng)為“EV”。此類(lèi)EV可以包括但不限于公路用車(chē)輛、高爾夫車(chē)、火車(chē)等，其能夠具有包括用于促使車(chē)輛運(yùn)動(dòng)的電動(dòng)組件的功率系統(tǒng)。在常規(guī)實(shí)現(xiàn)中，許多單獨(dú)的單元共存以便一般包括互連的單獨(dú)充電器、電池管理和控制單元。在具有高級(jí)電池的汽車(chē)環(huán)境中，充電器與電池之間的通信是重要考量。在這種環(huán)境中，來(lái)自不同電池出售商的電池之間的無(wú)縫集成也是重要考量。具有集成的充電器的能量管理系統(tǒng)在沒(méi)有太大集成需要以及更少的組件提高了可靠性的方面而言是有利的?，F(xiàn)在參考圖2，一般圖示可配置多端口集成充電器架構(gòu)——能量存儲(chǔ)和管理系統(tǒng)（ESMS）100具有四個(gè)能量端口102和分別為模塊1、2和3（104、106、108）的三個(gè)DC電轉(zhuǎn)換裝置或降低-提升轉(zhuǎn)換器。正如本領(lǐng)域中公知的，降低-提升轉(zhuǎn)換器104-108可以配置成通過(guò)使電能在第一方向110（結(jié)合降低-提升轉(zhuǎn)換器104來(lái)說(shuō)明，但是等效地可應(yīng)用于轉(zhuǎn)換器106和108）上流經(jīng)來(lái)以降低模式操作，或通過(guò)使電能在第二方向112（也是結(jié)合降低-提升轉(zhuǎn)換器104來(lái)說(shuō)明，但是等效地可應(yīng)用于轉(zhuǎn)換器106和108）上流經(jīng)來(lái)以提升模式操作。如圖所示，能量端口102包括第一能量端口P1114，其可配置成具有與之附接或電耦合的第一單元116。相似地，能量端口102包括第四、第二和第三能量端口P2118、P3120和P4122，它們可配置成具有與之附接或電耦合的相應(yīng)的第二單元124、第三單元126和第四單元128。根據(jù)本發(fā)明，該充電器是車(chē)輛設(shè)計(jì)的一部分且板載安裝。集成的板載充電器能夠由于例如與之連接以進(jìn)行充電的裝置的變化SOC而持續(xù)地調(diào)整至能量端口114和118-120的輸入電流。正如將圖示的，圖2的ESMS100可以配置成在相同時(shí)間或同時(shí)地對(duì)最高三個(gè)能量源充電（包括例如低電壓能量電池、高電壓功率電池、超級(jí)電容器）。ESMS100可以具有本文中配置成交織以便降低波紋電流的模塊。ESMS還能夠具有用于不同電池技術(shù)和能量存儲(chǔ)裝置類(lèi)型的多個(gè)充電簡(jiǎn)檔，這些簡(jiǎn)檔作為包括SOC和溫度的條件的函數(shù)。ESMS100包括由圖1的控制器46集中控制的集中式能量流控制，以及ESMS100能夠管理寬范圍的輸入和輸出電壓。圖1和圖2的ESMS100可在多種配置進(jìn)行配置。ESMS100的每個(gè)配置可以通過(guò)觸點(diǎn)來(lái)選擇。能量流由混合動(dòng)力車(chē)輛10的控制器46中實(shí)現(xiàn)的ESMS控制算法來(lái)控制，控制器46能夠同時(shí)感測(cè)連接到端口102的能量存儲(chǔ)裝置和充電裝置的存在并相應(yīng)地調(diào)整能量的流向。例如，這些控制算法可以確定能量存儲(chǔ)裝置或充電系統(tǒng)（例如DC或整流的AC）耦合到的每個(gè)端口的電壓，并相應(yīng)地且基于所確定的電壓，基于測(cè)量的頻率或二者兼有（例如）來(lái)操作ESMS100。以及，包括整流器的好處在于，即使存在錯(cuò)誤極性連接DC，整流器則提供保護(hù)，即使使用單相整流器或即使對(duì)于3相整流器，對(duì)3相輸入的其中兩個(gè)使用DC輸入。寬輸入電壓集成的充電器允許分別獨(dú)立且同時(shí)地從ESMS組件的電壓極限內(nèi)的任何輸入電壓水平對(duì)任何SOC水平的兩個(gè)或更多個(gè)電池充電。輸入電壓的范圍可以從典型單相電壓（110V/120V）到208V/240V以及高至400V或甚至更高（水平1…4）。當(dāng)前指定的最高電壓對(duì)于快速DC充電是400V，但是通過(guò)適當(dāng)?shù)剡x擇ESMS組件，可以利用高至480V單相或3相AC或甚至600VDC以在更短持續(xù)時(shí)間提供更高充電水平（即快速充電）。將能量電池連接到第一能量端口114或第四能量端口118，并且具有典型地比第二能量端口120上的功率電池低的標(biāo)稱(chēng)電壓?？梢栽诘谝荒芰慷丝?14上包括如超級(jí)電容器的短時(shí)間能量存儲(chǔ)裝置?？梢酝ㄟ^(guò)選擇性使用開(kāi)關(guān)來(lái)配置圖2的一般圖示的ESMS100以便支持多個(gè)充電布置。圖3圖示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的多端口ESMS的詳細(xì)電路圖。為了簡(jiǎn)明，省略控制電子組件。因此，ESMS200（與圖1和圖2的ESMS100相似）圖示第一降低-提升模塊202、第二降低-提升模塊204和第三降低-提升模塊206。ESMS200還圖示端口P1208具有與之耦合的較低電壓電池，端口P2210具有與之耦合的較高電壓?jiǎn)卧?，端口P3212具有與之耦合的整流的AC或DC電壓，以及端口P4214具有與之耦合的較低電壓超級(jí)電容器。由此，在圖示的示例中，將能量存儲(chǔ)裝置和能量充電器耦合到ESMS200以便圖示根據(jù)一個(gè)配置的操作。但是，正如所論述的，ESMS200可以采用多種布置來(lái)配置以便適應(yīng)多個(gè)充電器/能量存儲(chǔ)布置。因此，ESMS200包括觸點(diǎn)K3216、K1218、K2220、K4222和M224，可以選擇性地接合或脫離這些觸點(diǎn)以便根據(jù)上文說(shuō)明實(shí)現(xiàn)充電的配置。三個(gè)降低-提升模塊M1202、M2204、M3206的每一個(gè)包括IGBT分支（上方開(kāi)關(guān)和下方開(kāi)關(guān)）和電感器。可以通過(guò)多個(gè)功率電容器來(lái)緩沖高電壓DC總線(xiàn)。每個(gè)降低-提升轉(zhuǎn)換器階段輸出配備有電流傳感器，電流傳感器測(cè)量電感器電流。在美國(guó)和歐洲，端口P3212處所示的電壓極限均源于典型的單相AC出口電壓。但是，在需要較高充電功率水平的應(yīng)用中，可以經(jīng)由充電器接口42（圖1）將端口P3耦合到208V、240V或480V3相或400VDC或高至600VDC。ESMS200使用觸點(diǎn)作為主總線(xiàn)和各個(gè)模塊開(kāi)關(guān)。使用兩個(gè)功率電阻器（例如，120歐姆、100W，RH-50）和觸點(diǎn)或FET來(lái)實(shí)現(xiàn)預(yù)充電電路。附加的觸點(diǎn)（圖3中的K4222）用于兩種情況。一種情況是在端口P1208處電池的某個(gè)SOC狀況下，以及第二種情況是啟用模塊1202與模塊3206的交織的情況下。圖3圖示具有集成的充電器的ESMS200的電壓和電流感測(cè)點(diǎn)。充電可以使用單個(gè)電池或雙電池。如本文所示的雙電池配置中的充電對(duì)兩個(gè)電池均允許從具有任意SOC水平的電池的寬輸入電壓范圍進(jìn)行充電。僅具有其軟件特征的多端口集成充電器的內(nèi)部架構(gòu)允許這樣。當(dāng)通電時(shí)，ESMS200控制恢復(fù)正在使用的該類(lèi)型的能量存儲(chǔ)單元，它們的充電電流和功率的能量額定和極限。從至電動(dòng)車(chē)輛供電設(shè)備（EVSE）的通信接口，ESMS設(shè)置輸入電流的極限，并最終設(shè)置電源的類(lèi)型（AC或DC）。每個(gè)降低-提升模塊運(yùn)行獨(dú)立的狀態(tài)機(jī)。這些狀態(tài)是禁用/待機(jī)、降低模式已啟用、提升模式已啟用或已啟用永久導(dǎo)通上方開(kāi)關(guān)（特定于模塊2204，如圖4中作為序列250所示出的）。在步驟252處進(jìn)行模塊狀態(tài)選擇，并在步驟254處進(jìn)行加電自檢。在步驟256處確定輸入電壓范圍，以及如果Vmin和Vmax位于高側(cè)258，則閉合開(kāi)關(guān)K1218并啟用260模塊M2204，從而使模塊M2204以降低模式操作。如果Vmin和Vmax位于低側(cè)262，則開(kāi)路開(kāi)關(guān)K1218，并導(dǎo)通模塊M2的上方開(kāi)關(guān)，從而使模塊M2204永久性導(dǎo)通264。在步驟266處，請(qǐng)求模塊M1202，并且在步驟268處返回模塊M2204的狀態(tài)（即，在步驟202處的降低模式或步驟264處的永久性地導(dǎo)通）以便進(jìn)行后續(xù)操作。此序列的一部分還將使得觸點(diǎn)進(jìn)入正確狀態(tài)。為了進(jìn)行充電，一般觸點(diǎn)K3216閉合以允許使用模塊M1202和M2204以進(jìn)行端口P2210能量存儲(chǔ)裝置的受控充電。在充電控制的此序列中，軟件區(qū)別可以應(yīng)用的多種情況并選擇三個(gè)降低-提升模塊202-206的每一個(gè)的適合狀態(tài)。在啟動(dòng)序列中以及促使任何觸點(diǎn)處于導(dǎo)通狀態(tài)之前以及IGBT的模塊和開(kāi)關(guān)被啟用之前，ESMS200控制獲取所有使用的能量源的電壓水平并確定充電器輸入電壓。這樣做以便在例如降低-提升模塊的低側(cè)上的電壓高于高側(cè)上的電壓時(shí)，避免任何可能的不受控電流。這可以是例如位于高側(cè)上的功率電池深度放電以及端口P1208和/或端口P4214上的能量存儲(chǔ)裝置仍存儲(chǔ)有大量能量時(shí)的情況。這是車(chē)輛的正常操作能量管理典型地避免的情況，但是如果更換高側(cè)能量存儲(chǔ)裝置且更換之前不將其充電，或者正常操作能量管理出于某種原因而長(zhǎng)時(shí)間未處于活動(dòng)狀態(tài)，則可能出現(xiàn)此情況。集成的充電器控制可以處理所有四個(gè)端口208-214處的甚至非常極端和不尋常的電壓水平，并且允許受控能量管理來(lái)使系統(tǒng)返回正常操作。在一種操作模式中，參考圖5，在端口P2210處建立進(jìn)入高側(cè)能量存儲(chǔ)裝置的充電電流。這稱(chēng)為單個(gè)HV電池充電模式。模塊M1202以提升模式操作，觸點(diǎn)K3216和M224閉合，而觸點(diǎn)K1218、K2220和K4222開(kāi)路。根據(jù)充電器輸入電壓，模塊M2204處于降低模式（VP3>VP2）或上方開(kāi)關(guān)永久性地導(dǎo)通（VP3<VP2）。通過(guò)模塊M1202控制此充電電流。根據(jù)充電策略，處于端口P2210處的裝置的SOC或電壓水平，控制確定充電電流和處于此模式的操作時(shí)間。作為先前描述的模式的擴(kuò)充，參考圖6，充電器控制啟用端口P1208或端口P4214上的第二能量存儲(chǔ)裝置的充電。這可以稱(chēng)為雙電池充電模式。在此模式中，控制確保在閉合觸點(diǎn)并啟用模塊M3206之前能夠有受控的電流。如果電壓水平在允許范圍內(nèi)，則使觸點(diǎn)K2220或K4222進(jìn)入導(dǎo)通狀態(tài)，將模塊M3206設(shè)置成降低模式，并確定充電電流和此模式下的操作時(shí)間。應(yīng)用初始功率分離因數(shù)，同時(shí)恒定地監(jiān)視電流和電壓以計(jì)算每個(gè)個(gè)體SOC。通過(guò)使用商用現(xiàn)貨（COTS）電池組，集成的充電器ESMS的標(biāo)準(zhǔn)化通信接口還能夠從該系統(tǒng)接收電壓和SOC。集成的充電器ESMS執(zhí)行期望的充電策略，該期望的充電策略取決于電池技術(shù)、熱約束等而定。估計(jì)附接的能量存儲(chǔ)裝置的SOC以確定從寬電壓輸入分離到能量存儲(chǔ)裝置的功率。恒定地監(jiān)視個(gè)體裝置SOC以確定并優(yōu)化功率分離因數(shù)。此任務(wù)負(fù)責(zé)適合地處理極端SOC水平。例如，端口P2210上的充分放電的高側(cè)電池可以在低于端口P1208上的電池的電壓下操作。在此情況中，需要對(duì)端口P2210上的高側(cè)電池充電之后，才能執(zhí)行充電功率分離。參考圖5和圖6，圖示兩種充電配置的能量流。首先參考圖5，能量從位于端口3212的充電器（未示出）流到模塊2210，然后流到以提升模式操作的模塊1208。因此，可以通過(guò)確保K1218和K2220開(kāi)路將DC源提升到端口2210上的高電壓輸出。在圖6所示的其他示例中，可以從耦合到端口3212的DC源（未示出）同時(shí)對(duì)端口1208和端口4214充電。例如，可以結(jié)合圖6來(lái)考慮兩種情況。情況1：端口3212處的輸入電壓高于端口1208處的電池電壓。在此情況中，模塊2204以降低模式操作并且調(diào)整LU中的電流ILB。觸點(diǎn)K3216和K1218閉合，而M224、K2220和K4222（UPOS）開(kāi)路。情況2：端口3212處的輸入電壓低于端口1208處的電池電壓。在此情況中，觸點(diǎn)K3216、M224和K4222（UPOS）閉合，而K1218和K2220開(kāi)路。模塊2204處于非活動(dòng)（M2永久性導(dǎo)通），模塊1202以提升模式操作以將低輸入電壓提升到某個(gè)較高水平。模塊3206將此電壓降低回到端口1208處的能量電池的設(shè)置電壓。以閉合回路方式控制LW中的電流ILC。由此，圖5和圖6圖示可以使用圖3的ESMS200實(shí)現(xiàn)的不同充電方案，圖3還圖示與所示的充電布置對(duì)應(yīng)的電流流向。但是以及正如所提到的，ESMS200可在多種配置中使用。可以將不同的能量存儲(chǔ)類(lèi)型和充電器連接到根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的ESMS200，如圖7作為表300所示的。即，示范充電方案1-5302包括功能304和位于端口1-4處的多種充電器和能量存儲(chǔ)裝置。可設(shè)想，雖然示出五個(gè)充電方案302，但是本發(fā)明并不僅限于此，以及任何充電器/能量存儲(chǔ)布置均是可能的?，F(xiàn)在參考圖8，圖示一種示范充電布置，其一般對(duì)應(yīng)于圖7的表300的充電方案3。圖8所示的配置，配置400示出為具有ESMS200，ESMS200具有端口P1208、P2210、P3212和P4214。圖示配置400以便示出通信接口402及其操作。將能量電池或超級(jí)電容器404耦合到端口P1208，將超級(jí)電容器或能量電池406耦合到端口P4214以及將功率電池408耦合到端口P2210。將AC或DC源410耦合到端口P3212，以及如上文提到的，可以將其通過(guò)圖1的充電器接口42來(lái)耦合。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例，將通信接口402耦合到存儲(chǔ)裝置404-408，以及源410。也如圖1所示，通信接口402與能量存儲(chǔ)30（具有裝置30-36）、控制器46和充電器接口42通信。仍參考圖8，通信接口402包括與之耦合的多個(gè)通信線(xiàn)路412、414、416和418，它們使得能夠從相應(yīng)的裝置404-410載送傳感器讀數(shù)。即，通信線(xiàn)路412-418耦合到其相應(yīng)的裝置以便獲取例如有關(guān)裝置404-410的溫度極限和電流極限，以及提供有關(guān)每個(gè)相應(yīng)裝置404-410的溫度、電流和電壓的實(shí)時(shí)反饋。此外，還可以從每個(gè)裝置404-410獲取如當(dāng)前充電狀態(tài)和電壓測(cè)量的裝置參數(shù)。由此，參考圖9，根據(jù)本發(fā)明，通信接口402配置成從多種源接收多個(gè)輸入以便優(yōu)化充電操作。根據(jù)本發(fā)明，通信接口402耦合到控制器46，控制器46配置成輸出兩個(gè)參數(shù)420。兩個(gè)參數(shù)420包括總充電電流422和功率分離424。即，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，基于從裝置404-410接收且有關(guān)裝置404-410的當(dāng)前狀態(tài)的信息，確定總充電電流422和功率分離424，并將其饋送到ESMS100以便優(yōu)化裝置404、406和408。如圖9中所見(jiàn)，通信接口402接收有關(guān)裝置404-410的多種類(lèi)型的信息。例如，通信接口402接收極限信息426，極限信息426包含但不限于N個(gè)裝置（即，裝置404-410）中每一個(gè)的溫度極限，有關(guān)每個(gè)裝置的例如最大電流或最大電流變化率。通信接口402還接收N個(gè)裝置404-410中每一個(gè)的能量存儲(chǔ)裝置參數(shù)428。參數(shù)428包括但不限于例如充電狀態(tài)（SOC）、最小電壓和最大電壓。通信接口402還從N個(gè)裝置404-410中每一個(gè)接收傳感器反饋430，傳感器反饋430包含但不限于每個(gè)裝置中的電流，每個(gè)裝置兩端的電壓和每個(gè)裝置的溫度。由此，通信接口402接收極限信息426、裝置參數(shù)信息428和實(shí)時(shí)傳感器信息430，這些信息經(jīng)處理并饋送到控制器46，以便可以在控制器46中確定總充電電流422和功率分離424，并將其饋送到ESMS100。ESMS100由此并進(jìn)而相應(yīng)地控制其中的模塊M1-M3。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，功率分離424在ESMS100的高電壓側(cè)和低電壓側(cè)之間分離（高電壓側(cè)包括端口P2210和P3212，而低電壓側(cè)包括端口P1208和P4214）。即，參考圖8，例如，功率分離424包括導(dǎo)向到功率電池408的總功率的百分比，以及同時(shí)至能量存儲(chǔ)裝置404和能量存儲(chǔ)裝置406的總功率的剩余百分比。由此，在一個(gè)實(shí)施例中，其中僅將一個(gè)低電壓能量存儲(chǔ)裝置耦合到ESMS200的低電壓側(cè)以及將一個(gè)高電壓能量存儲(chǔ)裝置耦合到ESMS200的高電壓側(cè)，則極小比例地將功率分離到低電壓能量存儲(chǔ)裝置和高電壓能量存儲(chǔ)裝置，并且相應(yīng)地控制至兩個(gè)裝置的總電流。根據(jù)本發(fā)明，可以基于傳感器的持續(xù)監(jiān)視，繼續(xù)對(duì)低電壓側(cè)和高電壓側(cè)的功率調(diào)整。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，如果低電壓或高電壓存儲(chǔ)裝置的其中之一完全耗盡，則當(dāng)開(kāi)始對(duì)低電壓存儲(chǔ)裝置和高電壓存儲(chǔ)裝置充電時(shí)，功率分離是100%到完全耗盡的裝置，此后，如本文描述的監(jiān)視指示總功率和功率分離的持續(xù)修正，如本文所描述的。根據(jù)本發(fā)明，控制器46可以通過(guò)基于反饋、溫度極限等來(lái)控制風(fēng)扇的操作來(lái)應(yīng)用熱平衡。由此，再次參考圖1，可以將風(fēng)扇432設(shè)為在其中示出的能量存儲(chǔ)裝置（32-36）其中之一或全部上方鼓風(fēng)，能量存儲(chǔ)裝置（32-36）同樣對(duì)應(yīng)于圖8的能量存儲(chǔ)裝置404-408或圖5和圖6的能量存儲(chǔ)裝置208、214和210。常?？蓮哪軌蛴糜谔峁┐致詿崞胶獬潆姷牟煌芰看鎯?chǔ)單元獲取溫度信息，粗略熱平衡充電通過(guò)將功率流對(duì)稱(chēng)地在所有模塊上分離來(lái)實(shí)現(xiàn)。在系統(tǒng)中有至少一個(gè)鋰離子電池組的方案中，尤其如果應(yīng)用無(wú)源平衡，則常常有溫度信息可供充電控制使用。如果傳感器分布是粗略的或電池技術(shù)允許容易地預(yù)測(cè)電池組內(nèi)的溫度分布，則可以使用熱模型。由此，對(duì)于熱平衡，控制目標(biāo)是平衡電池組溫度分布，以及除了控制端口P3處的總電流422以及單元之間的功率分離424外，還可以使用風(fēng)扇速度控制、熱建模等來(lái)控制風(fēng)扇操作，以便優(yōu)化能量存儲(chǔ)裝置的熱性能。根據(jù)本發(fā)明，可以對(duì)高電壓側(cè)（即，功率電池）將功率增到最大。此充電策略的目標(biāo)是快速提升DC鏈路電壓并充分地利用可用功率來(lái)對(duì)功率電池充電。在期望或可能有較短的放電和充電周期的情況下，可能期望此策略。因此，通過(guò)高性能功率電池執(zhí)行更頻繁的再充電，將DC鏈路電壓保持在較高，同時(shí)避免從第二電池提升能量以提高效率。由此，在此方案中，控制目標(biāo)是除了控制端口P3處的總電流422和單元之間的功率分離424外，還在最短時(shí)間量中將高電壓側(cè)和功率電池中端口P2處的充電狀態(tài)最大化。根據(jù)本發(fā)明，根據(jù)雙電池配置（例如，相似容量的功率電池和能量電池），可能期望在充電期間在雙電池配置內(nèi)保持能量平衡。將可用于集成的充電器能量管理的兩個(gè)電池的充電狀態(tài)控制為在可接受誤差內(nèi)的相等水平。由此，在此方案中，控制目標(biāo)是保持端口P1和P2處的充電狀態(tài)（SOC）保持在相似水平，以及還有通過(guò)控制端口P3處的總電流422和單元之間的功率分離424以相似的斜度使它們相應(yīng)的SOC升高。根據(jù)本發(fā)明，通過(guò)使用鋰離子電池技術(shù)，其中需要個(gè)別地平衡電池單元組，由于老化溫度效應(yīng)或放電率的原因，個(gè)體電池單元組可能顯著地不平衡。最優(yōu)電池組平衡策略包括將最小和最大電池單元電壓保持在極限內(nèi)。后續(xù)控制使用可用的能量來(lái)對(duì)不同技術(shù)的較少約束的電池充電。但是，不平衡的鋰離子電池組常常需要長(zhǎng)充電時(shí)間，因?yàn)樵谟性椿驘o(wú)源平衡是耗時(shí)的，同時(shí)需要顯著地且長(zhǎng)時(shí)間期間上減少充電電流。由此，在此方案中，控制目標(biāo)包括通過(guò)控制端口P3處的總電流422和單元之間的功率分離424，將如端口P1和P2處的兩個(gè)電池的最大與最小電池單元電壓之間的電壓間隙減到最小。根據(jù)本發(fā)明，將損耗減到最小，并由此將總系統(tǒng)的效率最大化是目標(biāo)，并且在設(shè)計(jì)DC-DC轉(zhuǎn)換器和提升電感器期間需要考慮許多參數(shù)。一旦完成多端口降低-提升轉(zhuǎn)換器設(shè)計(jì)，則可以例如通過(guò)在高效率范圍中主導(dǎo)地操作轉(zhuǎn)換器來(lái)實(shí)現(xiàn)損耗優(yōu)化的控制。在許多情況中，在輕負(fù)載時(shí)，這處于額定功率附近，其中效率常常下降。還有如果可以采用小放電周期，例如選擇<40英里每日通勤模式，則可以將提升的使用限于駕駛操作期間絕對(duì)必要的情況。電池提供功率的容量基于充電和放電周期的歷史。高C倍率操作策略對(duì)內(nèi)部電阻有影響并且導(dǎo)致更快老化。就此，效率優(yōu)化的操作策略某種程度與使用壽命優(yōu)化的策略聯(lián)系。由此，在此方案中，控制目標(biāo)在于通過(guò)控制端口P3處的總電流422和單元之間的功率分離424獲得的效率曲線(xiàn)的最大值處操作。由此，包括多種控制規(guī)劃方案和優(yōu)化方案，可以根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例來(lái)優(yōu)化。給定的示例包括但不限于熱平衡、將提供到高電壓側(cè)（功率電池）的功率增到最大、平衡充電狀態(tài)水平、最優(yōu)電池組平衡和耗損最小化控制。圖8的源410包括AC或DC源410，源410可以在車(chē)輛10停車(chē)期間（如在充電站、家庭車(chē)庫(kù)或上班期間）耦合到ESMS200。但是，本發(fā)明不一定限于在車(chē)輛10靜止時(shí)充電。即，根據(jù)本發(fā)明，可以包括輔助功率單元（APU），輔助功率單元設(shè)在車(chē)輛10上，其使得能量存儲(chǔ)系統(tǒng)能夠再充電以及提供用于車(chē)輛操作的功率。參考圖10，本實(shí)施例中的車(chē)輛10包括APU500以取代圖8的能量電池404。由此，與圖1的車(chē)輛10一致，車(chē)輛10可以除了熱引擎12外還包括APU，APU經(jīng)由ESMS200（圖1中也標(biāo)記為ESMS100）向電動(dòng)機(jī)26提供輔助功率。APU500可以包括例如內(nèi)燃機(jī)（ICE）、永磁體發(fā)電機(jī)（PMG）或燃料電池（FC）。即，取代低電壓/高能量能量存儲(chǔ)系統(tǒng)（圖1的LV供電源32），APU可以經(jīng)由ESMS200向系統(tǒng)10提供電功率以便提供用于車(chē)輛巡航的功率或提供對(duì)其他能量存儲(chǔ)單元406、408再充電的功率。例如，在一種操作模式中，熱引擎12可以向電動(dòng)機(jī)26提供功率以提供用于車(chē)輛操作的功率，同時(shí)APU500可以向能量存儲(chǔ)單元406、408提供再充電能量。以此方式，可以通過(guò)選擇性地從熱引擎12提供功率以及對(duì)其他存儲(chǔ)單元再充電優(yōu)化能量使用，以達(dá)到峰值效率。APU500提供操作的額外靈活性，并且允許電池406、408的獨(dú)立或同時(shí)充電以及擴(kuò)充集成的充電控制。充電不再限于靜止充電。在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，參考圖11，車(chē)輛10包括設(shè)在其上且可開(kāi)關(guān)地可耦合到端口P3212的APU500。即，APU500是設(shè)在車(chē)輛10上的輔助單元，但是并不如圖10中那樣經(jīng)由端口1208耦合到ESMS200，而是APU500經(jīng)由開(kāi)關(guān)裝置502耦合到端口P3212。由此，根據(jù)本發(fā)明，并非讓端口P1208專(zhuān)用于從APU500提供功率，而是與先前圖示中一樣，端口P1208可以專(zhuān)用于耦合能量電池或超級(jí)電容器404，并且可以使用端口P3212來(lái)從靜止源410提供充電以及在車(chē)輛操作期間提供輔助功率。即，通過(guò)經(jīng)充電端口P3212耦合APU500，提供額外的操作靈活性，因?yàn)榻?jīng)由熱引擎12、能量電池404、406、功率電池408以及從APU500汲取用于車(chē)輛操作的能量。靜止時(shí)，可以將開(kāi)關(guān)裝置502切換到允許從靜止源410再充電。由此，可以將總充電控制擴(kuò)充超過(guò)經(jīng)由靜止供電源410從電網(wǎng)提供AC/DC功率的靜止情況。可以集中化充電控制策略，這樣允許一個(gè)電動(dòng)車(chē)輛系統(tǒng)上的不同電池化學(xué)的可互用性。即，由于傳感器反饋、特定電池類(lèi)型和能量存儲(chǔ)類(lèi)型的極限信息和由于能夠在車(chē)輛操作期間實(shí)時(shí)地獲取和使用裝置參數(shù)信息，提高了系統(tǒng)靈活性和優(yōu)化了效率，這全部通過(guò)單個(gè)集中式能量存儲(chǔ)和管理系統(tǒng)來(lái)提供。所披露的設(shè)備的技術(shù)貢獻(xiàn)在于，它提供使用多端口能量管理系統(tǒng)基于系統(tǒng)反饋對(duì)電動(dòng)車(chē)輛的能量存儲(chǔ)裝置充電的控制器實(shí)現(xiàn)的技術(shù)。本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到可以通過(guò)其上存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序的計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)來(lái)實(shí)現(xiàn)接口并控制本發(fā)明的實(shí)施例。該計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)包括多個(gè)組件，如電子組件、硬件組件和/或計(jì)算機(jī)軟件組件的其中一個(gè)或多個(gè)。這些組件可以包括一個(gè)或多個(gè)計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，一個(gè)或多個(gè)計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)一般存儲(chǔ)如用于執(zhí)行序列的一個(gè)或多個(gè)實(shí)現(xiàn)或?qū)嵤├囊粋€(gè)或多個(gè)部分的軟件、固件和/或匯編語(yǔ)言的指令。這些計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)一般是非臨時(shí)性和/或有形的。此類(lèi)計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)的示例包括計(jì)算機(jī)和/或存儲(chǔ)裝置的可記錄數(shù)據(jù)存儲(chǔ)介質(zhì)。該計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)可以采用例如磁、電、光、生物和/或原子數(shù)據(jù)存儲(chǔ)介質(zhì)的其中一種或多種。而且，此類(lèi)介質(zhì)可以采用例如軟盤(pán)、磁帶、CD-ROM、DVD-ROM、硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器和/或電子存儲(chǔ)器的形式?？梢越Y(jié)合本發(fā)明的實(shí)施例采用未列出的其他形式的非臨時(shí)性和/或有形計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)?？梢栽谙到y(tǒng)的實(shí)現(xiàn)中將多個(gè)此類(lèi)組件組合或分開(kāi)。而且，此類(lèi)組件可以包括利用多種編程語(yǔ)言編寫(xiě)或?qū)崿F(xiàn)的一組和/或一系列計(jì)算機(jī)指令，正如本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到的。此外，可以采用如載波的其他形式的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)來(lái)實(shí)施表示指令序列的計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)信號(hào)，表示指令序列的計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)信號(hào)在被一個(gè)或多個(gè)計(jì)算機(jī)執(zhí)行時(shí)，促使一個(gè)或多個(gè)計(jì)算機(jī)執(zhí)行序列的一個(gè)或多個(gè)實(shí)現(xiàn)或?qū)嵤├囊粋€(gè)或多個(gè)部分。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，一種電動(dòng)車(chē)輛包括控制器，該控制器配置成從高電壓存儲(chǔ)裝置和從低電壓存儲(chǔ)裝置接收傳感器反饋，將傳感器反饋與相應(yīng)的高電壓存儲(chǔ)裝置和低電壓存儲(chǔ)裝置的操作極限比較，基于比較，確定對(duì)高電壓存儲(chǔ)裝置和對(duì)低電壓存儲(chǔ)裝置的總充電電流以及總充電電流至高電壓裝置和至低電壓裝置的功率分離因數(shù)，以及基于確定調(diào)整至低電壓存儲(chǔ)裝置和高電壓存儲(chǔ)裝置的總功率。根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，一種管理電動(dòng)車(chē)輛的能量存儲(chǔ)系統(tǒng)的方法，其包括從電動(dòng)車(chē)輛的高電壓能量存儲(chǔ)裝置接收傳感器反饋，將來(lái)自高電壓能量存儲(chǔ)裝置的傳感器反饋與特定于高電壓能量存儲(chǔ)裝置的操作極限比較，從電動(dòng)車(chē)輛的低電壓能量存儲(chǔ)裝置接收傳感器反饋，將來(lái)自低電壓能量存儲(chǔ)裝置的傳感器反饋與特定于低電壓能量存儲(chǔ)裝置的操作極限比較，基于來(lái)自高電壓裝置和來(lái)自低電壓裝置的比較，確定對(duì)高電壓存儲(chǔ)裝置和對(duì)低電壓存儲(chǔ)裝置的總充電電流以及總充電電流至高電壓裝置和至低電壓裝置的功率分離因數(shù)，以及基于確定調(diào)整至低電壓存儲(chǔ)裝置和高電壓存儲(chǔ)裝置的總功率。根據(jù)本發(fā)明的又一個(gè)實(shí)施例，一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其耦合到電動(dòng)車(chē)輛（EV）的能量存儲(chǔ)和管理系統(tǒng)（ESMS）并且其上存儲(chǔ)有包含指令的計(jì)算機(jī)程序，這些指令被計(jì)算機(jī)執(zhí)行時(shí)，促使計(jì)算機(jī)執(zhí)行如下操作：從EV的高電壓能量存儲(chǔ)裝置和從EV的低電壓能量存儲(chǔ)裝置接收傳感器反饋，將傳感器反饋與相應(yīng)的能量存儲(chǔ)裝置的操作極限比較，基于比較，確定對(duì)能量存儲(chǔ)裝置的總充電電流以及總充電電流在高電壓裝置與低電壓裝置之間的功率分離因數(shù)，以及基于確定調(diào)整至能量存儲(chǔ)裝置的總功率。本書(shū)面描述使用示例來(lái)公開(kāi)包括最佳模式的本發(fā)明，并還使本領(lǐng)域技術(shù)人員能實(shí)踐本發(fā)明，包括制作和使用任何裝置或系統(tǒng)及執(zhí)行任何結(jié)合的方法。本發(fā)明可取得專(zhuān)利的范圍由權(quán)利要求定義，且可包括本領(lǐng)域技術(shù)人員想到的其它示例。如果此類(lèi)其它示例具有與權(quán)利要求字面語(yǔ)言無(wú)不同的結(jié)構(gòu)要素，或者如果它們包括與權(quán)利要求字面語(yǔ)言無(wú)實(shí)質(zhì)不同的等效結(jié)構(gòu)要素，則它們規(guī)定為在權(quán)利要求的范圍之內(nèi)。雖然僅結(jié)合有限數(shù)量的實(shí)施例詳細(xì)描述了本發(fā)明，但是易于理解本發(fā)明并不局限于所公開(kāi)的實(shí)施例。更確切地，本發(fā)明可修改以結(jié)合上文未描述但與本發(fā)明的精神和范圍相稱(chēng)的任何數(shù)量的改變、變更、替換或等效布置。另外，雖然描述了本發(fā)明的多種實(shí)施例，但是要理解的是，本發(fā)明的方面可僅包括描述的實(shí)施例中的一些。因此，本發(fā)明并不受上述描述的限制，而是僅由所附權(quán)利要求的范圍來(lái)限制。