本發(fā)明涉及包括多個驅動單元的電動或混合動力車輛，這些驅動單元布置在車輛的多個獨立部分中。所述多個驅動單元被布置成驅動車輛中的各個車輪或輪軸。

背景技術：

本發(fā)明能夠應用于重型車輛，例如卡車、大客車、建筑設備和其它作業(yè)車輛。雖然將針對鉸接式大客車來描述本發(fā)明，但本發(fā)明不限于這種特殊的車輛，而是也可用在其它車輛中，例如使用了位于車輛的多個不同部分中的多個驅動單元的鉸接式或非鉸接式卡車和建筑設備。

包括多個電動驅動單元和數(shù)量漸增的電氣部件的電動或混合動力道路車輛的問題涉及電極-底盤電容(pole-chassiscapacitance)。期望使該電極-底盤電容保持為低于預定值。在這種背景下，存在對電極-底盤設置限制的標準；例如，iso6469-3要求能量低于0.2焦耳(j)。作為示例，在包括高壓電動系統(tǒng)的車輛中，750伏特(v)下的0.2j能量對應于750v下700^*10^-9法拉(nf)的電極-底盤電容。

電氣系統(tǒng)中的每個額外部件都為該系統(tǒng)增加了額外電容。典型的混合動力系統(tǒng)能夠包括電池、電動機、dc/dc轉換器、壓縮機和空調單元，它們中的每一個都能夠貢獻約100nf的電容。另外，諸如接線盒和接觸器的部件也每個都貢獻10nf的電容，而電纜增加約1nf/m的電容。這對能夠增加至該電氣系統(tǒng)的最大部件數(shù)量產生了限制。

類似問題涉及電極-底盤絕緣電阻(pole-chassisisolationresistance)。例如，牽引電壓系統(tǒng)電路的任何部分與另一電氣系統(tǒng)或底盤的任何暴露部分之間的電阻可以被選擇為對于dc部件大于或等于100ω/v且對于ac部件大于或等于500ω/v。

而且，牽引電壓系統(tǒng)電路的任何部分與另一電氣系統(tǒng)或底盤的任何暴露部分之間的總電阻可以被選擇為大于或等于5000kω。500ω/v的系統(tǒng)要求將在750v的系統(tǒng)電壓下產生375ω的總電阻，這將允許最多13個部件。

本發(fā)明的目的在于提供一種消除了上述問題或者至少最小化了上述問題的、一種改進的車輛電氣系統(tǒng)。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種解決上述問題的電動或混合動力車輛。通過根據(jù)權利要求1所述的裝置來實現(xiàn)該目的。

通過提供包括多個電動驅動單元或推進單元(它們設有根據(jù)本發(fā)明的電氣架構)的電動或混合動力道路車輛，一個優(yōu)點是能夠在不超過所述電極-底盤電容的預定值的情況下增加電氣部件的數(shù)目。

根據(jù)本發(fā)明的第一方面，通過根據(jù)權利要求1所述的電動或混合動力車輛來實現(xiàn)該目的。

根據(jù)本發(fā)明，該電動或者混合動力車輛具有位于車輛的多個不同部分中的多個驅動單元，其中，第一驅動橋由至少一個電動驅動單元驅動，并且至少一個另一驅動橋由至少一個電動驅動單元驅動。電動驅動單元包括用于驅動車橋或驅動該車橋上的每個車輪的一個或多個電動機，以及用于控制所述一個或多個電動機的電動機驅動器(emd)。每個驅動橋各自具有至少一個電動驅動單元，所述至少一個電動驅動單元連接至接線盒和至少一個蓄能系統(tǒng)以形成電氣系統(tǒng)。該接線盒通過高壓dc總線連接至電動機驅動器、蓄能系統(tǒng)、和所述獨立電氣系統(tǒng)中的其它電氣部件。

根據(jù)一個示例，根據(jù)本發(fā)明的車輛能夠具有位于車輛的多個不同部分中的多個電動驅動單元。該車輛包括前可轉向橋和一個或多個另外的車橋，其中兩個或更多個車橋被驅動。例如，位于車輛的一個部分內的車橋能夠具有至少包括電動機和第一蓄能系統(tǒng)的第一驅動單元。車輛的獨立部分中的至少一個另外的車橋能夠具有包括蓄能系統(tǒng)和至少一個另外的電動機的第二驅動單元。由此，其改進在于每個驅動單元都包括至少在正常驅動狀況下與其它驅動單元的電氣系統(tǒng)電氣隔離(galvanicallyisolated)的獨立電氣系統(tǒng)。

根據(jù)進一步的示例，根據(jù)本發(fā)明的車輛能夠具有彼此連接且相對彼此鉸接的至少兩個車輛部分。該車輛包括：布置在車輛的前端處的前車輛部分，該前車輛部分具有前可轉向橋和后驅動橋；和具有單個車橋的至少一個后車輛部分，該后車輛部分關于車輛的縱向方向布置在前車輛部分之后。該前車輛部分具有至少包括電動機和第一蓄能系統(tǒng)的第一驅動單元。至少一個后車輛部分具有至少包括電動機和蓄能系統(tǒng)的驅動單元。由此，其改進在于：包括獨立電氣系統(tǒng)的每個后車輛部分至少在正常驅動狀況下彼此電氣隔離且與前車輛部分電氣隔離。

上述示例都能夠使用具有用于每個驅動橋或用于驅動驅動橋上的每個車輪的獨立電氣系統(tǒng)的一個驅動單元。而且，每個驅動橋都能夠由包括一個或多個電動機的電動驅動單元或包括電動機和內燃機的混合驅動單元驅動。為了聯(lián)合控制每個車橋的驅動單元，設有電子控制單元。

在上下文中，術語“正常驅動狀況”被定義為在消耗來自相關的電源的電力的牽引模式下或者在向車輛內的蓄能單元供電的再生模式下使用包括內燃機和/或電動機的牽引系統(tǒng)來驅動車輛的狀況。

根據(jù)本發(fā)明，布置在車輛的不同部分中的多個獨立電氣系統(tǒng)可在從外部電源對至少一個蓄能系統(tǒng)充電期間連接。能夠從充電器經由導電裝置(例如，插座或電弓)或感應裝置(例如，道路表面中的感應線圈)提供外部電源。

優(yōu)選地，所述獨立電氣系統(tǒng)連接至公共的外部充電單元。在上述示例中，所述獨立電氣系統(tǒng)中的蓄能系統(tǒng)主要意圖于在車輛靜止的時段內被充電。然而，通過使用例如架空受電弓或道路表面中的感應線圈，則允許車輛在行駛的同時被充電。

所述公共的外部充電單元能夠經由至少一個接觸器，優(yōu)選對每個電氣系統(tǒng)使用一個接觸器而連接至電氣系統(tǒng)的蓄能系統(tǒng)。所述充電單元布置成控制被供應至正在充電的單個蓄能單元或多個蓄能單元的電壓。所述接觸器被布置成中斷流經電路的電流或中斷對電路的供電，以便將一部分電路與電源隔離。用于此目的的一種適當?shù)慕佑|器是充電開關單元(csu)。

根據(jù)一個示例，所述多個獨立電氣系統(tǒng)可由dc/dc轉換器連接，dc/dc轉換器本身能夠在各個電氣系統(tǒng)中在dc電壓總線之間提供電氣隔離(galvanicisolation)。dc/dc轉換器能夠連接在各個電氣系統(tǒng)中的接線盒之間。dc/dc轉換器能夠操作，以在從外部電源對至少一個蓄能系統(tǒng)充電期間調節(jié)到達每個dc電壓總線的電壓。例如，如果充電器和要充電的電氣系統(tǒng)之間的電壓差太大，則不可能閉合充電器和電氣系統(tǒng)之間的接觸器。在這種情況下，充電電流能夠穿過dc/dc轉換器，從而供應適當電壓。

根據(jù)進一步的示例，所述多個獨立電氣系統(tǒng)可由包括至少一個接觸器的dc總線連接。優(yōu)選地(但并非必須)，接觸器被設置在連接每個包括蓄能系統(tǒng)的車輛部分的dc總線中。這允許一個車輛部分中的獨立電氣系統(tǒng)中的dc總線與連接其它車輛部分中的獨立電氣系統(tǒng)的dc總線電氣隔離。例如，公共充電器能夠連接至處于一個位置的車輛，之后，其dc總線被分成多個dc總線，每個獨立電氣系統(tǒng)用一個dc總線。來自充電器的每個dc總線都連接至各獨立電氣系統(tǒng)的接線盒。對每個獨立電氣系統(tǒng)都提供接觸器，以便在不執(zhí)行從外部電源充電時能夠斷開所分開的dc總線，并且所述獨立電氣系統(tǒng)被電氣隔離。

如上所述，每個驅動橋都能夠由包括一個或多個電動機的電動驅動單元驅動。僅由電動機驅動的車輛通常稱為純電動車輛(fev)。替選地，至少一個車橋能夠由包括電動機和內燃機的混合驅動單元驅動。內燃機能夠用于通過變速箱來驅動車橋，或者產生用于電動機或蓄電系統(tǒng)的動力。當充電器為插電式時，這種車輛通常被稱為插電式混合動力車輛(phev)。

根據(jù)本發(fā)明的車輛包括每個均具有一個蓄能系統(tǒng)的多個獨立電氣系統(tǒng)。該蓄能系統(tǒng)能夠包括至少一個電池、至少一個超級電容器、和/或至少一個機械能量源和/或液壓能量源。在本發(fā)明的范圍內，一個蓄能系統(tǒng)能夠被能量最優(yōu)化，包括電池單元，而進一步的系統(tǒng)能夠被功率最優(yōu)化，包括超級電容器、機械能量源和/或液壓能量源。

在下文的說明和從屬權利要求中，公開了本發(fā)明進一步的優(yōu)點和有利特征。

附圖說明

參考附圖，下文是作為示例給出的本發(fā)明實施例的更詳細說明。在附圖中：

圖1a-1d示出了適合與根據(jù)本發(fā)明的推進系統(tǒng)一起使用的示意性車輛；

圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的示意性車輛；并且

圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的示意性車輛。

具體實施方式

圖1a-1d示出了適合與根據(jù)本發(fā)明的推進系統(tǒng)一起使用的示意性車輛。圖1a示出了具有兩個驅動橋102、104的示意性車輛101，其中，每個驅動橋都能夠由包括一個或多個電動機的第一電動驅動單元103和第二電動驅動單元105驅動。因此，一個電動機能夠布置成驅動一個車橋，或者一個電動機能夠布置成驅動車橋上的每個車輪。在該示例中，第一電動驅動單元103和第二電動驅動單元105分別位于車輛101的前部和后部中。替選地，至少一個車橋能夠由包括電動機和內燃機的混合動力驅動單元驅動。

圖1b示出了具有三個驅動橋112、114、116的示意性車輛111，其中，每個驅動橋都能夠由包括一個或多個電動機的電動驅動單元113、115驅動。如上所述，一個電動機能夠布置成驅動一個車橋，或者一個電動機能夠布置成驅動車橋上的每個車輪。在該示例中，第一電動驅動單元113位于鉸接車輛的前部中，并且第二電動驅動單元115和第三電動驅動單元117位于鉸接車輛101的后部中。替選地，至少一個車橋能夠由包括電動機和內燃機的混合動力驅動單元驅動。這種布置適合建筑機器，例如鉸接式翻斗車。

圖1c示出了具有兩個驅動橋122、124的示意性車輛121，其中，每個驅動橋都能夠由包括一個或多個電動機的電動驅動單元123、125驅動。替選地，至少一個車橋能夠由包括電動機和內燃機的混合動力驅動單元驅動。一個電動機能夠布置成驅動一個車橋，或者一個電動機能夠布置成驅動車橋上的每個車輪。在該示例中，第一電動驅動單元123位于鉸接式卡車的前部中，該前部也包括可轉向橋126。第二電動驅動單元125位于車輛121的后部中，該后部也包括后車橋128。這種布置結構適合包括牽引車-拖車組合體的卡車。

圖1d示出了具有兩個驅動橋132、134的示意性車輛131，其中，每個驅動橋都能夠由包括一個或多個電動機的電動驅動單元133、135驅動。替選地，至少一個車橋能夠由包括電動機和內燃機的混合動力驅動單元驅動。一個電動機能夠布置成驅動一個車橋，或者一個電動機能夠布置成驅動車橋上的每個車輪。

在該示例中，第一電動驅動單元133位于鉸接式大客車的前部中，該前部也包括可轉向橋136。第二電動驅動單元135位于車輛131的后部中，該后部連接至包括非驅動橋138的中間部分。這種布置結構適合包括其中至少兩個鉸接部分具有驅動橋的多個鉸接部分的大客車。

在圖1a-1d所示的示例中，每個驅動橋各自具有至少一個電動驅動單元，該至少一個電動驅動單元連接至接線盒和至少一個蓄能系統(tǒng)以形成電氣系統(tǒng)。下面將結合圖2和3更詳細地描述這種電氣系統(tǒng)。當不從外部電源對車輛中的一個或多個蓄能系統(tǒng)充電時，這些獨立電氣系統(tǒng)在正常運行期間彼此電氣隔離。

這僅是適合與本發(fā)明一起使用的車輛的所選示例。在本發(fā)明的范圍內，可以構思出具有安裝在前車輛部分和/或后車輛部分以及一個或多個中間車輛部分中的可替選位置上的驅動橋的其它車輛。

圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的示意性車輛。對于該特殊示例，選擇了圖1d所示類型的鉸接式車輛。該車輛包括相對于彼此連接并鉸接的前車輛部分201、中間車輛部分202和后車輛部分203。前車輛部分201布置在車輛的前端處并具有前可轉向橋210和后驅動橋211。中間車輛部分202具有單個非驅動橋221，并且后車輛部分203具有單個驅動橋231。

前車輛部分201具有牽引電壓系統(tǒng)形式的第一驅動單元。該牽引電壓系統(tǒng)包括連接至變速箱214以于驅動所述驅動橋211的電動機/發(fā)電機212。電動機/發(fā)電機212能夠向驅動橋211供應推進扭矩，或者能夠被驅動橋211驅動以在再生期間發(fā)電。電動機/發(fā)電機212連接至向電動機/發(fā)電機212供應三相ac電流的電動機驅動器(emd)213，該電動機驅動器(emd)213也稱為電力電子轉換器(pec)。三相ac電流由斜叉該電壓總線的三根并聯(lián)線路表示。在當前示例中，三相電流僅被供應至電動機/發(fā)電機。兩相電流由斜叉該電壓總線的兩根并聯(lián)線路表示。電動機驅動器(emd)213進而通過高壓接線盒216連接至第一蓄能系統(tǒng)，在該情況下，此第一蓄能系統(tǒng)是高壓電池組215。牽引電壓系統(tǒng)包括組成運行高壓總線的多個高壓dc總線205、206、207、208、209，這些總線由連接器(未示出)連接至高壓接線盒216。在圖2所示的示例中，高壓接線盒216也能夠用于將這些高壓總線結合并分配至多個不同的電氣部件。

第一dc總線205將高壓接線盒216連接至電動機驅動器(emd)213，并最終經由第二總線206連接至電動機/發(fā)電機212。第一dc總線205也被稱為高壓牽引總線，而第二總線206為三相ac總線。電動機驅動器(emd)213包括用于控制電動機/發(fā)電機212的電力電子裝置，包括電動機控制單元(mcu)。類似地，變速箱214由變速箱電子控制單元(未示出)控制。在該示例中，電動機/發(fā)電機212是由電動機驅動器(emd)213供電的ac電動機。然而，在本發(fā)明的范圍內，也可使用dc電動機。

第三dc總線207將接線盒216連接至高壓電池組215。高壓電池組215具有電池管理單元(bmu)，其包括功率連接器和用于控制電池組215以及組成電池組的單元電池的電子裝置(未示出)。該功率連接器通常包括具有用于控制負荷的通電的預充電模塊的預充電電路。該預充電模塊能夠是固態(tài)式的，并且被配置為與預充電電阻器(例如10歐姆預充電電阻器)串聯(lián)并跨接觸器或繼電器的觸點而連接在一起的固態(tài)模塊。該繼電器是用于接通和中斷所述負荷的電力的主繼電器或主接觸器。例如，所述負荷能夠是電動機驅動器(emd)213或功率輸出(pto)負荷。被該繼電器接通和中斷的電力是來自高壓電池組215的電力。該繼電器的通/斷狀態(tài)由bmu控制。

還能夠設置有另外的dc總線，以將接線盒連接至dc/dc轉換器和低電壓dc總線(未示出)。這里將不更詳細描述這種dc/dc轉換器的操作和對低電壓dc的供電。所述接線盒也能夠連接至一個或多個電力輸出負荷(epto:s)或者高壓電負荷(未示出)。在圖2中，僅示出了用于后車輛部分的這些總線。實際上，一個dc總線能夠供應多個負荷，和/或幾個dc總線能夠供應多個單獨負荷。

接線盒216和每個控制單元也能夠連接至線束，以便例如通過can總線與中央電子控制單元(未示出)通信。該線束能夠連接至中央電子控制單元，并且用于將控制信號和/或傳感器信號發(fā)送至控制單元/從控制單元接收這些信號。該中央電子控制單元能夠是獨立單元，或者能夠布置成鄰近接線盒216或在接線盒216中。

第四dc總線208將接線盒216連接至充電開關單元217。充電開關單元217布置成將前車輛部分201中的牽引電壓系統(tǒng)與車輛的其余部分202、203斷開。以這種方式，前車輛部分201至少在正常驅動狀況下與中間車輛部分202和后車輛部分203電氣隔離。在下文所述的后車輛部分203中設置有相應的充電開關單元。

第五dc總線209將充電開關單元217連接至充電接口適配器220，該充電接口適配器220經充電器254連接至電網(wǎng)。充電接口適配器220是接線盒，其在圖2的示例中用于將來自充電器254的dc總線分為相應的前車輛部分201和后車輛部分203的dc總線。

替選地，該充電接口適配器能夠被dc/dc轉換器和用于控制對車輛的前部和后部的相應牽引電壓系統(tǒng)的輸出電壓的控制單元代替。這種dc/dc轉換器能夠直接地連接至車輛的前部和后部的相應接線盒，從而消除了對充電開關單元的需求。在正常(非充電)運行狀況期間，dc/dc轉換器將前車輛部分201保持為與中間車輛部分202和后車輛部分203電氣隔離。

以與前車輛部分201相同的方式，后車輛部分203具有牽引電壓系統(tǒng)形式的第一驅動單元。該牽引電壓系統(tǒng)包括電動機/發(fā)電機232，該電動機/發(fā)電機232連接至變速箱234以驅動所述驅動橋231。電動機/發(fā)電機232能夠向驅動橋231供應推進扭矩，或者能夠被驅動橋231驅動以在再生期間發(fā)電。后車輛部分203還具有內燃機230，該內燃機230連接至變速箱234，以單獨地或者與電動機/發(fā)電機232一起驅動所述驅動橋231。內燃機230能夠由電子發(fā)動機控制單元(未示出)控制。電動機232能夠充當外部起動器交流電動機，該外部起動器交流電動機能夠作為內燃機230的起動器電動機而運行。電動機232通過變速箱234或者通過諸如驅動皮帶的適當變速裝置以機械方式聯(lián)接至內燃機230。

電動機/發(fā)電機232連接至電動機驅動器(emd)233，該電動機驅動器(emd)233則經由高壓接線盒236連接至高壓電池組235形式的第一蓄能系統(tǒng)。牽引電壓系統(tǒng)包括組成運行高壓總線的多個高壓總線243、244、245、246、247、248、249，這些總線由連接器(未示出)連接至高壓接線盒236。在圖2所示的示例中，也稱為混合接線盒的高壓接線盒236也能夠用于將這些高壓總線結合并分配至多個不同的電氣部件。

第一dc總線245將高壓接線盒236連接至電動機驅動器(emd)233，并最終經由第二總線246連接至電動機/發(fā)電機232。第一dc總線245是兩相高壓牽引總線，而第二總線246是三相ac總線。電動機驅動器233包括用于控制電動機/發(fā)電機232的電力電子裝置，包括電動機控制單元(mcu)。如前車輛部分201中一樣，變速箱234由變速箱電子控制單元(未示出)控制。在該示例中，電動機/發(fā)電機232是由上述電動機驅動器(emd)233供電的三相ac電動機。然而，在本發(fā)明的范圍內，也可使用dc電動機和第二dc總線。

第三dc總線247將接線盒236連接至高壓電池組235。高壓電池組235具有電池管理單元(bmu)，包括功率連接器和用于控制電池組235以及組成電池組的單元電池的電子裝置(未示出)。該功率連接器通常包括具有用于控制到達負荷的功率的預充電模塊的預充電電路。該預充電模塊能夠是固態(tài)式的，并且被配置成與預充電電阻器(例如10歐姆預充電電阻器)串聯(lián)并跨接觸器或繼電器的觸點而連接在一起的固態(tài)模塊。該繼電器是用于接通和中斷所述負荷的電力的主繼電器或主接觸器。所述負荷能夠是布置在電動機驅動器233內的逆變器。被該繼電器接通和中斷的電力是來自高壓電池組235的電力。該繼電器的通/斷狀態(tài)由bmu控制。

第四dc總線248將接線盒236連接至充電開關單元237。充電開關單元237布置成將后車輛部分203中的牽引電壓系統(tǒng)與車輛的其余部分201、202斷開。以這種方式，后車輛部分203至少在正常驅動狀況下與前車輛部分201和中間車輛部分202電氣隔離。

第五dc總線249將充電開關單元237連接至與電網(wǎng)連接的充電接口適配器220。在該示例中，充電接口適配器220是上文已經描述過的接線盒。

還設置有另外的dc總線243、244，以將接線盒236連接至dc/dc轉換器238和一個或多個電功率輸出負荷(epto:s)239。dc/dc轉換器238對諸如12/24v總線的低電壓dc總線(未示出)供電。這里將不更詳細地描述這種dc/dc轉換器的操作和對低電壓dc的供電。在圖2中，僅對后車輛部分指示了這些總線。實際上，一個dc總線能夠對多個負荷供電，和/或幾個dc總線能夠對多個單獨負荷供電。低電壓dc總線能夠連接至各種12v或24v負荷(未示出)以及輔助的12v或24v蓄電池。低電壓dc總線經由dc/dc轉換器238連接至高壓總線，以保持dc總線電壓。

如上所述，前牽引總線和后牽引總線分別經由dc總線209和249連接至公共充電接口適配器220。這種布置結構允許每個車輛部分中的牽引電壓系統(tǒng)在正常驅動狀況下彼此電氣隔離。當期望對一個或多個蓄能系統(tǒng)215、235充電時，則將充電接口適配器220連接至外部能量源。過外部能量源能夠經由導電裝置(例如受電弓251或插電裝置252)或感應裝置253連接至車輛。這些外部能量源也包括充電器254。

當充電接口適配器220已經連接至外部能量源時，則可在dc總線209、249中獲得到達前車輛部分201和后車輛部分203中的相應牽引電壓系統(tǒng)的電力。然后能夠控制一個或兩個充電開關單元217、237，以將充電電流供應至相應的蓄能系統(tǒng)215、235。當充電完成時，充電開關單元217、237斷開且充電電流中斷，以便確保前牽引總線和后牽引總線彼此電氣隔離。

圖3示出了根據(jù)本發(fā)明第二實施例的示意性的雙鉸接式車輛。該車輛包括相對于彼此于連接并鉸接的前車輛部分301、中間車輛部分320和后車輛部分303。前車輛部分301布置在車輛的前端處并具有前可轉向橋310和后驅動橋311。中間車輛部分302具有單個非驅動橋321，并且后車輛部分303具有單個驅動橋331。

前車輛部分301具有牽引電壓系統(tǒng)形式的第一驅動單元。該牽引電壓系統(tǒng)包括電動機/發(fā)電機312，該電動機/發(fā)電機312連接至變速箱314以驅動所述驅動橋311。電動機/發(fā)電機312能夠向驅動橋311供應推進扭矩，或者能夠被驅動橋311驅動以在再生期間發(fā)電。電動機/發(fā)電機312連接至也稱為電力電子轉換器(pec)的電動機驅動器(emd)313，電動機驅動器(emd)313進而經由高壓接線盒316連接至第一蓄能系統(tǒng)，在本示例中，該第一蓄能系統(tǒng)是高壓電池組315。牽引電壓系統(tǒng)包括組成運行高壓總線的多個高壓dc總線305、306、307、308、309，這些總線通過連接器(未示出)連接至高壓接線盒316。在圖3所示的示例中，高壓接線盒316也能夠用于將這些高壓總線結合并分配至多個不同的電氣部件。

第一dc總線305將高壓接線盒316連接至電動機驅動器(emd)313，并最終經由第二總線306連接至電動機/發(fā)電機312。第一dc總線305是兩相dc電壓牽引總線的一部分，而第二總線306是三相ac總線。電動機驅動器(emd)313包括用于控制電動機/發(fā)電機312的電力電子裝置，包括電動機控制單元(mcu)。類似地，變速箱314由變速箱電子控制單元(未示出)控制。在該示例中，電動機/發(fā)電機312是由逆變器供電的ac電動機。然而，在本發(fā)明的范圍內，也可使用dc電動機。

第三dc總線307將接線盒316連接至高壓電池組315。高壓電池組315具有電池管理單元(bmu)，包括功率連接器和用于控制電池組315以及組成電池組的單元電池的電子裝置(未示出)。該功率連接器通常包括具有用于控制到達負荷的功率的預充電模塊的預充電電路。該預充電模塊能夠是固態(tài)式的，并且被配置成與預充電電阻器(例如10歐姆預充電電阻器)串聯(lián)并跨接觸器或繼電器的觸點而連接在一起的固態(tài)模塊。該繼電器是用于接通和中斷所述負荷的電力的主繼電器或主接觸器。所述負荷能夠是布置在電動機驅動器313中的逆變器。被該繼電器接通和中斷的電力是來自高壓電池組315的電力。該繼電器的通/斷狀態(tài)由bmu控制。

還能夠設置有另外的dc總線，以將接線盒連接至dc/dc轉換器和低電壓dc總線(未示出)。這里將不更詳細描述這種dc/dc轉換器的操作和對低電壓dc的供電。該接線盒也能夠連接至一個或多個電功率輸出負荷(epto:s)或高壓電負荷(未示出)。在圖3中，僅示出了用于后車輛部分的這些總線。實際上，一個dc總線能夠供應多個負荷，和/或幾個dc總線能夠供應多個單獨負荷。

接線盒316和每個控制單元也能夠連接至線束，以便例如通過can總線而與中央電子控制單元(未示出)通信。該線束能夠連接至中央電子控制單元，并且用于將控制信號和/或傳感器信號發(fā)送至控制單元/從控制單元接收這些信號。該中央電子控制單元能夠是獨立單元，或者能夠布置成鄰近接線盒316或在接線盒316中。

第四dc總線308將接線盒316連接至第一充電開關單元317。第一充電開關單元或前充電開關單元317布置成將前車輛部分301中的牽引電壓系統(tǒng)與車輛的其余部分302、303斷開。第五dc總線309將第一充電開關單元317連接至后車輛部分303中的相應的第二充電開關單元或后充電開關單元337。出于所有實際的目的，充電開關單元317、337中的一個是冗余的。然而，為了安全起見，可能希望在前車輛部分301和后車輛部分303的每一個中設置一個充電開關單元317、337，從而確保當不是正從外部電源對車輛充電時，第五dc總線309沒有一部分是通電的。以這種方式，前車輛部分301至少在正常驅動狀況下與中間車輛部分302和后車輛部分303電氣隔離。

替選地，充電開關單元317、337能夠被dc/dc轉換器341(以虛線示出)和用于對到達車輛的前部和后部的相應牽引電壓系統(tǒng)的輸出電壓進行控制的控制單元代替。這種dc/dc轉換器能夠直接地連接至車輛的前部和后部的相應接線盒，從而消除對充電開關單元的需求。在正常操作期間，dc/dc轉換器將前車輛部分301保持為與中間車輛部分302和后車輛部分303電氣隔離。

以與前車輛部分301相同的方式，后車輛部分303具有牽引電壓系統(tǒng)形式的第一驅動單元。該牽引電壓系統(tǒng)包括連接至變速箱334以驅動驅動橋331的電動機/發(fā)電機332。電動機/發(fā)電機332能夠向驅動橋331供應推進扭矩，或者能夠被驅動橋331驅動以在再生期間發(fā)電。后車輛部分303也具有內燃機230形式的第二驅動器，其連接至變速箱334以單獨地驅動或者與電動機/發(fā)電機332一起驅動所述驅動橋331。內燃機330能夠由電子發(fā)動機控制單元(未示出)控制。電動機332能夠充當外部起動器交流電動機，該外部起動器交流電動機能夠作為內燃機333的起動器電動機而運行。電動機332通過變速箱334或通過諸如驅動皮帶的適當變速裝置以機械方式聯(lián)接至內燃機330。

電動機/發(fā)電機332連接至電動機驅動器(emd)333，該電動機驅動器(emd)333則經由高壓接線盒336連接至高壓電池組335形式的第一蓄能系統(tǒng)。牽引電壓系統(tǒng)包括組成運行高壓總線的多個高壓總線342、343、344、345、346、347、348、349，這些總線由連接器(未示出)連接至高壓接線盒336。在圖3所示的示例中，也被稱為混合接線盒的高壓接線盒336也能夠用于將這些高壓總線結合并分配至多個不同的電氣部件。

第一dc總線345將高壓接線盒336連接至電動機驅動器(emd)333，并最終經由第二總線346連接至電動機/發(fā)電機332。第一dc總線345是高壓牽引總線，而第二總線346是三相ac總線。電動機驅動器333包括用于控制電動機/發(fā)電機332的電力電子裝置，包括電動機控制單元(mcu)。以與第一車輛部分301相同的方式，變速箱334由變速箱電子控制單元(未示出)控制。在該示例中，電動機/發(fā)電機332是ac電動機，但是在本發(fā)明的范圍內，也可使用dc電動機。

第三dc總線347將接線盒336連接至高壓電池組335。高壓電池組335具有電池管理單元(bmu)，包括功率連接器和用于控制電池組335以及組成電池組的單元電池的電子裝置(未示出)。該功率連接器通常包括具有用于控制到達負荷的功率的預充電模塊的預充電電路。該預充電模塊能夠是固態(tài)式的，并且被配置成與預充電電阻器(例如10歐姆預充電電阻器)串聯(lián)并跨接觸器或繼電器的觸點而連接在一起的固態(tài)模塊。該繼電器是用于接通和中斷所述負荷的電力的主繼電器或主接觸器。該負荷能夠是布置在電動機驅動器333內的逆變器。被該繼電器接通和中斷的電力是來自高壓電池組335的電力。該繼電器的通/斷狀態(tài)由bmu控制。

第四dc總線348將接線盒336連接至充電開關單元337，并進一步連接至第一車輛部分301的牽引電壓系統(tǒng)。第五dc總線349將接線盒336連接至與電網(wǎng)連接的充電器354。

替選地，充電開關單元117、337能夠被dc/dc轉換器341(以虛線示出)和用于對到達車輛的前部和后部的相應牽引電壓系統(tǒng)的輸出電壓進行控制的控制單元(未示出)代替。這種dc/dc轉換器能夠直接連接至車輛的前部和后部的相應接線盒316、336，從而消除對充電開關單元的需求。在正常(非充電)運行期間，dc/dc轉換器使前車輛部分201保持與中間車輛部分202和后車輛部分203電氣隔離。這種布置結構將要求設置有另外的dc總線343、344以將接線盒336連接至dc/dc轉換器338和一個或多個電功率輸出負荷(epto:s)339。dc/dc轉換器338對低電壓dc總線(未示出)供電。這里將不更詳細描述這種dc/dc轉換器的操作和對低電壓dc的供電。在圖3中，僅對后車輛部分指示了這些另外的總線。實際上，一個dc總線能夠對多個負荷供電，和/或幾個dc總線能夠對多個單獨負荷供電。低電壓dc總線能夠連接至各種12v或24v負荷(未示出)以及輔助的12v或24v蓄電池。低電壓dc總線經由dc/dc轉換器338連接至高壓總線，以保持dc總線電壓。

如上所述，后牽引總線經由dc總線349連接至公共充電器354。前牽引總線經由dc總線349、后接線盒336、充電開關單元337以及將前車輛部分301和后車輛部分302連接的dc總線309連接至公共充電器354。

這種布置結構允許每個車輛部分中的牽引電壓系統(tǒng)在正常驅動狀況下彼此電氣隔離。當希望對一個或多個蓄能系統(tǒng)315、335充電時，則充電器354從外部能量源供電。外部能量源能夠經由導電裝置(例如，受電弓351或插電裝置352)或感應裝置353連接至車輛。這些外部能量源也包括充電器254。

當充電器354已經連接至外部能量源時，則可在dc總線249中獲得電力，并且前車輛部分301和后車輛部分303中的相應牽引電壓系統(tǒng)能夠被連接以進行充電。后車輛部分303的牽引電壓總線經由后接線盒336連接至dc總線349，從而將充電電流供應至后蓄能系統(tǒng)335。通過進一步控制后牽引電壓總線中的第二充電開關單元337和前牽引電壓總線中的第一充電開關單元317來連接前車輛部分301的牽引電壓總線，從而將充電電流供應至前蓄能系統(tǒng)315。當充電完成時，相應的充電開關單元317、337斷開，以便確保前牽引總線和后牽引總線彼此電氣隔離。

上述實施例允許這些被電氣隔離的牽引總線彼此獨立運行，由此，它們例如能夠以不同牽引電壓運行。進一步替選的方案是一個系統(tǒng)(前部或后部的系統(tǒng))被能量最優(yōu)化，而其它系統(tǒng)被功率最優(yōu)化。被能量最優(yōu)化的系統(tǒng)將包括具有被最優(yōu)化以在更長的連續(xù)時段供應或回收能量的電池組的蓄能系統(tǒng)。被功率最優(yōu)化的系統(tǒng)將包括一個或多個超級電容器、液壓蓄能器和/或飛輪，以允許在啟動/停車操作期間或短暫加速期間快速回收或再生能量。除了用于快速能量回收的單元之外，被功率最優(yōu)化的系統(tǒng)還可以具有電池組。

應當理解，本發(fā)明不限于上文所述和附圖中所示的實施例；而是，本領域技術人員應明白，在不偏離所附權利要求的范圍的情況下，可以進行許多修改和變型。