具有自配置矩阵电力转换器的运输气候控制系统的制作方法

1.本发明大体上涉及电动附件中的能量转换管理，所述电动附件被配置成与车辆、挂车和运输集装箱中的至少一者一起使用。更具体地，本发明涉及用于管理和控制电动附件的电力线路(power circuit)中的自配置矩阵电力转换器的方法和系统。


背景技术：

2.运输气候控制系统通常用于控制运输单元(例如货车、集装箱(例如平板车上的集装箱、联运集装箱等)、箱式车、半挂牵引车、客车或其它类似的运输单元)的气候受控空间内的一种或多种环境条件(例如温度、湿度、空气质量等)。该运输气候控制系统可以包括，例如运输制冷系统(transport refrigeration system，trs)和/或供暖、通风和空调(heating,ventilation and air conditioning，hvac)系统。trs可以控制气候受控空间内的一种或多种环境条件，以保存货物(例如，产品、冷冻食品、药品等)。hvac系统可以控制气候受控空间内的一种或多种环境条件，以在行驶中为运输单元中的乘客提供乘客舒适性。在一些运输单元中，可以将运输气候控制系统安装在外部(例如，安装在运输单元的顶板上、安装在运输单元的前壁上等)。


技术实现要素：

3.本发明大体上涉及电动附件中的能量转换管理，所述电动附件被配置成与车辆、挂车和运输集装箱中的至少一者一起使用。更具体地，本发明涉及用于管理和控制电动附件的电力线路中的自配置矩阵电力转换器的方法和系统。
4.当运输气候控制系统进入电气化时，相同的运输气候控制系统可能必须以两种或更多不同的dc输入电压来工作。在一个实施例中，可以具有被设计成以不同的输入电压来工作的单独的部件。例如，可以具有用于24v dc(直流)系统的转换器以及用于48v dc系统的不同转换器的设计。用户可能必须为不同的转换器储备不同的部件，并且可能需要不同的维修部件。这种设计对于例如一个或多个小体积产品而言可能不是最佳的。
5.本文所公开的实施例可以使用单个电力转换器(例如，自配置矩阵电力转换器)，该电力转换器可以自配置成以不同的电压(例如，24v dc或48v dc)工作。未使用的单个电力转换器的电路和磁性部分可以最小化。本文所公开的实施例能够以降低的成本平顺地适应不同的级。单个转换器的级或磁性绕组可以改变，以支持并优化不同的输入电压。
6.在一个实施例中，公开了一种运输气候控制系统电力线路。该运输气候控制系统电力线路包括：具有充电模式的自配置矩阵电力转换器、逆变器电路、控制器、第一dc能量存储器和第二dc能量存储器、以及压缩机。第一dc能量存储器和第二dc能量存储器具有不同的电压电平。在充电模式期间，所述逆变器电路被配置成将来自能量源的第一ac电压转换为第一dc电压，所述控制器被配置成控制所述自配置矩阵电力转换器，以将所述第一dc电压转换为用于对所述第一dc能量存储器进行充电的第一输出dc电压，和/或将所述第一dc电压转换为用于对所述第二dc能量存储器进行充电的第二输出dc电压。
7.在一个实施例中，公开了一种运输气候控制系统电力线路。该运输气候控制系统电力线路包括：具有操作模式的自配置矩阵电力转换器、逆变器电路、控制器、第一dc能量存储器和第二dc能量存储器、以及压缩机。第一dc能量存储器和第二dc能量存储器具有不同的电压电平。在所述操作模式期间，所述控制器被配置成控制所述自配置矩阵电力转换器，以将来自所述第一dc能量存储器的第一输入dc电压和/或将来自所述第二dc能量存储器的第二输入dc电压转换为第二dc电压。所述逆变器电路被配置成将所述第二dc电压转换为用于驱动所述压缩机的ac电压。
8.在一个实施例中，公开了一种用于运输气候控制系统的自配置矩阵电力转换器。所述自配置矩阵电力转换器包括：第一转换器电路、连接到所述第一转换器电路的变压器电路、连接到所述变压器电路的第二转换器电路、以及具有第一状态和第二状态的至少一个开关。自配置矩阵电力转换器具有操作模式。在所述操作模式期间，所述至少一个开关被控制成处于所述第一状态，以将第一输入dc电压转换为第二dc电压，以及被控制成处于所述第二状态，以将第二输入dc电压转换为所述第二dc电压。
9.在一个实施例中，所述自配置矩阵电力转换器具有充电模式。在所述充电模式期间，所述至少一个开关被控制成处于所述第一状态，以将第一dc电压转换为第一输出dc电压，以及被控制成处于所述第二状态，以将所述第一dc电压转换为第二输出dc电压。所述第一输出dc电压不同于所述第二输出dc电压。
10.在一个实施例中，公开了电动附件。该电动附件包括：具有充电模式的自配置矩阵电力转换器、逆变器电路、控制器、第一dc能量存储器和第二dc能量存储器、以及压缩机。第一dc能量存储器和第二dc能量存储器具有不同的电压电平。在所述充电模式期间，所述逆变器电路被配置成将来自能量源的第一ac电压转换为第一dc电压，所述控制器被配置成控制所述自配置矩阵电力转换器，以将所述第一dc电压转换为用于对所述第一dc能量存储器进行充电的第一输出dc电压，和/或将所述第一dc电压转换为用于对所述第二dc能量存储器进行充电的第二输出dc电压。
11.在一个实施例中，公开了电动附件。该电动附件包括：具有操作模式的自配置矩阵电力转换器、逆变器电路、控制器、第一dc能量存储器和第二dc能量存储器、以及压缩机。第一dc能量存储器和第二dc能量存储器具有不同的电压电平。在所述操作模式期间，所述控制器被配置成控制所述自配置矩阵电力转换器，以将来自所述第一dc能量存储器的第一输入dc电压和/或将来自所述第二dc能量存储器的第二输入dc电压转换为第二dc电压。所述逆变器电路被配置成将所述第二dc电压转换为用于驱动所述压缩机的ac电压。
12.在一个实施例中，公开了用于电动附件的自配置矩阵电力转换器。所述自配置矩阵电力转换器包括：第一转换器电路、连接到所述第一转换器电路的变压器电路、连接到所述变压器电路的第二转换器电路、以及具有第一状态和第二状态的至少一个开关。所述自配置矩阵电力转换器具有操作模式。在所述操作模式期间，所述至少一个开关被控制成处于所述第一状态，以将第一输入dc电压转换为第二dc电压，以及被控制成处于所述第二状态，以将第二输入dc电压转换为所述第二dc电压。
13.在一个实施例中，所述自配置矩阵电力转换器具有充电模式。在所述充电模式期间，所述至少一个开关被控制成处于所述第一状态，以将第一dc电压转换为第一输出dc电压，以及被控制成处于所述第二状态，以将所述第一dc电压转换为第二输出dc电压。所述第
一输出dc电压不同于所述第二输出dc电压。
14.本文所公开的实施例可以配置所述自配置矩阵电力转换器，以针对系统的不同电压电平进行优化。本文所公开的实施例还可以通过例如针对不同的电压电平来重新配置所述自配置矩阵电力转换器中的部件，来重新使用现有的电力转换器和/或变压器，以降低成本。
15.本文所公开的实施例可以促进维修的简易性(例如，使用单个可重新配置的电力转换器而不是多个不同的电力转换器)、改善可靠性(例如，较少的电力转换器可导致较低的每百万零件不合格数和/或较少的错误配置)、增加客户满意度(例如，具有减少了的混淆度和/或降低了的不当应用和故障的风险)、以及降低成本(例如，重新使用一些高成本的部件，例如电力转换器、开关设备、栅极驱动器电路、主控制器、dc链路、变压器或磁性元件、滤波电路、a/d电路和/或核心软件等)。
附图说明
16.参考构成本发明一部分的附图，这些附图图示了可以实施本说明书中所描述的系统和方法的实施例。
17.图1a图示了根据一个实施例的具有运输气候控制系统的厢式车的侧视图。
18.图1b图示了根据一个实施例的具有运输气候控制系统的货车的侧视图。
19.图1c图示了根据一个实施例的附接到牵引车的具有运输气候控制系统的气候受控运输单元的透视图。
20.图1d图示了根据一个实施例的具有多区式运输气候控制系统的气候受控运输单元的侧视图。
21.图1e图示了根据一个实施例的包括运输气候控制系统的公共交通车辆的透视图。
22.图2是根据一个实施例的运输气候控制系统的示意图。
23.图3a是根据一个实施例的具有公用(岸(shore))电源的充电系统的示意图，该公用(岸)电源经由电力转换器为运输气候控制系统进行充电。
24.图3b是根据一个实施例的压缩机驱动系统的示意图，该压缩机驱动系统经由电力转换器来驱动运输气候控制系统的压缩机。
25.图4是根据一个实施例的运输气候控制系统的电力线路中的自配置矩阵电力转换器的电路图。
26.图5a是根据另一实施例的运输气候控制系统的电力线路中的自配置矩阵电力转换器的电路图。
27.图5b是根据又一实施例的运输气候控制系统的电力线路中的自配置矩阵电力转换器的电路图。
28.图5c是根据一个实施例的运输气候控制系统的电力线路中的自配置矩阵电力转换器的电路图。
29.相同的附图标记始终表示相同的部件。
具体实施方式
30.本发明大体上涉及电动附件中的能量转换管理，所述电动附件被配置成与车辆、
climate control system with an accessory power distribution unit for managing transport climate control electrically powered accessory loads)；美国申请号为16/565235的“用于连接车辆和运输气候控制系统的接口系统”(an interface system for connecting a vehicle and a transport climate control system)；美国申请号为16/565252的“用于多个运输气候控制系统的需求侧电力分配管理”(demand-side power distribution management for a plurality of transport climate control systems)；以及美国申请号为16/565282的“用于将电力传递到运输气候控制系统的优化的电力线”(optimized power cord for transferring power to a transport climate control system)，所有这些申请与本申请同时于2019年9月9日提交，并且其内容通过引用并入本文。
36.虽然下面描述的各实施例图示了运输气候控制系统的不同实施例，但是应当理解的是，所述电动附件并不限于运输气候控制系统或者运输气候控制系统的气候控制单元(climate control unit，ccu)。应当理解的是，ccu可以是，例如运输制冷单元(transport refrigeration unit，tru)。在其它实施例中，电动附件可以是，例如，附接到车辆的起重机、附接到货车的水泥搅拌器、食品货车的一个或多个食品电器、附接到车辆的吊臂、混凝土泵送货车、垃圾车、消防车(具有动力从动梯、泵、灯等)等。应当理解的是，即使当车辆的点火开关关闭和/或车辆驻车和/或怠速和/或充电时，电动附件也可能需要持续操作。电动附件将需要大量的动力来根据需要进行操作和/或进行持续的和/或自主的操作(例如，控制气候受控空间的温度/湿度/气流)，而这些操作与车辆的操作模式无关。
37.图1a描绘了气候受控厢式车1100，该厢式车包括用于承载货物的气候受控空间1105以及用于在气候受控空间1105内提供气候控制的运输气候控制系统1110。运输气候控制系统1110包括气候控制单元(ccu)1115，该气候控制单元被安装至厢式车1100的顶板1120。运输气候控制系统1110可以在其它部件中包括气候控制线路(climate control unit circuit，未示出)，该气候控制线路连接，例如压缩机、冷凝器、蒸发器和膨胀装置，以在气候受控空间1105内提供气候控制。应当理解的是，本文所描述的实施例并不限于气候受控厢式车，而是可以应用于任何类型的运输单元(例如，货车、集装箱(例如平板车上的集装箱、联运集装箱、海运集装箱等)、箱式车、半挂牵引车、客车或其它类似的运输单元)等。
38.运输气候控制系统1110还包括可编程气候控制器1125和一个或多个传感器(未示出)，所述传感器被配置成测量运输气候控制系统1110的一个或多个参数(例如，厢式车1100外部的环境温度、厢式车1100外部的环境湿度、压缩机吸入压力、压缩机排出压力、通过ccu 1115将空气供应到气候受控空间1105中的空气的供应空气温度、从气候受控空间1105返回到ccu 1115的空气的返回空气温度、气候受控空间1105内的湿度等)，以及将参数数据传送到气候控制器1125。气候控制器1125被配置成对包括气候控制线路部件的运输气候控制系统1110的操作进行控制。气候控制器单元1115可以包括单个集成式控制单元1126，或者可以包括气候控制器元件1126、1127的分布式网络。在给定网络中的分布式控制元件的数量可以取决于本文所描述原理的特定应用。
39.气候受控厢式车1100还可以包括车辆电力分配单元(power distribute unit，pdu)1101、车辆电气系统(vehicle electrical system，ves)1102、标准的充电端口1103、和/或增强的充电端口1104。ves 1102可以包括控制器(未示出)。车辆pdu 1101可以包括控
制器(未示出)。在一个实施例中，车辆pdu控制器可以是ves控制器的一部分，反之亦然。在一个实施例中，可以经由标准的充电端口1103将电力从例如电动车辆供电设备(electric vehicle supply equipment，evse，未示出)分配到车辆pdu 1101。也可以将电力从车辆pdu 1101分配到供电设备(electrical supply equipment，ese，未示出)和/或ccu 1115(参见表示电力线的实线，表示通信线的虚线)。在另一实施例中，可以经由增强的充电端口1104将电力从例如evse(未示出)分配到ese(未示出)和/或ccu 1115。然后ese可以经由标准的充电端口1103向车辆pdu 1101分配电力。
40.图1b描绘了气候受控单体货车1130，该货车包括用于承载货物的气候受控空间1131以及运输气候控制系统1132。运输气候控制系统1132包括被安装至气候受控空间1131的前壁1134的ccu 1133。ccu 1133可以在其它部件中包括气候控制线路(未示出)，该气候控制线路连接，例如压缩机、冷凝器、蒸发器和膨胀装置，以在气候受控空间1131内提供气候控制。
41.运输气候控制系统1132还包括可编程气候控制器1135和一个或多个传感器(未示出)，所述传感器被配置成测量运输气候控制系统1132的一个或多个参数(例如，货车1130外部的环境温度、货车1130外部的环境湿度、压缩机吸入压力、压缩机排放压力、通过ccu 1133将空气供应到气候受控空间1131中的空气的供应空气温度、从气候受控空间1131返回到ccu 1133的空气的返回空气温度、气候受控空间1131内的湿度等)，以及将参数数据传送到气候控制器1135。气候控制器1135被配置成对包括气候控制线路部件的运输气候控制系统1132的操作进行控制。气候控制器1135可以包括单个集成式控制单元1136，或者可以包括气候控制器元件1136、1137的分布式网络。在给定网络中的分布式控制元件的数量可以取决于本文所描述原理的特定应用。
42.应当理解的是，类似于图1a中所示的气候受控厢式车1100，图1b的气候受控单体货车1130还可以包括车辆pdu(例如图1a中所示的车辆pdu 1101)、ves(例如图1a中所示的ves 1102)、标准的充电端口(例如图1a中所示的标准的充电端口1103)、和/或增强的充电端口(例如图1a中所示的增强的充电端口1104)，其与相应的ese和/或ccu 1133通信，并且分配来自相应的ese和/或ccu 1133的电力或者将电力分配到相应的ese和/或ccu 1133。
43.图1c图示了附接到牵引车1142的气候受控运输单元1140的一个实施例。该气候受控运输单元1140包括用于运输单元1150的运输气候控制系统1145。牵引车1142附接到运输单元1150并且被配置成牵引运输单元1150。图1c所示的运输单元1150是挂车。
44.运输气候控制系统1145包括ccu 1152，该ccu在运输单元1150的气候受控空间1154内提供环境控制(例如温度、湿度、空气质量等)。ccu 1152设置在运输单元1150的前壁1157上。在其它实施例中，应当理解的是，ccu 1152可以设置在例如运输单元1150的顶板或其它壁上。ccu 1152包括气候控制线路(未示出)，该气候控制线路连接，例如压缩机、冷凝器、蒸发器和膨胀装置，以在气候受控空间1154内提供经调节的空气。
45.运输气候控制系统1145还包括可编程气候控制器1156和一个或多个传感器(未示出)，所述传感器被配置成测量运输气候控制系统1145的一个或多个参数(例如，运输单元1150外部的环境温度、运输单元1150外部的环境湿度、压缩机吸入压力、压缩机排出压力、通过ccu 1152将空气供应到气候受控空间1154中的空气的供应空气温度、从气候受控空间1154返回到ccu 1152的空气的返回空气温度、气候受控空间1154内的湿度等)，以及将参数
数据传送到气候控制器1156。气候控制器1156被配置成对包括气候控制线路部件的运输气候控制系统1145的操作进行控制。气候控制器1156可以包括单个集成式控制单元1158，或者可以包括气候控制器元件1158、1159的分布式网络。在给定网络中的分布式控制元件的数量可以取决于本文所描述原理的特定应用。
46.牵引车1142可以包括辅助动力系统(auxiliary power unit，apu)1108。apu 1108可以是电辅助动力单元(electric auxiliary power unit，eapu)。牵引车1142还可以包括车辆pdu 1101和ves 1102(参见图1a)。apu 1108可向车辆pdu 1101提供用于分配的电力。应当理解的是，对于连接而言，实线表示电力线，虚线表示通信线。气候受控运输单元1140可以包括pdu 1121，该pdu 1121连接到气候受控运输单元1140的电源，该电源包括太阳能电源1109、电源1122(例如发电机组、燃料电池、下置式电源单元、辅助电池组等)、和/或升降门电池1107等。pdu 1121可以包括控制器(未示出)。pdu控制器可以是气候控制器1156的一部分。pdu 1121可以将来自气候受控运输单元1140电源的电力分配至例如运输气候控制系统1145。气候受控运输单元1140还可以包括升降门1106。升降门电池1107可以提供电力，以开启和/或关闭升降门1106。
47.应当理解的是，类似于气候受控厢式车1100，附接到图1c的牵引车1142的气候受控运输单元1140也可以包括ves(例如图1a中所示的ves 1102)、标准的充电端口(例如图1a中所示的标准的充电端口1103)、和/或增强的充电端口(例如图1a中所示的增强的充电端口1104)。其与相应的ese和/或ccu 1152通信，并且分配来自相应的ese和/或ccu 1152的电力或者将电力分配到相应的ese和/或ccu 1152。应当理解的是，一个或多个充电端口1103可以在牵引车1142或挂车上。例如，在一个实施例中，标准的充电端口1103在牵引车1142上，而增强的充电端口1104在挂车上。
48.图1d图示了气候受控运输单元1160的另一实施例。气候受控运输单元1160包括用于运输单元1164的多区式运输气候控制系统(multi-zone transport climate control system，mtcs)1162，运输单元1164可以例如通过牵引车(未示出)进行牵引。应当理解的是，本文所描述的实施例并不限于牵引车和挂车单元，而是可以应用于任何类型的运输单元(例如，货车、集装箱(例如平板车上的集装箱、联运集装箱，海运集装箱等)、箱式车、半挂牵引车，客车或其它类似的运输单元)等。
49.mtcs 1162包括ccu 1166和多个远程单元1168，远程单元1168在运输单元1164的气候受控空间1170内提供环境控制(例如温度、湿度、空气质量等)。气候受控空间1170可以被分成多个区1172。术语“区”是指由壁1174隔开的气候受控空间1170的区域的一部分。ccu 1166可以操作为主机单元，并在气候受控空间1166的第一区1172a内提供气候控制。远程单元1168a可以在气候受控空间1170的第二区1172b内提供气候控制。远程单元1168b可以在气候受控空间1170的第三区1172c内提供气候控制。因此，mtcs 1162可以用于单独且独立地控制气候受控空间1162的多个区1172中的每一个区内的一种或多种环境条件。
50.ccu 1166设置在运输单元1160的前壁1167上。在其它实施例中，应当理解的是，ccu 1166可以设置在，例如运输单元1160的顶板或其它壁上。ccu 1166包括气候控制线路(未示出)，该气候控制线路连接，例如压缩机、冷凝器、蒸发器和膨胀装置，以在气候受控空间1170内提供经调节的空气。远程单元1168a设置在第二区1172b内的顶壁1179上，远程单元1168b设置在第三区1172c内的顶壁1179上。远程单元1168a、1168b中的每一个均包括蒸
发器(未示出)，该蒸发器连接到ccu 1166中提供的气候控制线路的其余部分。
51.mtcs 1162还包括可编程气候控制器1180和一个或多个传感器(未示出)，所述传感器被配置成测量mtcs 1162的一个或多个参数(例如，运输单元1164外部的环境温度、运输单元1164外部的环境湿度、压缩机吸入压力、压缩机排放压力、通过ccu 1166和远程单元1168将空气供应到每个区1172中的空气的供应空气温度、从每个区1172返回到相应的ccu 1166或远程单元1168a或1168b的空气的返回空气温度、每个区1118内的湿度等)，以及将参数数据传送到气候控制器1180。气候控制器1180被配置成对包括气候控制线路部件的mtcs 1162的操作进行控制。气候控制器1180可以包括单个集成式控制单元1181，或者可以包括气候控制器元件1181、1182的分布式网络。在给定网络中的分布式控制元件的数量可以取决于本文所描述原理的特定应用。
52.应当理解的是，类似于气候受控厢式车1100，图1d的气候受控运输单元1160还可以包括车辆pdu(例如图1a中所示的车辆pdu 1101)、ves(例如图1a中所示的ves 1102)、标准的充电端口(例如图1a中所示的标准的充电端口1103)、和/或增强的充电端口(例如图1a中所示的增强的充电端口1104)，其与相应的ese和/或ccu 1166通信，并且分配来自相应的ese和/或ccu 1166的电力或者将电力分配到相应的ese和/或ccu 1166。
53.图1e是根据一个实施例的包括运输气候控制系统1187的车辆1185的透视图。车辆1185是可以将一个或多个乘客(未示出)运载到一个或多个目的地的公共交通客车。在其它实施例中，车辆1185可以是校车、轨道车辆、地铁车辆或其它承载乘客的商用车辆。车辆1185包括可以容纳多个乘客的气候受控空间(例如，乘客车厢)1189。车辆1185包括位于车辆1185一侧的车门1190。在图1e所示的实施例中，第一车门1190位于车辆1185的前端附近，第二车门1190位于车辆1185的后端附近。每个车门1190可以在开启位置和关闭位置之间运动，以选择性地允许进入气候受控空间1189。运输气候控制系统1187包括连接到车辆1185的车顶1194的ccu 1192。
54.ccu 1192包括气候控制线路(未示出)，该气候控制线路连接，例如压缩机、冷凝器、蒸发器和膨胀装置，以在气候受控空间1189内提供经调节的空气。运输气候控制系统1187还包括可编程气候控制器1195和一个或多个传感器(未示出)，所述传感器被配置成测量运输气候控制系统1187的一个或多个参数(例如，车辆1185外部的环境温度、气候受控空间1189内的空间温度、车辆1185外部的环境湿度、气候受控空间1189内的空间湿度等)，以及将参数数据传送到气候控制器1195。气候控制器1195被配置成对包括气候控制线路部件的运输气候控制系统1187的操作进行控制。气候控制器1195可以包括单个集成式控制单元1196，或者可以包括气候控制器元件1196、1197的分布式网络。在给定网络中的分布式控制元件的数量可以取决于本文所描述原理的特定应用。
55.应当理解的是，类似于气候受控厢式车1100，包括图1e中的运输气候控制系统1187的车辆1185还可以包括车辆pdu(例如图1a所示的车辆pdu 1101)、ves(例如图1a所示的ves 1102)、标准的充电端口(例如图1a所示的标准的充电端口1103)、和/或增强的充电端口(例如图1a中所示的增强的充电端口1104)，其与相应的ese和/或ccu 1192通信，并且分配来自相应的ese和/或ccu 1192的电力或者将电力分配到相应的ese和/或ccu 1192。
56.图2是根据一个实施例的运输气候控制系统电力线路200的示意图。运输气候控制系统电力线路200可用于为，例如图1a至图1e中所示的运输气候控制系统1110、1132、1145、
1162和1187供电。
57.运输气候控制系统电力线路200包括压缩机105。压缩机105可以将传热流体(例如，制冷剂等)从相对低压力的气体压缩到相对高压力且相对高温度的气体。相对高压力和相对高温度的气体可以从压缩机105排出。
58.运输气候控制系统电力线路200还包括车辆能量存储器150和单元辅助能量存储器145。应当理解的是，在一些实施例中，电力线路200可以仅包括车辆能量存储器150和辅助能量存储器145中的一者。运输气候控制系统电力线路200还包括多个负载135、140。应当理解的是，在一些实施例中，电力线路200可以仅包括单个负载135。多个负载135、140可以是，例如本地负载(例如，主机单元的主机负载)、远程负载(主机单元的远程负载)等。应当理解的是，主机单元可以指，例如多温度系统中的主hvac单元。所述多温度系统的其它腔室可以“远离”主机单元。主机负载可以包括，例如一个或多个蒸发器风扇、一个或多个冷凝器风扇、液体冷却泵、螺线管、控制/步进阀、和/或百叶门等。远程负载可以是远程区单元(相对于主机单元)中的负载。远程负载可以包括，例如蒸发器风扇、冷凝器风扇、液体冷却泵、螺线管、控制/步进阀、和/或百叶门等。多个负载135、140可以包括，例如dc负载。dc负载可以是dc蒸发器风扇，dc冷凝器风扇等。
59.此外，运输气候控制系统电力线路200包括电力转换器120。电力转换器120可以包括控制器125。
60.运输气候控制系统电力线路200还包括单元控制器130(例如，用于控制运输制冷单元)。在一些实施例中，控制器125可以是单元控制器130的一部分。
61.运输气候控制系统电力线路200还包括发电机160(例如，带驱动的交流发电机，直接驱动的发电机等)。应当理解的是，发电机160可以是高压发电机。发电机160可以被配置成例如经由车辆电源总线155对车辆能量存储器150进行充电。此外，发电机160可以经由车辆电源总线155和电力转换器120来产生驱动压缩机105的电力。
62.应当理解的是，由发电机160产生的电力也可以用于，经由车辆电源总线155和电源转换器120来驱动多个负载135、140。还应当理解的是，由发电机160产生的电力可以用于，例如经由车辆电源总线155和电源转换器模块对单元辅助能量存储器145进行充电。
63.如图2所示，运输气候控制系统电力线路200可以连接到能量源115。能量源115可以是，例如公用(岸)电源。能量源115可以是单相或双相或三相ac能量源。压缩机105可以是单相或双相或三相压缩机。能量源115可以用于，例如经由开关网络110来驱动压缩机105。能量源115还可以用于，经由开关网络110和电力转换器120对单元辅助能量存储器145和/或车辆能量存储器150进行充电。能量源115还可以用于，经由开关网络110和电力转换器120来驱动至少一个负载135、140。能量源115可以提供，例如120v ac、240v ac、400v ac、或其它合适的ac电压。
64.单元控制器130可以配置成控制开关网络110，以将电力从能量源115引导到压缩机105或电力转换器120。单元控制器130还可以配置成控制电力转换器120的开关(未示出)，或者控制控制器125，以控制电力转换器120的开关。单元控制器130还可以配置成控制至少一个负载135、140。
65.单元辅助能量存储器145、车辆能量存储器150和/或由发电机160产生的电力可以具有低电压或高电压。
66.如本文所定义的，“低电压”是指汽车环境中的iso 6469-3的a类。具体地，“低电压”是指在0v至60v dc之间或在0v至30v ac之间的最大工作电压。例如，低电压可以是12v dc、24v dc、48v dc或其它合适的dc电压。
67.如本文所定义的，“高电压”是指汽车环境中的iso 6469-3的b类。具体地，“高电压”是指在60v至1500v dc之间或在30v至1000v ac之间的最大工作电压。例如，高电压可以是350v dc、400v dc、700v dc、800v dc或其它合适的dc电压。
68.图3a是根据一个实施例的具有公用电源115的充电系统300的示意图，公用电源115经由电力转换器(例如图2的电力转换器120)对运输气候控制系统进行充电。
69.所述电力转换器包括ac到dc转换器202。ac到dc转换器202可以连接到公用电源115。ac到dc转换器202可以包括可选的滤波器205、可选的电感210和逆变器215。可选的滤波器205可以是电磁干扰(electromagnetic interference，emi)滤波器，以抑制存在于电力线上的传导干扰，该电力线连接到公用电源115。电感210可以是升压电感，以对来自可选的滤波器205的滤波后的ac电压进行升压。逆变器215可以将来自可选的电感210的升压的ac电压转换为dc电压，或者将来自可选的滤波器205的滤波后的ac电压转换为dc电压。逆变器215可以是主动式前端(active front end，afe)逆变器和/或功率因数校正(power factor correction，pfc)逆变器。来自ac到dc转换器202的转换后的dc电压被输入到dc链路220用于功率平衡。可以将来自dc链路220的输出dc电压(例如，经由直接输出线240)馈送到车辆网络(例如，b类电压)中。应当理解的是，公用电源115可以经由直接输出线240直接地向负载(例如，车辆网络、能量存储器等)提供电力。来自dc链路220的输出dc电压也可以经由dc到dc转换器(自配置矩阵电力转换器)235发送到车辆网络(例如，a级电压)。来自dc链路220的输出dc电压还可以经由dc到dc转换器(自配置矩阵电力转换器)230发送到单元辅助能量存储器。控制器125可以配置成控制，例如dc到dc转换器230和235的开关(未示出)，使得公用电源115可以利用相同的自配置矩阵电力转换器(230、235)对不同的能量存储器(不同的电压)进行充电。电力转换器还包括dc链路220、直接输出线240、自配置矩阵电力转换器(230、235)、和控制器125。
70.图3b是根据一个实施例的压缩机驱动系统301的示意图，压缩机驱动系统301经由电力转换器(例如，图2的电力转换器120)来驱动运输气候控制系统的压缩机105。
71.电力转换器还包括dc链路220、直接输入线240、自配置矩阵电力转换器(230、235)、控制器125、和dc到ac转换器202。
72.可以将来自车辆网络的输出dc电压(例如，b类电压)(例如，经由直接输入线240)馈送到dc链路220。应当理解的是，来自车辆网络的输出dc电压可以经由直接输入线240直接向负载(例如，压缩机105)提供电力。来自车辆网络的输出dc电压(例如，a级电压)也可以经由dc到dc转换器(自配置矩阵电力转换器)235发送到dc链路220。来自单元辅助能量存储器的输出dc电压还可以经由dc到dc转换器(自配置矩阵电力转换器)230发送到dc链路220。控制器125可以配置成控制，例如dc到dc转换器230和235的开关(未示出)，使得不同的能量存储器(不同的电压)可以利用相同的自配置矩阵电力转换器(230、235)来驱动压缩机105。来自dc链路220的输出dc电压可以输入到dc到ac转换器202，dc到ac转换器202用于将输入dc电压转换为ac电压，以驱动压缩机105。dc到ac转换器202包括逆变器215。逆变器215可以将来自dc链路220的输入dc电压转换为ac电压。逆变器215可以是主动式前端(afe)逆变器
和/或功率因数校正(pfc)逆变器。dc到ac转换器202还可以包括可选的电感210。可选的电感210可以是升压电感，以对来自逆变器215的转换后的ac电压进行升压。dc到ac转换器202还可以包括可选的滤波器205。可选的滤波器205可以是电磁干扰(emi)滤波器，以抑制存在于电力线上的传导干扰，该电力线连接到逆变器215或可选的电感210。来自可选的滤波器205的输出ac电压可用于驱动压缩机105。
73.应当理解的是，在图3a和图3b中，dc到dc转换器230和235、直接输入/输出线240、转换器202、以及dc链路220可以是双向的。例如，在压缩机驱动方向上，转换器202可以是dc到ac转换器(例如，压缩机驱动模块(cdm))。在充电方向上，转换器202可以是ac到dc转换器(例如，使用cdm来整流)。至少一个传感器(例如，电压传感器、电流传感器、温度传感器、压力传感器、速度传感器等)可以配置成感测运输气候控制系统的参数(例如，电压、电流、温度、压力、速度等)，并将感测到的参数数据发送到控制器。控制器可以配置成例如基于感测到的参数数据来控制部件(例如，配置部件的方向、控制开关等)。还应当理解的是，所述自配置矩阵电力转换器可以是交错式或非交错式转换器。
74.图4是根据一个实施例的运输气候控制系统的电力线路中的自配置矩阵电力转换器400的电路图。
75.自配置矩阵电力转换器400可以是图3a和图3b的自配置矩阵电力转换器模块230、235。自配置矩阵电力转换器400包括逆变器310。逆变器310可以是dc到ac逆变器(在驱动，例如压缩机的方向上)或ac到dc逆变器(例如，在对dc电源或dc能量存储器进行充电的方向上)。逆变器310可以是针对半波设计的半桥式逆变器，或者是针对全波设计的全桥式逆变器。逆变器310可以连接到dc电源305。dc电源305可以是a类电源。例如，dc电源305可以是12v dc、24v dc、48vdc或其它合适的dc电压。
76.自配置矩阵电力转换器400还包括：开关335、340、345；变压器320、325、330；以及整流电路350。来自dc电源305的dc电力可以输入(例如，在驱动例如压缩机的方向上)到逆变器310(例如，dc到ac逆变器)。来自逆变器310(例如，ac到dc逆变器)的ac电力可以输入(例如，在对dc电源305进行充电的方向上)到dc电源305。自配置矩阵电力转换器400还可以包括电容器315。电容器315可以是dc阻断电容器。在一个实施例中，电容器315可以是可选的。电容器315的一端315a可连接到逆变器310的一端310c。电容器315的另一端315b可以连接到变压器320的一端320a。变压器320的一端320b连接到开关335的一端335b和变压器325的一端325a。变压器325的一端325b连接到开关340的一端340b和开关345的一端345a。开关345的另一端345b连接到变压器330的一端330a。变压器330的一端330b连接到逆变器310的一端310d、开关335的一端335a、以及开关340的一端340a。变压器320的一端320c连接到变压器325的一端325c、变压器330的一端330c、以及整流电路350的一端350a。变压器320的一端320d连接到变压器325的一端325d、变压器330的一端330d、以及整流电路350的一端350b。整流电路350的端部350c、350d可以连接到，例如dc链路(例如，图3b的dc链路220)，以例如经由cdm来驱动压缩机。
77.应当理解的是，变压器320、325、330可以共享相同的芯，或者各自具有芯。每个变压器320、325、330可以将ac从一个电压转换到另一个电压。在一个实施例中，每个变压器320、325、330可以将第一ac转换为第二ac(例如，hv ac)。应当理解的是，在一些实施例中，为了使描述简化，12v ac(或其它电压)可以被定义为从12v dc经由逆变器进行转换的ac电
压；和/或12vdc(或其它电压)可以被定义为从12v ac经由转换器进行转换的dc电压。每个变压器320、325、330具有预定的变换比(磁性元件)。在一些实施例中，每个变压器320、325具有相同的变换比(例如，其可以在例如压缩机驱动模式中/方向上将低电压ac转换为高电压ac)。变压器330的变换比可以是变压器320或325的变换比的两倍。在另一实施例中，变压器330的变换比可以是变压器320或325的变换比的一半或者等于变压器320或325的变换比。应当理解的是，变压器可以提供从输出到输入的电流隔离或电气隔离，这将有助于在系统中建立隔离的或“浮动的(floating)”电源。
78.开关315、335、340可以是金属氧化物半导体场效应晶体管(mosfet)、绝缘栅双极型晶体管(igbt)、或双极结型晶体管(bjt)等。整流电路350可以是无源整流电路351或有源整流电路352。还应当理解的是，当整流电路350是有源整流电路352时，自配置矩阵电力转换器400可以双向地操作(利用dc电源305来驱动压缩机的压缩机驱动方向，和/或利用例如公用(岸)电源对dc电源305进行充电的充电方向)。
79.在操作中，在压缩机驱动模式中/方向上，控制器(例如图2、图3a和图3b的控制器125)可以基于dc电源305的输入电压来控制开关315、335、340。
80.当/如果dc电源305的电压是第一dc电压(例如，12v dc)时，控制器可以控制开关335接通(连接/闭合)，并且控制开关340和345断开(未连接/开启)。这样，在电路中只使用变压器320。变压器325和330未连接(未使用)。在该实施例中，第一dc电压(例如，12v dc)可以经由逆变器310转换为第一ac电压，然后经由变压器320转换为第二ac电压(例如，hv(高电压)ac)，然后经由整流电路350转换为hv dc电压输出(例如，400v dc)。
81.当/如果dc电源305的电压是第二电压(例如，24vdc)时，控制器可以控制开关340接通(连接/闭合)，并且控制开关335和345断开(未连接/开启)。这样，在电路中只使用变压器320和325。变压器330未连接(未使用)。在该实施例中，第二dc电压(例如，24vdc)可以经由逆变器310转换为第一ac电压，然后经由变压器320和325转换为第二ac电压(例如，hv ac)，然后经由整流电路350转换为hv dc电压(例如，800v dc)输出。
82.当/如果dc电源305的电压是第三dc电压(例如，48v dc)时，控制器可以控制开关345接通(连接/闭合)，并且控制开关335和340断开(未连接/开启)。这样，在电路中所有变压器320、325、330都将被使用。在该实施例中，第三dc电压(例如，48v dc)可以经由逆变器310转换为第一ac电压，然后经由变压器320、325、330转换为第二ac电压(例如，hv ac)，然后经由整流电路350转换为hv dc电压输出(例如，1600vdc)。在该实施例中，变压器330的变换比可以是变压器320或325的变换比的两倍。在另一实施例中，当例如变压器330的变换比是变压器320或325的变换比的一半时，来自整流电路350的输出电压可以是1200vdc。
83.应当理解的是，在操作模式中/方向上，当/如果dc电源305的电压改变(例如，可以是第一dc电压(例如，12v dc)，第二dc电压(24v dc)或第三dc电压(48v dc)中的任一者)时，控制器可以控制开关335、340、345，使得来自自配置矩阵电力转换器400的输出dc电压可以相同(例如，相同的400v dc、或相同的800v dc、或相同的1200v dc、或相同的1600v dc)。
84.在操作中，在充电模式中/方向上，控制器可以基于整流电路350的输入电压(来自350c和350d)来控制开关315、335、340，以对dc电源305进行充电。在该实施例中，整流电路350是双向的。类似于压缩机驱动模式中/方向上(但在反向路径上)的操作，控制器可以类
似地控制开关335、340、345，使得当对第一dc电压(例如，12v dc电源305)进行充电时，整流电路350的输入dc电压(来自350c和350d)可以是，例如400v dc。当对第二dc电压(例如，24v dc电源305)进行充电时，整流电路350的输入dc电压(来自350c和350d)可以是，例如800v dc。当对第三dc电压(例如，48v dc电源305)进行充电时，整流电路350的输入dc电压(来自350c和350d)可以是，例如1600v dc或1200v dc。
85.应当理解的是，在充电模式中/方向上，对于整流电路350的输入dc电压(来自350c和350d)的特定电压，控制器可以控制开关335、340、345，使得来自自配置矩阵电力转换器400的输出dc电压可以变化(例如，12v dc，或24v dc，或48v dc)。
86.图5a是根据另一实施例的运输气候控制系统的电力线路中的自配置矩阵电力转换器500的电路图。
87.自配置矩阵电力转换器500包括逆变器406、407。逆变器406、407可以是dc到ac逆变器(在驱动例如压缩机的方向上)或者ac到dc逆变器(例如，在对例如dc电源或dc能量存储器进行充电的方向上)。逆变器406、407可以是针对半波设计的半桥式逆变器。逆变器406、407可以连接到dc电源405。dc电源405可以是a类电源。例如，dc电源405可以是12v dc、24v dc或其它合适的dc电压。
88.自配置矩阵电力转换器500还包括：开关431；变压器420、425；开关450；开关460；以及针对半波设计的整流电路451和整流电路454。开关431包括具有阳极440a和阴极440b的体二极管440，开关450包括具有阳极459a和阴极459b的体二极管459，开关460包括具有阳极469a和阴极469b的体二极管469。来自dc电源405的dc电力可以输入(例如，在驱动例如压缩机的方向上)到逆变器406、407(例如，dc到ac逆变器)。来自逆变器406、407(例如，ac到dc逆变器)的ac电力可以输入(例如，在对例如dc电源405进行充电的方向上)到dc电源405。自配置矩阵电力转换器500还可以包括电容器415。电容器415可以是dc阻断电容器。在一个实施例中，电容器415可以是可选的。控制器可以配置成控制开关406、407、450、460和431。图5a示出了各部件之间的连接。整流电路451的端部451c、451d和整流电路454的端部454c、454d可以连接到例如dc链路(例如，图3b的dc链路220)，以例如经由cdm来驱动压缩机。
89.应当理解的是，变压器420、425可以共享相同的芯，或者各自具有芯。每个变压器420、425可以将ac从一个电压转换到另一个电压。应当理解的是，在一些实施例中，为了使描述简化，12v ac(或其它电压)可以被定义为从12vdc经由逆变器进行转换的ac电压；和/或12vdc(或其它电压)可以被定义为经由转换器从12v ac进行转换的dc电压。每个变压器420、425具有预定的变换比(磁性元件)。在一些实施例中，每个变压器420、425具有相同的变换比(例如，在压缩机驱动模式中/方向上)。
90.开关406、407、450、460、431可以是金属氧化物半导体场效应晶体管(mosfet)、绝缘栅双极型晶体管(igbt)、或双极结型晶体管(bjt)等。整流电路451和/或整流电路454可以是无源整流电路452或有源整流电路453。还应当理解的是，当整流电路451和454是有源整流电路453时，自配置矩阵电力转换器500可以双向地操作(利用dc电源405来驱动压缩机的压缩机驱动方向，和/或用例如公用电力(岸)源对dc电源405进行充电的充电方向)。
91.在操作中，在压缩机驱动模式中/方向上，控制器408(例如图2、图3a和图3b的控制器125)可以基于dc电源405的输入电压来控制开关406、407、450、460、431。应当理解的是，控制器408可以配置成控制开关406(设置在半桥式逆变器的高侧)接通和/或断开(例如，经
由脉冲宽度调制)，以控制通过变压器420线圈的能量流。控制器408还可以配置成，当例如mosfet开关的体二极管传导反激式能量(例如，来自线圈)并且开关407将产生比仅使用体二极管的更低的能量耗散时，来控制开关407(设置在半桥式逆变器的低侧)导通。开关407可用于同步的整流或有源整流。
92.当/如果dc电源405的电压是第一dc电压(例如，12v dc)时，控制器408可以控制开关431接通(连接/闭合)，并且控制开关450和460断开(未连接/开启)。这样，在电路中仅使用变压器420。变压器425未连接(未使用)。在该实施例中，第一dc电压(例如，12v dc)可以经由逆变器406、407转换为第一ac电压，然后经由变压器420转换为第二ac电压(例如，hv ac)，然后经由整流电路454转换为hv dc电压(例如，400v dc)输出。
93.当/如果dc电源405的电压是第一dc电压(例如，12vdc)时，控制器408还可以控制开关460接通(连接/闭合)，并且控制开关450和431断开(未连接/开启)。这样，在电路中仅使用变压器425。变压器420未连接(未使用)。在该实施例中，第一dc电压(例如，12v dc)可以经由逆变器406、407转换为第一ac电压，然后经由变压器425转换为第二ac电压(例如，hv ac)，然后经由整流电路451转换为hv dc电压(例如，400vdc)输出。
94.当/如果dc电源405的电压是第一dc电压(例如，12v dc)时，控制器408可以进一步控制开关431和460接通(连接/闭合)，并且控制开关450断开(未连接/开启)。这样，在电路中变压器420和425都被使用(并联)。在该实施例中，第一dc电压(例如，12v dc)可以经由逆变器406、407转换为第一ac电压，然后经由变压器420和425转换为第二ac电压(例如，hv ac)，然后经由整流电路451和454转换为hv dc电压(例如，400v dc)输出。这种“并联地使用变压器420和425”配置与“仅使用变压器420(或425)”配置之间的差异在于，在这种“并联使用的变压器420和425”配置中，整流电路451和454的输出电流是两倍(因此功率是两倍，因为整流电路451和454的输出电压保持相同)。应当理解的是，在这种并联连接配置中，整流电路451和454的输出电压也是并联连接的。
95.当/如果dc电源405的电压是第二电压(例如，24v dc)时，控制器408可以控制开关431和460断开(未连接/开启)，并且控制开关450接通(连接/闭合)。这样，在电路中变压器420和425被串联地使用。在该实施例中，第二dc电压(例如，24v dc)可以经由逆变器406、407转换为第一ac电压，然后经由变压器420和425转换为第二ac电压(例如，hv ac)，然后经由整流电路451和454转换为hv dc电压(例如，800v dc)。应当理解的是，在该串联连接配置中，整流电路451和454的输出电压也是串联连接的。
96.在操作中，在充电模式中/方向上，控制器408可以基于整流电路451和/或454的输入电压(来自451c/454c和451d/454d)来控制开关406、407、450、460、431，以对dc电源405进行充电。在该实施例中，整流电路451和/或454是双向的。类似于在压缩机驱动模式中/方向上(但在反向路径上)的操作，控制器408可以类似地控制开关431、450、460，使得当对第一dc电压(例如，12v dc电源405)进行充电时，整流电路451和/或454的输入dc电压(来自451c/454c和451d/454d)可以是例如400v dc。当对第二dc电压(例如，24v dc电源405)进行充电时，整流电路451和/或454的输入dc电压(来自451c/454c和451d/454d)可以是例如800v dc。
97.应当理解的是，开关460可以是可选的。在这种实施例中，自配置矩阵电力转换器500不包括开关460。该实施例等同于开关460总是断开(未连接/开启)的实施例。当开关460
是可选的时，开关450也可以是可选的(相当于开关450总是接通(连接/闭合)的实施例)。在该实施例中，不存在“并联地使用变压器420和425”配置，并且不存在“仅使用变压器425”配置。
98.图5b是根据又一实施例的运输气候控制系统的电力线路中的自配置矩阵电力转换器501的电路图。
99.自配置矩阵电力转换器501(和/或图5a的500)可以是图3a和图3b的自配置矩阵电力转换器230、235。应当理解的是，自配置矩阵电力转换器501(和/或图5a的500，和/或图4的400，和/或图3a和图3b的230、235)可以包括可选的一个或多个谐振器，以使这些转换器成为谐振开关转换器。
100.自配置矩阵电力转换器501包括逆变器401、402、403、404。逆变器401、402、403、404可以是dc到ac逆变器(在驱动例如压缩机的方向上)，或者是ac到dc逆变器(例如，在对例如dc电源或dc能量存储器进行充电的方向上)。逆变器401、402、403、404可以是针对全波设计的全桥式逆变器。应当理解的是，全桥(两个半桥)可以产生全波ac，而不仅仅是由半桥产生的半波ac。逆变器401、402、403、404可以连接到dc电源405。dc电源405可以是a类电源。例如，dc电源405可以是12v dc、24v dc或其它合适的dc电压。应当理解的是，在图5b的实施例中，不考虑负电源，因为如果要提供负极性和正极性电源，则可以使用半桥(例如图5a的实施例)来产生全波ac，包括正半波和负半波。
101.自配置矩阵电力转换器501还包括开关组432；变压器420、425；以及针对全波设计的整流电路455和整流电路458。应当理解的是，对于全波(每一个两个半波)，开关组432可以被控制为接通(连接/闭合)或断开(未连接/开启)。自配置矩阵电力转换器501还包括开关组470和开关组480。开关组470和480中的每一者类似于开关组432。开关组432、470、480中的每一者可以例如由开关组433来表示。对于两个半波中的每一者，包括两个开关(一个开关包括具有阳极和阴极的体二极管，用于在一个方向上阻断电流，另一个开关包括具有阳极和阴极的体二极管，用于在相反方向上阻断电流)的开关组433。来自dc电源405的dc电力可以输入(例如，在驱动例如压缩机的方向上)到逆变器401、402、403、404(例如，dc到ac逆变器)。来自逆变器401、402、403、404(例如，ac到dc逆变器)的ac电力可以被输入(例如，在对例如dc电源405充电的方向上)到dc电源405。自配置矩阵电力转换器501还可以包括电容器415。电容器415可以是dc阻断电容器。在一个实施例中，电容器415可以是可选的。控制器可以配置成控制开关401、402、403、404和开关组(432、433)、470、480。图5b示出了各部件之间的连接。整流电路455的端部455c、455d和整流电路458的端部458c、458d可以连接到，例如dc链路(例如，图3b的dc链路220)，以例如经由cdm来驱动压缩机。
102.应当理解的是，变压器420、425可以共享相同的芯，或者各自具有芯。每个变压器420、425可以将ac从一个电压转换到另一个电压。应当理解的是，在一些实施例中，为了使描述简化，12v ac(或其它电压)可以被定义为从12v dc经由逆变器进行转换的ac电压；和/或12v dc(或其它电压)可以被定义为经由转换器从12v ac进行转换的dc电压。每个变压器420、425具有预定的变换比(磁性元件)。在一些实施例中，每个变压器420、425具有相同的变换比(例如，其可以在例如压缩机驱动模式中/方向上将12v ac转换为400v ac)。
103.开关401、402、403、404、和/或开关组432、470、480中的开关可以是金属氧化物半导体场效应晶体管(mosfet)、绝缘栅双极型晶体管(igbt)、或双极结型晶体管(bjt)等。整
流电路455和/或整流电路458可以是无源整流电路456或有源整流电路457。还应当理解的是，当整流电路455、458是有源整流电路457时，自配置矩阵电力转换器501可以双向地操作(利用dc电源405来驱动压缩机的压缩机驱动方向，和/或用例如公用(岸)电源对dc电源405进行充电的充电方向)。
104.在操作中，在压缩机驱动模式中/方向上，控制器408(例如图2、图3a和图3b的控制器125)可以基于dc电源405的输入电压来控制开关401、402、403、404和开关组(432、433)、470、480。应当理解的是，控制器408可以配置成控制开关401和403(设置在全桥式逆变器的高侧)接通和/或断开(例如，经由脉冲宽度调制)，以控制通过(双向、正向和反向)变压器420的线圈的能量流。控制器408还可以配置成，当例如mosfet开关的体二极管传导反激式能量(例如，来自线圈)并且开关402和404将产生比仅使用体二极管的更低的能量耗散时，控制开关402和404(设置在半桥式逆变器的低侧)导通。开关402和404可用于同步的整流或有源整流。
105.当/如果dc电源405的电压是第一dc电压(例如，12v dc)时，控制器408可以控制开关组432接通(连接/闭合)，并且控制开关组470和480断开(未连接/开启)。这样，在电路中仅使用变压器420。变压器425未连接(未使用)。在该实施例中，第一dc电压(例如，12v dc)可以经由逆变器401、402、403、404转换为第一ac电压，然后经由变压器420转换为第二ac电压(例如，hv ac)，然后经由整流电路458转换为hv dc电压(例如，400v dc)输出。
106.当/如果dc电源405的电压是第一dc电压(例如，12v dc)时，控制器408还可以控制开关组480接通(连接/闭合)，并且控制开关组470和432断开(未连接/开启)。这样，在电路中仅使用变压器425。变压器420未连接(未使用)。在该实施例中，第一dc电压(例如，12v dc)可以经由逆变器401、402、403、404转换为第一ac电压，然后经由变压器425转换为第二ac电压(例如，hv ac)，然后经由整流电路455转换为hv dc电压(例如，400v dc)。
107.当/如果dc电源405的电压是第一dc电压(例如，12v dc)时，控制器408可以进一步控制开关组432和480接通(连接/闭合)，并且控制开关组470断开(未连接/开启)。这样，在电路中变压器420和425均被使用(并联)。在该实施例中，第一dc电压(例如，12v dc)可以经由逆变器401、402、403、404转换为第一ac电压，然后经由变压器420和425转换为第二ac电压(例如，hv ac)，然后经由整流电路455和458转换为hv dc电压(例如，400v dc)。这种“并联地使用变压器420和425”配置与“仅使用变压器420(或425)”配置之间的差异在于，在这种“并联地使用变压器420和425”配置中，整流电路451和454的输出电流是两倍(因此功率是两倍，因为整流电路451和454的输出电压保持相同)。应当理解的是，在这种并联连接配置中，整流电路455和458的输出电压也是并联连接的。
108.当/如果dc电源405的电压是第二电压(例如，24v dc)时，控制器408可以控制开关组432和480断开(未连接/开启)，并且控制开关组470接通(连接/闭合)。这样，在电路中变压器420和425被串联地使用。在该实施例中，第二dc电压(例如，24v dc)可以经由逆变器401、402、403、404转换为第一ac电压，然后经由变压器420和425转换为第二ac电压(例如，hv ac)，然后经由整流电路455和458转换为hv dc电压(例如，800v dc)。应当理解的是，在该串联连接配置中，整流电路455和458的输出电压也是串联连接的。
109.在操作中，在充电模式中/方向中，控制器408可以基于整流电路455和/或458的输入电压(来自455c/458c和455d/458d)来控制开关401、402、403、404和开关组(432、433)、
470、480，以对dc电源405进行充电。在该实施例中，整流电路455和458是双向的。类似于压缩机驱动模式中/方向上(但在反向路径上)的操作，控制器408可以类似地控制开关组432、470、480，使得当对第一dc电压(例如，12v dc电源405)进行充电时，整流电路455和/或458的输入dc电压(来自455c/458c和455d/458d)可以是例如400v dc。当对第二dc电压(例如，24v dc电源405)进行充电时，整流电路455和/或458的输入dc电压(来自455c/458c和455d/458d)可以是例如800v dc。
110.应当理解的是，开关组480可以是可选的。在这种实施例中，自配置矩阵电力转换器501不包括开关组480。该实施例等同于开关480总是断开(未连接/开启)的实施例。当开关480是可选的时，开关470也可以是可选的(相当于开关470总是接通(连接/闭合)的实施例)。在该实施例中，不存在“并联地使用变压器420和425”配置，并且不存在“仅使用变压器425”配置。
111.图5c是根据一个实施例的运输气候控制系统的电力线路中的自配置矩阵电力转换器502的电路图。图5c是图5a和/或图5b的实施例的简化版本。
112.自配置矩阵电力转换器502包括桥510，桥510可以连接到dc电源505(类似于图5a和/或图5b的电源405)。桥510可以是针对半波设计的半桥式逆变器(类似于图5a的406和407)或针对全波设计的全桥式逆变器(类似于图5b的401至404)。
113.自配置矩阵电力转换器502包括开关531、550、560(或用于全波设计的开关组)。开关531、550、560类似于图5a的开关431、450、460或图5b的开关组432、470、480。自配置矩阵电力转换器502还包括变压器520、525(类似于图5a和/或图5b的变压器420、425)，整流电路555和整流电路556(类似于图5a的整流电路451、454和/或图5b的整流电路455、458)。自配置矩阵电力转换器500还可以包括电容器515(类似于图5a和/或图5b的电容器415)。控制器(未示出)可以配置成控制开关531、550、560。整流电路555的端部555c、555d和整流电路556的端部556c、556d可以连接到例如dc链路(例如，图3b的dc链路220)，以例如经由cdm来驱动压缩机。
114.类似于图5a和/或图5b的实施例，控制器可以控制开关531接通(连接/闭合)，并且控制开关550和560断开(未连接/开启)。这样，在电路中仅使用变压器520。控制器还可以控制开关560接通(连接/闭合)，并且控制开关531和550断开(未连接/开启)。这样，在电路中仅使用变压器525。控制器还可以控制开关531和560接通(连接/闭合)，并且控制开关550断开(未连接/开启)。这样，在电路中变压器520和525被并联地使用。控制器还可以控制开关550接通(连接/闭合)，并且控制开关531和560断开(未连接/开启)。这样，在电路中变压器520和525被串联地使用。
115.类似于图5a和/或图5b的实施例，自配置矩阵电力转换器502可以是双向的(一个方向是经由来自dc电源505的输入电压/输入电流来驱动连接到整流电路555和/或556的负载(例如，经由cdm来驱动压缩机)的路径；另一个方向是利用从整流电路555和/或556接收的输入电压/输入电流对dc电源505进行充电的路径。
116.类似于图5a和/或图5b的实施例，自配置矩阵电力转换器502可以是半波设计或全波设计。开关(或开关组)560可以是可选的。这种实施例等同于开关560总是断开(未连接/开启)的实施例。当开关560是可选的时，开关550也可以是可选的(相当于开关550总是接通(连接/闭合)的实施例)。在该实施例中，控制器可以配置成对用于“仅使用变压器520”配置
(531接通，550断开)或“串联使用的变压器520和525”配置(531断开，550接通)的开关531和/或550进行控制。
117.应当理解的是，在图5a至图5c中，整流器对454和451、458和455，以及555和556可以组合成一个整流器(参见图4中的350)，或者如图5a至图5c所示的那样分开。
118.各个方面
119.应当理解的是，方面1至方面3中的任一者可以与方面4和/或方面5至方面16中的任一者进行组合。方面4可以与方面5至方面16中的任一者进行组合。方面17至方面19中的任一者可以与方面20和/或方面21至方面32中的任一者进行组合。方面20可以与方面21至方面32中的任一者进行组合。
120.方面1、一种运输气候控制系统，包括：
121.具有充电模式的自配置矩阵电力转换器；
122.逆变器电路；
123.控制器；
124.第一dc能量存储器和第二dc能量存储器；以及
125.压缩机，
126.其中，所述第一dc能量存储器和所述第二dc能量存储器具有不同的电压电平；
127.其中，在所述充电模式期间，所述逆变器电路被配置成将来自能量源的第一ac电压转换为第一dc电压，所述控制器被配置成控制所述自配置矩阵电力转换器，以将所述第一dc电压转换为对所述第一dc能量存储器进行充电的第一输出dc电压，和/或将所述第一dc电压转换为对所述第二dc能量存储器进行充电的第二输出dc电压。
128.方面2、根据方面1所述的运输气候控制系统，其中，所述自配置矩阵电力转换器具有操作模式，
129.其中，在所述操作模式期间，所述控制器被配置成控制所述自配置矩阵电力转换器，以将来自所述第一dc能量存储器的第一输入dc电压转换为第二dc电压，和/或将来自所述第二dc能量存储器的第二输入dc电压转换为所述第二dc电压，所述逆变器电路被配置成将所述第二dc电压转换为用于驱动所述压缩机的第二ac电压。
130.方面3、根据方面1或方面2所述的运输气候控制系统，其中，所述自配置矩阵电力转换器是双向的。
131.方面4、一种运输气候控制系统，包括：
132.具有操作模式的自配置矩阵电力转换器；
133.逆变器电路；
134.控制器；
135.第一dc能量存储器和第二dc能量存储器；以及
136.压缩机，
137.其中，所述第一dc能量存储器和所述第二dc能量存储器具有不同的电压电平；
138.其中，在所述操作模式期间，所述控制器被配置成控制所述自配置矩阵电力转换器，以将来自所述第一dc能量存储器的第一输入dc电压转换为第二dc电压，和/或将来自所述第二dc能量存储器的第二输入dc电压转换为所述第二dc电压，所述逆变器电路被配置成将所述第二dc电压转换为用于驱动所述压缩机的ac电压。
139.方面5、一种用于运输气候控制系统的自配置矩阵电力转换器，包括：
140.第一转换器电路；
141.连接到所述第一转换器电路的变压器电路；
142.连接到所述变压器电路的第二转换器电路；以及
143.具有第一状态和第二状态的至少一个开关；
144.其中，所述自配置矩阵电力转换器具有操作模式，
145.其中，在所述操作模式期间，所述至少一个开关被控制成处于所述第一状态，以将第一输入dc电压转换为第二dc电压，以及被控制成处于所述第二状态，以将第二输入dc电压转换为所述第二dc电压。
146.方面6、根据方面5所述的自配置矩阵电力转换器，其中，所述自配置矩阵电力转换器具有充电模式，
147.其中，在所述充电模式期间，所述至少一个开关被控制成处于所述第一状态，以将第一dc电压转换为第一输出dc电压，以及被控制成处于所述第二状态，以将所述第一dc电压转换为第二输出dc电压，
148.其中，所述第一输出dc电压不同于所述第二输出dc电压。
149.方面7、根据方面5或方面6所述的自配置矩阵电力转换器，其中，所述第一转换器电路是半桥式逆变器。
150.方面8、根据方面5或方面6所述的自配置矩阵电力转换器，其中，所述第一转换器电路是全桥式逆变器。
151.方面9、根据方面5或方面6所述的自配置矩阵电力转换器，其中，所述第一转换器电路是双向的。
152.方面10、根据方面5至方面9中任一方面所述的自配置矩阵电力转换器，其中，所述变压器电路具有至少两个绕组，所述至少两个绕组共享相同的芯。
153.方面11、根据方面5至方面9中任一方面所述的自配置矩阵电力转换器，其中，所述变压器电路具有至少两个绕组，所述至少两个绕组中的每一者均具有芯。
154.方面12、根据方面5至方面11中任一方面所述的自配置矩阵电力转换器，其中，所述第二转换器电路是无源整流器。
155.方面13、根据方面5至方面11中任一方面所述的自配置矩阵电力转换器，其中，所述第二转换器电路是有源整流器。
156.方面14、根据方面5至方面11中任一方面所述的自配置矩阵电力转换器，其中，所述第二转换器电路是双向的。
157.方面15、根据方面5至方面14中任一方面所述的自配置矩阵电力转换器，其中，所述至少一个开关是mosfet开关。
158.方面16、根据方面5至方面15中任一方面所述的自配置矩阵电力转换器，还包括电容器，其中，所述电容器是设置在所述第一转换器电路与所述变压器电路之间的dc阻断电容器。
159.方面17、一种电动附件，包括：
160.具有充电模式的自配置矩阵电力转换器；
161.逆变器电路；
162.控制器；
163.第一dc能量存储器和第二dc能量存储器；以及
164.压缩机，
165.其中，所述第一dc能量存储器和所述第二dc能量存储器具有不同的电压电平；
166.其中，在所述充电模式期间，所述逆变器电路被配置成将来自能量源的第一ac电压转换为第一dc电压，所述控制器被配置成控制所述自配置矩阵电力转换器，以将所述第一dc电压转换为对所述第一dc能量存储器进行充电的第一输出dc电压，和/或将所述第一dc电压转换为对所述第二dc能量存储器进行充电的第二输出dc电压。
167.方面18、根据方面17所述的电动附件，其中，所述自配置矩阵电力转换器具有操作模式，
168.其中，在所述操作模式期间，所述控制器被配置成控制所述自配置矩阵电力转换器，以将来自所述第一dc能量存储器的第一输入dc电压转换为第二dc电压，和/或将来自所述第二dc能量存储器的第二输入dc电压转换为所述第二dc电压，所述逆变器电路被配置成将所述第二dc电压转换为用于驱动所述压缩机的第二ac电压。
169.方面19、根据方面17或方面18所述的电动附件，其中，所述自配置矩阵电力转换器是双向的。
170.方面20、一种电动附件，包括：
171.具有操作模式的自配置矩阵电力转换器；
172.逆变器电路；
173.控制器；
174.第一dc能量存储器和第二dc能量存储器；以及
175.压缩机，
176.其中，所述第一dc能量存储器和所述第二dc能量存储器具有不同的电压电平；
177.其中，在所述操作模式期间，所述控制器被配置成控制所述自配置矩阵电力转换器，以将来自所述第一dc能量存储器的第一输入dc电压转换为第二dc电压，和/或将来自所述第二dc能量存储器的第二输入dc电压转换为所述第二dc电压，所述逆变器电路被配置成将所述第二dc电压转换为用于驱动所述压缩机的ac电压。
178.方面21、一种用于电动附件的自配置矩阵电力转换器，包括：
179.第一转换器电路；
180.连接到所述第一转换器电路的变压器电路；
181.连接到所述变压器电路的第二转换器电路；以及
182.具有第一状态和第二状态的至少一个开关；
183.其中，所述自配置矩阵电力转换器具有操作模式，
184.其中，在所述操作模式期间，所述至少一个开关被控制成处于所述第一状态，以将第一输入dc电压转换为第二dc电压，以及被控制成处于所述第二状态，以将第二输入dc电压转换为所述第二dc电压。
185.方面22、根据方面21所述的自配置矩阵电力转换器，其中，所述自配置矩阵电力转换器具有充电模式，
186.其中，在所述充电模式期间，所述至少一个开关被控制成处于所述第一状态，以将
第一dc电压转换为第一输出dc电压，以及被控制成处于所述第二状态，以将所述第一dc电压转换为第二输出dc电压，
187.其中，所述第一输出dc电压不同于所述第二输出dc电压。
188.方面23、根据方面21或方面22所述的自配置矩阵电力转换器，其中，所述第一转换器电路是半桥式逆变器。
189.方面24、根据方面21或方面22所述的自配置矩阵电力转换器，其中，所述第一转换器电路是全桥式逆变器。
190.方面25、根据方面21或方面22所述的自配置矩阵电力转换器，其中，所述第一转换器电路是双向的。
191.方面26、根据方面21至方面25中任一方面所述的自配置矩阵电力转换器，其中，所述变压器电路具有至少两个绕组，所述至少两个绕组共享相同的芯。
192.方面27、根据方面21至方面25中任一方面所述的自配置矩阵电力转换器，其中，所述变压器电路具有至少两个绕组，所述至少两个绕组中的每一者均具有芯。
193.方面28、根据方面21至方面27中任一方面所述的自配置矩阵电力转换器，其中，所述第二转换器电路是无源整流器。
194.方面29、根据方面21至方面27中任一方面所述的自配置矩阵电力转换器，其中，所述第二转换器电路是有源整流器。
195.方面30、根据方面21至方面27中任一方面所述的自配置矩阵电力转换器，其中，所述第二转换器电路是双向的。
196.方面31、根据方面21至方面30中任一方面所述的自配置矩阵电力转换器，其中，所述至少一个开关是mosfet开关。
197.方面32、根据方面21至方面31中任一方面所述的自配置矩阵电力转换器，还包括电容器，其中，所述电容器是设置在所述第一转换器电路与所述变压器电路之间的dc阻断电容器。
198.本说明书中所使用的术语旨在描述特定的实施方案，而并不是限制性的。除非另外清楚地指出，术语“一个”、“一种”和“所述”也包括复数形式。对于术语“包括”和/或“包含”，在本说明书中使用时，表示所陈述的特征、数字、步骤、操作、元件和/或部件的存在性，但不排除存在有或额外有一个或多个其它特征、数字、步骤、操作、元件和/或部件。
199.关于前面的描述，应当理解的是，在不偏离本发明的范围的情况下，可以对其进行详细的改变，特别是在所采用的结构材料以及部件的形状、尺寸和布置方面。本说明书中所使用的词语“实施例”可以(但并不是必须地)指同一个实施例。本说明书和所描述的实施例仅是示例性的。在不偏离本发明的基本范围的情况下，可以设计出其它的以及进一步的实施例，本发明的实际范围和精神由所附权利要求书来指定。