具有自适应总线电压控制系统的超级电容器模块

相关申请的交叉引用

本申请要求于2023年11月21日提交的题为“Ultracapacitor Module withAdaptive Bus Voltage Control System(具有自适应总线电压控制系统的超级电容器模块)”的美国申请18/515,352的权益和优先权，并且进一步要求于2022年11月22日提交的题为“Ultracapacitor Module with Adaptive Bus Voltage Control System(具有自适应总线电压控制系统的超级电容器模块)”的美国临时申请第63/427,189号和于2023年4月27日提交的题为“Ultracapacitor Module with Adaptive Bus Voltage Control System(具有自适应总线电压控制系统的超级电容器模块)”的美国临时申请第63/462,339号的权益和优先权，其中每一者的内容通过引用并入本文。

技术领域

本公开涉及具有自适应总线电压控制系统的超级电容器模块。

背景技术

通常，连接到电压供应总线的超级电容器模块无法控制源自超级电容器或提供给超级电容器的电流。这种情况的一个示例可以在电压稳定系统中的超级电容器模块中找到，该电压稳定系统在内燃机启动系统接入时增加交通工具供电总线电压，并且包括并联DC/DC转换器以对超级电容器模块中的电容器充电。另一个示例是备用电源模块，其在总线电压下降时增加交通工具的电压供应总线的电压。该模块还包括并联DC/DC转换器，用于为超级电容器模块中的电容器充电。这些示例不需要自适应电压控制，因为它们没有控制超级电容器模块对电压供应总线上的电压瞬变的响应的方法。在这些示例中，电容器电压和电压供应总线的工作范围是相同的。除了(多个)电容器提供的自然控制之外，不存在对总线电压的控制。

发明内容

在一些方面，本文描述的技术涉及被配置为连接到交通工具的电压供应总线的超级电容器模块，该超级电容器模块包括：超级电容器电池堆，该超级电容器电池堆包含一个或多个超级电容器电池；双向升压/降压DC/DC转换器，其中超级电容器单元堆和DC/DC转换器与电压供应总线串联；温度传感器，该温度传感器用于测量温度T；一个或多个电压传感器，该一个或多个电压传感器被配置成用于确定电压供应总线的操作电压Vo；以及电子控制器，该电子控制器与DC/DC转换器、温度传感器和一个或多个电压传感器电通信，其中电子控制器被配置成用于：确定与测量温度T相对应的初始电压值Vi，当操作电压Vo的变化率dV/dt小于预定阈值时，确定调整电压值Va，使用第一公式Vt＝Vi+Va计算目标总线电压值Vt，并且控制DC/DC转换器处于升压模式或降压模式，以维持工作电压Vo等于或接近目标总线电压值Vt。

在一些方面，本文描述的技术涉及一种用于操作连接到交通工具的电压供应总线的超级电容器模块的方法，该超级电容器模块具有：包含一个或多个超级电容器单元的超级电容器单元堆；双向升压/降压DC/DC转换器，其中超级电容器单元堆和DC/DC转换器与电压供应总线串联连接；被配置成用于测量温度T的温度传感器；被配置成用于确定电压供应总线的操作电压Vo的一个或多个电压传感器、以及与DC/DC转换器、温度传感器和一个或多个电压传感器电通信的电子控制器，该方法包括：经由电子控制器确定与测量温度T相对应的初始电压值Vi；当操作电压Vo的变化率dV/dt小于预定阈值并且交通工具正在运行且移动时，确定调整电压值Va；经由电子控制器使用第一公式Vt＝Vi+Va计算目标总线电压值Vt，并且经由电子控制器控制DC/DC转换器处于升压模式或降压模式，以维持工作电压Vo等于或接近目标总线电压值Vt。

在一些方面，本文描述的技术涉及一种计算机可读介质，该计算机可读介质包含用于操作连接到交通工具的电压供应总线的超级电容器模块的指令，该超级电容器模块具有：包含一个或多个超级电容器单元的超级电容器单元堆；双向升压/降压DC/DC转换器，其中超级电容器单元堆和DC/DC转换器与电压供应总线串联连接；被配置成用于测量温度T的温度传感器；被配置成用于确定电压供应总线的瞬时操作电压Vo的一个或多个电压传感器；以及与DC/DC转换器、温度传感器和一个或多个电压传感器电通信的电子控制器，其中由计算机系统的一个或多个处理器执行程序指令使得电子控制器执行下列各项：确定与测量温度T相对应的初始电压值Vi；当操作电压Vo的变化率dV/dt小于预定阈值并且交通工具正在运行时，确定调整电压值Va；使用第一公式Vt＝Vi+Va计算目标总线电压值Vt；并且控制DC/DC转换器处于升压模式或降压模式，以维持工作电压Vo等于或接近目标总线电压值Vt。

附图说明

现在将通过示例的方式参考附图描述超级电容器模块，其中：

图1是根据一些实施例的超级电容器模块的等距视图。

图2是根据一些实施例的超级电容器模块的系统组件的示意图。

图3是根据一些实施例的超级电容器单元堆的电压范围和超级电容器模块的可编程浮动电压值的图。

图4是根据一些实施例的超级电容器模块的操作的流程图。

图5是根据一些实施例的操作超级电容器模块的方法的图。

图6是根据一些实施例的操作连接到交通工具的电压供应总线的超级电容器模块的方法的图。

具体实施方式

本公开描述了图1中所示的超级电容器模块，下文中称为UCM 100。UCM 100解决了上述现有技术的许多缺陷。本示例中的UCM 100保护交通工具(例如，内燃机交通工具、混合电动交通工具或电动交通工具)中的电压供应总线免受由电压供应总线上的高电流消耗负载(例如，电动防抱死制动器、电动助力转向器等)的打开和关闭的切换引起的电压骤降或反激电压尖峰的影响，从而向电压供应总线上的其他电子模块提供持续时间为100微秒至100毫秒的电压骤降或反激电压尖峰的保护。UCM 100还可以或替代地被配置成用于在主电源丢失的情况下提供例如1至2秒的紧急备用电源以满足安全关键系统，诸如线控制动或电动门锁，以满足这些系统必要的汽车安全完整性等级(ASIL)，诸如由国际标准化组织(ISO)26262-1：2001道路车辆功能安全标准所定义的。

如图2所示，UCM 100包括具有多个超级电容器单元204的超级电容器单元堆202。如本文所使用的，超级电容器单元是具有至少100法拉的电容的电容存储装置。在该示例中，三个325法拉、2.7伏的超级电容器单元204串联连接，从而为超级电容器单元堆202提供108法拉的等效电容和5.0至8.4伏的工作范围。超级电容器单元堆202的配置可以是如本示例中的3S1P(具有108F和最大8.4V的3个单元串联和1个并联串)，也可以是3S2P(具有217F和最大8.4V的3个单元串联和2个并联串)或是一般的xSyP。超级电容器单元堆202被配置成用于在高达200安培的电流下操作。UCM 100还包括电子控制器206，电子控制器206控制每个超级电容器单元204的电压并由此控制超级电容器单元堆202的电压。电子控制器206具有一个或多个处理器和一个或多个存储器装置。处理器可以是微处理器、专用集成电路(ASIC)，或者由离散逻辑和定时电路(未示出)构建。对处理器进行编程的软件指令可以存储在非易失性存储设备(未示出)中。存储器装置可以包含在微处理器或ASIC内。替代地，存储器装置可以是单独的装置。可以使用的存储器装置类型的非限制性示例包括电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、屏蔽只读存储器(ROM)和闪存设备。

UCM 100进一步包括双向升压/降压DC/DC转换器208，当电流流入或流出超级电容器单元堆202时，双向升压/降压DC/DC转换器208能够传导至少与超级电容器单元堆202相同的电流。在电子控制器206的控制下，DC/DC转换器208在升压和降压模式之间快速切换。该转变的时间段优选为25至100微秒的量级。连接到电压供应总线的其他电子模块还可以包括电容器，电容器的尺寸被适当地设置以在DC/DC转换器208在升压和降压模式之间转换时在电压供应总线上的电压瞬变期间向这些电子模块提供电力。电子控制器206还控制流经DC/DC转换器208的电功率的方向和幅度。电子控制器206附加地监视电压供应总线218的操作电压Vo并且自适应地确定其标称值、其变化率、以及可选地其频谱内容。UCM 100可以可选地包括开关210以防止UCM 100受反极性电压影响。

图2是根据一些实施例的利用超级电容器模块100的交通工具电气系统212的框图。在一些实施例中，交通工具电气系统212包括一个或多个电源214(例如，电池、交流发电机等)、一个或多个交通工具负载216、电压供应总线218和UCM 100。UCM 100连接到电压供应总线218并且被配置成用于选择性地向电压供应总线218提供功率(升压模式)或从电压供应总线218接收功率(降压模式)。电压供应总线218上的电压被指定为操作电压Vo并且也可以被称为总线电压。

在一些实施例中，UCM 100包括彼此串联连接以形成超级电容器单元堆202的多个超级电容器单元204、DC/DC转换器208、开关210和电子控制器206。如图2所示，DC/DC转换器208串联连接在多个超级电容器单元204和电压供应总线218之间。一般而言，UCM 100通过监测电压供应总线218上的操作电压Vo并选择性地操作DC/DC转换器208进行操作，以在操作电压Vo下降到低于阈值或目标总线电压值Vt(升压模式)时向电压供应总线218供应功率并且在当操作电压Vo高于阈值或目标总线电压值时Vt(降压模式)从电压供应总线218接收功率。为了防止DC/DC转换器208在升压和降压模式之间振荡，在目标总线电压值Vt周围设置死区。DC/DC转换器208不在升压模式下操作，直到操作电压Vo处于或小于死区下限，并且DC/DC转换器208将继续在升压模式中操作，直到操作电压Vo升高/升压回到目标总线电压值Vt(或在目标总线电压价值Vt的可接受容差内)。类似地，DC/DC转换器208不在降压模式下操作，直到操作电压Vo处于或高于死区上限，并且DC/DC转换器208将继续在降压模式中操作，直到将操作电压Vo下降/降压回到目标总线电压值Vt(或在目标总线电压价值Vt的可接受容差内)。死区通常被选择以适应操作电压Vo的变化，操作电压Vo可能受到电线和连接器电阻、环境温度、交通工具与交通工具间差异、组件公差、系统寿命阶段和电噪声的影响。在一些实施例中，UCM 100考虑了允许利用较小死区范围的操作电压Vo的变化，如下文更详细地描述的。具体而言，在一些实施例中，UCM 100使用电压值(初始电压值Vi)和对应温度的表。在交通工具启动时，测量UCM 100的温度，并且从表中选择对应温度的初始电压值Vi，并且将该初始电压值Vi用于确定目标总线电压值Vt。表中的电压值可以随时间选择性地更新，以便考虑在系统中测得的变化。以此方式，UCM 100能够利用学习的电压值来控制目标总线电压值Vt，从而最小化可能需要的死区电压范围。在一些实施例中，还可以在UCM 100的操作期间基于从交通工具接收的关于实际或预期负载、事件等的附加输入来调整目标总线电压值Vt。

如图2所示，电子控制器206被配置成用于监测DC/DC转换器208的操作，并且包括方向和电流控制块220以提供用于控制DC/DC转换器208的操作的命令。监测可以包括利用一个或多个传感器230、234来监测电压供应总线218的操作电压Vo。监测进一步可以包括监测超级电容器电池堆温度以便将总线电压映射到温度。电子控制器206提供功率流方向(降压/升压)和DC/DC转换器208的目标电压/电流作为命令。如下文更详细描述的，可以通过基于从交通工具接收的关于实际或预期负载、事件等的附加输入来调整目标总线电压值Vt。通过控制目标总线电压Vt和控制功率流方向(降压/升压)，死区电压范围可以显著变窄。电子控制器206还被配置成用于监测和控制超级电容器单元堆202的操作，包括监测与超级电容器单元堆202相关联的平衡、健康状态(SOH)、充电状态(SOC)、诊断、安全、温度等。

如图2所示，UCM 100还可以包括位于电压供应总线218和电子控制器206的电压感测输入之间的电磁干扰/电磁顺应性(EMI/EMC)滤波器222和无源电容224，该电压感测输入然后通过电子控制器206内的抗混叠滤波器228。UCM 100还可以包括用于监测流向/来自超级电容器单元204的电流的一个或多个电流传感器226、用于测量超级电容器单元204的温度的第一温度传感器230、用于测量DC/DC转换器208的温度的第二温度传感器232，以及被配置成用于测量电压供应总线218的操作电压Vo的一个或多个电压传感器234。

如图2进一步所示，电子控制器206还可以包括数字抗混叠滤波器228，以对从电压供应总线218输入的操作电压进行滤波，从而提供经滤波的操作电压Vo*。经滤波的操作电压Vo*被滤波以去除噪声，诸如由DC/DC转换器208或连接到电压供应总线218的其他电气设备的开关产生的噪声。电子控制器206还被配置成用于将操作电压Vo与死区上限和下限进行比较，并且如果操作电压Vo高于死区上限则确定降压增益，并且如果操作电压Vo低于死区下限则确定升压增益。降压/升压增益被发送到控制器206中的方向和电流控制块220，以提供用于控制DC/DC转换器208的命令。

如图2所示，降压/升压DC/DC转换器208串联连接在超级电容器模块100中的超级电容器单元堆202和电压供应总线218之间，并且在电子控制器206的指导下被操作。电子控制器206为DC/DC转换器208提供将超级电容器单元堆202电压映射到操作电压Vo的能力。主动控制可编程浮动电压值Vf是将超级电容器单元堆202电压映射到操作电压Vo的手段。

由于温度、其他组件的操作公差、交通工具与交通工具间差异、超级电容器模块寿命阶段以及电压供应总线218上的电噪声，操作电压Vo具有相对较大的变化范围。建立图2中的电子控制器206中所示的双死区以避免由于操作电压Vo的小变化而导致DC/DC转换器208在升压和降压模式之间振荡。升压模式和降压模式之间的双死区与上述方差和容差一样大或更大，以避免升压和降压模式之间不期望的切换。在大死区的情况下，电子控制器206无法使电压供应总线218上的干扰最小化，因为电压供应总线218的控制直到操作电压Vo超出死区的极限才开始。电子控制器206可以独立地控制具有大于目标总线电压值Vt的死区上限的上死区和具有低于目标总线电压值Vt的死区下限的下死区。DC/DC转换器208不在升压模式下操作，直到操作电压Vo处于或低于死区下限，并且DC/DC转换器208将继续在升压模式中操作，直到操作电压Vo升高/升压回到目标总线电压值Vt(或在目标总线电压价值Vt的可接受容差内)。类似地，DC/DC转换器208不在降压模式下操作，直到操作电压Vo处于或高于死区上限，并且DC/DC转换器208将继续在降压模式中操作，直到操作电压Vo下降/降压回到目标总线电压值Vt(或在目标总线电压价值Vt的可接受容差内)。

在一些实施例中，目标总线电压值Vt、死区上限和死区下限可以由外部模块通过LIN/CAN通信总线来设置，使得UCM以与交通工具DC/DC转换器(未示出)的主/辅关系操作。在其他实施例中，目标总线电压值Vt、死区上限和死区下限可以由外部模块通过LIN/CAN通信总线设置为相同的值，以提供对电压供应总线218上的正弦噪声电压(例如由交流发电机导致)的滤波。

图3示出超级电容器单元堆202在电压上限(在图3中被指定为“超级电容器浪涌极限”)和电压下限(在图3中被指定为“DCDC转换器低压欠压”)之间的操作电压范围。电压上限被设定以保护超级电容器单元堆202免于从电压供应总线218吸收过量电压，这会损坏超级电容器单元堆202。电压下限被设置在某一水平，若低于该水平，超级电容器单元堆202无法向DC/DC转换器208供应足够的功率以升高电压供应总线218上的电压。可编程浮动电压值Vf设置在电压上限和电压下限之间并且能够由电子控制器206控制。浮动电压值Vf能够下移以增加浮动电压值Vf与电压上限之间的充电净空，这减小浮动电压值Vf与电压下限之间的放电净空。替代地，浮动电压值Vf可以被上移以增加浮动电压值Vf和电压下限之间的放电净空，这减小浮动电压值Vf和电压上限之间的充电净空。超级电容器单元堆202被充电以吸收电压供应总线218上的过量电压，并且超级电容器单元堆202被放电以提供电力来提高电压供应总线218上的电压。

电子控制器206的非易失性存储器包含电压值(初始电压值Vi)和相应温度的表。该表最初可以填充有一组默认电压值，该组默认电压值可以通过图所示的方法400随时间更新，这由电子控制器206执行以适应特定电压供应总线中的差异以及由于部件老化而随时间发生的变化，诸如布线和连接器电阻的增加。

在步骤402处，测量操作电压Vo。在步骤404处，确定操作电压Vo的变化率(dV/dt)是否小于阈值。即，确定操作电压Vo是否稳定。在一些实施例中，阈值是接近零的值，即0±10mV/秒。如果变化率dV/dt不小于阈值，从而指示操作电压Vo不稳定，则在步骤402处继续监测操作电压Vo。如果变化率dV/dt小于阈值，从而指示总线电压Vo稳定，则在步骤406处进行温度测量。在一些实施例中，温度是从交通工具系统接收的并且表示交通工具的环境温度。在其他实施例中，温度由电子控制器206使用位于UCM100上的温度传感器(例如，与DC/DC转换器208和/或超级电容器单元堆202相关联)来测量。在步骤408处，确定交通工具是否静止。如果交通工具处于静止状态，则在步骤410处，存储在表中的对应于测量温度的初始电压值Vi可以用考虑了在该测量温度下测量到的操作电压Vo的新值来更新。如果在步骤408处确定交通工具并非静止，则在步骤402处继续监测操作电压Vo。

参照图5，方法500包括由电子控制器206执行的步骤，以利用温度/电压值表来设置目标总线电压值Vt。在一些实施例中，在步骤502处，温度由电子控制器206测量或接收。例如，在一些实施例中，在步骤502处利用相同的温度传感器来测量温度。在步骤504处，电子控制器206利用在步骤502处测量的温度和温度/电压值表来查找对应的初始电压值Vi。在一些实施例中，电子控制器206利用通过表标识的初始电压值Vi作为目标总线电压值Vt。如关于图4所描述，表中定义的初始电压值Vi对应于交通工具静止时的状态。在一些实施例中，当交通工具处于运动中时，在步骤506处，可以将调整电压值Va添加到初始电压值Vi。调整电压值Va可以被确定为零。在一些实施例中，UCM 100所利用的目标总线电压值Vt被定义为：

Vt＝Vi+Va公式1

在一些实施例中，可以基于交通工具的状态(例如，系统正被使用、预计将被使用等)将附加调整电压值VΔ添加到初始电压值Vi和调整电压值Va，如步骤508那样。更具体地，可以响应于由电子控制器206经由交通工具通信总线(例如，LIN或CAN总线)236接收的信号来确定附加调整电压值VΔ，该信号指示连接到电压供应总线218的负载已经被接通或关断和/或连接到电压供应总线218的负载预期将被接通或关断。电子控制器206与交通工具通信总线236电通信。附加调整电压值VΔ可以被确定为零。在一些实施例中，UCM 100所利用的目标总线电压值Vt被定义为：

Vt＝Vi+Va+VΔ公式2

在一些实施例中，目标总线电压值Vt在驾驶会话期间连续更新。

参考图6操作连接到交通工具的电压供应总线218的超级电容器模块100的方法600包括以下步骤。超级电容器模块100具有包含一个或多个超级电容器单元204的超级电容器单元堆202和双向升压/降压DC/DC转换器208。超级电容器单元堆202和DC/DC转换器208与电压供应总线218串联连接。温度传感器被配置成用于测量温度T。在一些实施例中，温度T是从交通工具系统接收的并且标识交通工具的环境温度。在其他实施例中，温度T由电子控制器206使用位于UCM 100上的温度传感器来测量温度T(例如，使用第一温度传感器230来测量与超级电容器电池堆202相关联的温度Ts和/或使用第二温度传感器232来测量与DC/DC转换器208相关联的温度Tc)。一个或多个电压传感器234被配置成用于确定电压供应总线218的操作电压Vo。电子控制器206与DC/DC转换器208、温度传感器和一个或多个电压传感器234电通信。在步骤602中，电子控制器206基于测量温度T从温度/电压值表确定初始电压值Vi，测量温度T用于在表中查找对应的初始电压值Vi。在步骤604中，当操作电压Vo的变化率dV/dt小于预定阈值且交通工具正在运行且移动时，电子控制器206确定调整电压值Va。在步骤606中，电子控制器206使用公式1计算目标总线电压值Vt。在步骤608中，电子控制器206控制DC/DC转换器208处于升压模式或降压模式，以将操作电压Vo维持在目标总线电压值Vt或附近。

在一些实施例中，在步骤610中，电子控制器206响应于经由交通工具通信总线236接收到信号来确定附加调整电压值VΔ，并使用公式2计算目标总线电压值Vt。

在一些实施例中，在步骤612中，当操作电压Vo处于高于和/或低于目标总线电压值Vt的预定死区范围内时，电子控制器206禁用DC/DC转换器208。在此状态下，可以停止DC/DC转换器208的切换以最小化功耗、减少电噪声并确保没有电流流入或流出超级电容器单元堆202。

在一些实施例中，超级电容器模块100进一步包括与电子控制器206电通信的至少一个电流传感器226。电流传感器226被配置成用于测量流入或流出超级电容器电池堆202的电流。在步骤614中，来自电流传感器226的测量电流被自动调零，同时DC/DC转换器208被禁用。

在一些实施例中，在步骤616中，电子控制器206用新值来更新存储在存储器中的表中的初始电压值Vi的值，该新值考虑了在表中与初始电压值Vi相对应的温度下测量的操作电压Vo。在步骤618中，在启动时，电子控制器206测量温度T。在步骤620中，电子控制器206针对测量温度T从存储在存储器中的表中调用初始电压值Vi并计算目标总线电压值Vt。

在一些实施例中，在步骤622中，电子控制器206控制流经DC/DC转换器208的电功率流的方向和幅度。

在一些方面，本文描述的技术涉及被配置为连接到交通工具的电压供应总线的超级电容器模块，该超级电容器模块包括：超级电容器电池堆，该超级电容器电池堆包含一个或多个超级电容器电池；双向升压/降压DC/DC转换器，其中超级电容器单元堆和DC/DC转换器与电压供应总线串联；温度传感器，该温度传感器用于测量温度T；一个或多个电压传感器，该一个或多个电压传感器被配置成用于确定电压供应总线的操作电压Vo；以及电子控制器，该电子控制器与DC/DC转换器、温度传感器和一个或多个电压传感器电通信，其中电子控制器被配置成用于：确定与测量温度T相对应的初始电压值Vi，当操作电压Vo的变化率dV/dt小于预定阈值时，确定调整电压值Va，使用第一公式Vt＝Vi+Va计算目标总线电压值Vt，并且控制DC/DC转换器处于升压模式或降压模式，以维持工作电压Vo等于或接近目标总线电压值Vt。

在一些方面，本文描述的技术涉及超级电容器模块，其中电子控制器进一步与交通工具通信总线电通信，并且其中电子控制器进一步被配置为使用第二公式Vt＝Vi+Va+VΔ计算目标总线电压值Vt，其中VΔ是从外部交通工具控制模块经由交通工具通信总线提供给电子控制器的值，该值指示电压供应总线负载的变化或预计的变化。

在一些方面，本文描述的技术涉及超级电容器模块，其中电子控制器进一步被配置为当操作电压Vo在高于和/或低于目标总线电压值Vt的预定死区电压范围内时禁用DC/DC转换器

在一些方面，本文描述的技术涉及超级电容器模块，其中超级电容器电池堆包含以串联/并联组合连接的两个或更多个超级电容器单元。

在一些方面，本文描述的技术涉及超级电容器模块，其中，电子控制器进一步被配置成用于：用新的初始电压值Vi更新存储器中的初始电压值Vi，在启动时测量温度T，并且针对测量温度T从存储器中调用新的初始电压值Vi并使用新的初始电压值Vi计算目标总线电压值Vt。

在一些方面，本文描述的技术涉及超级电容器模块，其中电子控制器进一步被配置成用于控制流经DC/DC转换器的电功率流的方向和幅度。

在一些方面，本文描述的技术涉及超级电容器模块，其中温度传感器是与电子控制器电通信并被配置成用于测量超级电容器电池堆的第一温度Ts的第一温度传感器、和与电子控制器电通信并且被配置成用于测量DC/DC转换器的第二温度Tc的第二温度传感器中的一者。

在一些方面，本文描述的技术涉及超级电容器模块，其进一步包括电流传感器，该电流传感器与电子控制器电通信并且被配置成用于测量流入或流出超级电容器单元堆的电流。

在一些方面，本文描述的技术涉及一种用于操作连接到交通工具的电压供应总线的超级电容器模块的方法，该超级电容器模块具有：包含一个或多个超级电容器单元的超级电容器单元堆；双向升压/降压DC/DC转换器，其中超级电容器单元堆和DC/DC转换器与电压供应总线串联连接；被配置成用于测量温度T的温度传感器；被配置成用于确定电压供应总线的操作电压Vo的一个或多个电压传感器、以及与DC/DC转换器、温度传感器和一个或多个电压传感器电通信的电子控制器，该方法包括：经由电子控制器确定与测量温度T相对应的初始电压值Vi；当操作电压Vo的变化率dV/dt小于预定阈值并且交通工具正在运行且移动时，确定调整电压值Va；经由电子控制器使用第一公式Vt＝Vi+Va计算目标总线电压值Vt，并且经由电子控制器控制DC/DC转换器处于升压模式或降压模式，以维持工作电压Vo等于或接近目标总线电压值Vt。

在一些方面，本文描述的技术涉及一种方法，其中电子控制器进一步与交通工具通信总线电通信，并且其中该方法进一步包括使用从外部交通工具控制模块经由交通工具通信总线提供至电子控制器的附加调整电压值VΔ来计算目标总线电压值Vt，该附加调整电压值VΔ指示电压供应总线负载的变化或预计的变化。

在一些方面，本文描述的技术涉及一种方法，其中该方法进一步包括当操作电压Vo在高于和/或低于目标总线电压值Vt的预定死区电压范围内时禁用DC/DC转换器。

在一些方法，本文描述的技术涉及一种方法，其中超级电容器模块进一步包括电流传感器，该电流传感器与电子控制器电通信并且被配置成用于测量流入或流出超级电容器单元堆的电流，并且其中该方法进一步包括在DC/DC转换器被禁用时将来自电流传感器的测量电流自动归零。

在一些方面，本文描述的技术涉及一种方法，进一步包括：用新的初始电压值Vi更新存储器中的初始电压值Vi；在启动时，经由电子控制器测量温度T；并且经由电子控制器根据测量的温度T从存储器中调用新的初始电压值Vi，并使用新的初始电压值Vi计算目标总线电压值Vt。

在一些方面，本文描述的技术涉及一种方法，该方法进一步包括经由电子控制器控制流经DC/DC转换器的电功率的方向和幅度。

在一些方面，本文描述的技术涉及一种计算机可读介质，该计算机可读介质包含用于操作连接到交通工具的电压供应总线的超级电容器模块的指令，该超级电容器模块具有：包含一个或多个超级电容器单元的超级电容器单元堆；双向升压/降压DC/DC转换器，其中超级电容器单元堆和DC/DC转换器与电压供应总线串联连接；被配置成用于测量温度T的温度传感器；被配置成用于确定电压供应总线的瞬时操作电压Vo的一个或多个电压传感器；以及与DC/DC转换器、温度传感器和一个或多个电压传感器电通信的电子控制器，其中由计算机系统的一个或多个处理器执行程序指令使得电子控制器执行下列各项：确定与测量温度T相对应的初始电压值Vi；当操作电压Vo的变化率dV/dt小于预定阈值并且交通工具正在运行时，确定调整电压值Va；使用第一公式Vt＝Vi+Va计算目标总线电压值Vt；并且控制DC/DC转换器处于升压模式或降压模式，以维持工作电压Vo等于或接近目标总线电压值Vt。

在一些方面，本文描述的技术涉及一种计算机可读介质，其中由计算机系统的一个或多个处理器执行程序指令进一步使得电子控制器进一步执行：使用从外部交通工具控制模块经由交通工具通信总线提供至电子控制器的附加调整电压值VΔ来计算目标总线电压值Vt，该附加调整电压值VΔ指示电压供应总线负载的变化或预计的变化。

在一些方面，本文描述的技术涉及一种计算机可读介质，其中由计算机系统的一个或多个处理器执行程序指令进一步使得电子控制器执行：当操作电压Vo处于高于和/或低于目标总线电压值Vt的预定死区范围内时，经由电子控制器禁用DC/DC转换器。

在一些方面，本文描述的技术涉及一种计算机可读介质，其中由计算机系统的一个或多个处理器执行程序指令进一步使得电子控制器执行：当操作电压Vo处于高于和/或低于目标总线电压值Vt的预定死区范围内时，关断DC/DC转换器。

在一些方面，本文描述的技术涉及一种计算机可读介质，其中由计算机系统的一个或多个处理器执行程序指令进一步使得电子控制器在操作电压Vo在高于和/或低于目标总线电压值Vt的预定死区电压范围内时禁用DC/DC转换器。

虽然已经参考一个或多个示例性实施例描述了本发明，但是本领域的技术人员应理解的是，可进行各种变化且其元件可由等同物替代而不脱离本发明的范围。此外，可以作各种修改以使得具体的情形或材料适应本发明的教示，而不偏离其主要范围。因此，本发明并不意在受限于所公开的一个或多个实施例，而是会包括落在所附权利要求书的范围内的所有实施例。

如本文使用的，“一个或多个”包括由一个元件执行的功能、由超过一个元件例如以分布的形式执行的功能、由一个元件执行的若干功能、由若干元件执行的若干功能、或以上这些的任意组合。

还应理解，尽管在一些情况下术语“第一”、“第二”等在本文中用于描述各种元件，但是这些元件不应由这些术语限制。这些术语仅用于区分一个元件和另一个元件。例如，在不脱离各种所述实施例的范围的情况下，第一接触件可以被称为第二接触件，并且类似地，第二接触件可以被称为第一接触件。第一接触件和第二接触件都是接触件，但它们不是相同的接触件。

在对本文中各种所描述的实施例的说明书中使用的术语仅出于描述特定实施例的目的，而不旨在是限制性的。如在各种所述实施例的说明书中和所附权利要求中所使用的，单数形式“一”、“一个”和“该”意在同样包括复数形式，除非上下文明确指出了其它情形。还将理解，如本文中所使用的术语和“和/或”指代并涵盖相关联所列项目中的一者或多者的任何和所有可能的组合。将进一步理解的是，术语“包含”、“包含有”、“包括”和/或“包括有”当在本说明书中使用时指明所陈述的特征、整数、步骤、操作、元素和/或部件的存在，但并不排除一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元素、部件和/或其群组的存在或添加。

如本文中所使用，术语“如果”可选地被解释为表示当“……时”或“在……时”或者“响应于确定”或者“响应于检测”，这取决于上下文。类似地，取决于上下文，短语“如果确定”或“如果检测到“[所述状况或事件]”可选地被解释为表示“在确定时”或“响应于确定”或“在检测到[所述状况或事件]时”或“响应于检测到[所述状况或事件]。

另外，虽然本文可使用条例或定向的术语，但这些元件不应受这些术语的限制。除非另有说明，否则所有条例或定向用于区分一个元件与另一元件的目的，并且除非另有说明，否则不表示任何特定顺序、操作顺序、方向或定向。