ES2841051T3 - Aparato de accionamiento auxiliar y procedimiento de fabricación del mismo - Google Patents

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Gary Kilinski
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Abstract

Un circuito de accionamiento auxiliar que comprende: un primer dispositivo de almacenamiento de energía (104) que tiene un voltaje de salida, estando acoplado el primer dispositivo de almacenamiento de energía (104) a un primer bus de CC (105) y configurado para enviar energía eléctrica al primer bus de CC (105); un primer convertidor de voltaje CC a CC (106) acoplado al primer bus de CC (105) y a un segundo bus de CC (110), el primer convertidor de voltaje CC a CC (106) configurado para convertir la energía eléctrica en un primer voltaje y para enviar el primer voltaje al segundo bus de CC (110); y un segundo convertidor de voltaje CC a CC (108, 120) acoplado al segundo bus de CC (110) y acoplado a un bus auxiliar (103), el segundo convertidor de voltaje CC a CC (108, 120) configurado para convertir el primer voltaje a un segundo voltaje, y para proporcionar el segundo voltaje al bus auxiliar (103), el bus auxiliar (103) está configurado para proporcionar un voltaje auxiliar a una pluralidad de cargas auxiliares (102), donde el segundo voltaje es diferente desde el primer voltaje, donde el segundo voltaje es mayor que el voltaje de salida; caracterizado por que: el circuito de accionamiento auxiliar comprende: un sistema de accionamiento auxiliar (50) que incluye dispositivos de control (178, 180) e inversores CC a CA (164, 166) acoplados al bus auxiliar (103) y configurados para controlar de forma independiente la entrada de voltaje a la pluralidad de cargas auxiliares (102); y un controlador en comunicación operable con los dispositivos de control, estando el controlador configurado para: recibir una entrada que comprende un valor medido de uno o más parámetros asociados con el funcionamiento de un vehículo en el que está incorporado el circuito de accionamiento auxiliar; y proporcionar un comando para ordenar al menos uno de una frecuencia y voltaje para accionar al menos un motor de la pluralidad de cargas auxiliares en base al valor medido de uno o más parámetros con una eficacia operativa más alta de la pluralidad de cargas auxiliares en comparación con una eficacia operativa si el accionamiento auxiliar se hizo funcionar al segundo voltaje.

Description

DESCRIPCIÓN
Aparato de accionamiento auxiliar y procedimiento de fabricación del mismo
Antecedentes
[0001] La descripción se refiere en general a vehículos híbridos y eléctricos y, más específicamente, a sistemas para operar sistemas auxiliares a bordo de vehículos híbridos y eléctricos.
[0002] Los vehículos puramente eléctricos suelen utilizar energía eléctrica almacenada para alimentar un motor eléctrico, que impulsa el vehículo. Los vehículos eléctricos híbridos combinan un motor de combustión interna y un motor eléctrico que normalmente funciona con uno o más dispositivos de almacenamiento de energía eléctrica. Una combinación de este tipo puede aumentar la eficacia general del combustible al permitir que el motor de combustión y el motor eléctrico funcionen cada uno en intervalos respectivos de mayor eficacia. Los motores eléctricos, por ejemplo, pueden ser eficientes para acelerar desde un arranque parado, mientras que los motores de combustión pueden ser eficientes durante períodos sostenidos de funcionamiento constante del motor, tal como en la conducción en carretera. Tener un motor eléctrico para impulsar la aceleración inicial permite que los motores de combustión en vehículos híbridos sean más pequeños y más eficaces en combustible.
[0003] En los vehículos convencionales, los sistemas auxiliares incluyen aire acondicionado, bombas de dirección asistida, bombas de aceite, ventiladores de refrigerante y compresores de aire, y similares, y típicamente son accionados por correas y engranajes accionados por el motor de combustión interna del vehículo. Sin embargo, los vehículos eléctricos e híbridos generalmente alimentan sistemas auxiliares utilizando energía eléctrica almacenada o recuperada. En algunos casos, por ejemplo, como un autobús de tránsito que opera en un área urbana, la energía requerida para operar las cargas del sistema auxiliar puede exceder la energía necesaria para propulsar el vehículo.
Las mejoras de eficacia en el funcionamiento de los sistemas auxiliares pueden aumentar la autonomía de conducción de los vehículos eléctricos y pueden reducir el uso de combustible y las emisiones del tubo de escape en los vehículos híbridos. El documento US 2002/109406 A1 describe un aparato para generar y distribuir energía eléctrica en un vehículo. Una red de voltaje está conectada a un convertidor CC/CC bidireccional que está conectado a una segunda red de voltaje que tiene una clasificación de voltaje más baja que la primera red. La segunda red de voltaje está conectada a un segundo convertidor CC/CC que está conectado a una tercera red de voltaje con un voltaje nominal más bajo que la segunda red de voltaje y está conectado a un segundo acumulador de energía. El documento US 2001/053950 A1 describe un vehículo de pila de combustible en el que se determina si un voltaje terminal de una unidad de almacenamiento de energía es mayor que un valor predeterminado.
[0004] Los sistemas auxiliares en vehículos híbridos y eléctricos pueden ser alimentados directamente desde una batería, pila de combustible u otro dispositivo de almacenamiento de energía, o pueden ser alimentados a través del enlace de CC de la unidad de tracción. Un sistema auxiliar puede funcionar de manera más eficaz a un voltaje diferente al necesario para el funcionamiento eficaz de otro sistema auxiliar. Sin embargo, un diseño de sistema común puede hacer que los sistemas auxiliares funcionen a un voltaje proporcionado por la pila de combustible o la batería que les suministra energía incluso si el voltaje proporcionado no es ideal para un sistema auxiliar específico. Además, el voltaje proporcionado por tal batería o pila de combustible puede variar ampliamente con la carga colocada sobre ella. Como resultado, algunos sistemas auxiliares pueden desperdiciar energía al operar de manera ineficaz a voltajes muy variables o sub-óptimos. Por lo tanto, sería deseable tener un sistema capaz de suministrar energía estable a una pluralidad de sistemas auxiliares a un voltaje donde cada sistema opera de manera más eficaz.
Breve descripción de la invención
[0005] Los aspectos de la invención se definen en las reivindicaciones adjuntas.
[0006] Varias otras características y ventajas serán evidentes a partir de la siguiente descripción detallada y los dibujos.
Breve descripción de los dibujos
[0007] Los dibujos ilustran un ejemplo preferido contemplado actualmente para llevar a cabo la descripción.
[0008] En los dibujos:
La figura 1 es un diagrama esquemático de un circuito
Figure imgf000002_0001
de accionamiento auxiliar según un ejemplo de la descripció
La figura 2 es un diagrama esquemático de un circuito
Figure imgf000002_0002
de accionamiento auxiliar según un ejemplo de la descripció
La figura 3 es un diagrama esquemático de un convertidor reductor/elevador bidireccional ejemplar según un ejemplo de la descripción.
La figura 4 es un diagrama esquemático de un convertidor reductor ejemplar según un ejemplo de la descripción.
La figura 5 es un diagrama esquemático de un circuito de accionamiento auxiliar según un ejemplo de la descripció La figura 6 es un diagrama esquemático de un circuito de accionamiento auxiliar según un ejemplo de la descripción.
La figura 7 es un diagrama esquemático de un circuito de accionamiento auxiliar según un ejemplo de la descripción.
La figura 8 es un diagrama esquemático de un circuito de accionamiento auxiliar según un ejemplo de la descripción.
La figura 9 es un diagrama esquemático de un circuito de accionamiento auxiliar según un ejemplo de la descripción.
La figura 10 es un diagrama esquemático de un circuito de accionamiento auxiliar según un ejemplo de la descripción.
La figura 11 es un diagrama esquemático de un circuito de accionamiento auxiliar que tiene múltiples cargas auxiliares según un ejemplo de la descripción.
Descripción detallada
[0009] La descripción incluye ejemplos relacionados con vehículos híbridos y eléctricos. La descripción incluye ejemplos que se refieren a un aparato de accionamiento auxiliar y a procedimientos para fabricar sistemas de accionamiento auxiliares.
[0010] Un ejemplo de la descripción ilustrada en las figuras 1 y 2 ilustra un circuito de accionamiento auxiliar 10 que incluye un sistema auxiliar o carga 102 acoplado a un enlace auxiliar o bus auxiliar bus positivo 103. La carga auxiliar 102 es alimentada por una batería 104 acoplada a un primer enlace de CC o bus 105, que tiene un enlace de CC positivo 111 y un enlace de CC negativo 113. La batería 104 está acoplada al primer bus de CC 105. En un ejemplo alternativo, la batería 104 puede ser reemplazada por una pila de combustible. Un primer convertidor reductor/elevador bidireccional 106 está acoplado entre el primer bus de CC 105, que es un lado de bajo voltaje del convertidor 106, y un segundo enlace de CC o bus 110 que es un lado de alto voltaje del convertidor 106, que tiene un enlace de CC positivo 115 y un enlace de CC negativo 117. El primer convertidor reductor/elevador bidireccional 106 convierte la energía eléctrica que está acoplada en el lado de bajo voltaje de la batería 104 en el primer bus de CC 105 a un primer voltaje y envía el primer voltaje al segundo bus de Cc 110. Un convertidor reductor 108 tiene un lado de alto voltaje acoplado al segundo bus de CC 110, y un lado de bajo voltaje acoplado al bus auxiliar 103. El convertidor reductor 108 convierte el primer voltaje en el lado de alto voltaje, acoplado al segundo bus de CC 110, a un segundo voltaje en el lado de bajo voltaje y envía el segundo voltaje al bus auxiliar 103 que suministra el segundo voltaje a la carga auxiliar 102.
[0011] El primer bus de CC 105 incluye los contactores 112, 114 para permitir el aislamiento galvánico de la batería 104 del resto del circuito 10. En un ejemplo, se puede implementar un interruptor bipolar de un solo tiro (DPST) con los contactores 112, 114 para facilitar el aislamiento de la batería 104. En un ejemplo alternativo, los contactores 112 y 114 pueden ser reemplazados por interruptores semiconductores o dispositivos similares capaces de acoplar y desacoplar la batería 104 al circuito 10. Los interruptores semiconductores o dispositivos similares son capaces de desacoplar una fuente de una carga con impedancia muy alta, típicamente medido en al menos decenas de megaohmios. Los contactores 112, 114 podrían reemplazarse también por diodos en otro ejemplo de la descripción. En funcionamiento, mientras la energía sale de la batería, el convertidor reductor/elevador bidireccional 106 eleva o aumenta el voltaje de la batería 104 a un voltaje más alto que se envía al segundo bus de CC 110. El convertidor reductor 108 toma la salida de voltaje por convertidor reductor/elevador bi-direccional 106 y, típicamente, reduce el voltaje a un nivel en el que la carga auxiliar 102 puede operar de manera más eficaz. El voltaje del sistema auxiliar 102 se desacopla del segundo bus de CC 110 mediante el convertidor reductor 108 y puede funcionar a un voltaje seleccionado por debajo del segundo voltaje del bus de CC 110. Además, si hay múltiples cargas auxiliares 102, cada carga 102 puede tener un dispositivo de control 109 (mostrado en línea de trazos y descrito en detalle en la figura 11), tal como un inversor CC a CA o un convertidor CC a CC, configurado para ajustar aún más el voltaje de entrada a un nivel más adecuado para la carga individual.
[0012] El nivel al que se aumenta el voltaje de la batería 104 (es decir, el voltaje en el primer bus de CC) mediante el convertidor reductor/elevador bidireccional 106 depende de la manera en que se controla el convertidor 106. De manera similar, el nivel al cual el lado de alto voltaje del convertidor reductor/elevador bidireccional (es decir, el voltaje en el segundo bus de CC 110) es reducido por el convertidor reductor 108 depende de la manera en que se controla el convertidor reductor 108.
[0013] La figura 3 muestra un ejemplo de una fuente de energía conmutada: un convertidor reductor/elevador bidireccional 106 que tiene dos transistores o conmutadores 202, 204 utilizados para controlar la diferencia de voltaje entre el lado de bajo voltaje y el lado de alto voltaje del dispositivo. En un ejemplo de la descripción, un sistema de gestión de energía basado en microprocesador (EMS), o controlador 116 (mostrado en la figura 1) abre y cierra los interruptores 202, 204 usando modulación de ancho de pulso (PWM) para generar el voltaje de salida deseado. De manera similar, una segunda fuente de energía de modo de conmutación, tal como el convertidor reductor 108 mostrado en la figura 4 tiene un voltaje en el lado de bajo voltaje 210 que puede ser controlado por una conmutación del transistor 208 por EMS/controlador 116 (mostrado en la figura 1) usando PWM. La modulación por ancho de pulso de una fuente de energía, tal como la batería 104 y el convertidor reductor/elevador bidireccional 106 o el convertidor reductor 108, implica la modulación del ciclo de trabajo de la fuente de energía. La salida resultante es una serie de ondas cuadradas. Mediante el control de la sincronización de las ondas cuadradas, se puede hacer que la señal de salida de la fuente de energía simule un intervalo de valores de voltaje de CC.
[0014] El EMS/controlador 116 basado en microprocesador está configurado para optimizar la eficacia operativa de la carga auxiliar 102 estableciendo dinámicamente el voltaje de entrada del dispositivo de control de carga auxiliar en base a un conjunto de factores externos. El EMS 116 puede comunicarse con el dispositivo 109 de control de carga auxiliar para controlar el voltaje, si la carga auxiliar es una carga auxiliar de CC, o tanto voltaje como frecuencia, si la carga auxiliar es una carga auxiliar de CA, para el sistema auxiliar 102 durante la operación del vehículo. El EMS 116 puede comunicarse con el dispositivo 109 de control de carga auxiliar para controlar la frecuencia y el voltaje de los motores específicos que impulsan los sistemas auxiliares utilizando valores medidos que incluyen, entre otros, temperatura ambiente, temperatura del refrigerante, energía de tracción y niveles de par, velocidad del vehículo, tasa de aceleración/desaceleración del vehículo, modo de funcionamiento del vehículo y pendiente de la carretera.
[0015] El circuito de accionamiento auxiliar 20 ilustrado en las figuras 5 y 6 se basa en el circuito 10 de las figuras 1 y 2 y reemplaza el convertidor reductor 108 (en la figura 2) por un segundo convertidor reductor/elevador bidireccional 120 e incluye un dispositivo de acoplamiento 122 acoplado entre el enlace CC positivo 111 del primer bus CC 105 y el bus auxiliar bus positivo 103. Un ejemplo alternativo de circuito 20 incluye una resistencia 119 de precarga y un contactor 121 de un solo polo y un tiro (SPST) (mostrado en línea de trazos) conectados en paralelo. La resistencia de precarga 119 y el contactor SPST 121 están acoplados entre el contactor 112 y el primer convertidor reductor/elevador bidireccional 106. En un ejemplo alternativo, una configuración de precarga (no mostrada) acopla una resistencia de precarga tal como precarga resistencia 119 y un contactor SPST tal como el contactor 121 SPST, o un interruptor semiconductor apropiado, en serie donde ambos de estos componentes 119, 121 conectados en serie están acoplados en paralelo con el contactor 112. El dispositivo de acoplamiento 122 puede ser uno de un diodo, contactor o interruptor de semiconductor. El segundo convertidor reductor/elevador bidireccional 120 desacopla el voltaje del sistema auxiliar 102 del segundo bus de CC 110 y está configurado para convertir un primer voltaje del segundo bus de CC 110 en un segundo voltaje que sale al bus auxiliar 103. La conversión genera un voltaje de bus auxiliar 103 que es menor que el voltaje del segundo bus de CC 110. Sin embargo, si el sistema auxiliar 102 puede funcionar eficazmente con el voltaje de la batería 104, el sistema 102 puede ser alimentado directamente desde la batería 104 a través del dispositivo de acoplamiento 122, evitando así el segundo convertidor reductor/elevador bidireccional 120, que recibe energía del voltaje de la batería 104 a través del segundo bus de CC 110, y evitando el primer convertidor reductor/elevador bidireccional 106. Puede emplearse un circuito de precarga (no mostrado) durante el arranque de cargas auxiliares, dispositivos de control auxiliares y convertidores reductores/elevadores bidireccionales. Como en el ejemplo de las figuras 1 y 2 descritos anteriormente, la batería 104 se puede reemplazar por una celda de combustible en un ejemplo alternativo de la descripción. Se prevén ejemplos alternativos en los que el primer y el segundo convertidores reductores/impulsores bidireccionales 106, 120 suministran simultáneamente energía al segundo bus de CC 110, duplicando efectivamente la energía disponible para los dispositivos alimentados desde el mismo.
[0016] La capacidad de controlar la salida de voltaje del primer y segundo convertidores reductores/elevadores bidireccionales 106, 120 (y el convertidor reductor 108 en la figura 2) permite al sistema 20 alimentar la carga auxiliar 102 directamente a partir de la energía capturada durante el frenado regenerativo. Durante el frenado regenerativo, la batería 104 puede no tener que suministrar energía al sistema auxiliar 102, mejorando aún más la eficacia del sistema. Además, es posible que el voltaje generado durante el frenado regenerativo pueda exceder el voltaje de la batería 104 y podría usarse para proporcionar energía para cargar parcialmente la batería 104 y operar el sistema auxiliar 102. Durante un frenado severo o mientras se mantiene la velocidad en una pendiente cuesta abajo, el voltaje típicamente aumentado del frenado regenerativo puede aumentar el voltaje del segundo bus de CC 110 a un nivel mayor que el voltaje máximo permitido de la batería 104. Por lo tanto, el voltaje en el bus auxiliar 103 puede ser mayor que el voltaje en el primer bus de CC 105, lo que permite el funcionamiento de ventiladores de refrigeración a velocidades más altas que cuando funcionan con la batería 104 CC a través del primer bus de CC 105. Como resultado, los ventiladores proporcionan enfriamiento adicional utilizando energía de frenado regenerativo sin tasar la batería 104. Además, durante eventos severos de frenado regenerativo, cuando el bus de CC auxiliar 103 funciona a un voltaje más alto que el voltaje de salida de la batería 104, se utiliza energía regenerativa adicional y, por lo tanto, menos energía de frenado regenerativa se desperdicia en las rejillas de freno dinámico (no mostradas), o se disipa en un freno mecánico u otro dispositivo disipador de energía (no mostrado).
[0017] El circuito de accionamiento auxiliar 30 ilustrado en las figuras 7 y 8 se basa en el circuito 20 mostrado en las figuras 5 y 6 y añade un tercer convertidor reductor/elevador bidireccional 124, un segundo dispositivo 126 de acoplamiento y un segundo dispositivo 128 de almacenamiento de energía. El tercer convertidor reductor/elevador bidireccional 124, que está configurado para ser controlado por EMS 116, está acoplado entre el segundo bus de CC 110 y el segundo dispositivo de almacenamiento de energía 128. El segundo dispositivo de almacenamiento de energía 128 se puede cargar directamente desde la batería 104 a través de los dispositivos de acoplamiento 122, 126 o desde el segundo bus de CC 110 a través del tercer convertidor reductor/elevador bidireccional 124. El segundo voltaje del bus de CC 110 (lado de alto voltaje) está determinado por el voltaje del primer convertidor reductor/elevador bidireccional 106 y, dependiendo del estado del dispositivo de acoplamiento 122, posiblemente del segundo convertidor reductor/elevador bidireccional 120, o accionamientos de tracción asociados (no mostrados) u otras cargas/fuentes (no mostradas) que pueden estar conectadas al lado de alto voltaje del segundo enlace de CC 110. El segundo dispositivo de almacenamiento de energía 128, que puede ser uno de una batería y un ultracondensador, puede suministrar también energía al segundo bus de CC 110 a través del tercer convertidor reductor/elevador bidireccional 124, o a la carga auxiliar 102 a través del segundo y tercer convertidores reductores/elevadores bidireccionales 120 y 124.
[0018] Aún refiriéndose a las figuras 7 y 8, un tercer dispositivo de almacenamiento de energía 130 (mostrado en línea de trazos) puede acoplarse a través del segundo bus de CC 110. El tercer dispositivo de almacenamiento de energía 130, que puede ser uno de una batería y un ultracondensador, puede suministrar energía directamente al segundo bus de CC 110, a la batería 104 a través del primer convertidor reductor/elevador bidireccional 106, a la carga auxiliar 102 a través del segundo convertidor reductor/elevador bidireccional 120, o al dispositivo de almacenamiento de energía 128 a través del tercer convertidor reductor/elevador bidireccional 124.
[0019] Las figuras 9 y 10 ilustran un circuito de accionamiento auxiliar 40 basado en el circuito 30 mostrado en las figuras 7 y 8 e incluye una pluralidad de pilas de combustible 132 y una pluralidad de dispositivos de acoplamiento 134, cada uno de los cuales puede ser uno de un diodo, un contactor y un conmutador semiconductor. La pluralidad de pilas de combustible 132, cada una de las cuales está acoplada a un dispositivo de acoplamiento independiente 134, está configurada para suministrar energía eléctrica directamente al sistema auxiliar 102, al segundo bus de CC 110 a través del segundo convertidor reductor/elevador bidireccional 120, a la batería 104 ya sea a través del primer convertidor reductor/elevador bidireccional 106, o posiblemente al segundo dispositivo de almacenamiento de energía 128 a través del dispositivo de acoplamiento 126 o mediante un tercer convertidor reductor/elevador bidireccional 124.
[0020] La figura 11 ilustra un ejemplo de un sistema de accionamiento auxiliar 50 que tiene múltiples cargas auxiliares, que reciben energía eléctrica de uno o más dispositivos de suministro de energía 150 a través de un convertidor reductor/elevador bidireccional 151. Las cargas auxiliares múltiples incluyen tres motores de CA 152, 154 y 156. Los motores de CA 152 y 154 impulsan ventiladores 158 y 160, respectivamente. El motor de CA 156 acciona un compresor de aire acondicionado 162. Se suministra energía de CA a los motores 152, 154 y 156 a través de dos inversores de CC a CA 164, 166. El sistema 50 incluye también dos motores de CC 170, 172. El motor de CC 170 acciona un ventilador 174 mientras que el motor 172 de CC acciona una bomba 176. Se suministra energía de CC a los motores 170, 172 a través de los dispositivos de control 178, 180, que pueden incluir uno de un convertidor CC a CC, un interruptor térmico, un sensor de flujo y un interruptor de presión. Como se explicó anteriormente, el voltaje de CC a los múltiples sistemas auxiliares se puede controlar mediante un convertidor reductor/elevador bidireccional 151. Además, los dispositivos de control 178, 180 y los inversores de CC a CA 164, 166 se pueden configurar para controlar independientemente la entrada de voltaje a sus respectivas cargas auxiliares. Por ejemplo, si el vehículo o sistema funciona a niveles de energía bajos, los motores de CC 170, 172, que hacen funcionar el ventilador 174 y la bomba 176, también funcionan a velocidades muy bajas. La aplicación de una entrada de voltaje relativamente bajo desde el convertidor 151 a los dispositivos de control 178, 180 permitirá el funcionamiento de los dispositivos de control 178, 180 y los motores 170, 172 a un nivel de eficacia más alto que si los dispositivos de control 178, 180 y los motores 170, 172 se operaran directamente a partir de la batería 104, que tiene un voltaje relativamente alto.
[0021] Según un ejemplo de la descripción, un circuito de accionamiento auxiliar que incluye un primer dispositivo de almacenamiento de energía acoplado a un primer bus de CC y configurado para enviar energía eléctrica al primer bus de CC, y un primer convertidor de voltaje CC a CC acoplado al primer bus de CC y a un segundo bus de CC, el primer convertidor de voltaje CC a CC configurado para convertir la energía eléctrica en un primer voltaje y para enviar el primer voltaje al segundo bus de CC. El circuito de accionamiento auxiliar incluye también un segundo convertidor de voltaje CC a CC acoplado al segundo bus CC y acoplado a un bus auxiliar, el segundo convertidor de voltaje CC a CC configurado para convertir el primer voltaje en un segundo voltaje y proporcionar el segundo voltaje al bus auxiliar, el bus auxiliar configurado para proporcionar un voltaje auxiliar a una carga auxiliar, en el que el segundo voltaje es diferente del primer voltaje.
[0022] De acuerdo con otro ejemplo de la descripción, un procedimiento de fabricación incluye acoplar un primer dispositivo de almacenamiento de energía a un primer enlace de CC, el primer dispositivo de energía configurado para enviar energía eléctrica al primer enlace de CC, acoplar una primera fuente de energía de modo de conmutación al primer enlace de CC y a un segundo enlace de CC, y configurar la primera fuente de energía de modo de conmutación para convertir la salida de energía eléctrica del primer dispositivo de almacenamiento de energía al primer enlace de CC en un primer voltaje, y para enviar el primer voltaje al segundo enlace CC. El procedimiento incluye también acoplar una segunda fuente de energía de modo de conmutación al segundo enlace de CC y a un bus auxiliar, y configurar la segunda fuente de energía de modo de conmutación para convertir el primer voltaje en un segundo voltaje y suministrar el segundo voltaje al bus auxiliar, en el que el segundo voltaje es diferente del primer voltaje.
[0023] De acuerdo con otro ejemplo más de la descripción, un sistema de accionamiento auxiliar que incluye un primer dispositivo de almacenamiento de energía acoplado a un primer bus de CC, el primer dispositivo de almacenamiento de energía configurado para enviar energía eléctrica al primer bus de CC, un primer convertidor reductor/elevador bidireccional acoplado a un segundo bus de CC y al primer bus de CC, el primer convertidor reductor/elevador bidireccional configurado para enviar un primer voltaje al segundo bus de CC, un convertidor de voltaje acoplado entre un bus auxiliar y el segundo bus de CC, el convertidor de voltaje está configurado para convertir el primer voltaje a un segundo voltaje diferente del primer voltaje, la segunda salida de voltaje al bus auxiliar. El sistema de accionamiento auxiliar incluye además un sistema auxiliar acoplado al bus auxiliar y configurado para recibir un voltaje de entrada del bus auxiliar, y un controlador configurado para regular la primera salida de voltaje del primer convertidor reductor/elevador bidireccional, y configurado además para regular la segunda salida de voltaje del convertidor de voltaje.

Claims (11)

REIVINDICACIONES
1. Un circuito de accionamiento auxiliar que comprende:
un primer dispositivo de almacenamiento de energía (104) que tiene un voltaje de salida, estando acoplado el primer dispositivo de almacenamiento de energía (104) a un primer bus de CC (105) y configurado para enviar energía eléctrica al primer bus de CC (105);
un primer convertidor de voltaje CC a CC (106) acoplado al primer bus de CC (105) y a un segundo bus de CC (110), el primer convertidor de voltaje CC a CC (106) configurado para convertir la energía eléctrica en un primer voltaje y para enviar el primer voltaje al segundo bus de CC (110); y
un segundo convertidor de voltaje CC a CC (108, 120) acoplado al segundo bus de CC (110) y acoplado a un bus auxiliar (103), el segundo convertidor de voltaje CC a CC (108, 120) configurado para convertir el primer voltaje a un segundo voltaje, y para proporcionar el segundo voltaje al bus auxiliar (103), el bus auxiliar (103) está configurado para proporcionar un voltaje auxiliar a una pluralidad de cargas auxiliares (102), donde el segundo voltaje es diferente desde el primer voltaje, donde el segundo voltaje es mayor que el voltaje de salida;
caracterizado por que:
el circuito de accionamiento auxiliar comprende:
un sistema de accionamiento auxiliar (50) que incluye dispositivos de control (178, 180) e inversores CC a CA (164, 166) acoplados al bus auxiliar (103) y configurados para controlar de forma independiente la entrada de voltaje a la pluralidad de cargas auxiliares (102); y
un controlador en comunicación operable con los dispositivos de control, estando el controlador configurado para:
recibir una entrada que comprende un valor medido de uno o más parámetros asociados con el funcionamiento de un vehículo en el que está incorporado el circuito de accionamiento auxiliar; y
proporcionar un comando para ordenar al menos uno de una frecuencia y voltaje para accionar al menos un motor de la pluralidad de cargas auxiliares en base al valor medido de uno o más parámetros con una eficacia operativa más alta de la pluralidad de cargas auxiliares en comparación con una eficacia operativa si el accionamiento auxiliar se hizo funcionar al segundo voltaje.
2. El circuito de accionamiento auxiliar de la reivindicación 1, que comprende además un segundo dispositivo de almacenamiento de energía (128) acoplado al bus auxiliar (103) y al segundo convertidor de voltaje CC a CC (108, 120), el segundo dispositivo de almacenamiento de energía (128) configurado para suministrar energía eléctrica al bus auxiliar (103);
en el que el segundo convertidor de voltaje CC a CC (108, 120) está configurado además para convertir la energía eléctrica suministrada por el segundo dispositivo de almacenamiento de energía (128) en un tercer voltaje y para proporcionar el tercer voltaje al segundo bus de CC (110).
3. El circuito de accionamiento auxiliar de la reivindicación 2, que comprende además un dispositivo de acoplamiento (126) acoplado entre el segundo dispositivo de almacenamiento de energía (128) y el segundo convertidor de voltaje CC a CC (108, 120).
4. El circuito de accionamiento auxiliar de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende además un dispositivo de acoplamiento (122) acoplado entre el primer dispositivo de almacenamiento de energía (104) y el primer convertidor de voltaje CC a CC (106), en el que el dispositivo de acoplamiento (122) comprende uno de un contactor, un interruptor semiconductor y un diodo.
5. El circuito de accionamiento auxiliar de la reivindicación 4, en el que el dispositivo de acoplamiento (122) comprende un conjunto de contactores configurados para desacoplar los terminales positivo y negativo del primer dispositivo de almacenamiento de energía (104) del resto del circuito de accionamiento auxiliar.
6. El circuito de accionamiento auxiliar de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el primer convertidor de voltaje CC a CC (106) comprende un primer convertidor reductor/elevador bidireccional.
7. El circuito de accionamiento auxiliar de la reivindicación 6, en el que el segundo convertidor de voltaje CC a CC (120) comprende un segundo convertidor reductor/elevador bidireccional; y que comprende además un dispositivo de acoplamiento (122) acoplado entre el bus auxiliar (103) y el primer bus de CC (105).
8. El circuito de accionamiento auxiliar de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la carga auxiliar (102) comprende uno de un interruptor térmico, un motor de CC, un dispositivo de control, un convertidor de CC a CC, una bomba, un inversor CC-CA, un motor de CA y un motor de aire acondicionado.
9. Un procedimiento de fabricación que comprende:
acoplar un primer dispositivo de almacenamiento de energía (104) que tiene un voltaje de salida a un primer enlace de CC (105), el primer dispositivo de almacenamiento de energía (104) configurado para enviar energía eléctrica al primer enlace de CC (105);
acoplar una primera fuente de energía de modo de conmutación (106) al primer enlace de CC (105) y a un segundo enlace de c C (110);
configurar la primera fuente de energía conmutada (106) para convertir la salida de energía eléctrica del primer dispositivo de almacenamiento de energía (104) al primer enlace CC (105) en un primer voltaje, y para enviar el primer voltaje al segundo enlace CC (110); acoplar una segunda fuente de energía de modo de conmutación (108, 120) al segundo enlace de CC (110) y a un bus auxiliar (103);
configurar la segunda fuente de energía de modo de conmutación (108, 120) para convertir el primer voltaje en un segundo voltaje y para suministrar el segundo voltaje al bus auxiliar (103); y
configurar el bus auxiliar (103) para proporcionar un voltaje auxiliar a una pluralidad de cargas auxiliares (102), en el que el segundo voltaje es diferente del primer voltaje, caracterizado por:
ser el segundo voltaje mayor que el voltaje de salida;
proporcionar al circuito de accionamiento auxiliar un sistema de accionamiento auxiliar (50) que incluye dispositivos de control (178, 180) e inversores CC a CA (164, 166) acoplados al bus auxiliar (103);
configurar los inversores CC a CA (164, 166) para controlar independientemente la entrada de voltaje a la pluralidad de cargas auxiliares (102);
proporcionar un controlador en comunicación operativa con los dispositivos de control; y configurar el controlador para:
recibir una entrada que comprende un valor medido de uno o más parámetros asociados con el funcionamiento de un vehículo en el que está incorporado el circuito de accionamiento auxiliar; y
proporcionar un comando para ordenar al menos uno de una frecuencia y voltaje para accionar al menos un motor de la pluralidad de cargas auxiliares en base al valor medido de uno o más parámetros con una eficacia operativa más alta de la pluralidad de cargas auxiliares en comparación con una eficacia operativa si el accionamiento auxiliar se hizo funcionar al segundo voltaje.
10. El procedimiento de la reivindicación 9, que comprende además controlar el voltaje de salida de una de la primera y la segunda fuentes de energía de modo de conmutación (106, 108, 120) usando modulación de ancho de pulso.
11. El procedimiento de una de las reivindicaciones 9 o 10, que comprende además:
proporcionar un segundo dispositivo de almacenamiento de energía (128), comprendiendo el segundo dispositivo de almacenamiento de energía (128) una batería y una pila de combustible;
configurar el segundo dispositivo de almacenamiento de energía (128) para suministrar energía eléctrica al bus auxiliar (103); y
configurar el segundo dispositivo de almacenamiento de energía (128) para suministrar energía eléctrica al segundo enlace de CC (110) a través de la segunda fuente de energía de modo de conmutación (108, 120).
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