ES2867124T3 - Sistema y método de refrigeración para un vehículo ferroviario de doble propulsión - Google Patents
Sistema y método de refrigeración para un vehículo ferroviario de doble propulsión Download PDFInfo
- Publication number
- ES2867124T3 ES2867124T3 ES17208669T ES17208669T ES2867124T3 ES 2867124 T3 ES2867124 T3 ES 2867124T3 ES 17208669 T ES17208669 T ES 17208669T ES 17208669 T ES17208669 T ES 17208669T ES 2867124 T3 ES2867124 T3 ES 2867124T3
- Authority
- ES
- Spain
- Prior art keywords
- cooling circuit
- railway vehicle
- radiator
- combustion engine
- coolant
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B61—RAILWAYS
- B61C—LOCOMOTIVES; MOTOR RAILCARS
- B61C5/00—Locomotives or motor railcars with IC engines or gas turbines
- B61C5/02—Arrangement or disposition of intakes and apparatus for supplying, circulating, and filtering air for combustion and engine-cooling purposes
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
- B60K11/00—Arrangement in connection with cooling of propulsion units
- B60K11/02—Arrangement in connection with cooling of propulsion units with liquid cooling
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L1/00—Supplying electric power to auxiliary equipment of vehicles
- B60L1/003—Supplying electric power to auxiliary equipment of vehicles to auxiliary motors, e.g. for pumps, compressors
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L1/00—Supplying electric power to auxiliary equipment of vehicles
- B60L1/02—Supplying electric power to auxiliary equipment of vehicles to electric heating circuits
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L3/00—Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
- B60L3/0023—Detecting, eliminating, remedying or compensating for drive train abnormalities, e.g. failures within the drive train
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L50/00—Electric propulsion with power supplied within the vehicle
- B60L50/10—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by engine-driven generators, e.g. generators driven by combustion engines
- B60L50/15—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by engine-driven generators, e.g. generators driven by combustion engines with additional electric power supply
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B61—RAILWAYS
- B61C—LOCOMOTIVES; MOTOR RAILCARS
- B61C17/00—Arrangement or disposition of parts; Details or accessories not otherwise provided for; Use of control gear and control systems
- B61C17/04—Arrangement or disposition of driving cabins, footplates or engine rooms; Ventilation thereof
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B61—RAILWAYS
- B61C—LOCOMOTIVES; MOTOR RAILCARS
- B61C7/00—Other locomotives or motor railcars characterised by the type of motive power plant used; Locomotives or motor railcars with two or more different kinds or types of motive power
- B61C7/04—Locomotives or motor railcars with two or more different kinds or types of engines, e.g. steam and IC engines
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
- F01P3/00—Liquid cooling
- F01P3/20—Cooling circuits not specific to a single part of engine or machine
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
- F01P5/00—Pumping cooling-air or liquid coolants
- F01P5/10—Pumping liquid coolant; Arrangements of coolant pumps
- F01P5/12—Pump-driving arrangements
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
- F01P7/00—Controlling of coolant flow
- F01P7/14—Controlling of coolant flow the coolant being liquid
- F01P7/16—Controlling of coolant flow the coolant being liquid by thermostatic control
- F01P7/161—Controlling of coolant flow the coolant being liquid by thermostatic control by bypassing pumps
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
- F01P7/00—Controlling of coolant flow
- F01P7/14—Controlling of coolant flow the coolant being liquid
- F01P7/16—Controlling of coolant flow the coolant being liquid by thermostatic control
- F01P7/165—Controlling of coolant flow the coolant being liquid by thermostatic control characterised by systems with two or more loops
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L2200/00—Type of vehicles
- B60L2200/26—Rail vehicles
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60Y—INDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
- B60Y2200/00—Type of vehicle
- B60Y2200/30—Railway vehicles
- B60Y2200/31—Locomotives
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
- F01P5/00—Pumping cooling-air or liquid coolants
- F01P5/10—Pumping liquid coolant; Arrangements of coolant pumps
- F01P5/12—Pump-driving arrangements
- F01P2005/125—Driving auxiliary pumps electrically
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
- F01P2050/00—Applications
- F01P2050/24—Hybrid vehicles
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/7072—Electromobility specific charging systems or methods for batteries, ultracapacitors, supercapacitors or double-layer capacitors
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T30/00—Transportation of goods or passengers via railways, e.g. energy recovery or reducing air resistance
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02T90/10—Technologies relating to charging of electric vehicles
- Y02T90/14—Plug-in electric vehicles
Abstract
Un vehículo ferroviario de doble propulsión (1), que comprende: - un motor de combustión (5) que tiene un primer circuito de refrigeración (10); - un transformador de tracción (15) que tiene un segundo circuito de refrigeración (20); - al menos un radiador (25) para disipar energía térmica al aire circundante, en el que el primer circuito de refrigeración (10) y el segundo circuito de refrigeración (20) están configurados para disipar energía térmica a través de dicho al menos un radiador (25) y en el que una parte del primer circuito de refrigeración (10), a la que está acoplado térmicamente el segundo circuito de refrigeración (20), está desconectada de forma fluida del motor de combustión (5) durante el funcionamiento eléctrico puro del vehículo ferroviario (1).
Description
DESCRIPCIÓN
Sistema y método de refrigeración para un vehículo ferroviario de doble propulsión
Campo
Los aspectos de la presente descripción se refieren a un vehículo ferroviario que tiene un motor eléctrico y un transformador de tracción alimentado desde una red eléctrica, así como un motor de combustión, siendo conocido tal vehículo como vehículo ferroviario de doble propulsión. En particular, los aspectos están relacionados con un sistema y método de refrigeración para disipar de manera eficaz y económica el calor producido por el motor de combustión y el transformador de tracción de tal vehículo ferroviario de doble propulsión.
Antecedentes técnicos
A diferencia de muchos otros tipos de transformador (transformadores de distribución, transformadores de potencia, etc.) que se refrigeran de forma natural, los transformadores de tracción en los vehículos ferroviarios requieren típicamente una bomba para garantizar la refrigeración de los devanados por líquido forzado, y un sistema de refrigeración compuesto por un intercambiador de calor y unos ventiladores para asegurar la refrigeración por aire forzado del líquido refrigerante, típicamente aceite. La cantidad de calor producida es típicamente significativa, ya que los transformadores de tracción suelen presentar pérdidas relativas mayores que otros tipos de grandes transformadores de potencia. La razón que hay detrás de esta diferencia es que los transformadores de tracción se especifican con densidades de potencia mucho mayores que otros tipos de transformadores, ya que están incorporados en trenes, con un volumen disponible muy limitado y con restricciones de peso. Como consecuencia, se utilizan secciones de núcleo y secciones de alambre más pequeñas para reducir de tamaño tanto el núcleo como los devanados. La sección de núcleo reducida da como resultado un mayor número de vueltas y, por lo tanto, una mayor longitud del cable que, en combinación con una mayor densidad de corriente de las vueltas, da como resultado pérdidas de transformador significativamente más altas. Se puede considerar que un intervalo de rendimiento a modo de ejemplo de un transformador de tracción varía entre aproximadamente el 89% y aproximadamente el 97%.
Por lo tanto, una cantidad significativa de calor se debe disipar de tales transformadores, que tienen al mismo tiempo un factor de forma muy compacto. En vista de lo anterior, los transformadores de tracción no se pueden refrigerar de forma natural, por lo que una refrigeración activa que incluya un líquido refrigerante, una bomba, unos intercambiadores de calor y unos ventiladores son típicamente necesarios para permitir una refrigeración eficiente. Surgen problemas similares con otros dispositivos de conversión de energía eléctrica utilizados en vehículos ferroviarios, tales como, p. ej., unidades de conmutación basadas en semiconductores para los motores eléctricos, que también producen una cantidad significativa de energía térmica mientras tienen un factor de forma compacto y, por lo tanto, también requieren refrigeración activa. Como consecuencia, el sistema de refrigeración para un transformador de tracción (y si está presente, un reactor) suele ser relativamente elaborado y costoso.
Por otro lado, en un vehículo ferroviario de doble propulsión, el motor de combustión también produce una cantidad incluso significativamente mayor de energía térmica a disipar, ya que tales motores diésel grandes tienen un rendimiento de aproximadamente el 40% en el mejor de los casos, liberando así significativamente más calor o potencia térmica que la potencia mecánica instalada. Por lo tanto, típicamente, se instala un sistema de refrigeración basado en agua o aceite (circuito de refrigeración) con un radiador y al menos un ventilador.
En vista de lo anterior y por otras razones, existe la necesidad de la presente invención.
La solicitud de patente EP 2689983 A1 se refiere a un vehículo ferroviario que tiene un sistema de accionamiento. El sistema de accionamiento incluye un transformador principal para reducir paso a paso el voltaje de la línea de contacto aérea y una unidad de generación de energía que incluye un motor y un generador de energía conectado al motor. La solicitud de patente US 20140124170 A1 se refiere a un sistema de refrigeración para una unidad propulsada por motor. El sistema de refrigeración incluye un bucle de refrigeración del motor, que tiene un primer fluido, y un bucle de refrigeración de la electrónica de potencia, que tiene un segundo fluido. El bucle de refrigeración del motor está en comunicación térmica con el circuito de refrigeración de la electrónica de potencia.
Compendio de la invención
En vista de lo anterior, se prevén un vehículo ferroviario de doble propulsión según la reivindicación 1 y un método para hacer funcionar un vehículo ferroviario de doble propulsión según la reivindicación 14.
Según un primer aspecto, se prevé un vehículo ferroviario de doble propulsión. Comprende un motor de combustión que tiene un primer circuito de refrigeración; un transformador de tracción que tiene un segundo circuito de refrigeración; y al menos un radiador para disipar energía térmica al aire circundante. El primer circuito de refrigeración y el segundo circuito de refrigeración están configurados para disipar energía térmica a través de dicho al menos un radiador.
Según un segundo aspecto, se prevé un método para hacer funcionar un vehículo ferroviario de doble propulsión. El método incluye disipar el calor de un motor de combustión con un primer circuito de refrigeración; y/o disipar el calor de un transformador de tracción con un segundo circuito de refrigeración, en el que el calor del motor de combustión y del transformador de tracción se disipa a través de al menos un radiador. Preferiblemente, el primer circuito de refrigeración está acoplado térmicamente al segundo circuito de refrigeración a través de un intercambiador de calor situado en el exterior de dicho al menos un radiador, y solo el refrigerante del primer circuito de refrigeración fluye a través de dicho al menos un radiador.
Otras ventajas, características, aspectos y detalles, que se pueden combinar con las realizaciones descritas en esta memoria, son evidentes a partir de las reivindicaciones dependientes, la descripción y los dibujos.
La mayoría de los trenes y locomotoras están propulsadas completamente con energía eléctrica o utilizan un motor diésel como proveedor de energía original. La invención está relacionada con vehículos que se denominan "de doble propulsión" y tienen ambas de estas fuentes de energía. El motor diésel, o más generalmente un motor de combustión, tiene una gran cantidad de energía térmica a eliminar principalmente a través de un intercambiador de calor de agua a aire. En un vehículo de doble propulsión, el equipo eléctrico, como el transformador de tracción, también debe refrigerarse. Por lo general, se instala un sistema de refrigeración específico, basado en aceite, silicio o éster, para la instalación eléctrica, además del sistema de refrigeración para el motor diésel, contribuyendo ambos por lo tanto al consumo de espacio y peso.
La invención propone un nuevo tipo de sistema y método de refrigeración para hacer funcionar o refrigerar un vehículo ferroviario de doble propulsión, sistema y método que combinan, al menos parcialmente, características de ambos sistemas de refrigeración y funcionan por lo tanto para ambos sistemas. En esta memoria, para el primero, se aprovecha el hecho de que la propulsión diésel no está funcionando al mismo tiempo que el suministro eléctrico primario, el transformador de tracción principal y los reactores. Por lo tanto, con un vehículo ferroviario según las realizaciones, se ahorran costes, peso y espacio, entre otras ventajas.
Breve descripción de las figuras
Se describirán más detalles a continuación con referencia a la figura, en la que
la Figura 1 muestra una vista en sección transversal de un vehículo ferroviario de doble propulsión según las realizaciones, que se puede hacer funcionar según el método descrito en dichas realizaciones. Descripción detallada de los aspectos de la invención
A continuación, se describen con detalle algunos aspectos de la invención. Los aspectos y las partes de los aspectos son independientes entre sí y pueden combinarse de cualquier manera. Por ejemplo, cualquier aspecto o realización que se ha descrito en este documento puede combinarse con cualquier otro aspecto o realización, siempre que las combinaciones logradas sean técnicamente factibles, o salvo que se mencione lo contrario.
Según los aspectos descritos en esta memoria, el segundo circuito de refrigeración está acoplado térmicamente al primer circuito de refrigeración en el exterior de dicho al menos un radiador. En otro aspecto, solo el refrigerante del primer circuito de refrigeración fluye a través de dicho al menos un radiador.
Según los aspectos, el segundo circuito de refrigeración está acoplado térmicamente al primer circuito de refrigeración a través de un intercambiador de calor.
Según los aspectos, el primer circuito de refrigeración y el segundo circuito de refrigeración están basados en líquido.
Según los aspectos, el primer circuito de refrigeración comprende agua o aceite y el segundo circuito de refrigeración comprende un fluido aislante, preferiblemente un aceite natural y/o un aceite sintético y/o un aceite de éster.
Según los aspectos, el vehículo ferroviario comprende además un reactor y/o una unidad de conmutación de semiconductores, que están en conexión térmica con el segundo circuito de refrigeración o con un tercer circuito de refrigeración. El tercer circuito de refrigeración está configurado para disipar energía térmica a través de dicho al menos un radiador.
Según los aspectos, una parte del primer circuito de refrigeración, a la que está acoplado térmicamente el segundo circuito de refrigeración, puede estar desconectada de forma fluida del motor de combustión durante el funcionamiento eléctrico puro del vehículo ferroviario.
Según los aspectos, el vehículo ferroviario comprende además al menos un ventilador, que se acciona eléctrica o hidrostáticamente, para hacer circular aire a través de dicho al menos un radiador.
Según los aspectos, al menos un ventilador, empleado durante el funcionamiento del motor de combustión para disipar el calor del primer circuito de refrigeración, se acciona eléctricamente.
Según los aspectos, al menos un ventilador, empleado durante el funcionamiento del motor de combustión para disipar el calor del primer circuito de refrigeración, se acciona hidrostáticamente, y se acciona opcionalmente mediante una bomba de aceite eléctrica.
Según los aspectos, el vehículo ferroviario comprende además una bomba de refrigerante auxiliar, que es preferiblemente una bomba de refrigerante eléctrica, para bombear un refrigerante en al menos una parte del primer circuito de refrigeración. Además, se prevé un mecanismo de derivación para evitar una bomba de refrigerante accionada mecánicamente del motor de combustión durante el funcionamiento eléctrico puro del vehículo ferroviario. Según los aspectos, durante el funcionamiento eléctrico puro del vehículo ferroviario, o:
- el refrigerante en el primer circuito de refrigeración circula a través del primer circuito de refrigeración por la misma trayectoria del flujo de refrigerante que durante el funcionamiento del motor de combustión, o
- el refrigerante en el primer circuito de refrigeración circula solo a través de una parte del primer circuito de refrigeración, en comparación con la trayectoria del flujo de refrigerante durante el funcionamiento del motor de combustión.
Según los aspectos, durante el funcionamiento eléctrico puro del vehículo ferroviario, un bloque de motor del motor de combustión se emplea como disipador de calor para la energía térmica del transformador de tracción y, opcionalmente, un flujo de refrigerante a dicho al menos un radiador está bloqueado en este modo de funcionamiento del vehículo ferroviario.
Según los aspectos, el vehículo ferroviario comprende además una tapa o trampilla desplazable de forma controlable. Durante el funcionamiento eléctrico puro del vehículo ferroviario, al menos una parte de dicho al menos un radiador está cubierta por la tapa o trampilla. En tal modo de funcionamiento, la resistencia aerodinámica del vehículo ferroviario puede reducirse durante el funcionamiento eléctrico puro.
Descripción detallada de las figuras y las realizaciones a modo de ejemplo
Con respecto a los dibujos, solo se mencionan o describen explícitamente las partes que difieren de una realización o dibujo descrito anteriormente.
Aunque las características específicas de varias realizaciones de la invención pueden mostrarse en algunos dibujos o partes de un dibujo, y no en otros, esto es solo por conveniencia. De acuerdo con los principios de la invención, se puede hacer referencia y/o reivindicar cualquier característica de un dibujo, en combinación con cualquier característica de cualquier otro dibujo o parte de un dibujo. Como observación general, la Figura 1 muestra varios aspectos y realizaciones combinados en una figura, en la que los aspectos y realizaciones individuales mostrados en la misma también pueden realizarse solos o en combinación con otros. Esto se hace evidente en el resto de la solicitud y las reivindicaciones.
La Figura 1 muestra un vehículo ferroviario de doble propulsión 1. Comprende un motor de combustión 5, típicamente un motor diésel. El motor de combustión 5 tiene un primer circuito de refrigeración 10, con el que se transporta energía térmica a un radiador 25. El radiador 25 está dispuesto típicamente sobre una sección del techo o una sección bajo el piso del vehículo ferroviario 1. El vehículo ferroviario 1 tiene además un motor o motores eléctricos 12 (que también se hace funcionar típicamente, de forma intermitente, como generador). El motor o motores eléctricos 12 se alimentan, durante el funcionamiento eléctrico puro del vehículo ferroviario 1, mediante un transformador de tracción 15 y a través de un convertidor de tracción 40 electrónico de potencia conectado eléctricamente con un pantógrafo 3 a una línea aérea 2 (las conexiones eléctricas dentro del vehículo no se muestran por fines ilustrativos). El transformador de tracción 15 tiene un segundo circuito de refrigeración 20. Dicho al menos un radiador 25 está previsto para disipar energía térmica al aire circundante y funciona como un radiador común para la energía térmica del motor de combustión 5 y del transformador de tracción 15. Para este fin, el primer circuito de refrigeración 10 y el segundo circuito de refrigeración 20 están configurados para disipar ambos energía térmica a través de dicho al menos un radiador 25. Es decir, según las realizaciones, se consigue acoplando térmicamente el primer circuito de refrigeración 10 al segundo circuito de refrigeración 20, típicamente a través de un intercambiador de calor 30. Por lo general, pero no necesariamente, el vehículo de ferrocarril 1 comprende además un generador eléctrico 7 conectado al convertidor de tracción 40 electrónico de potencia, que es accionado mecánicamente por el motor de combustión 5. La electricidad generada por el generador eléctrico 7 se puede utilizar para accionar el motor o motores eléctricos 12 (p. ej., durante el funcionamiento eléctrico diésel del vehículo ferroviario, p. ej., en ausencia de una línea aérea para alimentar el transformador de tracción).
El intercambiador de calor 30 puede estar ubicado en el exterior o hacia fuera de dicho al menos un radiador 25. Por lo tanto, solo el refrigerante del primer circuito de refrigeración 10 fluye a través de dicho al menos un radiador 25, mientras que el calor del segundo circuito de refrigeración 20 se acopla térmicamente al interior del primer circuito de refrigeración.
Por lo general, pero no necesariamente, tanto el primer circuito de refrigeración 10 como el segundo circuito de refrigeración 20 contienen un refrigerante líquido y, por lo tanto, están basados en líquido. Además, aún más
preferido, el primer circuito de refrigeración 10, para el motor de combustión 5, comprende agua o aceite. El segundo circuito de refrigeración 20, para el transformador de tracción 15, comprende un fluido aislante. Este puede ser un aceite natural y/o un aceite sintético y/o un aceite de éster y/o un aceite de silicio, o mezclas de cualquiera de los mismos.
En algunas realizaciones, el vehículo ferroviario 1 comprende además un reactor 35 (opcional) y un convertidor de tracción 40 electrónico de potencia para controlar el motor o motores eléctricos 12. El reactor 35 y/o el convertidor de tracción 40 electrónico de potencia también pueden estar en conexión térmica con el segundo circuito de refrigeración 20 (conexión no mostrada). También pueden conectarse térmicamente a un tercer circuito de refrigeración (basado típicamente en aceite, silicio o éster) (no mostrado en la Figura 1). El tercer circuito de refrigeración también está configurado para disipar energía térmica a través de dicho al menos un radiador 25 y, por lo tanto, también puede estar conectado al intercambiador de calor 30.
La parte del primer circuito de refrigeración 10, a la que está acoplado térmicamente el segundo circuito de refrigeración 20, puede en algunas realizaciones estar desconectada de forma fluida del motor de combustión 5 durante el funcionamiento eléctrico puro del vehículo ferroviario 1. Así, solo una parte del primer circuito de refrigeración 10 se utiliza durante el funcionamiento eléctrico del vehículo. Esto se puede lograr abriendo o cerrando unas válvulas 101, 102 en el primer circuito de refrigeración 10, con las que se puede separar una parte del primer circuito de refrigeración 10, de modo que, p. ej., la parte del circuito de refrigeración 10 que atraviesa el motor de combustión 5 puede ser excluida, respectivamente, puede ser evitada por el refrigerante.
Además, se puede prever al menos un ventilador 60, que se acciona eléctrica o hidrostáticamente para hacer circular aire a través de dicho al menos un radiador 25. Cuando el ventilador 60 se acciona hidrostáticamente, se puede accionar por una bomba de aceite eléctrica 65, ya que el motor de combustión 5 está parado en este modo. Además, se puede prever opcionalmente una bomba de refrigerante auxiliar 70 en las realizaciones. Se trata preferiblemente de una bomba de refrigerante eléctrica para bombear un refrigerante en al menos una parte del primer circuito de refrigeración 10. Se puede utilizar durante el funcionamiento eléctrico del vehículo, cuando se utilizará el primer circuito de refrigeración 10, aunque esté parada la bomba de refrigerante 80 mecánica del motor de combustión 5. Además, se puede utilizar un mecanismo de derivación para evitar una bomba de refrigerante 80 accionada mecánicamente del motor de combustión 5 durante el funcionamiento eléctrico puro del vehículo ferroviario 1.
Según algunas realizaciones, durante el funcionamiento eléctrico puro del vehículo ferroviario 1, es posible uno cualquiera de los siguientes modos:
- El refrigerante en el primer circuito de refrigeración 10 circula a través del primer circuito de refrigeración 10 por la misma trayectoria del flujo de refrigerante que durante el funcionamiento del motor de combustión 5.
- El refrigerante en el primer circuito de refrigeración 10 circula solo a través de una parte del primer circuito de refrigeración 10, en comparación con la trayectoria del flujo de refrigerante durante el funcionamiento del motor de combustión 5.
Además, según algunas realizaciones adicionales, durante el funcionamiento eléctrico puro del vehículo ferroviario 1, un bloque de motor 6 del motor de combustión 5 se emplea como disipador de calor para la energía térmica del transformador de tracción 15. En este caso, opcionalmente, un flujo de refrigerante a través de dicho al menos un radiador 25 puede estar parcial, o incluso totalmente bloqueado. Por lo tanto, toda la energía térmica producida por el transformador de tracción (y el reactor/unidad de conmutación) se disipa al interior del bloque de motor 6. Como el bloque tiene una alta capacidad de energía térmica, el vehículo puede funcionar durante un tiempo significativo sin usar incluso el radiador 25 o el ventilador 60. Por lo tanto, el radiador puede en este caso estar incluso cubierto u oculto, para mejorar el flujo de aire en una sección del techo/bajo el suelo. Por lo tanto, se puede prever una tapa o trampilla desplazable, controlable, en la que, durante el funcionamiento eléctrico puro del vehículo ferroviario 1, al menos una parte de dicho al menos un radiador 25 se cubre entonces por la tapa o trampilla. Esto se puede prever, p. ej., de manera que el radiador esté completamente cubierto por una parte de la carrocería del vehículo 1. Por lo tanto, la resistencia aerodinámica del vehículo ferroviario 1 puede reducirse drásticamente y optimizarse el consumo de energía.
Esta descripción utiliza ejemplos para divulgar la invención, incluyendo el mejor modo, y también para permitir que cualquier experto en la técnica ponga en práctica la invención, incluyendo la fabricación y el uso de cualquier dispositivo o sistema y la realización de cualquier método incorporado.
De manera especial, las características mutuamente no exclusivas de las realizaciones descritas anteriormente pueden combinarse entre sí. El alcance patentable de la invención está definido por las reivindicaciones y puede incluir otros ejemplos que se les ocurran a los expertos en la técnica.
Claims (15)
1. Un vehículo ferroviario de doble propulsión (1), que comprende:
- un motor de combustión (5) que tiene un primer circuito de refrigeración (10);
- un transformador de tracción (15) que tiene un segundo circuito de refrigeración (20);
- al menos un radiador (25) para disipar energía térmica al aire circundante,
en el que el primer circuito de refrigeración (10) y el segundo circuito de refrigeración (20) están configurados para disipar energía térmica a través de dicho al menos un radiador (25) y
en el que una parte del primer circuito de refrigeración (10), a la que está acoplado térmicamente el segundo circuito de refrigeración (20), está desconectada de forma fluida del motor de combustión (5) durante el funcionamiento eléctrico puro del vehículo ferroviario (1).
2. El vehículo ferroviario (1) según la reivindicación 1, en el que el segundo circuito de refrigeración (20) está acoplado térmicamente al primer circuito de refrigeración (10) en el exterior de dicho al menos un radiador (25), y en el que preferiblemente, solo el refrigerante del primer circuito de refrigeración (10) fluye a través de dicho al menos un radiador (25).
3. El vehículo ferroviario (1) según la reivindicación 1 o 2, en el que el segundo circuito de refrigeración (20) está acoplado térmicamente al primer circuito de refrigeración (10) a través de un intercambiador de calor (30).
4. El vehículo ferroviario según cualquier reivindicación anterior, en el que el primer circuito de refrigeración (10) y el segundo circuito de refrigeración (20) están basados en líquido.
5. El vehículo ferroviario (1) según cualquier reivindicación anterior, en el que el primer circuito de refrigeración (10) comprende agua o aceite, y en el que el segundo circuito de refrigeración (20) comprende un fluido aislante, preferiblemente un aceite natural y/o un aceite sintético y/o un aceite de éster y/o un aceite de silicio.
6. El vehículo ferroviario (1) según cualquier reivindicación anterior, que comprende además un reactor (35) y/o un convertidor de tracción (40) electrónico de potencia, que está en conexión térmica con el segundo circuito de refrigeración (20) o con un tercer circuito de refrigeración, que está configurado para disipar energía térmica a través de dicho al menos un radiador (25).
7. El vehículo ferroviario (1) según cualquier reivindicación anterior, que comprende además al menos un ventilador (60), que se acciona eléctrica o hidrostáticamente, para hacer circular aire a través de dicho al menos un radiador (25).
8. El vehículo ferroviario (1) según cualquier reivindicación anterior, en el que al menos un ventilador (60), empleado durante el funcionamiento del motor de combustión (5) para disipar el calor del primer circuito de refrigeración (10), se acciona eléctricamente.
9. El vehículo ferroviario (1) según cualquier reivindicación anterior, en el que al menos un ventilador (60), empleado durante el funcionamiento del motor de combustión (5) para disipar el calor del primer circuito de refrigeración (10), se acciona hidrostáticamente, y se acciona opcionalmente mediante una bomba de aceite eléctrica (65).
10. El vehículo ferroviario (1) según cualquier reivindicación anterior, que comprende además una bomba de refrigerante auxiliar (70), que es preferiblemente una bomba de refrigerante eléctrica, para bombear un refrigerante en al menos una parte del primer circuito de refrigeración (10), y que comprende además opcionalmente un mecanismo de derivación para evitar una bomba de refrigerante (80) accionada mecánicamente del motor de combustión (5) durante el funcionamiento eléctrico puro del vehículo ferroviario (1).
11. El vehículo ferroviario (1) según cualquier reivindicación anterior, en el que, durante el funcionamiento eléctrico puro del vehículo ferroviario (1), o:
- el refrigerante en el primer circuito de refrigeración (10) circula a través del primer circuito de refrigeración (10) por la misma trayectoria del flujo de refrigerante que durante el funcionamiento del motor de combustión (5), o
- el refrigerante en el primer circuito de refrigeración (10) circula solo a través de una parte del primer circuito de refrigeración (10), en comparación con la trayectoria del flujo de refrigerante durante el funcionamiento del motor de combustión (5).
12. El vehículo ferroviario (1) según cualquier reivindicación anterior, en el que, durante el funcionamiento eléctrico puro del vehículo ferroviario (1), un bloque de motor (6) del motor de combustión (5) se utiliza como disipador de calor para la energía térmica del transformador de tracción (15), en el que, opcionalmente, un flujo de refrigerante a través de dicho al menos un radiador (25) está parcial, o de manera preferible, totalmente bloqueado.
13. El vehículo ferroviario (1) según cualquier reivindicación anterior, que comprende además una tapa o trampilla desplazable de forma controlable, en el que, durante el funcionamiento eléctrico puro del vehículo ferroviario (1), al menos una parte de dicho al menos un radiador (25) está cubierta por la tapa o trampilla de manera que se reduce la resistencia aerodinámica del vehículo ferroviario (1).
14. Método para hacer funcionar un vehículo ferroviario de doble propulsión (1) según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13, que comprende:
- disipar el calor de un motor de combustión (5) con un primer circuito de refrigeración (10); y/o
- disipar el calor de un transformador de tracción (15) con un segundo circuito de refrigeración (20),
en el que el calor del motor de combustión (5) y del transformador de tracción (15) se disipa a través de al menos un radiador (25), y en el que una parte del primer circuito de refrigeración (10), a la que está acoplado térmicamente el segundo circuito de refrigeración (20), está desconectada de forma fluida del motor de combustión (5) durante el funcionamiento eléctrico puro del vehículo ferroviario (1).
15. El método según la reivindicación 14, en el que el primer circuito de refrigeración (10) está acoplado térmicamente al segundo circuito de refrigeración (20) a través de un intercambiador de calor (30) situado en el exterior de dicho al menos un radiador (25), y en el que, preferiblemente, solo el refrigerante del primer circuito de refrigeración (10) fluye a través de dicho al menos un radiador (25).
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
EP17208669.6A EP3501934B1 (en) | 2017-12-19 | 2017-12-19 | Cooling system and method for a dual-powered railroad vehicle |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
ES2867124T3 true ES2867124T3 (es) | 2021-10-20 |
Family
ID=60781757
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
ES17208669T Active ES2867124T3 (es) | 2017-12-19 | 2017-12-19 | Sistema y método de refrigeración para un vehículo ferroviario de doble propulsión |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US11267490B2 (es) |
EP (1) | EP3501934B1 (es) |
ES (1) | ES2867124T3 (es) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR3070354B1 (fr) * | 2017-08-30 | 2019-09-13 | Speedinnov | Motrice de train a grande vitesse avec surpression interne |
FR3070353B1 (fr) * | 2017-08-30 | 2019-09-06 | Speedinnov | Motrice de train a grande vitesse |
DE102019210714A1 (de) * | 2019-07-19 | 2021-01-21 | Siemens Mobility GmbH | Hybridfahrzeug |
CN113978488A (zh) * | 2021-11-12 | 2022-01-28 | 中车大连机车车辆有限公司 | 一种双动力源机车融合冷却系统及控制方法 |
Family Cites Families (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2693160B1 (fr) * | 1992-07-06 | 1994-08-19 | Alsthom Gec | Engin de traction ferroviaire équipé de rhéostats de freinage, pour train à grande vitesse. |
US5255733A (en) * | 1992-08-10 | 1993-10-26 | Ford Motor Company | Hybird vehicle cooling system |
JP2009067087A (ja) * | 2007-09-10 | 2009-04-02 | Toshiba Corp | 電気式ディーゼル車両 |
DE202008018278U1 (de) * | 2008-05-10 | 2012-07-04 | Schalker Eisenhütte Maschinenfabrik Gmbh | Schienengeführtes Triebfahrzeug |
US20130099561A1 (en) * | 2009-12-23 | 2013-04-25 | General Electric Company | Method and system for utilization of regenerative braking electrical energy for operating auxiliary system in a vehicle |
US8511449B2 (en) * | 2010-06-29 | 2013-08-20 | General Electric Company | Propulsion system for a powered rail vehicle and method of adapting the propulsion system between different configurations |
US8534198B2 (en) * | 2011-06-28 | 2013-09-17 | Progress Rail Services Corp | Locomotive engine enclosure and method for servicing locomotive engine |
JP5891989B2 (ja) * | 2012-07-27 | 2016-03-23 | 株式会社日立製作所 | 駆動システムおよびこれを搭載した鉄道車両 |
US9546589B2 (en) * | 2012-11-05 | 2017-01-17 | General Electric Company | Integrated cooling system and method for engine-powered unit |
US9719434B2 (en) * | 2015-02-24 | 2017-08-01 | Electro-Motive Diesel, Inc. | Locomotive control system having thermal management |
US10036288B2 (en) * | 2015-09-16 | 2018-07-31 | Ford Global Technologies, Llc | Regenerative braking power to operate vehicle electric heater |
US9694834B2 (en) * | 2015-10-19 | 2017-07-04 | Elecro-Motive Diesel, Inc. | Machine asset management system having user interface |
US20170253255A1 (en) * | 2016-03-03 | 2017-09-07 | Electro-Motive Diesel, Inc. | Locomotive Repower |
US10220830B2 (en) * | 2016-12-14 | 2019-03-05 | Bendix Commercial Vehicle Systems | Front end motor-generator system and hybrid electric vehicle operating method |
US10830029B2 (en) * | 2017-05-11 | 2020-11-10 | Mgb Oilfield Solutions, Llc | Equipment, system and method for delivery of high pressure fluid |
-
2017
- 2017-12-19 EP EP17208669.6A patent/EP3501934B1/en active Active
- 2017-12-19 ES ES17208669T patent/ES2867124T3/es active Active
-
2018
- 2018-12-19 US US16/225,202 patent/US11267490B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP3501934B1 (en) | 2021-03-03 |
EP3501934A1 (en) | 2019-06-26 |
US11267490B2 (en) | 2022-03-08 |
US20190185023A1 (en) | 2019-06-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
ES2867124T3 (es) | Sistema y método de refrigeración para un vehículo ferroviario de doble propulsión | |
ES2530165T3 (es) | Procedimiento de regulación térmica de un elemento de un vehículo automóvil y sistema de regulación térmica de este elemento | |
US20200171967A1 (en) | Electric Storage Device for Providing Electric Energy for a Charging Operation of at Least One Electrically-Driven Motor Vehicle, and Retrofit Module and Operating Method | |
US9290101B2 (en) | Power control unit for electric vehicle with converters cooled by surfaces of a cooling unit | |
KR101000594B1 (ko) | 연료전지 차량의 통합형 전력변환장치 | |
RU2596389C2 (ru) | Система активного охлаждения электрических компонентов привода | |
KR100496085B1 (ko) | 축전지의 온도 조절 장치 및 그것을 구비한 차량 | |
US8336607B2 (en) | Compact electric power supply device for a motor vehicle | |
US20120048504A1 (en) | Thermal management system, vehicles embodying same and methods related thereto | |
JP2010119282A (ja) | 熱マネージメントシステム | |
ES2617695T3 (es) | Suministro de energía eléctrica a motores eléctricos de tracción de un vehículo ferroviario utilizando una pluralidad de motores de combustión interna | |
ES2924729T3 (es) | Vehículo que comprende un sistema de suministro de electricidad | |
US8912645B2 (en) | Semiconductor element cooling structure | |
JP2020114087A (ja) | 車載用冷却装置 | |
CN110552753A (zh) | 电动油泵系统 | |
JP2014125157A (ja) | 車両用ヒートポンプ装置 | |
US11821355B2 (en) | Supplement thermal management system cooling using thermoelectric cooling | |
JP2004148984A (ja) | 電力ケーブルの冷却装置 | |
ES2398196T3 (es) | Instalación de motor de combustión interna con recuperación de energía de gas de escape para dispositivos flotantes | |
JP2014144668A (ja) | 車両用空調装置 | |
ES2861427T3 (es) | Vehículo ferroviario accionado eléctricamente con instalación de aire acondicionado y/o de calefacción | |
CN114520102A (zh) | 带直接液体冷却的可变电压电感器 | |
JP2007253661A (ja) | 2電源方式の車両用電源装置及び空冷式車載電力装置 | |
CN116457224A (zh) | 调温装置 | |
US11972888B2 (en) | Variable voltage inductor with direct liquid cooling |