ES2897461T3

ES2897461T3 - Procedimiento y sistema de gestión de energía a bordo de un vehículo

Info

Publication number: ES2897461T3
Application number: ES14802932T
Authority: ES
Inventors: Jean-Marie Bourgeais
Original assignee: Powidian SAS
Current assignee: Powidian SAS
Priority date: 2013-09-23
Filing date: 2014-09-23
Publication date: 2022-03-01
Anticipated expiration: 2034-09-23
Also published as: FR3010960B1; US20160244008A1; US9902287B2; WO2015040290A1; EP3049277B1; FR3010960A1; DK3049277T3; WO2015040290A9; EP3049277A1

Abstract

Procedimiento de gestión de energía a bordo de un vehículo (1) que comprende un sistema de gestión de energía (2), comprendiendo dicho sistema (2) una primera red eléctrica (10), una segunda red eléctrica (20) y al menos un equipo eléctrico (30), comprendiendo dicha primera red eléctrica (10) al menos un módulo generador de corriente eléctrica (11) configurado para producir y/o almacenar energía eléctrica, comprendiendo dicha segunda red eléctrica (20) al menos una unidad generadora electroquímica (22) y al menos un módulo de almacenamiento de energía eléctrica (24), estando el procedimiento caracterizado por que, estando la primera red eléctrica (10) y la segunda red eléctrica (20) aisladas galvánicamente entre sí y estando unido el equipo eléctrico (30) a la segunda red eléctrica (20), comprende: - una etapa de determinación (E10) de un nivel de energía eléctrica producida por el módulo generador de corriente eléctrica (11), - cuando el nivel de energía eléctrica producida y/o almacenada por el módulo generador de corriente eléctrica (11) se halla por encima de un primer umbral, una etapa de generación de hidrógeno (E11a) mediante la unidad generadora electroquímica (22) a partir de energía eléctrica producida por el módulo generador de corriente eléctrica (11) y, cuando la potencia eléctrica de la segunda red (20) se halla por encima de un segundo umbral, una etapa de alimentación (E12) de energía eléctrica al equipo eléctrico (30) mediante la segunda red (20), - cuando el nivel de energía eléctrica producida y/o almacenada por el módulo generador de corriente eléctrica (11) se halla por debajo del primer umbral y cuando la potencia eléctrica de la segunda red (20) se halla por encima del segundo umbral, una etapa de alimentación (E13) de energía eléctrica al equipo eléctrico (30) mediante la segunda red (20).

Description

DESCRIPCIÓN

Procedimiento y sistema de gestión de energía a bordo de un vehículo

Campo técnico y objeto de la invención

La presente invención se refiere al campo de la gestión de energía y, más en particular, se refiere a un procedimiento y un sistema de gestión de energía a bordo de un vehículo.

Estado de la técnica

Un vehículo de carretera, según es sabido, comprende un motor, que permite arrastrar las ruedas del vehículo, y una red eléctrica, configurada para alimentar equipos eléctricos del vehículo. Tal red eléctrica incluye, como es convencional, una batería de alimentación de dichos equipos eléctricos y un alternador establecido para cargar la batería cuando el motor del vehículo está funcionando.

Los equipos del vehículo son convencionalmente equipos de conducción del vehículo tales como, por ejemplo, el tablero de mandos, los mandos de apertura y de cierre de las lunas, los mandos de accionamiento de las escobillas limpiaparabrisas, etc. Estos equipos eléctricos también pueden ser equipos de a bordo para una utilización específica tales como, por ejemplo, aparatos electrónicos médicos, un sistema de telecomunicaciones móviles, un sistema de videovigilancia móvil, un sistema de refrigeración, etc. Ahora bien, algunos de estos equipos de a bordo pueden precisar de una considerable alimentación eléctrica.

En tal caso, se conoce, bien sustituir el alternador por un alternador más potente, o bien añadir una o varias fuentes de energía a bordo del vehículo tales como, por ejemplo, baterías suplementarias o un generador diésel.

La sustitución del alternador estándar del vehículo por un alternador específico, más potente, es compleja, costosa y aumenta el nivel de ruido emitido por el vehículo. Además, en el caso de un vehículo estándar cuyo motor es de combustión interna, la utilización del alternador para alimentar los equipos de a bordo precisa del funcionamiento del motor, por lo que genera el desprendimiento de gases de escape, lo cual no es concebible dentro de un espacio confinado, tal como, por ejemplo, un garaje.

Igualmente, la adición de un generador diésel es compleja, costosa y aumenta el nivel de ruido emitido por el vehículo. Una vez más, en el caso de un vehículo estándar cuyo motor es de combustión interna, la utilización de un generador diésel para alimentar los equipos de a bordo precisa del funcionamiento del motor, por lo que genera el desprendimiento de gases de escape, lo cual no es concebible dentro de un espacio confinado.

Por otro lado, una adición de baterías suplementarias es costosa y reduce el espacio disponible en el vehículo, al propio tiempo que grava su masa significativamente. Además, si las baterías se conectan al alternador, el número de baterías queda limitado por la potencia del alternador. En cambio, si las baterías son independientes del alternador, su carga debe realizarse por otro medio, lo cual supone una conexión, por ejemplo a una red local fija de distribución de energía, la cual puede ser desventajosamente costosa y restrictiva.

Adicionalmente, en el caso de una sustitución del alternador y/o de la adición de baterías, la carga eléctrica de los equipos conectados a la red eléctrica del vehículo puede perturbar su funcionamiento, por ejemplo, descargando la o las baterías, volviendo el vehículo, a la larga, inoperante.

Con objeto de solucionar estos inconvenientes, se conoce montar en el vehículo un sistema de regeneración de energía que produce hidrógeno a partir de una corriente suministrada por el alternador del vehículo.

Tal sistema, descrito en la solicitud de patente WO2004049479 (A2), comprende un electrolizador que produce hidrógeno cuando es alimentado por el alternador del vehículo en el funcionamiento de su motor. El hidrógeno es almacenado en un contenedor y luego utilizado con el fin de alimentar una pila de combustible que produce electricidad. La electricidad así producida puede ser utilizada a continuación en todo momento, especialmente cuando el motor del vehículo está apagado, con el fin de alimentar equipos eléctricos del vehículo.

Este sistema, no obstante, presenta el gran inconveniente de no utilizar más que una sola fuente de energía, lo cual supone un primer inconveniente.

Esta energía, además, únicamente se produce cuando el motor del vehículo está en funcionamiento, lo que supone un segundo inconveniente.

Finalmente, la carga eléctrica de los equipos conectados a la red eléctrica del vehículo puede perturbar su funcionamiento y, a la larga, volver el vehículo inoperante, lo cual supone un tercer inconveniente.

Presentación general de la invención

La presente invención está encaminada a subsanar al menos en parte los inconvenientes de las soluciones existentes, proponiendo un sistema y un procedimiento de gestión de energía a bordo de un vehículo que permiten suministrar energía a equipos eléctricos del vehículo, de manera optimizada, a partir de una pluralidad de fuentes de energía, sin que la carga de dichos equipos perturbe la red eléctrica del vehículo.

Para este fin, la invención se refiere, en primer lugar, a un procedimiento de gestión de energía a bordo de un vehículo que comprende un sistema de gestión de energía, comprendiendo dicho sistema una primera red eléctrica, una segunda red eléctrica y al menos un equipo eléctrico, comprendiendo dicha primera red eléctrica al menos un módulo generador de corriente eléctrica configurado para producir y/o almacenar energía eléctrica, comprendiendo dicha segunda red eléctrica al menos una unidad generadora electroquímica y al menos un módulo de almacenamiento de energía eléctrica, destacando el procedimiento por que, estando la primera red eléctrica y la segunda red eléctrica aisladas galvánicamente entre sí y estando unido el equipo eléctrico a la segunda red eléctrica, comprende:

- una etapa de determinación de un nivel de energía eléctrica producida y/o almacenada por el módulo generador de corriente eléctrica,

- cuando el nivel de energía eléctrica producida y/o almacenada por el módulo generador de corriente eléctrica se halla por encima de un primer umbral, una etapa de generación de hidrógeno mediante la unidad generadora electroquímica a partir de energía eléctrica suministrada por el módulo generador de corriente eléctrica y, cuando la potencia eléctrica de la segunda red se halla por encima de un segundo umbral, una etapa de alimentación de energía eléctrica al equipo eléctrico mediante la segunda red, - cuando el nivel de energía eléctrica producida y/o almacenada por el módulo generador de corriente eléctrica se halla por debajo del primer umbral y cuando la potencia eléctrica de la segunda red se halla por encima del segundo umbral, una etapa de alimentación de energía eléctrica al equipo eléctrico mediante la segunda red.

Por los términos “aislados galvánicamente”, se entiende que no hay enlace galvánico entre la primera red eléctrica y la segunda red eléctrica. Dicho de otro modo, la primera red eléctrica y la segunda red eléctrica no están unidas entre sí por un conductor de electricidad (por ejemplo, un hilo eléctrico, un chasis metálico, etc.), estando adicionalmente separadas sus respectivas masas. Por ejemplo, un transformador permite un aislamiento galvánico, pues solo se utiliza la inducción electromagnética en la interfaz entre los dos circuitos. Igualmente, un optoacoplador permite un aislamiento galvánico entre los dos circuitos, encargándose un flujo luminoso de transmitir las señales entre los dos circuitos y pudiéndose transmitir solamente señales de pequeña potencia eléctrica, por ejemplo datos digitales.

Así, el equipo eléctrico se alimenta únicamente mediante la segunda red eléctrica, la cual está ventajosamente aislada galvánicamente de la primera red eléctrica y en la cual se almacena y crea energía eléctrica. Tal aislamiento galvánico permite evitar que los equipos de uno de los circuitos acaben perturbando los equipos del otro circuito por emisión de tensiones parásitas.

Preferentemente, comprendiendo el vehículo un motor configurado para mover dicho vehículo y estando adaptado el módulo generador de corriente eléctrica para proporcionar una corriente eléctrica al menos en parte a partir de energía mecánica generada por dicho motor, el procedimiento comprende una etapa preliminar de detección del funcionamiento o de la parada del motor del vehículo, llevándose a la práctica las etapas del procedimiento cuando se ha detectado el funcionamiento del motor. Tal motor puede ser, por ejemplo, un motor de combustión o un motor híbrido.

En el caso de un motor eléctrico o de un motor híbrido, el módulo generador de corriente eléctrica comprende una o varias baterías de almacenamiento de energía eléctrica utilizable por el motor para mover el vehículo.

También preferentemente, cuando el nivel de energía eléctrica producida y/o almacenada por el módulo generador de corriente eléctrica se halla por encima del primer umbral, el procedimiento comprende adicionalmente una etapa de carga del módulo de almacenamiento de energía eléctrica a partir de energía eléctrica producida y/o almacenada por el módulo generador de corriente eléctrica.

De acuerdo con un aspecto de la invención, cuando se ha detectado la parada del motor, el procedimiento comprende una etapa de alimentación de energía eléctrica al equipo eléctrico mediante la segunda red.

De acuerdo con otro aspecto de la invención, cuando el motor está parado, la etapa de alimentación de energía eléctrica al equipo eléctrico se realiza a partir del módulo de almacenamiento de energía eléctrica y/o, comprendiendo adicionalmente la segunda red eléctrica al menos una fuente de energía eléctrica intermitente, de dicha fuente de energía eléctrica intermitente.

De manera ventajosa, el procedimiento comprende una etapa de almacenamiento del hidrógeno generado.

De acuerdo con un aspecto de la invención, el procedimiento comprende adicionalmente una etapa de generación de electricidad a partir de hidrógeno generado por la unidad generadora electroquímica, por ejemplo para cargar el módulo de almacenamiento de energía eléctrica o alimentar el equipo eléctrico.

De acuerdo con otro aspecto de la invención, la alimentación de energía eléctrica al equipo eléctrico mediante la segunda red puede interrumpirse o reducirse en función de la energía eléctrica disponible en la segunda red, por ejemplo cuando el nivel de energía del módulo de almacenamiento de energía eléctrica alcanza un tercer umbral y/o cuando el nivel de hidrógeno almacenado alcanza un cuarto umbral.

De manera ventajosa, el procedimiento puede comprender una etapa de determinación de la presencia de una red de distribución de energía eléctrica local. Cuando se detecta la presencia de tal red de distribución, puede alimentarse el módulo de almacenamiento y/o puede generarse hidrógeno mediante la unidad generadora electroquímica a partir de energía eléctrica procedente de la red de distribución de energía eléctrica.

La invención se refiere también a un módulo de gestión que comprende unos medios de determinación de un nivel de energía eléctrica producida y/o almacenada por el módulo generador de corriente eléctrica, unos primeros medios de gobierno de unos medios de alimentación de energía eléctrica a la segunda red mediante la primera red y unos segundos medios de gobierno de unos medios de alimentación de energía eléctrica al equipo eléctrico mediante la segunda red.

Preferentemente, el módulo de gestión comprende unos medios de detección del funcionamiento o de la parada del motor del vehículo.

La invención se refiere también a un sistema de gestión de energía a bordo de un vehículo, comprendiendo dicho sistema una primera red eléctrica, una segunda red eléctrica y al menos un equipo eléctrico, comprendiendo dicha primera red eléctrica al menos un módulo generador de corriente eléctrica configurado para producir y/o almacenar energía eléctrica, comprendiendo dicha segunda red eléctrica al menos una unidad generadora electroquímica y al menos un módulo de almacenamiento de energía eléctrica, destacando el sistema por que, estando la primera red eléctrica y la segunda red eléctrica aisladas galvánicamente entre sí, por que el equipo eléctrico está unido a la segunda red eléctrica y por que el sistema comprende:

- un módulo de gestión tal y como se ha presentado anteriormente,

- unos medios de alimentación de energía eléctrica a la segunda red mediante la primera red y

- unos medios de alimentación de energía eléctrica al equipo eléctrico mediante la segunda red.

Preferentemente, el sistema comprende al menos una fuente de energía eléctrica intermitente.

Tal fuente intermitente puede ser, por ejemplo, un módulo de energía solar tal como, por ejemplo, un panel solar, un módulo eólico, una red de distribución de energía eléctrica local, una turbina marina o cualquier otro tipo de fuente de energía eléctrica intermitente.

Es conocido, por la solicitud de patente WO2012/123350 A1 presentada por la firma solicitante, un sistema de generación de energía a partir de una pluralidad de fuentes. Este sistema no está adaptado para funcionar estando acoplado a una red eléctrica de un vehículo. El sistema de gestión de energía según la invención permite ventajosamente la instalación, la utilización y el control de tal sistema en un vehículo.

De acuerdo con un aspecto de la invención, la unidad generadora electroquímica está configurada para producir hidrógeno a partir de una primera corriente eléctrica y generar una segunda corriente eléctrica a partir de dicho hidrógeno producido.

De acuerdo con otro aspecto de la invención, el sistema comprende medios de almacenamiento, por ejemplo, un tanque de almacenamiento del hidrógeno generado por la unidad generadora electroquímica.

Preferentemente, el módulo de almacenamiento de energía eléctrica se materializa en una o varias baterías.

De acuerdo con una característica de la invención, la primera red eléctrica puede comprender al menos un segundo módulo de almacenamiento de energía eléctrica, por ejemplo, una batería, destinada a alimentar equipos de conducción del vehículo.

De manera preferida, el vehículo comprende un motor configurado para mover el vehículo.

En el caso de un motor de combustión, el módulo generador de corriente eléctrica comprende ventajosamente un alternador establecido para producir una corriente eléctrica a partir de energía mecánica procedente del motor. En el caso de un motor híbrido, el módulo generador de corriente eléctrica comprende ventajosamente un alternador establecido para producir una corriente eléctrica a partir de energía mecánica procedente del motor y al menos una batería de almacenamiento de energía eléctrica establecida para alimentar dicho motor con energía eléctrica.

En el caso de un motor eléctrico, el módulo generador de corriente eléctrica comprende al menos una batería de almacenamiento de energía eléctrica establecida para alimentar dicho motor con energía eléctrica.

El módulo generador de corriente eléctrica puede comprender también una unidad de regeneración de energía por frenado establecida para producir una corriente eléctrica a partir de energía mecánica procedente del sistema de frenado del vehículo.

De acuerdo con otro aspecto de la invención, el equipo eléctrico puede ser, por ejemplo, un computador, un dispositivo de telecomunicación, un aparato electrónico médico en una ambulancia, un sistema de telecomunicaciones móviles, un sistema de videovigilancia móvil, un grupo frigorífico para un vehículo frigorífico... La invención se refiere también a un vehículo que comprende un sistema tal y como se ha presentado anteriormente.

El vehículo puede ser, por ejemplo, un vehículo de transporte, por ejemplo, logístico tal como un camión, especialmente militar o para el transporte de productos refrigerados, una ambulancia, etc.

Otras características y ventajas de la invención se irán poniendo de manifiesto con la descripción que sigue, hecha con referencia a las figuras que se acompañan, dadas a título de ejemplos no limitativos y en las cuales a objetos semejantes se han dado referencias idénticas.

Descripción de las figuras

La figura 1 ilustra un modo de realización del sistema según la invención.

La figura 2 ilustra una forma de realización del procedimiento según la invención.

Descripción detallada de la invención

Sistema según la invención

La figura 1 representa esquemáticamente un vehículo 1 que comprende un modo de realización de un sistema de gestión de energía 2 según la invención. Tal vehículo 1 puede ser, por ejemplo, un vehículo de transporte logístico militar, médico, de transporte de productos refrigerados, etc. Es obvio que la invención puede aplicarse en todo vehículo que comprenda uno o varios equipos eléctricos que precisen de una alimentación de energía eléctrica. De acuerdo con la invención, tal vehículo 1 comprende al menos un motor 3 configurado para mover el vehículo 1. El motor puede ser un motor de combustión, un motor híbrido o un motor eléctrico.

El sistema 2 según la invención comprende una primera red eléctrica 10, una segunda red eléctrica 20 unida a dicha primera red eléctrica 10 por unos medios de alimentación de energía eléctrica 50, al menos un equipo eléctrico 30 unido a dicha segunda red eléctrica 20 por unos medios de alimentación de energía eléctrica 60 y un módulo de gestión de energía 40.

Primera red eléctrica 10

La primer red eléctrica 10 comprende un módulo generador de corriente eléctrica 11.

En el caso de un motor de combustión o de un motor híbrido, el módulo generador de corriente eléctrica 11 comprende un alternador 12 adaptado para generar una corriente eléctrica a partir de energía mecánica procedente del motor 3 cuando el mismo está en funcionamiento.

En el ejemplo ilustrado, el módulo generador de corriente eléctrica 11 comprende adicionalmente una unidad de regeneración de energía por frenado 14 (“regenerative braking” en lengua inglesa) conocida por un experto en la materia.

La unidad de regeneración de energía por frenado 14 está adaptada para generar una corriente eléctrica a partir de energía mecánica procedente del frenado de las ruedas (no representadas) del vehículo 1 cuyo movimiento está generado por el motor 3.

En el caso de un motor eléctrico, el módulo generador de corriente eléctrica 11 comprende una o varias baterías de alimentación (no representadas) de dicho motor establecidas para almacenar energía eléctrica.

La primera red eléctrica 10, que es la red eléctrica estándar del vehículo 1, es decir, la red de suministro de energía eléctrica a los equipos de conducción (no representados) del vehículo 1, comprende, como es convencional, una batería de almacenamiento de energía eléctrica (no representada) destinada a alimentar equipos de conducción del vehículo 1 tales como, por ejemplo, el tablero de mandos del vehículo 1 o el motor de arranque. Tal batería puede ser recargada por el alternador 12 y/o por la unidad de regeneración de energía por frenado 14.

La primera red eléctrica 10 comprende uno o varios módulos de conversión de tensión CA/CC (no representados) montados en paralelo en la salida del módulo generador de corriente eléctrica 11.

Segunda red eléctrica 20

En el ejemplo ilustrado en la figura 1, la segunda red eléctrica 20 comprende dos unidades generadoras electroquímicas 22, un módulo de almacenamiento de energía eléctrica 24 y una pluralidad de fuentes de energía eléctrica intermitentes que comprenden dos módulos de energía solar 26 y dos módulos eólicos 28. Es obvio que la segunda red eléctrica 20 puede comprender una sola unidad generadora electroquímica 22 o más de dos unidades generadoras electroquímicas 22 y/o un solo módulo de energía solar 26 o más de dos módulos de energía solar 26. Una unidad generadora electroquímica 22 está configurada para producir hidrógeno a partir de una primera corriente eléctrica y generar una segunda corriente eléctrica a partir de dicho hidrógeno producido.

Más concretamente, tal unidad generadora electroquímica 22 comprende un electrolizador 22a configurado para generar hidrógeno a partir de la primera corriente eléctrica, un contenedor 22b de almacenamiento de dicho hidrógeno y una pila de combustible 22c configurada para generar la segunda corriente eléctrica a partir del hidrógeno almacenado en el contenedor 22b.

La primera corriente eléctrica puede suministrarla el alternador 12, la unidad de regeneración de energía por frenado 14, una batería de alimentación de un motor eléctrico (no representada) o bien una fuente de energía eléctrica intermitente 26, 28.

El módulo de almacenamiento de energía eléctrica 24 puede materializarse en una o varias baterías eléctricas que generen, por ejemplo, una tensión continua de 24 V.

El módulo de energía solar 26 se establece para generar una corriente eléctrica a partir de energía solar y puede comprender una pluralidad de paneles solares.

El módulo eólico 28 se establece para generar una corriente eléctrica a partir de la energía eólica y comprende un aerogenerador. Igualmente, es obvio que la segunda red eléctrica 20 puede comprender un solo módulo eólico 28 o más de dos módulos eólicos 28.

Es obvio que la segunda red eléctrica 20 puede comprender otras fuentes de energía eléctrica intermitentes, por ejemplo de tipo turbina marina u otra.

La segunda red eléctrica 20 puede comprender adicionalmente uno o varios módulos de conversión de tensión CA/CC montados en paralelo en la salida de los módulos eólicos 28 o en correspondencia con una conexión a una red de distribución de energía eléctrica local (conocida con el nombre de “grid” en lengua inglesa) y uno o varios módulos de conversión de tensión CA/CC montados en paralelo en la salida de los módulos de energía solar 26. La primera red eléctrica 10 y la segunda red eléctrica 20 están aisladas galvánicamente entre sí. Para hacer esto, el sistema 2 puede comprender, por ejemplo, un o una pluralidad de transformadores eléctricos (para una conversión de energía de tipo analógica) y/o un o una pluralidad de optoacopladores (no representados) (para una conversión de energía de tipo digital) montados entre la primera red eléctrica 10 y la segunda red eléctrica 20.

Equipo eléctrico 30

El o los equipos eléctricos 30 montados en el vehículo 1 pueden precisar de un considerable consumo de energía y son, preferentemente, equipos destinados a una utilización externa a la conducción del vehículo 1, tales como, por ejemplo, un computador, un dispositivo de telecomunicación, aparatos electrónicos médicos de una ambulancia, un sistema de telecomunicaciones móviles, un sistema de videovigilancia móvil, un sistema de refrigeración de un vehículo frigorífico, etc.

Módulo de gestión 40

En este ejemplo, el módulo de gestión 40 comprende unos medios de detección 42, unos medios de determinación 44, unos primeros medios de gobierno 46 y unos segundos medios de gobierno 48.

Los medios de detección 42 permiten la detección del funcionamiento o de la parada del motor 3 del vehículo 1. En el caso de un motor eléctrico, el módulo de gestión no necesariamente incluye medios de detección 42, ya que la energía suministrada por el módulo generador de corriente eléctrica 11 se almacena en una o varias baterías (no representadas) y puede ser suministrada lo mismo cuando el motor está en funcionamiento que en parada.

Los medios de determinación 44 permiten la determinación de un nivel de energía eléctrica producida por el módulo generador de corriente eléctrica 11 cuando el motor 3 del vehículo 1 está funcionando.

Los primeros medios de gobierno 46 permiten gobernar los medios de alimentación 50 de energía eléctrica a la segunda red 20 mediante la primera red 10.

Los segundos medios de gobierno 48 permiten gobernar los medios de alimentación 60 de energía eléctrica al equipo eléctrico 30 mediante la segunda red 20.

El módulo de gestión 40 puede materializarse, por ejemplo, en un computador configurado para poner en ejecución los medios de detección 42, los medios de determinación 44, los primeros medios de gobierno 46 y los segundos medios de gobierno 48.

Puesta en práctica de la invención

a) Motor de combustión o motor híbrido

El procedimiento según la invención comprende una etapa de detección E0 del funcionamiento o de la parada del motor 3 del vehículo 1.

Cuando el motor 3 está funcionando, es decir, cuando está siendo producida energía eléctrica por el módulo generador de corriente eléctrica 11, los medios de determinación 44 del módulo de gestión 30 determinan, en una etapa E10, el nivel de energía eléctrica producida por el módulo generador de corriente eléctrica 11.

Cuando el nivel de energía eléctrica producida por el módulo generador de corriente eléctrica 11 se halla por encima de un primer umbral P1, los medios de gobierno 46 del módulo de gestión 40 gobiernan, en una etapa E11a, el suministro, por parte del módulo generador de corriente eléctrica 11, de una corriente eléctrica que permite al electrolizador 22a de la unidad generadora electroquímica 22 generar hidrógeno con el fin de almacenarlo en el contenedor 22b para que posteriormente sea convertido, por la pila de combustible 22c, en energía eléctrica. En este ejemplo, el suministro, por parte del módulo generador de corriente eléctrica 11, de una corriente eléctrica también permite cargar el módulo de almacenamiento de energía eléctrica 24 (etapa E11b).

Cuando la potencia eléctrica de la segunda red 20 se halla por encima de un segundo umbral P2, los medios de gobierno 46 del módulo de gestión 40 gobiernan, en una etapa E12, la alimentación de energía eléctrica al equipo eléctrico 30 mediante la segunda red 20, prioritariamente mediante el módulo de almacenamiento 24, pero también, cuando están produciendo energía, mediante uno o el conjunto de los módulos de energía solar 26 y de los módulos eólicos 28.

Cuando el nivel de energía eléctrica producida por el módulo generador de corriente eléctrica 11 se halla por debajo del primer umbral P1 y cuando la potencia eléctrica de la segunda red 20 se halla por encima del segundo umbral P2, los medios de gobierno 46 del módulo de gestión 40 gobiernan, en una etapa E13, la alimentación de energía eléctrica al equipo eléctrico 30 mediante la segunda red 20, prioritariamente mediante el módulo de almacenamiento 24, pero también, cuando están produciendo energía, mediante uno o el conjunto de los módulos de energía solar 26 y de los módulos eólicos 28.

La alimentación de energía eléctrica al equipo eléctrico 30 mediante la segunda red 20 puede interrumpirse o reducirse en función de la energía eléctrica disponible en la segunda red 20, por ejemplo cuando el nivel de energía del módulo de almacenamiento de energía eléctrica 24 alcanza el tercer umbral P3 y/o cuando el nivel de hidrógeno almacenado en el contenedor 22b alcanza un cuarto umbral P4 mínimo.

Finalmente, cuando el motor 3 del vehículo 1 está parado, el equipo eléctrico 30 se alimenta, en una etapa E20, únicamente mediante la segunda red, una vez más, prioritariamente mediante el módulo de almacenamiento 24, pero también, cuando están produciendo energía eléctrica, mediante uno o el conjunto de los módulos de energía solar 26 y de los módulos eólicos 28.

Cuando el vehículo 1 está parado dentro de un espacio confinado o no se utiliza, se puede realizar, mediante el módulo de gestión 40, una etapa de determinación E30 de la presencia de una red de distribución de energía eléctrica local (por ejemplo, conocida por un experto en la materia con el nombre de “grid” en lengua inglesa).

Cuando se detecta la presencia de tal red de distribución, puede cargarse el módulo de almacenamiento 24 y/o se genera hidrógeno mediante la unidad generadora electroquímica, en una etapa E32, a partir de energía eléctrica suministrada por la red de distribución de energía eléctrica local.

b) Motor eléctrico

En el caso de un motor eléctrico, cuando el módulo generador de corriente eléctrica 11 comprende una o varias baterías de almacenamiento de energía eléctrica para la alimentación de dicho motor 3, los medios de determinación 44 del módulo de gestión 30 determinan, en una etapa E10, el nivel de energía eléctrica almacenada en las baterías del módulo generador de corriente eléctrica 11.

Cuando el nivel de energía eléctrica almacenada por el módulo generador de corriente eléctrica 11 se halla por encima de un primer umbral P1, los medios de gobierno 46 del módulo de gestión 40 gobiernan, en una etapa E11 a, el suministro, por parte del módulo generador de corriente eléctrica 11, de una corriente eléctrica que permite al electrolizador 22a de la unidad generadora electroquímica 22 generar hidrógeno con el fin de almacenarlo en el contenedor 22b para que posteriormente sea convertido, por la pila de combustible 22c, en energía eléctrica. En este ejemplo, el suministro, por parte del módulo generador de corriente eléctrica 11, de una corriente eléctrica también permite cargar el módulo de almacenamiento de energía eléctrica 24 (etapa E11 b).

Cuando el nivel de energía eléctrica almacenada por el módulo generador de corriente eléctrica 11 se halla por debajo del primer umbral P1 y cuando la potencia eléctrica de la segunda red 20 se halla por encima del segundo umbral P2, los medios de gobierno 46 del módulo de gestión 40 gobiernan, en una etapa E13, la alimentación de energía eléctrica al equipo eléctrico 30 mediante la segunda red 20, prioritariamente mediante el módulo de almacenamiento 24, pero también, cuando están produciendo energía, mediante uno o el conjunto de los módulos de energía solar 26 y de los módulos eólicos 28.

Finalmente, cuando el nivel de energía eléctrica almacenada por el módulo generador de corriente eléctrica 11 se halla por debajo del primer umbral P1, el equipo eléctrico 30 se alimenta únicamente mediante la segunda red 20, una vez más, prioritariamente mediante el módulo de almacenamiento 24, pero también, cuando están produciendo energía eléctrica, mediante uno o el conjunto de los módulos de energía solar 26 y de los módulos eólicos 28.

Cuando se detecta la presencia de tal red de distribución, puede cargarse el módulo de almacenamiento 24 y/o las baterías de alimentación del motor eléctrico y/o puede generarse hidrógeno mediante la unidad generadora electroquímica 22, en una etapa E32, a partir de energía eléctrica suministrada por la red de distribución de energía eléctrica local.

Por lo tanto, la invención permite, ventajosamente, gestionar la energía eléctrica del vehículo 1 de manera optimizada en función del estado del motor 3 y de los intervalos de tiempo en los que la energía eléctrica es producida y está disponible.

La utilización de dos redes aisladas galvánicamente permite esta gestión optimizada, al propio tiempo que evita que la carga eléctrica de los equipos 30 del vehículo 1 perturbe la primera red eléctrica 10 del vehículo 1 a la que están unidos sus equipos de conducción, y a la inversa.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Procedimiento de gestión de energía a bordo de un vehículo (1) que comprende un sistema de gestión de energía (2), comprendiendo dicho sistema (2) una primera red eléctrica (10), una segunda red eléctrica (20) y al menos un equipo eléctrico (30), comprendiendo dicha primera red eléctrica (10) al menos un módulo generador de corriente eléctrica (11) configurado para producir y/o almacenar energía eléctrica, comprendiendo dicha segunda red eléctrica (20) al menos una unidad generadora electroquímica (22) y al menos un módulo de almacenamiento de energía eléctrica (24), estando el procedimiento caracterizado por que, estando la primera red eléctrica (10) y la segunda red eléctrica (20) aisladas galvánicamente entre sí y estando unido el equipo eléctrico (30) a la segunda red eléctrica (20), comprende:

- una etapa de determinación (E10) de un nivel de energía eléctrica producida por el módulo generador de corriente eléctrica (11),

- cuando el nivel de energía eléctrica producida y/o almacenada por el módulo generador de corriente eléctrica (11) se halla por encima de un primer umbral, una etapa de generación de hidrógeno (E11a) mediante la unidad generadora electroquímica (22) a partir de energía eléctrica producida por el módulo generador de corriente eléctrica (11) y, cuando la potencia eléctrica de la segunda red (20) se halla por encima de un segundo umbral, una etapa de alimentación (E12) de energía eléctrica al equipo eléctrico (30) mediante la segunda red (20),

- cuando el nivel de energía eléctrica producida y/o almacenada por el módulo generador de corriente eléctrica (11) se halla por debajo del primer umbral y cuando la potencia eléctrica de la segunda red (20) se halla por encima del segundo umbral, una etapa de alimentación (E13) de energía eléctrica al equipo eléctrico (30) mediante la segunda red (20).

2. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que, comprendiendo el vehículo (1) un motor (3) configurado para mover dicho vehículo (1) y estando adaptado el módulo generador de corriente eléctrica (11) para proporcionar una corriente eléctrica al menos en parte a partir de energía mecánica generada por dicho motor (3), el procedimiento comprende una etapa preliminar de detección (E0) del funcionamiento o de la parada del motor (3) del vehículo (1), llevándose a la práctica las etapas del procedimiento cuando se ha detectado el funcionamiento del motor (3).

3. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, en el que, cuando el nivel de energía eléctrica producida y/o almacenada por el módulo generador de corriente eléctrica (11) se halla por encima del primer umbral, el procedimiento comprende adicionalmente una etapa de carga (E11b) del módulo de almacenamiento de energía eléctrica (24) a partir de energía eléctrica producida y/o almacenada por el módulo generador de corriente eléctrica (11).

4. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, en el que la alimentación de energía eléctrica al equipo eléctrico (30) mediante la segunda red (20) puede interrumpirse o reducirse en función de la energía disponible en la segunda red eléctrica (20), cuando el nivel de energía del módulo de almacenamiento de energía eléctrica (24) alcanza un tercer umbral y/o cuando el nivel de hidrógeno almacenado en un contenedor (22b) de la unidad generadora electroquímica (22) alcanza un cuarto umbral.

5. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, comprendiendo dicho procedimiento, cuando se ha detectado la parada del motor (3), una etapa de alimentación (E20) de energía eléctrica al equipo eléctrico (30) mediante la segunda red (20).

6. Procedimiento según la reivindicación anterior, en el que la etapa de alimentación (E20) de energía eléctrica al equipo eléctrico (30) se realiza a partir del módulo de almacenamiento de energía eléctrica (24) y/o de la fuente de energía eléctrica intermitente (26, 28).

7. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, comprendiendo adicionalmente dicho procedimiento una etapa de generación de electricidad (E32) a partir de hidrógeno generado por la unidad generadora electroquímica (22) para cargar el módulo de almacenamiento de energía eléctrica (24) o para alimentar el equipo eléctrico (30).

8. Sistema de gestión de la energía a bordo de un vehículo (1), comprendiendo dicho sistema (2) una primera red eléctrica (10), una segunda red eléctrica (20) y al menos un equipo eléctrico (30), comprendiendo dicha primera red eléctrica (10) al menos un módulo generador de corriente eléctrica (11) configurado para producir y/o almacenar energía eléctrica, comprendiendo dicha segunda red eléctrica (20) al menos una unidad generadora electroquímica (22) y al menos un módulo de almacenamiento de energía eléctrica (24), estando el sistema (1) caracterizado por que la primera red eléctrica (10) y la segunda red eléctrica (20) están aisladas galvánicamente entre sí, por que el equipo eléctrico (30) está unido a la segunda red eléctrica (20) y por que comprende:

- un módulo de gestión (40) que comprende unos medios de determinación (44) de un nivel de energía eléctrica producida y/o almacenada por el módulo generador de corriente eléctrica (11), unos primeros medios de gobierno (46) de unos medios de alimentación (50) de energía eléctrica a la segunda red (20) mediante la primera red (10) y unos segundos medios de gobierno (48) de unos medios de alimentación (60) de energía eléctrica al equipo eléctrico (30) mediante la segunda red (20),

- unos medios de alimentación (46) de energía eléctrica a la segunda red (20) mediante la primera red (10), y - unos medios de alimentación (48) de energía eléctrica al equipo eléctrico (30) mediante la segunda red (20).

9. Sistema según la reivindicación anterior, comprendiendo adicionalmente dicho sistema al menos una fuente de energía eléctrica intermitente (26, 28) que se materializa, por ejemplo, en un módulo de energía solar (26), un módulo eólico (28), una red de distribución de energía eléctrica local y/o una turbina marina.

10. Vehículo que comprende un sistema según una de las reivindicaciones 8 y 9.