ES2966652T3 - Métodos para minimizar la fluctuación de la tasa C mediante el ajuste de la operación de un sistema de climatización para el transporte - Google Patents

Métodos para minimizar la fluctuación de la tasa C mediante el ajuste de la operación de un sistema de climatización para el transporte Download PDF

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Abstract

Se divulga un método para minimizar las fluctuaciones de la tasa C con un accesorio accionado eléctricamente (EPA). El EPA está configurado para usarse con al menos uno de entre un vehículo, un remolque y un contenedor de transporte que tiene un primer controlador. La EPA tiene un segundo controlador. El método incluye determinar, mediante el primer controlador, una primera tasa C de un sistema de almacenamiento de energía recargable (RESS). Además, el método incluye comparar la primera tasa C con un primer umbral predeterminado. El método también incluye cuando la primera tasa C excede el primer umbral predeterminado, el primer controlador envía una primera solicitud al segundo controlador para ajustar una carga del EPA. El método incluye además que el segundo controlador determine un primer modo operativo de la EPA basándose en la primera solicitud. Además, el método incluye cuando el primer modo operativo del EPA permite un cambio de carga, el segundo controlador ajusta la carga del EPA. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Métodos para minimizar la fluctuación de la tasa C mediante el ajuste de la operación de un sistema de climatización para el transporte
Campo
La invención reivindicada se refiere a métodos para minimizar las fluctuaciones de la tasa C mediante el ajuste de la operación de un accesorio alimentado eléctricamente configurado para ser usado con al menos uno de entre un vehículo, un remolque y/o un contenedor de transporte. Más específicamente, la invención reivindicada se refiere al uso del accesorio alimentado eléctricamente como una carga variable, y al aumento y/o la disminución del consumo de energía por parte del accesorio alimentado eléctricamente para reducir las fluctuaciones de la tasa C en un sistema de almacenamiento de energía recargable (RESS).
Antecedentes
Un sistema de climatización para el transporte se usa generalmente para controlar la condición o las condiciones ambientales (por ejemplo, temperatura, humedad, calidad del aire y similares) en el interior de un espacio climatizado de una unidad de transporte (por ejemplo, un camión, un contenedor (tal como un contenedor en un vagón plano, un contenedor intermodal, etc.), un vagón de carga, un semirremolque, un autobús u otra unidad de transporte similar). El sistema de climatización para el transporte puede incluir, por ejemplo, un sistema de refrigeración de transporte (TRS) y/o un sistema de calefacción, ventilación y acondicionamiento de aire (HVAC). El TRS puede controlar una condición o unas condiciones ambientales en el interior del espacio climatizado para mantener la carga (por ejemplo, productos agrícolas, alimentos congelados, productos farmacéuticos, etc.). El sistema HVAC puede controlar una condición o condiciones ambientales en el interior del espacio climatizado para proporcionar comodidad a los pasajeros que viajan en la unidad de transporte. En algunas unidades de transporte, el sistema de climatización para el transporte puede instalarse externamente (por ejemplo, en un techo de la unidad de transporte, en una pared frontal de la unidad de transporte, etc.).
El documento US 2006/053814 A1 describe un aparato para la recuperación de energía a partir de eventos de frenado regenerativo en un vehículo. Un sistema de frenado está configurado para transmitir de manera selectiva energía desde una rueda a un compresor de un circuito de bomba de calor/refrigerante. El aparato puede almacenar la energía recuperada en la capacidad calorífica de un fluido refrigerante para ayudar al calentamiento o a la refrigeración del tren motriz.
El documento JP 6351301 B2 describe un dispositivo de control para un vehículo, tal como un vehículo eléctrico o un coche híbrido equipado con un motor y una batería. Se proporcionan unos medios de frenado regenerativo para regenerar la energía en energía eléctrica mediante el motor y para generar una fuerza de frenado regenerativo que actúa sobre el vehículo. Se proporcionan unos medios de aumento del consumo de energía para aumentar el consumo de energía de una carga eléctrica montada en el vehículo cuando se genera la fuerza de frenado regenerativa y la energía regenerada por el motor es mayor que la energía que puede cargarse en la batería.
El documento US 2019/193523 A1 describe un vehículo eléctrico que incluye un motor eléctrico, un dispositivo de almacenamiento de energía, un dispositivo de control y un circuito de refrigerante. El circuito de refrigerante incluye un compresor, un intercambiador de calor exterior, una válvula de expansión, un primer intercambiador de calor interior y una válvula de descompresión de calentamiento. La válvula de descompresión de calentamiento cambia una resistencia al paso entre el compresor y el intercambiador de calor exterior. El dispositivo de control aumenta la resistencia al paso mediante la válvula de descompresión de calentamiento cuando la capacidad restante del dispositivo de almacenamiento de energía es igual o mayor que un valor predeterminado.
El documento US 2017/072813 A1 describe un vehículo que incluye una batería, una máquina eléctrica, un sistema de refrigeración alimentado eléctricamente y un controlador. La máquina eléctrica está configurada para cargar la batería con la corriente generada a partir del frenado regenerativo. El sistema de refrigeración eléctrico está configurado para refrigerar la batería. El controlador está programado para, en respuesta a una temperatura de la batería mayor que un valor umbral, dirigir al menos una parte de la corriente generada a partir del frenado regenerativo al sistema de refrigeración.
El documento US 2019/291665 A1 describe métodos para optimizar la generación de agua a bordo de un vehículo con un impacto reducido en el ahorro de combustible. La energía de frenado regenerativo y/o la energía solar, que excede la cantidad que se requiere para cargar una batería del sistema, se usa para operar un extractor de agua y almacenar la energía capturada como agua almacenada. Una proporción de la energía de frenado usada para cargar la batería en comparación con la operación del extractor de agua se ajusta como una función de las condiciones operativas, incluyendo un nivel de agua en un depósito de agua a bordo del vehículo.
El documento US 2015/298680 A1 describe un vehículo híbrido que incluye un módulo de reconocimiento de ubicación que determina un perfil de energía para una parte de una carretera o para una ruta conocida. El perfil de energía incluye una o más mediciones de las operaciones de frenado regenerativo para los eventos de frenado previstos. El vehículo híbrido determina un uso eficiente de un motor y generador eléctrico (EMG) en base al perfil de energía de la parte de la carretera o la ruta. Cuando el perfil de energía incluye un evento de frenado previsto, el vehículo híbrido determina activar el EMG para descargar el sistema de batería antes de la operación de frenado regenerativo para el evento de frenado previsto.
Sumario
La invención reivindicada se refiere a métodos para minimizar las fluctuaciones de la tasa C mediante el ajuste de la operación de un accesorio alimentado eléctricamente configurado para ser usado con al menos uno de entre un vehículo, un remolque y/o un contenedor de transporte. Más específicamente, la invención reivindicada se refiere al uso del accesorio alimentado eléctricamente como una carga variable, y al aumento y/o la disminución del consumo de energía del accesorio alimentado eléctricamente para reducir las fluctuaciones de la tasa C en el RESS.
En una realización según la invención, tal como se reivindica en la reivindicación 1, se divulga un método para minimizar las fluctuaciones de la tasa C mediante el ajuste de la operación de un sistema de climatización para el transporte (TCCS). El método incluye alimentar el TCCS usando un sistema de almacenamiento de energía recargable (RESS). El método incluye también determinar una primera tasa C del RESS. Además, el método incluye comparar la primera tasa C con un primer valor umbral predeterminado. El método incluye también, cuando la primera tasa C excede el primer valor umbral predeterminado, que un controlador del TCCS determine un primer modo operativo del TCCS. El método incluye además que el controlador ajuste la carga del TCCS en base al primer modo operativo.
En una realización según la invención, tal como se reivindica en la reivindicación 9, se divulga un método para minimizar las fluctuaciones de la tasa C con un accesorio (EPA) alimentado eléctricamente. El EPA está configurado para ser usado con al menos uno de entre un vehículo, un remolque y un contenedor de transporte que tiene un primer controlador. El EPA tiene un segundo controlador. El método incluye alimentar el EPA usando un sistema de almacenamiento de energía recargable (RESS). El método incluye también determinar, mediante el primer controlador, una primera tasa C del RESS. Además, el método incluye comparar la primera tasa C con un primer valor umbral predeterminado. El método incluye también que, cuando la primera tasa C excede el primer valor umbral predeterminado, el primer controlador envíe una primera solicitud al segundo controlador para ajustar una carga del EPA. El método incluye además que el segundo controlador determine un primer modo operativo del EPA en base a la primera solicitud. Además, el método incluye que el segundo controlador ajuste la carga del EPA en base al primer modo operativo.
Las realizaciones divulgadas en el presente documento pueden ayudar a minimizar las fluctuaciones de la tasa de carga y/o descarga en el RESS (por ejemplo, batería), limitar los efectos perjudiciales sobre la vida útil del RESS, maximizar/aumentar la vida útil del RESS, maximizar el uso de la energía disponible, aumentar la eficiencia del RESS y optimizar el uso global de energía. Se apreciará que las cargas del sistema pueden tener prioridades de potencia, donde puede establecerse un valor umbral de la tasa C (o cambios en la tasa C) (por ejemplo, implícitamente) mediante una capacidad del hardware de la electrónica de potencia. Se apreciará también que el ajuste de la tasa C (o los cambios de la tasa C) puede incluir el ajuste de la distribución de la tasa C (o los cambios de la tasa C) entre las cargas.
Las realizaciones divulgadas en el presente documento pueden ayudar a determinar cómo el EPA afecta a la recepción de energía desde su fuente de energía (por ejemplo, RESS), determinar/predecir cuándo se producen los picos y los valles del uso de energía del RESS, minimizar las tasas de energía que entran o salen del RESS, usar el EPA como una carga variable para optimizar la energía disponible (por ejemplo, no exceder el límite de energía en ningún otro punto del sistema) y proporcionar un consumo de energía oportunista para satisfacer los objetivos operativos deseados (por ejemplo, mantener una corriente estable de entrada o salida del RESS (por ejemplo, prevenir el desgaste del RESS), y/o minimizar la corriente de entrada o salida del RESS en un momento particular).
Breve descripción de los dibujos
Se hace referencia a los dibujos adjuntos que forman parte de la presente divulgación y que ilustran realizaciones en las que pueden llevarse a la práctica los sistemas y los métodos descritos en la presente memoria descriptiva.
La Fig. 1A ilustra una vista lateral de una furgoneta con un sistema de climatización para el transporte, según una realización.
La Fig. 1B ilustra una vista lateral de un camión con un sistema de climatización para el transporte, según una realización.
La Fig. 1C ilustra una vista en perspectiva de una unidad de transporte climatizada, con un sistema de climatización para el transporte, fijado a una cabeza tractora, según una realización.
La Fig. 1D ilustra una vista lateral de una unidad de transporte climatizada con un sistema de climatización para el transporte multi-zona, según una realización.
La Fig. 1E ilustra una vista en perspectiva de un vehículo de transporte público que incluye un sistema de climatización para el transporte, según una realización.
La Fig. 2 es un diagrama esquemático de un circuito de climatización según una realización.
La Fig. 3 es un diagrama esquemático de un sistema para ajustar el consumo de energía de la carga o las cargas, según una realización.
La Fig. 4 es un diagrama de flujo que ilustra un método para ajustar el consumo de energía de un accesorio (EPA) alimentado eléctricamente para reducir las fluctuaciones de la tasa C en un sistema, según una realización.
Los números de referencia similares representan partes similares a lo largo del presente documento.
Descripciones detalladas
La divulgación en el presente documento se refiere a métodos y a sistemas para minimizar las fluctuaciones de la tasa C mediante el ajuste de la operación de un accesorio alimentado eléctricamente configurado para ser usado con al menos uno de entre un vehículo, un remolque y/o un contenedor de transporte. Más específicamente, la divulgación se refiere al uso del accesorio alimentado eléctricamente como una carga variable, y al aumento y/o la disminución del consumo de energía del accesorio alimentado eléctricamente para reducir las fluctuaciones de la tasa C en el RESS.
Tal como se define en el presente documento, una tasa C de un sistema de almacenamiento de energía recargable (RESS, por ejemplo, una batería) se refiere a la tasa de carga y/o la tasa de descarga del RESS. La tasa C puede ser una medición de la tasa a la que se carga o se descarga el RESS con relación a su capacidad máxima. La tasa C puede ser la corriente de carga o descarga dividida por la carga nominal del RESS medida en amperios-hora. La unidad de la tasa C es "C". Por ejemplo, para un RESS con una capacidad de 500 mAh, una corriente de descarga de 5000 mA (es decir, 5 A) corresponde a una tasa C de 10C, lo que significa que dicha corriente descargaría un RESS completamente cargado (por ejemplo, una batería) en 0,1 horas o 6 minutos. Asimismo, para el mismo RESS, una corriente de carga de 250 mA corresponde a una tasa C de 1/2C, lo que significa que esta corriente aumentará el estado de carga de este RESS en un 50% (el porcentaje es la unidad para el estado de carga) en una hora.
La Fig. 1A representa una furgoneta 100 climatizada que incluye un espacio 105 climatizado para transportar carga y un sistema 110 de climatización para el transporte para proporcionar climatización en el interior del espacio 105 climatizado. El sistema 110 de climatización para el transporte incluye una unidad 115 de climatización (CCU) que está montada en un techo 120 de la furgoneta 100. El sistema 110 de climatización para el transporte puede incluir, entre otros componentes, un circuito de climatización (véase la Fig. 2) que conecta, por ejemplo, un compresor, un condensador, un evaporador y un dispositivo de expansión para proporcionar climatización en el interior del espacio 105 climatizado. Se apreciará que las realizaciones descritas en el presente documento no están limitadas a furgonetas climatizadas, sino que pueden aplicarse a cualquier tipo de unidad de transporte (por ejemplo, un camión, un contenedor (tal como un contenedor en un vagón plano, un contenedor intermodal, un contenedor marítimo, etc.), un vagón de carga, un semirremolque, un autobús u otra unidad de transporte similar), etc.
El sistema 110 de climatización para el transporte incluye también un controlador 125 de climatización programable y uno o más sensores (no mostrados) que están configurados para medir uno o más parámetros del sistema 110 de climatización para el transporte (por ejemplo, una temperatura ambiente en el exterior de la furgoneta 100, una humedad ambiente en el exterior de la furgoneta 100, una presión de succión del compresor, una presión de descarga del compresor, una temperatura de aire de suministro del aire suministrado por la CCU 115 al interior del espacio 105 climatizado, una temperatura de aire de retorno del aire devuelto desde el espacio 105 climatizado de vuelta a la CCU 115, una humedad en el interior del espacio 105 climatizado, etc.) y para comunicar los datos de los parámetros al controlador 125 de climatización. El controlador 125 de climatización está configurado para controlar la operación del sistema 110 de climatización para el transporte que incluye los componentes del circuito de climatización. El controlador 125 de climatización puede comprender una única unidad 126 de control integrada o puede comprender una red distribuida de elementos 126, 127 controladores de climatización. La cantidad de elementos controladores distribuidos en una red determinada puede depender de la aplicación particular de los principios descritos en el presente documento.
La Fig. 1B representa un camión 130 rígido climatizado que incluye un espacio 131 climatizado para transportar carga y un sistema 132 de climatización para el transporte. El sistema 132 de climatización para el transporte incluye una CCU 133 que está montada en una pared 134 frontal del espacio 131 climatizado. La CCU 133 puede incluir, entre otros componentes, un circuito de climatización (véase la Fig. 2) que conecta, por ejemplo, un compresor, un condensador, un evaporador y un dispositivo de expansión para proporcionar un control de climatización en el interior del espacio 131 climatizado.
El sistema 132 de climatización para el transporte incluye también un controlador 135 de climatización programable y uno o más sensores (no mostrados) que están configurados para medir uno o más parámetros del sistema 132 de climatización para el transporte (por ejemplo, una temperatura ambiente en el exterior del camión 130, una humedad ambiente en el exterior del camión 130, una presión de succión del compresor, una presión de descarga del compresor, una temperatura de aire de suministro del aire suministrado por la CCU 133 al interior del espacio 131 climatizado, una temperatura de aire de retorno del aire devuelto desde el espacio 131 climatizado de vuelta a la CCU 133, una humedad en el interior del espacio 131 climatizado, etc.) y para comunicar los datos de los parámetros al controlador 135 de climatización. El controlador 135 de climatización está configurado para controlar la operación del sistema 132 de climatización para el transporte, incluyendo los componentes del circuito de climatización. El controlador 135 de climatización puede comprender una única unidad 136 de control integrada o puede comprender una red distribuida de elementos 136, 137 controladores de climatización. La cantidad de elementos de control distribuidos en una red determinada puede depender de la aplicación particular de los principios descritos en el presente documento
La Fig. 1C ilustra una realización de una unidad 140 de transporte climatizada fijada a una cabeza 142 tractora. La unidad 140 de transporte climatizada incluye un sistema 145 de climatización para el transporte para una unidad 150 de transporte. La cabeza 142 tractora está fijada a y configurada para remolcar la unidad 150 de transporte. La unidad 150 de transporte mostrada en la Fig. 1C es un remolque.
El sistema 145 de climatización para el transporte incluye una CCU 152 que proporciona un control ambiental (por ejemplo, temperatura, humedad, calidad del aire, etc.) en el interior de un espacio 154 climatizado de la unidad 150 de transporte. La CCU 152 está dispuesta en una pared 157 frontal de la unidad 150 de transporte. En otras realizaciones, se apreciará que la CCU 152 puede estar dispuesta, por ejemplo, en un techo u otra pared de la unidad 150 de transporte. La CCU 152 incluye un circuito de climatización (véase la Fig. 2) que conecta, por ejemplo, un compresor, un condensador, un evaporador y un dispositivo de expansión para proporcionar aire acondicionado en el interior del espacio 154 climatizado.
El sistema 145 de climatización para el transporte incluye también un controlador 156 de climatización programable y uno o más sensores (no mostrados) que están configurados para medir uno o más parámetros del sistema 145 de climatización para el transporte (por ejemplo, una temperatura ambiente en el exterior de la unidad 150 de transporte, una humedad ambiente en el exterior de la unidad 150 de transporte, una presión de succión del compresor, una presión de descarga del compresor, una temperatura de aire de suministro del aire suministrado por la CCU 152 al espacio 154 climatizado, una temperatura de aire de retorno del aire devuelto desde el espacio 154 climatizado de vuelta a la CCU 152, una humedad en el interior del espacio 154 climatizado, etc.) y para comunicar los datos de los parámetros al controlador 156 de climatización. El controlador 156 de climatización está configurado para controlar la operación del sistema 145 de climatización para el transporte, incluyendo los componentes del circuito de climatización. El controlador 156 de climatización puede comprender una única unidad 158 de control integrada o puede comprender una red distribuida de elementos 158, 159 controladores de climatización. La cantidad de elementos de control distribuidos en una red determinada puede depender de la aplicación particular de los principios descritos en el presente documento.
La Fig. 1D ilustra otra realización de una unidad 160 de transporte climatizada. La unidad 160 de transporte climatizada incluye un sistema 162 de climatización multi-zona para el transporte (MTCS) para una unidad 164 de transporte que puede ser remolcada, por ejemplo, por una cabeza tractora (no mostrada). Se apreciará que las realizaciones descritas en el presente documento no están limitadas a unidades de cabeza tractora y remolque, sino que pueden aplicarse a cualquier tipo de unidad de transporte (por ejemplo, un camión, un contenedor (tal como un contenedor en un vagón plano, un contenedor intermodal, un contenedor marítimo, etc.), un vagón de carga, un semirremolque, un autobús u otra unidad de transporte similar), etc.
El MTCS 162 incluye una CCU 166 y múltiples unidades 168 remotas que proporcionan control ambiental (por ejemplo, temperatura, humedad, calidad del aire, etc.) en el interior de un espacio 170 climatizado de la unidad 164 de transporte. El espacio 170 climatizado puede dividirse en múltiples zonas 172. El término "zona" significa una parte de un área del espacio 170 climatizado separada por paredes 174. La CCU 166 puede operar como una unidad anfitriona y puede proporcionar control de climatización en el interior de una primera zona 172a del espacio 170 climatizado. La unidad 168a remota puede proporcionar control de climatización en el interior de una segunda zona 172b del espacio 170 climatizado. La unidad 168b remota puede proporcionar control de climatización en el interior de una tercera zona 172c del espacio 170 climatizado. Por consiguiente, el MTCS 162 puede usarse para controlar por separado e independientemente la condición o las condiciones ambientales en el interior de cada una de las múltiples zonas 172 del espacio 170 climatizado.
La CCU 166 está dispuesta en una pared 167 frontal de la unidad 164 de transporte. En otras realizaciones, se apreciará que la CCU 166 puede estar dispuesta, por ejemplo, en un techo u otra pared de la unidad 164 de transporte. La CCU 166 incluye un circuito de climatización (véase la Fig. 2) que conecta, por ejemplo, un compresor, un condensador, un evaporador y un dispositivo de expansión para proporcionar aire acondicionado en el interior del espacio 170 climatizado. La unidad 168a remota está dispuesta en un techo 179 en el interior de la segunda zona 172b y la unidad 168b remota está dispuesta en el techo 179 en el interior de la tercera zona 172c. Cada una de las unidades 168a,b remotas incluye un evaporador (no mostrado) que se conecta al resto del circuito de climatización proporcionado en la CCU 166.
El MTCS 162 incluye también un controlador 180 de climatización programable y uno o más sensores (no mostrados) que están configurados para medir uno o más parámetros del MTCS 162 (por ejemplo, una temperatura ambiente en el exterior de la unidad 164 de transporte, una humedad ambiente en el exterior de la unidad 164 de transporte, una presión de succión del compresor, una presión de descarga del compresor, temperaturas de aire de suministro del aire suministrado por la CCU 166 y las unidades 168 remotas a cada una de las zonas 172, temperaturas de aire de retorno del aire devuelto desde cada una de las zonas 172 de vuelta a la CCU 166 respectiva o la unidad 168a o 168b remota, una humedad en el interior de cada una de las zonas 172, etc.) y para comunicar los datos de los parámetros al controlador 180 de climatización. El controlador 180 de climatización está configurado para controlar la operación del MTCS 162, incluyendo los componentes del circuito de climatización. El controlador 180 de climatización puede comprender una única unidad 181 de control integrada o puede comprender una red distribuida de elementos 181, 182 controladores de climatización. La cantidad de elementos de control distribuidos en una red determinada puede depender de la aplicación particular de los principios descritos en el presente documento.
La Fig. 1E es una vista en perspectiva de un vehículo 185 que incluye un sistema 187 de climatización para el transporte, según una realización. El vehículo 185 es un autobús de transporte público que puede transportar pasajeros (no mostrados) a uno o más destinos. En otras realizaciones, el vehículo 185 puede ser un autobús escolar, un vehículo ferroviario, un vagón de metro u otro vehículo comercial que transporta pasajeros. El vehículo 185 incluye un espacio 189 climatizado (por ejemplo, compartimiento de pasajeros) que puede alojar múltiples pasajeros. El vehículo 185 incluye puertas 190 que están posicionadas en un lado del vehículo 185. En la realización mostrada en la Fig. 1E, una primera puerta 190 está situada adyacente a un extremo delantero del vehículo 185, y una segunda puerta 190 está posicionada hacia un extremo trasero del vehículo 185. Cada puerta 190 puede moverse entre una posición abierta y una posición cerrada para permitir, de manera selectiva, el acceso al espacio 189 climatizado. El sistema 187 de climatización para el transporte incluye una CCU 192 fijada a un techo 194 del vehículo 185.
La CCU 192 incluye un circuito de climatización (véase la Fig.2) que conecta, por ejemplo, un compresor, un condensador, un evaporador y un dispositivo de expansión para proporcionar aire acondicionado en el interior del espacio 189 climatizado. El sistema 187 de climatización para el transporte incluye también un controlador 195 de climatización programable y uno o más sensores (no mostrados) que están configurados para medir uno o más parámetros del sistema 187 de climatización para el transporte (por ejemplo, una temperatura ambiente en el exterior del vehículo 185, una temperatura del espacio en el interior del espacio 189 climatizado, una humedad ambiente en el exterior del vehículo 185, una humedad del espacio en el interior del espacio 189 climatizado, etc.) y para comunicar los datos de los parámetros al controlador 195 de climatización. El controlador 195 de climatización está configurado para controlar la operación del sistema 187 de climatización para el transporte, incluyendo los componentes del circuito de climatización. El controlador 195 de climatización puede comprender una única unidad 196 de control integrada o puede comprender una red distribuida de elementos 196, 197 controladores de climatización. La cantidad de elementos de control distribuidos en una red determinada puede depender de la aplicación particular de los principios descritos en el presente documento.
La Fig. 2 es un diagrama esquemático de un circuito 200 de climatización, según una realización. El circuito 200 de climatización puede usarse, por ejemplo, en un TCCS (por ejemplo, los TCCS 110, 132, 145 y 187 y el MTCS 162 mostrados en las Figs. 1A-E).
El circuito 200 de climatización incluye generalmente un compresor 220, un condensador 240, un dispositivo 260 de expansión y un evaporador 280. En una realización, el compresor 220 puede ser un compresor de velocidad variable.
El circuito 200 de climatización es un ejemplo y puede modificarse para incluir componentes adicionales. Por ejemplo, en una realización, el circuito 200 de climatización puede incluir otros componentes, tales como, pero sin limitarse a, un intercambiador de calor economizador, uno o más dispositivos de control de flujo, un depósito receptor, un secador, un intercambiador de calor de succión de líquido, uno o más ventiladores de condensador (sopladores), uno o más ventiladores de evaporador (sopladores), uno o más sensores, un controlador o similares.
En una realización, los uno o más ventiladores de condensador/evaporador pueden ser ventiladores de dos velocidades, ventiladores de velocidad completamente variable (es decir, que tienen más de dos velocidades), ventiladores de CC de baja tensión, ventiladores de CA de alta tensión, etc. Se apreciará que un ventilador de dos velocidades se refiere a un ventilador con una velocidad alta y una velocidad baja (que corresponde típicamente a un motor/generador de dos velocidades que acciona el ventilador). Los uno o más ventiladores del condensador/evaporador pueden estar configurados para funcionar de manera continua y/o en un modo de “cycle sentry”.
Tal como se define en el presente documento, "baja tensión" se refiere a la Clase A de la norma ISO 6469-3 en el entorno automotriz. En particular, "baja tensión" se refiere a una tensión de trabajo máxima de entre 0 V y 60 V de CC o entre 0 V y 30 V de CA. Por ejemplo, una tensión baja puede ser 12 VCC, 24 VCC, 48 VCC u otra tensión de CC adecuada.
Tal como se define en el presente documento, "alta tensión" se refiere a la Clase B de la norma ISO 6469-3 en el entorno automotriz. En particular, "alta tensión" se refiere a una tensión de trabajo máxima de entre 60 V y 1500 V CC o entre 30 V y 1000 V CA. Por ejemplo, un tensión alta puede ser 350 VCC, 400 VCC, 700 VCC, 800 VCC u otra tensión de CC adecuada.
El circuito 200 de climatización puede aplicarse generalmente en una diversidad de sistemas usados para controlar una condición ambiental (por ejemplo, temperatura, humedad, calidad del aire o similares) en un espacio (al que se hace referencia generalmente como espacio acondicionado). Los ejemplos de dichos sistemas incluyen, pero sin limitarse a, sistemas HVAC, unidades de refrigeración para el transporte o similares. En una realización, un sistema HVAC puede ser una unidad de techo o una unidad de aire acondicionado con bomba de calor.
El compresor 220, el condensador 240, el dispositivo 260 de expansión y el evaporador 280 están conectados de manera fluida. En una realización, el circuito 200 de climatización puede estar configurado para ser un sistema de refrigeración (por ejemplo, un sistema de aire acondicionado) capaz de operar en un modo de refrigeración. En una realización, el circuito 200 de climatización puede estar configurado para ser un sistema de bomba de calor que puede funcionar tanto en un modo de refrigeración como en un modo de calefacción/descongelación.
El circuito 200 de climatización puede operar según principios generalmente conocidos. El circuito 200 de climatización puede estar configurado para calentar o enfriar un fluido de proceso líquido (por ejemplo, un fluido o medio de transferencia de calor (por ejemplo, un líquido, tal como, pero sin limitarse a, agua o similares)), en cuyo caso el circuito 200 de climatización puede ser generalmente representativo de un sistema enfriador de líquido. De manera alternativa, el circuito 200 de climatización puede estar configurado para calentar o enfriar un fluido de proceso gaseoso (por ejemplo, un medio o fluido de transferencia de calor (por ejemplo, un gas, tal como, pero sin limitarse a, aire o similar)), en cuyo caso el circuito 200 de climatización puede ser generalmente representativo de un acondicionador de aire o una bomba de calor.
Durante la operación, el compresor 220 comprime un fluido de trabajo (por ejemplo, un fluido de transferencia de calor (por ejemplo, un refrigerante o similar)) a partir de un gas a presión relativamente más baja a un gas a presión relativamente más alta. El gas a presión relativamente más alta está también a una temperatura relativamente más alta, que se descarga desde el compresor 220 y fluye a través del condensador 240. Según los principios generalmente conocidos, el fluido de trabajo fluye a través del condensador 240 y rechaza el calor al fluido de proceso (por ejemplo, agua, aire, etc.), enfriando de esta manera el fluido de trabajo. El fluido de trabajo enfriado, que ahora está en forma líquida, fluye al dispositivo 260 de expansión. El dispositivo 260 de expansión reduce la presión del fluido de trabajo. Como resultado, una parte del fluido de trabajo se convierte a una forma gaseosa. El fluido de trabajo, que ahora se encuentra en forma líquida y gaseosa mixta, fluye al evaporador 280. El fluido de trabajo fluye a través del evaporador 280 y absorbe el calor desde el fluido de proceso (por ejemplo, un medio de transferencia de calor (por ejemplo, agua, aire, etc.)), calentando el fluido de trabajo y convirtiéndolo a una forma gaseosa. A continuación, el fluido de trabajo gaseoso vuelve al compresor 220. El proceso descrito anteriormente continúa mientras el circuito de transferencia de calor está operando, por ejemplo, en un modo de refrigeración.
La Fig. 3 es un diagrama esquemático de un sistema 300 para ajustar el consumo de energía de la carga o las cargas 320 y/o 340, según una realización. El sistema 300 incluye un vehículo 310 y un accesorio 320 alimentado eléctricamente (EPA) configurado para usarse con al menos uno de entre el vehículo 310, un remolque y/o un contenedor de transporte. El sistema 300 incluye también un RESS 330, carga o cargas 340 eléctricas y, opcionalmente, un EPA RESS 325.
El vehículo 310 incluye un cargador 311 a bordo, un sistema 312 eléctrico del vehículo (VES), sensor o sensores 313 y una unidad 314 de distribución de energía (PDU). El vehículo 310 puede ser, por ejemplo, la furgoneta 100 climatizada, el camión 130 rígido climatizado, la cabeza 142 tractora con una unidad 140 de transporte climatizada fijada a, la unidad 160 de transporte climatizada y/o el vehículo 185 de las Figuras 1A-1E y/o un vehículo (RV) recreativo.
El VES 312 puede proporcionar energía eléctrica a las cargas 340 eléctricas del vehículo, y/o puede cargar o descargar el almacenamiento de energía (por ejemplo, RESS 330) del vehículo. Los sensores 313 pueden ser sensores inferenciales y/o sensores de tasa C (y/o de cambios en la tasa C). La PDU 314 puede incluir un controlador (no mostrado) configurado para controlar la distribución de energía eléctrica a las cargas 340 del vehículo 310.
Las cargas 340 eléctricas pueden incluir un tren motriz del vehículo. Además, las cargas 340 eléctricas pueden incluir cargas de CC de baja tensión (LV), tales como solenoides, ventiladores, controladores, cargadores de batería, etc. Las cargas 340 eléctricas pueden incluir también cargas de CC de alta tensión (HV), tales como el motor del ventilador, el motor del compresor, los cargadores de baterías, las baterías, etc. Las cargas 340 eléctricas pueden incluir además cargas de CA de HV, tales como el motor del ventilador, el motor del compresor, los cargadores de batería, el cargador a bordo, el módulo de alimentación de CA (ACPM), etc. El ACPM puede ser un convertidor de potencia usado para tomar la entrada de alimentación de CA monofásica o trifásica y crear una alimentación de CC. Además, las cargas 340 eléctricas pueden incluir calentadores, pantallas, elementos telemáticos y/o motores que tienen convertidores de potencia que pueden incluir convertidores CC/CC y/o inversores de control de motor.
El EPA 320 puede ser, por ejemplo, el sistema 110, 132, 145, 162 y/o 187 de climatización para el transporte de las Figs.
1A-1E. El EPA 320 incluye un controlador 321. El controlador 321 puede ser, por ejemplo, el controlador 125, 135, 156, 180 y/o 195 mostrado en las Figs. 1A-E. El EPA 320 incluye también uno o más sensores 322. Los sensores 322 pueden ser sensores inferenciales y/o sensores de tasa C (y/o de cambios en la tasa C). El EPA 320 puede incluir cargas de HV y/o LV que incluyen cargas de CA (monofásicas y/o trifásicas) y/o de CC, por ejemplo, calentadores, pantallas y/o elementos telemáticos.
El EPA RESS 325 puede proporcionar energía para operar el EPA 320. El RESS 330 puede incluir una batería de vehículo (o un paquete de baterías, por ejemplo, una batería de tracción de vehículo), una fuente/almacenamiento de energía solar, una fuente/almacenamiento de energía auxiliar, un almacenamiento de energía auxiliar de APU eléctrica, una fuente/almacenamiento de energía de celda de combustible, una fuente/almacenamiento de energía de montaje inferior, un almacenamiento de energía para plataforma elevadora, etc. El RESS 330 puede conectarse al EPA 320 y alimentar el mismo, por ejemplo, a través de un ePTO. El vehículo 310 puede comunicarse con el RESS 330 para habilitar/deshabilitar la función ePTO.
La Fig. 3 muestra también líneas eléctricas (líneas continuas) entre los componentes y líneas de comunicación (líneas de puntos y rayas) entre los componentes. Se apreciará que la comunicación o las comunicaciones entre los componentes pueden conseguirse de manera inalámbrica o a través de conexiones por cable, a través de cualquier medio de comunicación adecuado y/o usando cualquier protocolo o protocolos de comunicación adecuados. Las líneas eléctricas pueden ser parte de un bus de CC del sistema 300.
La Fig. 4 es un diagrama de flujo que ilustra un método 400 para ajustar el consumo de energía de un accesorio (EPA) alimentado eléctricamente para reducir las fluctuaciones de la tasa C en un sistema (véase la Fig.3), según una realización. En una realización, el sistema puede incluir uno cualquiera o más de los 100, 130, 140/142, 160 y 185, tal como se muestra en las Figs. 1A-1E.
Aunque las realizaciones descritas en el presente documento ilustran diferentes realizaciones de un sistema de climatización para el transporte, se apreciará que el accesorio (EPA) alimentado eléctricamente no está limitado al sistema de climatización para el transporte o a una unidad de climatización (CCU, o una unidad de transporte climatizada (CCTU)) del sistema de climatización para el transporte. Se apreciará que una CCU/CCTU puede ser, por ejemplo, una unidad (TRU) de refrigeración de transporte. En otras realizaciones, el EPA puede ser, por ejemplo, una grúa fijada a un vehículo, una mezcladora de cemento fijada a un camión, uno o más electrodomésticos de un camión de tipo puesto de comida ambulante, un brazo articulado fijado a un vehículo, un camión de bombeo de hormigón, un camión de basura, un camión de bomberos (con una escalera motorizada, bombas, luces, etc., alimentadas con energía), etc. Se apreciará que el EPA puede requerir una operación continua incluso cuando el encendido del vehículo está apagado y/o el vehículo está estacionado y/o al ralentí y/o se está cargando. El EPA puede requerir una energía considerable para operar y/o una operación continua y/o una operación autónoma (por ejemplo, que controla la temperatura/humedad/flujo de aire de un espacio climatizado) según sea necesario, independientemente del modo operativo del vehículo.
El método 400 empieza en 410 donde se inicia el flujo de control. Se apreciará que, durante el uso, el flujo de control en el método 400 es realizado por un controlador (por ejemplo, el controlador 125, 135, 156, 180 y/o 195 mostrado en las Figs.
1A-E). A continuación, el método 400 pasa a 420.
En 420, el EPA (por ejemplo, un TCCS, tal como los TCCSs 110, 132, 145 y 187 y/o el MTC 162 mostrados en las Figs.
1A-E)) está encendido y está operativo (por ejemplo, encendido u operado por el controlador o por un usuario a través del controlador). Por ejemplo, cuando un TCCS está encendido y operativo, el TCCS puede mantener la carga (por ejemplo, productos agrícolas, alimentos congelados, productos farmacéuticos, etc.) segura y/o fresca. La carga puede estar regulada por organismos gubernamentales o de alto valor económico. La carga regulada puede incluir productos farmacéuticos, carne, marisco, productos agrícolas, lácteos y/o alimentos congelados, etc. La carga que tiene un alto valor económico puede incluir bebidas, alimentos enlatados, pintura, flores y/o plantas, etc. El TCCS puede prevenir que la carga se dañe, por ejemplo, manteniendo la temperatura de la carga a o por debajo de una temperatura de consigna.
Se apreciará que diferentes cargas pueden tener diferentes parámetros operativos de TCCS. Por ejemplo, los productos farmacéuticos pueden requerir un modo operativo diferente (control de temperatura estricto) que puede requerir más energía/puede ser más sensible a la energía que otra carga. Los productos tales como las bayas pueden requerir un flujo de aire constante que puede requerir energía adicional en comparación con la carga con flujo de aire discontinuo. De esta manera, la carga regulada y/o la carga que tiene valor económico puede traducirse en un control operativo diferente: control de temperatura estricto, temperatura de punto de consigna más bajo, flujo de aire continuo, “cycle sentry” y/o control de temperatura poco preciso, etc., enumerados en un orden decreciente de requisitos de energía.
A continuación, el método 400 pasa a 430. En 430, el controlador determina si la tasa C del RESS está cambiando o no. El RESS puede incluir una batería de vehículo (o un paquete de baterías, por ejemplo, una batería de tracción de vehículo), una fuente/almacenamiento de energía solar, una fuente/almacenamiento de energía auxiliar, un almacenamiento de energía auxiliar de APU eléctrica, una fuente/almacenamiento de energía de celda de combustible, una fuente/almacenamiento de energía de montaje inferior, un almacenamiento de energía de plataforma elevadora, etc. El RESS puede conectarse, por ejemplo, a fuentes de energía, tales como equipos de suministro de vehículos eléctricos (EVSE), frenado regenerativo, fuente de energía de red eléctrica (en la costa), un generador a bordo de un vehículo, una conexión de toma de energía eléctrica (ePTO) y fuente de energía solar, etc. El RESS puede proporcionar energía eléctrica al vehículo, al EPA o a otras cargas (por ejemplo, tren motriz del vehículo).
La tasa C del RESS incluye una tasa C de energía eléctrica de entrada al RESS (tasa de carga) y/o una tasa C de energía eléctrica de salida del RESS (tasa de descarga). En una realización, durante la carga del RESS, la tasa C del RESS puede cambiar. Por ejemplo, los eventos de frenado regenerativo de un vehículo pueden causar una gran entrada de corriente y energía instantáneas.
Se apreciará que el frenado regenerativo es un mecanismo de recuperación de energía que ralentiza un vehículo u objeto convirtiendo su energía cinética a una forma que puede usarse inmediatamente o que puede almacenarse hasta que sea necesario. En este mecanismo, puede usarse un motor eléctrico para usar el impulso del vehículo para recuperar energía que de otro modo se perdería en los discos de freno en forma de calor, por ejemplo, por la fricción en los frenos. Se apreciará que, además de mejorar la eficiencia global del vehículo, el frenado regenerativo puede prolongar la vida útil del sistema de frenado, ya que sus partes no se desgastan tan rápidamente.
En una realización, la gran cantidad de energía generada, por ejemplo, por los eventos de frenado regenerativo del vehículo durante un período de tiempo muy corto puede causar que la tasa C en el RESS fluctúe rápidamente. Se apreciará que las fluctuaciones elevadas en la tasa C pueden conducir a una vida útil reducida del RESS.
En una realización, cuando el RESS está completamente cargado o casi completamente cargado, la energía generada, por ejemplo, por los eventos de frenado regenerativo o por el sistema de frenado mecánico del vehículo puede desperdiciarse (por ejemplo, puede disiparse inmediatamente como calor en resistencias).
La tasa C (y/o los cambios en la tasa C) puede ser determinada por el controlador a través de los datos detectados, por ejemplo, desde uno o más sensores. Los uno o más sensores pueden incluir sensores de voltaje y/o sensores de corriente para obtener, por ejemplo, la corriente a (o desde) el RESS, la caída (o aumento) de voltaje en el bus de CC (véase la Fig. 3), la energía a y desde el RESS, etc. Los uno o más sensores pueden incluir también sensores de tipo acelerómetro o sensores de velocidad para obtener la velocidad y/o la tasa de cambios de velocidad del vehículo. Los uno o más sensores pueden incluir además sensores de temperatura (por ejemplo, temperatura ambiente, temperatura del RESS) y/u otros sensores RESS (por ejemplo, presión, estado de carga del RESS, nivel de carga del RESS, etc.) en el RESS y/u otra electrónica de potencia. Además, los uno o más sensores pueden incluir GPS para la carga predictiva del motor del vehículo (por ejemplo, cuesta arriba o cuesta abajo), sensores de revoluciones por minuto (RPM) del vehículo para el tren de transmisión (o sensores de par para el motor), sensores de presión o eléctricos para accionar el pedal de acelerador/freno, etc. Los datos detectados obtenidos desde los uno o más sensores pueden usarse para determinar o predecir la tasa C (y/o los cambios en la tasa C) del RESS. Se apreciará que los sensores descritos anteriormente pueden definirse como sensores inferenciales (es decir, sensores que usan otras mediciones para inferir la cantidad que no se mide directamente), y los datos detectados desde estos sensores inferenciales pueden usarse para determinar o predecir la tasa C (y/o los cambios en la tasa C) del RESS. Se apreciará también que los uno o más sensores pueden incluir cualquier otro sensor o sensores inferenciales adecuados. Se apreciará que puede usarse aprendizaje automático para determinar o predecir la tasa C (y/o los cambios en la tasa C) o los cambios en la tasa C (y/o los cambios en la tasa C) del RESS. Se apreciará que los uno o más sensores pueden incluir también uno o más sensores que detectan directamente la tasa C (y/o los cambios en la tasa C) del RESS. Se apreciará que los uno o más sensores pueden disponerse en el vehículo, en el EPA o en ambos. Si el controlador determina que la tasa C (y/o los cambios en la tasa C) del RESS está cambiando, entonces el método 400 pasa a 440. Si el controlador determina que la tasa C (y/o los cambios en la tasa C) del RESS no está cambiando (por ejemplo, tiene un valor constante), entonces el método 400 vuelve a 420. Se apreciará también que en 430 el controlador puede enviar un comando/mensaje explícito a la carga variable (por ejemplo, el EPA) para reducir la carga. En esa realización, a continuación, el método 400 omite 440 y pasa a 450.
En 440, el controlador determina si una carga (por ejemplo, una carga del EPA y/o la carga o las cargas 340, tal como se muestra en la Fig. 3) debe ajustarse o no. La tasa C (y/o los cambios en la tasa C) del RESS es comparada con un valor umbral predeterminado, por ejemplo, por parte del controlador. Si la tasa C (y/o los cambios en la tasa C) no supera el valor umbral predeterminado (no se requiere que el EPA ajuste su carga), a continuación, el método 400 vuelve a 420. Si la tasa C (y/o los cambios en la tasa C) supera el valor umbral predeterminado (se requiere que el EPA ajuste su carga), a continuación, el método 400 pasa a 450. Se apreciará que, en una realización, el valor umbral predeterminado puede ser un valor previamente almacenado en una memoria del EPA, un valor desde una tabla de búsqueda y/o un valor determinado (por ejemplo, por el controlador) en un período de tiempo predeterminado (por ejemplo, en menos de un segundo) de antemano en comparación con una medición anterior.
Por ejemplo, puede generarse una gran entrada de energía (por ejemplo, a partir de eventos de frenado regenerativo). Cuando el RESS está completamente cargado o casi completamente cargado, el RESS no puede absorber o aceptar esta energía adicional, entonces el método 400 pasa a 450. Cuando el RESS no está completamente cargado ni casi completamente cargado, y el RESS puede absorber o aceptar esta energía adicional, entonces el método 400 vuelve a 420. En otro ejemplo, puede extraerse una gran cantidad de energía desde el RESS (por ejemplo, para hacer funcionar/operar cargas tales como accionamientos de tracción, compresor de acondicionador de aire, calefactor de cabina, etc.). Cuando la tasa de descarga (tasa C de salida del RESS) supera un valor umbral predeterminado, entonces el método 400 pasa a 450; de lo contrario, el método 400 vuelve a 420.
Se apreciará que la carga eléctrica del EPA puede aumentarse y/o disminuirse para minimizar la tasa C (y/o los cambios en la tasa C) en el RESS. Por ejemplo, el EPA puede servir como una carga variable para el vehículo, para aumentar (o disminuir) el consumo de energía del EPA mediante un aumento de la velocidad (o disminución de la velocidad), etc., para minimizar la tasa C (y/o los cambios en la tasa C) del RESS, para limitar los efectos perjudiciales sobre la vida útil del RESS (o maximizar la vida útil del RESS) y aumentar la eficiencia, por ejemplo, reduciendo las fluctuaciones de la tasa C y/o la tasa C global de entrada y salida del RESS. En una realización, un vehículo puede considerarse como una carga en una fuente de energía. La fuente de energía puede ser una fuente de energía temporal, tal como un sistema de frenado regenerativo (que genera eventos de frenado regenerativo). Se apreciará que, sin el EPA como una carga variable, la carga variable bajo demanda en el vehículo eléctrico puede ser el RESS (por ejemplo, una batería), y toda la energía puede transferirse al mismo. Se apreciará también que, sin el EPA como una carga variable, algunos sistemas del vehículo pueden tener resistencias a bordo que pueden convertir el exceso de energía (por ejemplo, energía que el RESS no puede aceptar de manera segura cuando, por ejemplo, el RESS está completamente cargado o casi completamente cargado) en calor, lo cual no es eficiente. En dicho caso, cuando, por ejemplo, una tasa C elevada (y/o los cambios en la tasa C) no pueden superar los límites del RESS, la resistencia o las resistencias pueden disipar la energía en forma de calor, lo que no es un uso eficiente de la energía.
En una realización, durante la descarga del RESS, la tasa C del RESS puede cambiar. Por ejemplo, las cargas de funcionamiento/operación (por ejemplo, accionamientos de tracción, compresor de acondicionador de aire, calefactor de cabina, etc.) en el vehículo pueden aumentar la tasa C desde el RESS. En esta realización, el EPA puede disminuir su carga para minimizar el consumo de energía en el RESS para minimizar la tasa C (y/o los cambios en la tasa C) en el RESS.
En 450, el controlador está configurado para solicitar a la carga (una carga del EPA y/o la carga o las cargas 340, tal como se muestra en la Fig. 3) que ajuste (aumente y/o disminuya) su consumo de energía eléctrica. Se apreciará que, si el controlador es un controlador del EPA y/o el controlador controla el EPA, la etapa 450 puede ser opcional. A continuación, el método 400 pasa a 460.
En 460, el controlador está configurado para determinar si el EPA es capaz o no de ajustar su carga (y/o si la carga o las cargas 340, tal como se muestra en la Fig. 3, pueden ajustarse o no). En algunas realizaciones, esto incluye que el controlador esté configurado para determinar el modo operativo actual del EPA. Por ejemplo, cuando el EPA es un TCCS o una CCTU de un TCCS, puede haber un conjunto de modos operativos, tales como control de temperatura estricto, temperatura de punto de consigna más baja, flujo de aire continuo, arranque-parada y/o control de temperatura poco preciso, etc. Los modos operativos del EPA pueden determinarse en base, por ejemplo, al contenido de la carga (por ejemplo, productos agrícolas, alimentos congelados, productos farmacéuticos, etc.) que se almacena como un parámetro en una memoria del controlador. El controlador tiene algoritmos para determinar si el EPA permite o no ajustar su carga en base al modo operativo determinado.
En una realización, el ajuste de la carga del EPA puede incluir aumentar la carga del EPA y/o disminuir la carga del EPA. El aumento de la carga del EPA puede incluir aumentar la velocidad de un compresor (por ejemplo, un compresor de velocidad variable) del EPA y/o aumentar la velocidad del ventilador o los ventiladores (por ejemplo, ventilador o ventiladores de condensador de velocidad variable y/o ventilador o ventiladores de evaporador de velocidad variable) del EPA. La disminución de la carga del EPA puede incluir disminuir la velocidad del compresor del EPA y/o disminuir la velocidad del ventilador o los ventiladores del EPA. Se apreciará que también pueden usarse otras cargas, tales como un convertidor CC/CC del EPA, para aumentar/disminuir la carga del EPA. Por ejemplo, el controlador puede encender y/o apagar, por ejemplo, las cargas (tales como calentadores, pantallas, elementos telemáticos, etc.) del convertidor CC/CC.
Se apreciará que es posible que el modo operativo determinado no permita el ajuste de la carga del EPA. Por ejemplo, si el modo operativo determinado del EPA requiere un control de temperatura estricto (por ejemplo, para productos farmacéuticos regulados), es posible que no se permita el ajuste de la carga del EPA, ya que puede ser más sensible a la temperatura que otras cargas. Algunos modos operativos del EPA pueden permitir aumentar la carga, pero no disminuirla, o viceversa. Por ejemplo, productos tales como bayas pueden requerir un flujo de aire constante, que puede requerir energía adicional en comparación con una carga con flujo de aire discontinuo. De esta manera, puede permitirse un aumento de la carga del EPA, pero es posible que no pueda permitirse una disminución de la carga del EPA. Algunos modos operativos del EPA pueden permitir tanto aumentar como disminuir la carga. Por ejemplo, para los alimentos congelados, algunos clientes requieren una temperatura de ultracongelación (por ejemplo, a o aproximadamente a -28,89°C (-20°F)) y algunos clientes requieren una temperatura de congelación (por ejemplo, a o aproximadamente a -12,22°C (10°F)).
La ultracongelación puede requerir más energía que la congelación. Típicamente, hay tolerancias (predeterminadas) al punto de consigna de la temperatura de control, y las tolerancias son suficientes para satisfacer la solicitud de ajuste (en base, por ejemplo, a eventos de frenado regenerativo y/o cargas de funcionamiento/operación en el vehículo). Por ejemplo, los compresores/ventiladores del EPA pueden configurarse para aumentar la carga de trabajo (por ejemplo, con una mayor velocidad) para conseguir una temperatura inferior a la temperatura de congelación/ultracongelación. Los compresores/ventiladores del EPA pueden configurarse también para disminuir la carga de trabajo (por ejemplo, con una menor velocidad) pero, aun así, mantener de manera apropiada la temperatura de la carga en el interior de un intervalo tolerable.
Se apreciará que un conjunto de parámetros predeterminados asociados con los modos operativos del EPA puede ser usado, por ejemplo, por el controlador para determinar si el EPA permite ajustar su carga en base al modo operativo determinado.
Si el EPA permite ajustar su carga en base al modo operativo determinado, entonces el método 400 pasa a 470. Si el EPA no permite ajustar su carga en base al modo operativo determinado, entonces el método 400 pasa a 420 u opcionalmente a 480.
En 470, el controlador está configurado para controlar el EPA para ajustar (aumentar y/o disminuir) su carga (su consumo de energía eléctrica), o para ajustar la carga o las cargas 340, tal como se muestra en la Fig. 3 para satisfacer la solicitud desde 450. Por ejemplo, puede generarse una gran entrada de energía a partir de eventos de frenado regenerativo (por ejemplo, 10 segundos de desplazamiento cuesta abajo del vehículo eléctrico/híbrido). Sin el EPA como una carga variable, cuando el RESS está completamente cargado o casi completamente cargado, el RESS no puede absorber o aceptar esta energía adicional, la resistencia a bordo puede transferir esta energía adicional para calentar y desechar la energía. Con el EPA como una carga variable, es una oportunidad para que la carga variable (EPA) acepte esta energía adicional para hacer uso de la misma. El EPA puede convertir esta energía mecánica/eléctrica adicional y puede almacenar la energía adicional como energía térmica. Por ejemplo, el controlador puede controlar el compresor del EPA para acelerar (o controlar el ventilador o los ventiladores del EPA para acelerar o para funcionar de manera continua en lugar de “cycle sentry”) para crear más aire frío. Típicamente, un evento de frenado regenerativo de 10 segundos puede no generar una fluctuación demasiado grande de la temperatura de la caja de la CCTU (por ejemplo, aumentando/disminuyendo la velocidad de los compresores/ventiladores/etc., durante 10 segundos debido, por ejemplo, a que un evento de frenado regenerativo no causa una gran fluctuación en la temperatura de la caja) y puede ahorrarse la energía adicional generada por el evento de frenado regenerativo (por ejemplo, para reducir la temperatura de la caja).
Se apreciará que la tasa C puede ser directamente proporcional a la corriente. El uso de ciclos de corriente a través de los componentes electrónicos puede causar ciclos térmicos debido a la resistencia de los componentes. Típicamente, los ciclos térmicos pueden causar que los componentes se desgasten más rápido. De esta manera, se desea una tasa C constante. Se apreciará que las realizaciones divulgadas en el presente documento pueden mejorar la vida útil de RESS y pueden mantener una tasa C más constante/estable/regular (en lugar de, por ejemplo, grandes picos seguidos de valores nulos). La realización divulgada en el presente documento puede mantener también el punto de funcionamiento deseado/objetivo para el RESS (por ejemplo, mantenerse en o a aproximadamente al 50%, 75% u otro porcentaje (el porcentaje es la unidad para el estado de carga) de uso/punto de consigna)y ajustar la operación del EPA para cambiar el consumo de energía instantáneo (por ejemplo, el consumo de energía a corto plazo) al funcionamiento del punto de consigna deseado/objetivo (uso de energía optimizado/eficiente a largo plazo). De esta manera, puede reducirse el ruido/la fluctuación de la tasa C a corto plazo. A continuación, el método 400 vuelve a 420.
En la etapa 480 opcional, el EPA puede comunicar al solicitante (en 450) que el EPA no puede satisfacer la solicitud de cambio de carga. Por ejemplo, un controlador del EPA puede generar un mensaje de alarma (por ejemplo, que notifica al solicitante que la solicitud de cambio de carga no puede ser satisfecha) al solicitante en 450. Se apreciará que, si el solicitante (en 450) es un controlador del EPA y/o controla el EPA, la etapa 480 sería opcional. A continuación, el método 400 vuelve a 420.
Se apreciará que, en una primera realización, el vehículo incluye un sistema (VES) eléctrico del vehículo y un RESS. El vehículo incluye también un controlador (por ejemplo, un controlador VES o un controlador de unidad (PDU) de distribución de energía). En una realización, el controlador descrito en el método 400 en 420-480 puede ser el controlador del vehículo. En dicha realización, el controlador del vehículo toma el control del vehículo, así como del EPA, y obtiene los datos detectados desde los sensores (por ejemplo, para determinar la tasa C o los cambios en la tasa C del RESS). En dicha realización, tanto 450 como 480 pueden ser opcionales, ya que el controlador del vehículo tiene control tanto sobre el vehículo como sobre el EPA.
En una segunda realización, el EPA puede tener un controlador. El controlador del EPA puede ser, por ejemplo, el controlador 125, 135, 156, 180 o 195 de climatización programable de las Figs. 1A-1E. En una realización, el controlador descrito en el método 400 en 420-480 puede ser el controlador del EPA. En dicha realización, el controlador del EPA toma el control del EPA y puede supervisar directamente el RESS, y obtiene los datos detectados desde los sensores (por ejemplo, para determinar la tasa C o los cambios en la tasa C del RESS). En dicha realización, tanto 450 como 480 pueden ser opcionales, ya que el controlador del EPA tiene control tanto sobre el vehículo como sobre el EPA.
En una tercera realización, el sistema que incluye tanto el vehículo como el EPA puede tener un controlador. En una realización, el controlador descrito en el método 400 en 420-480 puede ser el controlador del sistema. En dicha realización, el controlador del sistema toma el control del vehículo, así como del EPA, y obtiene los datos detectados desde los sensores (por ejemplo, para determinar la tasa C o los cambios en la tasa C del RESS). En dicha realización, tanto 450 como 480 pueden ser opcionales, ya que el controlador del sistema tiene control tanto sobre el vehículo como sobre el EPA.
En una cuarta realización, el vehículo incluye un controlador (por ejemplo, un controlador VES o un controlador PDU). El EPA puede tener un controlador. El controlador del EPA puede ser, por ejemplo, el controlador 125, 135, 156, 180 o 195 de climatización programable de las Figs. 1A-1E.
En la cuarta realización, cuando el RESS es el RESS de un vehículo (por ejemplo, una batería para la tracción del vehículo), el controlador descrito en 430 (para determinar un cambio en la tasa C o en los cambios de la tasa C), 440 (para determinar si el cambio en la tasa C o en los cambios de la tasa C supera un límite predeterminado), y 450 (para comunicarse con y solicitar al EPA que ajuste su carga) puede ser el controlador del vehículo. El RESS del vehículo puede conectarse a y alimentar el EPA a través de, por ejemplo, un ePTO. Se apreciará que un ePTO puede definirse como, por ejemplo, un elemento que toma energía eléctrica desde una fuente de energía y transmite la energía eléctrica a una aplicación, tal como un accesorio adjunto o máquinas separadas, a través de mecanismos eléctricos. El controlador descrito en 420 (para encender y operar el EPA), 460 (para determinar el modo operativo del EPA y determinar si el EPA puede ajustar o no la carga), 470 (para controlar el EPA para ajustar la carga) y 480 opcional (para comunicar al solicitante que la solicitud de cambio de carga no puede ser satisfecha) puede ser el controlador del EPA.
En la cuarta realización, cuando el RESS es el EPA RESS (por ejemplo, una batería auxiliar) u otro RESS, el controlador descrito en 430 (para determinar un cambio en la tasa C o en los cambios de la tasa C), 440 (para determinar si el cambio en la tasa C o en los cambios de la tasa C supera o no un límite predeterminado), y 450 (para comunicarse con y solicitar al EPA que ajuste su carga) puede ser el controlador del EPA RESS (por ejemplo, un controlador del sistema (BMS) de gestión de baterías) o puede ser el controlador del EPA. El controlador descrito en 420 (para encender y operar el EPA), 460 (para determinar el modo operativo del EPA y determinar si el EPA puede ajustar o no la carga), 470 (para controlar el EPA para ajustar la carga) y 480 opcional (para comunicar al solicitante que la solicitud de cambio de carga no puede ser satisfecha) puede ser el controlador del EPA.
En la cuarta realización, cuando el controlador descrito en 430, 440 y 450 es el controlador de un vehículo (o el controlador del BMS), la comunicación (por ejemplo, en 450 y/o 480, y/o entre 420 y 430) entre el controlador del vehículo (o el controlador del BMS) y el controlador del EPA puede realizarse, por ejemplo, mediante comunicaciones de línea eléctrica, comunicaciones de modulación de anchura de pulso (PWM), comunicaciones de red de interconexión local (LIN), comunicaciones de red de área de controlador (CAN), comunicaciones de red de área local (LAN), comunicaciones de red de área amplia (WAN), comunicaciones de Internet, retroalimentación analógica de señal piloto, comunicación de bus serie, comunicación Ethernet, comunicaciones inalámbricas de corto alcance tales como WiFi y/o Bluetooth, y/o cualquier otra comunicación adecuada. La comunicación entre el controlador del vehículo (o el controlador de BMS) y el controlador del EPA puede utilizar cualquier comunicación adecuada, incluyendo comunicaciones por cable y/o inalámbricas, analógicas y/o digitales. En una realización, la comunicación entre el controlador del vehículo (o el controlador de BMS) y el controlador del EPA puede incluir comunicaciones telemáticas y/o en la nube. En una realización, la comunicación entre el controlador del vehículo (o el controlador de BMS) y el controlador del EPA puede ser comandos/mensajes explícitos, mensajes de transmisión, mensajes implícitos (por ejemplo, de la verificación del estado del vehículo/RESS/EPA, etc.), etc. Por ejemplo, cuando hay un aumento o una disminución de la corriente de entrada/salida del RESS, puede haber una comunicación (por ejemplo, una solicitud) al EPA para aumentar o disminuir su carga eléctrica. El EPA puede tomar esta solicitud y, si el EPA está en un modo que permite el ajuste, el EPA puede responder de manera correspondiente.
Se apreciará que el EPA debe estar encendido y en un modo operativo para permitir el ajuste de la carga del EPA (si el modo operativo permite un ajuste). El EPA puede disminuir la carga o disminuir la tasa durante, por ejemplo, el arranque de un vehículo desde un punto muerto, y puede consumir más energía durante, por ejemplo, un evento de frenado regenerativo. Las realizaciones divulgadas en el presente documento pueden operar el sistema de manera más eficiente y pueden utilizar la energía disponible mientras mantienen también de manera adecuada la función del EPA (por ejemplo, mantienen la temperatura de la carga). Las realizaciones divulgadas en el presente documento pueden proporcionar cargas más predecibles y pueden minimizar las fluctuaciones en las tasas de carga/descarga del RESS y minimizar la potencia instantánea máxima que el RESS necesita para proporcionar el sistema.
La terminología usada en esta memoria descriptiva pretende describir realizaciones particulares y no pretende ser limitativa. Los términos "un", "una" y "el", “la” incluyen también las formas plurales, a menos que se indique claramente lo contrario. Los términos "comprende" y/o "que comprende", cuando se usan en la presente memoria descriptiva, especifican la presencia de características, números enteros, etapas, operaciones, elementos y/o componentes indicados, pero no excluyen la presencia o la adición de una o más de otras características, números enteros, etapas, operaciones, elementos y/o componentes.
Con respecto a la descripción anterior, debe entenderse que pueden realizarse cambios en los detalles, especialmente en lo que respecta a los materiales de construcción empleados y la forma, el tamaño y la disposición de las piezas. Las realizaciones descritas anteriormente son solo ejemplares, con el alcance de la invención definido por las siguientes reivindicaciones.

Claims (15)

REIVINDICACIONES
1. Método (400) para minimizar las fluctuaciones de la tasa C con una unidad (140, 160) de transporte climatizada (CCTU), caracterizado porque el método comprende:
determinar (430) una primera tasa C de un sistema (330) de almacenamiento de energía recargable (RESS); comparar (440) la primera tasa C con un primer valor umbral predeterminado;
cuando la primera tasa C supera el primer valor umbral predeterminado, un controlador (125, 135, 156, 180, 195, 321) de la CCTU determina un primer modo operativo de la CCTU;
el ajuste (470) por parte del controlador de la carga de la CCTU en base al primer modo operativo.
2. Método (400) según la reivindicación 1, que comprende, además:
cambiar un modo operativo del RESS (330) entre un modo de carga y un modo de descarga;
determinar una segunda tasa C del RESS;
comparar la segunda tasa C con un segundo valor umbral predeterminado;
cuando la segunda tasa C supera el segundo valor umbral predeterminado, el controlador determina un segundo modo operativo de la CCTU (140, 160);
el ajuste por parte del controlador de la carga de la CCTU en base al segundo modo operativo.
3. Método (400) según una cualquiera de las reivindicaciones 1 y 2, en el que la primera tasa C del RESS (330) es una tasa C para la corriente de entrada al RESS, y
en el que el ajuste de la carga de la CCTU (140, 160) en base al primer modo operativo incluye aumentar la carga de la CCTU.
4. Método (400) según la reivindicación 3, en el que el aumento de la carga de la CCTU (140, 160) incluye: aumentar la velocidad de un compresor de la CCTU, y/o
aumentar la velocidad de un ventilador de la CCTU.
5. Método (400) según una cualquiera de las reivindicaciones 2-4, en el que la segunda tasa C del RESS (330) es una tasa C para la corriente de salida del RESS, y
en el que el ajuste de la carga de la CCTU (140, 160) en base al segundo modo operativo incluye disminuir la carga de la CCTU.
6. Método (400) según la reivindicación 5, en el que la disminución de la carga de la CCTU (140, 160) incluye: disminuir la velocidad de un compresor de la CCTU, y/o
disminuir la velocidad de un ventilador de la CCTU.
7. Método (400) según una cualquiera de las reivindicaciones 1-6, que comprende, además:
determinar (460) si el primer modo operativo de la CCTU (140, 160) permite o no un cambio de carga; y la generación (480) por parte del controlador de un mensaje de alarma cuando el primer modo operativo no permite el cambio de carga.
8. Método (400) según una cualquiera de las reivindicaciones 1-7, en el que la primera tasa C se ve afectada por un evento de frenado regenerativo.
9. Método (400) para minimizar las fluctuaciones de la tasa C con un accesorio (320) alimentado eléctricamente (EPA) que está configurado para ser usado con al menos uno de entre un vehículo, un remolque y un contenedor de transporte que tiene un primer controlador (125, 135, 156, 180, 195), teniendo el EPA un segundo controlador (321), caracterizado por que el método comprende:
determinar (430), por parte del primer controlador, una primera tasa C de un sistema (330) de almacenamiento de energía recargable (RESS);
comparar (440) la primera tasa C con un primer valor umbral predeterminado;
cuando la primera tasa C supera el primer valor umbral predeterminado, el primer controlador envía (450) una primera solicitud al segundo controlador para ajustar una carga del EPA;
el segundo controlador determina un primer modo operativo del EPA en base a la primera solicitud;
el ajuste (470) por parte del segundo controlador de la carga del EPA en base al primer modo operativo.
10. Método (400) según la reivindicación 9, que comprende, además:
la recepción por parte del primer controlador de una primera retroalimentación desde el EPA (320) basada en la primera solicitud.
11. Método (400) según una cualquiera de las reivindicaciones 9 y 10, que comprende, además:
cambiar un modo operativo del RESS (330) entre un modo de carga y un modo de descarga;
determinar, por parte del primer controlador (125, 135, 156, 180, 195), una segunda tasa C del RESS; comparar la segunda tasa C con el segundo valor umbral predeterminado;
cuando la segunda tasa C supera el segundo valor umbral predeterminado, el primer controlador envía una segunda solicitud al segundo controlador (321) para ajustar la carga del EPA (320);
la determinación por parte del segundo controlador de un segundo modo operativo del EPA en base a la segunda solicitud;
el ajuste por parte del segundo controlador de la carga del EPA en base al segundo modo operativo.
12. Método (400) según una cualquiera de las reivindicaciones 9-11, en el que la primera tasa C del RESS (330) es una tasa C para la corriente de entrada del RESS, y
en el que el ajuste de la carga del EPA (320) en base al primer modo operativo incluye aumentar la carga del EPA; y/o
en el que la primera tasa C se ve afectada por un evento de frenado regenerativo.
13. Método (400) según una cualquiera de las reivindicaciones 9-11, que comprende, además:
determinar (460) si el primer modo operativo del EPA (320) permite o no un cambio de carga; y
la generación (480) por parte del segundo controlador (321) de un mensaje de alarma cuando el primer modo operativo no permite el cambio de carga.
14. Método (400) según la reivindicación 11, que comprende, además:
la recepción, por parte del primer controlador (125, 135, 156, 180, 195) de una segunda retroalimentación desde el EPA (320) en base a la segunda solicitud.
15. Método (400) según la reivindicación 11, en el que la segunda tasa C del RESS (330) es una tasa C para la corriente de salida del RESS, y
en el que el ajuste de la carga del EPA (320) en base al segundo modo operativo incluye disminuir la carga del EPA.
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