ES2968616T3 - Sistema de gestión térmica y un vehículo eléctrico que incluye el sistema de gestión térmica - Google Patents

Sistema de gestión térmica y un vehículo eléctrico que incluye el sistema de gestión térmica Download PDF

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Abstract

Sistema de gestión térmica (1) para controlar la temperatura de un habitáculo (2) y sistema de almacenamiento de energía (3) de un vehículo eléctrico que incluye un componente del vehículo (4). La invención también se refiere a un vehículo que incluye el sistema (1). El sistema (1) comprende un intercambiador de calor (5) dispuesto para calentar el sistema de almacenamiento de energía (3), un calentador (6) para calentar la cabina (2) y el intercambiador de calor (5), una primera válvula (7) dispuesta para recibir un fluido que se ha utilizado para enfriar el componente del vehículo (4), y para proporcionar fluido al calentador (6), un sensor de temperatura (8) dispuesto para medir la temperatura del fluido que ingresa a la primera válvula, una segunda válvula (11) recibir el fluido del calentador y tener una primera salida (11b) en comunicación fluida con la cabina (2), y una segunda salida (11c) en comunicación fluida con el intercambiador de calor (5), y una unidad de control (9) configurado para determinar si hay exceso de calor en el fluido que ingresa a la primera válvula (7) en función de la temperatura medida desde el sensor de temperatura (8), controlar la primera válvula (7) para que el fluido se proporcione al calentador (6) cuando hay exceso de calor en el fluido y es necesario calentar alguno del sistema de almacenamiento de energía (3) y la cabina (2), y controlar la segunda válvula (11) para que el fluido del calentador (6) sea distribuido a la cabina (2) y/o al intercambiador de calor (5) en función de la necesidad de calefacción de la cabina y del sistema de almacenamiento de energía. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Sistema de gestión térmica y un vehículo eléctrico que incluye el sistema de gestión térmica
Campo técnico
La presente invención se refiere a un sistema de gestión térmica para controlar la temperatura en una cabina y un sistema de almacenamiento de energía de un vehículo eléctrico que incluye un componente del vehículo. La presente invención también se refiere a un vehículo eléctrico que incluye el sistema de gestión térmica.
Antecedentes
Los vehículos eléctricos se están volviendo cada vez más populares. Por un lado son preferibles por razones ambientales, evitando combustibles fósiles y, por otro lado, son, en la mayoría de los casos, preferidos con respecto al coste total reducido de propiedad.
Los autos no son el único tipo de vehículo que puede ser un vehículo eléctrico. Por ejemplo, barcos, camiones, locomotoras, aviones y vehículos pesados también están disponibles como vehículos eléctricos. Los vehículos eléctricos generalmente son alimentados por un sistema de almacenamiento de energía durante su funcionamiento. En este caso, el sistema de almacenamiento de energía se define como cualquier tipo de batería, paquete de baterías o serie de baterías para alimentar el vehículo eléctrico.
Para la usabilidad de los vehículos eléctricos, es importante que el sistema de almacenamiento de energía tenga una larga vida útil, es decir, un gran número de ciclos de carga/descarga posibles antes de que las celdas no funcionen satisfactoriamente. Mantener el sistema de almacenamiento de energía en un intervalo de temperatura óptimo es esencial para maximizar la vida útil.
Además de mejorar la vida útil del sistema de almacenamiento de energía, mantener el sistema de almacenamiento de energía dentro del intervalo de temperatura óptimo durante el funcionamiento asegura que el sistema de almacenamiento de energía suministre tanta energía como sea posible.
Además de mantener el sistema de almacenamiento de energía a una temperatura óptima, la temperatura en la cabina, donde se aloja el operador y los pasajeros del vehículo, también debe regularse.
Existen muchos sistemas para gestionar temperaturas en el sistema de almacenamiento de energía y la cabina. Por ejemplo, en el documento US7789176B2 se presenta un sistema de gestión térmica que tiene un circuito de enfriamiento para enfriar el motor de accionamiento, un subsistema de refrigeración que proporciona enfriamiento a un intercambiador de calor, un subsistema de enfriamiento de almacenamiento de energía con un refrigerante enfriado a través de transferencia de calor en el intercambiador de calor, y un subsistema HVAC que proporciona control de temperatura para la cabina de pasajeros del vehículo. El subsistema HVAC también está acoplado al intercambiador de calor para que su refrigerante sea enfriado por el subsistema de refrigeración y al circuito de enfriamiento para enfriar el motor de accionamiento para que su refrigerante sea calentado por el circuito de enfriamiento. En esta solución, el calor en el circuito de enfriamiento para el motor de accionamiento puede usarse para calentar la cabina y el frío del subsistema de refrigeración puede usarse para enfriar tanto el sistema de almacenamiento de energía como la cabina. El subsistema de enfriamiento por almacenamiento de energía también tiene un calentador si el sistema de almacenamiento de energía necesita calentarse.
Otro aspecto importante de la gestión térmica en un vehículo eléctrico es que ocupa espacio en el vehículo, así como aumenta el peso. Por lo tanto, es preferible un sistema de gestión térmica eficiente en el espacio y en peso.
El documento US 2016/0107501A1 describe un sistema de gestión térmica de vehículo que comprende un circuito de control térmico de cabina de pasajeros que hace circular un fluido de transferencia de calor y proporciona un control de temperatura de una cabina de pasajeros de vehículo, un circuito de control térmico de batería que hace circular un fluido de transferencia de calor y está acoplado térmicamente a un paquete de batería de vehículo, y un circuito de control de tren de accionamiento que hace circular un fluido de transferencia de calor y está acoplado térmicamente a un componente de tren de accionamiento. El circuito de control térmico de cabina de pasajeros comprende un calentador y un intercambiador de calor para calentar la cabina. El sistema de gestión térmica comprende además un primer conjunto de válvula, en donde el circuito de control térmico de cabina de pasajeros funciona en paralelo e independiente del circuito de control térmico de la batería cuando el primer conjunto de válvula está configurado en un primer modo de conjunto de válvula, y en donde el circuito de control térmico de la cabina de pasajeros está acoplado en serie al circuito de control térmico de la batería cuando el primer conjunto de válvula está configurado en un segundo modo del conjunto de válvula; y un segundo conjunto de válvula, en donde el circuito de control térmico de batería funciona en paralelo e independiente del circuito de control térmico del tren de accionamiento cuando el segundo conjunto de válvula está configurado en un primer modo de conjunto de válvula, y el circuito de control térmico de batería está acoplado en serie al circuito de control térmico del tren de accionamiento cuando el segundo conjunto de válvula está configurado en un segundo modo de conjunto de válvula. Cuando el circuito de control térmico de la cabina de pasajeros y el circuito de control térmico de la batería están acoplados en serie, el calentador calienta tanto la cabina como la batería, y cuando el circuito de control térmico de la cabina de pasajeros y el circuito de control térmico de la batería están acoplados en paralelo, el calentador calienta solo la cabina.
En un vehículo eléctrico, la energía de calentamiento y enfriamiento proviene del sistema de almacenamiento de energía. Por lo tanto, es esencial que la gestión térmica sea tan eficiente como sea posible para que se pueda usar más de la energía del sistema de almacenamiento de energía para operar el vehículo eléctrico.
Resumen
Es un objetivo de la presente invención proporcionar un sistema de gestión térmica mejorado para controlar la temperatura en una cabina y un sistema de almacenamiento de energía de un vehículo eléctrico que incluye un componente del vehículo y un circuito de enfriamiento que incluye un fluido térmico para enfriar el componente del vehículo.
Este objetivo se consigue mediante un sistema de gestión térmica tal como definido en la reivindicación 1.
El sistema de gestión térmica comprende:
- un intercambiador de calor dispuesto para calentar el sistema de almacenamiento de energía,
- un calentador dispuesto para calentar la cabina y para proporcionar calor al intercambiador de calor, - una primera válvula dispuesta en el circuito de enfriamiento y que tiene una entrada dispuesta para recibir el fluido térmico que se ha usado para enfriar el componente del vehículo, y una salida que puede abrirse y cerrarse en comunicación fluida con el calentador,
- un primer sensor de temperatura dispuesto para medir la temperatura del fluido térmico que entra en la entrada de la primera válvula, en donde el primer sensor de temperatura está dispuesto en la primera válvula o en un paso antes de que el fluido térmico entre en la primera válvula, y
- una segunda válvula que tiene una entrada dispuesta para recibir el fluido térmico del calentador, una primera salida en comunicación fluida con la cabina, y una segunda salida en comunicación fluida con el intercambiador de calor, y
- una unidad de control configurada para:
◦ recibir datos asociados con una temperatura medida en la cabina,
◦ recibir datos asociados con una temperatura medida en el sistema de almacenamiento de energía, ◦ determinar si la cabina o el sistema de almacenamiento de energía deben calentarse, en base a los datos recibidos,
◦ recibir la temperatura medida del fluido térmico del primer sensor de temperatura,
◦ determinar si hay un exceso de calor en el fluido térmico que entra en la entrada de la primera válvula en función de la temperatura medida del primer sensor de temperatura,
◦ controlar la apertura y el cierre de la salida de la primera válvula de modo que el fluido térmico se proporciona al calentador cuando hay un exceso de calor en el fluido térmico y cualquiera del sistema de almacenamiento de energía y la cabina debe calentarse, y
◦ controlar la segunda válvula de modo que el fluido térmico del calentador se distribuya a la cabina y/o al intercambiador de calor en función de la necesidad de calentamiento de la cabina y del sistema de almacenamiento de energía.
La presente invención reduce la energía necesaria desde el almacenamiento de energía para calentar la cabina y el almacenamiento de energía. Esto se logra mediante el uso del mismo calentador para calentar la cabina y el sistema de almacenamiento de energía, para suministrar fluido térmico desde el circuito para enfriar el componente del vehículo al calentador cuando hay un exceso de calor en el fluido térmico en el circuito de enfriamiento y cualquiera del sistema de almacenamiento de energía y la cabina debe calentarse, y distribuir el fluido térmico del calentador a la cabina y/o al intercambiador de calor en dependencia de la necesidad de calentar la cabina y el almacenamiento de energía.
El sistema comprende un intercambiador de calor dispuesto para calentar el sistema de almacenamiento de energía, un calentador dispuesto para calentar la cabina cuando la temperatura de la cabina está más fría que una temperatura seleccionada por el usuario y para proporcionar calor al intercambiador de calor cuando el sistema de almacenamiento de energía está más frío que una temperatura mínima, una primera válvula dispuesta para recibir fluido térmico que se ha usado para enfriar el componente del vehículo, un primer sensor de temperatura dispuesto para medir la temperatura del fluido térmico recibido, y una unidad de control. La primera válvula tiene una salida que puede abrirse y cerrarse en comunicación fluida con el calentador.
El componente del vehículo puede ser cualquier componente del vehículo eléctrico que requiere enfriamiento con un fluido térmico. Por ejemplo, el componente del vehículo puede ser una o más partes de un tren de potencia, cualquier tipo de motor eléctrico, inversor o convertidor CC/CC.
Con el término “determinar si hay un exceso de calor en el fluido térmico” se entiende determinar si la energía térmica en el fluido térmico es suficiente para contribuir al calentamiento de la cabina y/o el sistema de almacenamiento de energía. Por ejemplo, esto se puede hacer determinando si el fluido térmico está caliente lo suficiente para contribuir al calentamiento de la cabina y/o al sistema de almacenamiento de energía. Alternativamente, la energía térmica disponible puede calcularse en base a la temperatura del fluido térmico y la velocidad de la bomba.
La segunda válvula puede ser una válvula de tres vías, o un conjunto de válvula o válvula correspondiente que tiene la misma funcionalidad.
Si hay un calor excesivo en el circuito de enfriamiento, el fluido térmico se pasa al calentador, a través de la primera salida de la primera válvula. Por lo tanto, el calentador necesita calentar el fluido térmico menos, o no en absoluto, para lograr la misma temperatura que sin el calor del fluido térmico para enfriar el componente del vehículo. Si el fluido térmico tiene suficiente energía térmica, el calentador no necesita calentar el fluido térmico en absoluto. En consecuencia, la energía necesaria del sistema de almacenamiento de energía para calentar la cabina y el sistema de almacenamiento de energía se reduce o incluso es nula.
La temperatura del fluido térmico en la entrada de la primera válvula proporciona una indicación de si hay un exceso de calor en el fluido térmico que se ha utilizado para enfriar el componente del vehículo. El sistema de gestión térmica está dispuesto de modo que se pueda usar el exceso de calor para enfriar el componente del vehículo para calentar la cabina, así como el sistema de almacenamiento de energía. Para la cabina, el calor se proporciona a una unidad de enfriamiento y calefacción, por ejemplo, una unidad HVAC de calefacción, ventilación y aire acondicionado, dispuesta en la cabina.
Usando los datos del sensor de temperatura y los datos de entrada asociados con una temperatura medida en la cabina y el sistema de almacenamiento de energía, la unidad de control puede controlar la primera válvula de manera que el exceso de calor del componente del vehículo pueda usarse en la cabina, el sistema de almacenamiento de energía, o en ambos. Por lo tanto, se reduce el uso de energía del sistema de almacenamiento de energía para calentar la cabina y el sistema de almacenamiento de energía. En consecuencia, la energía en el sistema de almacenamiento de energía durará más, y el sistema de almacenamiento de energía debe cargarse con menos frecuencia.
Se utiliza el mismo calentador para calentar tanto la cabina como el sistema de almacenamiento de energía. Al minimizar la cantidad de calentadores, se minimiza el peso del sistema. Además, durante el funcionamiento del vehículo eléctrico, es el sistema de almacenamiento de energía que alimenta cualquier calentador. Por lo tanto, también es una ventaja que solo se use un calentador para todo el calentamiento en el sistema de gestión térmica. El coste también se reduce teniendo solo un calentador.
Preferiblemente, el fluido térmico de la primera válvula se pasa directamente al calentador, sin pasar por otros circuitos o componentes de control térmico, tales como intercambios de calor, que pueden causar el enfriamiento del fluido térmico y, en consecuencia, reducir el ahorro de energía.
El calentador está dispuesto, por ejemplo, para calentar la cabina cuando la temperatura de la cabina está más fría que una temperatura seleccionada por el usuario y para proporcionar calor al intercambiador de calor cuando el sistema de almacenamiento de energía está más frío que una temperatura mínima.
La unidad de control puede seleccionar pasar todo el fluido térmico desde el calentador a la cabina, o para pasar todo el fluido térmico del calentador al intercambiador de calor para calentar el sistema de almacenamiento de energía, o para pasar una parte del fluido térmico a la cabina y la otra parte al intercambiador de calor.
Según algunos aspectos, la unidad de control está dispuesta para controlar la segunda válvula de modo que el fluido térmico del calentador se proporciona a la cabina, o al sistema de almacenamiento de energía, o a la cabina y al sistema de almacenamiento de energía en base a si la cabina, o el sistema de almacenamiento de energía, o tanto la cabina como el sistema de almacenamiento de energía deben calentarse. La unidad de control puede seleccionar pasar el fluido térmico desde el calentador a la cabina, o al intercambiador de calor para calentar el sistema de almacenamiento de energía, o a ambos. Por lo tanto, el exceso de calor puede distribuirse selectivamente a la cabina y/o al sistema de almacenamiento de energía.
Según algunos aspectos, la unidad de control está configurada para controlar la segunda válvula de modo que el fluido térmico del calentador se distribuya a la cabina y/o al sistema de almacenamiento de energía basándose en información sobre si se va a priorizar el calentamiento de cualquiera de la cabina y el sistema de almacenamiento de energía, y la necesidad real determinada de calentamiento de la cabina, y la necesidad real determinada de calentamiento del sistema de almacenamiento de energía. Por ejemplo, el calentamiento de la cabina puede tener una mayor prioridad que el calentamiento del sistema de almacenamiento de energía, o el calentamiento del sistema de almacenamiento de energía puede tener una mayor prioridad que el calentamiento de la cabina. Esto permite la gestión de la prioridad, lo que puede ser ventajoso.
Según algunos aspectos, la segunda válvula es una válvula proporcional configurada de modo que las salidas primera y segunda pueden estar completamente abiertas o parcialmente abiertas al mismo tiempo y el fluido térmico del calentador puede distribuirse en grados variables a la cabina y al intercambiador de calor. La primera y segunda salidas de la segunda válvula no solo pueden estar completamente abiertas o totalmente cerradas, sino que también están parcialmente abiertas. La primera y segunda salidas pueden estar parcialmente abiertas al mismo tiempo con el mismo o diferentes grados de apertura. Esto hace posible distribuir el fluido desde el calentador a la cabina y/o el intercambiador de calor en función de su necesidad real de calentamiento. Además, es posible realizar una gestión de prioridades y permitir que uno de la cabina y el sistema de almacenamiento de energía se calienten más que el otro.
Preferiblemente, la segunda válvula está configurada de modo que la apertura y el cierre de la primera y segunda salidas pueden controlarse independientemente entre sí y el grado de apertura puede variar entre las salidas primera y segunda. Preferiblemente, la segunda válvula es una válvula programable.
Según algunos aspectos, el circuito de enfriamiento pasa a través de un sistema de enfriamiento pasivo externo, y la unidad de control está dispuesta para hacer circular el fluido térmico de vuelta al sistema de enfriamiento pasivo cuando no hay exceso de calor en el fluido térmico, o si ninguno del sistema de almacenamiento de energía y la cabina deben calentarse. Si el fluido térmico no está lo suficientemente caliente como para contribuir al calentamiento de la cabina y/o el sistema de almacenamiento de energía, el fluido térmico se mantiene en circulación en el circuito de enfriamiento mientras se enfría el componente del vehículo. El fluido térmico se hace circular repetidamente en el circuito de enfriamiento hasta que el sistema de control determina que hay un exceso de calor en el fluido térmico, es decir, el fluido térmico está caliente lo suficiente para contribuir al calentamiento de la cabina y/o al sistema de almacenamiento de energía, y cualquiera o ambos del sistema de almacenamiento de energía y la cabina deben calentarse.
Según algunos aspectos, la primera válvula tiene una segunda salida que puede abrirse y cerrarse en comunicación de fluidos con el sistema de enfriamiento pasivo externo, y la unidad de control está dispuesta para controlar la apertura y el cierre de la segunda salida de la primera válvula de modo que el fluido térmico se hace circular de vuelta al sistema de enfriamiento pasivo cuando no hay exceso de calor en el fluido térmico, o si ninguno del sistema de almacenamiento de energía y la cabina deben calentarse. En este aspecto, la primera válvula puede ser una válvula de tres vías, o un conjunto de válvula o válvula correspondiente que tiene la misma funcionalidad.
Según algunos aspectos, la primera válvula es una válvula proporcional configurada de modo que las salidas primera y segunda pueden abrirse parcialmente al mismo tiempo y el fluido térmico que entra en la entrada de la primera válvula puede distribuirse en grados variables de nuevo al sistema de enfriamiento pasivo y al calentador. Por lo tanto, una parte del fluido que entra en la entrada de la primera válvula puede pasar al calentador mientras que la parte restante se devuelve al sistema de enfriamiento pasivo. Por consiguiente, solo se hace pasar la cantidad de calor necesaria para calentar la cabina y/o el sistema de almacenamiento de energía al calentador.
Según algunos aspectos, la unidad de control está configurada para determinar la necesidad real de calentamiento de la cabina y la necesidad real de calentar el sistema de almacenamiento de energía basándose en los datos recibidos, y para controlar el grado de apertura de la primera salida de la segunda válvula en dependencia de la necesidad real determinada de calentamiento de la cabina, y para controlar el grado de apertura de la segunda salida de la segunda válvula en dependencia de la necesidad real determinada de calentamiento del sistema de almacenamiento de energía. Esto es ventajoso ya que la energía en el fluido del calentador se usa de manera óptima. Otro valor añadido es que la demanda de calentamiento de la cabina o el sistema de almacenamiento de energía puede ser seguida de manera muy precisa e independiente entre sí.
Según algunos aspectos, la segunda válvula está dispuesta con una entrada del calentador, una primera salida a la cabina y una segunda salida al intercambiador de calor, y la unidad de control está dispuesta para controlar el flujo de fluido térmico a través de la segunda válvula. Por lo tanto, la unidad de control controla el flujo a la cabina y el sistema de almacenamiento de energía a través de la segunda válvula. En otras palabras, la unidad de control controla la segunda válvula para controlar si el fluido térmico es para fluir a la cabina, al sistema de almacenamiento de energía o a ambos. Por lo tanto, es posible calentar solo uno de la cabina y el sistema de almacenamiento de energía, o calentar ambos.
Según algunos aspectos, el sistema comprende un sensor de temperatura del calentador dispuesto para medir la temperatura del fluido térmico que entra en el calentador, y la unidad de control está dispuesta para recibir la temperatura medida desde el sensor de temperatura del calentador y para determinar si hay un exceso de calor en el fluido térmico en base a la temperatura medida recibida del fluido térmico desde el primer sensor de temperatura y la temperatura medida desde el sensor de temperatura del calentador. El sensor de temperatura del calentador está dispuesto para medir la temperatura del fluido térmico antes de calentarla por el calentador. El sensor de temperatura del calentador puede estar dispuesto dentro del calentador o en un paso antes de que el fluido térmico entre en el calentador.
Según algunos aspectos, la unidad de control está dispuesta para determinar si la temperatura medida desde el primer sensor de temperatura es más caliente que la temperatura medida desde el sensor de temperatura del calentador, y para controlar la apertura y el cierre de la salida de la primera válvula de modo que el fluido térmico que entra en la entrada de la primera válvula se proporciona al calentador cuando cualquiera del sistema de almacenamiento de energía y la cabina deben calentarse y la temperatura medida del fluido térmico desde el primer sensor de temperatura es más caliente que la temperatura medida desde el sensor de temperatura del calentador. La unidad de control está configurada para determinar que hay un exceso de calor en el fluido térmico cuando la temperatura medida del fluido térmico desde el primer sensor de temperatura es más caliente que la temperatura medida desde el sensor de temperatura del calentador. Por lo tanto, se logra una forma eficiente de determinar si hay un exceso de calor en el fluido térmico que se ha usado para enfriar el componente del vehículo. Si la temperatura medida del fluido térmico desde el primer sensor de temperatura es más caliente que la temperatura medida desde el sensor de temperatura del calentador, el fluido térmico para enfriar el componente del vehículo será útil para calentar la cabina y/o el sistema de almacenamiento de energía.
En otras palabras, si el fluido térmico que enfría el componente del vehículo es más caliente que el fluido térmico que entra en el calentador, el fluido térmico para enfriar el componente del vehículo calentaría el fluido térmico que entra en el calentador y, en consecuencia, hay un exceso de calor en el fluido térmico para enfriar el componente del vehículo.
Según algunos aspectos, el sensor de temperatura del calentador está dispuesto para medir la temperatura del fluido térmico en el calentador. La unidad de control está dispuesta para determinar que hay un exceso de calor en el fluido térmico si la temperatura medida del fluido térmico desde el primer sensor de temperatura es más caliente que la temperatura medida del fluido térmico en el calentador. Si la temperatura medida del fluido térmico desde el primer sensor de temperatura es más caliente que la temperatura medida del fluido térmico en el calentador, el fluido térmico de enfriamiento del componente del vehículo será útil para calentar la cabina y/o el sistema de almacenamiento de energía.
Según algunos aspectos, el sistema de gestión térmica comprende una unidad de enfriamiento dispuesta para enfriar la cabina cuando la cabina está más caliente que una temperatura seleccionada por el usuario y para proporcionar frío al intercambiador de calor para enfriar el sistema de almacenamiento de energía cuando el sistema de almacenamiento de energía es más caliente que una temperatura máxima predeterminada. La misma unidad de enfriamiento también se usa para enfriar tanto la cabina como el sistema de almacenamiento de energía. Al minimizar el número de calentadores y unidades de enfriamiento, se minimiza el peso de la unidad. Dado que, durante el funcionamiento del vehículo eléctrico, es el sistema de almacenamiento de energía el que alimenta el calentador y la unidad de enfriamiento, también es una ventaja que sólo se utilice un calentador y sólo una unidad de enfriamiento para toda la calefacción y refrigeración. El costo también se reduce con una sola unidad de enfriamiento.
Según algunos aspectos, el sistema de gestión térmica comprende una tercera válvula dispuesta con una entrada del sistema de almacenamiento de energía, una primera salida al intercambiador de calor y una segunda salida a un sistema de enfriamiento pasivo externo, y en donde la unidad de control está dispuesta para controlar la apertura y el cierre de la primera salida y la segunda salida de la tercera válvula de modo que un tercer fluido térmico que se usa para calentar o enfriar el sistema de almacenamiento de energía se dirija al intercambiador de calor o al sistema de enfriamiento pasivo externo.
En un caso cuando no hay necesidad de calentar o enfriar el sistema de almacenamiento de energía, la unidad de control puede controlar la tercera válvula de modo que el fluido térmico no pase el intercambiador de calor. La válvula también se puede controlar de modo que el fluido solo pase el intercambiador de calor.
En este aspecto, la tercera válvula puede ser una válvula de tres vías, o un conjunto de válvula o válvula correspondiente que tiene la misma funcionalidad.
Según algunos aspectos, el sistema de gestión térmica comprende un segundo sensor de temperatura, dispuesto para medir la temperatura del fluido térmico que entra en la tercera válvula. La unidad de control está dispuesta para:
- recibir la temperatura medida del tercer fluido térmico del segundo sensor de temperatura,
- controlar la apertura y el cierre de la primera salida y la segunda salida de la tercera válvula en base a la temperatura recibida.
Con la temperatura medida, junto con los datos asociados con una temperatura medida en el sistema de almacenamiento de energía, se conoce si el sistema de almacenamiento de energía necesita calentar o enfriar. La unidad de control puede controlar así la tercera válvula basándose en los datos recibidos. Cabe señalar que el segundo sensor de temperatura puede ser externo al sistema de gestión térmica.
Según algunos aspectos, la primera válvula tiene una segunda salida que puede abrirse y cerrarse y el sistema de gestión térmica comprende una cuarta válvula. La unidad de control está dispuesta para:
- controlar la apertura y cierre de la cuarta válvula de manera que se abra cuando la primera salida de la primera válvula se abra y se cierre cuando la primera salida de la primera válvula está cerrada, y
- controlar la apertura y el cierre de la segunda salida para que se abra cuando la primera salida de la primera válvula se cierra y se abre cuando la primera salida de la primera válvula está cerrada.
Con esto, es posible tener un circuito para el fluido térmico para enfriar el componente del vehículo cuando no hay exceso de calor en el fluido térmico o si la cabina o el sistema de almacenamiento de energía no necesitan calor. Según algunos aspectos, el sistema de gestión térmica comprende una o más bombas y en donde la unidad de control está dispuesta para:
- controlar la velocidad de una o más bombas basándose en los datos recibidos y en la temperatura medida recibida.
Por lo tanto, además de controlar una o más válvulas, la unidad de control también puede controlar el flujo de fluido térmico a través de una o más bombas. Por lo tanto, la unidad de control puede tener más control sobre el sistema y también usar el caudal como un factor cuando se calienta o enfría.
Según algunos aspectos, el intercambiador de calor es un enfriador. Un enfriador es un intercambiador de calor de placa a placa que transfiere energía térmica desde un fluido térmico a otro fluido térmico, o desde un fluido térmico hasta varios fluidos térmicos.
Este objetivo se consigue mediante un vehículo eléctrico como se define en la reivindicación 14. El vehículo comprende una cabina, un sistema de almacenamiento de energía, un componente del vehículo, un circuito de enfriamiento (14a) que incluye un fluido térmico para enfriar el componente del vehículo (4), y el sistema de gestión térmica según la invención. El vehículo es, por ejemplo, de un tipo de corta distancia, tal como bulldózeres y excavadoras, que llevan a cabo trabajo dentro de un área pequeña y no están destinados a desplazarse a larga distancia. El vehículo también puede ser de un tipo de larga distancia, tal como coches, buses y camiones, destinados para el transporte de personas y/o bienes.
Breve descripción de los dibujos
La invención se explicará a continuación más detalladamente mediante la descripción de distintos aspectos y con referencia a los dibujos adjuntos.
La Figura 1 muestra un diagrama esquemático de un sistema de gestión térmica de ejemplo.
La Figura 2 muestra un diagrama esquemático de un sistema de gestión térmica de ejemplo con entrada adicional de un sensor de temperatura.
La Figura 3 muestra un diagrama esquemático de un ejemplo de sistema de gestión térmica con control adicional de una válvula adicional.
La Figura 4 muestra un diagrama esquemático de un sistema de gestión térmica de ejemplo con control adicional de una válvula adicional.
La Figura 5 muestra un diagrama esquemático de un sistema de gestión térmica de ejemplo con entrada adicional de un sensor de temperatura adicional.
La Figura 6 muestra un diagrama esquemático de un sistema de gestión térmica de ejemplo con control adicional de una válvula adicional.
La Figura 7 muestra un diagrama esquemático de un sistema de gestión térmica de ejemplo con un control añadido de una o más bombas.
La Figura 8 muestra un diagrama esquemático de un sistema de gestión térmica de ejemplo con ejemplos de sensores de temperatura, bombas, sensores de presión y una válvula de expansión térmica añadidos.
Descripción detallada
La presente invención no se limita a las realizaciones expuestas, sino que puede variarse y modificarse dentro del alcance de las siguientes reivindicaciones. Por ejemplo, se pueden añadir bombas, sensores de temperatura y sensores de presión a muchos lugares diferentes en el sistema de gestión térmica. Algunos ejemplos de dónde puede ser ventajoso añadir bombas, sensores de temperatura y/o sensores de presión se describen a continuación.
Los aspectos de la presente invención se describirán más completamente de aquí en adelante con referencia a las figuras adjuntas. El sistema de gestión térmica descrito en la presente memoria puede, sin embargo, realizarse en muchas formas diferentes y no deben interpretarse como limitados a los aspectos expuestos en la presente memoria. Los números similares en los dibujos se refieren a elementos similares en toda la descripción.
La terminología usada en la presente memoria tiene únicamente el fin de describir aspectos particulares de la descripción y no se pretende que limite la invención.
Como se usan en la presente memoria, las formas singulares “ un” , “ una” y “el/la” pretenden incluir asimismo las formas plurales, a menos que el contexto indique claramente lo contrario. A menos que se defina lo contrario, todas las expresiones (incluidas expresiones técnicas y científicas) usadas en la presente memoria tienen el mismo significado que entendería comúnmente un experto en la técnica a la que pertenece la presente invención.
Los componentes con líneas de puntos en las figuras representan partes del vehículo, tal como, una cabina 2, un sistema 3 de almacenamiento de energía, un componente del vehículo 4 y un sistema 25 de enfriamiento pasivo, una unidad de enfriamiento 10, un primer circuito de enfriamiento 14a que incluye un primer fluido térmico para enfriar el componente del vehículo 4, un segundo circuito de enfriamiento 14b que incluye un segundo fluido térmico para enfriar la cabina 2, y un tercer circuito de enfriamiento 14c que incluye un tercer fluido térmico para enfriar el sistema 3 de almacenamiento de energía. Los circuitos de enfriamiento 14a-c pasan a través del sistema 25 de enfriamiento pasivo para enfriar el fluido térmico en los circuitos de enfriamiento 14a-c. El primer y tercer fluidos térmicos pueden comprender agua y glicol, o aceite. El segundo fluido térmico puede comprender un gas refrigerante. Los circuitos de enfriamiento 14a-c se ilustran como líneas de puntos y flechas en relación con las líneas muestran las direcciones de flujo de los fluidos térmicos. Los fluidos térmicos se transportan en pasajes en los circuitos de enfriamiento 14a-c. Los pasajes son, por ejemplo, tuberías.
Los componentes con líneas continuas representan partes incluidas en el sistema de gestión térmica.
Como también se indica en la sección de antecedentes, un sistema de almacenamiento de energía se define aquí como cualquier tipo de paquete de baterías o serie de baterías para alimentar el motor eléctrico del vehículo eléctrico. En otras palabras, cuando se usa el término sistema de almacenamiento de energía en esta invención, se incluye una batería singular o una pluralidad de baterías en el término. Un sistema de almacenamiento de energía para un vehículo eléctrico generalmente comprende varias baterías en serie.
Un componente del vehículo es cualquier componente del vehículo eléctrico que requiere enfriamiento con un fluido térmico. Por ejemplo, el componente del vehículo puede ser cualquier tipo de motor eléctrico, inversor o convertidor CC/CC.
La Figura 1 muestra un diagrama esquemático de un sistema de gestión térmica de ejemplo 1. El sistema 1 de gestión térmica es para controlar la temperatura en una cabina 2 y un sistema 3 de almacenamiento de energía de un vehículo eléctrico que incluye un componente del vehículo 4.
El sistema 1 de gestión térmica comprende un intercambiador de calor 5 dispuesto para calentar el sistema 3 de almacenamiento de energía, un calentador 6 dispuesto para calentar la cabina 2 cuando la temperatura de la cabina está más fría que una temperatura seleccionada por el usuario, y para proporcionar calor al intercambiador de calor 5 cuando el sistema 3 de almacenamiento de energía está más frío que una temperatura mínima. Cabe señalar que se utiliza el mismo calentador 6 para calentar tanto la cabina 2 como el sistema 3 de almacenamiento de energía. El calentador es alimentado por el sistema 3 de almacenamiento de energía, pero también puede ser alimentado por una fuente de alimentación externa cuando el vehículo eléctrico está conectado a tal, por ejemplo, cuando se carga.
El intercambiador de calor 5 está dispuesto para transferir energía térmica desde un fluido térmico a otro fluido térmico, o de un fluido a varios fluidos. El intercambiador de calor 5 es, por ejemplo, un enfriador. Un enfriador es un intercambiador de calor de placa a placa que transfiere energía térmica desde un fluido térmico a otro fluido térmico, o desde un fluido térmico hasta varios fluidos térmicos. El calentador 6 es, por ejemplo, un calentador de alta tensión, un calentador de resistencia de baja tensión o un calentador de tipo PTC o un calentador alimentado con CA. También podría ser la parte de condensación de un sistema de bomba de calor. El calentador 6 puede ser cualquier calentador para calentar fluidos térmicos adecuados para disponerse en un vehículo eléctrico.
El sistema 1 comprende una primera válvula 7 dispuesta en el circuito de enfriamiento 14a después del componente del vehículo 4. La primera válvula 7 tiene una entrada 7a dispuesta para recibir el fluido térmico del componente del vehículo 4, fluido térmico que se ha usado para enfriar el componente del vehículo 4. La primera válvula 7 tiene una primera salida 7b que puede abrirse y cerrarse en comunicación fluida con el calentador 6. En otras palabras, la primera válvula 7 recibe fluido térmico que se ha utilizado para enfriar el componente 4 del vehículo eléctrico. La primera válvula 7 tiene una segunda salida 7c que puede abrirse y cerrarse dispuesta para circular el fluido térmico de vuelta al sistema 25 de enfriamiento pasivo. Preferiblemente, la primera válvula es de un tipo que hace posible controlar la apertura y el cierre de las salidas primera y segunda independientemente entre sí, de modo que es posible tener ambas salidas abiertas al mismo tiempo, una de las salidas abierta y la otra cerrada, y controlar cuánto de salida se va a abrir cada salida. Por lo tanto, es posible controlar el tamaño de las porciones del flujo que pasan a través de cada una de las salidas.
El fluido térmico se transporta en un paso en el primer circuito de enfriamiento 14a, siendo el paso por ejemplo tuberías. El fluido térmico en el primer circuito de enfriamiento 14a pasa a través del sistema 25 de enfriamiento pasivo y además al componente del vehículo 4 para enfriar el componente del vehículo. El fluido pasa por el componente del vehículo 4 y fluye más hacia la entrada 7a de la primera válvula 7. A continuación, el fluido puede pasar al calentador 6 a través de la primera salida 7b o puede someterse a un círculo de vuelta al sistema 25 de enfriamiento pasivo a través de la segunda salida 7c de la primera válvula 7. El fluido térmico pasa al calentador 6 si la primera salida 7b está abierta, de lo contrario, el fluido térmico pasa de vuelta al sistema de enfriamiento 25.
La primera válvula 7 puede ser cualquier tipo de válvula de conjunto de válvula con una entrada y dos salidas. Por ejemplo, la válvula 7 es una válvula de tres vías. La válvula 7 es una válvula que puede controlarse a través de señales desde una unidad de control, ya sea mediante señales por cable o inalámbricas. Lo mismo se aplica a las válvulas segunda y tercera 11, 12 descritas a continuación. Por ejemplo, la primera válvula 7 es una válvula proporcional configurada de modo que las salidas primera y segunda 7b, 7c pueden abrirse parcialmente al mismo tiempo y el fluido térmico que entra en la entrada 7a de la primera válvula 7 puede distribuirse en grados variables de nuevo al sistema de enfriamiento pasivo y al calentador. Por lo tanto, solo una parte del fluido puede pasar al calentador mientras que la parte restante se devuelve al sistema de enfriamiento pasivo.
El sistema 1 de gestión térmica comprende una unidad de control 9 para controlar componentes, tales como válvulas y bombas, del sistema 1 de gestión térmica.
El sistema 1 comprende un primer sensor 8 de temperatura dispuesto en el primer circuito de enfriamiento 14a para medir la temperatura del fluido térmico que entra en la entrada 7a de la primera válvula. El sensor 8 de temperatura está dispuesto para medir la temperatura del fluido térmico que se ha utilizado para enfriar el componente del vehículo 4, cuyo fluido térmico es recibido por la primera válvula 7. El primer sensor 8 de temperatura está dispuesto, por ejemplo, en la primera válvula 7 o en un paso, tal como un tubo, antes de que el fluido térmico entre en la primera válvula 7.
El sistema 1 de gestión térmica comprende una segunda válvula 11 que puede usarse para pasar selectivamente el fluido térmico desde el calentador 6 a la cabina para calentar la cabina, o al intercambiador de calor 5 para calentar el sistema de almacenamiento de energía, o a ambos. La segunda válvula 11 tiene una entrada 11a dispuesta para recibir fluido térmico desde el calentador 6 y puede abrirse y cerrarse la primera salida 11b conectada a la cabina 2 y dispuesta para pasar el fluido térmico desde el calentador 6 a la cabina 2 cuando se abre. La segunda válvula 11 tiene una segunda salida 11 c que puede abrirse y cerrarse conectada al intercambiador de calor 5 y dispuesta para pasar el fluido térmico desde el calentador 6 al intercambiador de calor 5 cuando se abre. La unidad de control 9 está configurada para controlar la válvula 11 y, en consecuencia, controlar si el fluido térmico del calentador 6 se va a usar para calentar la cabina 2 o el sistema 3 de almacenamiento de energía, o ambos, o es capaz de poner más calor a uno de ambos.
El vehículo comprende un segundo circuito de enfriamiento 14b para enfriar la cabina 2. El segundo circuito de enfriamiento 14b dirige el fluido desde el sistema 25 de enfriamiento pasivo a la cabina, desde la cabina a través de la unidad de enfriamiento 10, y luego vuelve al sistema 25 de enfriamiento pasivo. El segundo sistema de enfriamiento también puede usarse para enfriar el sistema 3 de almacenamiento de energía a través del intercambiador de calor 5.
El vehículo comprende un tercer circuito de enfriamiento 14c para enfriar el sistema 3 de almacenamiento de energía cuando necesita enfriamiento. El tercer circuito de enfriamiento 14c dirige el fluido desde el sistema 25 de enfriamiento pasivo al sistema 3 de almacenamiento de energía, a través del sistema 3 de almacenamiento de energía y luego de vuelta al sistema de enfriamiento 25. El sistema de gestión térmica puede comprender una tercera válvula 12 para dirigir el tercer fluido térmico al intercambiador de calor 5. La tercera válvula 12 comprende una entrada 12a y una primera y una segunda salida que puede abrirse y cerrarse 12b, 12c. La tercera válvula 12 puede usarse para pasar selectivamente el fluido térmico desde el sistema 3 de almacenamiento de energía al intercambiador de calor 5 a través de la primera salida 12b, o de vuelta al sistema 25 de enfriamiento pasivo a través de la segunda salida 12c. El tercer fluido térmico desde la segunda salida 12c de la tercera válvula 12 puede calentarse y enfriarse en el intercambiador de calor 5. Cuando se va a enfriar el tercer fluido térmico, se enfría a través del intercambiador de calor 5 por el segundo fluido térmico, y cuando se calienta el tercer fluido térmico, se calienta a través del intercambiador de calor 5 por el fluido térmico del calentador 6. La unidad de control 9 está configurada para controlar la tercera válvula 12 y, en consecuencia, controlar si el fluido térmico del sistema 3 de almacenamiento de energía debe pasar al intercambiador de calor 5 o al sistema 25 de enfriamiento pasivo.
El sistema 1 de gestión térmica puede comprender además una cuarta válvula 13 que tiene una entrada 13a conectada a la primera salida 7b de la primera válvula 7 y una salida 13b conectada al sistema 25 de enfriamiento pasivo. La unidad de control 9 puede entonces disponerse para controlar S10 la apertura y cierre de la cuarta válvula 13 de manera que se abra cuando la primera salida 7b de la primera válvula 7 se abra, y se cierre cuando la primera salida 7b de la primera válvula 7 se cierra, y para controlar S11 la apertura y cierre de la segunda salida 7c para que se abra cuando la primera salida 7b de la primera válvula 7 se cierra y se cierra cuando la primera salida 7b de la primera válvula 7 se abre, como se muestra en la Figura 6.
Con esto, es posible hacer circular el primer fluido térmico en el primer circuito de enfriamiento 14a para enfriar el componente del vehículo 4 cuando no hay un exceso de calor en el fluido térmico, o si la cabina 2 o el sistema 3 de almacenamiento de energía no necesita ningún calor. El primer fluido térmico se mantiene en circulación en el primer circuito de enfriamiento 14a hasta que cualquiera de la cabina 2 y el sistema 3 de almacenamiento de energía necesita calentarse y hay un exceso de calor en el fluido térmico.
La unidad de control 9 está dispuesta para:
- recibir S1 la temperatura medida del fluido térmico del primer sensor 8 de temperatura,
- recibir S2 datos asociados con una temperatura medida en la cabina 2,
- recibir S3 datos asociados con una temperatura medida en el sistema 3 de almacenamiento de energía,
- determinar S4 si se necesita calentar cualquiera de la cabina 2 o el sistema 3 de almacenamiento de energía, basándose en los datos recibidos,
- determinar S5 si hay exceso de calor en el fluido térmico que ingresa a la primera válvula 7 basándose en la temperatura medida recibida del fluido térmico desde el primer sensor 8 de temperatura,
- controlar S6 la apertura y cierre de la primera salida 7b de la primera válvula 7 de modo que el fluido térmico se proporciona al calentador 6 a través de la primera salida 7b de la primera válvula 7 cuando hay un exceso de calor en el fluido térmico y cualquiera del sistema 3 de almacenamiento de energía y la cabina 2 necesita calentar, y
- controlar S7 la segunda válvula 11 de modo que el fluido térmico del calentador 6 se distribuye a la cabina 2 y/o al intercambiador de calor 5 en base a la necesidad de calentamiento de la cabina y del sistema de almacenamiento de energía.
La unidad de control está configurada para determinar si hay un exceso de calor en el fluido térmico que entra en la primera válvula 7. Esto se puede hacer de diferentes maneras. Una forma simple de determinar si hay un exceso de calor en el fluido térmico es comparar la temperatura medida del primer sensor de temperatura con un valor límite predeterminado. En tal caso, el fluido térmico que entra en la primera válvula se distribuye al calentador cuando la temperatura medida desde el primer sensor de temperatura está por encima del valor límite, y cualquiera del sistema de almacenamiento de energía y la cabina deben calentarse, y el fluido térmico que entra en la primera válvula se distribuye de nuevo al sistema 25 de enfriamiento pasivo cuando la temperatura medida del primer sensor de temperatura está por debajo del valor límite.
Otra alternativa es medir la temperatura del fluido térmico que entra en el calentador 6, y determinar si hay un exceso de calor en el fluido térmico en función de la diferencia entre la temperatura medida del fluido térmico que entra en la primera válvula 7 y la temperatura medida del fluido térmico que entra en el calentador.
Una alternativa adicional es calcular cuánta energía térmica está en el fluido que entra en la primera válvula. Por ejemplo, la energía térmica disponible puede calcularse basándose en el flujo actual del fluido térmico (normalmente en litros por minuto) en el primer circuito de enfriamiento 14a y la temperatura del fluido térmico que entra en la primera válvula 7. El flujo de corriente de fluido puede determinarse en función de la velocidad de las bombas en el primer circuito de enfriamiento 14a.
La demanda de calentamiento del sistema de almacenamiento de energía y la cabina se conoce en base a la especificación de los componentes y la necesidad actual, y es posible calcular cuánto “calor” se necesita para añadir a través del calentador para calentar el fluido térmico o mantenerlo en estado estacionario.
El sistema 1 de gestión térmica está dispuesto de manera que el exceso de calor procedente del enfriamiento del componente 4 del vehículo pueda usarse para calentar la cabina 2 y el sistema 3 de almacenamiento de energía. El mismo calentador 6 en el sistema se utiliza para calentar tanto la cabina 2 como el sistema 3 de almacenamiento de energía. Usando los datos del sensor de temperatura y los datos de entrada asociados con una temperatura medida en la cabina 2 y el sistema 3 de almacenamiento de energía, la unidad de control 9 puede controlar la primera válvula 7 de modo que el exceso de calor del componente 4 de vehículo pueda usarse en la cabina 2, el sistema 3 de almacenamiento de energía, o en ambos.
La unidad de control 9 puede estar configurada, por ejemplo, para controlar la segunda válvula 11 de modo que el fluido térmico del calentador 6 se distribuya a la cabina 2 y/o al sistema 3 de almacenamiento de energía basándose en información sobre si se va a priorizar el calentamiento de cualquiera de la cabina y el sistema de almacenamiento de energía, y la necesidad real determinada de calentamiento de la cabina, y la necesidad real determinada de calentamiento del sistema de almacenamiento de energía. Por ejemplo, el calentamiento de la cabina puede tener una mayor prioridad que el calentamiento del sistema de almacenamiento de energía, o el calentamiento del sistema de almacenamiento de energía puede tener una mayor prioridad que el calentamiento de la cabina. Esto permite la gestión de la prioridad, lo que puede ser ventajoso. Por ejemplo, la cabina necesita normalmente solo 5 kW de rendimiento de enfriamiento y la batería necesita 10 kW: y el sistema tiene un calentador con 10 kW-debido a la necesidad de la batería, es posible priorizar el calentamiento de la cabina y usar estos 10 kW solo para la cabina y, por lo tanto, calentar muy rápidamente, y empezar a calentar la batería después de que la cabina se haya calentado a una temperatura deseada. La información con respecto a la prioridad del calentamiento puede ser recibida, por ejemplo, por la unidad de control 9 en forma de un comando de prioridad de un usuario del vehículo, o puede almacenarse como en un almacenamiento de datos de la unidad de control 9, como una elección de prioridad predeterminada.
Al minimizar la cantidad de calentadores, se minimiza el peso del sistema. Además, durante el funcionamiento del vehículo eléctrico, es el sistema 3 de almacenamiento de energía que alimenta cualquier calentador. Por lo tanto, también es una ventaja que solo un calentador 6 se use para todo el calentamiento en el sistema 1 de gestión térmica. El coste también se reduce teniendo solo un calentador 6.
Los pasos S1 a S6 se ilustran en la Figura 1. La unidad de control 9 comprende circuitos de procesamiento para procesar datos y comprende circuitos de comunicación o está conectada a circuitos de comunicación para recibir datos de sensores y enviar instrucciones para los componentes que está controlando. La comunicación entre la unidad de control 9 y los componentes, es decir, cualquier válvula, bombas, sensores de presión y/o válvulas de expansión térmica, puede comprender comunicación por cable o inalámbrica.
La unidad de control 9 comprende circuitos de procesamiento para procesar los datos del sensor recibidos desde el primer sensor, la cabina y el sistema 3 de almacenamiento de energía y para enviar instrucciones a los componentes que controla, tales como las válvulas 7, 11, 12 y 13. La unidad de control 9 puede comprender porciones de código de software, tales como un programa informático, que comprende instrucciones para procesar los datos del sensor y para generar señales de control a los componentes que controla, y hardware, tal como un procesador, memoria y dispositivos de entrada/salida, para llevar a cabo las instrucciones de las porciones de código de software.
Los datos asociados con una temperatura medida en la cabina 2 pueden ser datos que indican una temperatura real en la cabina 2 o un número de grados que la cabina 2 es diferente de la temperatura deseada. Por ejemplo, si la cabina 2 está configurada para ser de 22 0C para ser cómoda para un operador del vehículo eléctrico, y la temperatura real es 20 0C, los datos asociados con una temperatura medida en la cabina 2 pueden ser 20 °C. En tal caso, la unidad de control 9 compara la temperatura deseada con la temperatura medida para determinar que se necesita más calor. También puede ser que los datos asociados con una temperatura medida en la cabina 2 sean -2 0C para indicar que la cabina 2 necesita dos más grados para alcanzar la temperatura deseada. También puede ser que los datos asociados con una temperatura medida solo dan una indicación de que se necesita más calor, sin un número específico. También puede ser que los datos asociados con una temperatura medida se dan en porcentaje donde, por ejemplo, 0 % es una indicación de que no se requiere calentamiento o enfriamiento, y cada porcentaje representa un número predeterminado de grados a cambiar.
Los datos asociados con una temperatura medida en el sistema 3 de almacenamiento de energía pueden estar en una forma correspondiente. Se envía una temperatura real a la unidad de control 9, y en el caso de grandes paquetes de baterías, la temperatura real puede ser un promedio de varios sensores de temperatura dispuestos en diferentes ubicaciones en el sistema 3 de almacenamiento de energía, o la diferencia entre la temperatura real se envía, o solo una indicación de si el sistema 3 de almacenamiento de energía necesita ser calentado.
Los datos asociados con una temperatura medida en la cabina 2 y el sistema 3 de almacenamiento de energía también pueden indicarse de otras formas que las descritas anteriormente.
Para determinar S4 si se va a calentar cualquiera de la cabina 2 o el sistema 3 de almacenamiento de energía, basándose en los datos recibidos, puede ser diferente dependiendo de la forma en que los datos recibidos indiquen la temperatura medida como se discutió anteriormente. Si se recibe una temperatura real de la cabina 2 o del sistema 3 de almacenamiento de energía, determinar S4 si se va a calentar cualquiera de la cabina 2 o el sistema 3 de almacenamiento de energía puede comprender comparar los datos recibidos con una lista de referencia o a una temperatura deseada previamente recibida de la cabina 2. Si hay una diferencia en la temperatura deseada y temperatura real, la determinación puede ser detectar si la cabina 2 o el sistema 3 de almacenamiento de energía está demasiado caliente o demasiado frío. Si los datos asociados con una temperatura medida solo dan una indicación de que se necesita más calor, entonces la determinación puede ser solo para comprobar los datos recibidos.
Para controlar S6 la apertura y cierre de la primera salida 7b de la primera válvula 7, de modo que el fluido térmico se proporciona al calentador 6 a través de la primera salida 7b de la primera válvula 7 cuando hay un exceso de calor en el fluido térmico y cualquiera del sistema 3 de almacenamiento de energía y la cabina 2 debe ser calentado, puede comprender enviar una señal a la válvula con instrucciones para abrir la primera salida 7b. Esto se hace cuando el fluido térmico del componente 4 de vehículo está tan caliente que se puede usar para calentar la cabina 2 o el sistema 3 de almacenamiento de energía.
La unidad de control 9 también puede estar dispuesta para comunicarse con el vehículo eléctrico y recibir instrucciones, dar retroalimentación al vehículo eléctrico, así como recibir y transmitir estados del vehículo eléctrico y el sistema de gestión térmica y posibles errores en el sistema 1 de gestión térmica. o los componentes usados.
Cabe señalar que hay partes ilustradas en las Figuras 1-7 que no son partes del sistema 1 de gestión térmica. Por ejemplo, el componente 4 de vehículo, y su sistema de enfriamiento con fluido térmico, son partes del vehículo. Además, un sistema 25 de enfriamiento pasivo, a menudo está presente en vehículos eléctricos pero no forma parte del sistema 1 de gestión térmica descrito. La cabina 2 y el sistema de calentamiento y enfriamiento, por ejemplo, HVAC, de la cabina 2 son partes del vehículo y no están incluidas en el sistema 1 de gestión térmica. Una unidad de enfriamiento 10 es opcional en el sistema y se describe a continuación. Las válvulas 11, 12 y 13 también son opcionales para el sistema.
En la Figura 1, se ilustra un ejemplo de cómo se puede conectar el sistema 1 de gestión térmica a partes en el vehículo. Tres circuitos de enfriamiento 14a-c para el enfriamiento pasan el sistema 25 de enfriamiento pasivo del vehículo. El primer circuito de enfriamiento 14a se utiliza para enfriar el componente del vehículo 4 del vehículo eléctrico. El sistema I de gestión térmica comprende un sensor 8 de temperatura para determinar si hay un exceso de calor en el fluido térmico. Esto significa determinar si el fluido térmico utilizado para enfriar el componente externo está caliente lo suficiente para contribuir al calentamiento de la cabina y al sistema de almacenamiento de energía. Si no, el fluido térmico puede someterse a un círculo de vuelta al sistema 25 de enfriamiento pasivo a través de la segunda salida 7c de la primera válvula 7. Si hay un exceso de calor, el fluido térmico puede pasar al calentador 6, a través de la primera salida 7b de la válvula 7 de modo que el calentador pueda calentar el fluido térmico menos que sin el calor del fluido térmico del componente del vehículo. En este ejemplo, el sistema 1 de gestión térmica comprende una segunda válvula I I que puede usarse para controlar si el fluido térmico debe usarse para calentar la cabina, o el sistema de almacenamiento de energía a través del intercambiador de calor, o ambos.
El segundo circuito de enfriamiento 14b pasa el sistema 25 de enfriamiento pasivo y pasa a través de la unidad de enfriamiento 10, y un segundo fluido térmico en el segundo circuito de enfriamiento 14b se usa para enfriar la cabina y/o el sistema de almacenamiento de energía a través del intercambiador de calor 5.
El sistema de gestión térmica puede comprender una tercera válvula 12. El tercer circuito de enfriamiento 14c se usa para enfriar el sistema de almacenamiento de energía y se conecta selectivamente al intercambiador de calor 5 a través de la tercera válvula 12. El tercer fluido térmico del tercer circuito de enfriamiento 14c puede calentarse y enfriarse en el intercambiador de calor. Cuando se va a enfriar, se enfría a través del intercambiador de calor por el segundo fluido térmico y cuando se calienta, se calienta a través del intercambiador de calor por el fluido térmico desde el calentador 6.
El sistema de gestión térmica puede comprender un sensor 6a de temperatura del calentador dispuesto para medir la temperatura del fluido térmico que entra en el calentador 6. La unidad de control 9 está dispuesta para recibir (S5a) la temperatura medida desde el sensor 6a de temperatura del calentador y para determinar (S5) si hay un exceso de calor en el fluido térmico en base a la temperatura medida recibida desde el primer sensor 8 de temperatura y la temperatura medida desde el sensor 6a de temperatura del calentador. El sensor 6a de temperatura del calentador está dispuesto para medir la temperatura del fluido térmico antes de calentarla por el calentador. El sensor 6a de temperatura del calentador puede estar dispuesto dentro del calentador 6 de modo que el sensor 6a de temperatura del calentador mide la temperatura del fluido térmico en el calentador 6, como se ilustra en la Figura 2. El sensor 6a de temperatura del calentador también puede disponerse fuera del calentador 6 como un componente separado. El sensor 6a de temperatura del calentador puede, por ejemplo, disponerse en un pasaje, por ejemplo, tuberías, antes de que el fluido térmico entre en el calentador 6. El calentador puede incluir un elemento calentador dispuesto en una carcasa, y el sensor 6a de temperatura del calentador puede disponerse en la misma carcasa que el elemento calentador.
En una realización alternativa, el sistema puede comprender un segundo sensor de temperatura del calentador dispuesto para medir la temperatura del fluido térmico que sale del calentador, y la unidad de control está configurada para determinar si hay un exceso de calor en el fluido térmico en base a las temperaturas medidas de los sensores de temperatura del calentador primero y segundo. Los sensores de temperatura del calentador primero y segundo pueden disponerse en la misma carcasa que el elemento calentador. Es ventajoso medir la temperatura antes, así como después del calentador, ya que permite calcular hacia atrás la potencia de calentamiento aplicada, ya que el flujo de volumen es conocido y es posible comprobar con este cálculo si el calentador funciona correctamente.
Con el conocimiento de la temperatura de salida, se conoce la temperatura en el fluido después de que se ha calentado.
En ese caso, para determinar S5 si hay un exceso de calor en el fluido térmico en base a la temperatura medida recibida del fluido térmico comprende recibir S5a la temperatura medida del fluido térmico desde el sensor de temperatura del calentador, y determinar S5b si la temperatura medida del fluido térmico del primer sensor 8 de temperatura es la garantía de la temperatura medida del fluido térmico en el calentador 6. Por lo tanto, se logra una forma eficiente de determinar si hay un exceso de calor en el fluido térmico que se ha usado para enfriar el componente del vehículo. Si la temperatura medida del fluido térmico desde el primer sensor de temperatura es más caliente que la temperatura medida del fluido térmico en el calentador, el fluido térmico de enfriamiento del componente del vehículo será útil para calentar la cabina y/o el sistema de almacenamiento de energía. En otras palabras, si el fluido térmico que enfría el componente del vehículo es más caliente que el fluido térmico que entra en el calentador, el fluido térmico para enfriar el componente del vehículo calentaría el fluido térmico que entra en el calentador y, en consecuencia, hay un exceso de calor en el fluido térmico para enfriar el componente del vehículo.
Una forma alternativa de determinar S5, si hay un exceso de calor en el fluido térmico utilizado para enfriar el componente del vehículo 4 en base a la temperatura medida recibida del fluido térmico, es comparar la temperatura medida recibida en el fluido térmico utilizado para enfriar el componente del vehículo 4 a una temperatura del fluido térmico medido en un cuarto sensor 18 de temperatura, que se describe más adelante en asociación con la Figura 8.
El sistema 1 de gestión térmica puede comprender una unidad de enfriamiento 10 dispuesta para enfriar la cabina 2 cuando la cabina 2 es más caliente que una temperatura seleccionada por el usuario y para proporcionar frío al intercambiador de calor 5 para enfriar el sistema 3 de almacenamiento de energía cuando el sistema 3 de almacenamiento de energía es más caliente que una temperatura máxima predeterminada. La misma unidad de enfriamiento 10 también se usa para enfriar tanto la cabina 2 como el sistema 3 de almacenamiento de energía. Al minimizar el número de calentadores y unidades de enfriamiento, se minimiza el peso de la unidad. Dado que, durante el funcionamiento del vehículo eléctrico, es el sistema 3 de almacenamiento de energía el que alimenta el calentador 6 y la unidad de enfriamiento 10, también es una ventaja que sólo se utilice un calentador 6, y sólo una unidad de enfriamiento 10 para toda la calefacción y enfriamiento. El coste del sistema también se minimiza al tener solo un calentador 6 y una unidad de enfriamiento 10.
La unidad de enfriamiento 10 es, por ejemplo, un compresor que, junto con una válvula de expansión térmica dispuesta en asociación con un evaporador en la cabina y el intercambiador de calor, forma dos máquinas de refrigeración. En tal caso, el segundo circuito de enfriamiento 14b que está conectado al compresor 10 es para transportar un segundo fluido térmico en forma de vapor térmico. La unidad de enfriamiento 10 también puede ser un sistema de bomba de calor.
La unidad de control 9 también puede disponerse para controlar la potencia al calentador 6 y, por lo tanto, cuánto se debe calentar el fluido térmico que fluye a través del calentador 6. El control puede basarse en los mismos parámetros que el control de la primera válvula 7, es decir, la temperatura del fluido térmico y los datos asociados con la temperatura de la cabina 2 y/o el sistema 3 de almacenamiento de energía.
La Figura 3 muestra un diagrama esquemático de un ejemplo de sistema 1 de gestión térmica con control adicional de una válvula adicional. El sistema 1 de gestión térmica puede comprender una segunda válvula 11, que puede ser una válvula de tres vías, dispuesta con una entrada 11a desde el calentador 6, una primera salida 11b a la cabina 2 y una segunda salida 11c al intercambiador de calor 5, y la unidad de control 9 está dispuesta para controlar el flujo de fluido térmico a través de la segunda válvula 11. La unidad de control 9 controla así el flujo a la cabina 2 y el sistema 3 de almacenamiento de energía a través de la segunda válvula 11. En otras palabras, la unidad de control 9 controla la segunda válvula 11 y, por lo tanto, si el fluido térmico debe fluir desde el calentador 6 a la cabina 2, al sistema 3 de almacenamiento de energía o a ambos.
Para controlar la segunda válvula 11, la unidad de control 9 puede estar dispuesta para controlar S7 la apertura y cierre de la primera salida 11b de la segunda válvula 11 de modo que el fluido térmico se proporciona a la cabina 2 cuando hay un exceso de calor en el fluido térmico, y la cabina 2 debe calentarse, y controlar la apertura y cierre de la segunda salida 11c de la segunda válvula 11 de modo que el fluido térmico se proporcione al intercambiador de calor 5 cuando hay un exceso de calor en el fluido térmico y el sistema 3 de almacenamiento de energía debe calentarse.
Por ejemplo, la segunda válvula 11 es una válvula proporcional configurada de modo que las salidas primera y segunda 11b, 11c pueden abrirse completamente o abrirse parcialmente al mismo tiempo y el fluido térmico del calentador 6 puede distribuirse en grados variables a la cabina y al intercambiador de calor. La segunda válvula 11 es preferiblemente una válvula programable. Preferiblemente, la segunda válvula está configurada de modo que la apertura y el cierre de la primera y segunda salidas 11b, 11c pueden controlarse independientemente entre sí y el grado de apertura puede variar entre las salidas primera y segunda. Esto hace posible distribuir el fluido desde el calentador a la cabina y/o el intercambiador de calor en función de su necesidad real de calentamiento.
En un aspecto, la unidad de control 9 se configura para:
- determinar la necesidad real de calentar la cabina 2 basándose en los datos recibidos asociados con la temperatura medida en la cabina y una temperatura seleccionada por el usuario en la cabina,
- determinar la necesidad real de calentar el sistema de almacenamiento de energía basándose en los datos recibidos asociados con una temperatura medida en el sistema de almacenamiento de energía y la temperatura mínima,
- controlar el grado de apertura de la primera salida 11b de la segunda válvula dependiendo de la necesidad real determinada de calentamiento de la cabina 2, y
- controlar el grado de apertura de la segunda salida 11c de la segunda válvula en dependencia de la necesidad real determinada de calentamiento del sistema de almacenamiento de energía.
La necesidad de calentar la cabina y el sistema de almacenamiento de energía puede calcularse de diferentes maneras. Para la batería, la potencia de calentamiento necesaria para elevar la temperatura de la batería en 10C en un cierto tiempo normalmente se conoce del OEM/fabricante de la batería. Ese valor puede usarse para calcular la necesidad de calentar, junto con la temperatura ambiente. Alternativamente, la temperatura actual de la batería y la temperatura deseada de la batería se conocen, y solo se calienta a toda velocidad (tantas potencias como disponible) para lograr la temperatura deseada de la batería. Para la cabina, esto normalmente se realiza por la Climate ECU dentro de la cabina. A partir de esto, se recibe un % del valor de calentamiento. Como sabe la demanda de calentamiento, es fácil lograr un valor del 100 % en el cálculo.
La Figura 4 muestra un diagrama esquemático de un ejemplo de sistema 1 de gestión térmica con control adicional de una válvula adicional. El sistema 1 de gestión térmica puede comprender una tercera válvula 12, que puede ser una válvula de tres vías, dispuesta con una entrada 12a del sistema 3 de almacenamiento de energía, una primera salida 12b al intercambiador de calor 5 y una segunda salida 12c a un sistema 25 de enfriamiento pasivo del vehículo, y en donde la unidad de control 9 está dispuesta para controlar S9 la apertura y cierre de la primera salida 12b y la segunda salida 12c de la tercera válvula 12 de modo que un segundo fluido térmico que se usa para calentar o enfriar el sistema 3 de almacenamiento de energía se dirija al intercambiador de calor 5 o al sistema 25 de enfriamiento pasivo. En un caso cuando no hay necesidad de calentar o enfriar el sistema 3 de almacenamiento de energía, la unidad de control 9 puede controlar la tercera válvula 12 de modo que el fluido térmico no pase el intercambiador 5 de calor, es decir, cerca de la primera salida 12b. La válvula también se puede controlar de modo que el fluido solo pase el intercambiador 5 de calor, es decir, abra la primera salida 12b y cierre la segunda salida 12c.
La Figura 5 muestra un diagrama esquemático de un ejemplo de sistema 1 de gestión térmica con entrada adicional de un sensor de temperatura adicional. El sistema 1 de gestión térmica puede comprender un segundo sensor 20 de temperatura, dispuesto para medir la temperatura del fluido térmico que entra en la tercera válvula 12. La unidad de control 9 se dispone entonces para recibir S9a la temperatura medida del fluido térmico desde el segundo sensor 20 de temperatura y para controlar S9b la apertura y cierre de la primera salida 12b y la segunda salida 12c de la tercera válvula 12 basándose en la temperatura recibida.
Con la temperatura medida, junto con los datos asociados con una temperatura medida en el sistema 3 de almacenamiento de energía, se conoce si el sistema 3 de almacenamiento de energía necesita calentar o enfriar. La unidad de control 9 puede controlar así la tercera válvula 12 basándose en los datos recibidos. Cabe señalar que el segundo sensor 20 de temperatura puede ser una parte del vehículo que comprende el sistema 1 de gestión térmica.
La Figura 6 muestra un diagrama esquemático de un ejemplo de sistema 1 de gestión térmica con control añadido de una válvula adicional. La primera válvula 7 tiene una segunda salida que puede abrirse y cerrarse 7c. El sistema 1 de gestión térmica comprende una cuarta válvula 13. La unidad de control 9 se dispone entonces para controlar S10 la apertura y cierre de la cuarta válvula 13 de manera que se abre cuando la primera salida 7b de la primera válvula 7 se abre, y se cierra cuando la primera salida 7b de la primera válvula 7 se cierra, y para controlar S11 la apertura y cierre de la segunda salida 7c para que se abra cuando la primera salida 7b de la primera válvula 7 se cierra y se abre cuando la primera salida 7b de la primera válvula 7 se cierra.
Con esto, es posible tener un circuito para el fluido térmico para enfriar el componente 4 de vehículo cuando no hay un exceso de calor en el fluido térmico o si la cabina 2 o el sistema 3 de almacenamiento de energía no necesita ningún calor. Como se puede ver en la Figura 6, si la primera válvula 7 y la cuarta válvula 13 están cerradas, se crea un circuito donde el componente del vehículo 4 se enfría a través del sistema 25 de enfriamiento pasivo. Cuando ambas válvulas 7, 13 están abiertas, el fluido térmico para enfriar el componente 4 de vehículo se utiliza para calentar la cabina 2 o el sistema 3 de almacenamiento de energía o ambos.
La Figura 7 muestra un diagrama esquemático de un sistema 1 de gestión térmica ilustrativo con un control añadido de una o más bombas 15, 16, 17. El sistema 1 de gestión térmica puede comprender una o más bombas 15, 16, 17 y la unidad de control 9 se dispone entonces para controlar S12 la velocidad de la una o más bombas 15, 16, 17 en base a los datos recibidos y la temperatura medida recibida. Por lo tanto, además de controlar una o más válvulas, la unidad de control 9 también puede controlar el flujo de fluido térmico a través de una o más bombas 15, 16, 17. Por lo tanto, la unidad de control 9 puede tener más control sobre el sistema y también usar el caudal como un factor cuando se calienta o enfría. La primera bomba 15, la segunda bomba 16 y la tercera bomba 17 pueden añadirse al sistema independientemente entre sí.
El control de todas las válvulas y bombas también puede basarse en la temperatura seleccionada y la temperatura mínima predeterminada del sistema 3 de almacenamiento de energía.
La Figura 8 muestra un diagrama esquemático de un sistema 1 de gestión térmica ilustrativo con ejemplos de sensores de temperatura 18, 19, 20, 21 añadidos, bombas 15, 16, 17, sensores de presión 22, 23 y una válvula 24 de expansión térmica. Solo las partes descritas en la reivindicación 1 son necesarias para lograr el objetivo de la invención.
Otras partes son opcionales o dispuestas fuera del sistema como se ha explicado anteriormente.
Los sensores de presión 22, 23 son indicativos de la temperatura si los circuitos de enfriamiento 14 transportan gas refrigerante. Los sensores de presión 22, 23 pueden estar dispuestos en el vehículo que comprende el sistema 1. La unidad de control puede usar la entrada del sensor de presión para, por ejemplo, controlar la válvula 24 de expansión térmica y/o la unidad de enfriamiento 10. Cuando el fluido térmico es un gas refrigerante, es, por ejemplo, R134A o R1234YF o similar. Cabe señalar que diferentes partes de la tubería pueden contener diferentes tipos de fluido térmico, como un refrigerante de glicol, agua o un gas refrigerante. En general, los conductos que transportan fluido térmico para refrigeración tienen un gas refrigerante y los conductos para calentamiento comprenden un líquido térmico. Sin embargo, otras soluciones son posibles.
La válvula de expansión térmica controla la cantidad de refrigerante liberado en el evaporador, que es una parte del intercambiador de calor y está destinada a regular el sobrecalentamiento del vapor que sale del evaporador. La válvula de expansión térmica también puede integrarse en el intercambiador de calor, o una válvula de expansión térmica puede disponerse en el vehículo que comprende el sistema 1. La válvula de expansión térmica puede ser controlada por presión o controlada eléctricamente. Puede acoplarse eléctricamente (normalmente cerrada o normalmente abierta) o simplemente acoplada a presión.
Lista de referencias
1. Sistema de gestión térmica
2. Cabina
3. Sistema de almacenamiento de energía
4. Componente del vehículo
5. Intercambiador de calor
6. Calentador
a. Sensor de temperatura del calentador
7. Primera válvula
a. Entrada
b. Primera salida
c. Segunda salida
8. Primer sensor de temperatura
9. Unidad de control
10. Unidad de refrigeración
11. Segunda válvula
a. Entrada
b. Primera salida
c. Segunda salida
12. Tercera válvula
a. Entrada
b. Primera salida
c. Segunda salida
13. Cuarta válvula
a. Entrada
b. Salida
14. Circuitos de enfriamiento para fluido térmico
a. Primer circuito de enfriamiento
b. Segundo circuito de enfriamiento
c. Tercer circuito de enfriamiento
15. Primera bomba
16. Segunda bomba
17. Tercera bomba
18. Cuarto sensor de temperatura
19. Tercer sensor de temperatura
20. Segundo sensor de temperatura
21. Quinto sensor de temperatura
22. Primer sensor de presión
23. Segundo sensor de presión
24. Válvula de expansión térmica
25. Sistema de enfriamiento pasivo externo

Claims (15)

  1. REIVINDICACIONES
    i.Sistema (1) de gestión térmica para controlar la temperatura en una cabina (2) y un sistema (3) de almacenamiento de energía de un vehículo eléctrico que incluye un componente del vehículo (4) y un circuito de enfriamiento (14a) que incluye un fluido térmico para enfriar el componente del vehículo (4), comprendiendo el sistema (1):
    - un intercambiador de calor (5) dispuesto para calentar el sistema (3) de almacenamiento de energía,
    - un calentador (6) dispuesto para calentar la cabina (2) y para proporcionar calor al intercambiador de calor (5), y
    - una unidad de control (9) configurada para:
    ◦ recibir (S2) datos asociados con una temperatura medida en la cabina (2),
    ◦ recibir (S3) datos asociados con una temperatura medida en el sistema (3) de almacenamiento de energía,
    ◦ determinar (S4) si se necesita calentar cualquiera de la cabina (2) o el sistema (3) de almacenamiento de energía, basándose en los datos recibidos, y
    una primera válvula (7) dispuesta en el circuito de enfriamiento (14a) y que tiene una entrada (7a) dispuesta para recibir el fluido térmico que se ha usado para enfriar el componente del vehículo (4), y una salida (7b) en comunicación fluida con el calentador (6),caracterizada porqueel sistema (1) comprende:
    - un sensor (8) de temperatura dispuesto para medir la temperatura del fluido térmico que entra en la entrada (7a) de la primera válvula, en donde el sensor (8) de temperatura está dispuesto en la primera válvula (7) o en un paso antes de que el fluido térmico entre en la primera válvula (7), - una segunda válvula (11) que tiene una entrada (11 a) dispuesta para recibir el fluido térmico del calentador (6), una primera salida (11b) en comunicación fluida con la cabina (2), y una segunda salida (11c) en comunicación fluida con el intercambiador de calor (5), y la unidad de control (9) está configurada para:
    ◦ recibir (S1) la temperatura medida del fluido térmico del sensor (8) de temperatura, ◦ determinar (S5) si hay un exceso de calor en el fluido térmico que entra en la entrada (7 a) de la primera válvula en base a la temperatura medida del sensor (8) de temperatura, ◦ controlar (S6) la salida (7b) de la primera válvula (7) de modo que el fluido térmico se proporcione al calentador (6) cuando hay un exceso de calor en el fluido térmico y cualquiera del sistema (3) de almacenamiento de energía y la cabina (2) necesita calentarse, y
    ◦ controlar (S7) la segunda válvula (11) de modo que el fluido térmico del calentador (6) se distribuya a la cabina (2) y/o al intercambiador de calor (5) con base en la necesidad de calentar la cabina y el sistema de almacenamiento de energía.
  2. 2. El sistema (1) de gestión térmica según la reivindicación 1, en donde la unidad de control (9) está configurada para controlar la segunda válvula (11) de modo que el fluido térmico del calentador (6) se distribuye a la cabina (2) y/o al sistema (3) de almacenamiento de energía en base a información sobre si el calentamiento de cualquiera de la cabina y el sistema de almacenamiento de energía debe priorizarse.
  3. 3. El sistema (1) de gestión térmica según la reivindicación 1 o 2, en donde la segunda válvula (11) es una válvula proporcional configurada de modo que las salidas primera y segunda (11a, 11b) pueden abrirse parcialmente al mismo tiempo y el fluido térmico del calentador (6) puede distribuirse en grados variables a la cabina (2) y al intercambiador de calor (5).
  4. 4. El sistema (1) de gestión térmica según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el circuito de enfriamiento (14a) pasa a través de un sistema de enfriamiento pasivo externo (25), y la unidad de control (9) está dispuesta para hacer circular el fluido térmico de vuelta al sistema (25) de enfriamiento pasivo cuando no hay exceso de calor en el fluido térmico, o si ninguno del sistema (3) de almacenamiento de energía y la cabina (2) necesitan ser calentados.
  5. 5. El sistema (1) de gestión térmica según la reivindicación 4, en donde la primera válvula (7) tiene una segunda salida (7c) en comunicación fluida con el sistema de enfriamiento pasivo externo (25), y la unidad de control (9) está dispuesta para controlar la segunda salida (7c) de la primera válvula (7) de modo que el fluido térmico se hace circular de vuelta al sistema (25) de enfriamiento pasivo cuando no hay exceso de calor en el fluido térmico, o si ninguno del sistema (3) de almacenamiento de energía y la cabina (2) deben calentarse.
  6. 6. El sistema (1) de gestión térmica según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde la unidad de control (9) está dispuesta para:
    - determinar la necesidad real de calentamiento de la cabina (2) y la necesidad real de calentamiento del sistema (3) de almacenamiento de energía basándose en los datos recibidos, - controlar el grado de apertura de la primera salida (11b) de la segunda válvula en función de la necesidad real determinada de calentamiento de la cabina, y
    - controlar el grado de apertura de la segunda salida (11 c) de la segunda válvula dependiendo de la necesidad real determinada de calentamiento del sistema (3) de almacenamiento de energía.
  7. 7. El sistema (1) de gestión térmica según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende un sensor (6a) de temperatura del calentador dispuesto para medir la temperatura del fluido térmico que entra en el calentador (6), y la unidad de control (9) está dispuesta para recibir (S5a) la temperatura medida del sensor (6a) de temperatura del calentador y para determinar (S5) si hay un exceso de calor en el fluido térmico en base a la temperatura medida recibida del fluido térmico desde el primer sensor (8) de temperatura y la temperatura medida del sensor (6a) de temperatura del calentador.
  8. 8. El sistema (1) de gestión térmica según la reivindicación 7, en donde el sensor de temperatura del calentador está dispuesto dentro del calentador o en un paso antes de que el fluido térmico entre en el calentador.
  9. 9. El sistema (1) de gestión térmica según la reivindicación 7 u 8, en donde la unidad de control (9) está dispuesta para determinar (S5) si la temperatura medida del primer sensor (8) de temperatura es más caliente que la temperatura medida del sensor (6a) de temperatura del calentador, y para controlar (S6) la apertura y cierre de la salida (7b) de la primera válvula (7) de modo que el fluido térmico que entra en la entrada (7a) de la primera válvula (7) se proporciona al calentador (6) cuando cualquiera del sistema (3) de almacenamiento de energía y la cabina (2) se van a calentar y la temperatura medida del fluido térmico del primer sensor (8) de temperatura es más caliente que la temperatura medida del sensor (6a) de temperatura del calentador.
  10. 10. El sistema (1) de gestión térmica según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende una tercera válvula (12) dispuesta con una entrada (12a) del sistema (3) de almacenamiento de energía, una primera salida (12b) al intercambiador de calor (5) y una segunda salida (12c) a un sistema de enfriamiento pasivo externo (25), y en donde la unidad de control (9) está dispuesta para:
    ◦ controlar (S9) la apertura y cierre de la primera salida (12b) y la segunda salida (12c) de la tercera válvula (12) de modo que un tercer fluido térmico que se usa para calentar o enfriar el sistema (3) de almacenamiento de energía se dirija al intercambiador de calor (5) o al sistema de enfriamiento pasivo externo (25).
  11. 11. El sistema (1) de gestión térmica según la reivindicación 10, que comprende un segundo sensor (20) de temperatura, dispuesto para medir la temperatura del tercer fluido térmico que entra en la tercera válvula (12), y en donde la unidad de control (9) está dispuesta para:
    ◦ recibir (S9a) la temperatura medida del tercer fluido térmico del segundo sensor (20) de temperatura,
    ◦ controlar (S9b) la apertura y cierre de la primera salida (12b) y la segunda salida (12c) de la tercera válvula (12) basándose en la temperatura recibida.
  12. 12. El sistema (1) de gestión térmica según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende una o más bombas (15,16,17) y en donde la unidad de control (9) está dispuesta para:
    ◦ controlar (S12) la velocidad de la una o más bombas (15,16,17) basándose en los datos recibidos y en la temperatura medida recibida.
  13. 13. El sistema (1) de gestión térmica según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el intercambiador de calor (5) es un enfriador.
  14. 14. El sistema (1) de gestión térmica según la reivindicación 5, en donde el sistema de gestión térmica comprende una cuarta válvula (13), y la unidad de control (9) está dispuesta para:
    - controlar la apertura y cierre de la cuarta válvula (13) de manera que se abra cuando la primera salida (7b) de la primera válvula se abra y se cierre cuando la primera salida (7b) de la primera válvula está cerrada, y
    - controlar la apertura y cierre de la segunda salida (7c) de la primera válvula de modo que se abra cuando la primera salida (7b) de la primera válvula se cierra y se abra cuando la primera salida (7b) de la primera válvula esté cerrada.
  15. 15. Un vehículo eléctrico que comprende una cabina (2), un sistema (3) de almacenamiento de energía, un componente del vehículo (4) y un circuito de enfriamiento (14a) que incluye un fluido térmico para enfriar el componente del vehículo (4)a, y el sistema (1) de gestión térmica según cualquiera de las reivindicaciones 1 - 14.
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