ES3045609T3 - Device for recovering and regulating thermal energy of an electric vehicle with electrochemical generator with an hvac system - Google Patents

Device for recovering and regulating thermal energy of an electric vehicle with electrochemical generator with an hvac system

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ES3045609T3
ES3045609T3 ES21700439T ES21700439T ES3045609T3 ES 3045609 T3 ES3045609 T3 ES 3045609T3 ES 21700439 T ES21700439 T ES 21700439T ES 21700439 T ES21700439 T ES 21700439T ES 3045609 T3 ES3045609 T3 ES 3045609T3
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Abstract

La invención se refiere a un dispositivo de recuperación y regulación de energía térmica para un vehículo eléctrico con un generador electroquímico por el que circula un fluido. El circuito de aire acondicionado comprende al menos un condensador/evaporador externo (2), un compresor (4), un condensador interno (6) para calentar el habitáculo, una primera abertura de expansión (8) situada aguas abajo del condensador interno (6), un evaporador interno (14) para refrigerar el habitáculo y una segunda abertura de expansión (12) situada aguas arriba del evaporador interno (14). El dispositivo de regulación comprende además un primer circuito de calefacción para calentar o recuperar energía térmica del generador electroquímico, el motor eléctrico (5), el circuito electrónico (7) y el circuito de frenado (9), y un segundo circuito de refrigeración para enfriar o recuperar energía térmica del generador electroquímico, el motor eléctrico, el circuito electrónico y el circuito de frenado. Varias válvulas (24, 28, 32, 20) están dispuestas para poder poner en comunicación el circuito de aire acondicionado con uno u otro del primer circuito de calefacción y del segundo circuito de refrigeración, y unos medios de control de las válvulas (24, 28, 32, 20) están dispuestos para autorizar, en función de la temperatura del generador electroquímico (1), del motor eléctrico, del circuito electrónico y del circuito de frenado, la circulación del fluido del circuito de aire acondicionado hacia el primer circuito de calefacción para una operación de calefacción y la circulación del fluido del circuito de aire acondicionado hacia el segundo circuito de refrigeración para una operación de refrigeración. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

[0001] DESCRIPCIÓN
[0003] Dispositivo de recuperación y de regulación de energía térmica de un vehículo eléctrico con generador electroquímico con un sistema HVAC
[0005] Campo de la invención
[0007] La invención se refiere a un dispositivo de recuperación y de regulación de energía térmica de un vehículo eléctrico con generador electroquímico, tal como una batería, una pila de combustible o un híbrido, con un sistema HVAC. El dispositivo de recuperación y de regulación de energía térmica comprende un circuito de aire acondicionado de un sistema HVAC(heating-ventilation-airconditioning-coolingo calefacción, ventilación y aire acondicionado) del habitáculo del vehículo, por el que circula un fluido, comprendiendo dicho circuito de aire acondicionado al menos un condensador/evaporador externo, un compresor, un condensador interno destinado a calentar el habitáculo, un primer orificio de expansión proporcionado aguas abajo del condensador interno, entre el condensador interno y el condensador/evaporador externo, un evaporador interno destinado a enfriar el habitáculo, un segundo orificio de expansión proporcionado aguas arriba del evaporador interno, entre el condensador/evaporador externo y el evaporador interno.
[0009] Antecedentes de la invención
[0011] Tales dispositivos son conocidos por los expertos en la materia y, en concreto, se utilizan en los vehículos eléctricos o híbridos para sustituir a los sistemas de calefacción de resistencia eléctrica que consumen mucha electricidad. Los sistemas HVAC también tienen la ventaja de convertirse en aire acondicionado en verano. Los sistemas HVAC son los más eficaces para regular la temperatura del habitáculo del vehículo, optimizando el consumo de energía eléctrica del vehículo. De este modo, permiten aumentar su autonomía.
[0013] Siempre con el objetivo de aumentar la autonomía de un vehículo eléctrico o híbrido, también se pretende optimizar la eficiencia energética del generador electroquímico regulando su temperatura. En efecto, la temperatura tiene una gran influencia en el funcionamiento del generador electroquímico; el generador electroquímico debe enfriarse cuando su temperatura es demasiado alta, o calentarse cuando su temperatura es demasiado baja. En particular, en invierno, una temperatura demasiado baja del generador electroquímico provoca una disminución muy importante del rendimiento, de tal manera que la autonomía del vehículo puede reducirse a la mitad. Adicionalmente, cuando el generador electroquímico es una batería, las curvas del estado de carga en función del tiempo de carga de la batería indican que el tiempo de carga aumenta con la temperatura. Además, debido al aumento de la temperatura durante la carga, el tiempo de carga es relativamente rápido hasta alcanzar el 80 % de la carga, pero luego tarda mucho tiempo en alcanzar el 100 % de la carga.
[0015] A este respecto, la patente CH 711 726 B1 describe un dispositivo de regulación de la temperatura de un generador electroquímico, tal como una batería o una pila de combustible o un híbrido, de un vehículo eléctrico como se representa en las figuras 1 a 5, y como se explica en detalle a continuación como técnica anterior.
[0017] En referencia, por ejemplo, a la figura 1, el dispositivo de regulación de la temperatura de un generador electroquímico de un vehículo eléctrico o híbrido, comprende un circuito de aire acondicionado de un sistema HVAC en el habitáculo del vehículo. Esta figura 1 representa un modo de calefacción, por ejemplo, de la batería en carga con el vehículo parado.
[0019] De manera más particular, el circuito de aire acondicionado comprende, en un primer bucle, en el sentido de circulación de un fluido, un condensador/evaporador externo 2, generalmente situado en la parte delantera del vehículo, un acumulador 3, un compresor 4, preferentemente de alta velocidad, un condensador interno 6 destinado a calentar el habitáculo, un primer orificio de expansión 8 proporcionado aguas abajo del condensador interno, entre el condensador interno 6 y el condensador/evaporador externo 2. Una derivación 10 se proporciona entre el condensador interno 6 y el condensador/evaporador externo 2, en el primer orificio de expansión 8. Un segundo bucle comprende un segundo orificio de expansión 12 proporcionado aguas arriba de un evaporador interno 14, entre el condensador/evaporador externo 2 y el evaporador interno 14, y que está destinado a enfriar el habitáculo. En el evaporador interno 14 se proporciona un ventilador 16 del bloque de aire acondicionado. Los diferentes elementos están conectados entre sí por conductos por los que circula un fluido refrigerante, tal como un gas refrigerante. La circulación en el primer bucle o en el segundo bucle y la derivación se gestiona mediante un conjunto de válvulas 18, 20, 21, 28, 32, 36, 38. Las válvulas 18 y 20 están proporcionadas en la intersección del primer bucle y del segundo bucle, y la válvula 21 está proporcionada en la intersección del primer bucle y de la derivación 10, aguas arriba del primer orificio de expansión 8. Estas válvulas son, por ejemplo, electroválvulas con al menos 3 vías, excepto, por ejemplo, la válvula 20 con al menos 4 vías.
[0021] Obsérvese que la circulación del fluido gaseoso por los conductos en esta forma de ejecución se representa en la figura 1 mediante líneas más oscuras para este modo de calefacción de la batería en carga con el vehículo parado. Lo mismo sucede en las siguientes figuras 2 a 5.
[0022] El dispositivo de regulación comprende además un primer circuito de calefacción del generador electroquímico 1 en donde puede circular el mismo fluido que en el circuito de aire acondicionado. El primer circuito de calefacción del generador electroquímico comprende, en el sentido de circulación del fluido, un primer conducto de suministro de fluido 22 a un elemento caloportador asociado al generador electroquímico 1. El primer conducto de suministro 22 está conectado a una primera salida proporcionada entre el compresor 4 y el condensador interno 6 mediante una válvula con 3 vías 24, y a un primer conducto de evacuación de fluido 26 del elemento caloportador. El primer conducto de evacuación 26 está conectado a una primera entrada proporcionada entre el condensador interno 6 y el primer orificio de expansión 8 mediante una válvula con 3 vías 28.
[0024] El dispositivo de regulación comprende además un segundo circuito de enfriamiento del generador electroquímico 1 en donde puede circular el mismo fluido que en el circuito de aire acondicionado. El segundo circuito de enfriamiento del generador electroquímico 1 comprende, en el sentido de circulación del fluido, un segundo conducto de suministro de fluido 30 a un elemento caloportador asociado al generador electroquímico 1. El segundo conducto de suministro 30 está conectado a una segunda salida proporcionada entre el segundo orificio de expansión 12 y el evaporador interno 14 mediante una válvula con 3 vías 32, y un segundo conducto de evacuación de fluido 34 del elemento caloportador. El segundo conducto de evacuación 34 está conectado a una segunda entrada proporcionada aguas abajo del evaporador interno 14, entre el evaporador interno 14 y el compresor 4, mediante la válvula 20 que está constituida por una válvula con 4 vías.
[0026] Cabe señalar que, para esta descripción, hay que comprender que el circuito de aire acondicionado comprende el primer circuito de calefacción y el segundo circuito de enfriamiento, aunque por lo general para el aire acondicionado, esto se refiere principalmente al paso de gas a través del segundo orificio de expansión 12 (expansor). El primer circuito de calefacción y el segundo circuito de enfriamiento están anidados uno dentro del otro y dependen del control de las distintas válvulas por parte de los medios de control para cumplir su función.
[0028] El primer conducto de suministro 22 y el segundo conducto de suministro 30 del fluido al elemento caloportador del generador electroquímico 1 están conectados a dicho elemento caloportador mediante una única válvula con 3 vías 36. Asimismo, el primer conducto de evacuación 26 y el segundo conducto de evacuación 34 del fluido del elemento caloportador están conectados a dicho elemento caloportador mediante una única válvula con 3 vías 38. También es posible prever conexiones separadas e independientes con el elemento caloportador. También es posible prever un intercambiador entre las válvulas 36, 38 y el generador electroquímico 1 a fin de favorecer los intercambios térmicos.
[0029] Las válvulas 24, 28, 32 y 20 constituyen las válvulas dispuestas para poder poner el circuito de aire acondicionado en comunicación con uno u otro del primer circuito de calefacción y del segundo circuito de enfriamiento del generador electroquímico 1.
[0031] El dispositivo de regulación comprende unos medios de control de válvulas 24, 28, 32, 20, 36 y 38 dispuestos para autorizar, en función de la temperatura del generador electroquímico 1, la circulación del fluido del circuito de aire acondicionado en el primer circuito de calefacción para calentar el generador electroquímico 1 y/o la circulación del fluido del circuito de aire acondicionado en el segundo circuito de enfriamiento para enfriar el generador electroquímico 1, a fin de regular su temperatura.
[0033] Se han previsto otros medios de control de las válvulas del circuito de aire acondicionado para el funcionamiento de dichas válvulas 18, 20 y 21 para la regulación de la temperatura del habitáculo, además de la regulación de la temperatura del generador electroquímico.
[0035] Los medios de control están asociados a unos sensores de temperatura del generador electroquímico 1 a fin de accionar las válvulas en función del efecto deseado, dependiendo de si el vehículo está parado o en marcha, y de la presencia de una batería o de una pila de combustible. Según las figuras 1 a 5, la circulación del fluido gaseoso por los conductos en las formas de ejecución se representa con líneas más oscuras. La figura 1 representa el modo de calefacción de la batería 1 en carga con el vehículo parado. La figura 2 representa un modo de enfriamiento de la batería 1 en carga con el vehículo parado. La figura 3 representa un modo de calefacción del habitáculo y calefacción de la batería 1 con el vehículo en marcha. La figura 4 representa un modo de aire acondicionado del habitáculo y enfriamiento de la batería 1, con el vehículo en marcha. Finalmente, la figura 5 representa un modo de calefacción del habitáculo y enfriamiento de la batería 1, con el vehículo en marcha.
[0037] De manera más particular, cuando el vehículo está parado, los medios de control de las válvulas, el compresor 4, así como todos los componentes electrónicos están dispuestos para funcionar con la red eléctrica, tanto si el vehículo está conectado a la red eléctrica como si no.
[0039] Los medios de control de las válvulas pueden disponerse de modo que el condensador interno 6 y el evaporador interno 14 queden inoperativos con respecto a la regulación de la temperatura del habitáculo, cuando el vehículo está parado, de tal manera que sólo funcionen los modos de calefacción o enfriamiento de la batería.
[0041] Cuando la temperatura exterior es fría, es necesario calentar la batería o la pila de combustible para facilitar el arranque del vehículo, así como calentar la batería para mejorar la eficacia de su carga. En este caso, en el modo de calefacción del generador electroquímico 1, con el vehículo parado, y en el caso de la batería, dicha batería puede estar cargándose, según la figura 1, los medios de control de las válvulas están dispuestos de forma que el fluido, que atraviesa el condensador/evaporador externo 2, en contacto con el aire frío A, circule hacia el acumulador 3 a través de las válvulas 18 y 20, y luego por el compresor 4, donde se comprime y, por tanto, se calienta, y luego se envía, a través de la válvula 24, en el primer conducto de suministro 22 del circuito de calefacción del generador electroquímico al elemento caloportador del generador electroquímico 1 a través de la válvula 36. Durante su paso, el fluido calienta el elemento caloportador, que calienta el generador electroquímico 1. A continuación, el fluido circula por el primer conducto de evacuación 26 del circuito de calefacción del generador electroquímico 1 a través de la válvula 38, se une al circuito de aire acondicionado a través de las válvulas 28, 21 y vuelve al condensador/evaporador externo 2 pasando por el primer orificio de expansión 8. En este modo, el condensador interno 6 y el evaporador 14 no están activos.
[0042] Si en el momento del arranque, el generador electroquímico está demasiado caliente, o si en el momento de la carga, la batería está demasiado caliente, debido a que el aire exterior es demasiado caliente, por lo que es necesario enfriar el generador electroquímico, entonces los medios de control de la válvula están dispuestos para pasar al modo de enfriamiento del generador electroquímico, con el vehículo parado. En el caso de la batería, dicha batería puede estar en carga, según la figura 2. Los medios de control de las válvulas se disponen entonces de modo que el fluido que atraviesa el condensador/evaporador externo 2, en contacto con el aire caliente B, circule hacia el segundo conducto de suministro 30 del circuito de enfriamiento del generador electroquímico a través de la válvula 18, el segundo orificio de expansión 12, donde se enfría, y la válvula 32, hasta el elemento caloportador de la batería 1 a través de la válvula 36. Durante su paso, el fluido enfría el elemento caloportador que enfría el generador electroquímico 1. A continuación, el fluido circula por el segundo conducto de evacuación 34 del circuito de enfriamiento a través de la válvula 38, se une al circuito de aire acondicionado a través de la válvula 20, para atravesar el acumulador 3, el compresor 4 donde se comprime, el condensador interno 6 a través de la válvula 24, estando dicho condensador interno inoperativo con respecto a la regulación del habitáculo mediante un obturador 40. A continuación, el fluido circula por la derivación 10 a través de las válvulas 21 y 28 y regresa al condensador/evaporador externo 2, sin pasar por el primer orificio de expansión 8. En este modo, el condensador interno 6 y el evaporador 14 no están activos en cuanto a la regulación de la temperatura del habitáculo.
[0044] Cuando el generador electroquímico es una batería, los medios de control de las válvulas están dispuestos para autorizar la circulación del fluido por el primer circuito de calefacción para calentar la batería hasta alcanzar una temperatura óptima de carga y para autorizar la circulación del fluido del circuito de aire acondicionado por el segundo circuito de enfriamiento para enfriar la batería para recuperar la temperatura óptima de carga, a fin de cargar la batería en el menor tiempo posible. En este caso, los medios de control de las válvulas están dispuestos para pasar del modo de calefacción de la batería, con el vehículo parado y la batería en carga, según la figura 1, al modo de enfriamiento de la batería, con el vehículo parado y la batería en carga, según la figura 2 y viceversa, automáticamente, en función de la temperatura óptima de la batería que debe mantenerse para cargar la batería en el menor tiempo posible. La temperatura óptima de carga de la batería puede estar entre 5 y 25 °C.
[0046] En los diferentes casos de las figuras que se han descrito anteriormente, la gestión de los medios de control de las válvulas se realiza automáticamente, sin intervención humana. Esto se utiliza, en concreto, para mantener la temperatura de la batería a una temperatura ideal de carga.
[0048] Con el vehículo parado, es posible utilizar la energía térmica proporcionada por el generador electroquímico 1 para regular la temperatura del habitáculo. También es posible de este modo programar el tiempo de carga de la batería para calentarla lo suficiente como para aprovechar el calor liberado por la batería durante su carga a fin de calentar el habitáculo o para enfriarla lo suficiente como para aprovechar el frío liberado por la batería durante su carga a fin de enfriar el habitáculo. En este caso, los medios de control de las válvulas están dispuestos para autorizar el funcionamiento del condensador interno 6 y del evaporador interno 14 cuando el vehículo está parado y regular la temperatura del habitáculo, además de la temperatura del generador electroquímico 1. De este modo, la temperatura del habitáculo es agradable cuando el usuario se sienta en el vehículo para arrancarlo.
[0050] Cuando el vehículo está en marcha, los medios de control de las válvulas así como el compresor 4 están dispuestos para funcionar con un generador electroquímico.
[0052] Según otra variante, los medios de control de las válvulas están dispuestos para autorizar el funcionamiento del condensador interno 6 y del evaporador interno 14 cuando el vehículo está en marcha y regular la temperatura del habitáculo, además de la temperatura del generador electroquímico.
[0054] Más específicamente, cuando la temperatura exterior es fría, los medios de control de las válvulas están dispuestos para pasar el sistema HVAC al modo de calefacción del habitáculo y para autorizar la circulación del fluido del circuito de aire acondicionado por el primer circuito de calefacción del generador electroquímico para calentar el habitáculo y el generador electroquímico cuando el vehículo está en marcha, como se muestra esto en la figura 3. En este caso, en el modo de calefacción del habitáculo y del generador electroquímico, los medios de control de las válvulas están dispuestos de forma que el fluido, que atraviesa el condensador/evaporador 2, en contacto con el aire frío A, circule hacia el acumulador 3 a través de las válvulas 18 y 20, luego por el compresor 4, donde se comprime y, por tanto, se calienta, y luego se envía, a través de la válvula 24, por una parte, en el primer conducto de suministro22del circuito de calefacción del generador electroquímico al elemento caloportador del generador electroquímico 1 a través de la válvula 36 y, por otra parte, en el condensador interno 6. El ventilador del bloque de aire acondicionado 16 está dispuesto para abrirse de tal manera que el aire frío que entra en C se caliente atravesando el condensador interno 6 antes de ser enviado al habitáculo para calentarlo. A continuación, el fluido vuelve al condensador/evaporador externo 2 pasando por el primer orificio de expansión 8. En el lado del circuito de calefacción del generador electroquímico, el fluido calienta el elemento caloportador que calienta el generador electroquímico 1. A continuación, el fluido circula por el primer conducto de evacuación 26 del circuito de calefacción del generador electroquímico a través de la válvula 38, se une al circuito de aire acondicionado a través de las válvulas 28 y 21 y vuelve al condensador/evaporador externo 2 pasando por el primer orificio de expansión 8. En este modo, el condensador interno 6 está activo en lo que respecta a la regulación de la temperatura del habitáculo. En este modo, el dispositivo de regulación permite producir calor para calentar el habitáculo, por un lado, y para calentar el generador electroquímico, por otro lado, con el fin de mantenerlo a una temperatura óptima para asegurar una mayor eficacia.
[0056] Si el generador electroquímico se calienta demasiado, cuando el vehículo está en marcha, debido, por ejemplo, a una carga de potencia de tracción muy elevada, donde el aire exterior es demasiado caliente, de tal manera que el generador electroquímico deba enfriarse, entonces los medios de control de las válvulas están dispuestos para pasar el sistema HVAC al modo de aire acondicionado del habitáculo. Adicionalmente, esto permite autorizar la circulación del fluido del circuito de aire acondicionado por el segundo circuito de enfriamiento del generador electroquímico para enfriar el habitáculo y el generador electroquímico, de conformidad con la figura 4. Los medios de control de las válvulas se disponen entonces de modo que el fluido que atraviesa el condensador/evaporador externo 2, en contacto con el aire caliente B, sea orientado, a través de la válvula 18, al segundo orificio de expansión 12, donde se enfría, luego a la válvula 32, donde el fluido se divide, por una parte, hacia el segundo conducto de suministro 30 del circuito de enfriamiento del generador electroquímico hasta el elemento caloportador del generador electroquímico 1 a través de la válvula 36 y, por otra parte, hacia el evaporador interno 14. El ventilador del bloque de aire acondicionado 16 está dispuesto para abrirse de tal manera que el aire caliente que entra en D se enfríe atravesando el evaporador interno 14 antes de ser enviado al habitáculo para enfriarlo. A continuación, el fluido vuelve al circuito de aire acondicionado a través de la válvula 20. En el lado del circuito de enfriamiento del generador electroquímico 1, el fluido, después de enfriar el generador electroquímico 1, circula por el segundo conducto de evacuación 34 del circuito de enfriamiento a través de la válvula 38, se une al circuito de aire acondicionado a través de la válvula 20, para atravesar, con el fluido procedente del evaporador interno 14, el acumulador 3, el compresor 4 donde se comprime, el condensador interno 6 a través de la válvula 24, estando dicho condensador interno inoperativo con respecto a la regulación del habitáculo mediante el obturador 40. A continuación, el fluido circula por la derivación 10 a través de las válvulas 21 y 28 y regresa al condensador/evaporador externo 2, sin pasar por el primer orificio de expansión 8. En este modo, el dispositivo de regulación permite producir frío para enfriar, por un lado, el habitáculo y, por otro lado, el generador electroquímico, con el fin de mantenerlo a una temperatura óptima para asegurar una mayor eficacia.
[0057] Si el generador electroquímico se calienta demasiado con el vehículo en marcha, debido, por ejemplo, a un funcionamiento intensivo, de tal manera que el generador electroquímico deba enfriarse, aunque el aire exterior sea frío y que el habitáculo deba calentarse, entonces los medios de control de las válvulas están dispuestos para pasar el sistema HVAC al modo de calefacción del habitáculo y autorizar la circulación de fluido del circuito de aire acondicionado por el segundo circuito de enfriamiento del generador electroquímico para calentar el habitáculo y enfriar el generador electroquímico, de conformidad con la figura 5. Los medios de control de las válvulas están dispuestos de modo que el fluido, que atraviesa el condensador/evaporador 2, en contacto con el aire frío A, sea orientado a través de la válvula 18, por una parte, directamente a la válvula 20 y, por otra parte, al segundo orificio de expansión 12, donde se enfría después, a través de la válvula 32, en el segundo conducto de suministro 30 del circuito de enfriamiento del generador electroquímico al elemento caloportador del generador electroquímico 1 a través de la válvula 36. El fluido, después de enfriar el generador electroquímico 1, circula por el segundo conducto de evacuación 34 del circuito de enfriamiento a través de la válvula 38, y se une al circuito de aire acondicionado a través de la válvula 20, con el fluido procedente directamente de la válvula 18, el acumulador 3, el compresor 4, donde se comprime, y el condensador interno 6 a través de la válvula 24. El ventilador del bloque de aire acondicionado 16 está dispuesto para abrirse de tal manera que el aire frío que entra en E se caliente atravesando el condensador interno 6 antes de ser enviado al habitáculo para calentarlo. A continuación, el fluido atraviesa el primer orificio de expansión 8 a través de la válvula 21 y regresa al condensador/evaporador externo 2. En este modo, el dispositivo de regulación permite producir calor para calentar el habitáculo, por un lado, y producir frío para enfriar el generador electroquímico, por otro lado, con el fin de mantenerlo a una temperatura óptima para asegurar una mayor eficacia, siendo el calor producido por el generador electroquímico utilizado para calentar el habitáculo.
[0059] En estos tres modos de regulación de la temperatura cuando el coche está en marcha, la gestión de los medios de control de las válvulas se realiza de forma semiautomática, el usuario interviniendo para pasar el sistema HVAC al modo de calefacción o al modo de aire acondicionado para ajustar la temperatura del habitáculo, siendo la gestión de la temperatura del generador electroquímico realizada automáticamente mediante sensores de temperatura.
[0061] La patente US 10.168.079 B2 describe un dispositivo con ciclos de enfriamiento, en concreto de la batería. Sin embargo, no está previsto recuperar la energía térmica de un elemento del vehículo para calentar o enfriar, por ejemplo, la batería o el habitáculo del vehículo. Adicionalmente, en el circuito de aire acondicionado, sólo se utiliza un intercambiador de gas-aire muy aproximado y sin posibilidad de regular con precisión la temperatura de la batería.
[0062] Sumario de la invención
[0064] La invención tiene en concreto como objetivo superar los diferentes inconvenientes de los generadores electroquímicos instalados en los vehículos eléctricos o híbridos conocidos y prever la conexión en el circuito de calefacción o el circuito de enfriamiento entre al menos un motor eléctrico del vehículo y al menos un circuito electrónico de control y un generador electroquímico para la recuperación y la regulación de la energía térmica para optimizar el rendimiento global de tal vehículo y transformar las pérdidas térmicas en energía positiva para la regulación de la temperatura en el habitáculo.
[0066] De manera más específica, un objetivo de la invención es proporcionar un dispositivo de recuperación y de regulación de energía térmica de un vehículo eléctrico con generador electroquímico, tal como una batería o una pila de combustible o un híbrido, con un sistema HVAC que permite en concreto la recuperación de la energía térmica para el generador electroquímico a el fin de optimizar su eficiencia energética. También se proporciona la recuperación de energía térmica de calefacción o de enfriamiento para al menos el motor eléctrico y al menos el circuito electrónico de control junto con el generador electroquímico, e incluso con la energía de frenado, a fin de aumentar la autonomía del vehículo.
[0068] Otro objetivo de la invención, cuando el generador electroquímico es una batería, es proporcionar un dispositivo de recuperación de energía térmica durante la carga de la batería a fin de optimizar el tiempo de carga y hacerlo lo más corto posible.
[0070] A tal efecto, la presente invención se refiere a un dispositivo de recuperación y de regulación de energía térmica de un vehículo eléctrico con generador electroquímico, que comprende las características de la reivindicación independiente 1.
[0072] Las formas de ejecución particulares del dispositivo de recuperación y de regulación de energía térmica se definen en las reivindicaciones dependientes 2 a 6.
[0074] De este modo, el dispositivo de recuperación y de regulación de energía térmica de la invención permite optimizar la eficiencia energética del generador electroquímico y, junto con el motor eléctrico de tracción y el circuito electrónico de control, aumentar la autonomía del vehículo. Adicionalmente, cuando el generador electroquímico es una batería, el dispositivo de recuperación y de regulación de energía térmica de la invención permite optimizar el tiempo de carga de la batería haciéndolo lo más corto posible.
[0076] Una ventaja del sistema de recuperación y de regulación de energía térmica reside en el hecho de que el motor electrónico de tracción de control está conectado al circuito de calefacción o al circuito de enfriamiento con la batería, lo que permite evitar cualquier pérdida de energía térmica y garantizar que el vehículo tenga una mayor autonomía antes de volver a cargar la batería.
[0078] Breve descripción de los dibujos
[0080] Otras características y ventajas de la invención aparecerán más claramente con la lectura de la siguiente descripción de diferentes modos de realización de la invención, dados a título de sencillos ejemplos ilustrativos y no limitativos y de las figuras adjuntas, de entre las que:
[0082] la figura 1 representa una vista esquemática de un dispositivo de regulación de la temperatura de un generador electroquímico de un vehículo eléctrico, con el vehículo parado y la batería en carga de la técnica anterior, la figura 2 representa una vista esquemática de un dispositivo de regulación de la temperatura de un generador electroquímico de un vehículo eléctrico, con el vehículo parado y la batería en carga de la técnica anterior, la figura 3 representa una vista esquemática de un dispositivo de regulación de la temperatura de un generador electroquímico de un vehículo eléctrico, con el vehículo en marcha de la técnica anterior,
[0083] la figura 4 representa una vista esquemática de un dispositivo de regulación de la temperatura de un generador electroquímico de un vehículo eléctrico, con el vehículo en marcha de la técnica anterior,
[0084] la figura 5 representa una vista esquemática de un dispositivo de regulación de la temperatura de un generador electroquímico de un vehículo eléctrico, con el vehículo en marcha de la técnica anterior,
[0085] la figura 6 representa una vista esquemática de una primera forma de ejecución del dispositivo de recuperación y de regulación de energía térmica de un vehículo eléctrico con generador electroquímico según la invención, la figura 7 representa una vista esquemática de una segunda forma de ejecución del dispositivo de recuperación y de regulación de energía térmica de un vehículo eléctrico con generador electroquímico que no forma parte de la invención,
[0086] la figura 8 representa una vista esquemática de una tercera forma de ejecución del dispositivo de recuperación y de regulación de energía térmica de un vehículo eléctrico con generador electroquímico que no forma parte de la invención, y
[0087] la figura 9 representa una disposición del motor eléctrico, de la electrónica, del generador electroquímico y de un circuito de frenado para la recuperación de energía térmica del circuito de frenado y la carga directa del generador electroquímico por el motor.
[0089] Descripción detallada de los modos de realización preferidos
[0091] En la presente descripción, la expresión "generador electroquímico" hace referencia a las baterías y a las pilas de combustible utilizadas en los vehículos eléctricos o híbridos, indicado en las figuras con la referencia 1 indistintamente para una batería o una pila de combustible. Adicionalmente, se define más bien un dispositivo de recuperación y de regulación de energía térmica que un dispositivo de regulación de temperatura de un generador electroquímico como se describe en referencia en las figuras 1 a 5 del estado de la técnica.
[0093] El dispositivo de recuperación y de regulación de la energía térmica del vehículo con generador electroquímico de la presente invención comprende un circuito de aire acondicionado idéntico al descrito con referencia a las figuras 1 a 5 en la técnica anterior. Por lo tanto, no se repetirán en su totalidad todos los componentes de dicho dispositivo y los diferentes modos de funcionamiento ilustrados por las figuras anteriores 1 a 5. Todo lo relativo al funcionamiento de los diferentes elementos del dispositivo en el circuito de aire acondicionado es idéntico y no se repetirá. Únicamente se describirán en detalle los nuevos componentes conectados al circuito de calefacción o al circuito de enfriamiento del circuito de aire acondicionado y su capacidad para recuperar energía para suministrarla a otro componente del dispositivo. La importancia de esta invención es poder utilizar la energía térmica de calefacción o de enfriamiento de ciertos componentes en funcionamiento y conectados al circuito de calefacción o al circuito de enfriamiento para calentar o enfriar, por ejemplo, el habitáculo del vehículo eléctrico sin pérdidas significativas de energía térmica.
[0094] La figura 6 representa una primera forma de ejecución del nuevo dispositivo de recuperación y de regulación de energía térmica del vehículo con generador electroquímico 1, que comprende un circuito de aire acondicionado de un sistema HVAC del habitáculo del vehículo. Se presenta, por ejemplo, según esta primera forma de ejecución vista en la figura 6 y equivalente en principio a la figura 5, un modo de calefacción del habitáculo y de enfriamiento del generador electroquímico 1, con al menos un motor eléctrico 5 y al menos un circuito electrónico 7 o una electrónica. Sin embargo, todos los componentes de la figura 6 se describen con la nueva disposición de al menos el motor eléctrico 5 y de al menos el circuito electrónico 7 junto con el generador electroquímico 1. El motor o motores eléctricos 5 están destinados a la tracción del vehículo, mientras que el circuito electrónico 7 puede emplearse para controlar el motor o motores eléctricos 5.
[0096] Como se describe con referencia a las figuras 1 a 5, dicho circuito de aire acondicionado comprende, por tanto, un circuito de aire acondicionado de un sistema HVAC en el habitáculo del vehículo, por el que circula un fluido. El fluido, por ejemplo, refrigerante, tal como un gas refrigerante, circula en concreto por diferentes conductos. Este circuito de aire acondicionado comprende al menos un condensador/evaporador externo 2, generalmente situado en la parte delantera del vehículo, un compresor 4, preferentemente de alta velocidad, un condensador interno 6 para calentar el habitáculo, un primer orificio de expansión 8 proporcionado aguas abajo del condensador interno 6 entre el condensador interno 6 y el condensador/evaporador externo 2, un evaporador interno 14 para enfriar el habitáculo, un segundo orificio de expansión 12 proporcionado aguas arriba del evaporador interno 14, entre el condensador/evaporador externo 2 y el evaporador interno 14.
[0098] El dispositivo de recuperación y de regulación de energía térmica comprende incluso un primer circuito de calefacción o de recuperación de energía térmica de calentamiento en concreto del generador electroquímico 1 y un segundo circuito de enfriamiento o de recuperación de energía térmica de enfriamiento en concreto del generador electroquímico 1 por los que circula dicho fluido. Según la presente invención en esta primera forma de ejecución de la figura 6, también está previsto en conexión al circuito de aire acondicionado y al generador electroquímico 1, al menos un motor eléctrico 5, por ejemplo, un motor de tracción del vehículo, y al menos un circuito electrónico 7, por ejemplo, para el control del motor o motores eléctricos proporcionados. El circuito electrónico 7 o electrónica se refiere tanto a la electrónica de control del motor o motores 5, como a los medios de control de las válvulas, al control del sensor o sensores de temperatura, al medio de conversión CC-CC, al control de carga de la batería, en relación con un circuito de frenado u otros componentes.
[0100] El motor o motores eléctricos 5 y al menos el circuito electrónico 7 también se utilizan para la recuperación de energía térmica de calefacción o de enfriamiento, al igual que el generador electroquímico 1. El motor o motores eléctricos 5 y al menos el circuito electrónico 7 están dispuestos en un montaje en paralelo con el generador electroquímico 1 en relación con el primer circuito de calefacción o el segundo circuito de enfriamiento, como se explica a continuación. Se trata de una configuración ideal, ya que es posible medir la temperatura de cada elemento por separado, lo que permite una adaptación claramente diferenciada para una operación de calefacción o de enfriamiento mediante la recuperación de energía térmica del motor o motores 5, del circuito electrónico 7 o del generador electroquímico 1.
[0101] También puede proporcionarse un circuito de frenado 9 y montarse en paralelo con el motor o motores eléctricos 5, el circuito electrónico o electrónica general 7 y el generador electroquímico 1. Este circuito de frenado 9 comprende esencialmente una resistencia por la que circula una corriente eléctrica tras la activación del frenado del vehículo mediante frenos de disco o mediante frenado por motor eléctrico 5. La resistencia, conectada por cables eléctricos representados simbólicamente en la figura 6, se calienta durante el frenado y calienta el gas o el líquido que rodea la resistencia. Este gas o líquido se transmite a los conductos del primer circuito de calefacción o del segundo circuito de enfriamiento pasando por la batería 1 y a nivel del motor o motores eléctricos 5 y de toda la electrónica 7. La energía térmica se proporciona esencialmente y permite transmitirse a uno de los circuitos de calefacción o de enfriamiento para aportar energía positiva de calefacción al habitáculo. Esta energía térmica también puede estar destinada a calentar el generador electroquímico 1.
[0103] Cuando el vehículo eléctrico circula a gran velocidad, el frenado de emergencia con el motor o motores eléctricos 5 no permite efectuar una carga directamente del generador electroquímico 1, ya que hay corrientes de paso demasiado fuertes en el motor. Como se representa esquemáticamente en la figura 9, en primer lugar, es posible pasar la energía a la resistencia eléctrica 9 pasando por la electrónica 7. A la salida del motor o motores 5 y a la entrada de la electrónica 7 se conectan dos cables eléctricos de potencia eléctrica, conectando a la salida, mediante dos cables eléctricos, los dos cables de la resistencia del circuito de frenado 9. Una recuperación de energía térmica se efectúa a la salida del circuito de frenado 9 junto con el sistema HVAC y el primer circuito de calefacción o el segundo circuito de enfriamiento. Cuando disminuye la potencia en el motor o motores 5, puede iniciarse la carga del generador electroquímico 1 con la potencia eléctrica a la salida del motor o motores eléctricos 5 pasando por la electrónica 7. De este modo, se puede imaginar un vehículo sin frenos hidráulicos, lo que permite recuperar el 100 % de la energía de frenado, ya sea térmica, o eléctrica para cargar el generador electroquímico 1. Por tanto, la energía eléctrica o térmica no se pierde y constituye una energía positiva de carga o de calefacción del generador electroquímico 1.
[0105] Se pueden imaginar cuatro motores eléctricos 5, es decir, un motor en cada rueda del vehículo, y realizar un frenado muy seguro e independiente para cada rueda. Puede montarse un circuito de frenado 9 en cada rueda del vehículo con cada motor eléctrico 5.
[0107] Cabe señalar que la circulación del fluido, tal como el fluido gaseoso por los conductos de las figuras 6 a 8 sólo se ilustra para el segundo circuito de enfriamiento, al igual que en la figura 5. La circulación del fluido se representa con líneas más oscuras. Sin embargo, las partes del primer circuito de calefacción o de recuperación de energía térmica de calefacción también se describen a continuación.
[0109] El primer circuito de calefacción o de recuperación de energía térmica de calefacción del generador electroquímico 1 y de al menos el motor eléctrico 5 y del circuito electrónico 7, o incluso del circuito de frenado 9 comprende un primer conducto de suministro de fluido 22. Este primer conducto de suministro de fluido 22 suministra el fluido a un elemento caloportador asociado al generador electroquímico 1 y a porciones de conducto de al menos el motor 5 y de al menos el circuito electrónico 7, o incluso del circuito de frenado 9. El primer circuito de calefacción o de recuperación de energía térmica de calefacción también comprende un primer conducto de evacuación de fluido 26 del elemento caloportador y unas porciones de conducto de al menos el motor 5 y del circuito electrónico 7. El primer conducto de evacuación de fluido 26 está conectado a una primera entrada de una válvula de retorno con 3 vías 28 entre el condensador interno 6 y el primer orificio de expansión 8.
[0111] El primer conducto de suministro 22 está conectado a una primera salida de una primera válvula con 3 vías 24 proporcionada entre el compresor 4 y el condensador interno 6, y a una primera entrada de una segunda válvula con 4 vías 36. El fluido se transmite desde una primera salida de la segunda válvula 36 al elemento caloportador asociado al generador electroquímico 1, y desde una segunda salida de la segunda válvula 36 a una entrada de una primera válvula con 4 vías 37 complementaria. Una primera salida de esta primera válvula 37 complementaria está conectada a las porciones de conducto de al menos el motor eléctrico 5, mientras que la segunda salida de la primera válvula 37 complementaria está conectada a las porciones de conducto de al menos el circuito electrónico 7 y la tercera salida de la primera válvula 37 complementaria está conectada al circuito de frenado 9 en paralelo con el generador electroquímico 1, el motor o motores eléctricos 5 y el circuito electrónico 7. Las salidas de al menos el motor eléctrico 5, de al menos el circuito electrónico 7 y del circuito de frenado 9 están conectadas a las entradas de una segunda válvula con 4 vías 39 complementaria, cuya salida está conectada a una entrada de una válvula de conexión 41, cuya otra entrada está conectada al elemento caloportador del generador electroquímico 1. La salida de esta válvula de conexión 41 está conectada a una primera entrada de una tercera válvula con 3 vías 38, cuya primera salida de la tercera válvula 38 se une al circuito de aire acondicionado a través de las válvulas 28 y 21 y vuelve al condensador/evaporador externo 2 pasando por el primer orificio de expansión 8.
[0113] Como se representa en la figura 6, el segundo circuito de enfriamiento o de recuperación de energía térmica de enfriamiento del generador electroquímico 1 y de al menos el motor eléctrico 5 y de al menos el circuito electrónico 7 y del circuito de frenado 9 comprende un segundo conducto de suministro de fluido 30. Este segundo conducto de suministro de fluido 30 suministra el fluido a un elemento caloportador asociado al generador electroquímico 1 y a porciones de conducto de al menos el motor 5 y de al menos el circuito electrónico 7 y del circuito de frenado 9. El segundo circuito de enfriamiento o de recuperación de energía térmica de enfriamiento comprende un segundo conducto de evacuación de fluido 34 del elemento caloportador asociado al generador electroquímico 1 y a porciones de conducto de al menos el motor 5 y de al menos el circuito electrónico 7 y del circuito de frenado 9.
[0115] Según el segundo circuito de enfriamiento o de recuperación de energía térmica de enfriamiento, el fluido, que atraviesa el condensador/evaporador externo 2, circula hacia el acumulador 3 a través de las válvulas 18 y 20 controladas por los medios de control, y luego por el compresor 4, donde se comprime y, por tanto, se calienta, y luego se envía, hacia la válvula 24. El fluido también circula en dirección al segundo orificio de expansión 12 a través de la válvula 18. El segundo conducto de suministro de fluido 30 está conectado a una segunda salida de una cuarta válvula con 3 vías 32 proporcionada entre el segundo orificio de expansión 12 y el evaporador interno 14, y a una segunda entrada de la segunda válvula con 4 vías 36, mientras que el segundo conducto de evacuación de fluido 34 del elemento caloportador pasa por una segunda salida de la tercera válvula 38 y se conecta a una segunda entrada de la quinta válvula con 4 vías 20 proporcionada aguas abajo del evaporador interno 14, entre el evaporador interno 14 y el compresor 4. La energía A del condensador/evaporador externo 2 se añade en el compresor 4 a la energía procedente del conjunto compuesto por el generador electroquímico 1 y al menos el motor eléctrico 5 y al menos el circuito electrónico 7 y el circuito de frenado 9. Un fluido caliente entra en el condensador interno 6 por la válvula 24 y sale más frío del condensador interno 6 para atravesar el primer orificio de expansión 8 a través de la válvula 21 y regresar al condensador/evaporador externo 2.
[0117] Como ya se ha indicado anteriormente, varias válvulas 18, 20, 21, 24, 28, 32, 36, 37, 38, 39 y 41 están dispuestas para poder poner el circuito de aire acondicionado en comunicación con uno u otro del primer circuito de calefacción y del segundo circuito de enfriamiento del generador electroquímico 1 y de al menos un motor eléctrico 5 y de al menos un circuito electrónico 7 y el circuito de frenado 9. Adicionalmente, se han proporcionado medios de control de dichas válvulas 18, 20, 21,24, 28, 32, 36, 37, 38, 39 y 41, dispuestos para autorizar la circulación de fluido del circuito de aire acondicionado en el primer circuito de calefacción o en el segundo circuito de enfriamiento.
[0119] En función de la temperatura medida por al menos un sensor de temperatura, que está asociado a los medios de control del generador electroquímico 1 y de al menos el motor eléctrico 5 y de al menos al circuito electrónico 7 en conjunto o por separado o incluso del circuito de frenado 9, la circulación del fluido puede ir al primer circuito de calefacción para calentar el generador electroquímico 1 y el motor eléctrico 5, el circuito electrónico 7 y el circuito de frenado 9, o para recuperar energía térmica de calefacción del generador electroquímico 1, del motor eléctrico 5 y del circuito electrónico 7 y, eventualmente, del circuito de frenado 9. La circulación del fluido también puede circular por el segundo circuito de enfriamiento para enfriar el generador electroquímico 1, el motor eléctrico 5 y el circuito electrónico 7, o incluso el circuito de frenado 9, o para recuperar energía térmica de enfriamiento del generador electroquímico 1, del motor eléctrico 5 y del circuito electrónico 7, o incluso del circuito de frenado 9. Esto sirve, en primer lugar, para regular la temperatura del generador electroquímico 1 y/o del motor eléctrico 5 y/o del circuito electrónico 7, pero también puede servir para utilizar el calor o el frío procedente del generador electroquímico 1, del motor eléctrico 5 y del circuito electrónico 7, en concreto para calentar o enfriar el habitáculo del vehículo.
[0121] Como se ha indicado anteriormente con referencia a las figuras 1 a 5, el circuito de aire acondicionado puede comprender además un primer bucle y una derivación 10 entre el condensador interno 6 y el condensador/evaporador externo 2, en el primer orificio de expansión 8. En el evaporador interno 14, puede proporcionarse un ventilador 16 del bloque de aire acondicionado. La circulación en el primer bucle o en el segundo bucle y la derivación se gestiona mediante las válvulas 18 y 20, que se proporcionan en la intersección del primer bucle y del segundo bucle, y la válvula 21 que se proporciona en la intersección del primer bucle y de la derivación 10, aguas arriba del primer orificio de expansión 8. Estas válvulas son, por ejemplo, electroválvulas con al menos 3 vías, o incluso con al menos 4 vías.
[0122] La figura 7 representa una segunda forma de ejecución del dispositivo de recuperación y de regulación de energía térmica del vehículo con generador electroquímico 1, que comprende un circuito de aire acondicionado de un sistema HVAC del habitáculo del vehículo. Como anteriormente, se presenta según esta segunda forma de ejecución vista en la figura 7 un modo de calefacción del habitáculo y de enfriamiento del generador electroquímico 1, con al menos un motor eléctrico 5 y al menos un circuito electrónico 7. También se puede considerar la posibilidad de disponer de un circuito de frenado 9. Como esta figura 7 comprende una gran parte de los componentes idénticos y de un funcionamiento equivalente a los de la figura 6, sólo se describirán las diferencias con respecto a la primera forma de ejecución.
[0124] Al menos un motor eléctrico 5 y al menos un circuito electrónico 7 están dispuestos en un montaje en serie con el generador electroquímico 1 y en relación con el primer circuito de calefacción o el segundo circuito de enfriamiento. También puede montarse en serie un circuito de frenado 9 con el generador electroquímico 1, el motor o motores eléctricos 5 y el circuito electrónico 7. En esta configuración, la medición de la temperatura de cada elemento, a saber, el generador electroquímico 1, el motor eléctrico 5 de tracción, el circuito electrónico 7 de control y el circuito de frenado 9, se lleva a cabo mediante un sensor de temperatura para proporcionar una temperatura común y con el fin de permitir recuperar calor o frío de cada uno de los elementos a utilizar para calentar o enfriar el habitáculo del vehículo, o incluso para cargar el generador electroquímico 1 como se ha explicado anteriormente.
[0126] La conexión al primer circuito de calefacción o al segundo circuito de enfriamiento se realiza únicamente por la segunda válvula de 3 vías 36 y por la tercera válvula de 3 vías 38, ya que el generador electroquímico 1, el motor eléctrico 5 de tracción, el circuito electrónico 7 de control y el circuito de frenado 9 están conectados en serie.
[0128] La figura 8 representa una tercera forma de ejecución del dispositivo de recuperación y de regulación de energía térmica del vehículo con generador electroquímico 1, que comprende un circuito de aire acondicionado de un sistema HVAC del habitáculo del vehículo. Como anteriormente, se presenta según esta tercera forma de ejecución vista en la figura 8 un modo de calefacción del habitáculo y de enfriamiento del generador electroquímico 1, con al menos un motor eléctrico 5 y al menos un circuito electrónico 7 y un circuito de frenado 9. Como esta figura 8 comprende una gran parte de los componentes idénticos y de un funcionamiento equivalente a los de la figura 6, sólo se describirán las diferencias con respecto a la primera forma de ejecución.
[0130] Al menos un motor eléctrico 5, al menos un circuito electrónico 7 y, por ejemplo, un circuito de frenado 9 están dispuestos en un montaje en serie con el generador electroquímico 1 y están conectados mediante conductos por los que circula agua como fluido u otro líquido (glicol). Para ello, se proporciona una bomba 13 de circulación de líquido y un intercambiador 11 que recibe el líquido a la entrada del conjunto, que comprende el generador electroquímico 1, el motor eléctrico 5, el circuito electrónico 7 y el circuito de frenado 9. En la entrada exterior del intercambiador se realiza una conexión al primer circuito de calefacción o al segundo circuito de enfriamiento, que recibe el fluido gaseoso. Ventajosamente, se utiliza un intercambiador 11 gas-líquido en lugar de un intercambiador gas-aire.
[0132] Como anteriormente, la medición de la temperatura de cada elemento, a saber, el generador electroquímico 1, el motor eléctrico 5 de tracción, el circuito electrónico 7 de control y el circuito de frenado 9, se realiza mediante un único sensor de temperatura para proporcionar una temperatura común y con el fin de permitir recuperar el calor o el frío de cada uno de los elementos a utilizar para calentar o enfriar el habitáculo del vehículo, o incluso para cargar el generador electroquímico 1 como se ha explicado anteriormente.
[0134] Por supuesto, también pueden considerarse otros elementos del vehículo eléctrico, dispuestos en el circuito cerrado del circuito de aire acondicionado para la recuperación en concreto de energía térmica. Cabe citar, en particular, la conexión con un circuito de frenado del vehículo, donde se puede emplear una resistencia susceptible de calentarse durante el frenado. Esta resistencia puede disponerse en conexión con el primer circuito de calefacción o el segundo circuito de enfriamiento. Y en estas condiciones, el calor puede extraerse o recuperarse y transmitirse al vehículo para calentar el habitáculo. El circuito conectado al circuito de frenado puede estar directamente conectado al primer circuito de calefacción o al segundo circuito de enfriamiento a través de la resistencia. De este modo, cualquier elemento capaz de calentar o enfriar el vehículo eléctrico puede utilizarse junto con el circuito de aire acondicionado para recuperar el calor o el frío para su transmisión en concreto al habitáculo del vehículo.
[0136] Se da por supuesto que la presente invención no se limita a los ejemplos ilustrados.

Claims (6)

1. REIVINDICACIONES
1. Dispositivo de recuperación y de regulación de energía térmica de un vehículo eléctrico con generador electroquímico (1), siendo dicho generador electroquímico (1) seleccionado del grupo que comprende las baterías y las pilas de combustible o híbridos, comprendiendo dicho dispositivo de regulación un circuito de aire acondicionado de un sistema HVAC del habitáculo del vehículo, por el que circula un fluido, comprendiendo dicho circuito de aire acondicionado al menos un condensador/evaporador externo (2), un compresor (4), un condensador interno (6) destinado a calentar el habitáculo, un primer orificio de expansión (8) proporcionado aguas abajo del condensador interno (6) entre el condensador interno (6) y el condensador/evaporador externo (2), un evaporador interno (14) destinado a enfriar el habitáculo, un segundo orificio de expansión (12) proporcionado aguas arriba del evaporador interno (14), entre el condensador/evaporador externo (2) y el evaporador interno (14),
comprendiendo dicho dispositivo de recuperación y de regulación de energía térmica un primer circuito de calefacción o recuperación de energía térmica del generador electroquímico (1) y un segundo circuito de enfriamiento o recuperación de energía térmica del generador electroquímico (1) por los que circula dicho fluido, estando varias válvulas (18, 20, 21, 24, 28, 32, 36, 37, 38, 39, 41) dispuestas para poder poner el circuito de aire acondicionado en comunicación con uno u otro del primer circuito de calefacción y del segundo circuito de enfriamiento del generador electroquímico (1), y unos medios de control de dichas válvulas (18, 20, 21,24, 28, 32, 36, 37, 38, 39, 41) dispuestos para autorizar, en función de la temperatura del generador electroquímico (1), la circulación del fluido del circuito de aire acondicionado por el primer circuito de calefacción para calentar el generador electroquímico (1) o recuperar la energía térmica de calefacción del generador electroquímico (1), así como la circulación del fluido del circuito de aire acondicionado por el segundo circuito de enfriamiento para enfriar el generador electroquímico (1) o recuperar la energía térmica de enfriamiento del generador electroquímico (1), comprendiendo dicho primer circuito de calefacción del generador electroquímico (1) un primer conducto de suministro de fluido (22) a un elemento caloportador asociado al generador electroquímico (1), estando dicho primer conducto de suministro (22) conectado a una primera salida proporcionada entre el compresor (4) y el condensador interno (6) a través de una primera válvula (24) controlada por los medios de control y que está conectada además a una primera entrada de una segunda válvula (36) del circuito de calefacción del generador electroquímico hasta el elemento caloportador del generador electroquímico (1), y un primer conducto de evacuación de fluido (26) del elemento caloportador, que está conectado a una primera entrada proporcionada entre el condensador interno (6) y el primer orificio de expansión (8) mediante una tercera válvula (21) y por una cuarta válvula (28) conectada a la tercera válvula (21) controlada por los medios de control, comprendiendo dicho segundo circuito de enfriamiento del generador electroquímico (1) un segundo conducto de suministro de fluido (30) a un elemento caloportador asociado al generador electroquímico (1) a través de una segunda entrada de la segunda válvula (36), estando dicho segundo conducto de suministro de fluido (30) conectado a una segunda salida proporcionada entre el segundo orificio de expansión (12) y el evaporador interno (14) mediante una quinta válvula (32) controlada por los medios de control, y un segundo conducto de evacuación de fluido (34) del elemento caloportador, que está conectado a una segunda entrada proporcionada aguas abajo del evaporador interno (14) mediante una sexta válvula (20) controlada por los medios de control, entre el evaporador interno (14) y el compresor (4), estando una séptima válvula (18) proporcionada entre el condensador/evaporador externo (2) y la sexta válvula (20) y el segundo orificio de expansión (12),
caracterizado por que el dispositivo de recuperación y de regulación de energía térmica comprende además al menos un motor eléctrico (5), y al menos un circuito electrónico (7) dispuestos en un montaje en paralelo con el generador electroquímico (1) en relación con el primer circuito de calefacción o el segundo circuito de enfriamiento para estar adaptados para recuperar energía térmica de calefacción o de enfriamiento, por que una segunda salida de la segunda válvula (36) está conectada a una entrada de una octava válvula (37), con una primera salida de esta octava válvula (37) conectada a las porciones de conducto de al menos el motor eléctrico (5), mientras que una segunda salida de la octava válvula (37) está conectada a las porciones de conducto de al menos el circuito electrónico (7), y por que las salidas de al menos el motor eléctrico (5), y de al menos el circuito electrónico (7) están conectadas a las entradas de una novena válvula (39), cuya salida está conectada a la entrada de una válvula de conexión (41), cuya otra entrada está conectada al elemento caloportador del generador electroquímico (1), y por que una salida de esta válvula de conexión (41) está conectada a una primera entrada de una décima válvula (38), cuya primera salida es el segundo conducto de evacuación de fluido (34) del elemento caloportador, y cuya segunda salida es el primer conducto de evacuación de fluido (26) del elemento caloportador.
2. Dispositivo de recuperación y de regulación de energía térmica según la reivindicación 1, caracterizado por que comprende un circuito de frenado (9) del vehículo con una resistencia capaz de calentarse durante el frenado, estando dicha resistencia conectada al primer circuito de calefacción o al segundo circuito de enfriamiento para una recuperación de energía térmica.
3. Dispositivo de recuperación y de regulación de energía térmica según la reivindicación 1, caracterizado por que al menos el motor eléctrico (5), al menos el circuito electrónico (7) y un circuito de frenado (9) están dispuestos en un montaje en paralelo con el generador electroquímico (1) en relación con el primer circuito de calefacción o el segundo circuito de enfriamiento, y estando conectado a una salida de la octava válvula (37) y conectado a una entrada de la novena válvula (39).
4. Dispositivo de recuperación y de regulación de energía térmica según una de las reivindicaciones 2 y 3, caracterizado por que el circuito de frenado (9) comprende una resistencia atravesada por una corriente eléctrica tras la activación de un frenado del vehículo, calentándose la resistencia durante el frenado y calentando un fluido gaseoso o líquido que rodea la resistencia para proporcionar energía térmica de calefacción del habitáculo o del generador electroquímico (1).
5. Dispositivo de recuperación y de regulación de energía térmica según una de las reivindicaciones 2 y 3, caracterizado por que comprende cuatro motores eléctricos (5) de tracción, con un motor en cada rueda del vehículo, permitiendo efectuar un frenado seguro e independiente para cada rueda, al tiempo que recupera con mayor precisión la energía térmica del circuito de frenado.
6. Dispositivo de recuperación y de regulación de energía térmica según la reivindicación 5, caracterizado por que un circuito de frenado (9) está montado en cada rueda del vehículo con cada motor eléctrico (5).
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