ES3068614T3 - Charging system with cooling system - Google Patents

Abstract

Método y sistema de refrigeración directa en el sistema de carga mediante un fluido conductor a base de agua. El sistema de carga incluye un depósito de fluido conductor que lo suministra a sus componentes. Además, define las rutas de retorno del fluido conductor. La longitud de cada ruta se especifica para superar un umbral de resistencia mínimo, calculado como el producto de la resistividad y la longitud de la ruta de retorno. El sistema puede incorporar un bucle de retroalimentación para medir la resistencia eléctrica del fluido conductor. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

[0001] DESCRIPCIÓN

[0002] Sistema de carga con sistema de enfriamiento

[0003] Antecedentes

[0004] Algunos vehículos, tales como vehículos eléctricos o vehículos eléctricos híbridos, a menudo incluyen o requieren infraestructuras adicionales que facilitan el funcionamiento o la preparación para el funcionamiento del vehículo. Por ejemplo, los vehículos eléctricos pueden necesitar acceso a una infraestructura de sistemas de carga que permita suministrar energía para cargar los paquetes de baterías u otros componentes eléctricos.

[0005] El avance de los componentes de los vehículos eléctricos, tales como los paquetes de baterías, ha creado una mayor necesidad de la energía proporcionada por los equipos de carga que suministran energía eléctrica. Algunas de estas aplicaciones, tales como determinados sistemas de carga rápida de vehículos, están diseñados para trabajar con corrientes continuas de 100 amperios o más. Con el avance de los vehículos eléctricos más grandes, tales como los vehículos eléctricos de tipo semirremolque, han aumentado los requerimientos de carga. Como resultado, puede ser necesario que los cables de carga operen a 2.000 amperios o más. Un mayor flujo de corriente en un cable de carga (por ejemplo, los conductores) da lugar a la generación de más calor, que debe eliminarse para evitar el sobrecalentamiento y el deterioro del cable de carga. Como resultado, los conductores de los cables de carga tradicionalmente han presentado unas dimensiones más grandes para adaptarse a mayores consumos de corriente, dando lugar a un mayor volumen, un mayor coste, y dificultando la manipulación.

[0006] El documento US 2019/291588 A1 divulga un conector de carga que incluye un primer receptáculo y un segundo receptáculo. Se proporcionan un primer manguito y un segundo manguito, de manera que el primer manguito se acopla concéntricamente con el primer receptáculo y el segundo manguito se acopla concéntricamente con el segundo receptáculo. Un conjunto colector está adaptado para encerrar los receptáculos eléctricos primero y segundo y los manguitos primero y segundo, de manera que los manguitos primero y segundo y el conjunto de colector creen un espacio interior hueco entre los mismos. Hay un conducto de entrada y un conducto de salida dentro del conjunto de colector, de manera que el conducto de entrada, el espacio interior y el conducto de salida crean conjuntamente un recorrido de flujo de fluido. También se conoce la técnica anterior por los documentos US 2003/194522 A1 y US 2017/338006 A1.

[0007] El documento US 2019/214161 A1 divulga un cable de carga enfriado por líquido. El cable de carga incluye uno o más cables conductores de electricidad que tienen un primer extremo y un segundo extremo. Cada cable tiene un juego de uno o más tubos de enfriamiento. Cada tubo de enfriamiento incluye una entrada y una salida, ambas en el primer extremo del cable, una parte de avance en contacto térmico con el cable, comenzando la una parte de avance en la entrada y extendiéndose desde el primer extremo hasta el segundo extremo, y una parte de retorno en contacto térmico con el cable, extendiéndose la parte de retorno desde el segundo extremo hasta el primer extremo y terminando en la salida. Las partes de avance y de retorno forman conjuntamente un recorrido de fluido continuo entre la entrada y la salida, de modo que un fluido de trabajo pueda fluir a través de cada tubo de enfriamiento desde la entrada a través de la parte de avance y la parte de retorno hasta la salida.

[0008] Breve descripción de los dibujos

[0009] A continuación se describen diversas características con referencia a los siguientes dibujos. A lo largo de los dibujos, pueden haberse reutilizado los números de referencia para indicar la correspondencia entre los elementos a los que se hace referencia. Los dibujos se proporcionan para ilustrar ejemplos descritos en el presente documento.

[0010] La FIG.1 es un diagrama de bloques que representa un sistema de carga ilustrativo que incluye un sistema de enfriamiento directo de acuerdo con aspectos de la presente solicitud;

[0011] la FIG.2 es un diagrama de flujo de una rutina de gestión de resistencia de fluido ilustrativa implementada por un componente de retroalimentación y mitigación; y

[0012] las FIGS.3-7 son diagramas de bloques de un componente conector ilustrativo para utilizar con el sistema de carga de la FIG.1.

[0013] Descripción detallada

[0014] Generalmente descritos, uno o más aspectos de la presente divulgación se refieren a sistemas y técnicas de enfriamiento de sistemas de carga. La mayoría de los sistemas de carga eléctrica incluyen un cable de carga que puede utilizarse para transportar o suministrar energía eléctrica desde un sistema a otro. Por ejemplo, un cable de carga puede utilizarse para suministrar energía eléctrica desde una estación de carga a un vehículo eléctrico tal como, por ejemplo, un coche, un semirremolque u otro vehículo/dispositivo que pueda tener una o varias celdas de almacenamiento de energía. Normalmente, los sistemas de carga incluyen sistemas de cables que incluyen uno o más pares de conductores para la transmisión de corriente eléctrica desde el equipo de infraestructura hasta un componente conector.

[0015] Cuando el sistema de carga suministra energía eléctrica a una corriente elevada (por ejemplo, 100 amperios o más), el flujo de corriente dentro del cable de carga puede generar grandes cantidades de calor debido a las propiedades resistivas de los conductores dentro de los componentes del cable. En algunas situaciones, este calor puede causar varios problemas. Por ejemplo, el calor puede dañar componentes del sistema de carga o del cable y puede hacer que la manipulación del cable calentado resulte muy difícil o peligrosa para un usuario. En los sistemas de carga que suministran energía a corrientes aún mayores (por ejemplo, 1000 amperios o más), mitigar el calor generado por la transmisión de corriente a través de los cables de carga puede resultar vital para la seguridad de los operarios y para la vida útil de los componentes que intervienen en el sistema de carga. En el ejemplo más sencillo, el sistema de cable puede incluir, o estar configurado con, capas de aislamiento térmico u otro tipo de capas protectoras para evitar la transmisión o radiación externa de calor desde los sistemas de carga, en concreto, los sistemas de cable o los componentes de los conectores. Sin embargo, aumentar la cantidad de aislamiento térmico para adaptarse a entornos de mayor generación de calor puede dar lugar a un mayor volumen. Esto puede disminuir la utilidad del sistema de carga.

[0017] De acuerdo con aspectos de la presente solicitud, para eliminar el calor del cable de carga, se puede implementar un sistema de enfriamiento en el proceso de carga. Por ejemplo, un cable de carga para un vehículo eléctrico puede enfriarse mediante un sistema de enfriamiento por líquido. Utilizar enfriamiento por líquido para eliminar el calor de un cable de carga puede ofrecer varias ventajas. Por ejemplo, el uso de enfriamiento por líquido puede permitir que pase una mayor corriente por el cable de carga, ya que los efectos del calor desaparecen o se reducen considerablemente. De manera adicional, el uso de enfriamiento por líquido puede permitir un diseño más conveniente de los cables. Al eliminarse o reducirse mucho los efectos del calor, ya no son necesarios cables voluminosos y grandes para proteger al equipo y al usuario del calor generado. Por tanto, el cable de carga puede ser un cable más ligero, más fino, o más flexible.

[0019] Un enfoque de los sistemas enfriados por líquido para cargar cables se refiere a las realizaciones asociadas con el enfriamiento indirecto en relación con los pares de conductores incluidos en los componentes de cable. Los sistemas de enfriamiento indirecto suelen incluir un fluido conductor que está separado de los conductores y los receptáculos del sistema de carga por una barrera aislante. Por ejemplo, el fluido conductor/los conductores pueden estar separados por un conducto que tenga propiedades de aislamiento eléctrico para aislar eléctricamente el fluido conductor de los pares de conductores, permitiendo al mismo tiempo la transferencia termodinámica de calor desde los pares de conductores al fluido conductor. En estos enfoques, las propiedades térmicas del fluido conductor y de la barrera aislante se seleccionan para extraer suficiente calor de los conductores, aislando al mismo tiempo el fluido conductor de la corriente que pasa por el conductor.

[0021] Otro enfoque de los sistemas enfriados por líquido para cables de carga se refiere a las realizaciones asociadas con el enfriamiento directo en relación con los pares de conductores incluidos en los componentes de cable. Los sistemas de enfriamiento directo suelen incluir un fluido no conductor que no está separado de los conductores y los receptáculos del sistema de carga. En estos enfoques, el fluido no conductor, tal como aceite, se selecciona con un equilibrio entre extraer suficiente calor de los conductores y mitigar la corriente que pasa a través del conductor en contacto directo con el fluido. Más concretamente, durante su uso, el medio de transferencia de calor líquido no conductor sale del conducto de enfriamiento cerca de la cámara interna y después entra en contacto con uno o ambos conductores de carga para eliminar el calor de esos extremos terminales de los conductores dentro de la cámara. El tamaño y las dimensiones de la cámara interna están diseñados de modo que tengan un diámetro hidrodinámico bastante pequeño, de manera que un flujo relativamente rápido del medio líquido de transferencia de calor interactúe con los conductores de carga. Sin embargo, las propiedades de los fluidos no conductores tradicionales, tales como los fluidos a base de aceite, limitan la dimensión de la cámara interna, por ejemplo, debido a la densidad, la viscosidad y otras propiedades asociadas al fluido no conductor.

[0023] Generalmente descritos, los aspectos de la presente solicitud se refieren a un método y un sistema de enfriamiento directo en el cual un sistema de carga incluye un sistema de enfriamiento que utiliza fluidos conductores para la disipación de calor. Más concretamente, uno o más aspectos se refieren al uso de un fluido conductor a base de agua, el cual se considera generalmente que tiene mejores propiedades térmicas para disipar el calor en relación con muchos fluidos no conductores utilizados de otro modo en realizaciones de contacto directo. Tradicionalmente, el contacto directo de agua con conductores y receptáculos resulta problemático debido a la electrólisis resultante del agua a causa de la tensión aplicada en los conductores/receptáculos. La electrólisis puede dar lugar a la generación de arcos en algunas aplicaciones o a la generación de hidrógeno, conllevando ambos casos resultados indeseables o efectos secundarios en el proceso de carga.

[0025] De manera ilustrativa, el sistema de carga de la presente solicitud puede utilizar uno o más aspectos o una combinación de aspectos de la presente solicitud para facilitar un sistema de carga basado en el enfriamiento directo utilizando fluido conductor a base de agua. En un aspecto, el sistema de carga basado en el enfriamiento directo puede utilizar fluidos de menor conductividad, tal como una mezcla de etilenglicol y agua que se utiliza habitualmente en diversas formulaciones anticongelantes. El etilenglicol puro presenta una capacidad calorífica específica de aproximadamente la mitad de la del agua, y reduce la capacidad calorífica específica de las mezclas de agua en relación con el agua pura. En otro aspecto, la geometría del sistema de carga, y más concretamente la longitud del recorrido de fluido, está configurada para mantener elevada la resistencia resultante del recorrido de fluido. Por consiguiente, la corriente de fuga resultante es relativamente baja, de manera que se mitiga sustancialmente el potencial de generación de hidrógeno. De manera adicional, dado que la generación de arcos se produce abruptamente a separaciones menores de las requeridas para mitigar la generación de hidrógeno, las longitudes de los recorridos de fluido seleccionadas también servirían para mitigar la generación de arcos.

[0027] En otro aspecto, los aspectos de la presente aplicación pueden incluir la incorporación de un bucle de realimentación en el sistema de carga que puede medir la resistencia eléctrica del fluido conductor. En este aspecto, puede incorporarse un componente de detección para medir la corriente de fuga del fluido y determinar la resistencia eléctrica del fluido conductor. Los componentes de detección pueden estar configurados, ilustrativamente, para medir la corriente de fuga en varios puntos de medición relativos a tierra y correspondientes a componentes del sistema de carga. El sistema de carga puede incorporar además filtros de iones, para modificar la resistividad del fluido conductor, con el fin de aumentar las propiedades de resistividad del fluido conductor y, en consecuencia, la resistencia del recorrido de fluido. En otros aspectos de la presente solicitud, el sistema de carga también puede utilizar conexiones a tierra en todos los componentes del sistema para mitigar la posibilidad de que entren corrientes de fuga en el recorrido de fluido. La corriente de fuga también puede provocar la generación de hidrógeno y de arcos voltaicos.

[0028] Aunque algunos aspectos de la presente solicitud se describirán de forma combinada, un experto en la materia apreciará que pueden incorporarse uno o más aspectos sin necesidad de una combinación. De manera adicional, aunque los diversos aspectos de la presente solicitud se describirán en relación con fluidos específicos de base acuosa, un experto en la materia apreciará que pueden considerarse fluidos conductores variantes, en concreto, una combinación de un fluido conductor con algún fluido de enfriamiento con aditivos de resistencia controlada. Similarmente, aunque los diversos aspectos de la presente solicitud se describirán con respecto a aplicar el sistema de carga en vehículos, un experto en la materia apreciará que estos aspectos de la presente solicitud pueden ser aplicables a otras aplicaciones en las que puedan especificarse un aislamiento de alta tensión y una transferencia de calor de alto rendimiento, tal como en diversos sistemas de carga industriales y residenciales, enfriamiento de electrónica de potencia/semiconductores, y similares. Por consiguiente, las realizaciones divulgadas no deben considerarse limitativas.

[0030] La FIG.1 es un diagrama de bloques de un representante lógico de varios componentes de un sistema de carga 100. De manera ilustrativa, el sistema de carga 100 puede utilizarse en el contexto de diversos vehículos eléctricos. A modo de ejemplos no limitativos, un vehículo eléctrico incluye al menos un motor de accionamiento (por ejemplo, un motor de tracción), al menos una caja de engranajes acoplada a un correspondiente motor de accionamiento, una batería, y componentes electrónicos y de procesamiento de soporte para el funcionamiento del vehículo. Generalmente, la batería suministra electricidad a diversos componentes del vehículo eléctrico y a los motores de impulso para impulsar el vehículo eléctrico utilizando los motores de impulso. El vehículo eléctrico puede incluir un puerto de carga, que puede utilizarse para recibir energía para cargar repetidamente la batería. Tal como se aplica a la presente solicitud, el sistema de carga 100 se describirá en relación con un acoplamiento físico con un vehículo, tal como un vehículo de pasajeros, un semirremolque u otro vehículo eléctrico, para suministrar energía al vehículo.

[0032] Ahora con referencia a la FIG.1, el sistema de carga 100 incluye una selección de componentes y configuraciones que facilitan el uso de un fluido a base de agua en contacto directo con los conductores. El sistema de carga 100 incluye un conector 102 que funciona como interfaz física entre el sistema de carga 100 y uno o más vehículos eléctricos. Se describirán realizaciones ilustrativas de diferentes conectores 102 con respecto a las FIGS. 4-7. La configuración del conector 102 puede variar en función de los atributos físicos del vehículo eléctrico, de los niveles de energía que se transmiten al vehículo eléctrico que recibe la energía, o de otras exigencias funcionales o de diseño del sistema de carga 100, del vehículo eléctrico o del entorno en el que se proporciona el sistema de carga 100. Por consiguiente, los conectores 102 ilustrados no deben interpretarse como limitativos.

[0034] El conector 102 se conecta físicamente a un colector 104 que funciona para recibir y suministrar energía y agua de enfriamiento a los conectores 102. Como se explicará con más detalle a continuación, el colector proporciona al conector 102 un suministro de energía y de fluido de enfriamiento 106, 108 y recibe un suministro de energía y de fluido de enfriamiento de retorno 110, 112. El colector 104 recibe energía de una fuente de alimentación 114 a través de unas líneas de suministro 115A, 115B, que puede incluir diversos ajustes energéticos, incluyendo 500 amperios, 1000 amperios, 1500 amperios, 2000 amperios, 1500 amperios a 1500 voltios. Los ajustes de potencia son de naturaleza ilustrativa, y un experto en la materia apreciará que el amperaje y la tensión proporcionados por la fuente de alimentación 114 pueden variar en función de la tarea deseada del sistema de carga 100, tal como carga rápida, carga nocturna, y los requisitos de potencia del vehículo que se esté cargando. El colector 104 también incluye una conexión a tierra en común 105, que puede funcionar para mitigar las corrientes de fuga en el sistema de carga 100 como se describirá con respecto a varios otros componentes del sistema de carga 100.

[0036] Con referencia continuada a la FIG.1, el sistema de carga 100 incluye una serie de componentes adicionales para aislar las líneas de suministro y las líneas de retorno de fluido de enfriamiento de manera que se minimice la resistencia que presenta el recorrido de fluido. Más concretamente, de acuerdo con aspectos de la presente solicitud, la resistencia de un recorrido de fluido puede calcularse como el producto de la resistividad del recorrido de fluido por la longitud del recorrido de fluido, dividida por el área del recorrido de fluido. Por consiguiente, una mayor longitud del recorrido de fluido tendrá como resultado directo un incremento de la resistencia presentada por el recorrido de fluido ante cualquier fuente de tensión potencial, tal como el potencial presentado por los conductores en contacto directo con el recorrido de fluido. En longitudes superiores a 1,0 metros, 1,5 metros, 2,0 metros, 2,5 metros, 3,0 metros, 3,5 metros, y similares, la resistencia del recorrido de fluido puede hacer que cualquier potencial corriente de fuga asociada a los conductores esté por debajo de los umbrales para provocar la generación de corrientes de arco y la generación de hidrógeno. De manera ilustrativa, el recorrido de fluido puede especificarse o definirse de manera que el recorrido de fluido supere un umbral mínimo de resistencia basado en el producto de la resistividad y la longitud, tal como se ha descrito anteriormente. El recorrido de fluido puede ser una cantidad especificada o definida como un múltiplo de la longitud umbral de resistencia mínima, tal como ambos incrementos basados en números enteros (por ejemplo, 2x, 3x, 4x, etc.) o porcentajes (p. ej., 110 %, 115 %, 120 %, etc.). Un experto en la materia apreciará que tales múltiplos son de naturaleza ilustrativa y no deben interpretarse como limitativos.

[0038] Como se ilustrará más adelante en la FIG.1, el sistema de carga 100 incluye una línea de suministro de fluido de enfriamiento 116 que se origina en un depósito 128 y conduce al colector 104. El depósito 128 proporciona el fluido de enfriamiento a la línea de suministro 116 y puede incluir bombas adicionales u otros componentes para provocar el flujo de fluido y procesar el fluido según sea necesario. La línea de suministro de fluido de enfriamiento 116 puede corresponder a una línea singular que suministrará fluido de enfriamiento a los conductores positivo y negativo asociados al conector 102. También salen del colector dos líneas de retorno 118, 120 separadas que han estado respectivamente en contacto directo con los conductores positivo y negativo de los conectores. Los conductos de retorno 118, 120 están aislados ilustrativamente entre sí a lo largo de la longitud mínima del recorrido 122 determinado, para proporcionar al recorrido de fluido la resistencia mínima requerida (por ejemplo, superior a la longitud umbral de resistencia mínima) en función de la propiedad de resistividad del fluido y del área de las líneas 116, 118, 120. El recorrido de fluido está conectado de forma ilustrativa a una conexión a tierra en común 123.

[0040] Una vez superado el recorrido, los recorridos de fluido 118, 120 pueden fusionarse en un recorrido de fluido de retorno 126 que se alimenta a un intercambiador de calor 129, tal como un radiador u otros componentes configurados para eliminar el calor del fluido. A continuación, el recorrido de fluido se dirige al depósito 128. El intercambiador de calor 129 está conectado a una conexión a tierra en común 133.

[0042] Como se ha descrito anteriormente, de acuerdo con aspectos de la presente solicitud, el sistema de carga 100 puede incluir un mecanismo de retroalimentación y componentes de mitigación que pueden provocar la modificación de uno o más aspectos del recorrido de fluido con el fin de mitigar la generación de arcos, la generación de hidrógeno, o una combinación de las mismas. De manera ilustrativa, en algunas realizaciones, el mecanismo de retroalimentación puede incluir un componente controlador 130 que incluye un componente de detección 132 configurado para medir la corriente de fuga en el recorrido de fluido y aproximar la resistencia del recorrido de fluido. El componente de detección 132 puede utilizar los valores medidos de la corriente de fuga para determinar el valor de la resistencia basándose en la tensión conocida del conductor y la corriente de fuga medida. El controlador 130 proporciona un componente de gestión 134 que puede procesar la resistencia medida y luego determinar una o más técnicas de mitigación para modificar la resistencia del fluido de enfriamiento, por ejemplo, modificando la resistividad del fluido, modificando el área de las líneas del recorrido de fluido, o modificando la longitud del recorrido de fluido, o una combinación de estas opciones. Más concretamente, en algunas realizaciones, el controlador 130 puede controlar uno o más filtros de iones 124 que pueden provocar una modificación de la ionización del recorrido de fluido para modificar la resistividad del fluido de enfriamiento. Los filtros 124 también pueden utilizar metodologías alternativas para provocar las modificaciones que sean posibles en función de las propiedades o características del fluido de enfriamiento.

[0044] Tal y como se ilustra en la FIG.1, los filtros 124 pueden estar situados entre el depósito 128 y el colector 104 a lo largo de la línea de suministro de fluido de enfriamiento 116, de modo que la resistividad del fluido se ajuste antes de entrar en el colector. Como también se ilustra en la FIG.1, los componentes del controlador 130 pueden conectarse a una conexión a tierra en común 131 para mitigar aún más la introducción de corriente de fuga que pueda causar la generación de arcos o de hidrógeno en el fluido de enfriamiento. Aunque se ilustran como parte del sistema de carga 100, los mecanismos de retroalimentación y corrección del sistema de carga 100 no son obligatorios y pueden suprimirse en algunas realizaciones. Se utilizará una rutina ilustrativa 200 (FIG.2) para ilustrar una rutina de manejo de resistencia de fluidos.

[0046] De manera ilustrativa, los componentes del controlador 130 pueden incluir componentes físicos de hardware, uno o más componentes virtualizados, o una combinación de los mismos. De manera adicional, los componentes del controlador 130 o la funcionalidad atribuida por el controlador 130 pueden implementarse en un entorno virtualizado. De manera ilustrativa, el controlador 130 puede incluir una unidad de procesamiento, una interfaz de red, una unidad de soporte legible por ordenador, y una interfaz de dispositivo de entrada/salida, todas las cuales pueden comunicarse entre sí mediante un bus de comunicación. Los componentes del controlador 130 pueden ser componentes físicos de hardware o implementarse en un entorno virtualizado.

[0048] La memoria puede incluir instrucciones de programa informático a ejecutar por la unidad de procesamiento para implementar una o más realizaciones. La memoria generalmente incluye RAM, ROM, u otra memoria persistente o no transitoria. La memoria puede almacenar un sistema operativo que proporcione instrucciones de programa informático para su uso por parte de la unidad de procesamiento en la administración general y el funcionamiento del controlador 130. La memoria puede incluir además instrucciones de programa informático y otra información para implementar aspectos de la presente divulgación. Por ejemplo, en una realización, la memoria incluye componentes de detección 132 configurados para obtener mediciones de corriente de fuga para su uso en los procesos de retroalimentación y mitigación descritos en el presente documento. La memoria incluye además un componente de gestión configurado para implementar una rutina de gestión de fluidos. Tales componentes pueden ejecutarse en dispositivos informáticos independientes (entornos informáticos virtuales o físicos).

[0050] Ahora con referencia a la FIG.2, en algunas realizaciones, puede utilizarse un controlador 140 u otro componente de procesamiento o unidad lógica para procesar la información de medición y provocar la aplicación de técnicas de mitigación asociadas con una resistencia aproximada del recorrido de fluido. Como se ha descrito anteriormente, el componente de medición 120 proporciona a un controlador 140 un valor de resistencia calculado en función de la tensión conocida del conductor y de la corriente de fuga medida. En el bloque 202, el controlador 140 obtiene una medida del componente de medición de la corriente de fuga en el recorrido de fluido. El componente de medición 120 puede estar configurado para proporcionar la corriente medida de manera continua o en algún intervalo de tiempo configurado. En otras realizaciones, el controlador 140 puede solicitar información de medición de manera sincrónica o asincrónica.

[0052] En el bloque 204, el controlador 140 calcula la resistencia del recorrido de fluido basándose en la corriente de fuga medida y en la tensión conocida de los conductores. En el bloque de decisión 206, se realiza una prueba para determinar si la resistencia calculada supera uno o varios umbrales de resistencia. De manera ilustrativa, los uno o más umbrales pueden estar configurados para que se basen en determinaciones/cálculos adicionales de si la resistencia del fluido de enfriamiento es lo suficientemente alta como para que cualquier tensión de fuga no supere los umbrales de generación de hidrógeno y de generación de arcos. Los umbrales pueden fijarse manualmente en función del rendimiento individual del sistema de carga 100, el rendimiento acumulativo de un conjunto de sistemas de carga 100, u otras agrupaciones. Por ejemplo, los umbrales del sistema de carga pueden tener en cuenta las variaciones de los factores medioambientales según las regiones, las composiciones del fluido en el sistema de carga 100, la infraestructura de soporte, las variaciones en los materiales del sistema de carga 100, y similares. Si la resistencia calculada supera uno o varios umbrales (por ejemplo, la resistencia calculada supera la resistencia mínima exigida), el controlador 140 no está obligado a aplicar ninguna técnica de mitigación y la rutina 200 vuelve al bloque 202.

[0053] Alternativamente, si la resistencia calculada no supera el uno o más umbrales, el controlador 140 puede activar o hacer que se apliquen una o más técnicas de mitigación para reducir la corriente de fuga resultante en el recorrido de fluido. De manera ilustrativa, el controlador 140 puede intentar aumentar uno de los tres factores que puedan causar un cambio en la resistencia resultante del fluido, en concreto, la resistividad del fluido de enfriamiento, la longitud del recorrido de fluido, o la superficie de los conductos de retorno. En algunas realizaciones, la longitud del recorrido de fluido y la superficie de los conductos de retorno pueden ser fijas, lo que solo permite al controlador 140 aplicar algunas técnicas de mitigación que aumentan la resistividad del fluido de enfriamiento. En otras realizaciones, si el sistema de carga 100 incluye algunos controles adicionales de mitigación mecánica que puedan provocar la modificación de la longitud del recorrido de fluido o del área de la línea, el controlador 140 puede ser capaz de implementar modificaciones a estos atributos del sistema de carga 100 también. De manera ilustrativa, en sistemas de carga en los que puede controlarse o influirse en la resistividad del fluido de enfriamiento, el sistema de carga 100 puede estar configurado con filtros de iones para provocar cambios en la resistividad del fluido de enfriamiento. Por consiguiente, en el bloque 208, el controlador 140 puede determinar los parámetros de ajuste, tales como los parámetros operativos de los filtros de iones que pueden ser controlados y los resultados deseados. En el bloque 210, el controlador 140 puede provocar la implementación de los parámetros de resistencia del fluido y la rutina 200 vuelve al bloque 202 para la monitorización continua.

[0055] Con referencia a las FIGS.3-7, se describirán realizaciones ilustrativas del conector 102 para su uso en un sistema de carga 100. Con referencia a la FIG.4, se ilustran los componentes internos del conector 102. Los componentes incluyen unas camisas exteriores 402, 404, cada una de las cuales contiene unos conductores 406, 408 que transportan la energía desde la fuente de alimentación 114. Las camisas exteriores 402, 404 pueden tener un diámetro suficiente para abarcar los conductores de carga 406, 408 y crear unos recorridos de retorno de línea de enfriamiento 410, 412 para el fluido de enfriamiento, que está en contacto directo con los conductores de carga. El conector incluye además unas camisas de suministro 414, 416 para el fluido de enfriamiento entrante a través de los canales 418, 420. Tal y como se ilustra en la FIG.1, la línea de suministro 116 individual se divide en las camisas de suministro 414, 416 en el colector 104. La FIG.4 representa una vista alternativa del conector 102, ilustrando además una cubierta 430 que abarca las camisas exteriores 402, 404, y las camisas de suministro 414, 416. El conector 102 puede incluir además unos conectores 434, 436 que están configurados para realizar la conexión eléctrica entre los conductores 406, 408 y el mecanismo de conexión de un vehículo eléctrico.

[0057] Con referencia a la FIG.5, se describirá un corte de un conector 102 de las FIGS.3 y 4 que ilustra el flujo del fluido de enfriamiento. Tal y como se ilustra en la FIG.5, el fluido de enfriamiento entra en el conector 102 a través de los canales de suministro 410, 412 como se ilustra con la referencia 450. El fluido continúa a través del conector 102 y hace contacto directo con los conductores 406, 408 a través de los canales 410, 412. El fluido de enfriamiento resultante puede extraer el calor generado por los conductores 406, 407 y eliminarlo a través de los canales de retorno en la referencia 452. De manera ilustrativa, en las realizaciones en las que el fluido de enfriamiento es a base de agua, el flujo de fluido ilustrado en la referencia 450 puede facilitarse a través de unos canales 418, 420 más estrechos en relación con los canales que de otro modo se habrían requerido si se utilizara un fluido no conductor, por ejemplo, en función de la viscosidad, la densidad u otras propiedades de los fluidos no conductores tradicionales. Por consiguiente, el conector y las geometrías ilustradas en las FIGS. 3-5 proporcionan un intercambio de calor y un flujo de fluido adicionales para los fluidos conductores.

[0058] La FIG.6 ilustra una realización alternativa del controlador 102 que tiene una camisa 450 alternativa y una interfaz 452, tal como para su uso por diferentes configuraciones de vehículos. Sin embargo, como se ilustra en la FIG.7, el uso de los canales de retorno 410, 412 y los canales de suministro 414, 416 sigue siendo igual o sustancialmente similar. También pueden incorporarse otras realizaciones de acuerdo con aspectos de la presente solicitud. Como se ha expuesto previamente, en las realizaciones en las que el fluido de enfriamiento es a base de agua, el flujo de fluido ilustrado en la referencia 450 puede facilitarse a través de unos canales 418, 420 más estrechos en relación con los canales que de otro modo se habrían requerido si se utilizara un fluido no conductor, por ejemplo, en función de la viscosidad, la densidad u otras propiedades de los fluidos no conductores tradicionales. Por consiguiente, el conector y las geometrías ilustradas en las FIGS. 6-7 también proporcionan un intercambio de calor y un flujo de fluido adicionales para los fluidos conductores.

[0059] La divulgación anterior no pretende limitar la presente divulgación a las formas precisas o campos de uso particulares divulgados. Como tal, se contempla la posibilidad de varias realizaciones alternativas y/o modificaciones a la presente divulgación, ya estén explícitamente descritas o implícitas en el presente documento, a la luz de la divulgación. En la memoria descriptiva precedente, se ha descrito la divulgación con referencia a realizaciones específicas. Por consiguiente, esta descripción debe ser considerada como ilustrativa y su fin es enseñar a los expertos en la técnica la manera de hacer y utilizar diversas realizaciones del conjunto de ventilación divulgado. Debe entenderse que las formas de divulgación mostradas y descritas en el presente documento deben tomarse como realizaciones representativas. Los elementos, materiales, procesos, o etapas equivalentes pueden ser sustituidos por los ilustrados y descritos en el presente documento. Así mismo, ciertas características de la divulgación pueden utilizarse independientemente del uso de otras características, todo ello como resultará evidente para un experto en la materia tras contar con el beneficio de esta descripción de la divulgación. Las expresiones tales como "que incluye", "que comprende", "que incorpora", "que consistente en", "que tiene", "es", etc., que se utilizan para describir y reivindicar la presente divulgación deben interpretarse de manera no excluyente, es decir, permitiendo también la presencia de artículos, componentes o elementos no descritos explícitamente. La referencia al singular también debe interpretarse en relación con el plural.

[0060] Además, las diversas realizaciones expuestas en el presente documento deben tomarse en sentido ilustrativo y explicativo y no deben interpretarse en modo alguno como limitativas de la presente divulgación. Todas las referencias de unión (p. ej., unido/a, fijado/a, acoplado/a, y similares) se utilizan únicamente para ayudar al lector a comprender la presente divulgación y no deben interpretarse como limitaciones, particularmente en cuanto a la posición, orientación, o el uso de los sistemas y/o métodos divulgados en el presente documento. Por lo tanto, las referencias de unión, si las hubiera, deben interpretarse en sentido amplio. Así mismo, tales referencias de unión no infieren necesariamente que dos elementos estén directamente conectados entre sí.

[0061] De manera adicional, todos los términos numéricos, tales como, aunque no de forma limitativa, "primero/a", "segundo/a", "tercero/a", "primario/a", "secundario/a", "principal" o cualquier otro término ordinario y/o numérico, también deben tomarse únicamente como identificadores, para ayudar al lector a comprender los distintos elementos, realizaciones, variaciones y/o modificaciones de la presente divulgación, y no pueden crear ninguna limitación, especialmente en cuanto al orden o preferencia, de cualquier elemento, realización, variación y/o modificación relativa a, o sobre, otro elemento, realización, variación y/o modificación.

Claims (8)

1. REIVINDICACIONES

1. Un sistema de carga (100) para componentes eléctricos, comprendiendo el sistema:

un conector (102, 434, 436) que proporciona una interfaz física entre el sistema de carga (100) y uno o más vehículos eléctricos, el conector (102, 434, 436) que incluye al menos un par de conectores positivo y negativo (102, 434, 436) para la transmisión de corriente eléctrica desde el sistema de carga (100) al vehículo eléctrico; una fuente de alimentación (114) configurada para suministrar corriente eléctrica a los conectores (102, 434, 436) a través de una pluralidad de líneas de suministro eléctrico;

un colector (104) conectado físicamente a la fuente de alimentación (114) a través de la pluralidad de líneas de suministro eléctrico;

un sistema de cables que incluye al menos un par de conductores (406, 408) y está conectado físicamente al colector (104) y al conector (102, 434, 436);

un depósito de fluido conductor que suministra líquido conductor al colector (104) a través de una línea de suministro de fluido conductor, en donde el colector (104) suministra el líquido conductor al sistema de cables y al conector (102, 434, 436), y en donde los conductores (406, 408) están en contacto directo con el líquido conductor; unos recorridos de retorno de fluido primero y segundo, en donde los recorridos de retorno de fluido primero y segundo corresponden a una longitud determinada definida a partir del conector (102, 434, 436), en donde los recorridos de retorno de fluido primero y segundo están aislados eléctricamente y en donde la longitud especificada excede un umbral de resistencia eléctrica mínima basado en un producto de la resistividad del líquido conductor por la longitud especificada, dividida por un área de los recorridos de retorno de fluido, en donde el umbral mínimo de resistencia eléctrica hace que las corrientes de fuga asociadas a los conductores (406, 408) estén por debajo de un umbral asociado a la generación de hidrógeno a partir del líquido conductor, y en donde las corrientes de fuga son corrientes eléctricas que se filtran al líquido conductor desde los conductores (406, 408);

un intercambiador de calor (129) para recibir el líquido conductor de los recorridos de retorno de fluido primero y segundo; y

un componente de retroalimentación y control para determinar las propiedades resistivas del líquido conductor y ajustar al menos una propiedad resistiva del líquido conductor para mantener el umbral mínimo de resistencia eléctrica.

2. El sistema de acuerdo con la Reivindicación 1, en donde la longitud especificada se basa en un múltiplo del umbral mínimo de resistencia eléctrica.

3. El sistema de acuerdo con la Reivindicación 1, en donde la longitud especificada se basa en un porcentaje del umbral mínimo de resistencia eléctrica.

4. El sistema de acuerdo con la Reivindicación 1, en donde el líquido conductor corresponde a una mezcla de etilenglicol y agua.

5. El sistema de acuerdo con la Reivindicación 1, en donde los conductos de retorno de fluido primero y segundo se fusionan antes de la conexión con el intercambiador de calor (129), en donde la longitud especificada corresponde a una longitud (122) medida desde el conector (102, 434, 436) a lo largo de los conductos de retorno de fluido primero y segundo antes de la fusión.

6. El sistema de acuerdo con la Reivindicación 1, en donde el componente de retroalimentación y control incluye una pluralidad de filtros de iones para modificar las propiedades resistivas del líquido conductor.

7. El sistema de acuerdo con la Reivindicación 1, en donde el componente de retroalimentación y control mide la corriente de fuga relativa a una pluralidad de puntos de conexión a tierra en el sistema de carga (100).

8. El sistema de acuerdo con la Reivindicación 1, en donde el sistema de enfriamiento comprende:

el depósito de fluido conductor que proporciona el líquido conductor;

un colector (104) que recibe el líquido conductor desde el depósito de fluido conductor y suministra líquido conductor a una pluralidad de componentes del sistema de carga (100), incluyendo la pluralidad de componentes del sistema de carga (100) al menos el conector (102, 434, 436) y el sistema de cables.