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DISPOSITIVO PE CARGA Y PROCEDIMIENTOS PARA CONTROLAR UN
DISPOSITIVO DE CARGA
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN
La presente solicitud se refiere en general a dispositivos de carga y, más particularmente, a un dispositivo de carga y a procedimientos para controlar un dispositivo de carga.
Según han ganado popularidad los vehículos eléctricos y/o los vehículos eléctricos híbridos, se ha incrementado una necesidad asociada de controlar con exactitud el suministro de energía eléctrica a tales vehículos. Además, se ha creado una necesidad de proporcionar dispositivos de carga seguros y eficientes por el aumento del uso de tales vehículos.
Al menos algunas estaciones de carga conocidas incluyen un cable de energía u otro conductor que se puede acoplar al vehículo eléctrico de forma que pueda retirarse del mismo. Las estaciones de carga reciben electricidad a partir de una red de distribución de servicio eléctrico o a partir de otra fuente de electricidad, y administran electricidad al vehículo eléctrico por el cable de energía. Sin embargo al menos algunas estaciones de carga conocidas y/o algunos vehículos eléctricos se diseñan o evalúan para operar a una amplitud de corriente predefinida. Sin embargo, uno o más componentes dentro de la estación de carga y/o dentro del vehículo eléctrico pueden fallar o presentar comportamiento anormal. Tales fallos y tal comportamiento anormal pueden causar que la corriente transmitida a través del cable de energía exceda la corriente de la estación de carga y/o el vehículo eléctrico.
Para proteger componentes dentro de la estación de carga y/o dentro del vehículo eléctrico de la corriente excesiva, ai menos algunas estaciones de carga conocidas incluyen al menos ún dispositivo protector acoplado al cable de energía. Si se transmite corriente excesiva a través de cable de energía, el dispositivo protector desacopia eléctricamente la estación de carga del vehículo eléctrico. Sin embargo, después de que se activan los dispositivos protectores, puede ser necesario que un técnico de mantenimiento visite la estación de carga para reajustar o reemplazar el dispositivo protector y para restaurar la capacidad de carga de la estación Tales visitas pueden ser costosas y/o una cantidad indeseable de tiempo puede pasar antes de que se pueda concertar la visita de un técnico.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN
En una realización, se proporciona un dispositivo de carga para usar con un vehículo eléctrico que incluye un dispositivo de almacenamiento de energía que incluye un conducto de energía configurado para acopiar eléctricamente el dispositivo de almacenamiento de energía al dispositivo de carga. El dispositivo de carga incluye un primer dispositivo de protección configurado para aislar eléctricamente el dispositivo de carga frente al dispositivo de almacenamiento de energía si una corriente que fluye a través del conducto de energía excede de un límite de corriente. El dispositivo de carga también incluye un controlador configurado para controlar la corriente que fluye a través del conducto de energía si !a corriente que fluye a través del conducto de energía causa que se exceda un umbral de integración, siendo el umbral de integración representativo de una cantidad predeterminada de corriente que se permite fluir a través del conducto de energía durante un periodo de tiempo predeterminado.
En otra realización, se proporciona un dispositivo de carga para usar con un vehículo eléctrico que incluye un dispositivo de almacenamiento de energía que incluye un conducto de energía configurado para acoplar eléctricamente el dispositivo de almacenamiento de energía al dispositivo de carga. El dispositivo de carga incluye un primer dispositivo de protección configurado para aislar eléctricamente el dispositivo de carga frente ai dispositivo de almacenamiento de energía si una corriente que fluye a través del conducto de energía excede de un límite de corriente. El dispositivo de carga incluye también un controlador configurado para controlar la corriente que fluye a través del conducto de energía si una temperatura en el dispositivo de carga excede un umbral predeterminado.
En otra realización más, se proporciona un procedimiento de controlar un dispositivo de carga que incluye suministrar corriente a un dispositivo de almacenamiento de energía de un vehículo eléctrico usando el dispositivo de carga y midiendo al menos una de entre una temperatura dentro del dispositivo de carga y una corriente que fluye a través del dispositivo de carga. La corriente suministrada a! dispositivo de almacenamiento de energía está ajustada en base al menos a una de entre la temperatura medida y la corriente medida.
En una realización adicional, se proporciona un sistema para usar en un
dispositivo de almacenamiento de energía de un vehículo eléctrico usando corriente recibida a partir de una fuente de energía eléctrica. El sistema incluye una carga de dispositivo incluyendo un conducto de energía configurado para recibir energía de la fuente de energía eléctrica y para proporcionar la corriente al dispositivo de almacenamiento de energía, y un primer dispositivo de protección configurado para aislar eléctricamente el dispositivo de carga frente al dispositivo de almacenamiento de energía si una corriente que fluye a través del conducto de energía excede de un límite de corriente. El sistema también incluye un controlador configurado para controlar la corriente que fluye a través del conducto de energía en base a al menos una de entre una temperatura en el dispositivo de carga y la corriente que fluye a través del conducto de energía. BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS
Fig. 1 es un diagrama de bloques de un sistema a modo de ejemplo para cargar un vehículo eléctrico.
Fig. 2 es un diagrama de bloques de un dispositivo de carga a modo de ejemplo que puede usarse con el sistema mostrado en la Figura 1 .
La Figura 3 es un diagrama de flujo de un procedimiento a modo de ejemplo para controlar un dispositivo de carga que se puede usar con el dispositivo de carga mostrado en la Figura 2.
La Figura 4 es un diagrama de flujo de otro procedimiento a modo de ejemplo para controlar un dispositivo de carga que se puede usar con el dispositivo de carga mostrado en la Figura 2.
DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN
En algunas realizaciones, el término "vehículo eléctrico" se refiere generalmente a un vehículo que incluye uno o más motores eléctricos que se usan para propulsión. La energía usada para propulsar vehículos puede venir de varias fuentes tales como, pero no limitadas a, una batería recargable a bordo y/o una célula de combustible a bordo. En una realización, el vehículo eléctrico es un vehículo eléctrico híbrido, que captura y almacena la energía generada, por ejemplo, frenando. Además, un vehículo eléctrico híbrido usa energía almacenada en una fuente eléctrica, tal como una batería, para continuar funcionando cuando el vehículo marche al ralentí para conservar combustible. Algunos vehículos eléctricos son capaces de recargar la batería añadiéndola dentro de un receptáculo de energía, tal como una salida de energía. De acuerdo con ello, el término "vehículo eléctrico" como se usa en el
presente documento puede hacer referencia a un vehículo eléctrico híbrido o a cualquier otro vehículo al que la energía eléctrica pueda suministrarse, por ejemplo, por medio de la red de suministro de energía.
Fig. 1 ilustra un sistema 100 a modo de ejemplo para usar al cargar, o al proporcionar electricidad para, un vehículo eléctrico 102. En una realización a modo de ejemplo, ei sistema 100 incluye un dispositivo de carga 104 acoplado al vehículo eléctrico 102. En una realización a modo de ejemplo, el vehículo eléctrico 102 incluye al menos un dispositivo de aímacenamiento de energía 106, tal como una batería y/u otro dispositivo de almacenamiento, acoplado a un motor 108. Además, en una realización a modo de ejemplo, el vehículo eléctrico 102 incluye un controlador de vehículo 1 0 acoplado al dispositivo de almacenamiento de energía 106.
En una realización a modo de ejemplo, el dispositivo de carga 104 está acoplado, de forma que pueda retirarse, a un dispositivo de almacenamiento de energía 106 y a un controlador de vehículo 110 mediante al menos un conducto de energía 112. Alternativamente, el dispositivo de carga 104 puede acoplarse al dispositivo de almacenamiento de energía 106 y/o al controlador de vehículos 110 por cualquier otro conducto o conductos, y/o el dispositivo de carga 104 se puede acoplar al controlador de vehículo 110 mediante una conexión de datos inalámbrica (no mostrada). En una realización a modo de ejemplo, el conducto de energía 112 incluye al menos un conductor (no mostrado) para suministrar electricidad al dispositivo de almacenamiento de energía 106 y/o a cualquier otro componente en el vehículo eléctrico 102, y al menos un conductor (no mostrado) para transmitir datos a, y recibir datos de, controlador de vehículo 110 y/o cualquier otro componente en el vehículo eléctrico 102. Alternativamente, el conducto de energía 112 puede incluir un conductor individual que transmita y/o reciba energía y/o datos, o cualquier otro número de conductores que permita al sistema 100 funcionar como se describe en el presente documento. Además, en una realización a modo de ejemplo, el dispositivo de carga 104 está acoplado a una fuente de energía eléctrica 114, tai como una red de suministro de energía de una compañía de servicio eléctrico, un generador, una batería, y/o cualquier otro dispositivo o sistema que proporcione electricidad al dispositivo de carga 104.
En una realización a modo de ejemplo, el dispositivo de carga 104 está acopiado al menos a un servidor 116 a través de una red, tal como Internet,
una red de área local (LAN), una red de área amplia (WAN), y/o cualquier otro dispositivo u otra conexión de datos que permita cargar el dispositivo 104 para funcionar como se describe en el presente documento. El servidor 1 16, en una realización a modo de ejemplo, se comunica con el dispositivo de carga 104, por ejemplo, transmitiendo una señal al dispositivo de carga 104 para autorizar pago y/o suministro de electricidad al dispositivo de almacenamiento de energía 106, para acceder a información del cliente, y/o para llevar a cabo cualquier otra función que permita al sistema 100 funcionar como se describe en el presente documento.
En una realización a modo de ejemplo, el servidor 116 y el controlador de vehículo 110 incluyen cada uno al menos un procesador y al menos un dispositivo de memoria. Los procesadores incluyen cada uno cualquier circuito programable adecuado que puede incluir uno o más sistemas y microcontroiadores, microprocesadores, circuitos de ajuste de instrucción reducidos (RISC), circuitos integrados específicos de aplicación (ASIC), circuitos lógicos programables (PLC), dispositivos umbral programables en campo (FPGA) y cualquier otro circuito capaz de ejecutar las funciones descritas en el presente documento. Los ejemplos anteriores son sólo a modo de ejemplo y así no se desea limitar de ninguna manera la definición y/o significado del término "procesador". Los dispositivos de memoria incluyen cada uno un medio legible por computador, tal como, sin limitación, memoria de acceso aleatorio (RAM), memoria flash, una disquetera de discos duros, una disquetera de estado sólido, un disquete, una disquetera flash, un disco compacto, un vídeo digital y/o cualquier dispositivo sólido de memoria que permita a los procesadores almacenar, recuperar, y/o ejecutar instrucciones y/o datos.
Durante la operación, en una realización a modo de ejemplo, un usuario acopla el dispositivo de almacenamiento de energía 106 para cargar el dispositivo 104 con el conducto de energía 112. El usuario puede acceder a una interfaz de usuario (no mostrada en la Figura 1) de dispositivo de carga 104 para introducir información, tal como información de pagos, y/o para iniciar suministro de energía al dispositivo de almacenamiento de energía 106. El dispositivo de carga 104 está configurado para comunicar con el servidor 116, por ejemplo, para autentificar el usuario, para procesar la información de pago, y/o para aprobar o autorizar el suministro de energía. Si el dispositivo de carga
104 recibe una señal del servidor 116 que indica aprobación o autorización para suministrar energía al dispositivo de almacenamiento de energía 106, el dispositivo de carga 104 recibe energía de la fuente de energía eléctrica 114 y proporciona la energía al dispositivo de almacenamiento de energía 106 a través del conducto de energía 112. ES dispositivo de carga 104 comunica con el controlador de vehículo 110 inalámbricamente, a través del conducto de energía 112, y/o a través de cualquier otro conducto, para controlar y/o para realizar el seguimiento del suministro de energía al dispositivo de almacenamiento de energía 106. Por ejemplo, el controlador de vehículo 10 puede transmitir señales para cargar el dispositivo 104 indicando un nivel de carga de dispositivo de almacenamiento de energía 106 y/o una cantidad deseada y/o una tasa de energía a proporcionarse por el dispositivo de carga 104. Además, el dispositivo de carga 104 puede transmitir señales al controlador de vehículo 110 indicando una cantidad y/o tasa de electricidad que se está suministrando al dispositivo de almacenamiento de energía 106. Adicionaimente o alternativamente, el dispositivo de carga 104 y/o el controlador de vehículo 110 puede transmitir y/o recibir cualesquiera otras señales o mensajes que permitan al sistema 100 funcionar como se describe en el presente documento. Cuando el dispositivo de almacenamiento de energía 106 se ha cargado a un nivel deseado, el dispositivo de carga 104 cesa de suministrar energía al dispositivo de almacenamiento de energía 106 y el usuario desconecta el conducto de energía 112 de! dispositivo de almacenamiento de energía 106.
Fig. 2 es un diagrama de bloque de un dispositivo de carga 104 a modo de ejemplo que puede usarse con el sistema 100 (mostrado en la Figura 1). En una realización a modo de ejemplo, el dispositivo de carga 104 incluye un controlador 200 que incluye un procesador 202 y un dispositivo de memoria 204. Como se describe más ampliamente en el presente documento, el controlador 200 está acoplado a una interfaz de red 206, a un visualizador 208, a una interfaz de usuario 210, a un módulo de comunicación de vehículo 212, a un sensor de temperatura 214 y a un módulo de control de corriente 216. Además, como se describe más ampliamente en el presente documento, el controlador 200 controla y/o ajusta el flujo de corriente a través del conducto de energía 112 si una temperatura en el dispositivo de carga 104 excede de un umbral de temperatura predeterminado y/o si el flujo de corriente a través del
conducto de energía 112 excede de un umbral de corriente predeterminado.
El procesador 202 incluye cualquier circuito programable adecuado que puede incluir uno o más sistemas y microcontroíadores, microprocesadores, circuitos de ajuste de instrucción reducidos (RISC), circuitos integrados específicos de aplicación (ASIC), circuitos lógicos programables (PLC), matrices umbral programables en campo (FPGA) y cualquier otro circuito capaz de ejecutar las funciones descritas en el presente documento. Los ejemplos anteriores son sólo a modo de ejemplo y así no se desea limitar de ninguna manera la definición y/o significado del término "procesador". El dispositivo de memoria 204 incluye un medio legible por computador, tal como, sin limitación, memoria de acceso aleatorio (RAM), memoria flash, una disquetera de discos duros, una disquetera de estado sólido, un disquete, una disquetera flash, un disco compacto, un disco de video digital y/o cualquier dispositivo adecuado que permita al procesador 202 almacenar, recuperar, y/o ejecutar instrucciones y/o datos.
La interfaz de red 206, en una realización a modo de ejemplo, transmite y recibe datos entre el controlador 200 y un dispositivo o sistema remoto, tal como servidor 116 (mostrado en la Fig. 1). En una realización a modo de ejemplo, la interfaz de red 206 comunica con el servidor 116 y el controlador 200 usando cualquier protocolo de comunicaciones adecuado, tal como un protocolo Ethernet alámbrico y/o inalámbrico.
En una realización a modo de ejemplo, el visualizador 208 puede incluir un visualizador fluorescente al vacío (VFD) y/o uno o más diodos emisores de luz (LED). Adicionalmente o alternativamente, el visualizador 208 puede incluir, sin limitación, un visualizador de cristal líquido (LCD), un tubo de rayos catódicos (CRT), un visualizador de plasma y/o cualquier dispositivo de salida visual adecuado capaz de presentar datos gráficos y/o texto a un usuario. En una realización a modo de ejemplo, un estado de carga de dispositivo de almacenamiento de energía 106 (mostrado en la Fig. 1), información de pago, información de autentificación de usuario y/o cualquier otra información se puede presentar a un usuario en el visualizador 208.
La interfaz de usuario 210 incluye, sin limitación, un teclado, un teclado numérico, una pantalla táctil, una rueda de desplazamiento, un dispositivo de puntero, un lector de códigos de barras, un lector de tarjetas magnéticas, un lector de tarjeta de identificación de radiofrecuencias (RFID), un dispositivo de
entrada de audio que emplea programa de reconocimiento de voz y/o cualquier dispositivo adecuado que permita a un usuario introducir datos dentro del dispositivo de carga 104 y/o recuperar datos del dispositivo de carga 104. En una realización a modo de ejemplo el usuario puede introducir información de autentificación y/o información de pago usando interfaz 210 para iniciar y/o terminar el suministro de energía al dispositivo de almacenamiento de energía 106.
En una realización a modo de ejemplo, el modulo de comunicación de vehículo 212 se acopla ai controlador de vehículo 110 {mostrado en la Fig, 1) mediante el conducto de energía 112 o cualquier otro conducto que permita funcionar al módulo de comunicación de vehículo 212 como se describe anteriormente. El módulo de comunicación de vehículo 212 transmite datos al, y recibe datos del controlador de vehículo 110 usando un protocolo adecuado, tal como comunicación ampliamentepor línea de potencia (PLC), un protocolo de comunicación en serie, y/o otro protocolo que permita al módulo de comunicación de vehículo 212 funcionar como se describe en el presente documento. En una realización a modo de ejemplo, el modulo de comunicación de vehículo 212 transmite ai menos una señal (de aquí en adelante referida como una "señal de control de corriente") al controlador de vehículo 110 para usar en controlar y/o ajustar una cantidad de corriente que el dispositivo de almacenamiento de energía 106 extrae deí dispositivo de carga 104. Más específicamente, el controlador 200 determina una cantidad de corriente para el dispositivo de almacenamiento de energía 106 a extraer del dispositivo de carga 104. El controlador 200 transmite una o más señales representativas de la cantidad determinada de corriente al módulo de comunicación de vehículo 212. En una realización, el módulo de comunicación de vehículo 212 usa modulación de anchura de pulso y/o ajusta un ciclo de vigilancia de la señal de control de corriente para notificar al controlador de vehículo 10 de la cantidad de corriente determinada a extraer del dispositivo de carga 104. Alternativamente, el modulo de comunicación de vehículo 212 puede usar cualquier otra señal o procedimiento de señalización para notificar al controlador de vehículo 110 de la cantidad de corriente determinada a extraer a partir del dispositivo de carga 104. La señal de control de corriente recibida del módulo de comunicación de vehículo 212 activa al controlador de vehículo 110 para extraer la cantidad determinada de corriente dei dispositivo
de carga 104.
En una realización a modo de ejemplo, ei sensor de temperatura 214 está situado en el dispositivo de carga 104 y está acoplado a! controlador 200. Alternativamente, el sensor de temperatura 214 está integrado en ei controlador 200, en cualquier otro componente del dispositivo de carga 104, y/o está situado en cualquier otra localización que permita al sensor de temperatura 214 funcionar como se describe en el presente documento. En una realización a modo de ejemplo, el sensor de temperatura 214 detecta y/o mide la temperatura en el dispositivo de carga 104. Ef sensor de temperatura 214 proporciona una señal representativa de la temperatura medida y/o detectada (de aquí en adelante referida como "medida de temperatura") al controlador 200.
En una realización a modo de ejemplo, el módulo de control de corriente 216 está acoplado a un extremo de entrada 218 de un conducto de energía 12 y a un extremo de salida 220 de conducto de energía 112. El extremo de entrada 218 está acoplado a una fuente de energía, tal como fuente de energía eléctrica 114 (mostrada en la Figura 1), y el extremo de salida 220 está acoplado a una carga, tal como el dispositivo de almacenamiento de energía 106. Más específicamente, en una realización a modo de ejemplo, el extremo de entrada 218 está acoplado a una fase individual de una fuente de energía de corriente alterna (CA) de tres fases, tal como fuente de energía eléctrica 114. Alternativamente, el extremo de entrada 218 se puede acoplar a una fuente de energía de corriente continua (CC) o a dos o tres fases de una fuente de energía de CA. Además, en una realización a modo de ejemplo, eí modulo 216 de control de corriente incluye al menos un dispositivo de control de corriente 222, ai menos un dispositivo de protección secundario 224 y al menos un sensor de corriente 226. Ei dispositivo de protección de corriente 222, en una realización a modo de ejemplo, se activa para aislar eléctricamente el extremo de entrada 218 frente al extremo de salida 220 si la energía que fluye a través del conducto de energía 112 excede de un umbral predeterminado o de un límite de corriente. Más específicamente, eí dispositivo de protección de corriente 222 se activa, o "se dispara," cuando la corriente que fluye a través del conducto de energía 112 excede de un límite de corriente estimado de dispositivo de protección de corriente 222. Cuando el dispositivo de protección de corriente 222 se activa o se dispara, se evita que la corriente fluya a través
del conducto de energía 112 {es decir, el extremo de entrada 218 se aisla eléctricamente del extremo de salida 220). En una realización a modo de ejemplo, el dispositivo de protección de corriente 222 es un interruptor de circuito. Alternativamente, el dispositivo de protección de corriente 222 puede ser un fusible, un relé, y/o cualquier otro dispositivo que permita funcionar ai dispositivo de protección de corriente 222 como se describe en el presente documento.
El dispositivo de protección secundaria 224, en una realización a modo de ejemplo, es un contactor 224 acoplado a un dispositivo de protección de corriente 222 por conducto de energía 112. Además, el contactor 224 está acoplado a, y está controlado por, el controlador 200. En una realización a modo de ejemplo, el controlador 200 opera e! contactor 224 para interrumpir la corriente que fluye a través del conducto de energía 112 si ia corriente excede de un umbral predeterminado, como se describe más ampliamente en el presente documento, de tal forma que el extremo de entrada 218 esté aislado eléctricamente del extremo de salida 220. Como tal, operando o activando el contactor 224, el controlador 200 evita que la corriente fluya al dispositivo de almacenamiento de energía 106. Además, el contactor 224 se opera para interrumpir el flujo de corriente a través del conducto de energía 112 antes de que se active el dispositivo de protección de corriente 222 de tal forma que el dispositivo de protección de corriente 222 pueda preservarse como un dispositivo de protección de apoyo. El contactor 224 lo puede reajustar el controlador 200 después de que el contactor 224 se haya activado de tal forma que el extremo de entrada 218 esté reconectado eléctricamente al extremo de salida 220. Como tal, el uso del contactor 224 puede reducir el número de visitas de mantenimiento requeridas para restaurar el suministro de energía del dispositivo de carga 104 después de que se haya transmitido un exceso de corriente a través del dispositivo de carga 104.
Al menos un sensor de corriente 226 mide y/o detecta la corriente transmitida a través del conducto de energía 112 durante la operación del dispositivo de carga 104. En una realización a modo de ejemplo, una diversidad de sensores 226 incluye al menos un transformador de corriente 228 que detecta una o más fallas a tierra y al menos un transformador de corriente 230 que detecta y/o mide la corriente transmitida a través del conducto de energía 112. Los sensores de corriente 226 transmiten señales representativas
de la corrieníe medida y/o de la corriente detectada (de aquí en adelante referidas como "medidas de corriente") ai controlador 200.
Fig. 3 es un diagrama de flujo de un procedimiento a modo de ejemplo 300 para controlar un dispositivo de carga, tai como un dispositivo de carga 104 (mostrado en la Figura 2). En una realización a modo de ejemplo, el procedimiento 300 incluye una diversidad de instrucciones almacenadas dentro del dispositivo de memoria 204, y está al menos parcialmente ejecutado por el procesador 202 (ambos mostrados en la Fig. 2).
El dispositivo de carga 104 está eléctricamente acoplado a un vehículo eléctrico, tal como el vehículo eléctrico 102, mediante el conducto de energía 112 (ambos mostrados en la Figura 1). Más específicamente, el dispositivo de carga 104 está acoplado a un dispositivo de almacenamiento de energía 106 (mostrado en la Fig. 1) de vehículo eléctrico 102 mediante el conducto de energía 112. El dispositivo de almacenamiento de energía 106 está cargado 302 a una velocidad o amplitud de corriente determinada (de aquí en adelante referida como una "velocidad de carga de corriente") en base a una capacidad de corriente o a una valoración de dispositivo de almacenamiento de corriente 106 y/o una capacidad de corriente o valoración de uno o más componentes de módulo de control de corriente 216 (mostrada en la Fig. 2). Por ejemplo, si el dispositivo de protección de corriente 222 se estima a 16 amperios (A) y ningún otro componente acoplado ai conducto de energía 112 tiene una valoración de corriente más baja, el dispositivo de carga 104 suministra una velocidad de carga de corriente predeterminada de aproximadamente 16 A al dispositivo de almacenamiento de energía 106. Alternativamente, el dispositivo de almacenamiento de energía 106 se carga 302 con cualquier otra velocidad de corriente que permita funcionar ai procedimiento 300 como se describe en el presente documento. Se mide 304 una temperatura en el dispositivo de carga 104, por ejemplo, por el sensor de temperatura 214 (mostrado en la Fig. 2). El controlador 200 determina 306 si la temperatura en el dispositivo de carga 104 excede de un umbral de temperatura predeterminado. En una realización a modo de ejemplo, e! umbral de temperatura predeterminado se selecciona de tal manera que la valoración de corriente del dispositivo de protección de corriente 222, contactor 224, y/o cualquier componente de módulo de control de corriente 216 se mantiene. En una realización, el umbral de temperatura predeterminado es aproximadamente 30 grados centígrados.
Altemativamente, eí umbral de temperatura predeterminado es cualquier otra temperatura que permita al procedimiento 300 funcionar como se describe en el presente documento.
Si la temperatura determinada no excede del umbral de temperatura, el procedimiento 300 sigue cargando 302 el dispositivo de almacenamiento de energía 106 a la velocidad de carga de corriente predeterminada. Sí, sin embargo, la temperatura determinada excede del umbral de temperatura, el procedimiento excede el umbral de temperatura, el procedimiento 300 ajusta 308 la velocidad de carga de corriente a una segunda velocidad de carga de corriente tal que el dispositivo de almacenamiento de corriente 106 se carga, o se suministra con corriente, a la segunda velocidad de carga de corriente. En una realización a modo de ejemplo, la segunda velocidad de carga de corriente está basada en la temperatura determinada en el dispositivo de carga 104. En una realización, si la temperatura determinada se incrementa progresivamente por encima del umbral de temperatura, la segunda velocidad de carga de corriente decrece progresivamente por debajo de la velocidad de carga de corriente predeterminada. Alternativamente, la segunda velocidad de carga puede tener cualquier relación lineal o no lineal para la temperatura determinada ta! que la segunda velocidad de carga de corriente disminuya a una velocidad lineal o no lineal según la temperatura determinada se incremente por encima del umbral de temperaturas.
En una realización, la segunda velocidad de carga de corriente disminuye de acuerdo con una degradación de la valoración de corriente, o una curva de disminución de la corriente, del dispositivo de protección de corriente 222 si la temperatura determinada se incrementa progresivamente por encima del umbral de temperaturas. Además, en una realización adicional, las referencias y/o los valores interpolados del controlador 200 se recibieron a partir de una tabla de búsqueda u otra referencia de valoración de corriente o de disminución de corriente para determinar la reducción en la segunda velocidad de carga de corriente a la temperatura determinada. La tabla de búsqueda u otra referencia se puede almacenar en el dispositivo de memoria 204 y/o en cualquier otro dispositivo que permita que se determine la segunda velocidad de carga de corriente. De acuerdo con ello, disminuyendo la velocidad de carga de corriente según se incrementa la temperatura en el dispositivo de carga 104, el procedimiento 300 permite al dispositivo de
protección de corriente 222 evitar activarse con excesiva corriente. Como tal, el procedimiento 300 puede reducir un número de eventos de mantenimiento que de lo contrario requerirían reajustar el dispositivo de protección de corriente 222 según la temperatura en el dispositivo de carga 104 se incrementa.
Fig. 4 es un diagrama de flujo de otro procedimiento a modo de ejemplo
400 para controlar un dispositivo de carga, tal como el dispositivo de carga 104 (mostrado en la Figura 2). En una realización a modo de ejemplo, el procedimiento 400 incluye una diversidad de instrucciones almacenadas dentro del dispositivo de memoria 204, y está ai menos parcialmente ejecutado por el procesador 202 (ambos mostrados en la Fig. 2). Además, en una realización a modo de ejemplo, ei procedimiento 300 (mostrado en la Figura 3) se usa conjuntamente con el procedimiento 400.
En una realización a modo de ejemplo, el dispositivo de carga 104 está eléctricamente acopiado a un vehículo eléctrico, tal como el vehículo eléctrico 102, mediante el conducto de energía 1 12 (ambos mostrados en la Figura 1). Más específicamente, el dispositivo de carga 104 está acoplado a un dispositivo de almacenamiento de energía 106 (mostrado en la Fig. 1) de vehículo eléctrico 102 mediante el conducto de energía 1 2. El dispositivo de almacenamiento 106 está cargado 402 a una velocidad o amplitud de corriente determinada (de aquí en adelante referida como una "velocidad de carga de corriente") en base a una capacidad de corriente o valoración de dispositivo de almacenamiento de energía 106 y/o a una capacidad de corriente o valoración de uno o más componentes de módulo de control de corriente 216 (mostrado en la Fig. 2) en una manera similar a como se describió anteriormente con referencia a la Figura 3. Como tal, el dispositivo de carga 104 suministra la velocidad de carga de corriente predeterminada al dispositivo de almacenamiento de energía 106.
Una amplitud de la corriente suministrada al dispositivo de almacenamiento de energía 106 se mide 404 mediante el sensor de corriente 226 (mostrado en Figura 2) y/o por cualquier otro sensor de corriente. El controlador 200 determina 406 si la amplitud de la corriente medida excede de un primer umbral de corriente predeterminado. En una realización a modo de ejemplo, el primer umbral de corriente es aproximadamente 1 ,25 veces la corriente estimada del dispositivo de protección de corriente 222. Alternativamente, el primer umbral de corriente puede ser 1 ,13 veces la
corriente estimada, o cualquier otra velocidad o nivel que permita al procedimiento 400 funcionar como se describe en el presente documento.
La corriente medida puede exceder del primer umbral de corriente, por ejemplo, cuando un componente en el vehículo eléctrico 102, tal como un dispositivo de almacenamiento de energía 106, está extrayendo corriente excesiva debido a un defecto en el vehículo eléctrico 102 o debido a otro estado anormal del vehículo eléctrico 102 y/o del dispositivo de carga 104. Si la corriente medida excede el primer umbral de corriente, se determina un valor de incremento 408 en base a la corriente medida. En una realización a modo de ejemplo, el valor de incremento se determina 408 o se selecciona en base a una cantidad que la amplitud de la corriente medida excede del primer umbral de corriente. En una realización, el valor de incremento es exponencialmente proporcional a la corriente medida. Alternativamente, el valor de incremento tiene cualquier otra relación con la corriente medida que permite funcionar al procedimiento 400 según se describe en el presente documento. El valor de incremento puede seleccionarse haciendo referencia a o interpolando valores recibidos de una tabla de búsqueda almacenada en dispositivo de memoria 204, y/o a partir de cualquier otra fuente de datos que permita que funcione el procedimiento 400 según se describe en el presente documento.
En una realización a modo de ejemplo, un valor de integración se incrementa 410 por el valor de incremento y el controíador 200 determina 412 si el valor de integración excede de un umbral de integración predeterminado. En una realización a modo de ejemplo, el valor de integración, los valores de incremento y el umbral de integración se almacenan en del dispositivo de memoria 204 y/o en el procesor 202 (mostrado en la Figura 2). El valor de integración representa una cantidad de corriente que se ha acumulado por encima del primer umbral de corriente durante un periodo de tiempo. Como se usa en el presente documento, los términos "acumulado" y "acumulación" se refieren a una agregación de valores, tales como valores representativos de una amplitud de corriente, que se miden por un sensor, tal como sensor de corriente 226 (mostrado en la Fig. 2). En una realización, el procesador 202 recibe medidas periódicas a partir del sensor de corriente 226 e incrementa 410 el valor de integración en una cantidad (es decir, el valor de incremento) representativa de la amplitud de cada medida de corriente en exceso del primer umbral de corriente. El umbral de integración representa una acumulación
máxima predeterminada de corriente por encima de un periodo de tiempo predeterminado que puede mantenerse, o que se permite fluir a través de un conducto de energía 112, por ejemplo, sin daño sustancial a componentes de vehículo eléctrico 102 y/o dispositivo de carga 104. Si el valor de integración excede el umbral de integración, el procesador 202 activa 414 un dispositivo de protección de corriente, tal como el contactor 224. Más específicamente, el procesador 202 abre el contactor 224 para aislar eléctricamente el extremo de entrada 218 del extremo de salida 220 del conducto de energía 112 (mostrado todo en Fig. 2). En una realización, el procesador 202 puede reajustar el contactor 224 (por ejemplo, cerrando el contactor 224) para acoplar eléctricamente el extremo de entrada 218 y el extremo de salida 220 si el dispositivo de almacenamiento de energía 106 está desacoplado del conducto de energía 112 y/o si la condición defectuosa se corrige o retira.
Eí valor de integración, en una realización a modo de ejemplo, se inicializa a cero en un comienzo de operación del dispositivo de carga 104 y se ajusta en base al valor de incremento. Alternativamente, el valor de integración se puede ínicializar a cualquier otro valor que permita funcionar al procedimiento 400 como se describe en el presente documento. Además, en una realización a modo de ejemplo, los valores de incremento y el umbral de integración se seleccionan de tal manera que el contactor 224 está activado antes de que se active el dispositivo de protección de corriente 222.
En una realización, el contactor 224 se activa 414 cuando la corriente suministrada excede del primer umbral de corriente durante una cantidad de tiempo predeterminada, de tal forma que la cantidad de tiempo se toma para el valor de integración para incrementar aproximadamente el primer umbral de corriente. Preferentemente, la cantidad predeterminada de tiempo varía en base a la amplitud de la corriente suministrada. En una realización, si la amplitud de la corriente suministrada se incrementa progresivamente por encima del primer umbral de corriente, la cantidad de tiempo que transcurre antes de que el contactor 224 se active 414 decrece progresivamente (es decir, los valores de incremento se incrementan progresivamente de tal forma que el valor de integración alcanza el umbral de integración más rápidamente).
Si, sin embargo, el umbral de integración no se excede por el valor de integración, la corriente suministrada al dispositivo de almacenamiento de energía 106 se mide 404 y el controlador 200 determina 406 si la corriente
medida excede del primer umbral de corriente, según se describió anteriormente. Si la corriente medida no excede el primer umbral de corriente, el controlador 200 determina 416 si la corriente medida es inferior a un segundo umbral de corriente. En una realización a modo de ejemplo, el segundo umbral de corriente es menor que el primer umbral de corriente. Más específicamente, en una realización a modo de ejemplo, el segundo umbral de corriente es aproximadamente igual a la corriente estimada de dispositivo de protección de corriente 222. Alternativamente, el segundo umbral de corriente puede ser cualquier otro intervalo o nivel que permita al procedimiento 400 funcionar como se describe en el presente documento. Si la corriente medida es mayor que o igual al segundo umbral de corriente (pero no mayor que el primer umbral de corriente), no se hace ajuste al valor de integración (es decir, el valor de integración se mantiene en su valor de corriente) y e! procedimiento 400 vuelve a medir 404 la corriente suministrada. Si, sin embargo, la corriente medida es inferior al segundo umbral de corriente, el controlador 200 determina 418 si ei valor de integración es mayor que cero o que cualquier otro límite inferior para el valor de integración. Si el valor de integración es inferior o igual al límite inferior, la amplitud de la corriente suministrada al dispositivo de almacenamiento de energía 06 se mide 404 como se describió anteriormente. Si el valor de integración es mayor que el límite inferior, se determina un valor de decremento 420, y eí valor de integración se disminuye 422 por ei valor de decremento. En una realización, el valor de integración no se disminuye 422 por debajo del límite inferior. El procedimiento 400 vuelve a medir 404 la corriente suministrada.
En una realización a modo de ejemplo, eí valor de decremento se determina 420 en base a la amplitud de la corriente seleccionada. En una realización, el valor de decremento es exponencialmente proporcional a la corriente medida. Alternativamente, el valor de decremento tiene otra relación con la corriente medida que permite funcionar al procedimiento 400 según se describe en el presente documento. El valor de decremento puede seleccionarse haciendo referencia a y/o interpolando valores recibidos de una tabla de búsqueda, y/o a partir de cualquier otra fuente de datos que permita que funcione el procedimiento 400 según se describe en el presente documento.
Como se describe en el presente documento, se proporciona un
dispositivo de carga resistente y efectivo. El dispositivo de carga incluye un dispositivo de protección de corriente y un dispositivo de protección secundario. El dispositivo de protección de corriente aisla eléctricamente un extremo de entrada de un conducto de energía de un extremo de salida del conducto de energía si el canalizado de corriente a través del conducto de energía excede de un límite de corriente del dispositivo de protección de corriente. El dispositivo de protección secundario controla la corriente transmitida a través del conducto de energía si la corriente excede de un umbral predeterminado y/o si la temperatura en el dispositivo de carga excede de un umbral predeterminado. Un controlador en el dispositivo de carga puede reajustar el dispositivo de protección secundario para restaurar el flujo de corriente a través del conducto de energía. Como tal, puede no ser necesario que un técnico de mantenimiento esté físicamente presente en el dispositivo de carga para reajustar el dispositivo de protección de corriente si se ha transmitido excesiva corriente a través del conducto de energía. Además, el dispositivo de protección de corriente y el dispositivo de protección secundario pueden proteger componentes en el dispositivo de carga y/o componentes en el vehículo eléctrico frente al daño resultante del exceso de corriente.
Un efecto técnico del dispositivo y de los procedimientos descritos en el presente documento incluye al menos uno de (a) suministrar corriente a un dispositivo de almacenamiento de corriente de un vehículo eléctrico usando un dispositivo de carga; (b) medir al menos una de entre una temperatura en un dispositivo de carga y una corriente que fluye a través del dispositivo de carga; y (c) ajusfar una corriente suministrada a un dispositivo de almacenamiento de energía de un vehículo eléctrico en base a al menos una de entre una temperatura medida y una corriente medida.
Las realizaciones a modo de ejemplo de un dispositivo de carga y los procedimientos de controlar un dispositivo de carga se han descrito anteriormente en detalle. El dispositivo de carga y los procedimientos de carga no se limitan a las realizaciones específicas descritas en el presente documento, sino más bien, los componentes del dispositivo de carga y/o las etapas de los procedimientos se pueden utilizar independientemente y separadamente de otros componentes y/o etapas descritas en el presente documento. Por ejemplo, el dispositivo de carga se puede usar también en combinación con otros sistemas y procedimientos de energía, y no se limita a la
práctica con sólo el vehículo eléctrico según se describe en el presente documento. Más bien, una realización a modo de ejemplo se puede implementar y utilizar en conexión con muchas otras aplicaciones de sistemas de energía.
Aunque las características específicas de diversas realizaciones de la invención pueden mostrarse en algunos dibujos y no en otros, esto es sólo por conveniencia. De acuerdo con los principios de la invención, cualquier característica de un dibujo puede ser referida y/o reivindicada en combinación con cualquier característica de cualquier otro dibujo.
Esta descripción escrita usa ejemplos para revelar la invención, incluyendo el mejor modo, y también para permitir practicar la invención a cualquier persona experta en la técnica, incluyendo fabricar y usar cualesquiera dispositivos o sistemas y llevar a cabo cualesquiera procedimientos incorporados. El alcance patentable de la invención se define por las reivindicaciones y puede incluir otros ejemplos que se les ocurran a aquellos expertos en la técnica. Los otros ejemplos de este tipo se han pensado para que estén dentro del alcance de las reivindicaciones si tienen elementos estructurales que no difieren del lenguaje literal de las reivindicaciones, o si incluyen elementos estructurales equivalentes con diferencias insustanciales del lenguaje literal de las reivindicaciones.