ES2968548T3 - Método y sistema para mantener la operación autónoma de un sistema de climatización para el transporte - Google Patents

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Abstract

Se proporciona un método para preservar el funcionamiento autónomo de un sistema de control climático del transporte. El método incluye que el controlador determine si el cumplimiento normativo en una ubicación actual está restringiendo y/o impidiendo el uso de un motor primario para alimentar el sistema de control climático del transporte mientras una unidad de transporte está en tránsito. Cuando el controlador determina que el uso del motor primario no se está restringiendo o impidiendo debido a un cumplimiento normativo, el método incluye operar el sistema de control climático de transporte y el sistema de energía de transporte en un modo de operación de recolección de energía para almacenar el exceso de energía generada por el motor primario. mover al almacenamiento de energía auxiliar. Cuando el controlador determina que el uso del motor primario está siendo restringido o impedido debido a un cumplimiento normativo, el método incluye que el controlador indique al almacenamiento de energía auxiliar que proporcione energía al sistema de control climático del transporte. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Método y sistema para mantener la operación autónoma de un sistema de climatización para el transporte
Campo
La presente invención se refiere, en general, a la gestión de energía de un sistema de climatización para el transporte. Más específicamente, la invención se refiere a métodos y a sistemas para mantener la operación autónoma de un sistema de climatización para el transporte.
Antecedentes
Un sistema de climatización para el transporte puede incluir, por ejemplo, un sistema de refrigeración de transporte (TRS) y/o un sistema de calefacción, ventilación y acondicionamiento de aire (HVAC). Un TRS se usa generalmente para controlar una condición ambiental (por ejemplo, temperatura, humedad, calidad del aire y similares) en el interior de un espacio de carga de una unidad de transporte (por ejemplo, un camión, un contenedor (tal como un contenedor en un vagón plano, un contenedor intermodal, etc.), un vagón de carga, un semirremolque, un autobús u otra unidad de transporte similar). El TRS puede mantener las condiciones ambientales del espacio de carga para mantener la carga (por ejemplo, productos agrícolas, alimentos congelados, productos farmacéuticos, etc.) En algunas realizaciones, la unidad de transporte puede incluir un sistema HVAC para controlar un clima en el interior de un espacio de pasajeros del vehículo.
El documento WO 2018/204591 divulga un sistema de refrigeración para el transporte de energía híbrida que tiene un generador de velocidad fija, un compresor de refrigeración, un bus de energía que conecta eléctricamente el generador de velocidad fija al compresor de refrigeración, un dispositivo de almacenamiento de energía conectado eléctricamente al bus de energía y dispuesto para recibir energía desde el generador de velocidad fija en un modo operativo de motor y para suministrar energía al compresor de refrigeración en un modo operativo de batería, y un accionador de frecuencia variable de CC/CA conectado eléctricamente entre el dispositivo de almacenamiento de energía y el compresor de refrigeración para convertir un suministro de energía de CC desde el dispositivo de almacenamiento de energía en una energía de frecuencia variable para accionar el compresor de refrigeración cuando se encuentra en el modo operativo de batería.
El documento WO 2014/106068 divulga sistemas y métodos dirigidos a controlar la cantidad de energía suministrada por un motor para un sistema de refrigeración de transporte (TRS). Se estima una carga del motor y se compara con un suministro de energía máximo permitido de un motor. La carga del motor puede ajustarse automáticamente según los resultados de la comparación. Se proporciona un ajuste automático de la cantidad de energía suministrada por el motor, para garantizar que el motor esté operando en una ventana operativa preestablecida y que cumpla con la legislación sobre emisiones.
Sumario
Las realizaciones de la invención, tal como se reivindica, permiten controlar la operación del sistema de climatización para el transporte entre múltiples modos operativos que trabajan en paralelo con el fin de mantener la operación autónoma de un sistema de climatización para el transporte. Es decir, las realizaciones descritas en el presente documento pueden operar múltiples modos operativos del sistema de climatización para el transporte para mantener la operación autónoma del sistema de climatización para el transporte mientras está en tránsito. Por consiguiente, durante el tránsito puede mantenerse la operación del sistema de climatización para el transporte sin necesidad de una conexión a una fuente de energía de la red eléctrica.
Además, las realizaciones de la invención, tal como se reivindicada, pueden proporcionar una gestión de energía eficiente desde múltiples fuentes de energía que alimentan el sistema de climatización para el transporte. En particular, las realizaciones descritas en el presente documento pueden proporcionar captación de energía y ahorro de energía. La captación de energía puede usarse para complementar y/o mejorar la operación del sistema de climatización para el transporte, así como para cumplir con cualquier regulación (regulaciones de emisiones de ruido, de consumo de combustible (por ejemplo, consumo de combustible específico para frenos, fluido de escape de motores diésel, etc.), regulaciones de partículas (por ejemplo, emisiones de partículas, emisiones de número de partículas, emisiones de partículas diésel, etc.), emisiones gaseosas (por ejemplo, emisiones de óxido de nitrógeno, emisiones de dióxido de carbono, emisiones de hidrocarbono, etc.), etc.) donde está situado el sistema de climatización para el transporte. Se apreciará que las realizaciones descritas en el presente documento pueden captar energía a partir de fuentes de energía que pueden no estar bajo el control directo del sistema de climatización para el transporte, pueden no estar disponibles todo el tiempo o solo pueden suministrar una cantidad finita de energía. Por consiguiente, las realizaciones descritas en el presente documento pueden evitar tener que alimentar el sistema de climatización para el transporte durante un viaje de tránsito mediante una conexión a una fuente de energía de la red eléctrica.
En algunas realizaciones, los modos operativos pueden incluir un modo operativo de cumplimiento de normativa, un modo operativo de control de temperatura, un modo operativo de anulación de prevención de pérdida de carga, un modo operativo de retroalimentación de usuario, un modo operativo de optimizador de velocidad del motor primario, un modo operativo de optimizador de carga del motor primario, un modo operativo de optimización del coeficiente de rendimiento (COP) del compresor, un modo operativo de mantenimiento del almacenamiento de energía auxiliar y un modo operativo de captación de energía.
En una realización, se proporciona un método para mantener la operación autónoma de un sistema de climatización para el transporte. El sistema de climatización para el transporte incluye un circuito de refrigeración que tiene un compresor. El circuito de refrigeración proporciona climatización en el interior de un espacio interno de una unidad de transporte usando un sistema de energía para el transporte que incluye un controlador, un motor primario y un almacenamiento de energía auxiliar. El método incluye la determinación, por parte del controlador, de si el cumplimiento de la normativa en una ubicación actual está restringiendo y/o previniendo el uso del motor primario para alimentar el sistema de climatización para el transporte mientras la unidad de transporte está en tránsito. Cuando el controlador determina que no se está restringiendo o previniendo el uso del motor primario para alimentar el sistema de climatización para el transporte debido al cumplimiento de la normativa, el método incluye operar el sistema de climatización para el transporte y el sistema de energía para el transporte en un modo operativo de captación de energía para almacenar en el almacenamiento de energía auxiliar el exceso de energía generado por el motor primario. Cuando el controlador determina que no se está restringiendo o previniendo el uso del motor primario para alimentar el sistema de climatización para el transporte debido a un cumplimiento de la normativa, el método incluye operar el sistema de climatización para el transporte y el sistema de energía para el transporte en un modo operativo de captación de energía para almacenar el exceso de energía generada por el motor primario en el almacenamiento de energía auxiliar. Cuando el controlador determina que se está restringiendo o previniendo el uso del motor primario para alimentar el sistema de climatización para el transporte debido a un cumplimiento de la normativa, el método incluye que el controlador instruya al almacenamiento de energía auxiliar para que proporcione energía al sistema de climatización para el transporte.
En otra realización, se proporciona un sistema de energía para el transporte. El sistema de energía para el transporte incluye un controlador, un motor primario y un almacenamiento de energía auxiliar. El controlador controla la operación del sistema de energía para el transporte y de un sistema de climatización para el transporte. El sistema de climatización para el transporte tiene un circuito de refrigeración que proporciona climatización en el interior de un espacio interno de una unidad de transporte. El circuito de refrigeración incluye un compresor. El motor primario proporciona energía al sistema de climatización para el transporte. El almacenamiento de energía auxiliar proporciona energía al sistema de climatización para el transporte. El controlador determina si un cumplimiento de la normativa en una ubicación actual está restringiendo y/o previniendo el uso del motor primario para alimentar el sistema de climatización para el transporte mientras la unidad de transporte está en tránsito. Cuando el controlador determina que no se está restringiendo o previniendo el uso del motor primario para alimentar el sistema de climatización para el transporte debido a un cumplimiento de la normativa, el controlador instruye al sistema de climatización para el transporte y al sistema de energía para el transporte para que operen en un modo operativo de captación de energía para almacenar el exceso de energía generado por el motor primario en el almacenamiento de energía auxiliar. Cuando el controlador determina que se está restringiendo o previniendo el uso del motor primario para alimentar el sistema de climatización para el transporte debido a un cumplimiento de la normativa, el controlador instruye al almacenamiento de energía auxiliar para que proporcione energía al sistema de climatización para el transporte.
Breve descripción de los dibujos
Se hace referencia a los dibujos adjuntos que forman parte de la presente divulgación y que ilustran realizaciones en las que pueden llevarse a la práctica los sistemas y los métodos descritos en la presente memoria descriptiva.
La Fig. 1A ilustra una vista lateral de un camión con una unidad de refrigeración de transporte alimentada por vehículo montada en la pared frontal, según una realización.
La Fig. 1B ilustra una vista lateral de una furgoneta con una unidad de refrigeración de transporte alimentada por vehículo montada en el techo, según una realización.
La Fig. 1C ilustra una vista lateral esquemática en sección transversal de una unidad de transporte climatizada con un sistema de climatización para el transporte multi-temperatura, según una realización.
Las Figs. 2A-D ilustran esquemas de diagrama de bloques de un sistema de energía para el transporte para alimentar un sistema de climatización para el transporte, según una realización.
La Fig. 3 ilustra un diagrama de flujo de un método para mantener la operación autónoma del sistema de climatización para el transporte, según una realización.
La Fig.4 ilustra un diagrama de flujo de un método para operar un sistema de climatización para el transporte en un modo operativo de captación de energía usando el sistema de energía para el transporte mostrado en las Figs. 2A-D, según una realización.
Los números de referencia similares representan partes similares.
Descripción detallada
La presente invención se refiere, en general, a la gestión de fuentes de energía y cargas. Más específicamente, la invención se refiere a métodos y sistemas para mantener la operación autónoma de un sistema de climatización para el transporte.
Las realizaciones proporcionadas en el presente documento pueden controlar la operación del sistema de climatización para el transporte entre múltiples modos operativos que trabajan en paralelo con el fin de mantener la operación autónoma de un sistema de climatización para el transporte. Es decir, las realizaciones descritas en el presente documento pueden operar múltiples modos operativos del sistema de climatización para el transporte para mantener la operación autónoma del sistema de climatización para el transporte mientras está en tránsito. Por consiguiente, durante el tránsito, la operación del sistema de climatización para el transporte puede mantenerse sin necesidad de una conexión a una fuente de energía de la red eléctrica.
Además, las realizaciones descritas en el presente documento pueden proporcionar una gestión de energía eficiente desde múltiples fuentes de energía que alimentan el sistema de climatización para el transporte. En particular, las realizaciones descritas en el presente documento pueden proporcionar captación de energía y ahorro de energía. La captación de energía puede usarse para complementar y/o mejorar la operación del sistema de climatización para el transporte, así como para cumplir cualquier regulación (regulaciones de emisiones de ruido, de consumo de combustible (por ejemplo, consumo de combustible específico para frenos, fluido de escape de motores diésel, etc.), regulaciones de partículas (por ejemplo, emisiones de partículas, emisiones de número de partículas, emisiones de partículas diésel, etc.), emisiones gaseosas (por ejemplo, emisiones de óxido de nitrógeno, emisiones de dióxido de carbono, emisiones de hidrocarbono, etc.), etc.) donde está situado el sistema de climatización para el transporte. Se apreciará que las realizaciones descritas en el presente documento pueden captar energía desde fuentes de energía que pueden no estar bajo el control directo del sistema de climatización para el transporte, pueden no estar disponibles todo el tiempo o solo pueden suministrar una cantidad finita de energía. Por consiguiente, las realizaciones descritas en el presente documento pueden evitar tener que alimentar el sistema de climatización para el transporte durante un viaje de tránsito mediante la conexión a una fuente de energía de la red eléctrica.
Las realizaciones descritas en el presente documento pueden proporcionarse, por ejemplo, en un sistema de climatización para el transporte, tal como un TRS o MTRS para una unidad de transporte (TU), un sistema HVAC para un vehículo, etc.
Tal como se define en el presente documento, "baja tensión" se refiere a la Clase A de la norma ISO 6469-3 en el entorno automotriz. En particular, una tensión de trabajo máxima comprendida entre 0 V y 60 V de CC o entre 0 V y 30 V de CA.
Tal como se define en el presente documento, "alta tensión" se refiere a la Clase B de la norma ISO 6469-3 en el entorno automotriz. En particular, una tensión de trabajo máxima comprendida entre 60 V y 1500 V de CC o entre 30 V y 1000 V de CA.
La Fig. 1A representa un camión 11 rígido con temperatura controlada que incluye un espacio 12 de carga acondicionado para el transporte de carga y un sistema 10 de climatización para el transporte. El sistema de climatización para el transporte es un TRS 10 que incluye una unidad 14 de refrigeración de transporte (TRU) que está montada en una pared 16 frontal del espacio 12 de carga. La TRU 14 se controla mediante un controlador 15 de TRS para proporcionar control de temperatura en el interior del espacio 12 de carga. La TRU 14 puede incluir, entre otros componentes, un circuito de refrigeración que conecta, por ejemplo, un compresor, un condensador, un evaporador y una válvula de expansión para proporcionar climatización en el interior del espacio 12 de carga.
El camión 11 incluye además un compartimento 18 de potencia del vehículo, que aloja un motor 21 primario, tal como un motor de combustión (por ejemplo, un motor diésel, etc.), que proporciona potencia para mover el camión 11 y para operar la TRU 14. En algunas realizaciones, el motor 21 primario puede trabajar en combinación con una máquina 22 opcional (por ejemplo, un alternador) para operar la TRU 14. En una realización, el TRS 10 (que incluye la TRU 14) puede ser alimentado por un sistema de energía para el transporte (véanse las Figs. 2A-D). Además, en algunas realizaciones, el camión 11 puede ser un vehículo híbrido que es alimentado por el motor 21 primario en combinación con una fuente de energía de batería o puede ser un camión accionado eléctricamente en el que el motor 21 primario se reemplaza con una fuente de energía eléctrica (por ejemplo, una fuente de energía de batería).
Aunque la Fig. 1A ilustra un camión 11 rígido con temperatura controlada, se apreciará que las realizaciones descritas en el presente documento pueden aplicarse también a cualquier otro tipo de unidad de transporte, incluyendo, pero sin limitarse a, un contenedor (tal como un contenedor en un vagón plano, un contenedor intermodal, etc.), un vagón de carga u otra unidad de transporte similar.
La Fig. 1B representa una furgoneta 80 con temperatura controlada que incluye un espacio 82 de carga acondicionado (o espacio interno) para transportar carga y un sistema de climatización para el transporte para proporcionar climatización en el interior del espacio 82 de carga acondicionado. El sistema de climatización para el transporte es un TRS 75 que incluye una unidad 85 de refrigeración de transporte (TRU) que está montada en un techo 84 del espacio 82 de carga. La TRU 85 se controla mediante un controlador 83 de TRS para proporcionar control de temperatura en el interior del espacio 82 de carga. La TRU 75 puede incluir, entre otros componentes, un circuito de refrigeración que conecta, por ejemplo, un compresor, un condensador, un evaporador y una válvula de expansión para proporcionar climatización en el interior del espacio 82 de carga.
La furgoneta 80 incluye además un compartimiento 86 de potencia del vehículo, que aloja un motor 87 primario, tal como un motor de combustión (por ejemplo, un motor diésel, etc.), que proporciona potencia para mover la furgoneta 80 y para operar la TRU 85. En algunas realizaciones, el motor 87 primario puede trabajar en combinación con una máquina 88 opcional (por ejemplo, un alternador) para operar la TRU 85. En una realización, la TRU 85 incluye un sistema de energía para el transporte (véanse las Figs.2A-D). Además, en algunas realizaciones, la furgoneta 80 puede ser un vehículo híbrido alimentado por el motor 87 primario en combinación con una fuente de energía de batería o puede ser un camión accionado eléctricamente en el que el motor 87 primario se reemplaza con una fuente de energía eléctrica (por ejemplo, una fuente de energía de batería).
La Fig. 1C ilustra una realización de un sistema de climatización para el transporte que es un sistema 100 de refrigeración para el transporte multi-zona (MTRS) para proporcionar climatización en el interior de un espacio 150 interno de una TU 125. La TU 125 puede ser remolcada, por ejemplo, por una cabeza tractora (no mostrada). El espacio 150 interno puede estar dividido en múltiples zonas 152. El término "zona" significa una parte de un área del espacio 150 interno separada por paredes 175. Se apreciará que las realizaciones divulgadas en el presente documento pueden usarse también en un sistema de climatización para el transporte de una sola zona.
El MTRS 100 incluye una TRU 110 y múltiples unidades 180 evaporadoras remotas. La TRU 110 y cada una de las unidades 180 evaporadoras remotas proporcionan climatización (por ejemplo, temperatura, humedad, calidad del aire, etc.) en el interior de una zona separada del espacio 150 interno. La t Ru 110 puede incluir, entre otros componentes, un circuito de refrigeración que conecta, por ejemplo, un compresor, un condensador, un evaporador y una válvula de expansión para proporcionar climatización en el interior de al menos una de las zonas del espacio 150 interno. Cada una de las unidades 180 evaporadoras puede conectarse también al circuito de refrigeración para proporcionar climatización a una zona 172 particular del espacio 150 interno.
El MTRS 100 incluye también un controlador 170 de MTRS y uno o más sensores (por ejemplo, sensores de efecto Hall, transductores de corriente, etc.) (véanse las Figs. 2A-D) que están configurados para medir uno o más parámetros (por ejemplo, temperatura ambiente, presión de succión del compresor, presión de descarga del compresor, temperatura del aire de suministro, temperatura del aire de retorno, humedad, etc.) del MTRS 100 y comunicar los datos de los parámetros al controlador 170 de MTRS. La TRU 110 está dispuesta en una pared 130 frontal de la TU 125. Se apreciará que, en otras realizaciones, la TRU 110 puede disponerse, por ejemplo, en un techo 126 u otra pared de la TU 125.
En algunas realizaciones, el MTRS 100 puede incluir una unidad 113 empotrada. En algunas realizaciones, la unidad 113 empotrada puede ser una TRU que puede proporcionar también control ambiental (por ejemplo, temperatura, humedad, calidad del aire, etc.) en el interior del espacio 150 interno de la TU 125. La unidad 113 empotrada puede trabajar en combinación con la TRU 110 para proporcionar redundancia o puede reemplazar la TRU 110. Además, en algunas realizaciones, la unidad 113 empotrada puede ser un módulo de energía que incluye, por ejemplo, un generador que puede ayudar a alimentar la TRU 110.
El controlador 170 de MTRS programable puede comprender una única unidad de control integrada o puede comprender una red distribuida de elementos de control del sistema de climatización para el transporte. La cantidad de elementos de control distribuidos en una red determinada puede depender de la aplicación particular de los principios descritos en el presente documento. El controlador 170 de MTRS está configurado para controlar la operación del MTRS 100.
Cada uno de los controladores (el controlador 170 de MTRS) mostrados en las Figs. 1A-C puede controlar la operación de los sistemas de climatización para el transporte (los TRS 10 y 75 y el MTRS 100) y un sistema de energía para el transporte (véase el sistema 200 de energía para el transporte mostrado en la Fig. 2) para operar en uno o más de entre múltiples modos operativos que incluyen, por ejemplo, un modo operativo de cumplimiento de normativa, un modo operativo de control de temperatura, un modo operativo de anulación de la prevención de pérdida de carga, un modo operativo de retroalimentación de usuario, un modo operativo de optimizador de velocidad del motor primario, un modo operativo de optimizador de carga del motor primario, un modo operativo de optimización del coeficiente de rendimiento (COP) del compresor, un modo operativo de mantenimiento del almacenamiento de energía auxiliar y un modo operativo de captación de energía. El controlador puede controlar la operación del sistema de climatización para el transporte y del sistema de energía para el transporte entre los múltiples modos operativos con el fin de mantener la operación autónoma de un sistema de climatización para el transporte.
En algunas realizaciones, uno o más de estos modos operativos pueden operarse en paralelo. Cuando se opera uno o más de estos modos operativos en paralelo, el controlador puede ajustar la operación de cada uno de los modos operativos en base a un orden de prioridad entre los modos operativos y una ponderación de prioridad proporcionada a cada uno de los modos operativos. Por ejemplo, en una realización, el orden de prioridad puede incluir el modo operativo de cumplimiento de normativa como la prioridad más alta seguido del modo operativo de control de temperatura, a continuación, el modo operativo de anulación de prevención de pérdida de carga, a continuación, el modo operativo de retroalimentación de usuario, a continuación, el modo operativo de optimizador de carga del motor primario, a continuación, el modo operativo de optimizador de velocidad del motor primario, a continuación, el modo operativo de optimización del coeficiente de rendimiento (COP) del compresor, a continuación, el modo operativo de mantenimiento del almacenamiento de energía auxiliar y, por último, el modo operativo de captación de energía.
En el modo operativo de cumplimiento de normativa, el controlador está configurado para controlar la operación del sistema de climatización para el transporte y del sistema de energía para el transporte para garantizar el cumplimiento de una o más regulaciones en la ubicación donde está situada actualmente la unidad de transporte. Las regulaciones pueden incluir, por ejemplo, emisiones de ruido, regulaciones de consumo de combustible (por ejemplo, consumo de combustible específico para frenos, fluido de escape diésel, etc.), regulaciones de partículas (por ejemplo, emisiones de materia particulada, emisiones de número de partículas, emisiones de partículas diésel, etc.), emisiones gaseosas (por ejemplo, emisiones de óxido de nitrógeno, emisiones de dióxido de carbono, emisiones de hidrocarbono, etc.), etc. En algunas realizaciones, este modo operativo puede reducir la velocidad del motor primario para mitigar el ruido audible cuando, por ejemplo, la unidad de transporte está situada en una ubicación geográfica con regulaciones de ruido, durante uno o más períodos de tiempo a lo largo de un día, etc. En algunas realizaciones, este modo operativo puede usar un algoritmo basado en contador que puede priorizar el cumplimiento o la superación de uno o más requisitos de regulación. Por ejemplo, en una realización, el controlador puede limitar el número total de horas en un período de tiempo establecido en las que puede hacerse funcionar el motor primario para cumplir con un requisito de emisiones. El controlador puede controlar la operación del sistema de climatización para el transporte y del sistema de energía para el transporte con el fin de maximizar la probabilidad de que no se requiera que el motor primario funcione más tiempo que el número total de horas en el período de tiempo establecido.
En el modo operativo de control de temperatura, el controlador está configurado para controlar el sistema de climatización para el transporte y el sistema de energía para el transporte para proporcionar una temperatura o unas temperaturas deseadas en el interior del espacio interno de la unidad de transporte.
En el modo operativo de anulación de prevención de pérdida de carga, el controlador está configurado para anular la operación de los otros modos operativos para prevenir la pérdida de carga de la carga almacenada en el espacio interno de la unidad de transporte. Por ejemplo, el modo operativo de anulación de prevención de pérdida de carga puede instruir al controlador para que evite la operación de uno de los otros modos operativos para garantizar que el clima en el interior del espacio interno de la unidad de transporte se mantenga en una medida tal que se evite la pérdida de carga de la carga almacenada en el espacio interno.
En el modo operativo de retroalimentación de usuario, el controlador está configurado para ajustar el nivel de prioridad de los modos operativos en base a la entrada del usuario (por ejemplo, el cliente, el conductor del vehículo, etc.). En algunas realizaciones, el usuario puede elegir también, por ejemplo, si debería priorizarse el control del clima en el interior del espacio interno de la unidad de transporte o la operación del vehículo.
En el modo operativo de optimizador de carga del motor primario, el controlador está configurado para calcular una carga óptima en el motor primario (por ejemplo, el motor 21 primario mostrado en la Fig. 1A, el motor 87 primario mostrado en la Fig. 1B, el motor 202 primario mostrado en las Figs. 2A-D) a la velocidad de operación actual del motor primario para maximizar el uso eficiente de la energía generada por el motor primario. Se apreciará que el uso eficiente de la energía generada por el motor primario puede maximizarse cuando el porcentaje de carga en el motor primario es de aproximadamente el 70%.
En el modo operativo de optimizador de velocidad del motor primario, el controlador está configurado para calcular una velocidad de operación óptima de motor primario de un motor primario (por ejemplo, el motor 21 primario mostrado en la Fig. 1A, el motor 87 primario mostrado en la Fig. 1B, el motor 202 primario mostrado en las Figs. 2A-D) para maximizar el rendimiento del sistema de climatización para el transporte y/o del sistema de energía para el transporte. En este modo, el controlador puede utilizar los datos de retroalimentación obtenidos mientras opera uno o más de los otros modos operativos para calcular la velocidad de operación óptima del motor primario. Los datos de retroalimentación pueden incluir, por ejemplo, la cantidad de demanda de refrigeración, el consumo de combustible del motor primario a una velocidad de operación específica, un COP de compresor de un compresor del sistema de climatización para el transporte, la cantidad de almacenamiento de energía almacenada en un almacenamiento de energía auxiliar del sistema de energía para el transporte, etc. Por ejemplo, el controlador puede ajustar una velocidad de operación del motor 202 primario incluso si la velocidad de operación actual del motor 202 primario es capaz de satisfacer la cantidad de demanda de refrigeración para que el almacenamiento de energía auxiliar pueda obtener carga adicional. En algunas realizaciones, el controlador puede calcular, de manera continua, la velocidad de operación óptima de motor primario del motor primario.
En el modo operativo de optimización de COP, el controlador está configurado para calcular una velocidad de operación óptima del motor primario que puede maximizar el COP del compresor del sistema de climatización para el transporte. En algunas realizaciones, el controlador puede calcular, de manera continua, una velocidad de operación óptima del motor primario para maximizar el COP del compresor.
En el modo operativo de mantenimiento del almacenamiento de energía auxiliar, el controlador está configurado para determinar un estado de carga del almacenamiento de energía auxiliar del sistema de energía para el transporte y puede comparar el estado de carga, por ejemplo, con la información de la ruta del vehículo para determinar en qué puntos a lo largo de la ruta puede cargarse, descargarse y/u operar el almacenamiento de energía auxiliar en un estado nulo.
En el modo operativo de captación de energía, el controlador está configurado para maximizar la captura del exceso de energía disponible desde el sistema de energía para el transporte con el fin de mantener la operación autónoma del sistema de climatización para el transporte. El modo operativo de captación de energía se describe más detalladamente a continuación con respecto a la Fig.4. En algunas realizaciones, el modo operativo de captación de energía puede activarse siempre que el sistema de climatización para el transporte esté siendo alimentado por el motor 202 primario, independientemente de si el sistema de climatización para el transporte está en tránsito o no.
En algunas realizaciones, el MTRS puede ser alimentado por un sistema de energía para el transporte (véanse las Figs.
2A-D). Además, en algunas realizaciones, la TU 125 puede ser remolcada y alimentada por un vehículo remolcador (por ejemplo, una cabeza tractora). El vehículo remolcador puede ser un vehículo híbrido que es alimentado por un motor primario en combinación con una fuente de energía de batería o puede ser un vehículo remolcador accionado eléctricamente en el que el motor primario se reemplaza con una fuente de energía eléctrica (por ejemplo, una fuente de energía de batería).
Se apreciará que, en algunas realizaciones, el sistema de energía para el transporte para alimentar los TRS 10 y 75 y el MTRS 100 puede disponerse en las TRU 14, 85, 110. En otras realizaciones, el sistema de energía para el transporte puede estar separado de las TRU 14, 85, 110. Además, en algunas realizaciones, el sistema de energía para el transporte puede incluir dos o más fuentes de energía diferentes dispuestas en el interior o en el exterior de las TRU 14, 85, 110. En algunas realizaciones, el sistema de energía para el transporte puede incluir uno o más de entre un motor primario, un sistema de almacenamiento de batería, un alternador, un generador (por ejemplo, un generador de eje de vehículo), un panel solar, una celda de combustible, una fuente de energía de toma de fuerza (PTO) (por ejemplo, fuente de energía de PTO eléctrica), una fuente de energía de la red eléctrica, una unidad de energía auxiliar (APU), una fuente de energía cinética no rotacional, etc. Además, el motor primario puede ser un motor de combustión o un motor de microturbina y puede operar como un motor primario de dos velocidades, un motor primario de velocidad variable, etc. El sistema de energía para el transporte puede proporcionar energía, por ejemplo, a los controladores 15, 83 de TRS, el controlador 170 de MTRS, un compresor (no mostrado), múltiples componentes de CC (corriente continua) (no mostrados), múltiples componentes de CA (corriente alterna) (no mostrados), etc. Los componentes de CC y/o los componentes de CA pueden ser accesorios o componentes de los TRS 20, 75 y el MTRS 100 que requieren alimentación de CC o CA para operar. Los ejemplos de los componentes de CC pueden incluir, por ejemplo, motor o motores de ventilador de CC para un ventilador de condensador o un soplador de evaporador (por ejemplo, un motor conmutado eléctricamente (ECM), un motor de CC sin escobillas (BLDC), etc.), una bomba de combustible, un calentador de tubo de drenaje, válvulas de solenoide (por ejemplo, válvulas de control pulsado del controlador), etc. Los ejemplos de los componentes de CA pueden incluir, por ejemplo, el compresor, motor o motores de ventilador de CA para un ventilador de condensador o un soplador de evaporador, una bomba de combustible, un calentador de tubo de drenaje, etc. Los detalles del sistema de energía para el transporte se describen a continuación con respecto a las Figs. 2A-D.
Las Figs. 2A-D ilustran esquemas de diagrama de bloques de una realización de un sistema 200 de energía para el transporte para alimentar un sistema de climatización para el transporte (por ejemplo, los TRS 10, 75 mostrados en las Figs. 1A, 1B y el MTRS 100 mostrado en la Fig. 1C). El sistema 200 de energía para el transporte puede estar configurado para suministrar energía eléctrica y/o mecánica al sistema de climatización para el transporte. El sistema 200 de energía para el transporte mostrado en las Figs. 2A-D es un sistema de energía híbrido que puede mantener la autonomía del sistema de climatización para el transporte mientras está en tránsito.
Tal como se muestra en la Fig. 2A, el sistema 200 de energía para el transporte incluye un motor 202 primario, un almacenamiento 204 de energía de baja tensión, un almacenamiento 206 de energía auxiliar y una toma 208 de corriente. Se apreciará que, en otras realizaciones, el sistema 200 de energía para el transporte puede incluir otros tipos de fuentes de energía que incluyen, por ejemplo, una unidad de toma de fuerza electrónica, un dispositivo de energía cinética no rotacional, etc.
El motor 202 primario está configurado para proporcionar energía mecánica a un motor o generador 210 de reserva, un generador 212 de CA de alta tensión, un compresor 214 y un generador 216 de CC de baja tensión. En algunas realizaciones, el sistema 200 de energía para el transporte puede incluir múltiples embragues 203 opcionales provistos entre cada conexión del motor 202 primario y el motor o generador 210 de reserva, el generador 212 de CA de alta tensión, el compresor 214 y el generador 216 de CC de baja tensión. Los múltiples embragues 203 opcionales se proporcionan para acoplar y desacoplar mecánicamente las conexiones entre el motor 202 primario, el motor o generador 210 de reserva, el generador 212 de CA de alta tensión, el compresor 214 y el generador 216 de CC de baja tensión. Los múltiples embragues 203 opcionales pueden ser controlados, por ejemplo, por un controlador 220 para determinar cuáles de entre el motor 202 primario, el motor o generador 210 de reserva, el generador de HVAC 212, el compresor 214 y el generador 216 de CC de baja tensión están acoplados mecánicamente entre sí. En algunas realizaciones, el motor 202 primario es un motor primario controlado electrónicamente que incluye una unidad de control de motor (ECU) que puede comunicarse con el controlador 220.
El motor 202 primario puede ser un motor de combustión interna (por ejemplo, un motor diésel), un motor de microturbina, un motor de gas natural comprimido (GNC), etc. Además, el motor 202 primario puede ser un motor primario de dos velocidades, un motor primario de velocidad variable, etc. En algunas realizaciones, el motor 202 primario es un motor primario controlado electrónicamente que incluye una unidad de control de motor (ECU). En estas realizaciones, la ECU puede conectarse al controlador 220, por ejemplo, a través de un bus de red de área de controlador (CAN) y puede proporcionar al controlador 220 información acerca de la operación del motor 202 primario que incluye, por ejemplo, la demanda de carga en el motor 202 primario.
Con la ayuda del inversor 230 o de un cargador 225 de batería, el motor o generador 210 de reserva puede operar como un generador para convertir la energía mecánica del motor 202 primario en energía de CA de alta tensión (por ejemplo, entre 30 V y 1.000 V de CA) y puede dirigir la energía de CA de alta tensión a una matriz 250 de conmutación de red de CA. En algunas realizaciones, el motor o generador 210 de reserva puede proporcionar, por ejemplo, ~15-20 kW de potencia. En algunas realizaciones, cuando la energía mecánica del motor 202 primario no está disponible, el motor o generador 210 de reserva puede operar como un motor que está acoplado mecánicamente al compresor 214 mediante los embragues 203 opcionales para proporcionar energía mecánica para hacer funcionar el compresor 214. Tal como se muestra en las Figs. 2A-D, el motor o generador 210 de reserva está separado del compresor 214. En algunas realizaciones, el motor o generador 210 de reserva puede ser una máquina de imanes permanentes y puede no incluir un generador. En algunas realizaciones, el motor o generador 210 de reserva puede ser un generador de eje de vehículo que transfiere la energía mecánica generada por un eje de vehículo en energía de CA de alta tensión.
El generador 212 de CA de alta tensión está configurado para convertir la energía mecánica desde el motor 202 primario en energía de CA de alta tensión (por ejemplo, entre 3 y 4 kW de energía con una tensión de entre 30 V y 1.000 V de CA) y para dirigir la energía de CA de alta tensión a la matriz 250 de conmutación de red de CA. En algunas realizaciones, cuando la energía mecánica desde el motor 202 primario no está disponible, el generador 212 de CA de alta tensión se acopla mecánicamente al compresor 214 para proporcionar energía mecánica para accionar el compresor 214. Tal como se muestra en las Figs. 2A-D, el generador 212 de CA de alta tensión está separado del compresor 214. Sin embargo, en otras realizaciones, el generador 212 de CA de alta tensión puede estar sellado herméticamente en el interior del compresor 214 e integrado con el mismo. En algunas realizaciones, el generador 212 de CA de alta tensión puede ser una máquina de inducción que puede no requerir el arranque de un inversor. En algunas realizaciones, el generador 212 de CA de alta tensión puede ser un generador de eje de vehículo que convierte la energía mecánica generada por un eje del vehículo en energía de CA de alta tensión (y posiblemente también a energía de CA de baja tensión).
El compresor 214 está configurado para accionar un refrigerante a través de un circuito de refrigeración para proporcionar climatización a un espacio interno de una unidad de transporte. En esta realización, el compresor 214 puede ser accionado mecánicamente por el motor 202 primario y/o accionado eléctricamente por el motor o generador 210 de reserva. En otras realizaciones, el compresor 214 puede ser solo un compresor accionado eléctricamente con una máquina eléctrica integral contenida herméticamente en un recinto. En algunas realizaciones, el compresor 214 puede ser un compresor de dos velocidades. En otras realizaciones, el compresor 214 puede ser un compresor de velocidad variable. En algunas realizaciones, el compresor 214 puede accionarse a múltiples velocidades para cumplir con una demanda de caudal másico de refrigerante del sistema 200 de energía para el transporte.
El generador 216 de CC de baja tensión está configurado para convertir la energía mecánica desde el motor 202 primario en una energía de CC de baja tensión (por ejemplo, entre 0 V y 60 V de CC). En algunas realizaciones, el generador 216 de CC de baja tensión puede suministrar energía de CC de 12 V. El generador 216 de CC de baja tensión está configurado para alimentar el controlador 220. En algunas realizaciones, el generador 216 de CC de baja tensión puede alimentar también uno o más componentes de CC de baja tensión del sistema de climatización para el transporte (por ejemplo, ventilador o ventiladores de evaporador accionados por motor, conmutados electrónicamente).
El almacenamiento 204 de energía de baja tensión está configurado para proporcionar energía de CC de baja tensión (por ejemplo, entre 0 V y 60 V de CC) a uno o más componentes del sistema de climatización para el transporte. En particular, el almacenamiento 204 de energía de baja tensión está configurado para proporcionar energía de CC de baja tensión al controlador 220, una o más luces, una o más válvulas de solenoide, uno o más accesorios (por ejemplo, puertas elevadoras, etc.), una unidad telemática y una unidad 222 de expansión que alimenta múltiples ventiladores 224 de la unidad evaporadora remota. La unidad 222 de expansión puede estar configurada para facilitar un sistema de climatización para el transporte multi-temperatura. El almacenamiento 204 de energía de baja tensión está configurado también para recibir energía desde un convertidor 225 CA/CC/CC. En algunas realizaciones, el almacenamiento 204 de energía de baja tensión incluye una o más baterías que pueden ser cargadas, por ejemplo, por el convertidor 225 CA/CC/CC. Por ejemplo, el almacenamiento 204 de energía de baja tensión puede ser una batería de 12 V de CC, una batería de 24 V de CC, una batería de 48 V de CC, una fuente de energía solar, etc.
El almacenamiento 206 de energía auxiliar está configurado para almacenar y proporcionar una energía de CC de alta tensión (por ejemplo, entre 60 V y 1.500 V de CC) para uno o más componentes del sistema de climatización para el transporte. En particular, el almacenamiento 206 de energía auxiliar está configurado para proporcionar energía de CC de alta tensión a un inversor 230 a través de una interfaz 207. A continuación, el inversor 230 convierte la alimentación de CC de alta tensión en una alimentación de CA de alta tensión y proporciona energía de CA de alta tensión a la matriz 250 de conmutación de red de CA. A continuación, la matriz 250 de conmutación de red de CA puede proporcionar energía de CA de alta tensión, por ejemplo, al compresor 214 según lo requiera el sistema de climatización para el transporte, a un soplador 232 del evaporador y a los ventiladores 234 del condensador del sistema de climatización para el transporte. En algunas realizaciones, el inversor 230 puede proporcionar energía de CC de alta tensión al almacenamiento 206 de energía auxiliar a través de la interfaz 207 para cargar el almacenamiento 206 de energía auxiliar. La interfaz 207 está configurada para gestionar la cantidad de corriente que entra a y que sale del almacenamiento 206 de energía auxiliar. En particular, la interfaz 207 es una interfaz bidireccional y puede regular una entrada de tensión, una entrada de corriente, una salida de tensión, una salida de corriente, etc. para garantizar un flujo de energía apropiado a través del sistema 200 de energía. En algunas realizaciones, el almacenamiento 206 de energía auxiliar puede ser, por ejemplo, un sistema de almacenamiento de batería de alta tensión, etc.
El convertidor 225 de CA/CC/CC está configurado para convertir una energía de CA en energía de CC o viceversa. En algunas realizaciones, la energía de CC puede ser aumentada o estimulada por el convertidor 225 de CA/CC/CC desde una primera tensión de energía de CC a una segunda tensión de energía de CC, siendo la primera tensión de energía de CC mayor o menor que la segunda tensión de energía de CC. En algunas realizaciones, el convertidor 225 CA/CC/CC puede proporcionar rectificación pasiva o rectificación activa. Cuando el convertidor 225 de CA/CC/CC proporciona una rectificación activa o proporciona un aumento de la tensión de alimentación de CC, el factor de potencia y la potencia reactiva en el sistema 200 de energía para el transporte pueden verse afectados. Por consiguiente, la energía de CA introducida al convertidor 225 de CA/CC/CC puede proporcionar una excitación de campo activa del motor o generador 210 de reserva que lo convierte efectivamente en un generador. En algunas realizaciones, el convertidor 225 de CA/CC/CC puede ser un cargador de batería para cargar el almacenamiento 204 de energía de baja tensión.
El inversor 230 puede operar, por ejemplo, como un accionamiento de motor o como un rectificador activo. En algunas realizaciones, el inversor 230 puede ser un inversor bidireccional que puede ser, por ejemplo, una fuente de CA desde un enlace de CC (por ejemplo, accionamiento de motor) o puede ser un enlace de CC desde fuentes de CA (por ejemplo, un “front end” activo). El inversor 230 puede usarse en diferentes modos operativos del sistema de climatización para el transporte para controlar la corriente y la tensión de una fuente de alimentación de entrada (por ejemplo, el motor o generador 210 de reserva, el generador 212 de CA de alta tensión, el almacenamiento 206 de energía auxiliar, etc.) y una carga de salida (por ejemplo, el soplador 232 del evaporador, los ventiladores 234 del condensador, el almacenamiento 206 de energía auxiliar, el motor o generador 210 de reserva, etc.). En algunas realizaciones, el inversor 230 puede actuar como un accionamiento de motor inversor y puede convertir la energía de CC de alta tensión almacenada en el almacenamiento 206 de energía auxiliar en energía de CA de alta tensión que puede usarse para accionar el motor o generador 210 de reserva y, de esta manera, el compresor 214. En algunas realizaciones, el inversor puede operar como un rectificador activo de inversor y puede convertir la energía de CA de alta tensión desde el motor o el generador 210 de reserva o el generador 212 de CA de alta tensión en una energía de CC de alta tensión regulada que puede usarse para alimentar el soplador 232 del evaporador, los ventiladores 234 del condensador o para cargar el almacenamiento 206 de energía auxiliar.
La toma 208 de corriente de la red está configurada para conectarse a una fuente de energía de la red eléctrica, por ejemplo, para alimentar uno o más componentes del sistema de climatización para el transporte cuando el sistema de climatización para el transporte no está en tránsito. La toma 208 de corriente de la red está configurada para proporcionar energía de CA de alta tensión a la matriz 250 de conmutación de red de CA.
La matriz 250 de conmutación de red de CA está conectada eléctricamente a cada una de las tomas 208 de corriente de la red, el motor o generador 210 de reserva, el generador 212 de CA de alta tensión, el convertidor 225 de CA/CC/CC, el inversor 230, el soplador 232 del evaporador y los ventiladores 234 del condensador. La matriz 250 de conmutación de red de CA está configurada para recibir energía de CA de alta tensión desde la toma 208 de corriente de la red, el motor o generador 210 de reserva, el generador 212 de CA de alta tensión y/o el inversor 230 y dirigir la energía de CA de alta tensión al convertidor 225 CA/CC/CC, el soplador 232 del evaporador y los ventiladores 234 del condensador. La matriz 250 de conmutación de red de CA puede ser controlada, por ejemplo, por el controlador 220.
Tal como se muestra en las Figs. 2A-D, el sistema 200 de energía para el transporte incluye el motor 202 primario, el almacenamiento 204 de energía de baja tensión, el almacenamiento 206 de energía auxiliar, la toma 208 de corriente, el motor o generador 210 de reserva, el generador 212 de CA de alta tensión y el generador 216 de CC de baja tensión que pueden proporcionar energía a los componentes del sistema de climatización para el transporte. Se apreciará que, en otras realizaciones, un sistema de energía para el transporte puede no incluir cada una de estas fuentes de energía o puede incluir una o más fuentes de energía diferentes. Las otras fuentes de energía pueden incluir, por ejemplo, un alternador, un panel solar, una celda de combustible, una fuente de energía de toma de fuerza (PTO) (por ejemplo, fuente de energía eléctrica de PTO), una unidad de energía auxiliar (APU), una fuente de energía cinética no rotacional, etc.
El controlador 220 está configurado para controlar la operación del sistema 200 de energía para el transporte. En particular, el controlador 220 puede controlar el sistema 200 de energía para el transporte para que opere en una diversidad de configuraciones en base a si la energía es suministrada por el motor 202 primario, por una fuente de energía de la red eléctrica a través de la toma 208 de corriente de la red o por el almacenamiento 206 de energía auxiliar. En algunas realizaciones, cuando la energía se suministra al sistema 200 de energía para el transporte a través del motor 202 primario, el controlador 220 puede instruir al compresor 214 para que sea alimentado por el motor 202 primario, y el soplador 232 del evaporador y los ventiladores 234 del condensador para que sean alimentados por el generador 212 de CA de alta tensión. En estas realizaciones, el convertidor 225 CA/CC/CC puede usar rectificación activa para cargar el almacenamiento 206 de energía auxiliar usando el exceso de energía generado por el motor 202 primario y captada por el generador 212 de CA de alta tensión.
En algunas realizaciones, cuando la energía es suministrada por el sistema 200 de energía para el transporte a través del motor 202 primario, tal como se muestra en la Fig. 2B, el controlador 220 puede instruir al compresor 214 para que sea alimentado por el motor 202 primario, y el soplador 232 del evaporador y los ventiladores 234 del condensador para que sean alimentados por el motor o generador 210 de reserva que actúa como un generador. En estas realizaciones, el convertidor 225 CA/CC/CC puede usar rectificación activa para cargar el almacenamiento 206 de energía auxiliar usando el exceso de energía generado por el motor 202 primario y captado por el motor o generador 210 de reserva. Tal como se muestra en la Fig. 2B, el motor 202 primario puede accionar también el generador 212 de CA de alta tensión que puede proporcionar energía de CA de alta tensión a la matriz 250 de conmutación de red de CA. Además, la toma 208 de corriente de la red puede desconectarse de una fuente de energía de la red eléctrica de manera que la toma 208 de corriente de la red no proporcione energía a la matriz 250 de conmutación de la red de CA.
En algunas realizaciones, cuando la energía es suministrada por el sistema 200 de energía para el transporte usando una fuente de energía de la red eléctrica a través de la toma 208 de corriente de la red, tal como se muestra en la Fig. 2C, el controlador 220 puede instruir al compresor 214 para que sea alimentado por el motor o generador 210 de reserva que actúa como un motor de reserva, y el soplador 232 del evaporador y los ventiladores 234 del condensador para que sean alimentados por la fuente de energía de la red eléctrica a través de la toma 208 de corriente de la red. En estas realizaciones, el convertidor 225 CA/CC/CC puede usar rectificación activa para cargar el almacenamiento 206 de energía auxiliar usando el exceso de energía obtenido por la fuente de energía de la red eléctrica a través de la toma 208 de corriente de la red. Tal como se muestra en la Fig. 2C, los embragues 203 se controlan de manera que el motor 202 primario y el generador 212 de CA de alta tensión se desconecten y no proporcionen energía a la matriz 250 de conmutación de red de CA.
En algunas realizaciones, cuando la energía es suministrada por el sistema 200 de energía para el transporte usando el almacenamiento 206 de energía auxiliar, tal como se muestra en la Fig. 2D, el controlador 220 puede instruir al compresor 214, al soplador 232 del evaporador y a los ventiladores 234 del condensador para que sean alimentados por el almacenamiento 206 de energía auxiliar a través del inversor 230. En particular, el almacenamiento 206 de energía auxiliar puede proporcionar energía a través del inversor 230 y la matriz 250 de conmutación de red de CA al motor o generador 210 de reserva que actúa como un motor de reserva para accionar el compresor 214. Tal como se muestra en la Fig. 2D, los embragues 203 se controlan de manera que el motor 202 primario y el generador 212 de CA de alta tensión se desconecten y no proporcionen energía a la matriz 250 de conmutación de red de CA. Además, la toma 208 de corriente de la red puede desconectarse de una fuente de alimentación de la red de manera que la toma 208 de corriente de la red no proporcione energía a la matriz 250 de conmutación de la red de CA.
El controlador 220 puede estar configurado también para controlar el sistema de climatización para el transporte. Por ejemplo, en algunas realizaciones, el controlador 220 puede ser el controlador 15 de TRS mostrado en la Fig. 1A, el controlador 83 de TRS mostrado en la Fig. 1B o el controlador 170 de MTRS mostrado en la Fig. 1C. En estas realizaciones, el controlador 220 está configurado para controlar la operación del sistema de climatización para el transporte (los TRS 10, 75 y el MTRS 100) y el sistema 200 de energía para mantener la operación autónoma del sistema de climatización para el transporte.
El ventilador 232 de evaporador está configurado para proporcionar acondicionamiento de aire en el interior de un espacio interno de la unidad de transporte. Los ventiladores 234 del condensador están configurados para soplar aire que proporciona un intercambio de calor con el refrigerante del circuito de refrigeración desde la unidad de transporte al entorno. Tal como se muestra en las Figs.2A-D, el ventilador 232 de evaporador y los ventiladores 234 del condensador son cargas de CA que requieren energía de CA de alta tensión para operar. En algunas realizaciones, el ventilador 232 de evaporador y/o los ventiladores 234 del condensador pueden ser ventiladores de velocidad variable. En otras realizaciones, el ventilador 232 de evaporador y/o los ventiladores 234 del condensador pueden ser ventiladores de dos velocidades que tienen una primera velocidad distinta de cero y una segunda velocidad distinta de cero. En algunas realizaciones, el ventilador 232 de evaporador y/o los ventiladores 234 del condensador pueden considerarse cargas inductivas. Los ventiladores 224 de la unidad evaporadora remota están configurados para proporcionar acondicionamiento de aire en el interior, por ejemplo, de diferentes zonas del espacio interno de la unidad de transporte (por ejemplo, una unidad de transporte multi-zona). Tal como se muestra en las Figs. 2A-D, los ventiladores 224 de la unidad evaporadora remota son cargas de CC que requieren energía de CC de baja tensión para operar.
La Fig. 3 ilustra una realización de un diagrama de flujo de un método 300 para mantener la operación autónoma de un sistema de climatización para el transporte (por ejemplo, el TRS 10, el TRS 75, el MTRS 100) usando el sistema 200 de energía para el transporte.
El método 300 comienza en 305, de manera que el controlador 220 determina si el sistema de climatización para el transporte está o no en tránsito. Por ejemplo, el sistema de climatización para el transporte puede desplazarse a lo largo de una ruta predeterminada para entregar una carga almacenada en un espacio interno de la unidad de transporte a uno o más destinos. El sistema de climatización para el transporte puede estacionarse o almacenarse también en un patio de transporte, un almacén, etc. para cargar y/o descargar la carga en el interior de la unidad de transporte. Cuando el controlador determina que el sistema de climatización para el transporte está en tránsito, el método 300 pasa a 310. Cuando el controlador determina que el sistema de climatización para el transporte no está en tránsito, el método 300 pasa a 335.
En 310, el controlador 220 determina si el sistema de climatización para el transporte se está desplazando o está estacionado actualmente en una región donde actualmente debe cumplirse una normativa que restringe o previene la operación del motor 202 primario. En algunas realizaciones, el controlador 220 puede obtener datos de ubicación del sistema de climatización para el transporte a partir de un dispositivo de sistema de posicionamiento global (GPS) provisto en la unidad de transporte. Las regulaciones que pueden restringir o prevenir la operación del motor primario pueden incluir regulaciones de emisiones de ruido, de consumo de combustible (por ejemplo, consumo de combustible específico para frenos, fluido de escape diésel, etc.), regulaciones de partículas (por ejemplo, emisiones de partículas, emisiones de número de partículas, emisiones de partículas diésel, etc.), emisiones gaseosas (por ejemplo, emisiones de óxido de nitrógeno, emisiones de dióxido de carbono, emisiones de hidrocarbono, etc.), etc. Cuando el controlador 220 determina que actualmente existe una normativa que hay que cumplir que restringe o previene la operación del motor 202 primario, el método 300 pasa a 315. Cuando el controlador 220 determina que el sistema de climatización para el transporte se está desplazando actualmente en una región donde actualmente no existe una normativa que se debe cumplir que restrinja o prevenga la operación del motor 202 primario, el método 300 pasa a 330.
En 315, el controlador 220 modifica la operación del sistema 200 de energía para el transporte en base a la normativa a cumplir que está afectando actualmente a la operación del sistema de climatización para el transporte y del sistema 200 de energía para el transporte. Por ejemplo, cuando la normativa a cumplir restringe o previene la operación del motor 202 primario, el controlador 220 puede instruir al sistema 200 de energía para el transporte para que no use el motor 202 primario o para que restrinja el uso del motor 202 primario para cumplir con la normativa a cumplir. Esto puede incluir, por ejemplo, reducir la velocidad del motor 202 primario. A continuación, el método 300 pasa a 320.
En 320, el controlador 220 determina si la captación de energía es posible o no en base a la operación modificada determinada en 315. En algunas realizaciones, el controlador 220 puede determinar si la captación de energía es posible o no en base a la velocidad de operación del motor 202 primario y la cantidad de energía usada por el sistema de climatización para el transporte para satisfacer una cantidad de demanda de refrigeración. En algunas realizaciones, el controlador 220 puede determinar una cantidad de exceso de par disponible desde el motor 202 primario y puede calcular la cantidad de energía en exceso disponible en base a la cantidad determinada de exceso de par disponible. En algunas realizaciones, el exceso de par disponible desde el motor 202 primario puede derivarse, por ejemplo, de una tabla de búsqueda, pruebas de campo, etc. En algunas realizaciones, el controlador 220 puede obtener la energía extraída desde el motor 202 primario y puede determinar una energía total del motor primario disponible en base a la velocidad del motor 202 primario. A continuación, el controlador 220 puede obtener el exceso de energía disponible desde el motor 202 primario restando la energía extraída desde el motor 202 primario de la energía total del motor primario disponible. A continuación, el controlador 220 puede determinar si la captación de energía es posible o no en base a si el motor 202 primario tiene un exceso de energía disponible o si la cantidad de exceso de energía disponible del motor 202 primario es mayor que un umbral objetivo predeterminado. Cuando el controlador 220 determina que la captación de energía no es posible, el método 300 pasa a 325. Cuando el controlador 220 determina que la captación de energía es posible, el método 300 pasa a 330.
En 325, el controlador 220 instruye al almacenamiento 206 de energía auxiliar para que use la energía almacenada para proporcionar energía al sistema de climatización para el transporte solo o para complementar la energía proporcionada por el motor 202 primario con el fin de satisfacer la demanda de refrigeración desde el sistema de climatización para el transporte mientras todavía se garantiza que el motor 202 primario cumpla con la normativa (véase, por ejemplo, la Fig. 2D). La cantidad de energía proporcionada por el almacenamiento 206 de energía auxiliar puede depender, por ejemplo, de la cantidad de energía proporcionada por el motor 202 primario y/o de la demanda de refrigeración desde el sistema de climatización para el transporte. A continuación, el método 300 pasa a A y vuelve a 305.
En 330, el controlador 220 opera el sistema de climatización para el transporte y el sistema 200 de energía para el transporte para operar en el modo operativo de captación de energía. En algunas realizaciones, el controlador 220 puede prevenir la activación del modo de captación de energía cuando, por ejemplo, el sistema de climatización para el transporte se encuentra en una etapa de bajada de la temperatura para llevar el espacio interno de la unidad de transporte desde una temperatura ambiente hasta la temperatura de consigna deseada. El modo operativo de captación de energía se describe más detalladamente con respecto a la Fig. 4.
En 335, cuando el controlador 220 determina que el sistema de climatización para el transporte no está en tránsito, el controlador determina si hay disponible o no una fuente de energía de la red eléctrica para alimentar el sistema de climatización para el transporte. Por ejemplo, el controlador 220 puede determinar si la toma 208 de corriente está o no conectada a una fuente de energía de la red eléctrica y está recibiendo energía desde la fuente de energía de la red eléctrica. Cuando el controlador 220 determina que una fuente de energía de la red eléctrica está disponible para alimentar el sistema de climatización para el transporte, el método 300 pasa a 340. Cuando el controlador 220 determina que no hay ninguna fuente de energía de red eléctrica disponible para alimentar el sistema de climatización para el transporte, el método 300 pasa a 360.
En 340, el controlador 220 determina si el sistema de climatización para el transporte tiene o no una demanda de refrigeración. Por ejemplo, el controlador 220 puede determinar si se requiere o no refrigeración en el interior de un espacio interno de la unidad de transporte. Cuando el controlador 220 determina que hay una demanda de refrigeración, el método 300 pasa a 345. Cuando el controlador determina que no hay una demanda de refrigeración, el método 300 pasa a 350.
En 345, el controlador 220 instruye al sistema de energía para el transporte para alimentar al sistema de climatización para el transporte usando la energía de la red eléctrica proporcionada desde la toma 208 de la red eléctrica. A continuación, el método 300 pasa a 350.
En 350, el controlador 220 determina si el almacenamiento 206 de energía auxiliar tiene o no capacidad para almacenar energía adicional. En algunas realizaciones, el controlador 220 puede comunicarse con la interfaz 207 para determinar si el almacenamiento 206 de energía auxiliar tiene o no capacidad para almacenar energía adicional. El controlador 220 puede determinar que el almacenamiento 206 de energía auxiliar tiene capacidad para almacenar energía adicional cuando el estado de carga del almacenamiento 206 de energía auxiliar está comprendido, por ejemplo, entre aproximadamente el 20% y aproximadamente el 80%. Cuando el controlador 220 determina que el almacenamiento 206 de energía auxiliar tiene capacidad para almacenar energía adicional, el método 300 pasa a 355. Cuando el controlador 220 determina que el almacenamiento 206 de energía auxiliar no tiene capacidad para almacenar energía adicional, el método 300 pasa a A y vuelve a 305.
En 355, el controlador 220 ordena el almacenamiento de energía disponible desde la fuente de energía de la red eléctrica en el almacenamiento 206 de energía auxiliar. Cuando la fuente de energía de la red eléctrica alimenta también el sistema de climatización para el transporte, el controlador 220 puede instruir al sistema 200 de energía para el transporte para que almacene cualquier exceso de energía desde la fuente de energía de la red eléctrica en el almacenamiento 206 de energía auxiliar una vez satisfecha una cantidad de demanda de refrigeración del sistema de climatización para el transporte. A continuación, el método 300 pasa a A y vuelve a 305.
En 360, cuando el controlador determina que el sistema de climatización para el transporte no está en tránsito y que no hay disponible una fuente de energía de la red eléctrica, el controlador 220 determina si el sistema de climatización para el transporte tiene o no una demanda de refrigeración. Por ejemplo, el controlador 220 puede determinar si se requiere o no refrigeración en el interior de un espacio interno de la unidad de transporte. Cuando el controlador 220 determina que hay una demanda de refrigeración, el método 300 pasa a B y pasa a 310. Cuando el controlador determina que no hay una demanda de refrigeración, el método 300 pasa a 365.
En 365, el controlador 220 instruye al sistema de energía para el transporte (por ejemplo, el motor 202 primario, el motor o generador 210 de reserva, el generador 212 de CA de alta tensión, etc.) para que se apague. Por consiguiente, puede conservarse la energía del sistema 200 de energía para el transporte. A continuación, el método 300 pasa a A y vuelve a 305.
La Fig.4 ilustra una realización de un diagrama de flujo de un método 400 para operar un sistema de climatización para el transporte (por ejemplo, el TRS 10, el TRS 75, el MTRS 100) en un modo operativo de captación de energía usando el sistema 200 de energía para el transporte. Se apreciará que el modo operativo de captación de energía puede realizarse en paralelo con uno o más modos operativos diferentes. Los otros modos operativos pueden incluir, por ejemplo, el modo operativo de control de temperatura, el modo de prevención de pérdida de carga, el modo operativo de retroalimentación de usuario, el modo operativo de optimizador de velocidad del motor primario, el modo operativo de optimizador de carga del motor primario, el modo operativo de optimización de COP, el modo operativo de mantenimiento del almacenamiento de energía auxiliar, etc.
El método 400 comienza en 405, de manera que el controlador 220 inicia el modo operativo de captación de energía. En algunas realizaciones, el modo operativo de captación de energía puede activarse cuando el controlador 220 determina, por ejemplo, siempre que el sistema de climatización para el transporte está siendo alimentado por el motor 202 primario, si el sistema de climatización para el transporte está o no en tránsito. En algunas realizaciones, el controlador 220 puede prevenir la activación del modo de captación de energía cuando, por ejemplo, el sistema de climatización para el transporte se encuentra en una etapa de bajada de la temperatura para llevar el espacio interno de la unidad de transporte desde una temperatura ambiente a la temperatura de consigna deseada. A continuación, el método 400 pasa a 410.
En 410, el controlador 220 determina si el sistema de climatización para el transporte tiene o no una demanda de refrigeración. Por ejemplo, el controlador 220 puede determinar si se requiere o no refrigeración en el interior de un espacio interno de la unidad de transporte. Cuando el controlador 220 determina que hay una demanda de refrigeración, el método 400 pasa a 415. Cuando el controlador determina que no hay una demanda de refrigeración, el método 400 pasa a 455.
En 415, el controlador 220 determina una cantidad de energía requerida por el motor 202 primario para accionar el compresor 214 y satisfacer la cantidad de demanda de refrigeración del sistema de climatización para el transporte. En algunas realizaciones, esto incluye la determinación por parte del controlador 220 de una cantidad de demanda de refrigeración para satisfacer la demanda de refrigeración. El controlador 220 puede determinar la cantidad de demanda de refrigeración directamente, por ejemplo, en base a una o más temperaturas (temperatura de descarga de refrigerante, temperatura de succión de refrigerante, temperatura del refrigerante del evaporador, temperatura del refrigerante del condensador, temperatura del refrigerante del dispositivo de expansión, etc.), una o más presiones (presión de descarga de refrigerante, presión de succión de refrigerante, presión del refrigerante del evaporador, presión del refrigerante del condensador, presión del refrigerante del dispositivo de expansión, etc.) en diferentes ubicaciones a lo largo del circuito de refrigeración, un estado de la válvula de estrangulación electrónica (ETV), un estado de la válvula de expansión electrónica (EEV), etc. El controlador 220 puede determinar también la cantidad de demanda de refrigeración indirectamente a partir de los datos recibidos desde una ECU del motor 202 primario relacionados con la carga en el motor 202 primario. En algunas realizaciones, el controlador 220 puede determinar la cantidad de energía requerida por el motor 202 primario para satisfacer la cantidad de demanda de refrigeración, por ejemplo, en base a datos de simulación almacenados, datos de carga (por ejemplo, cantidad de energía requerida por uno o más de entre el compresor 214, uno o más sopladores 232 de evaporador, uno o más ventiladores 234 del condensador, etc.), etc. A continuación, el método 400 pasa a 420.
En 420, el controlador 220 recupera los datos de retroalimentación de otros modos operativos del sistema 220 de energía para el transporte. Por ejemplo, el controlador 220 puede recuperar datos de retroalimentación obtenidos mientras opera uno o más modos operativos que incluyen, por ejemplo, el modo operativo de control de temperatura, el modo de prevención de pérdida de carga, el modo operativo de retroalimentación de usuario, el modo operativo de optimizador de velocidad del motor primario, el modo operativo de optimizador de carga del motor primario, el modo operativo de optimización de COP, el modo operativo de mantenimiento del almacenamiento de energía auxiliar, etc. En algunas realizaciones, los datos de retroalimentación pueden obtenerse mientras se operan los uno o más modos operativos diferentes simultáneamente con el modo operativo de captación de energía. Los datos de retroalimentación pueden incluir, por ejemplo, la cantidad de demanda de refrigeración, el consumo de combustible del motor primario a la velocidad de operación actual del motor primario, un COP del compresor, la cantidad de almacenamiento de energía almacenada en el almacenamiento 206 de energía auxiliar, los objetivos de optimización de carga para el motor 202 primario, etc. A continuación, el método 400 pasa a 425. Se apreciará que, en algunas realizaciones, 415 y 420 pueden realizarse simultáneamente o 420 puede realizarse antes que 415.
En 425, el controlador 220 determina una velocidad de operación del motor 202 primario en base a la cantidad de energía determinada en 415 y los datos de retroalimentación obtenidos en 420. En algunas realizaciones, el controlador 220 puede usar un mapa operativo almacenado del motor 202 primario para determinar la velocidad de operación del motor primario en base a la cantidad de energía determinada en 415 y los datos de retroalimentación obtenidos en 420. En algunas realizaciones, la velocidad de operación del motor primario puede ser una velocidad de operación óptima que maximiza el coeficiente de rendimiento del compresor 214. En algunas realizaciones, la velocidad de operación del motor primario puede ser una velocidad de operación óptima que optimiza el rendimiento eficiente del motor 202 primario.
En 430, el controlador 220 instruye al motor 202 primario para que opere a la velocidad de operación del motor primario determinada en 425. A continuación, el método 400 pasa a 435.
En 435, el controlador 220 calcula la cantidad de exceso de energía disponible desde el motor 202 primario en base a la velocidad de operación del motor 202 primario y la cantidad de energía usada por el sistema de climatización para el transporte para satisfacer la cantidad de demanda de refrigeración. En algunas realizaciones, el controlador 220 puede determinar una cantidad de exceso de par disponible desde el motor 202 primario y puede calcular la cantidad de energía en exceso disponible en base a la cantidad determinada de exceso de par disponible. En algunas realizaciones, el exceso de par disponible desde el motor 202 primario puede derivarse, por ejemplo, de una tabla de búsqueda, información de curva de mapeo de carga del motor 202 primario, pruebas de campo, etc. En algunas realizaciones, el controlador 220 puede obtener la energía extraída desde el motor 202 primario y puede determinar una energía total del motor primario disponible en base a la velocidad del motor 202 primario. A continuación, el controlador 220 puede obtener el exceso de energía disponible desde el motor 202 primario calculando la diferencia de la energía total disponible desde el motor primario y la energía extraída desde el motor 202 primario.
En algunas realizaciones, el controlador 220 puede determinar que hay un exceso de energía disponible desde el motor 202 primario en base a si la velocidad del motor primario está cayendo más allá de una cantidad deseada predeterminada. Cuando el controlador 220 determina que la velocidad del motor primario no está cayendo más allá de la cantidad deseada predeterminada, el controlador 220 puede determinar que el motor primario tiene un exceso de energía disponible que puede usarse, por ejemplo, para almacenar energía en el almacenamiento 206 de energía auxiliar. La cantidad deseada predeterminada a una velocidad particular del motor primario puede basarse, por ejemplo, en datos de simulación, datos de curva de mapeo de carga, etc. El controlador 220 puede supervisar la velocidad del motor primario y si la velocidad del motor primario está cayendo, por ejemplo, en base a la información recibida desde una ECU del motor 202 primario.
En algunas realizaciones, el controlador 220 puede determinar que hay un exceso de energía disponible desde el motor 202 primario en base a si la cantidad de combustible inyectado que se suministra al motor 202 primario es menor que una cantidad máxima permitida de combustible inyectado. Cuando el controlador determina que la cantidad de combustible inyectado que se suministra al motor 202 primario es menor que una cantidad máxima permitida de combustible inyectado, el controlador 220 puede determinar que el motor primario tiene un exceso de energía disponible que puede usarse, por ejemplo, para almacenar energía en el almacenamiento 206 de energía auxiliar. El controlador 220 puede supervisar la cantidad de combustible inyectado que se suministra al motor 202 primario, por ejemplo, en base a la información recibida desde una ECU del motor 202 primario.
En algunas realizaciones, el controlador 220 puede determinar la cantidad de exceso de energía disponible en base a un porcentaje de carga en el motor 202 primario. Cuando el controlador 220 determina que el porcentaje de carga en el motor 202 primario ha superado, por ejemplo, el 80%, el controlador 220 puede determinar que actualmente el motor 202 primario se está sobrecargando y puede determinar que la velocidad del motor 202 primario debe aumentarse. Si el motor 202 primario está operando a una velocidad máxima, el controlador 220 puede almacenar el exceso de energía en el almacenamiento 206 de energía auxiliar. Cuando el controlador 220 determina que el porcentaje de carga en el motor 202 primario está comprendido entre, por ejemplo, el 60% y el 80%, el controlador 220 puede determinar que el motor 202 primario está operando a una velocidad casi óptima y puede determinar que la carga en el motor 202 primario debe mantenerse o incrementarse lentamente (por ejemplo, aumentar la carga en 1 kW). El aumento de la carga en el motor 202 primario puede dirigirse a la carga adicional del almacenamiento 206 de energía auxiliar. Cuando el controlador 220 determina que el porcentaje de carga en el motor 202 primario es menor, por ejemplo, del 60%, el controlador 220 puede determinar que actualmente el motor 202 primario se está infracargando y puede determinar que la carga en el motor 202 primario puede aumentarse (por ejemplo, aumentar la carga en 3 kW) para optimizar la eficiencia de carga. El aumento de la carga en el motor 202 primario puede dirigirse a la carga adicional del almacenamiento 206 de energía auxiliar. A continuación, el método 400 pasa a 440.
En 440, el controlador 220 determina si el exceso de energía está disponible o no desde el motor 202 primario en base al cálculo en 435. Cuando el controlador 220 determina que hay un exceso de energía disponible desde el motor 202 primario, el método 400 pasa a 445. Cuando el controlador 220 determina que no hay un exceso de energía disponible desde el motor 202 primario, el método 400 pasa a 450.
En 445, el controlador 220 instruye el almacenamiento de la energía disponible desde el motor 202 primario. En algunas realizaciones, esto puede incluir que el controlador 220 instruya a al menos uno de entre el motor o generador 210 de reserva y el generador 212 de CA de alta tensión para que capte el exceso de par disponible desde el motor 202 primario. Una vez satisfecha la cantidad de demanda de refrigeración del sistema de climatización para el transporte, el controlador 220 puede instruir al motor o generador 210 de reserva y/o al generador 212 de CA de alta tensión para almacenar cualquier exceso de energía en el almacenamiento 206 de energía auxiliar. Se apreciará que la operación del motor primario en 430 puede realizarse simultáneamente con el cálculo del exceso de energía disponible 435 y potencialmente el almacenamiento de la energía en 445 cuando hay un exceso de energía disponible o hay una razón para almacenar energía en el almacenamiento 206 de energía auxiliar. A continuación, el método 400 pasa a 455.
En 450, el controlador 220 determina si puede haber o no una razón para almacenar energía en el almacenamiento 206 de energía auxiliar a pesar de que no hay un exceso de energía disponible (es decir, anular la decisión adoptada en 440). Por ejemplo, el controlador 220 puede determinar que puede haber una razón para almacenar energía en el almacenamiento 206 de energía auxiliar cuando el sistema de climatización para el transporte se acerca a una ubicación (por ejemplo, mediante datos de ruta predeterminados almacenados en el controlador 220, etc.) que puede tener una regulación que previene que el sistema de energía para el transporte pueda usar el motor 202 primario. En otro ejemplo, el controlador 220 puede determinar que puede haber una razón para almacenar energía en el almacenamiento 206 de energía auxiliar cuando el estado de carga del almacenamiento 206 de energía auxiliar es, por ejemplo, menor del 20%.
Se apreciará que, cuando el controlador 220 determina que hay una razón para almacenar energía en el almacenamiento 206 de energía auxiliar, el controlador 220 puede ordenar un aumento de velocidad del motor 202 primario que puede resultar en el incumplimiento de la regulación o puede ordenar al sistema de climatización para el transporte que reduzca el consumo de energía modificando la operación de una o más cargas del sistema de climatización para el transporte (por ejemplo, el ventilador o los ventiladores 232 del evaporador), el ventilador o los ventiladores 234 del condensador, el compresor 214, el ventilador o los ventiladores 224 de la unidad evaporadora remota, etc.).
Cuando el controlador 220 determina que hay una razón para almacenar energía en el almacenamiento 206 de energía auxiliar, el método 400 pasa a 445. Cuando el controlador 220 determina que no hay ninguna razón para almacenar energía en el almacenamiento 206 de energía auxiliar, el método 400 pasa a 450.
En 455, el controlador 220 espera una cantidad de tiempo predeterminada (por ejemplo, entre uno y 10 minutos) o determina si se ha producido un cambio en el estado del sistema de climatización para el transporte y/o el sistema 200 de energía para el transporte antes de devolver el método 400 a 405. En algunas realizaciones, un cambio de estado puede ser cuando, por ejemplo, el sistema de climatización para el transporte ya no está en tránsito, el sistema de climatización para el transporte se está acercando a una ubicación con una normativa que se debe cumplir que puede afectar al uso del motor 202 primario, hay un cambio en la demanda de refrigeración del sistema de climatización para el transporte, hay un cambio en la tasa de carga del almacenamiento 206 de energía auxiliar, etc. A continuación, el método 400 pasa a A y vuelve a la Fig. 3.
En 460, una vez que el controlador 220 determina que el sistema de climatización para el transporte no tiene una demanda de refrigeración en 410, el controlador 220 determina si el almacenamiento 206 de energía auxiliar tiene o no capacidad para almacenar energía adicional. En algunas realizaciones, el controlador 220 puede comunicarse con la interfaz 207 para determinar si el almacenamiento 206 de energía auxiliar tiene o no capacidad para almacenar energía adicional. El controlador 220 puede determinar que el almacenamiento 206 de energía auxiliar tiene capacidad para almacenar energía adicional cuando el estado de carga del almacenamiento 206 de energía auxiliar es, por ejemplo, menor de aproximadamente el 80%. Cuando el controlador 220 determina que el almacenamiento 206 de energía auxiliar tiene capacidad para almacenar energía adicional, el método 400 pasa a 465. Cuando el controlador 220 determina que el almacenamiento 206 de energía auxiliar no tiene capacidad para almacenar energía adicional, el método 400 pasa a 498.
En 465, el controlador 220 obtiene datos de energía periféricos. Los datos de energía periféricos incluyen, según la invención, una tasa de carga del almacenamiento 206 de energía auxiliar y pueden incluir, además, por ejemplo, el consumo de combustible por parte del motor 202 primario a la velocidad de operación actual del motor primario. En algunas realizaciones, los datos de energía periféricos pueden obtenerse a través de una tabla de búsqueda, una curva de mapeo de carga del motor 202 primario, datos de simulación, etc. A continuación, el método 400 pasa a 470.
En 470, el controlador 220 determina una velocidad de operación de motor primario para el motor 202 primario en base a los datos de energía periféricos obtenidos en 465. En algunas realizaciones, el controlador 220 puede usar un mapa operativo almacenado del motor 202 primario para determinar la velocidad de operación del motor primario en base a los datos de energía periféricos obtenidos en 465. En algunas realizaciones, la velocidad de operación del motor primario puede ser una velocidad de operación óptima que maximice, por ejemplo, la eficiencia de carga del almacenamiento 206 de energía auxiliar. En algunas realizaciones, la velocidad de operación del motor primario puede ser una velocidad de operación óptima que optimiza el rendimiento eficiente del motor 202 primario.
En 475, el controlador 220 instruye al motor 202 primario para que opere a la velocidad de operación del motor primario determinada en 470. A continuación, el método 400 pasa a 480.
En 480, el controlador 220 calcula la cantidad de exceso de energía disponible desde el motor 202 primario en base a la velocidad de operación del motor 202 primario. En algunas realizaciones, el controlador 220 puede determinar una cantidad de exceso de par disponible desde el motor 202 primario y puede calcular la cantidad de exceso de energía disponible en base a la cantidad determinada de exceso de par disponible. En algunas realizaciones, el exceso de par disponible desde el motor 202 primario puede derivarse, por ejemplo, desde una tabla de búsqueda, pruebas de campo, etc. En algunas realizaciones, el controlador 220 puede obtener la energía extraída desde el motor 202 primario y puede determinar una energía total del motor primario disponible en base a la velocidad del motor 202 primario. A continuación, el controlador 220 puede obtener el exceso de energía disponible desde el motor 202 primario calculando la diferencia de la energía total disponible desde el motor primario y la energía extraída desde el motor 202 primario.
En algunas realizaciones, el controlador 220 puede determinar la cantidad de exceso de energía disponible en base a un porcentaje de carga en el motor 202 primario. Cuando el controlador 220 determina que el porcentaje de carga en el motor 202 primario ha superado, por ejemplo, el 80%, el controlador 220 puede determinar que el motor 202 primario se está sobrecargando actualmente y puede determinar que la velocidad del motor 202 primario debe aumentarse. Si el motor 202 primario está operando a una velocidad máxima, el controlador 220 puede almacenar el exceso de energía en el almacenamiento 206 de energía auxiliar. Cuando el controlador 220 determina que el porcentaje de carga en el motor 202 primario está comprendido, por ejemplo, entre el 60% y el 80%, el controlador 220 puede determinar que el motor 202 primario está operando a una velocidad casi óptima y puede determinar que la carga en el motor 202 primario debe mantenerse o incrementarse lentamente (por ejemplo, aumentar la carga en 1 kW). El aumento de la carga en el motor 202 primario puede dirigirse a la carga adicional del almacenamiento 206 de energía auxiliar. Cuando el controlador 220 determina que el porcentaje de carga en el motor 202 primario es menor, por ejemplo, que el 60%, el controlador 220 puede determinar que actualmente el motor 202 primario se está infracargando y puede determinar que la carga en el motor 202 primario puede aumentarse (por ejemplo, aumentar la carga en 3 kW) para optimizar la eficiencia de carga. El aumento de la carga en el motor 202 primario puede dirigirse a la carga adicional del almacenamiento 206 de energía auxiliar. A continuación, el método 400 pasa a 485.
En 485, el controlador 220 determina si el exceso de energía disponible desde el motor 202 primario es o no mayor que un umbral objetivo. En algunas realizaciones, el umbral objetivo puede ser una cantidad mínima de energía que puede generarse para justificar la carga del almacenamiento 206 de energía auxiliar con el motor 202 primario. El umbral objetivo puede basarse, por ejemplo, en los parámetros de viaje. En algunas realizaciones, el sistema 200 de energía puede ordenar almacenar el exceso de energía disponible desde el motor 202 primario en el almacenamiento 206 de energía auxiliar cuando el nivel de carga del almacenamiento 206 de energía auxiliar es menor de ~20%, priorizar almacenar el exceso de energía disponible desde el motor 202 primario en el almacenamiento 206 de energía auxiliar cuando el nivel de carga del almacenamiento 206 de energía auxiliar está comprendido entre ~20-40%, y reducir la prioridad de almacenar el exceso de energía disponible desde el motor 202 primario en el almacenamiento 206 de energía auxiliar cuando el nivel de carga del almacenamiento de energía auxiliar es mayor de ~70%. Cuando el controlador 220 determina que el exceso de energía disponible desde el motor 202 primario es mayor que el umbral objetivo, el método 400 pasa a 490. Cuando el controlador 220 determina que el exceso de energía disponible desde el motor 202 primario no es mayor que el umbral objetivo, el método 400 pasa a 495.
En 490, el controlador 220 ordena el almacenamiento de la energía disponible desde el motor 202 primario. En algunas realizaciones, esto puede incluir que el controlador 220 instruya a al menos uno de entre el motor o generador 210 de reserva y el generador 212 de CA de alta tensión para que capte el exceso de par disponible desde el motor 202 primario. El controlador 220 puede instruir al motor o generador 210 de reserva y/o al generador 212 de CA de alta tensión para que almacenen energía en el almacenamiento 206 de energía auxiliar. Se apreciará que la operación del motor primario en 475 puede realizarse simultáneamente con el cálculo del exceso de energía disponible 480 y potencialmente almacenar la energía en 490 cuando hay un exceso de energía disponible o hay una razón para almacenar energía en el almacenamiento 206 de energía auxiliar. A continuación, el método 400 pasa a 455.
En 495, el controlador 220 determina si puede haber o no una razón para almacenar energía en el almacenamiento 206 de energía auxiliar a pesar de que el exceso de energía disponible desde el motor 202 primario no es mayor que el umbral objetivo (es decir, anular la decisión adoptada en 485). Por ejemplo, el controlador 220 puede determinar que puede haber una razón para almacenar energía en el almacenamiento 206 de energía auxiliar cuando el sistema de climatización para el transporte se acerca a una ubicación (por ejemplo, mediante datos de ruta predeterminados almacenados en el controlador 220, etc.) que puede tener una regulación que previene que el sistema de energía para el transporte pueda usar el motor 202 primario. En otro ejemplo, el controlador 220 puede determinar que puede haber una razón para almacenar energía en el almacenamiento 206 de energía auxiliar cuando el estado de carga del almacenamiento 206 de energía auxiliar es, por ejemplo, menor del 20%.
Se apreciará que, cuando el controlador 220 determina que hay una razón para almacenar energía en el almacenamiento 206 de energía auxiliar, el controlador 220 puede ordenar un aumento de velocidad del motor 202 primario que puede resultar en el incumplimiento de la regulación o puede ordenar al sistema de climatización para el transporte que reduzca el consumo de energía modificando la operación de una o más cargas del sistema de climatización para el transporte (por ejemplo, el ventilador o los ventiladores 232 del evaporador), el ventilador o los ventiladores 234 del condensador, el compresor 214, el ventilador o los ventiladores 224 de la unidad evaporadora remota, etc.).
Cuando el controlador 220 determina que hay una razón para almacenar energía en el almacenamiento 206 de energía auxiliar, el método 400 pasa a 490. Cuando el controlador 220 determina que no hay ninguna razón para almacenar energía en el almacenamiento 206 de energía auxiliar, el método 400 pasa a 498.
En 498, el controlador 220 instruye al sistema 200 de energía para el transporte (por ejemplo, el motor 202 primario, el motor o generador 210 de reserva, el generador 212 de CA de alta tensión, etc.) para que se apague. Por consiguiente, puede conservarse la energía del sistema 200 de energía para el transporte. A continuación, el método 400 pasa a 455.
Por consiguiente, el método 400 puede garantizar la operación autónoma del sistema de climatización para el transporte. Es decir, el sistema 200 de energía para el transporte y el sistema de climatización para el transporte pueden maximizar las oportunidades mientras están en tránsito para captar cualquier exceso de energía generado por el motor 202 primario, proporcionar una gestión de energía eficiente para alimentar el sistema de climatización para el transporte, gestionar múltiples modos operativos del sistema de climatización para el transporte y, a continuación, utilizar el exceso de energía almacenada en el almacenamiento 206 de energía auxiliar cuando sea necesario para garantizar que la unidad de transporte con el sistema de climatización para el transporte no tenga que hacer una parada para conectarse a una fuente de energía de la red eléctrica. Es decir, alimentar el sistema 200 de energía para el transporte y el sistema de climatización para el transporte usando la fuente de energía de la red eléctrica es la última prioridad, ya que al hacerlo se pierde la operación autónoma del sistema de climatización para el transporte. El método 400 intenta alimentar el sistema 200 de energía para el transporte y el sistema de climatización para el transporte sin usar la fuente de energía de la red eléctrica y solo intenta usar la fuente de energía de la red eléctrica cuando no hay otras opciones disponibles.
La terminología usada en esta memoria descriptiva pretende describir realizaciones particulares y no pretende ser limitativa. Los términos "un", "una" y "el", “la” incluyen también las formas plurales, a menos que se indique claramente lo contrario. Los términos "comprende" y/o "que comprende", cuando se usan en la presente memoria descriptiva, indican la presencia de características, números enteros, etapas, operaciones, elementos y/o componentes indicados, pero no excluyen la presencia o adición de una o más características, números enteros, etapas, operaciones, elementos y/o componentes.
Con respecto a la descripción anterior, debe entenderse que pueden realizarse cambios en los detalles, especialmente en cuestiones relativas a los materiales de construcción empleados y la forma, el tamaño y la disposición de las partes, sin apartarse del alcance de la presente invención.
La palabra "realización", tal como se usa en esta memoria descriptiva, puede, pero no necesariamente, referirse a la misma realización. Esta memoria descriptiva y las realizaciones descritas son solo ejemplos. Pueden idearse otras realizaciones y realizaciones adicionales sin apartarse del alcance básico de las mismas, estando el verdadero alcance de la invención indicado por las reivindicaciones siguientes.

Claims (13)

REIVINDICACIONES
1. Método (300, 400) para mantener la operación autónoma de un sistema de climatización para el transporte que incluye un circuito de refrigeración que tiene un compresor (214), proporcionando el circuito de refrigeración climatización en el interior de un espacio (150) interno de una unidad de transporte usando un sistema (200) de energía para el transporte que incluye un controlador (220), un motor (21, 87, 202) primario y un almacenamiento (206) de energía auxiliar, comprendiendo el método (300, 400):
la determinación, por parte del controlador (220), de si el cumplimiento de una normativa en una ubicación actual está restringiendo y/o previniendo el uso del motor (21,87, 202) primario para alimentar el sistema de climatización para el transporte mientras la unidad de transporte está en tránsito;
cuando el controlador (220) determina que no se está restringiendo o previniendo el uso del motor (21, 87, 202) primario para alimentar el sistema de climatización para el transporte debido al cumplimiento de una normativa, operar el sistema de climatización para el transporte y el sistema (200) de energía para el transporte en un modo operativo de captación de energía para almacenar el exceso de energía generado por el motor (21, 87, 202) primario en el almacenamiento (206) de energía auxiliar; y, cuando el controlador (220) determina que se está restringiendo o previniendo el uso del motor (21,87, 202) primario para alimentar el sistema de climatización para el transporte debido al cumplimiento de una normativa, el controlador (220) instruye al almacenamiento (206) de energía auxiliar para proporcionar energía al sistema de climatización para el transporte;
caracterizado porque operar el modo operativo de captación de energía incluye:
la obtención, por parte del controlador (220), de datos de energía periféricos relacionados con el sistema (200) de energía para el transporte cuando el sistema de climatización para el transporte no tiene una demanda de refrigeración, en el que los datos de energía periféricos incluyen una tasa de carga del almacenamiento (206) de energía auxiliar,
la determinación, por parte del controlador (220), de la velocidad de operación del motor (21,87, 202) primario en base a los datos de energía periféricos,
operar el motor (21,87, 202) primario a la velocidad de operación determinada del motor (21,87, 202) primario,
el cálculo, por parte del controlador (220), de la cantidad de exceso de energía disponible (435, 480) desde el motor (21,87, 202) primario, y
almacenar el exceso de energía en el almacenamiento (206) de energía auxiliar.
2. Método (300, 400) según la reivindicación 1, en el que operar el modo operativo de captación de energía incluye:
la determinación, por parte del controlador (220), de una cantidad de energía requerida del motor (21, 87, 202) primario,
la obtención, por parte del controlador (220), de datos de retroalimentación relacionados con los modos operativos del sistema de climatización para el transporte cuando el sistema de climatización para el transporte tiene una demanda de refrigeración,
la determinación, por parte del controlador (220), de una velocidad de operación del motor (21, 87, 202) primario en base a la energía requerida desde el motor (21,87, 202) primario y los datos de retroalimentación,
operar el motor (21,87, 202) primario a la velocidad de operación determinada del motor (21,87, 202) primario,
el cálculo, por parte del controlador (220), de la cantidad de exceso de energía disponible (435, 480) desde el motor (21,87, 202) primario, y
almacenar el exceso de energía en el almacenamiento (206) de energía auxiliar.
3. Método (300, 400) según la reivindicación 2, en el que los datos de retroalimentación incluyen al menos uno de entre una cantidad de demanda de refrigeración, un consumo de combustible del motor (21, 87, 202) primario a la velocidad de operación actual del motor (21, 87, 202) primario, un coeficiente de rendimiento del compresor (214) y una cantidad de almacenamiento de energía almacenada en el almacenamiento (206) de energía auxiliar; y/o
que comprende, además, la determinación, por parte del controlador (220), de la velocidad de operación del motor (21, 87, 202) primario en base a la energía requerida desde el motor (21, 87, 202) primario y los datos de retroalimentación usando un mapa operativo almacenado del motor (21,87, 202) primario.
4. Método (300, 400) según una cualquiera de las reivindicaciones 1 -3, en el que operar el modo operativo de captación de energía incluye, además:
determinar, por parte del controlador (220), si la cantidad de exceso de energía disponible (435, 480) del motor (21,87, 202) primario es mayor que un umbral objetivo,
almacenar el exceso de energía en el almacenamiento (206) de energía auxiliar cuando se determina que la cantidad de exceso de energía es mayor que el umbral objetivo, y
apagar un generador (210) del sistema (200) de energía para el transporte accionado por el motor (21, 87, 202) primario cuando se determina que la cantidad de exceso de energía no es mayor que el umbral objetivo.
5. Método (300, 400) según una cualquiera de las reivindicaciones 1-3, en el que los datos de energía periféricos incluyen un consumo de combustible por parte del motor (21,87, 202) primario a la velocidad de operación actual del motor (21,87, 202) primario.
6. Método (300, 400) según una cualquiera de las reivindicaciones 1-5, que comprende además operar uno o más de entre un modo operativo de control de temperatura, un modo de prevención de pérdida de carga, un modo operativo de retroalimentación de usuario, un modo operativo de optimizador de velocidad del motor (21, 87, 202) primario, un modo operativo de optimizador de carga del motor (21, 87, 202) primario, un modo operativo de optimización del coeficiente de rendimiento, un modo operativo de mantenimiento del almacenamiento (206) de energía auxiliar simultáneamente con el modo operativo de captación de energía.
7. Sistema (200) de energía para el transporte, comprendiendo el sistema:
un controlador (220) que controla la operación del sistema (200) de energía para el transporte y un sistema de climatización para el transporte, teniendo el sistema de climatización para el transporte un circuito de refrigeración que proporciona climatización en el interior de un espacio (150) interno de una unidad de transporte, incluyendo el circuito de refrigeración un compresor (214);
un motor (21,87, 202) primario que proporciona energía al sistema de climatización para el transporte; y
un almacenamiento (206) de energía auxiliar que proporciona energía al sistema de climatización para el transporte,
en el que el controlador (220) está configurado para determinar si el cumplimiento de una normativa en una ubicación actual está restringiendo y/o previniendo el uso del motor (21,87, 202) primario para alimentar el sistema de climatización para el transporte mientras la unidad de transporte está en tránsito,
en el que, cuando el controlador (220) determina que no se está restringiendo o previniendo el uso del motor (21, 87, 202) primario para alimentar el sistema de climatización para el transporte debido al cumplimiento de una normativa, el controlador (220) está configurado para instruir al sistema de climatización para el transporte y al sistema (200) de energía para el transporte para operar en un modo operativo de captación de energía para almacenar el exceso de energía generada por el motor (21, 87, 202) primario en el almacenamiento (206) de energía auxiliar, y
en el que, cuando el controlador (220) determina que se está restringiendo o previniendo el uso del motor (21, 87, 202) primario para alimentar el sistema de climatización para el transporte debido al cumplimiento de una normativa, el controlador (220) está configurado para instruir al almacenamiento (206) de energía auxiliar para proporcionar energía al sistema de climatización para el transporte, caracterizado porque el controlador (220) está configurado de manera que, cuando instruye al sistema de climatización para el transporte para que opere en el modo operativo de captación de energía:
el controlador (220) obtiene datos de energía periféricos relacionados con el sistema (200) de energía para el transporte cuando el sistema de climatización para el transporte no tiene una demanda de refrigeración, en el que los datos de energía periféricos incluyen una tasa de carga del almacenamiento (206) de energía auxiliar,
el controlador (220) determina la velocidad de operación del motor (21, 87, 202) primario en base a los datos de energía periféricos,
el motor (21,87, 202) primario opera a la velocidad de operación determinada del motor (21,87, 202) primario,
el controlador (220) calcula la cantidad de exceso de energía disponible (435, 480) del motor (21,87, 202) primario, y
el exceso de energía se almacena en el almacenamiento (206) de energía auxiliar.
8. Sistema (200) de energía para el transporte según la reivindicación 7, en el que el controlador (220) está configurado de manera que, cuando el controlador (220) instruye al sistema de climatización para el transporte y al sistema (200) de energía para el transporte para que operen en el modo operativo de captación de energía:
el controlador (220) determina una cantidad de energía requerida desde el motor (21,87, 202) primario,
el controlador (220) obtiene datos de retroalimentación relacionados con los modos operativos del sistema de climatización para el transporte cuando el sistema de climatización para el transporte tiene una demanda de refrigeración,
el controlador (220) determina la velocidad de operación del motor (21, 87, 202) primario en base a la energía requerida desde el motor (21,87, 202) primario y los datos de retroalimentación,
el motor (21,87, 202) primario opera a la velocidad de operación determinada del motor (21,87, 202) primario,
el controlador (220) calcula la cantidad de exceso de energía disponible (435, 480) desde el motor (21, 87, 202) primario, y
el exceso de energía se almacena en el almacenamiento (206) de energía auxiliar.
9. Sistema (200) de energía para el transporte según la reivindicación 8, en el que los datos de retroalimentación incluyen al menos uno de entre una cantidad de demanda de refrigeración, un consumo de combustible del motor (21, 87, 202) primario a la velocidad de operación actual del motor (21,87, 202) primario, un coeficiente de rendimiento del compresor (214) y una cantidad de almacenamiento de energía almacenada en el almacenamiento (206) de energía auxiliar; y/o
en el que el controlador (220) está configurado para determinar la velocidad de operación del motor (21, 87, 202) primario en base a la energía requerida del motor (21, 87, 202) primario y los datos de retroalimentación usando un mapa operativo almacenado del motor (21,87, 202) primario.
10. Sistema (200) de energía para el transporte según cualquiera de las reivindicaciones 7-9, en el que el controlador (220) está configurado de manera que, cuando el controlador (220) instruye al sistema de climatización para el transporte y al sistema (200) de energía para el transporte para que operen en el modo operativo de captación de energía:
el controlador (220) determina si la cantidad de exceso de energía disponible (435, 480) del motor (21, 87, 202) primario es o no mayor que un umbral objetivo,
el exceso de energía se almacena en el almacenamiento (206) de energía auxiliar cuando se determina que la cantidad de exceso de energía es mayor que el umbral objetivo, y
un generador (210) del sistema (200) de energía para el transporte accionado por el motor (21,87, 202) primario se apaga cuando se determina que la cantidad de exceso de energía no es mayor que el umbral objetivo.
11. Sistema (200) de energía para el transporte según cualquiera de las reivindicaciones 7-9, en el que los datos de energía periféricos incluyen un consumo de combustible por parte del motor (21, 87, 202) primario a la velocidad de operación actual del motor (21,87, 202) primario.
12. Sistema (200) de energía para el transporte según una cualquiera de las reivindicaciones 7-11, en el que el almacenamiento (206) de energía auxiliar es un sistema de batería de alta tensión que tiene una tensión de trabajo máxima comprendida entre (30 V, 60 V, 1.000 V) de CC y 1.500 V de CC.
13. Sistema (200) de energía para el transporte según una cualquiera de las reivindicaciones 7-12, en el que el controlador (220) está configurado para ordenar uno o más de entre un modo operativo de control de temperatura, un modo de prevención de pérdida de carga, un modo operativo de retroalimentación de usuario, un modo operativo de optimizador de velocidad del motor (21,87, 202) primario, un modo operativo optimizador de carga del motor (21,87, 202) primario, un modo operativo de optimización del coeficiente de rendimiento, un modo operativo de mantenimiento de almacenamiento (206) de energía auxiliar simultáneamente con el modo operativo de captación de energía.
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