ES2988178T3 - Sistema y método de gestión térmica para un vehículo eléctrico - Google Patents

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Abstract

Un sistema de gestión térmica (1) para un vehículo eléctrico, y vehículo eléctrico que comprende el sistema y un método. Un sistema de almacenamiento de energía (3) del vehículo se hace funcionar preferiblemente entre una temperatura mínima (15) y una temperatura máxima (16). El sistema comprende un calentador (6) y una unidad de refrigeración (10) dispuestos para calentar y enfriar, respectivamente, el sistema de almacenamiento de energía (3). El sistema comprende una unidad de control (9) dispuesta para controlar el calentador (6) y la unidad de refrigeración (10) y para, cuando el calentador (6) y la unidad de refrigeración (10) están alimentados por una fuente de alimentación externa (26), recibir (S1) datos asociados con la temperatura ambiente, controlar (S3) el calentador (6) para calentar, cuando la temperatura medida está por debajo de la temperatura mínima (15), el sistema de almacenamiento de energía (3) hasta una temperatura que es más alta que la temperatura mínima (15), y controlar (S4) la unidad de refrigeración (10) para enfriar, cuando la temperatura medida está por encima de la temperatura mínima (15), el sistema de almacenamiento de energía (3) hasta la temperatura mínima (15). (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Sistema y método de gestión térmica para un vehículo eléctrico
Campo técnico
La presente invención se refiere a un sistema de gestión térmica para controlar la temperatura para un vehículo eléctrico. La presente invención también se refiere al uso del sistema de gestión térmica y un vehículo eléctrico que comprende el sistema de gestión térmica. Además, la presente invención se refiere a un método para la gestión térmica de un vehículo eléctrico.
Antecedentes
Los vehículos eléctricos se están volviendo cada vez más populares. Por un lado, son preferibles por razones ambientales, evitando combustibles fósiles y, por otro lado, son, en la mayoría de los casos, preferidos con respecto al coste total reducido de propiedad.
Los autos no son el único tipo de vehículo que puede ser un vehículo eléctrico. Por ejemplo, barcos, camiones, locomotoras, aviones y vehículos pesados también están disponibles como vehículos eléctricos.
Los vehículos eléctricos generalmente son alimentados por un sistema de almacenamiento de energía. En este caso, el sistema de almacenamiento de energía se define como cualquier tipo de batería, paquete de baterías o serie de baterías para alimentar el vehículo eléctrico.
Para la usabilidad de los vehículos eléctricos, es importante que el sistema de almacenamiento de energía tenga una larga vida útil, es decir, un gran número de ciclos de carga/descarga posibles antes de que las celdas no funcionen satisfactoriamente. Mantener el sistema de almacenamiento de energía en un intervalo de temperatura óptimo es esencial para maximizar la vida útil.
Además de mejorar la vida útil del sistema de almacenamiento de energía, mantener el sistema de almacenamiento de energía dentro del intervalo de temperatura óptimo durante el funcionamiento asegura que el sistema de almacenamiento de energía suministre tanta energía como sea posible. El artículo “ Battery warm-up methodologies at subzero temperatures for automotive applications: Recent advances and perspectives” de Xiasong Hu y col., publicado en el volume 77 de “ Progress in Energy and Combustion Science” de marzo de 2020, afirma que para las baterías de iones de litio, el rendimiento general de las baterías de tracción se deteriora significativamente a bajas temperaturas debido a la velocidad de reacción electroquímica reducida y la degradación acelerada de la salud, como el recubrimiento de litio. El artículo presenta varios métodos de calentamiento de la batería.
En un vehículo eléctrico, la energía de calentamiento y enfriamiento proviene del sistema de almacenamiento de energía. Por lo tanto, es esencial que la gestión térmica sea tan eficiente como sea posible para que se pueda usar más de la energía del sistema de almacenamiento de energía para operar el vehículo eléctrico.
La patente US-2014/277869 describe un sistema para controlar un vehículo eléctrico mientras se carga y un método para controlar un vehículo eléctrico mientras está conectado a una fuente de alimentación externa. El método incluye cargar una batería de tracción hasta un estado de carga objetivo y acondicionar la batería a una temperatura objetivo.
La patente WO2012/040022 describe un ejemplo de un sistema de gestión térmica para vehículos eléctricos de batería. El sistema de gestión térmica incluye un circuito de motor para enfriar una carga térmica de un circuito de motor, un circuito de calentamiento de cabina para calentar un calentador de cabina y un circuito de baterías para gestionar la temperatura de una carga térmica de un circuito de baterías.
Resumen
Un objetivo de la presente invención es proporcionar un sistema de gestión térmica mejorado para un vehículo eléctrico.
Este objeto se consigue mediante un dispositivo como se define en la reivindicación 1.
La invención proporciona un sistema de gestión térmica para un vehículo eléctrico. El vehículo eléctrico comprende un sistema de almacenamiento de energía y un componente del vehículo que requiere enfriamiento, en donde existe un intervalo de temperatura preferido dentro del cual se va a operar el sistema de almacenamiento de energía, y el intervalo está entre una temperatura mínima y una temperatura máxima. El sistema de gestión térmica comprende un calentador dispuesto para calentar el sistema de almacenamiento de energía, en donde el calentador está dispuesto para ser alimentado ya sea por el sistema de almacenamiento de energía o por una fuente de alimentación externa, y una unidad de enfriamiento dispuesta para enfriar el sistema de almacenamiento de energía, en donde el enfriamiento la unidad está dispuesta para ser alimentada por el sistema de almacenamiento de energía o por una fuente de alimentación externa, y una unidad de control dispuesta para controlar el calentador y la unidad de enfriamiento. La unidad de control está configurada para identificar cuándo el calentador y la unidad de enfriamiento reciben energía de la fuente de alimentación externa. La unidad de control está dispuesta para, cuando el calentador y la unidad de enfriamiento están alimentados por la fuente de alimentación externa, recibir datos asociados con la temperatura ambiente, determinar si la temperatura ambiente está por debajo de la temperatura mínima o por encima de la temperatura mínima, controlar el calentador para calentar, cuando la temperatura ambiente está por debajo de la temperatura mínima, el sistema de almacenamiento de energía hasta una temperatura que sea superior a la temperatura mínima y por debajo o igual a la temperatura máxima, y controlar la unidad de enfriamiento para enfriar, cuando la temperatura ambiente está por encima la temperatura mínima, el sistema de almacenamiento de energía a una temperatura predeterminada, la temperatura predeterminada es igual o por encima de la temperatura mínima.
Con este sistema de gestión térmica, el sistema de almacenamiento de energía de un vehículo eléctrico se precalienta o preenfría, dependiendo de la temperatura ambiente cuando el vehículo eléctrico está conectado a una fuente de alimentación externa. El sistema de almacenamiento de energía del vehículo eléctrico se puede precalentar o preenfriar utilizando la misma fuente de alimentación que carga el sistema de almacenamiento de energía. El sistema de almacenamiento de energía puede comprender una o más baterías. Por lo tanto, el sistema de almacenamiento de energía se puede precalentar o preenfriar mientras la una o más baterías están conectadas a la red. El sistema de almacenamiento de energía por lo tanto no se utiliza para precalentar o preenfriar el sistema de almacenamiento de energía y, por lo tanto, se ahorra energía en el sistema de almacenamiento de energía.
Al precalentar el sistema de almacenamiento de energía a una temperatura que sea superior a la temperatura mínima, el sistema de almacenamiento de energía también se utiliza como almacenamiento térmico. Este almacenamiento térmico se puede utilizar cuando el vehículo está en uso y la energía para calentar el sistema de almacenamiento de energía proviene del propio sistema de almacenamiento de energía. Por lo tanto, la energía del sistema de almacenamiento de energía durará más.
A temperaturas ambiente frías, el sistema de almacenamiento de energía puede bajar de temperatura incluso cuando esté funcionando. En dicho caso, es ventajoso precalentar el sistema de almacenamiento de energía a una temperatura que sea significativamente superior que la temperatura mínima porque entonces el sistema de almacenamiento de energía no necesita usar energía para calentarse antes de que su temperatura alcance una temperatura por debajo de la temperatura mínima. A temperaturas ambiente cálidas, es ventajoso preenfriar el sistema de almacenamiento de energía tanto como sea posible utilizando la fuente de alimentación externa para que el sistema de almacenamiento de energía utilice la mínima energía para enfriar.
Según algunos aspectos, la unidad de control recibe la temperatura ambiente de un sensor de temperatura externo.
El componente (4) del vehículo es cualquier tipo de motor eléctrico, inversor o transformador CC/CC. La unidad de control está dispuesta para controlar el calentador para calentar el componente del vehículo eléctrico cuando el calentador está alimentado por la fuente de alimentación externa y la temperatura ambiente está por debajo de la temperatura mínima. Esto es ventajoso porque con un componente del vehículo precalentado, el calor del componente del vehículo se puede utilizar para calentar el sistema de almacenamiento de energía o la cabina del vehículo eléctrico cuando la fuente de alimentación externa ya no está enchufada.
La unidad de control está dispuesta para, cuando el calentador es alimentado por el sistema de almacenamiento de energía, dirigir el exceso de calor desde el componente del vehículo al sistema de almacenamiento de energía. El componente del vehículo se utiliza por lo tanto como acumulador térmico para calentar el sistema de almacenamiento de energía cuando sea necesario.
Según algunos aspectos, la unidad de control está dispuesta para recibir datos asociados con una temperatura medida en la cabina. Luego, la unidad de control está dispuesta para calentar, cuando la temperatura medida en la cabina está por debajo de una temperatura de cabina seleccionada, la cabina a la temperatura de cabina seleccionada cuando el calentador es alimentado por la fuente de alimentación externa y para enfriar, cuando la temperatura medida en la cabina está por encima de la temperatura de la cabina seleccionada, la cabina a la temperatura de la cabina seleccionada cuando la unidad de enfriamiento es alimentada por una fuente de alimentación externa. En otras palabras, la cabina también se puede precalentar o preenfriar cuando se conecta una fuente de alimentación externa. La temperatura de cabina seleccionada es una temperatura deseada en la cabina que puede ser configurada por un usuario del vehículo eléctrico. La cabina tiene una unidad de enfriamiento y calentamiento separada que utiliza el calor del calentador para calentar la cabina. Esto ahorra más energía en el sistema de almacenamiento de energía, ya que sólo necesita mantener la temperatura actual en la cabina durante el funcionamiento del vehículo eléctrico.
Según algunos aspectos, controlar el calentador para calentar el componente del vehículo comprende controlar la cantidad de calor proporcionada a un fluido térmico por el calentador y controlar la apertura y el cierre de una primera válvula para proporcionar el calor al componente del vehículo a través del fluido térmico. En otras palabras, se usa un fluido térmico para transportar el calor desde el calentador al componente del vehículo y se usa una primera válvula para controlar el flujo del fluido térmico al componente del vehículo. Esta es una forma eficaz de proporcionar calor al componente del vehículo.
Según algunos aspectos, el exceso de calor del componente del vehículo se dirige al sistema de almacenamiento de energía a través del calentador. El calor se dirige, por lo tanto, desde el calentador al sistema de almacenamiento de energía del mismo modo que cuando se calienta el sistema de almacenamiento de energía usando solo el calentador. El calor se transporta en fluido térmico en conductos para el fluido térmico. El fluido térmico con el calor del componente del vehículo se puede calentar aún más en el calentador si el sistema de almacenamiento de energía necesita calentarse más de lo que se puede lograr con el calor del componente del vehículo.
Según algunos aspectos, la unidad de control está dispuesta para, cuando el calentador es alimentado por el sistema de almacenamiento de energía, dirigir el exceso de calor desde el componente del vehículo a una cabina del vehículo eléctrico. El acumulador térmico del componente del vehículo también puede por lo tanto utilizarse para calentar la cabina del vehículo.
Según algunos aspectos, el exceso de calor del componente del vehículo se dirige a la cabina a través del calentador. Por lo tanto, el exceso de calor del componente del vehículo pasa por el calentador antes de pasar al sistema de almacenamiento de energía, a la cabina o a ambos.
Según algunos aspectos, la unidad de control está dispuesta para controlar el calentador para calentar, cuando la temperatura ambiente está por debajo de la temperatura mínima, el sistema de almacenamiento de energía hasta una temperatura que sea al menos 5 °C superior a la temperatura mínima, y preferiblemente hasta una temperatura que sea al menos 10 °C superior a la temperatura mínima.
Según algunos aspectos, la unidad de control está dispuesta para controlar el calentador para calentar, cuando la temperatura ambiente está por debajo de la temperatura mínima, el sistema de almacenamiento de energía hasta una temperatura de al menos el 50 % del intervalo entre la temperatura mínima y la máxima. temperatura, y preferiblemente hasta una temperatura de al menos el 60 % del intervalo entre la temperatura mínima y la temperatura máxima.
Pueden resultar útiles diferentes temperaturas a las que el calentador calienta el sistema de almacenamiento de energía dependiendo del tipo de sistema de almacenamiento de energía, el tipo de vehículo eléctrico y la temperatura ambiente.
Preferiblemente, la unidad de control está dispuesta para controlar la unidad de enfriamiento para enfriar, cuando la temperatura ambiente está por encima de la temperatura mínima, el sistema de almacenamiento de energía a la temperatura mínima o a una temperatura cercana a la temperatura mínima.
Según algunos aspectos, la unidad de control está dispuesta para controlar la unidad de enfriamiento para enfriar, cuando la temperatura ambiente está por encima de la temperatura mínima, el sistema de almacenamiento de energía a una temperatura predeterminada. La temperatura predeterminada se encuentra en un intervalo de temperatura entre la temperatura mínima y una temperatura que sea 5 °C superior a la temperatura mínima. Preferiblemente, la temperatura predeterminada está en un intervalo de temperatura entre la temperatura mínima y una temperatura que sea 3 °C superior a la temperatura mínima, y lo más preferiblemente la temperatura predeterminada está en un intervalo de temperatura entre la temperatura mínima y una temperatura que sea 1 °C superior a la temperatura mínima. El intervalo de temperatura incluye la temperatura mínima. Preferiblemente, la temperatura predeterminada es igual o cercana a la temperatura mínima.
La presente invención es particularmente útil para la gestión térmica de un vehículo eléctrico de un tipo de maquinaria móvil no de carretera, como topadoras, camiones volquete y excavadoras, que llevan a cabo trabajo dentro de un área pequeña y no se utilizan para desplazarse a larga distancia. Los ejemplos de maquinaria no de carretera son: excavadoras, cargadoras, topadoras de maquinaria de construcción, maquinaria agrícola y ganadera tal como cosechadoras y cultivadoras, vagones de ferrocarril, locomotoras y embarcaciones de navegación interior. Los vehículos del tipo de maquinaria móvil no de carretera suelen estar aparcados al aire libre cuando no se utilizan y pueden quedar expuestos a temperaturas extremas. Los sistemas de almacenamiento de energía que son muy fríos requieren mucha energía para calentarse a la temperatura de trabajo por encima de la temperatura mínima. Por lo tanto, es especialmente útil precalentar estos sistemas de almacenamiento de energía utilizando la fuente de alimentación externa. Se pueden observar ventajas correspondientes en vehículos del tipo de maquinaria móvil no de carretera que se utilizan en entornos cálidos. Los sistemas de almacenamiento de energía que se dejan afuera a temperaturas cálidas requieren mucha energía para enfriarse, por lo que es ventajoso preenfriar esos sistemas de almacenamiento de energía utilizando la fuente de alimentación externa.
Este objetivo se consigue también mediante un método para la gestión térmica de un vehículo eléctrico como se define en la reivindicación 12.
El método comprende cuando el calentador y la unidad de enfriamiento son alimentados por la fuente de alimentación externa:
o recibir datos asociados a la temperatura ambiente,
o determinar si la temperatura medida está por debajo o por encima de la temperatura mínima, o precalentar el sistema de almacenamiento de energía hasta una temperatura que sea superior a la temperatura mínima y por debajo o igual a la temperatura máxima cuando la temperatura medida esté por debajo de la temperatura mínima,
o preenfriar el sistema de almacenamiento de energía a una temperatura predeterminada que sea igual o superior a la temperatura mínima cuando la temperatura medida esté por encima de la temperatura mínima, y o calentar el componente del vehículo cuando la temperatura ambiente está por debajo de la temperatura mínima.
El método comprende dirigir el exceso de calor desde el componente del vehículo al sistema de almacenamiento de energía cuando el calentador es alimentado por el sistema de almacenamiento de energía.
Según algunos aspectos, el sistema de almacenamiento de energía se precalienta hasta una temperatura que sea al menos 5 °C superior a la temperatura mínima.
Según algunos aspectos, el sistema de almacenamiento de energía se precalienta hasta una temperatura que sea al menos 10 °C superior a la temperatura mínima.
Según algunos aspectos, el sistema de almacenamiento de energía se precalienta hasta una temperatura de al menos el 50 % del intervalo entre la temperatura mínima y la temperatura máxima.
Según algunos aspectos, el sistema de almacenamiento de energía se precalienta hasta una temperatura de al menos el 60 % del intervalo entre la temperatura mínima y la temperatura máxima.
Según algunos aspectos, el sistema de almacenamiento de energía se precalienta hasta la temperatura máxima. Según algunos aspectos, el sistema de almacenamiento de energía se enfría previamente a una temperatura predeterminada en un intervalo de temperatura entre la temperatura mínima y una temperatura que sea 5 °C superior a la temperatura mínima.
Según algunos aspectos, el sistema de almacenamiento de energía se enfría previamente a una temperatura predeterminada en un intervalo de temperatura entre la temperatura mínima y una temperatura que sea 3 °C superior a la temperatura mínima.
Según algunos aspectos, el sistema de almacenamiento de energía se enfría previamente a una temperatura predeterminada que se encuentra en un intervalo de temperatura entre la temperatura mínima y una temperatura que sea 1 °C superior a la temperatura mínima.
Este objetivo se consigue también mediante un vehículo eléctrico como se define en la reivindicación 13. El vehículo eléctrico que comprende el sistema de gestión térmica según lo anterior. El vehículo es, por ejemplo, de un tipo de corta distancia, tal como topadoras, camiones volquete y excavadoras, que llevan a cabo trabajo dentro de un área pequeña y no están previstos para desplazarse a larga distancia. El vehículo también puede ser de un tipo de larga distancia, tal como un automóvil, un autobús o un camión.
Breve descripción de los dibujos
La invención se explicará a continuación más detalladamente mediante la descripción de distintos aspectos y con referencia a las figuras adjuntas.
La Figura 1 muestra un diagrama esquemático de un sistema de gestión térmica de ejemplo.
La Figura 2 muestra un ejemplo de temperatura mínima y temperatura máxima y una curva de cuánto se ha calentado un sistema de almacenamiento de energía.
La Figura 3 muestra un diagrama esquemático de un sistema de gestión térmica ilustrativo en un sistema mayor de un vehículo eléctrico.
La Figura 4 muestra un diagrama esquemático de un sistema de gestión térmica ilustrativo con calentamiento adicional de un componente del vehículo.
La Figura 5 muestra un diagrama esquemático de un sistema de gestión térmica ilustrativo con control adicional de una primera válvula.
La Figura 6 muestra un diagrama esquemático de un sistema de gestión térmica ilustrativo en donde el calor del componente del vehículo se puede reutilizar para calentar el sistema de almacenamiento de energía.
La Figura 7 muestra un diagrama esquemático de un sistema de gestión térmica ilustrativo en donde el calor del componente del vehículo se puede reutilizar para calentar el sistema de almacenamiento de energía a través del calentador.
La Figura 8 muestra un diagrama esquemático de un sistema de gestión térmica ilustrativo o en donde el calor del componente del vehículo se puede reutilizar para calentar una cabina.
La Figura 9 muestra un diagrama esquemático de un sistema de gestión térmica ilustrativo en donde el calor del componente del vehículo se puede reutilizar para calentar el sistema de almacenamiento de energía y/o la cabina a través del calentador.
La Figura 10 muestra un diagrama esquemático de un sistema de gestión térmica ilustrativo en donde el calor del componente del vehículo se puede reutilizar para calentar el sistema de almacenamiento de energía y/o la cabina.
La Figura 11 muestra un diagrama esquemático de un sistema de gestión térmica ilustrativo en donde el calor del componente del vehículo se puede reutilizar para calentar el sistema de almacenamiento de energía y/o la cabina a través del calentador y a través de una válvula de tres vías.
Descripción detallada
La presente invención no se limita a las realizaciones expuestas, sino que puede variarse y modificarse dentro del alcance de las siguientes reivindicaciones. Por ejemplo, se pueden añadir sensores de temperatura a muchos lugares diferentes en el sistema de gestión térmica. A continuación, se describe un ejemplo de dónde puede resultar ventajoso agregar sensores de temperatura.
Los aspectos de la presente descripción se describirán más completamente de aquí en adelante con referencia a los dibujos adjuntos. El sistema de gestión térmica descrito en la presente memoria puede, sin embargo, realizarse en muchas formas diferentes y no deben interpretarse como limitados a los aspectos expuestos en la presente memoria. Los números similares en los dibujos se refieren a elementos similares en toda la descripción.
La terminología utilizada en la presente memoria tiene únicamente el propósito de describir aspectos particulares de la descripción y no se pretende que limite la descripción. Como se usan en la presente memoria, las formas singulares “ un” , “ una” y “ el/la” pretenden incluir asimismo las formas plurales, a menos que el contexto indique claramente lo contrario. A menos que se defina lo contrario, todas las expresiones (incluidas expresiones técnicas y científicas) usadas en la presente descripción tienen el mismo significado que entendería comúnmente un experto en la técnica al que pertenece la descripción.
Como también se indica en la sección de antecedentes, un sistema de almacenamiento de energía se define aquí como cualquier tipo de paquete de baterías o serie de baterías para alimentar componentes eléctricos del vehículo eléctrico. En otras palabras, cuando se usa el término sistema de almacenamiento de energía en esta descripción, se incluyen una batería singular o una pluralidad de baterías en el término. Un sistema de almacenamiento de energía para un vehículo eléctrico generalmente comprende varias baterías en serie.
Cabe señalar que, en las figuras, las líneas discontinuas ilustran las señales enviadas o recibidas, las líneas continuas representan dónde se transfiere calor o frío y las líneas continuas con un símbolo de rayo representan líneas eléctricas, es decir, donde se transfiere energía entre los componentes en las figuras.
La Figura 1 muestra un diagrama esquemático de un sistema 1 de gestión térmica ilustrativo.
El sistema 1 de gestión térmica sirve para controlar la temperatura en un vehículo eléctrico. El vehículo eléctrico comprende un sistema 3 de almacenamiento de energía.
Hay un intervalo de temperatura preferido dentro del cual debe funcionar el sistema 3 de almacenamiento de energía, y el intervalo está entre una temperatura mínima 15 y una temperatura máxima 16. El intervalo se ilustra en la Figura 2. La temperatura mínima 15 es por lo tanto la temperatura mínima del intervalo y la temperatura máxima 16 es la temperatura máxima del intervalo. Los distintos sistemas de almacenamiento de energía pueden tener distintos intervalos. Por ejemplo, la temperatura mínima 15 es 15 °C y la temperatura máxima 16 es 35 °C. El intervalo de temperatura preferido está en general entre 10 °C y 55 °C pero también son posibles otros intervalos de temperatura.
El sistema 1 de gestión térmica comprende un calentador 6, dispuesto para calentar el sistema 3 de almacenamiento de energía. El calentador 6 es, por ejemplo, un calentador de alta tensión, un calentador de resistencia de baja tensión o un calentador de tipo PTC o un calentador alimentado con CA. Podría ser también la parte de condensación de un sistema de bomba de calor. El calentador 6 puede ser cualquier calentador para calentar fluidos térmicos adecuados para disponerse en un vehículo eléctrico.
El calentador 6 está dispuesto para ser alimentado por el sistema 3 de almacenamiento de energía o por una fuente 26 de alimentación externa. En otras palabras, cuando se conecta una fuente 26 de alimentación externa al vehículo eléctrico, el calentador 6, cuando se usa, es alimentado por la fuente 26 de alimentación externa, en lugar del sistema 3 de almacenamiento de energía para preservar la energía en el sistema 3 de almacenamiento de energía. La fuente 26 de alimentación externa está conectada, por ejemplo, al vehículo eléctrico mediante cable o mediante transmisión de energía inalámbrica. Cuando se desconecta la fuente 26 de alimentación externa, el calentador 6, cuando se utiliza, es alimentado por el sistema 3 de almacenamiento de energía.
El sistema 1 de gestión térmica comprende una unidad 10 de enfriamiento dispuesta para enfriar el sistema 3 de almacenamiento de energía. La unidad 10 de enfriamiento es por ejemplo un compresor que, junto con una válvula de expansión térmica dispuesta en asociación con un evaporador o un intercambiador de calor, forma una máquina de refrigeración. En dicho caso, se usa vapor térmico para enfriamiento. La unidad de enfriamiento también puede ser un sistema de bomba de calor. La unidad 10 de enfriamiento también está dispuesta para ser alimentada por el sistema 3 de almacenamiento de energía o por la fuente 26 de alimentación externa como se describió anteriormente. En otras palabras, cuando se conecta una fuente 26 de alimentación externa al vehículo eléctrico, la unidad 10 de enfriamiento, cuando se usa, es alimentada por la fuente 26 de alimentación externa, en lugar de alimentada por el sistema 3 de almacenamiento de energía, para preservar energía en el sistema 3 de almacenamiento de energía. Cuando se desconecta la fuente 26 de alimentación externa, la unidad 10 de enfriamiento, cuando se utiliza, es alimentada por el sistema 3 de almacenamiento de energía.
El sistema 1 de gestión térmica comprende una unidad 9 de control dispuesta para controlar el calentador 6 y la unidad 10 de enfriamiento. Controlar el calentador 6 y la unidad 10 de enfriamiento comprende controlar cuánto debe calentar el calentador 6 y cuánto debe enfriar la unidad 10 de enfriamiento. La presente invención se centra en cómo la unidad de control controla el calentador y la unidad de enfriamiento cuando el vehículo eléctrico está conectado a la fuente de alimentación externa, y el calentador y la unidad de enfriamiento son alimentados por la fuente de alimentación externa. Por lo tanto, no se describe en la presente memoria cómo la unidad de control controla el calentador y la unidad de enfriamiento cuando el vehículo eléctrico está desconectado de la fuente de alimentación externa, y cómo el calentador y la unidad de enfriamiento son alimentados por el sistema de almacenamiento de energía del vehículo.
La unidad 9 de control está configurada para identificar S0 cuando el calentador 6 y la unidad 10 de enfriamiento son alimentados por la fuente 26 de alimentación externa. Por ejemplo, la unidad 9 de control está configurada para detectar cuando el vehículo eléctrico está conectado a una fuente de alimentación externa. Por ejemplo, la unidad 9 de control recibe información del vehículo cuando el vehículo está conectado a la fuente 26 de alimentación externa y cuando el vehículo está desconectado de la fuente 26 de alimentación externa. Identificar S0 cuando el calentador 6 y la unidad 10 de enfriamiento están alimentados por la fuente 26 de alimentación externa puede comprender por lo tanto detectar, mediante por ejemplo, un sensor, que una fuente de alimentación externa está conectada, o recibir una señal del vehículo eléctrico que está conectada una fuente de alimentación externa.
La unidad 9 de control está dispuesta para recibir datos asociados con la temperatura ambiente. La temperatura ambiente es la temperatura actual fuera del vehículo o, alternativamente, fuera de un lugar de almacenamiento del vehículo eléctrico, p. ej., fuera de un garaje. Los datos asociados con la temperatura ambiente son, por ejemplo, una temperatura medida con un sensor de temperatura o una temperatura calculada a partir de otros factores, como modelos meteorológicos o adquirida mediante análisis de otros datos. Por ejemplo, la unidad 9 de control está dispuesta para recibir S1 la temperatura ambiente desde un sensor 27 de temperatura externo. Alternativamente, la unidad 9 de control está dispuesta para recibir una temperatura medida de la temperatura ambiente, en el caso en que la temperatura ambiente se mide con un sensor de temperatura.
La unidad 9 de control también puede estar dispuesta para recibir una temperatura medida de la temperatura en el sistema de almacenamiento de energía y/o en la cabina. Este se recibe, por ejemplo, en la unidad 9 de control del vehículo eléctrico. Por ejemplo, la unidad 9 de control está dispuesta para recibir la temperatura medida desde un sensor de temperatura que mide la temperatura en el sistema de almacenamiento de energía y/o un sensor de temperatura que mide la temperatura en la cabina. La unidad 9 de control puede entonces disponerse para controlar el calentador 6 y la unidad 10 de enfriamiento basándose en la temperatura actual en el sistema de almacenamiento de energía y la temperatura ambiente. La unidad 9 de control también puede recibir una señal del vehículo eléctrico indicativa de si es necesario calentar o enfriar el sistema de almacenamiento de energía y/o la cabina, sin una medición de temperatura específica.
La unidad 9 de control comprende sistema de circuitos de procesamiento para procesar datos, y o bien comprende sistema de circuitos de comunicación, o está conectada a sistema de circuitos de comunicación para recibir datos de sensores y enviar instrucciones para los componentes que está controlando. La comunicación entre la unidad 9 de control y cualquier componente puede comprender comunicación por cable o inalámbrica. La unidad 9 de control comprende por lo tanto medios de comunicación o está conectada a unos medios de comunicación externos para recibir una señal desde el sensor 27 de temperatura externo. Los medios de comunicación pueden ser simplemente un puerto de entrada para conectar el sensor 27 de temperatura externo con un cable. Los medios de comunicación también pueden ser medios de comunicación inalámbricos para recibir la temperatura medida de forma inalámbrica.
La unidad 9 de control puede comprender un almacenamiento de datos que almacena la temperatura mínima 15 y la temperatura máxima 16. La unidad 9 de control está dispuesta, cuando el calentador 6 y la unidad 10 de enfriamiento son alimentados por la fuente 26 de alimentación externa, para determinar S2 si la temperatura medida está por debajo o por encima de la temperatura mínima 15. Esto se hace, por ejemplo, comparando la temperatura medida con una tabla que comprende la temperatura mínima 15 y la temperatura máxima 16. La temperatura mínima 15 y la temperatura máxima 16 del sistema de almacenamiento de energía también pueden ser valores cambiantes, es decir, valores no constantes, proporcionados por el sistema de almacenamiento de energía o almacenados en la unidad de control. Las temperaturas mínima y máxima variables se basan, por ejemplo, en el estado de carga del sistema de almacenamiento de energía o en el grado de uso.
La unidad 9 de control está dispuesta para, cuando el calentador 6 y la unidad 10 de enfriamiento están alimentados por la fuente 26 de alimentación externa y la temperatura ambiente medida está por debajo de la temperatura mínima 15, controlar S3 el calentador 6 para calentar el sistema 3 de almacenamiento de energía hasta una temperatura que sea superior a la temperatura mínima 15 y por debajo o igual a la temperatura máxima 16. La cantidad de calor que se calienta el sistema 3 de almacenamiento de energía puede depender del tipo de sistema 3 de almacenamiento de energía utilizado. También puede depender del frío que haga afuera. Si hace mucho frío y se espera que la temperatura del sistema 3 de almacenamiento de energía baje incluso cuando está en uso, se puede calentar hasta la temperatura máxima 16. El calentador 6 está dispuesto, por ejemplo, para calentar el sistema 3 de almacenamiento de energía hasta una temperatura que sea al menos 5 °C superior a la temperatura mínima 15. El calentador 6 está dispuesto, por ejemplo, para calentar el sistema 3 de almacenamiento de energía hasta una temperatura que sea al menos 10 °C superior a la temperatura mínima 15. El calentador 6 está dispuesto, por ejemplo, para calentar el sistema 3 de almacenamiento de energía hasta una temperatura de al menos el 50 % del intervalo entre la temperatura mínima 15 y la temperatura máxima 16. El calentador 6 está dispuesto, por ejemplo, para calentar el sistema 3 de almacenamiento de energía hasta una temperatura de al menos el 60 % del intervalo entre la temperatura mínima 15 y la temperatura máxima 16. Pueden ser útiles diferentes temperaturas a las que el calentador 6 calienta el sistema 3 de almacenamiento de energía dependiendo del tipo de sistema 3 de almacenamiento de energía que se utilice, el tipo de vehículo eléctrico y la temperatura ambiente.
Además, la unidad 9 de control está dispuesta para, cuando el calentador 6 y la unidad 10 de enfriamiento son alimentados por la fuente 26 de alimentación externa y la temperatura ambiente medida está por encima de la temperatura mínima 15, para controlar S4 la unidad 10 de enfriamiento para enfriar el sistema 3 de almacenamiento de energía hasta una temperatura predeterminada igual o por encima de la temperatura mínima 15 y por debajo de la temperatura máxima 16. Preferiblemente, la temperatura predeterminada es igual a la temperatura mínima. Sin embargo, la temperatura predeterminada puede estar ligeramente por encima de la temperatura mínima 15. Por ejemplo, la temperatura predeterminada está en un intervalo de temperatura entre la temperatura mínima 15 y una temperatura que sea 5 °C superior a la temperatura mínima, o una temperatura que sea 3 °C superior a la temperatura mínima, o una temperatura que sea 1 °C superior a la temperatura mínima.
Con este sistema, el sistema 3 de almacenamiento de energía de un vehículo eléctrico se precalienta o preenfría, dependiendo de la temperatura ambiente cuando el vehículo no está en uso. De forma adicional, se precalienta o preenfría mediante una fuente de alimentación externa. Por lo tanto, el sistema 3 de almacenamiento de energía no se utiliza para alimentar el precalentamiento y el preenfriamiento y, en consecuencia, se ahorra energía en el sistema 3 de almacenamiento de energía. Precalentando el sistema 3 de almacenamiento de energía a una temperatura que sea superior a la temperatura mínima 15, el sistema 3 de almacenamiento de energía también se utiliza como almacenamiento térmico. A temperaturas ambiente frías, el sistema 3 de almacenamiento de energía puede bajar de temperatura incluso cuando esté funcionando, o al menos no aumentar de temperatura. En dicho caso, es ventajoso precalentar el sistema 3 de almacenamiento de energía a una temperatura que sea superior a la temperatura mínima 15, porque el sistema 3 de almacenamiento de energía entonces no necesita usar energía para calentarse antes de que su temperatura llegue por debajo de la temperatura mínima 15. A temperaturas ambiente cálidas, es ventajoso preenfriar el sistema 3 de almacenamiento de energía tanto como sea posible usando la fuente 26 de alimentación externa de modo que el sistema 3 de almacenamiento de energía use energía mínima para enfriamiento.
Cuando la temperatura en el sistema de almacenamiento de energía ha alcanzado la temperatura deseada durante el precalentamiento o preenfriamiento, la unidad de control puede regular el calentador 6 y/o la unidad 10 de enfriamiento de modo que la temperatura en el sistema de almacenamiento de energía se mantenga cerca de la temperatura deseada, siempre que el vehículo esté alimentado por la fuente 26 de alimentación externa.
La Figura 2 muestra un ejemplo de una temperatura mínima 15 y una temperatura máxima 16 y un ejemplo de una curva que ilustra el precalentamiento del sistema 3 de almacenamiento de energía. La curva es solo un ejemplo para mostrar que el sistema 3 de almacenamiento de energía se precalienta a una temperatura T1 por encima de la temperatura mínima 15. En el ejemplo ilustrado, el sistema 3 de almacenamiento de energía se precalienta a una temperatura cercana a la temperatura máxima 16. Alternativamente, el sistema 3 de almacenamiento de energía se puede precalentar a la temperatura máxima 16. Cuando el vehículo eléctrico se desenchufa de la fuente 26 de alimentación externa, el sistema 3 de almacenamiento de energía ya está a una temperatura óptima de trabajo y como se puede observar en la Figura 2, también hay espacio para que el sistema 3 de almacenamiento de energía se enfríe antes de alcanzar la temperatura mínima 15. La curva de precalentamiento ilustrada puede ser ventajosa a temperaturas ambiente frías, donde se prevé que el sistema 3 de almacenamiento de energía se enfríe antes de su uso o incluso durante el uso del sistema 3 de almacenamiento de energía.
La Figura 3 muestra un diagrama esquemático de sistema 1 de gestión térmica ilustrativo en un sistema más grande de un vehículo eléctrico. En el ejemplo ilustrado, el calor y el frío se transportan con fluido térmico y tres conductos 14 para el fluido térmico pasan por un sistema 25 de enfriamiento pasivo. El interior se utiliza para enfriar el componente del vehículo 4 del vehículo eléctrico. Un componente 4 del vehículo es un componente del vehículo eléctrico que requiere enfriamiento, por ejemplo con un fluido térmico. El componente 4 del vehículo puede ser cualquier tipo de motor eléctrico, inversor o transformador CC/CC.
El sistema de ejemplo ilustrado utiliza un primer sensor 8 de temperatura para determinar si hay exceso de calor en el fluido térmico que se ha utilizado para enfriar el componente 4 del vehículo. Con el término “ exceso de calor en el fluido térmico que se ha utilizado para enfriar el componente del vehículo” el significado es si el fluido térmico está lo suficientemente caliente como para contribuir al calentamiento de la cabina y/o del sistema de almacenamiento de energía. Si no, el fluido térmico puede someterse a un círculo de vuelta al sistema 25 de enfriamiento pasivo a través de una segunda salida válvula 7. Si hay un calor excesivo, el fluido térmico puede pasar al calentador 6, a través de una válvula 7 de modo que el calentador 6 pueda calentar el fluido térmico menos que sin el calor del fluido térmico del componente 4 del vehículo. Se puede utilizar por lo tanto el calor excesivo del componente 4 del vehículo para calentar el sistema 3 de almacenamiento de energía y/o una cabina 2 del vehículo eléctrico. Por lo tanto, el vehículo eléctrico comprende una cabina 2. En este ejemplo, se puede usar una tercera válvula 11 para dirigir el calor para calentar la cabina 2 o el sistema 3 de almacenamiento de energía a través de un intercambiador 5 de calor o ambos. Para la cabina, el calor se proporciona a una unidad de enfriamiento y calentamiento, p. ej., una unidad HVAC de calentamiento, ventilación y aire acondicionado, dispuesta en la cabina. El intercambiador de calor 5 está dispuesto para transferir energía térmica desde un fluido térmico a otro fluido térmico, o de un fluido a varios fluidos. El intercambiador de calor 5 es, por ejemplo, un enfriador. Un enfriador es un intercambiador de calor de placa a placa que transfiere energía térmica desde un fluido térmico a otro fluido térmico, o desde un fluido térmico hasta varios fluidos térmicos.
Se ilustra que el calentador 6 y la unidad 10 de enfriamiento tienen dos fuentes de energía, una fuente 26 de alimentación externa y el sistema 3 de almacenamiento de energía. Por supuesto, la fuente 26 de alimentación externa se puede desconectar cuando se va a utilizar el vehículo eléctrico. La fuente 26 de alimentación externa puede ser la misma fuente 26 de alimentación externa que carga el sistema 3 de almacenamiento de energía, o puede ser una fuente 26 de alimentación externa dedicada al calentador 6 y a la unidad 10 de enfriamiento. En otras palabras, la fuente 26 de alimentación externa puede estar alimentando el vehículo eléctrico en condiciones de parado, con o sin cargar el sistema de almacenamiento de energía.
El conducto intermedio 14 pasa el sistema 25 de enfriamiento pasivo y pasa a través de la unidad 10 de enfriamiento, y el fluido térmico en el conducto 14 se usa para enfriar la cabina 2 y/o el sistema 3 de almacenamiento de energía a través del intercambiador 5 de calor.
El conducto externo 14 se usa para enfriar el sistema 3 de almacenamiento de energía y se conecta selectivamente a través del intercambiador 5 de calor en la cuarta válvula 12. El fluido térmico del conducto externo 14 puede calentarse y enfriarse en el intercambiador 5 de calor.
La unidad 9 de control puede estar dispuesta para controlar la apertura y el cierre de todas las válvulas en el ejemplo ilustrado. El ejemplo ilustrado puede comprender bombas para bombear fluido térmico, sensores de temperatura adicionales, sensores de presión y válvulas de expansión que también pueden ser controlados por la unidad 9 de control.
La Figura 4 muestra un diagrama esquemático de un sistema 1 de gestión térmica ilustrativo con calentamiento adicional de un componente 4 de vehículo. La unidad 9 de control está dispuesta para, cuando el calentador 6 es alimentado por la fuente 26 de alimentación externa, controlar S5 el calentador 6 para calentar el componente 4 del vehículo cuando la temperatura ambiente medida está por debajo de la temperatura mínima 15. Esto es ventajoso porque con un componente 4 del vehículo precalentado, el calor del componente 4 del vehículo puede usarse entonces para calentar el sistema 3 de almacenamiento de energía o la cabina 2 del vehículo eléctrico cuando la fuente 26 de alimentación externa ya no está enchufada. El componente 4 del vehículo se utiliza por lo tanto como acumulador térmico.
Mirando el ejemplo de la Figura 3, la unidad 9 de control está dispuesta para calentar el fluido térmico en el calentador 6 y luego el fluido térmico pasa al componente 4 del vehículo a través de la tercera válvula 11, el intercambiador 5 de calor, la primera válvula 13 y el sistema 25 de enfriamiento pasivo. Por lo tanto, para controlar S5 el calentador 6 para calentar el componente 4 del vehículo cuando la temperatura ambiente medida está por debajo de la temperatura mínima 15 también puede comprender controlar la tercera válvula 11 y la primera válvula 13 de modo que el fluido térmico calentado pase al componente 4 del vehículo.
La Figura 5 muestra un diagrama esquemático de un sistema 1 de gestión térmica ilustrativo con control adicional de una válvula. Controlar S5 el calentador 6 para calentar el componente 4 del vehículo comprende, por ejemplo, controlar S5a la cantidad de calor proporcionada a un fluido térmico por el calentador 6 y controlar S5b la apertura y el cierre de una primera válvula 13 para proporcionar el calor. al componente 4 del vehículo a través del fluido térmico. En otras palabras, se usa un fluido térmico para transportar el calor desde el calentador 6 al componente 4 del vehículo a través de una primera válvula 13 y la primera válvula 13 se usa para controlar el flujo del fluido térmico hasta el componente 4 del vehículo. El sistema 1 de gestión térmica comprende por lo tanto la primera válvula 13 y la primera válvula 13 está dispuesta entre el calentador 5 y el componente del vehículo. Esta es una forma eficaz de proporcionar calor al componente 4 del vehículo. La primera válvula 13 se puede cerrar cuando el componente 4 del vehículo no se va a calentar o cuando el calor del componente 4 del vehículo no se va a utilizar para calentar el sistema 3 de almacenamiento de energía o la cabina 2.
En el ejemplo de la Figura 3, tanto la primera válvula 13 como la segunda válvula 7 deben abrirse para permitir que el fluido térmico fluya a través del calentador 6. La segunda válvula 7 es una válvula de tres vías con un puerto de salida al calentador 6 y un puerto de salida que se puede abrir cuando el fluido térmico debe mantenerse en un circuito cerrado con el componente 4 del vehículo y el sistema 25 de enfriamiento pasivo, es decir, cuando el componente 4 del vehículo no se va a calentar y cuando el calor excesivo del componente 4 del vehículo no se va a utilizar para calentar el almacenamiento de energía o la cabina 2.
La Figura 6 muestra un diagrama esquemático de un sistema 1 de gestión térmica ilustrativo donde el calor del componente 4 del vehículo se puede reutilizar para calentar el sistema 3 de almacenamiento de energía. La unidad 9 de control puede estar dispuesta de por lo tanto para, cuando el calentador 6 es alimentado por el sistema 3 de almacenamiento de energía, dirigir el exceso de calor desde el componente del vehículo 4 al sistema 3 de almacenamiento de energía. El componente 4 del vehículo se utiliza por lo tanto como almacenamiento térmico para calentar el sistema 3 de almacenamiento de energía cuando sea necesario.
La Figura 7 muestra un diagrama esquemático de un sistema 1 de gestión térmica ilustrativo donde el calor del componente 4 del vehículo se puede reutilizar para calentar el sistema 3 de almacenamiento de energía a través del calentador 6. Por lo tanto, el exceso de calor del componente 4 del vehículo puede dirigirse al sistema 3 de almacenamiento de energía a través del calentador 6. El calor se dirige, por lo tanto, desde el calentador 6 al sistema 3 de almacenamiento de energía del mismo que cuando se calienta el sistema 3 de almacenamiento de energía usando solo el calentador 6. Este es también el caso en el ejemplo de la Figura 3. El calor se transporta en el fluido térmico en los conductos 14 para el fluido térmico. El fluido térmico con el calor del componente 4 del vehículo se puede calentar aún más en el calentador 6 si el sistema 3 de almacenamiento de energía necesita calentarse más de lo que se puede conseguir con el calor del componente 4 del vehículo.
La Figura 8 muestra un diagrama esquemático de un sistema 1 de gestión térmica ilustrativo donde el calor del componente 4 del vehículo se puede reutilizar para calentar una cabina 2. La unidad 9 de control puede estar dispuesta por lo tanto para, cuando el calentador 6 es alimentado por el sistema 3 de almacenamiento de energía, dirigir el exceso de calor desde el componente del vehículo 4 hasta una cabina 2 del vehículo eléctrico. Por lo tanto, el acumulador térmico del componente 4 del vehículo también se puede utilizar para calentar la cabina 2 además o en lugar del sistema 3 de almacenamiento de energía.
La Figura 9 muestra un diagrama esquemático de un sistema 1 de gestión térmica ilustrativo donde el calor del componente 4 del vehículo se puede reutilizar para calentar el sistema 3 de almacenamiento de energía y/o la cabina 2 a través del calentador 6. Según algunos aspectos, el exceso de calor del componente 4 del vehículo se dirige a la cabina 2 a través del calentador 6. Por lo tanto, el exceso de calor del componente 4 del vehículo pasa por el calentador 6 para el sistema 3 de almacenamiento de energía o la cabina 2 o ambos. El calentador 6 puede entonces calentar aún más el sistema 3 de almacenamiento de energía o la cabina 2 si el exceso de calor no es suficiente para calentar al nivel requerido. Se puede utilizar por lo tanto una combinación de calor procedente del componente 4 del vehículo y del calentador 6 para calentar el sistema 3 de almacenamiento de energía y/o la cabina 2.
La Figura 10 muestra un diagrama esquemático de un sistema 1 de gestión térmica ilustrativo donde el calor del componente 4 del vehículo se puede reutilizar para calentar el sistema 3 de almacenamiento de energía y/o la cabina 2. En este ejemplo, tanto el sistema 3 de almacenamiento de energía como la cabina 2 se calientan con calor del componente 4 del vehículo. En este ejemplo, el calor no pasa por el calentador 6.
La Figura 11 muestra un diagrama esquemático de un sistema 1 de gestión térmica ilustrativo donde el calor del componente 4 del vehículo se puede reutilizar para calentar el sistema 3 de almacenamiento de energía y/o la cabina 2 a través del calentador 6 y a través de una tercera válvula 11 de tres vías. En este ejemplo, tanto el sistema 3 de almacenamiento de energía como la cabina 2 se pueden calentar con calor del componente 4 del vehículo. La unidad 9 de control puede estar dispuesta para controlar la apertura y el cierre de los puertos de salida de la tercera válvula de tres vías 11 de modo que el calor se dirija al sistema 3 de almacenamiento de energía, a la cabina 2 o a ambos.
En este ejemplo, el sistema 1 de gestión térmica comprende la tercera válvula 11 que está dispuesta entre el calentador 5 y la cabina 2 y el sistema 3 de almacenamiento de energía.
Cabe señalar que, en las Figuras 7 a 11, se ilustra la primera válvula 13. Sin embargo, en los ejemplos ilustrados, la primera válvula 13 es opcional.
Como se explicó anteriormente, se puede usar fluido térmico para pasar calor entre componentes. En dicho caso, las líneas negras de las figuras representan conductos 14 para el fluido térmico. El fluido térmico puede ser líquido o gaseoso, dependiendo de los componentes utilizados para calentar o enfriar. En general, los conductos que transportan fluido térmico para enfriamiento tienen un gas refrigerante y los conductos para calentamiento comprenden un líquido térmico. Pero otras soluciones son posibles. Cuando el fluido térmico es un gas refrigerante, es, por ejemplo, R134A o R1234YF o similar. Cabe señalar que diferentes partes de la tubería pueden contener diferentes tipos de fluido térmico, como un refrigerante de glicol, agua o un gas refrigerante.
El sistema de gestión térmica anterior se dispondrá en un vehículo eléctrico. El vehículo es, por ejemplo, de un tipo de corta distancia, tal como topadoras y excavadoras, que llevan a cabo trabajo dentro de un área pequeña y no están previstos para desplazarse a larga distancia. El vehículo también puede ser de un tipo de larga distancia, tal como un automóvil, un autobús o un camión.
Lista de referencias:
1 Sistema de gestión térmica
2 Cabina
3 Sistema de almacenamiento de energía
4 Componente del vehículo
5 Intercambiador de calor
6 Calentador
7 Segunda válvula
8 Primer sensor de temperatura
9 Unidad de control
10 Unidad de enfriamiento
11 Tercera válvula
12 Cuarta válvula
13 Primera válvula
14 Conducto
15 Temperatura mínima
16 Temperatura máxima
25 Sistema de enfriamiento pasivo
26 Fuente de alimentación externa
27 Sensor de temperatura externo

Claims (13)

  1. REIVINDICACIONES
    i.Un sistema (1) de gestión térmica para un vehículo eléctrico que comprende un sistema (3) de almacenamiento de energía y un componente (4) del vehículo que requiere enfriamiento, en donde existe un intervalo de temperatura preferido dentro del cual se va a operar el sistema (3) de almacenamiento de energía, y el intervalo está entre una temperatura mínima (15) y una temperatura máxima (16), comprendiendo el sistema:
    -un calentador (6) dispuesto para calentar el sistema (3) de almacenamiento de energía, en donde el calentador (6) está dispuesto para ser alimentado por el sistema (3) de almacenamiento de energía o por una fuente (26) de alimentación externa,
    -una unidad (10) de enfriamiento dispuesta para enfriar el sistema (3) de almacenamiento de energía, en donde la unidad (10) de enfriamiento está dispuesta para ser alimentada por el sistema (3) de almacenamiento de energía o una fuente (26) de alimentación externa,
    -una unidad (9) de control dispuesta para controlar el calentador (6) y la unidad (10) de enfriamiento, y la unidad de control está configurada para identificar (S0) cuando el calentador (6) y la unidad (10) de enfriamiento son alimentados por la fuente (26) de alimentación externa, y a, cuando el calentador (6) y la unidad (10) de enfriamiento son alimentados por la fuente (26) de alimentación externa:
    orecibir (S1) datos asociados a la temperatura ambiente,
    odeterminar (S2) si la temperatura ambiente está por debajo o por encima de la temperatura mínima (15),
    ocontrolar (S3) el calentador (6) para calentar, cuando la temperatura ambiente esté por debajo de la temperatura mínima (15), el sistema (3) de almacenamiento de energía hasta una temperatura que sea superior a la temperatura mínima (15) y por debajo o igual a la temperatura máxima (16), y
    ocontrolar (S4) la unidad (10) de enfriamiento para enfriar, cuando la temperatura ambiente esté por encima de la temperatura mínima (15), el sistema (3) de almacenamiento de energía a una temperatura predeterminada que sea igual o por encima de la temperatura mínima (15) ,
    el componente (4) del vehículo es cualquier tipo de motor eléctrico, inversor o transformador CC/CC, y launidad (9) de controlestá dispuesta para dirigir el exceso de calor desde el componente (4) del vehículo al sistema (3) de almacenamiento de energía cuando el calentador (6) es alimentado por el sistema (3) de almacenamiento de energía,caracterizado por quela unidad (9) de control está dispuesta para controlar (S5) el calentador (6) para calentar el componente (4) del vehículo cuando el calentador (6) está alimentado por la fuente (26) de alimentación externa y la temperatura ambiente está por debajo de la temperatura mínima (15).
  2. 2. El sistema (1) de gestión térmica según la reivindicación 1, en donde la unidad (9) de control está dispuesta para controlar (S5) el calentador (6) para calentar el componente (4) del vehículo controlando (S5a) la cantidad de calor proporcionada a un fluido térmico a través del calentador (6) y controlando (S5b) la apertura y el cierre de una primera válvula (13) para proporcionar calor al componente (4) del vehículo a través del fluido térmico.
  3. 3. El sistema (1) de gestión térmica según la reivindicación 1, en donde el exceso de calor del componente (4) del vehículo se dirige al sistema (3) de almacenamiento de energía a través del calentador (6).
  4. 4. El sistema (1) de gestión térmica según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde la unidad (9) de control está dispuesta para, cuando el calentador (6) es alimentado por el sistema (3) de almacenamiento de energía, dirigir el exceso de calor desde el componente del vehículo (4) a una cabina (2) del vehículo eléctrico.
  5. 5. El sistema (1) de gestión térmica según la reivindicación 4, en donde el exceso de calor del componente (4) del vehículo se dirige a la cabina (2) a través del calentador (6).
  6. 6. El sistema (1) de gestión térmica según cualquier reivindicación anterior, en donde la unidad (9) de control está dispuesta para controlar el calentador (6) para calentar, cuando la temperatura ambiente está por debajo de la temperatura mínima, el sistema (3) de almacenamiento de energía hasta una temperatura que sea al menos 5 °C superior a la temperatura mínima (15).
  7. 7. El sistema (1) de gestión térmica según cualquier reivindicación anterior, en donde la unidad (9) de control está dispuesta para controlar el calentador (6) para calentar, cuando la temperatura ambiente está por debajo de la temperatura mínima, el sistema (3) de almacenamiento de energía hasta una temperatura que sea al menos 10 °C superior a la temperatura mínima (15).
  8. 8.El sistema (1) de gestión térmica según cualquier reivindicación anterior, en donde la unidad (9) de control está dispuesta para controlar el calentador (6) para calentar, cuando la temperatura ambiente está por debajo de la temperatura mínima, el sistema (3) de almacenamiento de energía hasta una temperatura de al menos el 50 % del intervalo entre la temperatura mínima (15) y la temperatura máxima (16).
  9. 9. El sistema (1) de gestión térmica según cualquier reivindicación anterior, en donde la unidad (9) de control está dispuesta para controlar el calentador (6) para calentar, cuando la temperatura ambiente está por debajo de la temperatura mínima, el sistema (3) de almacenamiento de energía hasta una temperatura de al menos el 60 % del intervalo entre la temperatura mínima (15) y la temperatura máxima (16).
  10. 10. El sistema (1) de gestión térmica según cualquier reivindicación anterior, en donde dicha temperatura predeterminada está en un intervalo de temperatura entre la temperatura mínima y una temperatura que sea 5 °C superior a la temperatura mínima.
  11. 11. Uso del sistema (1) de gestión térmica según cualquier reivindicación anterior para controlar la temperatura en un vehículo eléctrico de un tipo de maquinaria móvil no de carretera.
  12. 12. Un método para la gestión térmica de un vehículo eléctrico que comprende un sistema (3) de almacenamiento de energía y un componente (4) del vehículo que requiere enfriamiento, en donde el componente (4) del vehículo es cualquier tipo de motor eléctrico, inversor o transformador CC/CC, en el que existe un intervalo de temperatura preferido dentro del cual se va a operar el sistema (3) de almacenamiento de energía, y el intervalo está entre una temperatura mínima (15) y una temperatura máxima (16), y el vehículo comprende un calentador (6) dispuesto para calentar el sistema (3) de almacenamiento de energía y una unidad (10) de enfriamiento dispuesta para enfriar el sistema (3) de almacenamiento de energía, en donde el calentador (6) y la unidad (10) de enfriamiento están dispuestos para ser alimentados por el sistema (3) de almacenamiento de energía o una fuente (26) de alimentación externa, y el método comprende cuando el calentador (6) y la unidad (10) de enfriamiento son alimentados por la fuente (26) de alimentación externa:
    orecibir (S1) datos asociados a la temperatura ambiente,
    odeterminar (S2) si la temperatura ambiente está por debajo o por encima de la temperatura mínima (15),
    oprecalentar el sistema (3) de almacenamiento de energía hasta una temperatura que sea superior a la temperatura mínima (15) y por debajo o igual a la temperatura máxima (16) cuando la temperatura ambiente está por debajo de la temperatura mínima (15), y
    opreenfriar el sistema (3) de almacenamiento de energía a una temperatura predeterminada que sea igual o por encima de la temperatura mínima cuando la temperatura ambiente esté por encima de la temperatura mínima (15),caracterizado por que
    el método comprende calentar el componente (4) del vehículo cuando el calentador (6) es alimentado por la fuente (26) de alimentación externa y la temperatura ambiente está por debajo de la temperatura mínima (15), y dirigir el exceso de calor desde el componente (4) del vehículo al sistema (3) de almacenamiento de energía cuando el calentador (6) es alimentado por el sistema (3) de almacenamiento de energía.
  13. 13. Un vehículo eléctrico que comprende el sistema (1) de gestión térmica según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10.
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