ES2934213T3 - Sistemas y métodos para detección de carga de vehículo y respuesta - Google Patents

Abstract

Curva de par-velocidad o datos de carga que se utilizan como estándar para determinar una condición externa en la que funciona un vehículo eléctrico, como inclinación o sin inclinación, viento de frente o sin viento de frente, alta o baja temperatura. El sistema compara muestras de par-velocidad real de datos de carga con el estándar. Con base en la comparación, el sistema determina la condición externa (subir una colina, viajar con viento en contra, operar a alta temperatura) o una operación anormal del tren motriz del vehículo, por ejemplo, baja presión de las llantas, fricción elevada, ruedas desalineadas . En base a la determinación, el sistema toma una acción para gobernar una salida de par máxima del motor para controlar la temperatura de la batería del vehículo; levantar un deflector de viento; gobernar la velocidad máxima del vehículo para reducir el peligro resultante de la baja presión de los neumáticos, fricción elevada del tren motriz o ruedas desalineadas; o para iniciar una indicación de condiciones anormales. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Sistemas y métodos para detección de carga de vehículo y respuesta

ANTECEDENTES

Campo técnico

La presente descripción se refiere en general a vehículos que emplean motores eléctricos como motor principal o motor de tracción y, en particular, a la detección de una carga a la que están sometidos dichos vehículos.

Descripción de la técnica relacionada

Los vehículos híbridos y los vehículos totalmente eléctricos son cada vez más comunes. Dichos vehículos pueden lograr una serie de ventajas sobre los vehículos tradicionales con motor de combustión interna. Por ejemplo, los vehículos híbridos o eléctricos pueden lograr una mayor economía de combustible y pueden tener poca o incluso cero contaminación del tubo de escape. En particular, todos los vehículos eléctricos pueden no solo tener una contaminación cero en el tubo de escape, sino que pueden estar asociados con una contaminación general más baja. Por ejemplo, la energía eléctrica puede generarse a partir de fuentes renovables (por ejemplo, solar, hidráulica). También, por ejemplo, la energía eléctrica puede generarse en plantas de generación que no producen contaminación del aire (por ejemplo, plantas nucleares). También, por ejemplo, la energía eléctrica puede generarse en plantas de generación que queman combustibles de "combustión relativamente limpia" (por ejemplo, gas natural), que tienen mayor eficiencia que los motores de combustión interna y/o que emplean sistemas de eliminación o control de la contaminación (por ejemplo, filtros de aire industriales) que son demasiado grandes, costosos o caros para su uso con vehículos individuales.

Los vehículos de transporte personal, como por ejemplo los scooters y/o motocicletas con motor de combustión, son omnipresentes en muchos lugares, por ejemplo, en muchas grandes ciudades de Asia. Dichos scooters y/o motocicletas tienden a ser relativamente económicos, en particular en comparación con automóviles, coches o camiones. Las ciudades con un gran número de scooters y/o motocicletas con motor de combustión también tienden a estar muy densamente pobladas y sufren altos niveles de contaminación del aire. Cuando son nuevos, muchos scooters y/o motocicletas con motor de combustión están equipados como una fuente de transporte personal relativamente poco contaminante. Por ejemplo, dichos scooters y/o motocicletas pueden tener índices de kilometraje más altos que los vehículos más grandes. Algunos scooters y/o motocicletas pueden incluso estar equipados con equipos básicos de control de la contaminación (por ejemplo, un convertidor catalítico). Desafortunadamente, los niveles de emisión especificados de fábrica se superan rápidamente cuando los scooters y/o las motocicletas se utilizan y no reciben mantenimiento o cuando los scooters y/o las motocicletas se modifican, por ejemplo, mediante la eliminación intencional o no intencional de los convertidores catalíticos. A menudo, los propietarios u operadores de scooters y/o motocicletas carecen de los recursos financieros o de la motivación para realizar el mantenimiento de sus vehículos.

Es sabido que la contaminación del aire tiene un efecto negativo sobre la salud humana, ya que se asocia con la causa o el agravamiento de diversas enfermedades (por ejemplo, numerosos informes relacionan la contaminación del aire con el enfisema, el asma, la neumonía y la fibrosis quística, así como con diversas enfermedades cardiovasculares). Dichas enfermedades se cobran un gran número de vidas y reducen drásticamente la calidad de vida de muchas otras.

Además, el documento JP 2003335230 A1 describe un vehículo eléctrico que tiene una función de detección de pendiente de la superficie de la carretera para detectar con precisión una pendiente de la superficie de la carretera y un método de detección de pendiente de la superficie de la carretera que es utilizado por la misma.

Asimismo, la publicación "Logitudinal velocity and road slope estimation in hybrid electric vehicles employing early detection of excessive wheel slip” (Estimación de la velocidad longitudinal y la pendiente de la carretera en vehículos eléctricos híbridos utilizando la detección temprana del deslizamiento excesivo de las ruedas), Matthijs Klomp et al, Vehicle System Dynamics (Dinámica de Sistemas de Vehículo), 30 de mayo de 2014, revela métodos y técnicas adicionales para la estimación de la pendiente de la carretera.

Los métodos y técnicas para diagnosticar fallos en componentes eléctricos de vehículos eléctricos son conocidos a partir del documento "Fault Diagnosis of Power Components in Electric Vehicles” (Diagnóstico de fallos de componentes de potencia en vehículos eléctricos), Fei Lin et al, Journal of Asian Electric Vehicles, vol. 11, núm. 2, 2 de enero de 2013.

Los métodos y técnicas para el control de aceleración optimizado de un vehículo eléctrico son conocidos a partir de "Torque-based Optimal Acceleration Control for Electric Vehicle” (Control de aceleración óptimo basado en par para vehículos eléctricos), Dongbin Lu et al., revista china de ingeniería mecánica: la revista oficial de la Sociedad de Ingeniería Mecánica de China, vol. 27, núm. 2, 1 de marzo de 2014, páginas 319-330.

Se conocen técnicas adicionales relacionadas con el diseño y operación de vehículos eléctricos, por ejemplo, a partir de los documentos DE 11201300565 T5, CN 102135599 B y US 9045127 B2. El documento JP4400296B describe un vehículo capaz de limitar el par cuando se desplaza cuesta arriba para evitar el aumento de la temperatura de los componentes del tren motriz.

BREVE RESUMEN DE LAS DIVERSAS VISTAS DE LOS DIBUJOS

A la vista de los problemas anteriores, la presente invención se define por un método para determinar un tipo particular de carga de un vehículo eléctrico de acuerdo con la reivindicación 1 y un sistema de acuerdo con la reivindicación 7. Otras formas de realización ventajosas se describen en las reivindicaciones dependientes.

En los dibujos, los números de referencia idénticos identifican elementos o actos similares. Los tamaños y las posiciones relativas de los elementos en los dibujos no están necesariamente dibujados a escala. Por ejemplo, las formas de varios elementos y ángulos no están dibujadas a escala, y algunos de estos elementos se amplían y colocan arbitrariamente para mejorar la legibilidad del dibujo. Además, las formas específicas de los elementos tal como están dibujados, no pretenden transmitir ninguna información con respecto a la forma real de los elementos particulares, y se han seleccionado únicamente para facilitar su reconocimiento en los dibujos.

La Figura 1 es una vista isométrica, en despiece ordenado parcial, de un scooter o motocicleta eléctrica que puede incluir los diversos componentes o estructuras descritos en el presente documento, de acuerdo con una forma de realización ilustrada no limitativa.

La Figura 2 es un diagrama de bloques de algunos de los componentes o estructuras del scooter o motocicleta de la Figura 1, de acuerdo con una forma de realización ilustrada no limitativa.

La Figura 3 es un diagrama de bloques de algunos de los componentes o estructuras del scooter o motocicleta de la Figura 1, de acuerdo con otra forma de realización ilustrada no limitativa.

La Figura 4 es un gráfico que muestra un ejemplo de par motor de referencia en relación con valores de velocidad del motor característicos de varios tipos de cargas de vehículos, incluida la pendiente, y un ejemplo de curva de reducción de acuerdo con una forma de realización ilustrada no limitativa.

La Figura 5 es un diagrama de tiempo de ejemplo de un proceso para determinar si el vehículo está sujeto a un tipo particular de carga durante un período de tiempo que incluye un ejemplo de muestreo de datos en tiempo real del sistema de transmisión de energía a una tasa de muestreo de ejemplo particular, de acuerdo con una forma de realización ilustrada no limitativa.

La Figura 6 es un gráfico que muestra temperaturas iniciales de ejemplo de baterías que han tenido 100 y 500 ciclos de carga, respectivamente, y las distancias recorridas por el vehículo que tiene dicha batería cuando la temperatura de la batería alcanza los 57°C.

La Figura 7 es un diagrama de flujo que muestra un método de detección de la carga del vehículo, de acuerdo con una forma de realización ilustrada no limitativa.

La Figura 8 es un diagrama de flujo que muestra un método para determinar si el vehículo estuvo sometido al tipo particular de carga durante el período de tiempo particular útil en el método de detección de carga del vehículo de la Figura 7, de acuerdo con una forma de realización ilustrada no limitativa.

DESCRIPCIÓN DETALLADA

En la siguiente descripción, se exponen ciertos detalles específicos para proporcionar una comprensión completa de las diversas formas de realización descritas. Sin embargo, un experto en la técnica relevante reconocerá que las formas de realización se pueden poner en práctica sin uno o más de estos detalles específicos, o con otros métodos, componentes, materiales, etc. En otros casos, estructuras bien conocidas asociadas con aparatos expendedores, baterías, supercondensadores o ultracondensadores, convertidores de potencia, incluidos, pero sin limitarse a, transformadores, rectificadores, convertidores de potencia de CC/CC, convertidores de potencia conmutados, controladores y sistemas y estructuras de comunicaciones y redes no se han mostrado ni descrito en detalle con el fin de evitar oscurecer innecesariamente las descripciones de las formas de realización.

A menos que el contexto requiera lo contrario, a lo largo de la memoria descriptiva y las reivindicaciones que siguen, la palabra "comprende" y sus variaciones, tales como "comprenden" y "que comprende" deben interpretarse en un sentido abierto e inclusivo que es como "que incluye, pero no se limita a”.

La referencia a lo largo de esta memoria descriptiva a "una forma de realización" o "la forma de realización" significa que un elemento, estructura o característica particular que se describe en relación con la forma de realización está incluido en al menos una forma de realización. Por lo tanto, la aparición de las frases "en una forma de realización" o "en otra forma de realización" en varios puntos a lo largo de esta memoria descriptiva no se refieren necesariamente todas a la misma forma de realización.

El uso de ordinales como por ejemplo primero, segundo y tercero no implica necesariamente un sentido de orden clasificado, sino que puede distinguir únicamente entre múltiples instancias de un acto o estructura.

La referencia a un dispositivo portátil de almacenamiento de energía eléctrica o dispositivo de almacenamiento de energía eléctrica significa cualquier dispositivo capaz de almacenar energía eléctrica y liberar energía eléctrica almacenada, incluidos, pero sin limitarse a, baterías, supercondensadores o ultracondensadores. La referencia a baterías significa una celda o celdas de almacenamiento químico, por ejemplo, celdas de batería recargables o secundarias que incluyen, entre otras, celdas de batería de aleación de níquel-cadmio o de iones de litio.

Los encabezados y el Resumen de la Descripción proporcionados en este documento son solo a modo de conveniencia y no interpretan el alcance ni el significado de las formas de realización.

La Figura 1 muestra un vehículo de transporte de personal accionado eléctricamente en forma de scooter o motocicleta eléctrica 100, de acuerdo con una forma de realización ilustrada.

Tal como se ha indicado anteriormente, los scooters y motocicletas con motor de combustión son comunes en muchas ciudades grandes, por ejemplo, en Asia, Europa y Oriente Medio. La capacidad de abordar problemas de rendimiento o eficiencia relacionados con el uso de dispositivos de almacenamiento de energía eléctrica (por ejemplo, baterías secundarias) como fuente de energía principal o primaria para un vehículo puede fomentar el uso de scooters y motocicletas 100 totalmente eléctricos en lugar de scooters y motocicletas con motor de combustión interna, aliviando de esta manera la contaminación del aire y reduciendo el ruido.

El scooter o motocicleta eléctrica 100 incluye un bastidor 102, unas ruedas 104a, 104b (colectivamente 104) y un manillar 106 con controles de usuario como por ejemplo acelerador 108, palancas de freno 110, interruptores de indicadores de giro 112, etc., todos los cuales pueden ser de diseño convencional. El scooter o motocicleta eléctrica 100 también puede incluir un sistema de potencia, que incluye un motor de tracción eléctrica 116 acoplado para impulsar al menos una de las ruedas 104b, al menos un dispositivo principal de almacenamiento de energía eléctrica 118 que almacena energía eléctrica para alimentar al menos el motor de tracción eléctrica 116, y un circuito de control 120 que controla la distribución de potencia entre al menos el dispositivo principal de almacenamiento de energía eléctrica 118 y el motor de tracción eléctrica 116.

El motor de tracción eléctrica 116 puede tomar cualquiera de una variedad de formas, pero normalmente será un motor de inducción de imanes permanentes capaz de producir suficiente potencia (vatios o caballos de potencia) y un par para impulsar la carga esperada a velocidades y aceleraciones deseables. El motor de tracción eléctrica 116 puede ser cualquier motor eléctrico convencional capaz de funcionar en un modo de impulsión, así como de funcionar en un modo de frenado regenerativo. En el modo de impulsión, el motor de tracción eléctrica consume energía eléctrica para impulsar la rueda. En el modo de frenado regenerativo, el motor de tracción eléctrica funciona como un generador, produciendo corriente eléctrica en respuesta a la rotación de la rueda y produciendo un efecto de frenado para reducir la velocidad del vehículo.

Los dispositivos principales de almacenamiento de energía eléctrica 118 pueden tomar una variedad de formas, por ejemplo, baterías (por ejemplo, conjunto de celdas de batería) o supercondensadores o ultracondensadores (por ejemplo, conjunto de celdas de ultracondensador). Por ejemplo, los dispositivos de almacenamiento de energía eléctrica 118 pueden adoptar la forma de baterías recargables (es decir, celdas o baterías secundarias). Los dispositivos de almacenamiento de energía eléctrica 118 pueden, por ejemplo, estar dimensionados para adaptarse físicamente y accionar eléctricamente vehículos de transporte personal, como por ejemplo scooters o motocicletas 100 totalmente eléctricos, y pueden ser portátiles para permitir una fácil sustitución o intercambio. Dada la probable demanda impuesta por la aplicación de transporte, es probable que los principales dispositivos de almacenamiento de energía eléctrica 118 adopten la forma de una o más celdas de batería química.

Los dispositivos de almacenamiento de energía eléctrica 118 pueden incluir varios terminales eléctricos 122a, 122b (se ilustran dos, 122 en conjunto), accesibles desde el exterior del dispositivo de almacenamiento de energía eléctrica 118. Los terminales eléctricos 122 permiten que se suministre carga desde el dispositivo de almacenamiento de energía eléctrica 118, a la vez que también permiten que se suministre carga al dispositivo de almacenamiento de energía eléctrica 118 para cargar o recargar el mismo. Si bien se ilustran en la Figura 1 como postes, los terminales eléctricos 122 pueden adoptar cualquier otra forma a la que se pueda acceder desde el exterior del dispositivo de almacenamiento de energía eléctrica 118, incluidos los terminales eléctricos colocados dentro de ranuras en una carcasa de batería.

Tal como se ilustra y describe mejor a continuación, el circuito de control 120 incluye varios componentes para transformar, acondicionar y controlar la transferencia de energía eléctrica, particularmente entre el dispositivo de almacenamiento de energía eléctrica 118 y el motor de tracción eléctrica 116.

La Figura 2 muestra las partes del scooter o motocicleta eléctrica 100, de acuerdo con una forma de realización ilustrada. En particular, la Figura 2 muestra una forma de realización que emplea el dispositivo de almacenamiento de energía eléctrica 118 para suministrar energía generada por el motor de tracción eléctrica 116 que se utilizará para ajustar o controlar la temperatura de varios componentes (por ejemplo, el dispositivo de almacenamiento de energía eléctrica 118 y/o los circuitos) a través de una serie de dispositivos de ajuste de temperatura, en conjunto 200.

Tal como se ilustra, el motor de tracción eléctrica 116 incluye un eje 202, que está acoplado directa o indirectamente para impulsar al menos una rueda 104b del scooter o motocicleta eléctrica 100. Si bien no se ilustra, se puede emplear una transmisión (por ejemplo, cadena, engranajes, junta universal).

El circuito de control 120 puede tomar cualquiera de una gran variedad de formas y habitualmente incluirá un controlador 204, uno o más convertidores de potencia 206a-206e (se ilustran cinco), interruptores SW1-SW3 (se ilustran tres) y/o sensores Stb, Svb, Sib, Stc, Svc, Sic, Stm, Svm, Sim, Srm.

Tal como se ilustra en la Figura 2, el circuito de control 120 puede incluir un primer convertidor de potencia de CC/CC 206a que en un modo o configuración de impulsión acopla el dispositivo de almacenamiento de energía eléctrica 118 para suministrar energía generada por el motor de tracción eléctrica 116. El primer convertidor de potencia de CC/CC 206a puede aumentar un voltaje de energía eléctrica desde el dispositivo de almacenamiento de energía eléctrica 118 hasta un nivel suficiente para accionar el motor de tracción eléctrica 116. El primer convertidor de potencia de CC/CC 206a puede tomar una variedad de formas, por ejemplo, un convertidor de potencia de modo de conmutación no regulado o regulado, que puede o no estar aislado. Por ejemplo, el primer convertidor de potencia de CC/CC 206a puede tomar la forma de un convertidor de potencia de modo de conmutación elevador regulado, o un convertidor de potencia de modo de conmutación reductor-elevador.

El circuito de control 120 puede incluir un convertidor de potencia de CC/CA 206b, comúnmente denominado inversor, que en el modo o configuración de impulsión acopla el dispositivo de almacenamiento de energía eléctrica 118 para suministrar energía generada por el motor de tracción eléctrica 116 a través del primer convertidor de CC/ CC 206a. El convertidor de potencia de CC/CA 206b puede invertir la energía eléctrica del primer convertidor de CC/CC 206a en una forma de onda de CA adecuada para accionar el motor de tracción eléctrica 116. La forma de onda de CA puede ser monofásica o multifásica, por ejemplo, alimentación de CA bifásica o trifásica. El convertidor de potencia de CC/CA 206b puede tomar una variedad de formas, por ejemplo, un convertidor de potencia de modo de conmutación no regulado o regulado, que puede o no estar aislado. Por ejemplo, el convertidor de potencia de CC/CA 206b puede adoptar la forma de un inversor regulado.

El primer convertidor de potencia de CC/CC 206a y el convertidor de potencia de CC/CA 206b se controlan a través de las señales de control C1, C2, respectivamente, suministradas a través del controlador 204. Por ejemplo, el controlador 204, o algún circuito de activación de puerta intermedio, puede suministrar señales de activación de puerta moduladas por ancho de pulso para controlar el funcionamiento de los interruptores (por ejemplo, transistores de efecto de campo semiconductor de óxido metálico o MOSFET, transistores de puerta aislada bipolar o IGBT) de los primeros convertidores de potencia de DC /CC y/o CC/CA 206a, 206b.

Tal como se ilustra adicionalmente en la Figura 2, el circuito de control 120 puede incluir un convertidor de potencia de CA/CC 206c, comúnmente denominado rectificador, que en un modo o configuración de frenado o frenado regenerativo acopla el motor de tracción eléctrica 116 para suministrar la energía generada de ese modo al dispositivo de almacenamiento de energía eléctrica 118. El convertidor de potencia de CA/CC 206c puede rectificar una forma de onda de CA producida por el motor de tracción eléctrica 116 a una forma de CD adecuada para alimentar el dispositivo de almacenamiento de energía eléctrica 118 y opcionalmente otros componentes como el circuito de control 120. El convertidor de potencia de CA/CC 206c puede tomar una variedad de formas, por ejemplo, un rectificador de diodo pasivo de puente completo o un rectificador de transistor activo de puente completo.

El circuito de control 120 también puede incluir un segundo convertidor de potencia de CC/CC 206d que acopla eléctricamente el motor de tracción eléctrica 116 al dispositivo de almacenamiento de energía eléctrica 118 a través del convertidor de potencia de CA/CC 206c. El segundo convertidor de potencia de CC/CC 206d puede reducir el voltaje de la energía eléctrica generada por el motor de tracción eléctrica 116 a un nivel adecuado para el dispositivo de almacenamiento de energía eléctrica 118. El segundo convertidor de potencia de CC/CC 206d puede adoptar una variedad de formas, por ejemplo, un convertidor de potencia de modo de conmutación no regulado o regulado, que puede o no estar aislado. Por ejemplo, el segundo convertidor de potencia de CC/CC 206d puede adoptar la forma de un convertidor de potencia de modo de conmutación reductor regulado, un convertidor de potencia de modo de conmutación reductor síncrono o un convertidor de potencia de modo de conmutación reductor-elevador.

El convertidor de potencia de CA/CC 206c y el segundo convertidor de potencia de CC/CC 206d se controlan a través de las señales de control C3, C4, respectivamente, suministradas a través del controlador 204. Por ejemplo, el controlador 204, o algún controlador de activación de puerta intermediario, puede suministrar señales de activación de puerta moduladas por ancho de pulso para controlar el funcionamiento de los interruptores (por ejemplo, MOSFET, IGBT) del convertidor de potencia de CA/CC y/o del segundo convertidor de potencia de CC/CC 206c, 206d.

Tal como se ilustra adicionalmente en la Figura 2, el circuito de control 120 puede incluir un tercer convertidor de potencia de CC/CC 206e que acopla eléctricamente el dispositivo de almacenamiento de energía eléctrica 118 a varios otros componentes, por ejemplo, el circuito de control 120. El tercer convertidor de potencia de CC/CC 206e puede reducir el voltaje de la energía eléctrica suministrada por el dispositivo de almacenamiento de energía eléctrica 118 a un nivel adecuado para uno o más componentes. El tercer convertidor de potencia de CC/CC 206e puede adoptar una variedad de formas, por ejemplo, un convertidor de potencia de modo de conmutación no regulado o regulado, que puede o no estar aislado. Por ejemplo, el tercer convertidor de potencia de CC/CC 206e puede adoptar la forma de un convertidor de potencia de modo de conmutación reductor regulado, un convertidor de potencia de modo de conmutación reductor síncrono o un convertidor de potencia de modo de conmutación reductor-elevador.

Tal como también se ilustra en la Figura 2, los dispositivos de ajuste de temperatura 200 pueden ubicarse para controlar o ajustar la temperatura de ciertos componentes o cerca de ellos.

El (los) dispositivo(s) de ajuste de temperatura 200 puede(n) estar ubicados próximos, adyacentes o en contacto con uno o más componentes que se beneficiarían al tener una gestión o administración activa de la temperatura. Por ejemplo, un primer número de dispositivos de ajuste de temperatura 200a, 200b (se ilustran dos) pueden estar ubicados próximos, adyacentes o en contacto con el dispositivo principal de almacenamiento de energía eléctrica 118, que suministra energía eléctrica al motor de tracción eléctrica 116. Un segundo número de dispositivos de ajuste de temperatura 200c puede ubicarse próximo, adyacente o en contacto con uno o más componentes o elementos del circuito de control, por ejemplo, uno o más de los convertidores de potencia 206a-206e. Un tercer número de dispositivos de ajuste de temperatura 200d puede ubicarse próximo, adyacente o en contacto con uno o más componentes del controlador 204. Si bien se ilustra cerca del primer convertidor de potencia de CC/CC 206a y del convertidor de potencia de CC/CA 206b, el dispositivo de ajuste de temperatura 200c puede ubicarse además, o alternativamente, próximo, adyacente o en contacto con el convertidor de potencia de CA/CC 206c o el segundo convertidor de potencia de CC/CC 206d. Además, o alternativamente, uno o más dispositivos de ajuste de temperatura 200 pueden estar ubicados cerca del tercer convertidor de potencia de CC/CC 206e. Los dispositivos de ajuste de temperatura 200 pueden ser alimentados a partir de energía generada por el motor de tracción eléctrica 116, energía que se genera de ese modo durante la operación de frenado regenerativo. Uno o más interruptores S1 (solamente se ilustra uno) pueden operarse en respuesta a las señales de control CS1 del controlador 204 para acoplar selectivamente energía a los dispositivos de ajuste de temperatura desde el dispositivo de almacenamiento de energía eléctrica 118.

Los dispositivos de ajuste de temperatura 200 pueden tomar una variedad de formas. Por ejemplo, uno o más de los dispositivos de ajuste de temperatura 200 pueden adoptar la forma de dispositivos Peltier, también conocidos como dispositivos de efecto Peltier. Dichos dispositivos emplean el efecto Peltier para crear un flujo de calor entre una unión de dos tipos diferentes de materiales. El dispositivo Peltier es una bomba de calor activa de estado sólido que, en respuesta a una corriente continua, transfiere calor contra un gradiente de temperatura de un lado al otro del dispositivo. La dirección de la transferencia de calor está controlada por la polaridad del voltaje de CC aplicado. Por lo tanto, estos dispositivos a veces se denominan enfriador Peltier, calentador Peltier o bomba de calor termoeléctrica. Uno o más de los dispositivos de ajuste de temperatura 200 pueden, por ejemplo, adoptar la forma de un calentador resistivo.

Uno o más de los dispositivos de ajuste de temperatura 200 pueden incluir o pueden estar acoplados térmicamente por conducción con uno o más dispositivos de intercambio de calor 208a-208d (colectivamente 208). Los dispositivos de intercambio de calor 208 pueden incluir disipadores de calor (es decir, un dispositivo que transfiere calor de un material sólido a un fluido como por ejemplo el aire), difusores de calor (es decir, una placa con una conductividad térmica relativamente alta) y/o conductos de calor (es decir, un dispositivo de transferencia de calor que emplea la transición de fase de un material), solo o en cualquier combinación. Los dispositivos de intercambio de calor 208 normalmente tendrán un área de superficie de disipación de calor relativamente grande en comparación con los dispositivos de ajuste de temperatura 200. Por ejemplo, los dispositivos de intercambio de calor 208 pueden incluir una pluralidad de aletas, por ejemplo, aletas de clavija para maximizar el área de superficie para un volumen determinado. Las superficies de disipación de calor de los dispositivos de intercambio de calor 208 pueden colocarse relativamente alejadas de los componentes específicos que se están enfriando.

El controlador 204 puede tomar una variedad de formas que pueden incluir uno o más circuitos integrados, componentes de circuitos integrados, circuitos analógicos o componentes de circuitos analógicos. Tal como se ilustra, el controlador 204 incluye un microcontrolador 220, una memoria no transitoria legible por computadora o procesador, como por ejemplo una memoria de solo lectura (ROM) 222 y/o una memoria de acceso aleatorio (RAM) 224, y puede incluir opcionalmente uno o más circuitos de activación de puerta 226. El controlador 204 puede funcionar para recibir entradas de los sistemas del vehículo y otros sensores, ejecutar un código de firmware u otro software y generar señales para realizar las acciones descritas en este documento para la detección y respuesta de la carga del vehículo. Por ejemplo, el controlador 204 puede realizar las operaciones y acciones descritas en las reivindicaciones 1-25.

El microcontrolador 220 ejecuta la lógica para controlar el funcionamiento del sistema de alimentación y puede tomar una variedad de formas. Por ejemplo, el microcontrolador 220 puede adoptar la forma de un microprocesador, un controlador lógico programado (PLC), una matriz de puertas programables (PGA) como por ejemplo una matriz de puertas programables de campo (FPGS) y un circuito integrado específico de la aplicación (ASIC) u otros dispositivos de microcontrolador similares. La r Om 222 puede tomar cualquiera de una variedad de formas capaces de almacenar instrucciones y/o datos ejecutables del procesador para implementar la lógica de control. La RAM 224 puede tomar cualquiera de una variedad de formas capaces de retener temporalmente instrucciones o datos ejecutables del procesador. El microcontrolador 220, la ROM 222, la rAm 224 y, opcionalmente, los circuitos de activación de puerta 226 pueden acoplarse mediante uno o más buses (que no se muestran), incluidos buses de alimentación, buses de instrucciones, buses de datos, buses de direcciones, etc. Alternativamente, la lógica de control puede implementarse en un circuito analógico.

El (los) circuito (s) de activación de puerta 226 puede (n) adoptar cualquiera de una variedad de formas adecuadas para activar interruptores (por ejemplo, MOSFE^t , IGBT) de los convertidores de potencia 206 a través de señales de activación (por ejemplo, señales de activación de puerta PWM). Si bien se ilustran como parte del controlador 204, uno o más circuitos de activación de puerta pueden ser intermedios entre el controlador 204 y los convertidores de potencia 206.

El controlador 204 puede recibir señales de uno o más sensores Stb, Svb, Sib, Stc, Svc, Sic, Stm, Svm, Sim, Srm. El controlador puede usar la información detectada para controlar los dispositivos de ajuste de temperatura 200, por ejemplo, iniciar la transferencia de calor, detener la transferencia de calor, aumentar la tasa de transferencia de calor o incluso cambiar la dirección de la transferencia de calor. Esto puede lograrse mediante la aplicación de señales de control Cs1-Cs3 para seleccionar los interruptores SW1-SW3. Por ejemplo, las señales de control CS1-CS3 seleccionan los interruptores SW1-SW3 para hacer que se suministre energía (por ejemplo, corriente continua) a los dispositivos de ajuste de temperatura 200 seleccionados, y para establecer un nivel de voltaje de la energía aplicada e incluso una polaridad de la potencia aplicada.

Puede colocarse un sensor de temperatura de la batería Stb para detectar una temperatura del dispositivo principal de almacenamiento de energía eléctrica 118 o del entorno ambiental próximo al dispositivo principal de almacenamiento de energía eléctrica 118 y proporcionar señales T^b indicativas de la temperatura detectada.

Puede colocarse un sensor de voltaje de batería S^vb para detectar un voltaje a través del dispositivo principal de almacenamiento de energía eléctrica 118 y proporcionar señales Vb indicativas del voltaje detectado.

Puede colocarse un sensor de carga de batería Sib para detectar una carga del dispositivo principal de almacenamiento de energía eléctrica 118 y proporcionar señales I^b indicativas de la carga detectada.

Puede colocarse un sensor de temperatura del convertidor de potencia Stc para detectar la temperatura de uno o más de los convertidores de potencia 206 o el entorno ambiental próximo al (los) convertidor (es) de potencia 206 y proporcionar señales Tc indicativas de la temperatura detectada.

Puede colocarse un sensor de voltaje del convertidor de potencia Svc para detectar un voltaje a través de uno o más de los convertidores de potencia 206 y proporcionar señales V^c indicativas del voltaje detectado.

Puede colocarse un sensor de carga del convertidor de potencia Sic para detectar una carga a través de uno o más de los convertidores de potencia 206 y proporcionar señales Ic indicativas de la carga detectada.

Puede colocarse un sensor de temperatura del motor de tracción S^tm para detectar una temperatura del motor de tracción eléctrica 116 o del entorno ambiental próximo al motor de tracción eléctrica 116 y proporcionar señales Tm indicativas de la temperatura detectada.

Puede colocarse un sensor de voltaje del motor de tracción S^vm para detectar un voltaje a través del dispositivo principal de almacenamiento de energía eléctrica 118 y proporcionar señales V^m indicativas del voltaje detectado.

Puede colocarse un sensor S^im de corriente del motor de tracción para detectar un flujo de corriente a través del motor de tracción eléctrica 116 y proporcionar señales Im indicativas de la corriente detectada.

Puede colocarse un sensor de rotación del motor de tracción S^rm para detectar un flujo de corriente a través del motor de tracción 116 y proporcionar señales RPM indicativas de la velocidad de rotación detectada.

Tal como se analiza en el presente documento, el controlador puede usar una o más de las condiciones detectadas para controlar el funcionamiento de uno o más de los dispositivos de ajuste de temperatura 200.

El controlador 204 incluye un transmisor y un receptor que pueden estar formados o denominados como un transceptor 228, que proporciona comunicaciones inalámbricas con componentes o sistemas que están alejados del scooter o motocicleta eléctrica 100. El transceptor 228 puede adoptar una gran variedad de formas adecuadas para proporcionar comunicaciones inalámbricas. Por ejemplo, el transceptor puede tomar la forma de un conjunto de chips de teléfono celular (también denominado radio) y antena(s) para realizar comunicaciones con un sistema remoto a través de una red de proveedor de servicios celulares. El transceptor 228 puede implementar enfoques de comunicaciones inalámbricas distintos de las comunicaciones basadas en celulares. Las comunicaciones pueden incluir recibir información y/o instrucciones desde un sistema o dispositivo remoto, así como transmitir información y/o instrucciones o consultas a un sistema o dispositivo remoto.

El controlador 204 puede incluir un receptor 230 de sistema de posicionamiento global (GPS), que recibe señales de satélites GPS que permiten que el controlador 204 determine una ubicación actual del scooter o motocicleta 100. Puede emplearse cualquiera de una gran variedad de receptores GPS disponibles comercialmente. La ubicación o posición actual se puede especificar en coordenadas, por ejemplo, longitud y latitud, normalmente con una precisión de menos de 3 metros. Alternativamente, se pueden emplear otras técnicas para determinar la ubicación, elevación, inclinación o posición actual del scooter o motocicleta 100. Por ejemplo, triangulación basada en tres o más torres celulares o estaciones base para determinar la ubicación.

La elevación en una ubicación actual puede discernirse o determinarse en función de las coordenadas GPS. Asimismo, los cambios de elevación entre una ubicación actual y una o más ubicaciones o destinos pueden determinarse utilizando un mapa topográfico u otro formato estructurado que relacione las coordenadas GPS con las elevaciones. Esto puede emplearse de forma ventajosa para realizar una estimación más precisa de la autonomía del scooter o motocicleta eléctrica 100. Alternativamente, o adicionalmente, el scooter o motocicleta eléctrica 100 puede incluir un altímetro que detecta la elevación u otros sensores, por ejemplo, un acelerómetro, que detecta cambios en la elevación. Esto puede permitir que se tenga en cuenta la energía potencial asociada con una posición relativa del scooter o motocicleta eléctrica 100 con respecto a las pendientes (por ejemplo, la cima de la pendiente, la parte inferior de la pendiente) al determinar un intervalo estimado. Esto puede producir de manera ventajosa una autonomía o una estimación más precisa, evitando una limitación innecesaria del rendimiento operativo.

La Figura 3 muestra partes del scooter o motocicleta eléctrica 100, de acuerdo con otra forma de realización ilustrada. En particular, la Figura 3 muestra una forma de realización que emplea un dispositivo de almacenamiento de energía eléctrica auxiliar 300 para suministrar energía generada por el motor de tracción eléctrica 116 que se utilizará para ajustar o controlar la temperatura de varios componentes (por ejemplo, un dispositivo de almacenamiento de energía eléctrica 118 y/o circuitos) a través de una serie de dispositivos de ajuste de temperatura 200. El dispositivo de almacenamiento de energía eléctrica auxiliar 300 se suma al dispositivo principal de almacenamiento de energía eléctrica 118 que todavía se utiliza para suministrar energía al motor de tracción eléctrica 116. Muchas de las estructuras y/o componentes son similares, o incluso idénticos, a los ilustrados y descritos con referencia a la Figura 2 anterior. Dichas estructuras y componentes compartirán los mismos números de referencia que se utilizan en la Figura 2 y no se describirán con más detalle. Sólo algunas de las diferencias significativas se describen inmediatamente a continuación.

Tal como se ha indicado, la forma de realización de la Figura 3 añade un dispositivo de almacenamiento de energía eléctrica auxiliar 300. La energía eléctrica generada por el motor de tracción eléctrica que funciona en modo de frenado regenerativo se suministra al dispositivo de almacenamiento de energía eléctrica auxiliar 300, por ejemplo, a través del convertidor de CA/CC 206c y/o el convertidor de CC/CC 206d. El dispositivo de almacenamiento de energía eléctrica auxiliar 300 se ilustra como uno o más supercondensadores o ultracondensadores, aunque pueden adoptar diversas formas, por ejemplo, una batería química. Dado que el dispositivo de almacenamiento de energía eléctrica auxiliar 300 no acciona el motor de tracción eléctrica 116, se permite una mayor flexibilidad en la selección de la forma. Por lo tanto, el dispositivo de almacenamiento de energía eléctrica auxiliar 300 puede seleccionarse en función de una característica deseada, como por ejemplo el rendimiento a los voltajes esperados, la capacidad de carga y/o las temperaturas a las que funcionará el dispositivo de almacenamiento de energía eléctrica auxiliar 300. La elección de un ultracondensador puede generar eficiencias sobre una batería química, particularmente con respecto a las operaciones de descarga y/o carga a temperaturas ambiente relativamente altas.

Los interruptores SW1-SW3 ahora están operativos para acoplar de forma selectiva el dispositivo de almacenamiento de energía eléctrica auxiliar 300 a los dispositivos de ajuste de temperatura 200.

La forma de realización de la Figura 3 también puede incluir una resistencia de descarga o disipación R y un interruptor SW4 operable en respuesta a las señales de control C^r del circuito de control 120 con el fin de acoplar selectivamente la resistencia R en paralelo entre el motor de tracción eléctrica 116 y el convertidor de potencia de CA/CC 206c. Ello puede permitir que el exceso de energía eléctrica se disipe como calor, por ejemplo, cuando la energía generada durante la operación de frenado regenerativo es excesiva para el dispositivo de almacenamiento de energía eléctrica auxiliar 300.

La forma de realización de la Figura 3 puede incluir adicional o alternativamente, un interruptor de acoplamiento directo SW5 que funciona en respuesta a las señales de control Cs⁵ del circuito de control 120 con el fin de proporcionar un acoplamiento eléctrico directo entre la energía eléctrica generada por el motor de tracción eléctrica que opera en modo de frenado regenerativo y los dispositivos de ajuste de temperatura 200 sin baterías ni ultracondensadores intermedios.

La Figura 4 es un gráfico 400 que muestra un par de motor de referencia de ejemplo en relación con valores de velocidad del motor característicos de varios tipos de cargas de vehículos, incluida la subida de una pendiente, y una curva de reducción de potencia de ejemplo 405 de acuerdo con una forma de realización ilustrada no limitativa. Utilizando dichos datos, los sistemas y métodos descritos en este documento pueden detectar un tipo particular de carga del vehículo (como por ejemplo el vehículo que sube una pendiente) y, por ejemplo, limitar la temperatura de la batería durante la subida. Por ejemplo, puede ser importante limitar la temperatura de la batería para que (1) se eviten daños permanentes a la batería y (2) se extienda la autonomía de recorrido de la batería. En el siguiente texto, cualquier determinación que no sea "si el vehículo sube por una superficie inclinada o se desplaza sobre una superficie plana, mientras transporta un número particular de personas" no está de acuerdo con la invención y se presenta únicamente con fines ilustrativos.

El sistema puede generar una curva de par-velocidad de referencia 401, tal como se muestra en la Figura 4, u otros datos característicos de un tipo particular de carga (también denominada "carga de carretera") que se utilizará como estándar (el "estándar") con el fin de ayudar a determinar una condición externa al vehículo en el que está operando, por ejemplo, con inclinación o sin inclinación, con viento de frente o sin viento de frente, a alta temperatura o a baja temperatura, etc. En algunas formas de realización, dichos datos de referencia ya están generados. El controlador compara muestras de par-velocidad real de datos de carga con el estándar. En base a la comparación, el sistema determina (a) condiciones externas (subir una pendiente, viajar con viento en contra, funcionar a alta temperatura) o (b) funcionamiento anormal del tren motriz, por ejemplo, baja presión de los neumáticos, fricción elevada o ruedas desalineadas. Sobre la base de la determinación (a) o (b), el controlador toma una acción, por ejemplo, implementa la curva de reducción de potencia 405 para controlar la salida de par de torsión máximo del motor con el fin de controlar la temperatura de la batería, elevar el deflector de viento, controlar la velocidad máxima del vehículo para reducir el peligro resultante debido a baja presión de los neumáticos, a la fricción elevada del tren motriz o a las ruedas desalineadas o iniciar una indicación de condiciones anormales. En algunas formas de realización, cuando el controlador está tratando de identificar un funcionamiento anormal del tren motriz, se haría una determinación de que el vehículo se encontraba en una carretera plana antes de tomar una acción. Estas acciones pueden ser realizadas por el controlador o por un sistema remoto del controlador que proporciona dichos datos al controlador en base a los datos recibidos del vehículo.

En lugar de una curva de par-velocidad tal como se muestra en la Figura 4, los datos utilizados que son característicos de un tipo particular de carga pueden representarse mediante una curva de referencia de la corriente del motor que incluye datos de corriente del motor que corresponden a la característica de curva de parvelocidad aplicable de cuando el vehículo está sujeto a una carga asociada con la curva de par-velocidad aplicable. En este caso, la corriente del motor del vehículo puede ser muestreada y dichos valores muestreados pueden ser comparados con los de la curva de referencia de la corriente del motor para determinar si el vehículo está sometido a la carga asociada con la curva aplicable de la corriente del motor y la correspondiente curva de par - velocidad (por ejemplo, para determinar si el vehículo se desplaza cuesta arriba o sobre una superficie plana).

Con referencia a la Figura 4, los datos que se pueden obtener del sistema de transmisión de potencia se comparan con una curva o datos de carga para determinar el cambio de la curva de par-velocidad o para detectar un problema de la transmisión de potencia. Un vehículo puede generar muchas curvas de carga bajo diferentes condiciones de carga. Se selecciona una curva de carga para determinar si el vehículo está subiendo una pendiente o si se está desplazando sobre una carretera plana. Cuando el vehículo entra en un modo utilizando la curva de reducción de potencia, el consumo de energía se puede reducir y, por lo tanto, el rendimiento no se ve excesivamente comprometido.

Hay cuatro ejemplos de curvas de velocidad-par de carga o curvas de par de carga que se muestran en la Figura 4: de abajo hacia arriba, la primera curva 409 se construye a partir de los datos obtenidos cuando un vehículo transporta a una persona y se mueve en una carretera plana, la segunda curva 407 se construye a partir de los datos obtenidos cuando un vehículo transporta a dos personas y se mueve en una carretera plana, la tercera curva 411 se construye a partir de los datos obtenidos cuando un vehículo transporta a una persona y sube una pendiente, y la cuarta curva 403 se construye a partir de los datos obtenidos cuando un vehículo lleva dos personas y sube una pendiente.

La Figura 5 es un diagrama de tiempo de ejemplo 500 de un proceso para determinar si el vehículo está sujeto a un tipo particular de carga durante un período de tiempo que incluye un ejemplo de muestreo de datos en tiempo real del sistema de transmisión de energía a una tasa de muestreo de ejemplo particular, de acuerdo con una forma de realización ilustrada no limitativa.

En un ejemplo de forma de realización, el contador se acumula en cada ciclo o tiempo fijo, un minuto en este ejemplo. Los datos se obtienen o se muestrean cada segundo. Cuando los datos muestran que el vehículo está subiendo una pendiente, en los puntos 501, 503 y 505, por ejemplo, el contador se suma en uno. Cuando finaliza el ciclo, el número del contador se compara con un umbral, 36 en este ejemplo. Si el contador es mayor o igual que el umbral, el vehículo cambia al "modo ecológico" utilizando una curva de reducción de potencia o de limitación de potencia. Se pueden utilizar varios otros valores para la tasa de muestreo, el tiempo de ciclo y los valores de umbral en varias otras formas de realización. Por ejemplo, dichos valores pueden seleccionarse basándose en el rendimiento deseado del vehículo y en la precisión de las mediciones.

El vehículo puede utilizar una curva de par - velocidad distinta de la curva de par - velocidad máxima cuando el vehículo se conduce en una pendiente. La determinación de si el vehículo sube por una pendiente se basa en el comportamiento o en el rendimiento del tren motriz del vehículo. Se puede utilizar cualquier característica del tren motriz que se muestre de manera diferente a cuando el vehículo se mueve en una carretera plana. Por ejemplo, en lugar de una curva de par-velocidad tal como se muestra en la Figura 4, los datos utilizados que son característicos de un tipo particular de carga pueden representarse mediante una curva de referencia de corriente del motor que incluye datos de corriente del motor que corresponden a la curva de característica de par-velocidad aplicable de cuando el vehículo está sujeto a una carga asociada con la curva de par-velocidad aplicable. En este caso, la corriente del motor del vehículo se puede muestrear y dichos valores muestreados se pueden comparar con los de la curva de referencia de la corriente del motor para determinar si el vehículo está sujeto a la carga asociada con la curva aplicable de la corriente del motor y la curva de par-velocidad correspondiente. (por ejemplo, para determinar si el vehículo viaja cuesta arriba o sobre una superficie plana).

En algunas formas de realización, la determinación no se basa en un sensor añadido adicionalmente, como por ejemplo un sensor G o similar.

El tren motriz compara una curva de carga de par-velocidad con datos de par y velocidad. Si los datos están por encima de la curva, se determina que el vehículo está subiendo una pendiente, por ejemplo; si los datos están por debajo de la curva, se determina que el vehículo no está subiendo una pendiente ni se está moviendo en una carretera plana. Esta es una forma de determinar que un vehículo está en una pendiente, pero también se pueden utilizar otras, tal como se describe en este documento.

Los modos de operación pueden cambiar cíclicamente. La comparación se realiza cada segundo en un ciclo que dura un minuto en este ejemplo. Se utiliza un contador para contar cuántas veces el vehículo está en estado de subir una pendiente. Cuando una relación entre el número del contador y el número total de conteo es superior al 60 %, se aplica un "modo ecológico" para limitar alguna operación del vehículo (por ejemplo, un límite de potencia de 3500 W) con el fin de afectar el par actual que se está aplicando y/o la temperatura resultante de la batería. No es necesario que los conteos sean continuos. La iniciación de un cambio de modo no requiere que la escalada sea continua.

La carga utilizada para determinar las curvas de carga puede incluir la resistencia al viento, la resistencia mecánica, la potencia requerida para subir una pendiente, etc.

En el siguiente texto, las curvas utilizadas para fines distintos de "si el vehículo está subiendo una superficie inclinada o si se está desplazando sobre una superficie plana, mientras transporta un número particular de personas" no están de acuerdo con la invención y se encuentran presentes solo con fines ilustrativos.

Las curvas de carga también se pueden utilizar para monitorear, por ejemplo, la presión de los neumáticos, el sistema de transmisión, el tren motriz o el sistema de energía del vehículo. Por ejemplo, si se monitorea la presión de los neumáticos, los datos se recuperan cada 10 minutos y la duración es el período entre cambios de batería. Por ejemplo, si la relación de conteo es superior al 95%, es posible que un neumático necesite un cambio. En otras palabras, la presión de los neumáticos se puede monitorear muestreando los datos de par - velocidad cada diez minutos entre cambios de batería y si la relación de conteo para los datos de par - velocidad muestreados están por encima de la curva de par - velocidad elegida como control para monitorear la presión de los neumáticos (probablemente una curva de par -velocidad para una carretera plana), por ejemplo, el 95 %, se determinará que la presión de los neumáticos es baja. Esto se basa en el concepto de que la baja presión de los neumáticos aumentará la resistencia a la rodadura, lo que afectará a la curva de par - velocidad.

Además de las curvas de carga, se pueden utilizar datos discretos. El cambio de modo puede iniciarse cada vez que el vehículo se encuentre subiendo. El cambio de modo puede iniciarse cuando el vehículo se encuentra subiendo durante un período de tiempo o una distancia. Al subir una colina no correrá rápido, por lo que se reduce el intervalo de velocidad con salida de par máximo. En el firmware, la corriente del motor se usa para comparar con los datos actuales correspondientes a la curva de carga. Sin embargo, la corriente se puede convertir en par, que se utiliza para comparar con la curva de carga.

Se pueden obtener muchas curvas de carga, tal como se muestra en la Figura 4. Se selecciona una de estas curvas como criterio de comparación. Se selecciona porque los puntos por encima representan con mayor probabilidad que el vehículo está subiendo y los puntos por debajo representan con mayor probabilidad que el vehículo no está subiendo.

Por ejemplo, estos factores pueden afectar la carga del vehículo en la carretera: diferentes configuraciones de pista de prueba (pendiente, superficie de la carretera, nivel); diferentes condiciones ambientales (temperatura, humedad, velocidad del viento, dirección del viento); y diferente configuración del vehículo (neumáticos y estado de los neumáticos, tipo de carrocería, frenos, alineación de las ruedas, cojinetes de las ruedas, opciones del vehículo). Otros factores también pueden contribuir a la carga a la que está sujeto el vehículo.

En el siguiente texto, cualquier determinación que no sea "si el vehículo sube por una superficie inclinada o se desplaza sobre una superficie plana, mientras transporta un número particular de personas" no está de acuerdo con la invención y se presenta únicamente con fines ilustrativos.

En función de la comparación descrita anteriormente de los datos reales de par - velocidad de la carga con el estándar de ejemplo que se muestran en la Figura 4, el controlador determina una condición externa (subir una colina, viajar con viento en contra, funcionar a alta temperatura) y/o un funcionamiento anormal del tren motriz, por ejemplo, baja presión de los neumáticos, fricción elevada, ruedas desalineadas. En una forma de realización, en base a la determinación, el controlador implementa la curva de reducción que se muestra en la Figura 4 para controlar la salida de par máximo del motor con el fin de controlar la temperatura de la batería. La temperatura objetivo de la batería a la que se implementa la curva de par - velocidad del modo económico (es decir, la temperatura objetivo de la batería a la que el controlador implementa la curva de reducción que se muestra en la Figura 4 para regir la salida de par máxima del motor con el fin de controlar la temperatura de la batería) es 57 Celsius, pero esta es solo una forma de realización de ejemplo y en su lugar se pueden usar otras temperaturas objetivo. Por ejemplo, la Figura 6 es un gráfico 600 que muestra temperaturas iniciales de ejemplo de baterías de vehículos que han tenido 100 y 500 ciclos de carga, respectivamente, y las distancias recorridas por el vehículo que tiene dicha batería cuando la temperatura de la batería alcanza los 57°C. En la Figura 6, por ejemplo, 35°C es la temperatura inicial de la batería del vehículo. 30 km es la distancia recorrida por el vehículo cuando la temperatura de la batería alcanza los 57 °C (para una batería con 100 ciclos) y 18 km es la distancia recorrida por el vehículo cuando la temperatura de la batería alcanza los 57 °C (para una batería con 500 ciclos). Los paréntesis "()" significan que el vehículo entró primero en el modo de "arrastrarse hasta casa" antes de que la temperatura de la batería alcanzara los 57 °C.

La Figura 7 es un diagrama de flujo que muestra un método 700 de detección de carga de vehículo, de acuerdo con una forma de realización ilustrada no limitativa.

En 702, el controlador obtiene datos en tiempo real sobre el funcionamiento del tren motriz de un vehículo durante un período de tiempo.

En 704, el controlador determina si el vehículo está sujeto a un tipo particular de carga durante el período de tiempo basándose en la comparación de los datos obtenidos en tiempo real con respecto al funcionamiento del tren motriz del vehículo con datos de referencia, los datos de referencia incluyen datos relacionados con el funcionamiento del tren motriz que son característicos de cuando el vehículo está sometido a un determinado tipo de carga.

La Figura 8 es un diagrama de flujo que muestra un método 800 para determinar si el vehículo estuvo sujeto al tipo particular de carga durante el período de tiempo particular útil en el método de detección de carga del vehículo de la Figura 7, de acuerdo con una forma de realización ilustrada no limitativa.

En 802, el controlador muestrea los datos en tiempo real del sistema de transmisión de potencia a una tasa de muestreo particular durante un período de tiempo determinado.

En 804, el controlador, para cada muestreo de los datos en tiempo real durante el período de tiempo particular, compara los datos en tiempo real muestreados de la transmisión de potencia con los datos de referencia.

En 806, el controlador, para cada muestreo de los datos en tiempo real durante el período de tiempo particular, determina si el vehículo está actualmente sometido al tipo particular de carga en el momento del muestreo en base a la comparación realizada con los datos de referencia en el muestreo.

En 808, el controlador, para cada muestreo de los datos en tiempo real durante el período de tiempo particular, determina si incrementar un contador inicializado al comienzo del período de tiempo particular en base a la determinación de si el vehículo está actualmente sujeto a el tipo particular de carga en un momento del muestreo.

En 810, el controlador determina si el vehículo está sujeto a un tipo particular de carga durante el período de tiempo basándose en la comparación de los datos obtenidos en tiempo real con respecto al funcionamiento del tren motriz del vehículo con datos de referencia, en que los datos de referencia incluyen datos relacionados con el funcionamiento del tren motriz que son característicos de cuando el vehículo está sometido a un determinado tipo de carga.

En 812, el controlador, una vez transcurrido el período de tiempo particular, compara un valor del contador con un valor de umbral.

En 814, el controlador determina si el vehículo estuvo sujeto al tipo particular de carga durante el período de tiempo determinado basándose en si el valor del contador es mayor o igual que el valor de umbral basado en la comparación.

Los diversos métodos descritos en este documento pueden incluir actos adicionales, omitir algunos actos y/o pueden realizar los actos en un orden diferente al establecido en los diversos diagramas de flujo. La descripción detallada anterior ha expuesto varias formas de realización de los dispositivos y/o procesos mediante el uso de diagramas de bloques, esquemas y ejemplos. En la medida en que dichos diagramas de bloques, esquemas y ejemplos contengan una o más funciones y/u operaciones, los expertos en la materia entenderán que cada función y/u operación dentro de dichos diagramas de bloques, diagramas de flujo o ejemplos puede implementarse, individual y/o colectivamente, por medio de una amplia gama de hardware, software, firmware o prácticamente cualquier combinación de los mismos. En una forma de realización, el presente aspecto puede implementarse a través de uno o más microcontroladores. Sin embargo, los expertos en la técnica reconocerán que las formas de realización descritas en este documento, en su totalidad o en parte, pueden implementarse de manera equivalente en circuitos integrados estándar (por ejemplo, circuitos integrados específicos de aplicación o ASIC), como uno o más programas de computadora ejecutados por una o más computadoras (por ejemplo, como uno o más programas que se ejecutan en uno o más sistemas informáticos), como uno o más programas ejecutados por uno o más controladores (por ejemplo, microcontroladores), como uno o más programas ejecutados por uno o más procesadores (por ejemplo, microprocesadores), como firmware, o virtualmente como cualquier combinación de los mismos, y que diseñar el circuito y/o escribir el código para el software y/o firmware entraría dentro de la habilidad de una persona con experiencia ordinaria en la técnica a la luz de la enseñanzas de esta descripción.

Cuando la lógica se implementa como software y se almacena en la memoria, la lógica o la información se pueden almacenar en cualquier medio no transitorio legible por computadora para su uso por parte de o en conexión con cualquier sistema o método relacionado con el procesador. En el contexto de esta descripción, una memoria es un medio de almacenamiento no transitorio legible por computadora o procesador que es un dispositivo o medio electrónico, magnético, óptico u otro medio que contiene o almacena de manera no transitoria un programa de computadora y/o procesador. La lógica y/o la información pueden incorporarse en cualquier medio legible por computadora para ser utilizadas por o en conexión con un sistema, aparato o dispositivo de ejecución de instrucciones, como por ejemplo un sistema basado en computadora, un sistema que contiene un procesador u otro sistema que pueda obtener las instrucciones del sistema, aparato o dispositivo de ejecución de instrucciones y ejecutar las instrucciones asociadas con la lógica y/o la información.

En el contexto de esta memoria descriptiva, un "medio legible por computadora" puede ser cualquier elemento físico que pueda almacenar el programa asociado con la lógica y/o información para uso por parte de o en conexión con el sistema, aparato y/o dispositivo de ejecución de instrucciones. El medio legible por computadora puede ser, por ejemplo, pero no se limita a, un sistema, aparato o dispositivo electrónico, magnético, óptico, electromagnético, infrarrojo o semiconductor. Ejemplos más específicos (una lista no exhaustiva) del medio legible por computadora incluirían los siguientes: un disquete de computadora portátil (magnético, tarjeta compact flash, digital segura o similar), una memoria de acceso aleatorio (RAM), una memoria de solo lectura (ROM), una memoria de solo lectura programable y borrable (EPROM, EEPROM o memoria Flash), una memoria de solo lectura de disco compacto portátil (CDr Om ) y cinta digital.

Las diversas formas de realización descritas anteriormente pueden combinarse para proporcionar formas de realización adicionales. Los aspectos de las formas de realización pueden modificarse, si es necesario, para emplear sistemas, circuitos y conceptos de las diversas patentes, solicitudes y publicaciones con el fin de proporcionar más formas de realización adicionales.

Si bien generalmente se describe en el entorno y el contexto del sistema de energía para su uso con vehículos de transporte personal, como por ejemplo scooters y/o motocicletas totalmente eléctricos, las enseñanzas del presente documento se pueden aplicar en una amplia variedad de otros entornos, incluidos otros entornos de vehículos, así como otros entornos no de vehículos.

Claims (7)

REIVINDICACIONES

1. Un método para limitar el par de un vehículo eléctrico (100) cuando se desplaza cuesta arriba y mientras transporta un número determinado de personas, en que el método comprende:

obtener datos en tiempo real sobre el funcionamiento del tren motriz del vehículo (100) durante un período de tiempo, en que la obtención de datos en tiempo real sobre el funcionamiento del tren motriz de un vehículo (100) incluye: obtener datos en tiempo real durante el período de tiempo desde un sistema de transmisión de potencia del vehículo (100), en que los datos en tiempo real incluyen datos indicativos del par motor actual de un motor del vehículo a medida que aumenta la velocidad del motor;

determinar si el vehículo (100) está subiendo una superficie inclinada o se está desplazando sobre una superficie plana mientras transporta un número determinado de personas, durante el período de tiempo basándose en la comparación de los datos obtenidos en tiempo real con respecto al funcionamiento del tren motriz del vehículo (100) con respecto a los datos de referencia, en que los datos de referencia incluyen datos relacionados con el funcionamiento del tren motriz que incluyen datos que indican el par motor a medida que aumenta la velocidad del motor que es característico de cuando el vehículo (100) sube una superficie inclinada o se desplaza sobre una superficie plana mientras transporta un número determinado de personas, e

implementar una curva de reducción (405) para controlar la salida de par máxima del motor (405) del vehículo (100) en base a dicha determinación, haciendo que el par motor del vehículo (100) esté en una cantidad determinada de par según la velocidad del motor, en que dicha cantidad determinada de par está definida por la curva de reducción (405), que es indicativa del par motor deseado con respecto a la velocidad del motor.

2. El método de la reivindicación 1, en que determinar si el vehículo (100) está subiendo una superficie inclinada o se desplaza sobre una superficie plana mientras transporta un número determinado de personas durante el período de tiempo incluye:

muestrear los datos en tiempo real del sistema de transmisión de energía a una tasa de muestreo determinada durante un período de tiempo determinado;

para cada muestreo de los datos en tiempo real durante el período de tiempo determinado:

comparar los datos en tiempo real muestreados de la transmisión de potencia con los datos de referencia;

determinar si el vehículo (100) está subiendo actualmente una superficie inclinada o si se está desplazando sobre una superficie plana mientras transporta un número determinado de personas en un momento del muestreo en base a la comparación realizada con los datos de referencia en el muestreo; y determinar si se debe incrementar un contador inicializado al comienzo del período de tiempo determinado basándose en la determinación de si el vehículo (100) está subiendo actualmente una superficie inclinada o si se está desplazando sobre una superficie plana mientras transporta un número determinado de personas en un momento del muestreo;

después de que haya transcurrido el período de tiempo determinado, comparar un valor del contador con un valor de umbral; y

determinar si el vehículo (100) estaba subiendo una superficie inclinada o si se estaba desplazando sobre una superficie plana mientras transportaba un número determinado de personas durante el período de tiempo determinado en función de si el valor del contador es mayor o igual que el valor de umbral basándose en la comparación.

3. El método de la reivindicación 1, en que los datos de referencia tienen la forma de una curva de datos que muestra el par motor de referencia frente a la velocidad del motor de referencia que es característica de cuando el vehículo (100) sube una superficie inclinada o se desplaza sobre una superficie plana mientras transporta un número determinado de personas.

4. El método de la reivindicación 1, en que el método incluye además:

determinar si existe una anomalía en el tren motriz o en el sistema de transmisión de potencia del vehículo (100) basándose en la determinación de si el vehículo (100) se desplaza sobre una superficie plana o inclinada y en la comparación de los datos obtenidos en tiempo real con respecto al funcionamiento del tren motriz del vehículo (100) con los datos de referencia.

5. El método de la reivindicación 4, que comprende además:

si se determina que existe una anomalía en el tren motriz o en el sistema de transmisión de potencia del vehículo (100), hacer que el vehículo tome una acción para provocar que el par motor del vehículo (100) se determine en una cantidad particular de par de acuerdo con la velocidad del motor al menos en parte en respuesta a la determinación de que existe una anormalidad en el tren motriz o en el sistema de transmisión de potencia del vehículo (100).

6. El método de la reivindicación 1, en que los datos obtenidos en tiempo real con respecto al funcionamiento del tren motriz del vehículo (100) incluyen datos obtenidos de uno o más sensores, en que el uno o más sensores incluyen sensores operables para recopilar información con respecto a uno o más de: aceleración del vehículo, datos telemáticos del vehículo, datos del acelerómetro.

7. Un vehículo (100), que comprende:

un motor (116) acoplado para impulsar al menos una rueda (104b) del vehículo (100); un dispositivo principal de almacenamiento de energía eléctrica (118) que almacena energía; una fuente de alimentación acoplada y operable para transferir energía eléctrica de forma selectiva entre el dispositivo principal de almacenamiento de energía eléctrica (118) y el motor (118); y

un controlador (120) acoplado de forma comunicativa para controlar la fuente de alimentación, en que el controlador está configurado para:

obtener datos en tiempo real sobre el funcionamiento del tren motriz del vehículo (100) durante un período de tiempo, en que la obtención de datos en tiempo real sobre el funcionamiento del tren motriz de un vehículo (100) incluye: obtener datos en tiempo real durante el período de tiempo desde un sistema de transmisión de potencia del vehículo, en que los datos en tiempo real incluyen datos indicativos del par motor actual de un motor del vehículo a medida que aumenta la velocidad del motor; y

determinar si el vehículo (100) está subiendo una superficie inclinada o si se está desplazando sobre una superficie plana mientras transporta un número determinado de personas durante el período de tiempo en base a la comparación de los datos obtenidos en tiempo real con respecto al funcionamiento del tren motriz del vehículo (100) con datos de referencia, en que los datos de referencia incluyen datos relacionados con el funcionamiento del tren motriz que incluyen datos que indican el par motor a medida que aumenta la velocidad del motor que es característico de cuando el vehículo (100) sube una superficie inclinada o se desplaza sobre una superficie plana mientras transporta un número determinado de personas, e

implementar una curva de reducción (405) para controlar la salida de par máximo del motor (116) en base a dicha determinación, haciendo que el par motor del vehículo (100) esté en una cantidad de par determinada de acuerdo con la velocidad del motor, en que dicha cantidad de par determinada está definida por la curva de reducción (405), que es indicativa del par motor deseado en relación con la velocidad del motor.