MX2008010142A

MX2008010142A - Vehiculo de motor electrico o hibrido con sistema de acondicionamiento termico que aumenta fuentes de nivel bajo.

Info

Publication number: MX2008010142A
Application number: MX2008010142A
Authority: MX
Inventors: Alain Douarre
Original assignee: Vehicules Electr Sas Soc D
Priority date: 2006-02-09
Filing date: 2007-02-07
Publication date: 2008-11-06
Also published as: JP2009525914A; PT1981726E; CA2640368A1; ATE442271T1; WO2007090965A1; FR2897016A1; DE602007002382D1; US20090020620A1; BRPI0706899A2; JP4995207B2; KR20080108098A; EP1981726A1; EP1981726B1; DK1981726T3; US8371512B2; ES2331932T3; NO20083383L; CN101378923B; PL1981726T3; CA2640368C

Abstract

La invención se refiere a un vehículo de motor que comprende un motor térmico de baja extracción (ME) para impulsar ruedas impulsoras y un sistema para acondicionar la temperatura de aire del compartimiento de pasajero (CAB), el sistema de acondicionamiento incluye una bomba térmica reversible (PAC) que acondiciona la temperatura respectivamente de un ciclo de distribución (DO) y un ciclo de extracción (RE) a través de los cuales fluye un refrigerante, el ciclo de distribución (DI) se conecta al intercambiador (H2) con el aire que entra al compartimiento de pasajero (CAB) y se conecta vía una válvula electromagnética (EV1) al otro intercambiador (H1) con el aire que entra al compartimiento de pasajero (CAB), el ciclo de extracción que se conecta adicionalmente al motor (ME) para el intercambio de calor con el motor.

Description

VEHICULO DE MOTOR ELECTRICO O HIBRIDO CON SISTEMA DE ACONDICIONAMIENTO TERMICO QUE AUMENTA FUENTES DE NIVEL BAJO Descripción de la Invención La invención se refiere a un vehículo de motor que comprende un motor térmico de baja extracción para impulsar ruedas impulsoras, particularmente un motor eléctrico combinado posiblemente con un motor térmico. En el último caso, el vehículo se denomina comúnmente como vehículo híbrido. Al igual que los vehículos impulsados con motor térmico, los vehículos de motor eléctrico o híbrido deben integrar un sistema para acondicionar la temperatura del aire del compartimiento de pasajero. Estos sistemas para acondicionamiento permiten asegurar la comodidad de los pasajeros así como funciones adicionales tales como desempañamiento y descongelación de superficies de cristal. Los sistemas para acondicionar el compartimiento de pasajero de los vehículos de motor térmico consumen una cantidad de energía que es incompatible con la disponible en vehículos eléctricos o incluso en vehículos híbridos, en el sentido en donde para estos últimos, el motor térmico se puede detener durante periodos largos. De hecho, en vehículos convencionales de motor térmico, las pérdidas abundantes de calor del motor están a una temperatura suficientemente alta que se utilizará directamente para calentar el compartimiento de pasajero, a través de un sistema económico y muy compacto. La cantidad relativamente grande de energía necesaria para el calentamiento (hasta 10 KW) como está completamente disponible. Para el aire acondicionado, también existen sistemas potentes y compactos, que se basan en un compresor impulsado mecánicamente por el motor, que no tiene ninguna desventaja durante el uso con excepción de un consumo excesivo sustancial de combustible (+ 3 a 4% en un promedio anual en regiones templadas), pero por otra parte es aceptado considerando las ventajas en términos de comodidad y seguridad que son obtenidas, puesto que estos vehículos no tienen ninguna autonomía limitada. Sin embargo, cuando se considera dése un punto de vista de desarrollo sustentable, el aire acondicionado del automóvil sin embargo se critica, debido a este consumo excesivo y la contribución al calentamiento global de gases refrigerantes. De hecho, esto se aplica al ciclo de enfriamiento que se distribuye en el compartimiento del motor, contiene una gran cantidad de gas refrigerante, que contribuye enormemente al efecto invernadero y es difícil de limitar durante el periodo útil del vehículo. Controlar la difusión de este gas en la atmósfera es imposible puesto que cualquier intervención mecánica referente al sistema de transmisión requiere que el ciclo de enfriamiento sea eliminado, y debido a que el condensador - intercambiador en donde este gas circula, en la parte frontal del vehículo, es una de las primeras unidades que se dañarán en caso de un impacto frontal. Al contrario de los vehículos de motor térmico, los vehículos eléctricos o híbridos tienen una autonomía en la tracción eléctrica pura, con un consumo dé calor que de manera cuantitativa es muy insuficiente en relación al calentamiento necesario, que además está a una temperatura que es demasiado baja para usarse directamente. Al ejecutar el aire acondicionado, en estos mismos vehículos, la energía de impulsión para el compresor tiene un impacto fuerte sobre la autonomía en la ciudad (en modo puramente eléctrico en el caso híbrido). Para estos nuevos motores, el objetivo es ser amigable con el ambiente, no contaminante en la ciudad y tan independiente como sea posible de las fuentes de energía no renovables, es lógico encontrar soluciones que no emitan nada en la atmósfera, que consuman una cantidad mínima de energía implementada, y que se adapten a los costos imperativos relacionados, a la instalación y tamaño limitados, que caracterizan al automóvil. Tomando en cuente que no puede considerarse restringir de ninguna manera el nivel de comodidad el cual utilizan los usuarios modernos, o imponer nuevas restricciones que aceleran su duración o limiten la disponibilidad del vehículo, parece que no existe hasta ahora ninguna solución completa conveniente, o incluso que sea propuesta, para satisfacer las necesidades de condicionamiento térmico del compartimiento de pasajero de los vehículos eléctricos o híbridos que tienen una autonomía en la tracción eléctrica pura. Las publicaciones, las realizaciones experimentales e incluso comerciales, que se llevan a cabo en laboratorios institucionales, por fabricantes de equipamiento de vehículos de motor ahora han abundado durante algunos años, mostrando la intensidad de la búsqueda de soluciones adaptadas a estos nuevos motores, y más generalmente a la reducción del impacto al ambiente provocado por el aire acondicionado del automóvil. Las soluciones que se implementan actualmente en los vehículos híbridos que no se pueden recargar vía las tuberías principales, cuyas duraciones de operación con el motor térmico detenido permanecen modestas, se dirigen a mejorar y promover los tipos tradicionales de vehículos de motor térmico, para mantener la comodidad durante los períodos en que se encuentra detenido el motor térmico. Para el calentamiento, la inercia térmica alta del motor de combustión interna permite que la comodidad sea mantenida durante un cierto periodo de tiempo. Esta duración puede ser prolongados de manera útil debido a un complemento eléctrico, comúnmente en el aire que entra al compartimiento de pasajero.

Cuando el motor se enfría, o también cuando la batería se descarga, el motor térmico se reinicia automáticamente. Con el aire acondicionado, la inercia térmica que se puede regresar es baja y se debe retransmitir rápidamente. La solución actualmente conservada es un compresor doble, que suministra su energía total con la impulsión mecánica, y la energía para el mantenimiento, que es más modesta, con la impulsión eléctrica. Es naturalmente más costoso y ocupa más espacio que un compresor mecánico simple. Aquí también, cuando el motor térmico se reinicia automáticamente la demanda de comodidad ya no se asegura (cuando es muy caliente y hay mucha luz solar) o también cuando la batería se descarga. Para los híbridos del tipo de "parada e inicio", en donde el motor térmico se detiene solamente cuando el vehículo se detiene, durante los periodos que son generalmente cortos, un puede ser suficiente complemento de inercia térmica en el ciclo de enfriamiento, comúnmente en forma de reserva térmica de calor latente. Los vehículos eléctricos o híbridos que tienen una cantidad sustancial de autonomía eléctrica, que actualmente no está ampliamente disponible, se equipan como sigue: Para el calentamiento, una resistencia eléctrica en el aire o en el agua, o una caldera del tipo caldera adicional para vehículos "muy fríos". La primera solución proporciona servicios que son claramente inferiores que los de un vehículo térmico aunque reducen considerablemente la autonomía eléctrica pura. La segunda, que quema combustible y libera C02 y otros contaminantes atmosféricos, aceptable en un híbrido a pesar de su costo, es apenas homogénea con el propósito de un vehículo eléctrico. Para el aire acondicionado, un ciclo de enfriamiento tradicional, con un pequeño compresor eléctrico. Aquí también, el objetivo es frecuentemente los servicios que son más modestos que los de un vehículo térmico, al precio de una reducción sustancial de la autonomía relacionada a la tracción eléctrica, especialmente en la ciudad. La escasez de soluciones disponibles para los vehículos eléctricos y híbridos con alta autonomía eléctrica conduce a considerar que la solución sustentable para el futuro que se adapta a este tipo de vehículo, puede implicar el uso de una pompa de calor reversible. En su principio, la pompa de calor - que comprende un ciclo de enfriamiento tal como el utilizado en el acondicionamiento de aire, pero que se puede invertir en el invierno - hace posible, en un solo sistema, proporcionar las necesidades en el calentamiento así como para el acondicionamiento de aire en el compartimiento de pasajero. Tomando la mayor parte de la energía necesaria del los alrededores, la pompa térmica tiene un alto grado de eficacia, expresado como la relación entre la energía regresada al compartimiento de pasajero y la energía implementada que se consume. También referida como coeficiente de funcionamiento o COP por sus siglas en inglés, esta relación puede ubicarse actualmente entre 2 y 3 para el acondicionamiento de aire, y un poco más de calentamiento. Esto puede proporcionar servicios de calentamiento y acondicionamiento de aire que son idénticos a los de un vehículo térmico dedicando una porción tolerable de -la energía de la batería de tracción. El principio de la bomba térmica de compresión de vapor es bien conocido, y tiene numerosas aplicaciones, especialmente en el alojamiento. También se conoce que la eficiencia de este ciclo disminuye agudamente cuando la diferencia de temperatura entre el lado consumido (intercambiador con el aire exterior) y aumenta el lado de distribución (intercambiador con el aire introducido en el compartimiento de pasajero). En el acondicionamiento de aire del automóvil, esta diferencia es comúnmente de aproximadamente 70°C (70-80°C lado caliente, y 0°C-10°C lado frío). En el calentamiento, la figura alcanza 110°C y continúa por debajo -30°C del lado frío. El uso de una bomba térmica para el calentamiento por lo tanto implica la sobre-dimensión considerable del compresor, con los refrigerantes normales no muy bien adaptados a tal intervalo de temperaturas. En el alojamiento, el uso de superficies grandes de intercambio hace posible reducir muy sustancialmente esta amplitud, que es naturalmente imposible en el contexto limita-do de un automóvil. Los fabricantes y fabricantes de equipo de vehículo de motor consideran los ciclos futuros de C02 supercríticos, en donde los últimos se enfocan a los esfuerzos de desarrollo e inversión, para resolver esta dificultad. Tales bombas térmicas no estarán disponibles durante varios años. Otros tipos de bombas térmicas continúan siendo objeto de investigación y de las publicaciones. Los niveles de funcionamiento que aumentan constantemente con algunos de ellos pueden considerarse como alternativas posibles a las bombas térmicas de compresión de gas, particularmente la bomba térmica de material magneto-calórico, bomba térmica de ciclo Stirling. Aunque el propósito de esta invención sea proponer una arquitectura térmica global que incorpore todas las necesidades, recursos térmicos y otras limitaciones de un automóvil eléctrico o híbrido con autonomía eléctrica, optimizados con el propósito de cumplir los funcionamientos limitados de las tecnologías de bomba térmica actualmente disponibles, esta invención se aplica a todos los tipos de bombas térmicas. La invención se dirige a proporcionar los servicios .de calentamiento y acondicionamiento de aire para el compartimiento de pasajero, que son comparables a los de un vehículo térmico moderno, reduciendo solo ligeramente la autonomía del vehículo, que no es un obstáculo para el usuario, y no somete lo anterior a ningún problema específico durante el uso. Aunque se trata particularmente los vehículos eléctricos y híbridos con una autonomía eléctrica disminuida usando los vehículos de motor térmico estándares, el aumento de este último problema, por ejemplo dentro del marco de trabajo de un nuevo vehículo dedicado a esta forma de tracción, tal como la disponibilidad futura de bombas térmicas de mejor funcionamiento con nuevas o diferentes tecnologías, se puede mejorar solamente el potencial de la arquitectura propuesta. Los principios innovadores e inventivos subyacentes, con excepción de ciertas demandas específicas que sean descubiertas en la descripción, son independientes del tipo de bomba térmica, tal como los detalles del diseño y la dimensión de otras unidades en relación a la arquitectura térmica propuesta. Asimismo, la invención no se limita a considerar Los vehículos de motor con autonomía eléctrica. Es pertinente para todos los tipos de vehículos de cabina autónoma que cumplan las preocupaciones del tipo de automóvil, cuyo condicionamiento térmico del compartimiento de pasajero es asegurado por lo menos parcialmente por una bomba térmica que debe tomar del aire exterior por lo menos una porción de su recurso térmico, para el calentamiento así como para el acondicionamiento de aire. Dentro del marco de trabajo del uso de una bomba térmica, los problemas generales con el suministro de calentamiento y acondicionamiento de aire para los vehículos con autonomía eléctrica, mencionados anteriormente, se pueden analizar en los siguientes problemas esenciales más específicos. Las tecnologías de bomba térmica disponibles pueden cumplir ligeramente los objetivos de densidad de energía y rendimiento energético del acondicionamiento térmico del compartimiento de pasajero de los vehículos con autonomía eléctrica llevando tan cerca como sea la amplitud de las temperaturas entre la interfaz de extracción y la interfaz de distribución de la bomba térmica, la amplitud de las temperaturas entre el aire introducido en el compartimiento de pasajero y el aire exterior. La dificultad se basa en la realización de esto en los límites altamente restrictivos del volumen para los intercambiadores del grupo de calentamiento/acondicionamiento de aire, o HVAC, y del lado frontal del vehículo. Aunque el alto rendimiento energético potencial de la bomba térmica, para el acondicionamiento de aire y aún más para el calentamiento, sea atractivo, frecuentemente es decepcionante con el funcionamiento real en la práctica, cuando se aplica al automóvil. Las pérdidas de calor internas del sistema, la variabilidad de las condiciones de operación y los numerosos pasajeros, en donde la bomba está lejos de su salida óptima, explican la diferencia. Es sin embargo crítico estar cerca del potencial de funcionamiento de la bomba térmica para hacer frente al desafío del acondicionamiento térmico del compartimiento de pasajero de los vehículos con autonomía eléctrica. Los recursos térmicos potenciales para la bomba térmica, y con la competencia por el acceso a las capacidades de intercambio con el aire exterior, varias unidades de la transmisión tienen necesidades de regulación térmica que varían de acuerdo a las unidades y condiciones de uso, en energía y especialmente en relación a los niveles de temperatura. Con excepción del acondicionamiento térmico del compartimiento de pasajero, esta invención considera, y en algunos casos, se enfoca en, las necesidades de acondicionamiento térmico de las unidades de la transmisión . El caso con el vehículo híbrido con autonomía eléctrica es particularmente crítico para el acceso a las capacidades de intercambio térmico con el aire exterior. El motor térmico, cuyo consumo es abundante pero a temperatura alta, requiere un intercambiador dedicado. La bomba térmica y el resto de la transmisión tienen un consumo más modesto, que sin embargo puede ocasionalmente ser sustancial cuando se acumula, y especialmente a temperaturas que frecuentemente están cerca de las del aire exterior, y por lo tanto requieren superficies grandes de intercambio.

Para cumplir con los requisitos de espacio y costo, y para evitar el abultamiento de los componentes termohidráulicos en las redes paralelas, todas las necesidades se deben incorporar en un solo sistema de control de calor, en términos de su constitución física de la arquitectura así como en sus pérdidas de operación.

Incluso si los refrigerantes de última generación no son tan dañinos al ambiente, mientras estos líquidos conserven sustancias sensibles, es necesario proporcionar la retención segura de ellas durante el periodo útil del vehículo, y la recuperación de ellas al final del ciclo útil. Las bombas térmicas que hacen uso de un gas inerte, o que no contiene un fluido de trabajo, estarán exentas de este problema. En el calentamiento, para pedir tomar el calor del aire exterior, el intercambiador tiene que estar a una temperatura que sea menor que la del aire. Cuando la última está entre 0 y 10°C, el refrigerante que fluye a través del intercambiador está comúnmente a una temperatura negativa. Durante el contacto con las superficies frías, el vapor de agua contenido en el aire en cantidades aún relativamente altas a estas temperaturas, tiende a condensarse y congelarse, hasta que cree una . acumulación de hielo que obstruye rápidamente el intercambiador. El fenómeno de la formación de hielo, que es altamente problemático para las aplicaciones automotrices en donde hay un énfasis en las superficies de intercambio, es un obstáculo importante al usar la bomba térmica en el automóvil. El condicionamiento térmico del compartimiento de pasajero en realidad tiene tres componentes: calentamiento, acondicionamiento de aire y control de higrometría, particularmente para evitar la formación de vapor en el parabrisas. En un vehículo convencional, el secado del aire introducido en el compartimiento de pasajero es realizado vía la condensación del exceso de vapor de agua en un primer intercambiador asociado al acondicionamiento de aire, el aire entonces es recalentado desde un segundo intercambiador de calor, según sea necesario. A pesar de los recursos y preocupaciones altamente diversos, la arquitectura propuesta debe preservar este servicio esencial. Para beneficiarse del precio y de la calidad de las unidades producidas en series muy grandes, la solución debe poder adaptarse a las unidades de calentamiento y acondicionamiento de aire en el mercado, así como a los sistemas convencionales de los intercambiadores en el frente de los automóviles. Además, implicando los vehículos eléctricos y híbridos con la autonomía eléctrica disminuida de los vehículos de motor térmico estándares, la solución debe cumplir con la preocupación de mantenerse completamente compatible con la unidad original de calentamiento y acondicionamiento de aire, su lógica de control para las versiones de acondicionamiento térmico automático, el diseño del compartimiento de pasajero, la instalación del "kit térmico" (unidad de ventilación de motor más intercambiadores en el aire exterior) y volúmenes asignados a los intercambiadores sobre el lado frontal del vehículo. Por primera vez, se propone una arquitectura térmica que puede hacer uso del funcionamiento que está actualmente disponible con tecnologías de bomba térmica disponibles, que alcanzan todos los objetivos del sistema y proporcionan una solución completa a los problemas ya mencionados. Por lo menos uno de sus méritos es no alcanzar esto con una sobriedad de medios que sean contrarios a muchas ofertas publicadas en los últimos años, de las cuales es apenas sorprendente que no uno de ellos se ha enfocado en una realización práctica. Está economía de los medios resulta de la comercialización intensiva de las unidades y de los circuitos entre las diferentes necesidades, asociados a un requisito de la armonización entre las redes físicas y la conducta lógica del sistema. A tal efecto, la invención propone un vehículo de motor que comprende un motor térmico de baja extracción para impulsar ruedas impulsoras y un sistema para acondicionar la temperatura del aire del compartimiento de pasajero, el sistema de acondicionamiento incluye una bomba térmica reversible que acondiciona a temperatura respectivamente de un ciclo de distribución y un ciclo de extracción a través de los cuales fluye un refrigerante, el ciclo de distribución está conectado a un intercambiador con el aire que entra en el compartimiento de espacio y está conectado vía una válvula electromagnética a otro intercambiador con el aire que entra en el compartimiento de pasajero, el ciclo de extracción está conectado a un intercambiador con el aire exterior, el ciclo de extracción está conectado adicionalmente al motor para intercambiar el calor mediante el motor. Otras particularidades y ventajas de la invención aparecerán en la siguiente descripción, hecha en referencia a las figuras anexas 1 a 6 que muestran respectivamente una modalidad de un sistema para acondicionar la temperatura del aire del I I compartimiento de pasajero de un vehículo de acuerdo a la invención. La modalidad mostrada en la figura 1 es descrita más abajo.

El sistema de acondicionamiento comprende una bomba térmica compacta reversible PAC, cuya tecnología interna - ciclo de compresión de vapor, máquina de efecto magneto-calórico, máquina de Stirling, sistema de efecto de Peltier, etc. - y el dispositivo de inversión - intrínseco a la tecnología, o vía un circuito auxiliar que está convencionalmente interno al alcance de la bomba térmica - son indiferentes en relación a la invención. La bomba PAC está conectada a dos . circuitos en donde fluye un refrigerante, comúnmente agua de glicol. El circuito de distribución ID está conectado a la unidad de calentamiento/acondicionamiento de aire HVAC del compartimiento de pasajero CAB. Este grupo es de construcción convencional, y los detalles de su operación se proporcionan más adelante. Con mayor exactitud, se conecta permanentemente al "calentador de aire", que aquí será referido como intercambiador H2 y se puede conectar, de acuerdo a la posición de la válvula electromagnética E V1 , al intercambiador H1 (o "evaporador" para utilizar el nombre convencional de este intercambiador que es normalmente una parte del ciclo de acondicionamiento de aire de un vehículo convencional, suministrado por un refrigerante, pero que, de acuerdo a una modalidad preferida, aquí se desvía de su función original, o en un caso pertinente se sustituye, y en donde el refrigerante fluye). El circuito de extracción RE, está conectado parcialmente al motor eléctrico ME y a su alojamiento de impulsión eléctrica o "IMPULSOR", en serie o en la desviación de acuerdo a la posición de la válvula electromagnética EV2,.y al intercambiador F1 en el frontal del aire exterior. Una ramificación de este circuito además es conectable al intercambiador H1 mediante el intermediario de la válvula electromagnética E 1. Las diferentes ramas son animadas por bombas eléctricas convenientes (P1 a P3, en la figura 1). Un tanque de expansión R, reserva de refrigerante, presurización y purgación de gas, son comunes para los dos circuitos DI, RE. Suministrado nuevamente de manera continua desde el anterior mediante el circuito de distribución Cl, según lo mostrado, adicionalmente comprende una inercia térmica que estabiliza el ciclo de distribución que tiene naturalmente poca inercia térmica, contrario al ciclo de extracción que incorpora el motor ME, y también contrario al circuito de calentamiento de un vehículo convencional que contiene el motor de combustión interna. Un tanque de suficiente capacidad y aislado térmicamente será favorecido por esta razón. De acuerdo a una modalidad preferida, para aumentar el funcionamiento de este almacenamiento amortiguador, una estructura celular hueca -continua o comprendida por un conducto de volúmenes elementales huecos, se incorpora al interior del tanque alrededor en donde el refrigerante puede fluir libremente, y contiene una o varia sustancias de cambio de fase, cuyas temperaturas de transición corresponden a los intervalos de temperatura óptima del ciclo de la distribución para el calentamiento y enfriamiento. Además de su función de estabilización el punto de operación de la bomba térmica PAC, esta reserva térmica hace posible inmediatamente tener el aire introducido al compartimiento de pasajero a una temperatura durante el reinicio del vehículo después de detenerse durante algunos minutos, o para transmitir la bomba PAC durante algunos minutos, durante una operación de descongelación posible del intercambiador F1, o cuando las condiciones excepcionales (por ejemplo en una disminución con una temperatura exterior muy alta), la bomba PAC debe retirarse temporalmente en beneficio del enfriamiento del motor eléctrico ME. En invierno y en primavera y otoño, la bomba térmica PAC calienta el ciclo de distribución DI y enfría el ciclo de extracción RE. En clima frío - comúnmente debajo de 3°C - la válvula electromagnética variable EV1 mezcla los refrigerantes que vienen respectivamente del ciclo de distribución DI (calientes) y del ciclo de extracción RE (frío) de una manera tal que el intercambiador H1 precaliente el aire introducido en el compartimiento de pasajero. De acuerdo al nivel de ajuste del equipo de vehículo, la posición del miembro de mezcla V es controlada por el calculador de acondicionamiento del compartimiento de pasajero, o vinculada al control de temperatura manual disponible para el conductor. En ambos casos, la válvula electromagnética EV1 desplaza la mezcla hacia "caliente" mientras que la temperatura exterior T2 disminuye, rápidamente en el primer caso, y más progresivamente en el segundo caso para estabilizar la respuesta del control de calentamiento manual. De acuerdo a la operación convencional de la unidad HVAC, una porción del flujo de aire calentado en el intercambiador H1, de acuerdo a la posición del miembro V, se vuelve a calentar en el ¡ntercambiador H2 después se remezcla con el resto del flujo que se desvía al ¡ntercambiador H2. A una energía de calentamiento máxima, nos beneficiamos así de la capacidad de dos intercambiadores, que permite disminuir sustancialmente la temperatura del refrigerante necesario para calentar el compartimiento de pasajero en un clima muy frío. Donde un vehículo convencional requiere 80°C, 50°C es suficiente. Con temperaturas moderadas, comúnmente entre 3 y 20°C de acuerdo a la cantidad de calor, la bomba térmica mantiene la misma dirección de trabajo, pero la válvula electromagnética EV1 se coloca de una manera tal que el intercambiador H1 ahora se suministra con el líquido frío regulado por la válvula electromagnética EV1, aún mezclando los líquidos que vienen de los ciclos de distribución y de extracción, a una temperatura que sea sustancialmente menor que la del aire exterior T2, pero mayor que 0°C para evitar la aparición de hielo. El aire fresco introducido en el compartimiento de pasajero puede ser descargado así de una porción de su humedad transfiriendo el calor latente al intercambiador H1 y después recalentarse en el intercambiador H2 de acuerdo a la necesidad, antes de penetrar el compartimiento de pasajero. Este calor latente se recupera en el ciclo de extracción RE y se aumenta como un recurso de la bomba térmica PAC. Teniendo recursos térmicos templados abundantes en su ciclo de extracción, la bomba térmica no tiene ninguna dificultad en la liberación de 60°C en su ciclo de distribución, una temperatura que es muy suficiente para asegurar el calentamiento apropiado en estas condiciones. Si sin embargo, la energía de calentamiento llega a limitarse al proporcionar una temperatura conveniente para el aire introducido en el compartimiento de pasajero, especialmente hacia temperaturas bajas y altas velocidades impulsoras (ventilador de la unidad HVAC), el calculador interviene en la válvula electromagnética EV1 para calentar al intercambiador H1 de acuerdo a las necesidades. En climas muy calientes, comúnmente por encima de 20°C de acuerdo a la cantidad de calar y de la temperatura del ciclo de extracción (que depende de la intensidad de uso del motor de tracción), o más sencillamente cuando la energía de enfriamiento del intercambiador H1 se vuelve escasa, se invierte la bomba térmica. El ciclo de distribución DI ahora es frío, y el ciclo de extracción RE es caliente. La válvula electromagnética EV1 regula la temperatura del aire T1 en la salida de la unidad HVAC de acuerdo a la configuración (generada por el calculador de acondicionamiento del compartimiento de pasajero, o control de temperatura manual, de acuerdo al caso). La figura 1 considera la hipótesis de la lógica de control del miembro V mediante el calculador de acondicionamiento de compartimiento de pasajero o el control de temperatura manual, se invierte simultáneamente para la inversión de la bomba térmica PAC. La realización práctica de esta inversión de control no induce ninguna dificultad en principio, especialmente el miembro se beneficia de un accionador motorizado. En este caso la regulación de la válvula electromagnética EV1 acompaña al miembro complementando su acción para obtener la amplitud deseada y el progreso de la regulación de la temperatura T1. En el caso donde el control del miembro V no puede ser invertido, una válvula electromagnética de cierre sería introducida en la fuente del intercambiador H2 - no mostrado, cerrada cuando la bomba térmica está en la configuración de "enfriamiento", para favorecer el flujo en el intercambiador H1. En este caso, la posición del miembro sería indiferente, con la regulación que es lograda solamente por la válvula electromagnética EV1. Una segunda modalidad preferida, alternativa, mostrada en la modalidad mostrada en la figura 6 y explicada adicionalmente, conserva las capacidades de regulación de la temperatura del compartimiento de pasajero mediante el miembro de mezcla V en todas las condiciones. En el lado del ciclo de distribución DI, la arquitectura y el modo de conducta propuestos hace uso de todo el potencial del intercambio de los dos intercambiadores en todas las condicion-es i climáticas. Como se ha mostrado, la regulación de temperatura del compartimiento de pasajero es lograda principalmente por el miembro de mezcla, al igual que con la unidad convencional. Su acción es complementada por el control de la válvula electromagnética EV1 que regula la proporción del líquido tomado en el ciclo de extracción RE introducido en el intercambiador H1.

Opcionalmente, el dispositivo se puede complementar por una válvula electromagnética de recirculación EV3. Se justifica principalmente por favorecer la convergencia rápida, después de iniciar, de la temperatura del líquido que suministra el ciclo de distribución DI en la salida de la bomba PAC, para las tecnologías de bomba térmica que tendrían dificultad en alcanzar rápidamente su funcionamiento completo. Nos aprovecharemos de su presencia como un medio complementario para regular la energía de calentamiento, este vez disminuyendo el flujo de agua a través de los intercambiadores H1 y H2. La combinación de los dos medios debe permitir en cada caso encontrar el punto de funcionamiento más económico. En el lado del ciclo de extracción RE, cuando la bomba térmica PAC está en la configuración de "calentamiento", la válvula electromagnética EV2 se coloca para suministrar ascendentemente al motor ME (y su impulsión) y en serie en lo referente a la bomba PAC, para aumentar mejor su extracción de calor. Por el contrario, cuando se invierte la bomba PAC, en momentos de "clima muy caliente" según lo descrito arriba, se coloca la válvula electromagnética EV2 para suministrar en paralelo al motor ME y la bomba PAC, de una manera tal que cada uno sea suministrado con el líquido que viene directamente del intercambiador en la parte delantera en el aire exterior F1, que se proporciona para obtener la eficacia óptima en el flujo aumentado que corresponde a esta configuración.

Analicemos cómo esta configuración logra los objetivos y soluciona los problemas del acondicionamiento térmico del compartimiento de pasajero de vehículos con autonomía eléctrica que implementan una bomba térmica, tal como la mencionada arriba. Se ha demostrado que los servicios de adaptación de invierno y verano fueron proporcionados al mismo nivel que un vehículo convencional, con los mismos volúmenes de ¡ntercambiadores. Para un automóvil promedio, el compresor no debe consumir más de 2 KW en condiciones extremas, y mucho menos en condiciones más representativas, debido a que es particular al aumentar la extracción de calor del motor eléctrico y la condensación del exceso de agua del aire introducido en el compartimiento de pasajero. Para la mayoría de usos, el impacto en la autonomía será apenas sensible. La amplitud de la temperatura entre las interfases de extracción y distribución de la bomba térmica se reduce grandemente, debido por una parte a la asociación de los dos intercambiadores de la unidad de calentamiento en condiciones extremas, como se ha demostrado, pero también en el lado de extracción, gracias al aumento de la extracción de calor del motor eléctrico, que minimiza la energía que se tomara de los alrededores y permite así una temperatura de extracción que es un poco más baja, por el intercambiador comparables.

El módulo de la bomba térmica, compacto e instalable -en vecindad cercana de la unidad de calentamiento, facilita el aislamiento de las zonas sensibles y minimiza las distancias de recorrido, así permite contener eficientemente las pérdidas de calor. La presencia de los dos ciclos secundarios de amortiguador de glicol es beneficiosa en la estabilización de los puntos de operación, en relación al caso normal en donde el condensador y el evaporador se someten directamente a los altibajos de las condiciones exteriores. Además, la inercia térmica del motor eléctrico en el ciclo de extracción, y de la reserva de agua de glicol en el ciclo de distribución contribuye con eficacia a la estabilización de los dos ciclos. El refrigerante (caso con una bomba térmica de compresión de vapor) está contenido en el módulo compacto de bomba térmica, que se aisla totalmente. Todas las intervenciones mecánicas, excepto las relacionadas a la bomba por sí mismas que se llevan a cabo el lugar de trabajo después de que se desmonte el módulo, son realizadas sin la purga del refrigerante.

La diferencia de temperatura reducida entre el refrigerante de extracción y el aire exterior, se debe a los aumentos térmicos del motor eléctrico ME, y del intercambiador H1 aún conectado al ciclo de extracción en condiciones que son favorables para. la formación de hielo, minimiza sustancialmente las ocurrencias de la formación de hielo del intercambiador F1. Si sin embargo una obstrucción ocurre, el calculador la detecta a través de un cambio en los parámetros de la bomba térmica. Todo lo que se encuentra en operación se detiene durante algunos minutos, sin incluso invertirse, para descongelar rápidamente el intercambiador debido a la extracción de calor del motor ME y del intercambiador H1. Debido a la inercia de la reserva de agua de glicol en el ciclo de distribución, la interrupción es indetectable para los pasajeros. Durante la operación, las bombas P1 y P3 permanecen activas, con la última a su velocidad máxima. El desempañamiento es tratado de una manera muy eficaz, convencionalmente en el automóvil, condensando el vapor de agua en el intercambiador H1 enfriado por el ciclo de extracción, mientras que el intercambiador H2 asegura el calentamiento del aire, observando que las condiciones en donde hay una necesidad de deshumedecer el aire que entra en el compartimiento de pasajero, corresponden a las necesidades de calentamiento moderadas, para las cuales no es necesario movilizar los dos intercambiadores de la unidad de calentamiento. Con excepción de la bomba térmica y su suministro, el sistema propuesto hace uso de los componentes automotrices estándares en números optimizados, según lo reducido tanto como sea posible. Es compatible con cualquier unidad original de calentamiento y acondicionamiento de aire, sin ninguna modificación con excepción del acceso al ajuste de temperatura (por lo menos, la posición del miembro de mezcla V) y la instalación de un sensor de temperatura de aire soplado si no hay uno. Deja el diseño del compartimiento de pasajero sin cambios, no llama la atención en relación a los intercambiadores de la unidad HVAC y conserva la instalación y los volúmenes de los intercambiadores en la parte delantera. La lógica de control del sistema cohabita con el calculador de acondicionamiento de compartimiento de pasajero posible, sin la modificación o reconfiguración de este último, a excepción de la neutralización - o simulación de acuerdo al caso, de la información entrante que viene de las unidades suprimidas tales como el compresor de acondicionamiento de aire. El control de temperatura del primer intercambiador en el aire que entra al compartimiento de pasajero por la válvula de mezcla electromagnética con el ciclo de extracción, complementa la acción del miembro de mezcla mediante la reacción a las variaciones en el ajuste - manual o proporcionado por el calculador de acondicionamiento de compartimiento de pasajero de la unidad HVAC, por ejemplo leído a través de los desplazamiento del miembro, así potencialmente sin la interferencia con el calculador de acondicionamiento de compartimiento de pasajero posible que sigue siendo importante, a fin de conservar la continuidad de la amplitud y el progreso de la regulación de temperatura del aire introducido en el compartimiento de pasajero sin importar la orientación de la bomba térmica reversible por una parte, y por otra parte para regular la higrometría del mismo aire introducido en el compartimiento de pasajero de acuerdo a la temperatura del aire exterior. Esta lógica de conducta es fácilmente instalable en el calculador en función o calculador dedicado. Es fácil de programar, es determinante, y se predefine en gran parte: un número mínimo de parámetros se debe establecer de acuerdo a la aplicación, y se puede calcular adicionalmente. Como tal, la solución se puede instalar sin comprometer la optimización y la adaptación fina de la unidad HVAC en lo referente a las especificaciones del modelo para el cual se desarrolló. La modalidad en la figura 2 que agrega a la modalidad anterior el acondicionamiento térmico de la batería de tracción BAT es descrita más abajo. ¦ i Las baterías de tracción tienen comúnmente un intervalo de temperaturas interna que corresponde a un compromiso óptimo i entre el funcionamiento (potencia y energía regresadas) y longevidad. Por ejemplo, con algunas químicas basadas en litio, se puede desear operar la batería preferiblemente entre 20°C y 40°C. Manteniendo estas condiciones en el verano así como en el invierno se garantizará un alto nivel de estabilidad del funcionamiento y de la autonomía del vehículo. Debido a que las ! I variaciones de la temperatura exterior exceden en gran parte la amplitud de la temperatura de operación, la batería preferiblemente será aislada térmicamente de los alrededores.

Esta invención proporciona el acondicionamiento térmico de la batería necesario para que el intervalo de temperatura de operación sea cubierto por la amplitud de temperatura de la bomba térmica. La batería degrada un porcentaje de su energía como calor, que es generalmente bajo (algunos cientos de watts), pero que es altamente variable y mucho más intensa durante períodos de tiempo de acuerdo a las condiciones de uso. Con un alto nivel de inercia térmica en lo que respecta a la energía térmica interna modesta, la batería se puede manejar principalmente de manera térmica vía el acondicionamiento térmico previo cuando se recarga en los conductos, usando los recursos del sistema de control de calor interno del vehículo, de tal manera estos últimos se solicitan solo de manera excepcional para la batería al operarse. Sin embargo, la homogeneidad de las temperaturas dentro de la batería es de primera importancia. Incluso sin la necesidad de intercambiar calorías con la batería al operarse, el sistema de control de calor debe poder mantener la homogeneidad térmica ? interna de la batería. Especialmente, la prioridad de un sistema de control del calor para la batería, es prevenir que alcance las temperaturas internas a las cuales presentaría riesgos exotérmicos descontrolados. Si por cualquier razón, principalmente un malfuncionamiento, se alcanza un umbral alarmante, el sistema de control de calor del vehículo debe poder dar prioridad a sus recursos para enfriar potentemente la batería. En la modalidad mostrada, la batería BAT tiene un ciclo de enfriamiento autónomo impulsado pór la bomba P5, conectada al ciclo de distribución DI y al ciclo de extracción RE por la válvula electromagnética de interrupción EV7, mientras la válvula electromagnética de recirculación EV6 regula el flujo de renovación del fluido del ciclo. Una modalidad alternativa, no mostrada, haría a la válvula electromagnética EV6 una válvula de interrupción y a la válvula electromagnética EV7 una válvula de mezcla progresiva. La configuración propuesta permite mantener una circulación permanente del refrigerante en la batería para homogeneizar sus temperaturas internas. En caso de una necesidad de calentar o enfriar, la válvula electromagnética EV6 permite que parte del flujo de fluido vuelva hacia los circuitos del vehículo, dejando espacio para el fluido fresco, que entra en contacto mediante la válvula electromagnética EV7, caliente o frío de acuerdo a la necesidad y tomado circuito de distribución DI del ciclo de extracción RE de acuerdo a la configuración de la bomba térmica (calentamiento o enfriamiento) en ese momento. El proceso es manejado por el calculador del vehículo según las temperaturas de los ciclos. Observar que este arreglo hace posible, durante la operación, en caso de ser necesario así como al recargarse, acondicionar la batería a caliente o frío, independientemente de la orientación de la bomba térmica PAC y de las necesidades de acondicionamiento o pre-acondicionamiento del compartimiento de pasajero o, como será visto adicionalmente, del almacenamiento térmico. Se describe abajo la modalidad en la figura 3 que agrega a la modalidad anterior la recuperación térmica en el aire extraído del compartimiento de pasajero. En el automóvil, la porción principal de la energía proporcionada para el acondicionamiento térmico del compartimiento de pasajero se descarga directamente en los alrededores con el aire extraído. A partir del punto de vista de la bomba térmica, esta energía es a un nivel térmico que es más favorable que el del aire exterior, y el aire extraído muestra un recurso potencial de la muy buena calidad. Contrario a las unidades tal como el motor eléctrico, que son un recurso para el calentamiento, pero que son concurrentes para el enfriamiento, un intercambiador de recuperación en el aire extraído es permanentemente un recurso apreciable, en el verano así como en el invierno. La energía que se podría recuperar como tal se estima que es de 1 KW. En condiciones extremas, este recurso adicional en el ciclo de extracción se desvía en la práctica al ciclo de distribución, y afecta el funcionamiento de la bomba térmica en las condiciones en las cuales tiende a disminuir. En condiciones normales, es quizás 200 W de consumo eléctrico en el promedio que se puede evitar, durante el año.. Cuando se determina, y como un orden de magnitud, la recuperación de energía del aire extraído así permitirá reducir el al 10% la dimensión y consumo promedio de la bomba térmica, mientras aún gana el 5% en el funcionamiento del sistema. En el verano, la diferencia de temperatura promedio entre el fluido y el aire extraído puede ser de 25°C. En el invierno, aunque el fluido no puede estar a menos de 0°C, por otro lado el hielo se formaría rápidamente en el intercambiador, la diferencia dé temperatura disminuiría aproximadamente 15°C, pero la ! I recuperación del calor latente de la condensación del vapor de agua, contribuye en gran parte a la energía recuperable total. En la modalidad mostrada, al intercambiador en el aire extraído del compartimiento de pasajero E se coloca en la parte posterior del vehículo, a la derecha del extractor del aire. Se suministra a partir del ciclo de extracción, el fluido tomado de la salida de la bomba PAC. Se incorpora al ciclo de regulación secundario impulsado por un circulador P6, controlado por una válvula termostática C1, que mantiene el ciclo a una temperatura I l mayor o igual a 0°C, previniendo cualquier riesgo de formación de ¦ I hielo. El módulo de recuperación también comprende un dispositivo de recolección y evacuación de agua de condensación. Opcionalmente, se puede proporcionar con un mini impulsor, que permite utilizar un intercambiador con un nivel más alto de rendimiento. En la realización práctica, es importante permitir la capacidad de evacuar la presión excesiva originada del cierre de las puertas, mediante un intercambiador que tiene una sección de paso en el aire que es suficiente o más preferiblemente mediante un dispositivo de evacuación paralelo, con el miembro, así sellado normalmente fuera de estas circunstancias. La misma desviación del ciclo de extracción RE suministra la batería, también ubicada en la parte posterior del vehículo, de manera tal que la recuperación del aire extraído introduzca solamente muy poca longitud en términos de conductos adicionales. La modalidad en la figura 4 que agrega a la modalidad anterior el almacenamiento térmico se describe más abajo. Además del tapón de inercia térmica constituido por el tanque R configurado con este propósito, se puede desear una . j reserva térmica más grande, que se puede preacondiciona durante la recarga en la salida, frío o caliente de acuerdo a la estación del año. El almacenamiento térmico ST puede regresar la energía "libre", especialmente como energía adicional durante las fases críticas tal como un reinicio después de un período prolongado de estabilidad (en frío o en calor). Particularmente, el ciclo de distribución DI está conectado a la reserva con el propósito de intercambiar calor con él, especialmente incorporando la reserva de inercia dé energía ¦ i térmica ST con el ciclo de distribución DI a contracorriente de los intercambiadores H1, H2 con el aire que entra en el compartimiento de pasajero CAB. El reserva de inercia de energía térmica ST puede incluir una cantidad de una o varia sustancias de cambio de fase en un intervalo de temperaturas determinado. Además, el ciclo de distribución DI comprende una válvula electromagnética EV4 que permite aislar la reserva de inercia ST del ciclo de distribución. Particularmente, la válvula electromagnética EV4 permite aislarla del circuito de distribución, en el caso donde estaría vacía o acondicionada desfavorablemente en relación a las necesidades en ese momento, a modo de no comprometer la reactividad del sistema de acondicionamiento. La modalidad en la figura 5 que agrega a la modalidad anterior un motor de calor de combustión interna MC se describe más abajo. El motor de combustión interna MC tiene su propio circuito de enfriamiento, que comprende tradicionalmente un intercambiador F2, una bomba incorporada P4 y un termóstato regulador C2 que regula la temperatura del agua de g I icol haciendo circular nuevamente todo o. una porción de su flujo en el motor desviando el intercambiador F2. Los salidas de agua proporcionadas tradicionalmente para el calentamiento del compartimiento de pasajero se conectan al ciclo de distribución DI bajo el control de la válvula electromagnética de cierre EV5. Cuando el motor de combustión está en operación y cuando el calentamiento es necesario, entonces se toma la transmisión desde la bomba PAC que se puede detener. El almacenamiento térmico ST entonces se reconstituye cuando es aplicable. Debido a la comunicación permanente de la ramificación de regreso de esta unión con los circuitos de la bomba térmica, el ciclo de enfriamiento del motor de combustión interna comparte el mismo tanque R de la reserva de refrigerante, presurización y purgación del gas, descritas anteriormente. Este tanque es realmente único en el vehículo y suministra toda la red de enfriamiento. Es descrita más abajo la modalidad en la figura 6 que agrega a la modalidad anterior el uso de una bomba térmica de transmisión para las temperaturas muy bajas. En esta modalidad, el vehículo de motor adicionalmente comprende una segunda bomba térmica PAC2 cuyo ciclo de extracción RE2 suministra el intercambiador F1, el ciclo de distribución de la segunda bomba térmica que está conectada al ciclo de extracción RE mediante el intermediario de una válvula electromagnética EV8. Como tal, cuando se establece esta conexión, las dos bombas térmicas determinan entre las mismas el ciclo intermedio aislado del intercambiador F1 y suministra el motor ME, y posiblemente las otras siguiente unidades: la unidad de control electrónico de motor DRIVE, intercambiadores del aire introducido en e| compartimiento de pasajero H1, H2, batería BAT, intercambiador del aire extraído del compartimiento de pasajero E. Y, cuando esta conexión no se establece, el intercambiador F1 se sustituye por sí mismo, en lo que respecta a la bomba térmica PAC, por la bomba térmica PAC2 en el ciclo del extracción RE. A pesar del impacto favorable de todos los dispositivos anteriores para reducir la amplitud de temperatura de la bomba PAC, aún en climas extremadamente fríos - debajo de -18°C - las tecnologías de bomba térmica actuales tienen dificultad en la extracción de calorías del aire frío helado, una porción considerable de la extracción de calor de las unidades, se disipa directamente por las paredes, además de perderse, de una manera tal que la salida de energía por la bomba PAC disminuye inexorablemente aunque las necesidades aumenten. En estas condiciones, las diferencies se amplían adicionalmente con los vehículos convencionales que continúan controlando la situación ' i de manera correcta. ; i En nuestras latitudes, una recomendación de la solución alternativa para estas situaciones excepcionales, puede ser la adición de una resistencia eléctrica en el aire introducido en el ! I compartimiento de pasajero, un dispositivo estándar en la i i mayoría de las unidades de calentamiento para acelerar la llegada a la temperatura en el compartimiento de pasajero mientras que el motor se está calentando, que se podría reutilizar ventajosamente como un recurso adicional.

Pero se propone tratar el problema con más detalle, o para los vehículos previstos para países más Nórdicos, o como será visto, puesto que esta solución tiene el potencial de aún optimizar adicionalmente todo el dispositivo. Primero se observa que una bomba térmica que regresa 6 KW y se optimiza para operar entre 0 y 60°C, tendría un rendimiento energético (COP) que es muy alto y no ocuparía mucho espacio en relación a una bomba térmica que intenta cubrir el intervalo [-30°C, +60°C]. La elección [0°C, 60°C] nivela la temperatura necesaria de las dos fuentes entre el verano y el invierno, de una manera tal que la bomba térmica reversible se ejecutaría en el mismo punto de operación óptima en el verano ? así como en el invierno. En el verano como en el invierno, tendríamos un recurso alrededor de 0°C que se puede utilizar directamente para secar el aire que entrar en el compartimiento de pasajero en el intercambiador H1 o para recuperar las calorías del aire extraído del compartimiento de pasajero en el intercambiador E. Observar por una parte que una bomba térmica de transmisión de 3 KW que opera entre [-40°C, 0°C], podría utilizar un refrigerante dedicado, se beneficiaría de un COP ventajoso sobre este intervalo reducido y, que además no es reversible y es particularmente compacto. Además, sería se operaría solamente durante un período reducido del año. La figura 6 muestra de que manera la arquitectura térmica anterior cambia dividiendo la bomba térmica PAC, con un dominio y flexibilidad de operación amplios, en dos bombas térmicas especializadas escalonadas. En el ciclo de extracción RE, durante el enfriamiento en configuración, la circulación es exactamente igual que antes: el ciclo suministra paralelamente el motor eléctrico ME después el intercambiador F1, la bomba térmica secundaria PAC2 que se desconecta del circuito mediante la válvula electromagnética EV8 y la detención de la bomba P7. En la condición de calentamiento, sin embargo, el ciclo de extracción RE se recicla en la interfaz de distribución de la bomba térmica PAC2, mediante la válvula electromagnética EV8 ¦ i mientras que el motor ME permanece paralelamente entre las dos bombas térmicas. Este ciclo intermedio se estabiliza a aproximadamente 0°C. En el lado de extracción de la bomba PAC2, el ciclo RE2 ahora es impulsado por la bomba P7- y •i suministra el intercambiador F1. Se puede observar que fue posible hacerlo sin conmutación paralela/en serie del motor eléctrico ME, y el ciclo de regulación de temperatura del intercambiador en el aire extraído E. En el lado del ciclo de distribución DI, la solución se muestra sin el almacenamiento térmico, indudablemente menos útil debido al hecho de que se deba tener suficiente energía en el invierno, gracias a la bomba térmica secundaria, y en el verano, por la especialización de la bomba térmica principal. Se puede contar con el funcionamiento que es genuinamente equivalente, incluso superior en climas muy fríos, al de un buen vehículo térmico. También se muestra la segunda alternativa de controlar las temperaturas de los dos intercambiadores en el aire del compartimiento de pasajero H1 y H2, mencionados en la descripción de la modalidad de acuerdo a la figura 1. Dos válvula electromagnéticas EV1 y EV9, conmutan entre el fluido que viene del ciclo de extracción RE o el líquido que viene del ciclo de distribución DI, suministrando H1 y H2 respectivamente. Además se conserva la opción de una válvula electromagnética proporcional de recirculación EV3 en el ciclo de distribución, I ! descrita arriba. En condiciones templadas, se colocan EV1 y EV9 de una manera tal que H1 se suministre con fluido frío - siempre más arriba de 0°C debido a la especialización de la bomba térmica PAC, así sin el riesgo de formación de hielo de H1, y H2 con fluido caliente. Ésta es la configuración estándar de la unidad de calentamiento de HVAC en un vehículo convencional, controlada perfectamente por el dispositivo original para ajustar ó controlar la temperatura del compartimiento de pasajero asociado a la unidad de calentamiento, vía el miembro de mezcla V. Según ;i lo ya enfatizado, esta configuración permite condensar una porción del vapor de agua contenido en el aire introducido en el compartimiento de pasajero y como tal para controlar con eficacia la higrometría del compartimiento de pasajero previniendo los vapores e n las s u perficies de crista l . Considerar que a una temperatura un poco fría, la bomba térmica está configurada para el calentamiento. EV1 suministra H 1 con el fluido frío tomado del ciclo de extracción RE, y EV9 suministra H2 con el fluido caliente tomado del ciclo de distribución DI . Con la temperatura exterior o la cantidad de calor aumentanda, la bomba térmica PAC ya no tiene suficientes recursos para asegurar la comodidad. Esta situación es analizada por el calculador a bordo que controla la inversión de PAC en la configuración de enfriamiento, y simultáneamente la inversión de las válvula electromagnéticas EV1 y EV9. La lógica de control incorpora una histéresis, para evitar las inversiones alternas innecesarias de la bomba térmica.

Con temperaturas exteriores extremas, muy frío, o muy caliente, la configuración anterior no tiene la energía de intercambio necesaria para satisfacer las necesidades del compartimiento de pasajero. El calculador a bordo entonces ubica EV1 y EV9 en la misma dirección, de una manera tal que H1 y H2, suministrados por el ciclo de distribución DI, trabajen juntos para el calentamiento o respectivamente para el acondicionamiento de aire. Para evitar esta transición que es acompañada por un aumento de calor, o respectivamente de frío, en el compartimiento de pasajero, la válvula EV3 reduce el flujo en H1 y H2 en proporción con la demanda en el caso de un sistema con el acondicionamiento automático, por ejemplo leído a través de la posición del miembro V, o de acuerdo a una estrategia determinada, por ejemplo asociada a la medición de la temperatura T1 del aire difundido en el compartimiento de pasajero, en el caso de una unidad de control manual.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Vehículo de motor que comprende un motor térmico de baja extracción para impulsar ruedas impulsoras y un sistema para acondicionar la temperatura del aire del compartimiento de pasajero, el sistema de acondicionamiento incluye una bomba térmica reversible que acondiciona la temperatura respectivamente de un ciclo de distribución y un ciclo de extracción a través de los cuales fluye un refrigerante, el vehículo es caracterizado porque el ciclo de distribución está conectado a un intercambiador con el aire que entra en el compartimiento de pasajero y es conectable por una válvula electromagnética a otro intercambiador con el aire que entra en el compartimiento de pasajero, el ciclo de extracción está conectado con un intercambiador con el aire exterior, el ciclo de extracción está conectado adicionalmente al motor para intercambiar el calor con el motor.

2. El vehículo de motor de acuerdo a la reivindicación 1, caracterizado porque el motor térmico de baja extracción es un motor eléctrico.

3. El vehículo de motor de acuerdo a la reivindicación 2, caracterizado porque el ciclo de extracción intercambia calor con el alojamiento electrónico del motor eléctrico.

4. El vehículo de motor de acuerdo a cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque el ciclo de extracción comprende una válvula electromagnética para permitir conectar en serie o en desviación el motor y el intercambiador.

5. El vehículo de motor de acuerdo a cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque el ciclo de extracción además se conecta al intercambiador mediante el intermediario de la válvula electromagnética.

6. El vehículo de motor de acuerdo a cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque una inversión del refrigerante es común para los dos ciclos.

7. El vehículo de motor de acuerdo a cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque un miembro de mezcla se proporciona entre los intercambiadores con el aire que entra en el compartimiento de pasajero. i

8. El vehículo de motor de acuerdo a cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque una válvula electromagnética de recirculación se proporciona en el ciclo de distribución con el propósito de regular el flujo de fluido en los intercambiadores.

9. El vehículo de motor de acuerdo a cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque el ciclo de extracción se conecta al segundo intercambiador en el aire introducido en el compartimiento de pasajero por el intermediario de válvula electromagnética.

10. El vehículo de motor de acuerdo a cualquiera de las reivindicaciones 2 a 9, caracterizado porque adicionalmente comprende una batería de energía del motor eléctrico, la batería comprende un ciclo refrigerante que está conectado al ciclo de distribución y al ciclo de extracción.

11. El vehículo de motor de acuerdo a la reivindicación 10, caracterizado porque el ciclo de regulación térmica de la batería tiene su propia bomba y una o varia válvulas que proporcionan la regulación de la temperatura del ciclo de regulación térmica de la batería o su aislamiento del resto de la red hidráulica del control térmico del vehículo,

12. Vehículo de motor de acuerdo a cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizado porque comprende un intercambiador en el aire extraído del compartimiento de pasajero que está conectado al ciclo de extracción en el salida de la bomba térmica. ¡ i

13. El vehículo de motor de acuerdo a la reivindicación 12, caracterizado porque el intercambiador se incorpora a un ciclo secundario de regulación impulsado por una bomba y controlado por una válvula termostática.

14. Vehículo de motor de acuerdo a cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13, caracterizado porque adicionalmente comprende una reserva de inercia de energía térmica, el ciclo de distribución está conectado a la reserva para intercambiar calor con él.

15. Vehículo de motor de acuerdo a la reivindicación 14, caracterizado porque la reserva de inercia de energía térmica se incorpora en el ciclo de distribución hacia arriba de los intercambiadores con el aire que entra en el compartimiento de pasajero.

16. El vehículo de motor de acuerdo a la reivindicación 14 ó 15, caracterizado porque el ciclo de distribución comprende una válvula electromagnética que permite aislar la reserva de inercia del ciclo de distribución.

17. Vehículo de motor de acuerdo a cualquiera de las reivindicaciones 14 a 16, caracterizado porque la reserva de inercia de energía térmica comprende una cantidad de sustanci-as de cambio de fase en un intervalo de temperaturas determinado. i

18. Vehículo de motor de acuerdo a cualquiera de las I ! reivindicaciones 1 a 17, caracterizado porque adicionalmente incluye un motor térmico y un ciclo de enfriamiento del motor que está conectado a un intercambiador con el aire exterior, el ciclo está conectado al ciclo de distribución.

19. Vehículo de motor de acuerdo a la reivindicación 18, caracterizado porque una reserva de refrigerante es común para los dos ciclos y para ciclo de enfriamiento del motor térmico.

20. Vehículo de motor de acuerdo a cualquiera de las reivindicaciones 1 a 19, caracterizado porque adicionalmente comprende una segunda bomba térmica cuyo ciclo de extracción suministra el intercambiador, ciclo de distribución de la segunda bomba térmica que se conecta al ciclo de extracción, mediante el intermediario de una válvula electromagnética.