ES2965809T3

ES2965809T3 - Unidad de refrigeración de transporte con sistema de almacenamiento de energía y fuente de alimentación de CC externa

Info

Publication number: ES2965809T3
Application number: ES19786698T
Authority: ES
Inventors: Mary D Saroka; Jeffrey J Burchill
Original assignee: Carrier Corp
Current assignee: Carrier Corp
Priority date: 2018-09-28
Filing date: 2019-09-17
Publication date: 2024-04-17
Anticipated expiration: 2039-09-17
Also published as: EP3856551B1; CN112313101A; WO2020068475A1; US20210260964A1; EP3856551A1; CN112313101B; US11884335B2

Abstract

Una unidad de refrigeración de transporte TRU (26) y un sistema de energía. La TRU (26) y el sistema de energía incluyen un compresor (58) acoplado operativamente a un intercambiador de calor del evaporador (76) y un ventilador del evaporador (98) configurado para hacer fluir un flujo de aire de retorno (134) sobre el evaporador (76). El sistema también incluye un sensor RAT de temperatura del aire de retorno (142) dispuesto en el flujo de aire de retorno (134) y configurado para medir la temperatura del mismo, un controlador TRU (82) conectado al sensor RAT (142) que ejecuta un proceso para determinar una CA requisito de energía para la TRU (26) basado en el sensor RAT (142); un convertidor de potencia de generador (164) configurado para recibir energía de CA trifásica (163) desde un generador de CA trifásico (162) y transmitir una segunda energía de CC (165b) a un sistema de almacenamiento de energía (150); un sistema de gestión de energía (124a) configurado para recibir energía CA trifásica (157) desde al menos el sistema de almacenamiento de energía (150) y generar una energía CC de TRU (129), y dirigir la energía CC de TRU (129) al sistema de TRU (26). (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Unidad de refrigeración de transporte con sistema de almacenamiento de energía y fuente de alimentación de CC externa

Antecedentes

La invención se refiere a unidades de refrigeración de transporte, y más específicamente a un aparato para alimentar una unidad de refrigeración de transporte con un generador y un dispositivo de almacenamiento de energía.

Los camiones de carga refrigerados semirremolques refrigerados tradicionales, tales como los utilizados para transportar carga por mar, ferrocarril o carretera, consisten en un camión, remolque o contenedor de carga que generalmente define un compartimiento de carga, y modificado para incluir un sistema de refrigeración situado en un extremo del camión, remolque o contenedor de carga. Por regla general, los sistemas de refrigeración incluyen un compresor, un condensador, una válvula de expansión, y un evaporador conectado en serie por líneas de refrigerante en un circuito de refrigerante cerrado de acuerdo con ciclos de compresión de vapor de refrigerante conocidos. Una unidad de energía, tal como un motor de combustión, acciona el compresor de la unidad de refrigeración, y puede ser alimentada por diésel, alimentada por gas natural, u otro tipo de motor. En muchos sistemas de refrigeración de transporte por semirremolque, el compresor es accionado por el eje de motor a través de un accionamiento por correa o mediante un enlace mecánico de eje a eje. En otros sistemas, el motor de la unidad de refrigeración acciona un generador que genera energía eléctrica, que a su vez acciona el compresor.

Con las tendencias medioambientales actuales, las mejoras en las unidades de refrigeración de transporte son deseables particularmente en relación con aspectos de eficiencia, sonido e impacto ambiental. Con unidades de refrigeración respetuosas con el medio ambiente, también son deseables mejoras en fiabilidad, coste y reducción de peso.

El documento US 2017/349078 A1 describe una unidad de refrigeración de transporte y un sistema de alimentación que tiene un sistema de almacenamiento de energía. Los documentos EP 1512565 A1, JP H11 304327 A y WO 2018/226389 A1 también describen diversos sistemas de refrigeración.

Breve compendio

Según la invención, en la presente memoria se describe una unidad de refrigeración de transporte TRU (por sus siglas en inglés) y un sistema de alimentación según la reivindicación 1.

Opcionalmente, otras realizaciones pueden incluir una fuente de energía de red configurada para proporcionar energía de CA trifásica de red al sistema de gestión de energía.

Opcionalmente, otras realizaciones pueden incluir que el convertidor de energía de generador incluya un convertidor de CA/CC y la energía de CA trifásica del generador presente un primer voltaje de CA y una primera corriente de CA, a una primera frecuencia, y la segunda energía de CC presente un segundo voltaje de CC y una segunda corriente de CC.

Opcionalmente, otras realizaciones pueden incluir que el convertidor de energía de generador esté conectado de forma operativa al controlador de TRU, el convertidor de energía de generador incluya una función de control de voltaje, una función de control de corriente, en donde al menos la función de control de voltaje es sensible al requisito de energía de CA.

Opcionalmente, otras realizaciones pueden incluir que el sistema de almacenamiento de energía incluya un dispositivo de almacenamiento de energía, un dispositivo de conmutación, y al menos uno de un convertidor de CC/CA configurado para proporcionar otra energía de CA trifásica al sistema de gestión de energía sobre la base del requisito de energía de CA y un convertidor de CA/CC configurado para convertir al menos una parte de la energía de CA trifásica para alimentar el dispositivo de almacenamiento de energía.

Opcionalmente, otras realizaciones pueden incluir que el dispositivo de conmutación esté configurado para dirigir flujos de energía de CC en el sistema de almacenamiento de energía sobre la base del requisito de energía de CA. La dirección incluye aplicar el segundo voltaje CC a por lo menos uno del dispositivo de almacenamiento de energía y el convertidor de CC/CA y el convertidor de CC/CA, aplicar energía de CC desde el dispositivo de almacenamiento de energía al convertidor de CC/CA, y recibir energía de CC desde el convertidor de CA/CC y proporcionarla al dispositivo de almacenamiento de energía.

Opcionalmente, otras realizaciones pueden incluir que el dispositivo de almacenamiento de energía comprenda al menos una de una batería, pila de combustible y batería de flujo.

Opcionalmente, otras realizaciones pueden incluir un sistema de gestión de batería conectado de forma operativa al controlador TRU y configurado para monitorizar al menos un estado de carga del dispositivo de almacenamiento de energía.

Opcionalmente, otras realizaciones pueden incluir que el convertidor de CC/CA y el convertidor de CA/CC estén integrados y en donde el convertidor de CC/C<a>o el convertidor de CA/CC esté conectado de forma operativa al controlador de TRU y configurado para dirigir flujos de energía al sistema de gestión de energía y desde el sistema de gestión de energía sobre la base de al menos uno del requisito de energía de CA y el estado de carga del dispositivo de almacenamiento de energía.

Opcionalmente, otras realizaciones pueden incluir que el sistema de gestión de energía esté configurado para recibir una energía de CA trifásica del sistema de almacenamiento de energía configurado para proporcionar una energía de CA trifásica y una conexión de energía de red configurada para proporcionar una energía de red trifásica al sistema de gestión de energía y en donde el sistema de gestión de energía está configurado para proporcionar una energía de CA trifásica seleccionada a al menos uno de la TRU y el sistema de almacenamiento de energía.

Opcionalmente, otras realizaciones pueden incluir que el sistema de gestión de energía tenga un segundo convertidor de CA/CC, estando el segundo convertidor de CA/CC configurado para recibir una energía de CA trifásica y generar la energía de CC de TRU.

Opcionalmente, otras realizaciones pueden incluir que al menos una de la energía de CC de TRU, que es independiente del requisito de energía de CA, y la energía de CC de TRU esté a un voltaje más bajo que el de la segunda energía de CC.

Opcionalmente, otras realizaciones pueden incluir que el sistema de gestión de energía comprenda un dispositivo de conmutación de control de energía, el dispositivo de conmutación de control de energía responde al controlador de TRU y está configurado para dirigir una pluralidad de flujos de energía en la TRU y el sistema de alimentación, basándose la pluralidad de flujos de energía en al menos el requisito de energía de CA, un estado de carga del dispositivo de almacenamiento de energía del sistema de almacenamiento de energía.

Opcionalmente, otras realizaciones pueden incluir que una primera parte de los flujos de energía de la pluralidad de flujos de energía incluya recibir una energía de CA trifásica de la red si la fuente de energía de la red está operativa, y dirigir al menos una parte de la energía de CA trifásica de la red a la TRU y el sistema de almacenamiento de energía si la TRU está operativa y el dispositivo de almacenamiento de energía del sistema de almacenamiento de energía presenta un estado de carga menor que un umbral seleccionado o dirigir al menos una parte de la energía de CA trifásica de red a la TRU, si la TRU está operativa y el dispositivo de almacenamiento de energía del sistema de almacenamiento de energía presenta un estado de carga mayor o igual que aproximadamente el umbral seleccionado, o dirigir al menos una parte de la energía de CA trifásica de red al sistema de almacenamiento de energía si la TRU no está operativa y el dispositivo de almacenamiento de energía del sistema de almacenamiento de energía presenta un estado de carga menor que un segundo umbral seleccionado.

Opcionalmente, otras realizaciones pueden incluir que una segunda parte de los flujos de energía de la pluralidad de flujos de energía incluya recibir la primera energía de CA trifásica de los sistemas de almacenamiento de energía, recibir una energía de CA trifásica de red de la fuente de energía de red si la fuente de energía de CA de red está operativa, sincronizar y combinar la primera energía de CA trifásica del sistema de almacenamiento de energía y la energía de CA trifásica de red, y dirigir la energía de CA trifásica combinada a la TRU si la TRU está operativa y un dispositivo de almacenamiento de energía del sistema de almacenamiento de energía presenta un estado de carga mayor o igual que aproximadamente otro umbral seleccionado.

En la presente memoria también se describe, pero no forma parte de la invención, un método para generar y dirigir energía a un sistema de unidad de refrigeración de transporte (TRU) que tiene un compresor configurado para comprimir un refrigerante, un intercambiador de calor de evaporador acoplado de forma operativa al compresor; un ventilador de evaporador configurado para proporcionar flujo de aire de retorno desde una entrada de aire de retorno y flujo de aire de retorno sobre el intercambiador de calor de evaporador; un sensor de temperatura de aire de retorno (RAT, por sus siglas en inglés) dispuesto en el flujo de aire de retorno y configurado para medir la temperatura del flujo de aire de retorno; y un controlador de TRU. El método incluye conectar de forma operativa al sensor de rAt al controlador de TRU, determinar un requisito de energía de CA para la TRU sobre la base de al menos la RAT, y conectar de forma operativa un generador de corriente alterna (CA) a un eje o buje de rueda, y configurado para proporcionar una energía de CA trifásica del generador. El método también incluye conectar de forma operativa un convertidor de energía de generador al generador de CA, estando configurado el convertidor de energía de generador para recibir la energía de CA trifásica de generador proporcionada por el generador de CA y transmitir una segunda energía de CC, conectar de forma operativa un sistema de almacenamiento de energía, siendo operable el sistema de almacenamiento de energía para recibir la segunda energía de CC y proporcionar/recibir una energía de CA trifásica; y conectar de forma operativa un sistema de gestión de energía al convertidor de energía de generador y la TRU. El sistema de gestión de energía recibe la segunda energía de CA trifásica para dirigir la energía de la TRU sobre la base del requerimiento de energía de CA, y genera una energía de<c>C de TRU a partir de la energía de CA trifásica, y dirigir la energía de CC de TRU al sistema de TRU.

Opcionalmente, el método puede incluir conectar de forma operativa una fuente de energía de red para proporcionar energía de CA trifásica de red al sistema de gestión de energía.

Opcionalmente, el método puede incluir que el convertidor de energía de generador incluya un convertidor de CA/CC y la energía de CA trifásica de generador presente un primer voltaje de CA y una primera corriente de CA a una primera frecuencia, y la segunda energía de CC presente un segundo voltaje de CC y una segunda corriente de CC.

Opcionalmente, el método puede incluir que el sistema de almacenamiento de energía incluya un dispositivo de almacenamiento de energía, un dispositivo de conmutación, y al menos uno de un convertidor de CC/CA configurado para proporcionar otra energía de CA trifásica al sistema de gestión de energía sobre la base del requisito de energía de CA y un convertidor de CA/CC configurado para convertir al menos una parte de la energía de CA trifásica para alimentar el dispositivo de almacenamiento de energía.

Opcionalmente, el método puede incluir configurar el dispositivo de conmutación para dirigir los flujos de energía de CC en el sistema de almacenamiento de energía sobre la base del requisito de energía de Ca . La dirección incluye aplicar el segundo voltaje CC a por lo menos uno del dispositivo de almacenamiento de energía y el convertidor de CC/CA y el convertidor de CC/CA, aplicar energía de CC desde el dispositivo de almacenamiento de energía al convertidor de CC/CA, y recibir energía de CC desde el convertidor de CA/CC y proporcionarla al dispositivo de almacenamiento de energía.

Opcionalmente, el método puede incluir configurar el sistema de gestión de energía con un dispositivo de conmutación de control de energía, el dispositivo de conmutación de control de energía responde al controlador de TRU y está configurado para dirigir una pluralidad de flujos de energía en la<t>R<u>y el sistema de alimentación, basándose la pluralidad de flujos de energía en al menos el requisito de energía de CA, un estado de carga de un dispositivo de almacenamiento de energía del sistema de almacenamiento de energía.

Opcionalmente, el método puede incluir que el dispositivo de almacenamiento de energía incluya un sistema de batería.

Los efectos técnicos de realizaciones de la presente invención incluyen una unidad de refrigeración de transporte acoplada a y alimentada por un sistema generador externo a través de un convertidor de energía de generador, donde la energía generada por el generador y convertida por el convertidor de energía de generador se basa en un requisito de energía de CA de la unidad de refrigeración de transporte.

Las características y elementos anteriores pueden combinarse en diversas combinaciones sin exclusividad, salvo que se indique expresamente lo contrario. Estas características y elementos, así como su funcionamiento, se harán más evidentes a la luz de la siguiente descripción y de los dibujos adjuntos. Debe entenderse, sin embargo, que la siguiente descripción y los dibujos pretenden ser de naturaleza ilustrativa y explicativa y no limitativa.

Breve descripción

Las siguientes descripciones no deben considerarse limitativas en modo alguno. Con referencia a los dibujos adjuntos, los elementos iguales se numeran de la misma manera:

la FIG. 1 es una vista en perspectiva de un sistema de refrigeración de transporte que tiene una unidad de refrigeración de transporte;

la FIG. 2 es un esquema de la unidad de refrigeración de transporte;

la FIG. 3 es un diagrama de bloques de una unidad de refrigeración de transporte y un sistema de alimentación, que no forma parte de la invención;

la FIG. 4A representa flujos de energía del sistema de gestión de energía;

la FIG. 4B representa flujos de energía del sistema de gestión de energía;

la FIG. 4C representa flujos de energía del sistema de gestión de energía;

la FIG. 4D representa flujos de energía del sistema de gestión de energía;

la FIG. 4E representa flujos de energía del sistema de gestión de energía;

la FIG. 4F representa flujos de energía del sistema de gestión de energía;

la FIG. 4G representa flujos de energía del sistema de gestión de energía;

la FIG. 4H representa flujos de energía del sistema de gestión de energía;

la FIG. 5 es un diagrama de bloques de una unidad de refrigeración de transporte y un sistema de alimentación, que no forma parte de la invención;

la FIG. 6 es un diagrama de bloques de una unidad de refrigeración de transporte y un sistema de alimentación según una realización de la presente invención.

Descripción detallada

A modo de ejemplo y sin limitación, en la presente memoria se presenta una descripción detallada de una o más realizaciones del aparato y método divulgados, haciendo referencia a las figuras.

Con referencia a la FIG. 1, en ella se ilustra un sistema 20 de refrigeración de transporte de la presente divulgación. En la disposición ilustrada, los sistemas 20 de refrigeración de transporte pueden incluir un tractor o vehículo 22, un contenedor 24 y una unidad 26 de refrigeración de transporte (TRU). El contenedor 24 puede ser arrastrado por un vehículo 22. Se entiende que las realizaciones descritas en la presente memoria pueden aplicarse a contenedores de transporte que se transportan por ferrocarril, mar, aire o a cualquier otro contenedor adecuado, por lo que el vehículo puede ser un camión, tren, barco, avión, helicóptero, etc.

El vehículo 22 puede incluir un compartimento o cabina 28 de operador y un motor 42 de combustión que forma parte del tren de potencia o sistema de accionamiento del vehículo 22. En algunos casos, el vehículo 22 puede ser un híbrido o toda la configuración eléctrica que tiene motores eléctricos para proporcionar fuerza propulsora para el vehículo. En algunas configuraciones, el sistema de TRU 26 puede no tener motor. En algunas disposiciones se puede emplear un motor pequeño o el motor del vehículo 22 para alimentar o alimentar parcialmente la t Ru 26. El contenedor 24 puede estar acoplado al vehículo 22 y por lo tanto es arrastrado o impulsado a los destinos deseados. El remolque puede incluir una pared superior 30, una pared inferior 32 opuesta a la pared superior 30 y separada de la misma, dos paredes laterales 34 separadas entre sí y opuestas entre sí, y paredes delantera y trasera 36, 38 opuestas, estando la pared delantera 36 más próxima al vehículo 22. El contenedor 24 puede incluir además puertas (no mostradas) en la pared trasera 38, o en cualquier otra pared. Las paredes 30, 32, 34, 36, 38 definen conjuntamente los límites de un compartimiento 40 de carga. Típicamente, los sistemas 20 de refrigeración de transporte se usan para transportar y distribuir carga, tal como, por ejemplo, productos perecederos y productos ambientalmente sensibles (designados en la presente memoria como productos perecederos). Los productos perecederos pueden incluir, pero no se limitan a, frutas, vegetales, cereales, judías, nueces, huevos, lácteos, semillas, flores, carne, aves de corral, pescado, hielo, sangre, productos farmacéuticos o cualquier otra carga adecuada que requiera transporte en cadena fría. En la disposición ilustrada, la TRU 26 está asociada con un contenedor 24 para proporcionar parámetros medioambientales deseados, tales como, por ejemplo, temperatura, presión, humedad, dióxido de carbono, etileno, ozono, exposición a la luz, exposición a vibraciones y otras condiciones al compartimiento 40 de carga. En otras disposiciones, la TRU 26 es un sistema de refrigeración capaz de proporcionar un intervalo de temperatura y humedad deseado.

Con referencia a las FIGS. 1 y 2, el contenedor 24 está construido generalmente para almacenar una carga (no mostrada) en el compartimiento 40. La TRU 26 está generalmente integrada en el contenedor 24 y puede estar montada en la pared frontal 36. La carga se mantiene a una temperatura deseada enfriando el compartimiento 40 a través de la TRU 26, que hace circular el flujo de aire refrigerado hacia y a través del compartimiento 40 de carga del contenedor 24. Además, se contempla y se entiende que la TRU 26 puede aplicarse a cualquier compartimento de transporte (por ejemplo, contenedores de embarque o transporte) y no necesariamente los utilizados en sistemas de remolque de tractor. Además, el contenedor 24 de transporte puede ser una parte del vehículo 22 o construirse para retirarlo de un armazón y ruedas (no mostradas) del contenedor 24 para medios de transporte alternativos (por ejemplo, marinos, ferroviarios, aéreos, y otros).

Los componentes de la TRU 26 pueden incluir un compresor 58, un motor 60 de compresor eléctrico, un condensador 64 que puede estar refrigerado por aire, un conjunto 66 de ventilador de condensador, un receptor 68, un secador 70 de filtro, un intercambiador 72 de calor, una válvula 74 de expansión, un evaporador 76, un conjunto 78 de ventilador de evaporador, una válvula 80 de modulación de aspiración, y un controlador 82 que puede incluir un procesador basado en ordenador (por ejemplo, microprocesador) y similares, tal como se describirá más adelante en la presente memoria. El funcionamiento de la TRU 26 puede entenderse mejor partiendo del compresor 58, donde el gas de aspiración (por ejemplo, refrigerante natural, hidrofluorocarburo (HFC) R-404a, HFC R-134a, etc.) entra en el compresor 58 en un puerto 84 de aspiración y se comprime a una temperatura y presión más altas. El gas refrigerante se emite desde el compresor 58 en un orificio 85 de salida y puede fluir entonces al tubo o tubos 86 del condensador 64.

El aire que fluye a través de una pluralidad de aletas de bobina de condensador (no mostradas) y los tubos 86 enfría el gas a su temperatura de saturación. El flujo de aire a través del condensador 64 puede ser facilitado por uno o más ventiladores 88 del conjunto 66 de ventilador de condensador. Los ventiladores 88 de condensador pueden ser accionados por motores 90 de ventilador de condensador respectivos del conjunto 66 del ventilador, que pueden ser eléctricos. Al eliminar el calor latente, el gas refrigerante dentro de los tubos 86 se condensa a un líquido de alta presión y alta temperatura y fluye al receptor 68, que proporciona almacenamiento para el refrigerante líquido en exceso durante la operación de baja temperatura. Desde el receptor 68, el refrigerante líquido puede pasar a través de un intercambiador 92 de calor de subenfriador del condensador 64, a través del secador 70 de filtro que mantiene el refrigerante limpio y seco, a continuación, al intercambiador 72 de calor que aumenta el subenfriamiento del refrigerante, y finalmente a la válvula 74 de expansión.

A medida que el refrigerante líquido pasa a través de los orificios de la válvula 74 de expansión, parte del líquido se vaporiza en un gas (es decir, gas instantáneo). El aire de retorno desde el espacio refrigerado (es decir, el compartimento 40 de carga) fluye sobre la superficie de transferencia de calor del evaporador 76. A medida que el refrigerante fluye a través de una pluralidad de tubos 94 de evaporador 76, el refrigerante líquido restante absorbe calor del aire de retorno, y al hacerlo, se vaporiza y por lo tanto enfría el aire de retorno.

El conjunto 78 de ventilador de evaporador incluye uno o más ventiladores 96 de evaporador que pueden ser accionados por motores 98 de ventilador respectivos, que pueden ser eléctricos. El flujo de aire a través del evaporador 76 es facilitado por los ventiladores 96 de evaporador. Desde el evaporador 76, el refrigerante, en forma de vapor, puede fluir entonces a través de la válvula 80 de modulación de aspiración, y de vuelta al compresor 58. La válvula 74 de expansión puede ser termostática o ajustable eléctricamente. En una disposición, como se representa, la válvula 74 de expansión es termostática. Un sensor 100 de bulbo de válvula de expansión termostática puede estar situado cerca de una salida del tubo 94 de evaporador. El sensor 100 de bulbo está destinado a controlar la válvula 74 de expansión termostática, controlando así el sobrecalentamiento del refrigerante en una salida del tubo 94 evaporador. Además, se contempla y se entiende que lo anterior describe generalmente un sistema de compresión de vapor de una sola etapa que puede usarse para HFC tales como R-404a y R-134a y refrigerantes naturales tales como propano y amoníaco. También se pueden aplicar otros sistemas de refrigerante que utilizan refrigerante de dióxido de carbono (CO<2>), y que pueden ser un sistema de compresión de vapor de dos etapas. En otra disposición, la válvula 74 de expansión podría ser una válvula de expansión electrónica. En este caso, el controlador 82 da una instrucción a la válvula de expansión para que pase a una posición seleccionada basándose en las condiciones de operación del ciclo de compresión de vapor y las demandas del sistema.

Una válvula de derivación (no mostrada) puede proporcionar el gas instantáneo del refrigerante para evitar el evaporador 76. Esto permitirá que la bobina de evaporador se llene con líquido y se 'humedezca' completamente para mejorar la eficiencia de transferencia de calor. Con el refrigerante CO<2>, este gas instantáneo de derivación puede reintroducirse en una fase intermedia de un compresor 58 de dos fases.

El compresor 58 y el motor 60 de compresor pueden estar conectados a través de un eje 102 de accionamiento de interconexión. El compresor 58, el motor 60 de compresor y el eje 102 de accionamiento pueden estar todos sellados dentro de una carcasa común 104. El compresor 58 puede ser un compresor individual. El compresor individual puede ser un compresor de dos etapas, un compresor de tipo espiral u otros compresores adaptados para comprimir HFC o refrigerantes naturales. El refrigerante natural puede ser CO<2>, propano, amoníaco o cualquier otro refrigerante natural que pueda incluir un potencial de calentamiento global (GWP) de aproximadamente uno (1).

Continuando con la FIG. 2, con referencia continua a la FIG. 1. La FIG. 2 también ilustra el flujo de aire a través de la TRU 26 y el compartimiento 40 de carga. El flujo de aire se hace circular dentro, a través y fuera del compartimiento 40 de carga del contenedor 24 por medio de la TRU 26. Un flujo 134 de aire de retorno fluye al interior de la TRU 26 desde el compartimento 40 de carga a través de una entrada 136 de aire de retorno, y a través del evaporador 76 mediante el ventilador 96, acondicionando así el flujo 134 de aire de retorno a una temperatura seleccionada o predeterminada. El flujo 134 de aire de retorno acondicionado, ahora denominado flujo 138 de aire de suministro, se suministra al compartimiento 40 de carga del contenedor 24 a través de la salida 140 de unidad de refrigeración, que en algunas disposiciones está situada cerca de la pared superior 30 del contenedor 24. El flujo 138 de aire de suministro enfría las mercancías perecederas en el compartimiento 40 de carga del contenedor 24. Debe apreciarse que la TRU 26 puede además ser operada a la inversa para calentar el contenedor 24 cuando, por ejemplo, la temperatura exterior es muy baja.

Un sensor 142 de temperatura (es decir, termistor, termopares, RTD, y similares) se dispone en la corriente de aire, en el evaporador 76, en la entrada 136 de aire de retorno, y similares, para monitorizar el flujo 134 de aire de retorno de temperatura desde el compartimiento 40 de carga. Una señal de sensor indicativa de la temperatura de flujo de aire de retorno indicada como RAT está conectada de forma operativa a través de la línea 144 al controlador 82 de TRU para facilitar el control y la operación de la TRU 26. Del mismo modo, un sensor 146 de temperatura se dispone en el flujo 138 de aire de suministro, en el evaporador 76, en la salida 140 de unidad de refrigeración para monitorizar la temperatura del flujo 138 de aire de suministro dirigido al compartimiento 40 de carga. Del mismo modo, una señal de sensor indicativa de la temperatura de flujo de aire de suministro indicada como SAT 14 está conectada de forma operativa a través de la línea 148 al controlador 82 de TRU para facilitar el control y la operación de la TRU 26.

Sistema

Con referencia ahora a la FIG. 3, continuando también con la referencia a las FIGS. 1 y 2, la TRU 26, que no forma parte de la invención, puede incluir o estar interconectada de forma operativa con una interfaz de suministro de energía mostrada generalmente como 120. La interfaz 120 de suministro de energía puede incluir interfaces a varias fuentes de energía designadas generalmente como 122 y más específicamente como sigue en la presente memoria para la TRU 26 y los componentes de la misma. En una disposición, las fuentes 122 de energía pueden incluir, pero no se limitan a, un dispositivo 152 de almacenamiento de energía, generador 162, y energía 182 de red. Cada una de las fuentes 122 de energía puede configurarse para alimentar selectivamente la TRU 26 (incluyendo el motor 60 de compresor, los motores 90 de ventilador de condensador, los motores 98 de ventilador de evaporador, el controlador 82 y otros componentes 99 de la TRU 26 que pueden incluir varios solenoides y/o sensores). El controlador 82, a través de una serie de señales de datos y de mando sobre diversas trayectorias 108, puede, por ejemplo, controlar la aplicación de energía a los motores eléctricos 60, 90, 98 según lo dictado por las necesidades de refrigeración de la TRU 26.

La TRU 26 puede incluir una arquitectura de CA o CC con componentes seleccionados que emplean corriente alterna (CA), y otros que emplean corriente continua (CC). Por ejemplo, en una disposición, los motores 60, 90, 98 pueden configurarse como motores de CA, mientras que, en otras disposiciones, los motores 60, 90, 98 pueden configurarse como motores de CC. El funcionamiento de las fuentes 122 de energía cuando suministran energía a la TRU 26 puede ser gestionado y monitorizado por el sistema 124 de gestión de energía. El sistema 124 de gestión de energía está configurado para determinar un estado de varias fuentes 122 de energía, controlar su funcionamiento, y dirigir la energía hacia y desde las diversas fuentes 122 de energía y similares sobre la base de diversos requisitos de la TRU 26. En una disposición, el controlador 82 de TRU recibe varias señales indicativas del estado operativo de la TRU 26 y determina los requisitos de energía para el sistema de TRU 26 en consecuencia, y dirige la interfaz 120 de fuente de energía y específicamente el sistema 124 de gestión de energía para dirigir la energía en consecuencia para abordar los requisitos de la TRU 26. En una disposición, el sistema 26 de TRU se controla hasta un valor de consigna de temperatura seleccionado por el usuario. El controlador 82 de TRU monitoriza la RAT y opcionalmente la SAT medida por los sensores 142 y 146 de temperatura, respectivamente. El controlador 82 de TRU estima los requisitos de energía para la TRU 26 basándose en la RAT (entre otros) y proporciona instrucciones en consecuencia a los diversos componentes de la interfaz 120 de suministro de energía y específicamente el sistema 124 de gestión de energía, el sistema 150 de almacenamiento de energía y el convertidor 164 de energía de generador para gestionar la generación, conversión y enrutamiento de energía en la interfaz 120 de suministro de energía y el sistema 26 de TRU. Utilizando la RAT medida y el valor de consigna, se realiza una estimación de la demanda de energía. Más específicamente, en una disposición, si el (valor de consigna RAT) está por encima de un primer umbral (por ejemplo, >-12,2 grados C (>10 grados F), entonces el sistema 26 de TRU necesita la energía completa (por ejemplo, en un suministro de voltaje conocido, la demanda de corriente es conocida). Si el (valor de consigna RAT) está entre el primer umbral y el segundo umbral, el requisito de corriente está limitado (a un voltaje conocido) para lograr una energía de rango medio (por ejemplo, ~50 % de energía o algo menos del 100 %). Si el (valor de consigna RAT) está por debajo del segundo umbral, la corriente está limitada (a voltaje) para lograr una energía mínima (por ejemplo, ~20 % de energía).

El controlador 82 de TRU está configurado para controlar los componentes en la TRU 26 así como los componentes de la interfaz 120 de suministro de energía de acuerdo con las necesidades operativas del sistema 20 de refrigeración de transporte. El controlador 82 de TRU está acoplado comunicativamente al sistema 124 de gestión de energía, al convertidor 156 de CC/CA, al sistema 154 de gestión de batería y a los componentes del convertidor 164 de energía de generador del regulador 166 de voltaje, al circuito de 167 control de corriente, al convertidor 168 de frecuencia y al generador 162. Para la demanda de energía de la TRU, el controlador 82 de TRU, utilizando información adicional del BMS 154 y el generador 162, proporciona instrucciones para influir en la salida del generador a la forma de energía requerida por la TRU 26. Adicionalmente, el controlador 82 de TRU proporciona instrucciones para gestionar el flujo de energía a través del sistema 124 de gestión de energía dependiendo del estado operativo de las diversas fuentes de energía (es decir, energía 182 de red, dispositivo 152 de almacenamiento de energía y generador 162) acoplado con la demanda de energía de la TRU 26.

Tal como se describe además en la presente memoria, hay tres fuentes 122 de energía: energía 182 de red, generador 162/convertidor 164 de energía de generador y dispositivo 152 de almacenamiento de energía. Si la TRU 26 está "Encendida" y en funcionamiento, el controlador 82 de TRU conoce los requisitos de energía para el sistema de TRU y, por lo tanto, qué energía se necesita. El controlador 82 de TRU también está programado para determinar si la energía (por ejemplo, 182) de red está disponible o no. Si la energía de red está disponible y la TRU está Encendida y el dispositivo 152 de almacenamiento de energía (por ejemplo, batería) SOC indica una carga completa, la energía de red satisfará la demanda de energía del sistema de TRU 26. Por el contrario, si la energía 182 de red está disponible y la TRU está Encendida y el dispositivo de almacenamiento de energía no está completamente cargado, la demanda de energía de la TRU se satisface como primera prioridad y luego el inversor 156 de CC/CA se activa para proporcionar la carga necesaria al dispositivo 152 de almacenamiento de energía como segunda prioridad. Además, si la energía 182 de red está disponible y la TRU está "Apagada" y el dispositivo 152 de almacenamiento de energía no está completamente cargado, el inversor 156 de CC/CA se activará para proporcionar la corriente de carga necesaria. Si la energía 182 de red no está disponible y el generador/convertidor de energía de generador 162/164 no es operable, toda la demanda de energía de la TRU se satisface mediante el sistema 150 de almacenamiento de energía a través del dispositivo de almacenamiento de energía. Finalmente, si la energía 182 de red no está disponible y el generador/convertidor de energía de generador 162/164 es operable, entonces la demanda de energía de la TRU se satisface tanto mediante el generador 162 como mediante el sistema 150 de almacenamiento de energía.

El sistema 124 de gestión de energía recibe energía de un generador 162 directamente y/o a través de un convertidor 164 de energía de generador. En una disposición, el sistema 124 de gestión de energía puede ser una unidad autónoma, integral con el convertidor 164 de energía de generador, y/o integral con la TRU 26. El generador 162 puede estar montado en un eje o buje configurado para recuperar la energía rotacional cuando el sistema 20 de refrigeración de transporte está en movimiento, y convertir esa energía rotacional en energía eléctrica, tal como, por ejemplo, cuando el eje del vehículo 22 está girando debido a aceleración, velocidad de crucero o frenado. En una disposición, el generador 162 está configurado para proporcionar una primera energía 163 de CA trifásica que comprende voltaje V<1>, una corriente I<1>de CA a una frecuencia dada f indicada por el número de referencia 163. El generador 162 puede ser asíncrono o síncrono. En otra disposición, el generador 162 puede ser de CC, proporcionando una primera energía 163a de CC que incluye un voltaje de CC y corriente de CC indicados como V<1a>y corriente h<a>de CC. El convertidor 164 de energía de generador en una o más disposiciones genera una segunda energía 165 de CA trifásica que incluye voltaje V<2>de CA, una segunda corriente I<2>de CA a una frecuencia seleccionada f<2>y se transmite desde el convertidor 164 de energía de generador al sistema 124 de gestión de energía o de otro modo como se describe en la presente memoria.

Tal como se describe en la presente memoria, en funcionamiento, el controlador 82 de TRU ha identificado los requisitos de energía para la TRU 26 al menos parcialmente basándose en la RAT. El controlador 82 de TRU transporta los requisitos de energía al sistema 124 de gestión de energía y/o al convertidor 164 de energía de generador para convertir la primera energía 163 de CA trifásica o la primera energía 163a de CC a la segunda energía 165 de CA trifásica según sea necesario para satisfacer los requisitos de la TRU 26.

GEN CA/Convertidor de CA

En una disposición, que no forma parte de la invención, el convertidor 164 de energía de generador es un convertidor de CA/CA y está configurado para recibir la energía 163 de CA trifásica (por ejemplo, en voltaje V<1>de CA, corriente I<1>de CA una frecuencia h), del generador 162 y convertirla en una segunda energía 165 de CA trifásica que comprende el segundo voltaje V<2>de CA trifásica, una segunda corriente I<2>de CA a una frecuencia seleccionada f<2>. La segunda energía 165 de CA trifásica se transmite desde el convertidor 164 de energía de generador al sistema 124 de gestión de energía. El convertidor 164 de energía de generador está configurado para proporcionar la segunda energía 165 de CA trifásica sobre la base de los requisitos operativos de la TRU 26. En una disposición, el convertidor 164 de energía de generador incluye una función 166 de control de voltaje, una función 167 de control de corriente y una función 168 de convertidor de frecuencia, cada una configurada para facilitar la conversión. En una o más disposiciones, el controlador 82 de TRU proporciona señales de mando indicadas como 169, 170 y 171 a una función 166 de control de voltaje, una función 167 de control de corriente y una función 168 de convertidor de frecuencia, respectivamente. Las señales 169, 170 y 171 de mando son generadas por el controlador 82 de TRU sobre la base de los requisitos de consumo de energía de la TRU 26, como se discute adicionalmente en la presente memoria. Además, el controlador 82 de TRU puede recibir información de estado como se representa con 172 con respecto al generador 162, al convertidor 164 de energía de generador, o al sistema 124 de gestión de energía con fines de selección de modo y diagnóstico. El convertidor 164 de energía de generador puede ser una unidad autónoma configurada para estar en estrecha proximidad o incluso integral con el generador 162. En otra disposición, el convertidor 164 de energía de generador puede ser integral con el sistema 124 de gestión de energía y/o la TRU 26.

Continuando con la FIG. 3 y el convertidor 164 de energía de generador, en una disposición, la función 166 de control de voltaje incluye una función de regulación de voltaje y está configurada para monitorizar el voltaje de salida del generador 162 y mantiene un voltaje constante fuera de la función 166 de control de voltaje. La función 166 de control de voltaje comunica el estado al controlador 82 de TRU. La función 167 de control de corriente monitoriza y comunica a la TRU 26 el estado de la toma de corriente desde el generador 162. En una disposición, la corriente puede estar limitada dependiendo de las demandas de energía de la TRU 26. Finalmente, la función 168 de convertidor de frecuencia monitoriza la frecuencia de la energía trifásica 163 producida por el generador 162 y convierte la energía trifásica 163 en la energía trifásica 165 que presenta la frecuencia deseada como se determina mediante la función 166 de control de voltaje y el controlador 82 de TRU, para el suministro al sistema 124 de gestión de energía y finalmente la TRU 26. En una disposición, las comunicaciones pueden ser a través de interfaces de comunicación estándar tales como CAN, RS-485 y similares. Además, como se discute más adelante en la presente memoria, las comunicaciones pueden ser por cable o inalámbricas.

GEN CC/convertidor de CA

En otra disposición, que no forma parte de la invención, por ejemplo, cuando el generador 162 es un generador de CC, el convertidor 164 de energía de generador es un convertidor de CC/CA y está configurado para recibir la energía 163a de CC (por ejemplo, en voltaje V<1a>de CC, corriente h<a>de CC) del generador 162 y convertirla en la segunda energía 165 de CA trifásica que comprende un segundo voltaje V<2>de CA trifásica, una segunda corriente I<2>de CA a una frecuencia f<2>seleccionada. La segunda energía 165 de CA trifásica se transmite desde el convertidor 164 de energía de generador al sistema 124 de gestión de energía, tal como se describe en el presente documento. Una vez más, como se ha descrito más arriba, el convertidor 164 de energía de generador está configurado para proporcionar la segunda energía 165 de CA trifásica sobre la base de los requisitos de la TRU 26 como se ha descrito más arriba. En una disposición, el convertidor 164 de energía de generador incluye la función 166 de control de voltaje, la función 167 de control de corriente y la función 168 de convertidor de frecuencia, cada una configurada para facilitar la conversión CC/CA. En estas disposiciones, una vez más, el controlador 82 de TRU proporciona señales de mando indicadas con 169, 170 y 171 a una función 166 de control de voltaje, una función 167 de control de corriente y una función 168 de convertidor de frecuencia, respectivamente, sobre la base de los requisitos de consumo de energía de la TRU 26 como se describe más adelante en la presente memoria. En esta disposición, la función 166 de control de voltaje incluye una función de regulación de voltaje y está configurada para monitorizar el voltaje de CC de salida desde el generador 162 y mantiene un voltaje de CA constante fuera de la función 166 de control de voltaje. La función 167 de control de corriente monitoriza y comunica a la TRU 26 el estado de la toma de corriente desde el generador 162. Finalmente, la función 168 de convertidor de frecuencia monitoriza la frecuencia de la energía trifásica 165 producida mediante el convertidor 164 de generador para asegurar que presenta la frecuencia deseada como se determina mediante la función 166 de control de voltaje y el controlador 82 de TRU, para el suministro al sistema 124 de gestión de energía y finalmente la TRU 26.

Sistema de almacenamiento de energía

Continuando con la FIG. 3 y la arquitectura de la interfaz de fuente 120 de energía y las diversas fuentes 122 de energía empleadas para alimentar la TRU 26 y los componentes de la misma. En una disposición, una de las fuentes 122 de energía puede incluir, pero sin limitarse a ello, un sistema 150 de almacenamiento de energía acoplado de forma operativa al sistema 124 de gestión de energía. Como se describe en la presente memoria, otra fuente 122 de energía desde la que el sistema 124 de gestión de energía recibe energía es el generador 162, ya sea directamente y/o a través de un convertidor 164 de energía de generador. Además, la fuente 182 de energía de red proporciona energía de CA trifásica al sistema 124 de gestión de energía en condiciones seleccionadas. El sistema 150 de almacenamiento de energía transmite energía trifásica 157 al sistema 124 de gestión de energía y recibe energía del mismo. El sistema 150 de almacenamiento de energía puede incluir, pero no se limita a, el dispositivo 152 de almacenamiento de energía, y el convertidor 156 de CA/CC y un sistema 154 de gestión de batería. En una disposición, el sistema 124 de gestión de energía proporciona energía 157 de CA trifásica a un convertidor 156 de CA/CC para formular un voltaje y corriente de CC para cargar y almacenar energía en el dispositivo 152 de almacenamiento de energía. Por el contrario, en otras disposiciones, el dispositivo 152 de almacenamiento de energía suministra voltaje y corriente de CC al convertidor 156 de CA/CC que funciona como un convertidor de CC/CA para suministrar una energía 157 de CA trifásica para alimentar la TRU 26.

El sistema 154 de gestión de batería monitoriza el rendimiento del dispositivo 152 de almacenamiento de energía. Por ejemplo, monitorizar el estado de carga del dispositivo 152 de almacenamiento de energía, un estado de salud del dispositivo 152 de almacenamiento de energía, y una temperatura del dispositivo 152 de almacenamiento de energía. Los ejemplos del dispositivo 152 de almacenamiento de energía pueden incluir un sistema de baterías (por ejemplo, una batería o banco de baterías), pilas de combustible, batería de flujo, y otros dispositivos capaces de almacenar y emitir energía eléctrica que puede ser corriente continua (CC). El dispositivo 152 de almacenamiento de energía puede incluir un sistema de baterías, que puede emplear múltiples baterías organizadas en bancos de baterías a través de los cuales puede fluir aire de refrigeración para el control de temperatura de las baterías, como se describe en la solicitud de patente de EE. UU. n.° Ser.

62/616.077, presentada el 11 de enero de 2018, cuyos contenidos se incorporan en su totalidad a la presente memoria.

Si el sistema 150 de almacenamiento de energía incluye un sistema de baterías para el dispositivo 152 de almacenamiento de energía, el sistema de baterías puede tener un potencial de voltaje dentro de un intervalo de aproximadamente doscientos voltios (200 V) a aproximadamente seiscientos voltios (600 V). Generalmente, cuanto mayor es el voltaje, mayor es la sostenibilidad de la energía eléctrica preferida. Sin embargo, cuanto mayor es el voltaje, mayor es el tamaño y el peso de, por ejemplo, las baterías en un dispositivo 152 de almacenamiento de energía, lo que no se prefiere cuando se transporta carga. Adicionalmente, si el dispositivo 152 de almacenamiento de energía es una batería, entonces con el fin de aumentar el voltaje y/o la corriente, las baterías necesitan conectarse en serie o en paralelo dependiendo de las necesidades eléctricas. Voltajes más altos en un dispositivo 152 de almacenamiento de energía de baterías requerirán más baterías en serie que voltajes más bajos, lo que a su vez da como resultado un dispositivo de almacenamiento 152 de energía de baterías más grande y más pesado. Se puede utilizar un sistema de voltaje más bajo y de corriente más alta, sin embargo, dicho sistema puede requerir un cableado o barras colectoras más grandes. En una disposición, el dispositivo 152 de almacenamiento de energía puede estar contenido dentro de la estructura 27 de la TRU 26. En una disposición, el dispositivo 152 de almacenamiento de energía está situado con la TRU 26, sin embargo, son posibles otras configuraciones. En otra disposición, el dispositivo 152 de almacenamiento de energía puede estar situado con el contenedor 24 tal como, por ejemplo, debajo del compartimiento 40 de carga. Del mismo modo, el convertidor 156 de CA/CC puede estar situado con el contenedor 24 tal como, por ejemplo, debajo del compartimento de carga 40, sin embargo, en algunas disposiciones puede ser deseable que el convertidor 156 de CA/CC esté en estrecha proximidad al sistema 124 de gestión de energía y/o la TRU 26 y el controlador 82 de TRU. Se apreciará que en una o más disposiciones, aunque se describen ubicaciones particulares con respecto a la conexión y colocación de componentes seleccionados que incluyen el dispositivo 152 de almacenamiento de energía y/o el convertidor 156 de CA/CC, dichas descripciones son meramente ilustrativas y no pretenden ser limitantes. Es posible una ubicación, disposición y configuración variadas de los componentes y dentro del alcance de la descripción.

El sistema 154 de gestión de batería y el convertidor 156 de CA/CC están conectados de forma operativa al controlador 82 de TRU y se interconectan con el mismo. El controlador 82 de TRU recibe información con respecto al estado del sistema 150 de almacenamiento de energía, incluyendo el dispositivo 152 de almacenamiento de energía para proporcionar entradas de control al convertidor 156 de CA/CC para monitorizar el dispositivo 152 de almacenamiento de energía, controlar las velocidades de carga y descarga para el dispositivo 152 de almacenamiento de energía y similares.

Continuando con la FIG. 3, como se ha descrito anteriormente, la interfaz 120 de suministro de energía puede incluir interfaces a varias fuentes 122 de energía gestionadas y monitorizadas por el sistema 124 de gestión de energía. El sistema 124 de gestión de energía gestiona y determina flujos de energía eléctrica en la interfaz 120 de suministro de energía sobre la base de las necesidades operativas de la TRU 26 y las capacidades de los componentes en la interfaz 120 de suministro de energía, (por ejemplo, generador 162, convertidor 164, dispositivo 152 de almacenamiento de energía, y similares). El sistema 124 de gestión de energía está configurado para determinar un estado de varias fuentes 122 de energía, controlar su funcionamiento y dirigir la energía hacia y desde las diversas fuentes 122 de energía y similares sobre la base de diversos requisitos de la TRU 26.

En una disposición hay cinco flujos de energía primarios gestionados por el sistema 124 de gestión de energía. En primer lugar, la energía en el sistema 124 de gestión de energía suministrada a través del generador 162 o el convertidor 164 de energía de generador (por ejemplo, la segunda energía 165 de CA trifásica). En segundo lugar, la energía suministrada al sistema 124 de gestión de energía cuando el sistema 26 de TRU está conectado de forma operativa a la fuente 182 de energía de red. En tercer lugar, la energía suministrada al sistema 124 de gestión de energía desde un dispositivo 152 de almacenamiento de energía. En cuarto lugar, la energía dirigida desde el sistema 124 de gestión de energía al dispositivo 152 de almacenamiento de energía. Finalmente, la energía dirigida a la TRU 26 desde el sistema 124 de gestión de energía para proporcionar energía para operar la TRU 26.

Los flujos de energía se transferirán a través de diferentes rutas sobre la base de los requisitos impuestos al sistema 124 de gestión de energía y la configuración particular de la interfaz 120 de suministro de energía. El sistema 124 de gestión de energía funciona como un bus de energía central para conectar varias fuentes 122 de energía juntas para suministrar las necesidades de energía de la TRU 26. El sistema 124 de gestión de energía controla la conmutación, dirección o redirección de energía hacia/desde los cinco flujos de energía según sea necesario para satisfacer los requisitos de energía de la TRU 26. La conmutación, la dirección y la redirección pueden realizarse fácilmente empleando un dispositivo 126 de conmutación de control de bus del sistema 124 de gestión de energía. El dispositivo 126 de conmutación de control de bus puede incluir, pero sin limitarse a, dispositivos de conmutación de semiconductores electromecánicos y de estado sólido que incluyen relés, contactores, contactores de estado sólido, así como dispositivos de conmutación de semiconductores tales como transistores, FET, MOSFETS, IGBT, tiristores, SCR y similares. Además, para facilitar e implementar la funcionalidad del sistema 124 de gestión de energía, los voltajes y frecuencias de la energía ya sea suministrada por el suministro 182 de energía de red, el generador 162, el convertidor 164 de generador, o el convertidor 156 de CA/CC del sistema 150 de almacenamiento de energía necesitan sincronizarse para proporcionar una fuente de energía común que se ha de suministrar a la TRU 26 y/o cargar el dispositivo 152 de almacenamiento de energía. El consumo de corriente será determinado por la TRU 26 y la necesidad de cargar el dispositivo 152 de almacenamiento de energía.

La salida del convertidor 164 de energía de generador (la segunda energía 165 de CA trifásica) y/o la energía de red desde la fuente 182 de energía de red y/o la energía dirigida a/desde el sistema 150 de almacenamiento de energía se suministra al dispositivo 126 de conmutación de control de bus en una condición de solapamiento o interrupción antes de la fabricación como se determina por el dispositivo 126 de conmutación de control de bus del sistema de gestión de energía. El convertidor 156 de CA/CC, cuando funciona como convertidor de CC a CA, sincroniza el voltaje y la frecuencia de la energía trifásica (por ejemplo, 157) generada a través del sistema 150 de almacenamiento de energía con el dispositivo 126 de conmutación de control de bus conectado a energía con el fin de transferir energía desde el dispositivo 152 de almacenamiento de energía al sistema 124 de gestión de energía (y por lo tanto la TRU 26) según sea necesario. Del mismo modo, la energía de red procedente de la fuente 182 de energía de red proporcionada al sistema 124 de gestión de energía es dirigida por el dispositivo 126 de conmutación de control de bus una vez conectado y el convertidor 156 de CA/CC monitoriza el voltaje y frecuencia de bus para determinar si los parámetros anteriores son iguales antes de que se permita la conectividad. Esto permitirá una interrupción mínima del sistema de bus de energía. En otras palabras, siempre que estén disponibles dos o más fuentes de energía, el dispositivo de conmutación de control de bus y el convertidor 156 de Ca /CC garantizan que la alimentación se empareje y sincronice para permitir la conectividad. El dispositivo 126 de control del bus de energía se comunica con el controlador 82 de TRU para determinar el estado de los flujos conectados. En una disposición, el sistema 124 de gestión de energía, y/o el controlador 82 de TRU proporcionan indicaciones visuales de qué fuente (por ejemplo, fuente 182 de energía de red, generador 162 o sistema 150 de almacenamiento de energía) se selecciona y opera en el dispositivo 126 de conmutación de control de bus.

Volviendo ahora a las FIGS. 4A-4H, cada una de ellas proporciona un diagrama simplificado que representa cada una de las ocho combinaciones de flujos de energía identificadas, que no forman parte de la invención. Las FIGS. 4A-4C representan flujos de energía para la energía suministrada desde el generador 162 y/o el convertidor 164 de energía de generador (por ejemplo, segunda energía de CA trifásica). Haciendo referencia ahora a la FIG. 4A, en una disposición, la lógica empleada por el controlador 82 de TRU para dirigir la energía en el sistema 124 de gestión de energía determina si la TRU 26 está funcionando. Si es así, y el sistema 150 de almacenamiento de energía indica que el dispositivo 120 de almacenamiento de energía presenta un estado de carga que es menor que un umbral seleccionado, entonces el sistema 124 de gestión de energía dirige la energía tanto a la TRU 26 como al sistema 150 de almacenamiento de energía para recargar el dispositivo 152 de almacenamiento de energía. En una disposición, se da prioridad al cumplimiento de los requisitos de energía de la TRU 26. Cualquier energía restante puede dirigirse a la aplicación de recarga para el sistema 150 de almacenamiento de energía. Debe apreciarse que aunque se describe y emplea un umbral particular de un 80 % para las disposiciones descritas, dichos valores y descripción son meramente ilustrativos. Son posibles otros valores y aplicaciones para los umbrales.

Con referencia ahora también a la FIG. 4B, la figura representa un segundo caso para flujos de energía para energía suministrada desde el generador 162 y/o el convertidor 164 de energía de generador. En esta disposición, si la TRU 26 está funcionando, y el sistema 150 de almacenamiento de energía indica que el dispositivo 152 de almacenamiento de energía presenta un estado de carga que supera un umbral seleccionado, entonces el sistema 124 de gestión de energía dirige energía solo a la TRU 26 (ya que el sistema 150 de almacenamiento de energía aún no requiere recarga). De manera similar, en otra disposición más, como se representa mediante la FIG. 4C, un tercer flujo de energía gobernado por el sistema 124 de gestión de energía para la energía suministrada desde el generador 162 y/o el convertidor 164 de energía de generador. En esta disposición, la lógica empleada por el controlador 82 de TRU para dirigir la energía en el sistema 124 de gestión de energía aborda un caso en el que la TRU 26 no está operativa, y el sistema 150 de almacenamiento de energía indica que el dispositivo 152 de almacenamiento de energía presenta un estado de carga que es menor que un umbral seleccionado (en este caso un 100 %, aunque son posibles otros umbrales). En esta disposición, el sistema 124 de gestión de energía dirige la energía solo al sistema 150 de almacenamiento de energía para recargar el dispositivo 152 de almacenamiento de energía. En una disposición se da prioridad a satisfacer los requisitos de energía del sistema 150 de almacenamiento de energía y, secundariamente, a proporcionar energía a la TRU 26.

Volviendo ahora a las FIGS. 4D-4F, que representan flujos de energía para la energía suministrada desde la fuente 182 de energía de red. En una disposición como se representa en la FIG. 4D, la lógica empleada por el controlador 82 de TRU para dirigir la energía desde la fuente 182 de energía de red en el sistema 124 de gestión de energía determina si la TRU 26 está funcionando y el generador 162 (o el convertidor 164 de energía de generador) no está operativo. Si es así, y el sistema 150 de almacenamiento de energía indica que el dispositivo 152 de almacenamiento de energía presenta un estado de carga que es menor que un umbral seleccionado, entonces el sistema 124 de gestión de energía dirige energía tanto a la TRU 26 como al sistema 150 de almacenamiento de energía para recargar el dispositivo 152 de almacenamiento de energía. En una disposición, una vez más, se da prioridad al cumplimiento de los requisitos de energía de la TRU 26. Cualquier energía restante puede dirigirse a la aplicación de recarga para el sistema 150 de almacenamiento de energía. Debe apreciarse que aunque se describe y emplea un umbral particular de un 80 % para las disposiciones descritas, dichos valores y descripción son meramente ilustrativos. Son posibles otros valores y aplicaciones para los umbrales.

Con referencia ahora también a la FIG. 4E, la figura representa un segundo caso para flujos de energía para energía suministrada desde la fuente 182 de energía de red cuando el generador 162 no está operativo. En esta disposición, si la TRU 26 está funcionando y el sistema 150 de almacenamiento de energía indica que el dispositivo 152 de almacenamiento de energía presenta un estado de carga que supera un umbral seleccionado, entonces el sistema de gestión de energía dirige energía solo a la TRU 26 (ya que el sistema 150 de almacenamiento de energía aún no requiere recarga). De manera similar, en otra disposición más, como se representa mediante la FIG. 4F, un tercer flujo de energía gobernado por el sistema 124 de gestión de energía para la energía suministrada desde la fuente 182 de energía de red cuando el generador 162 no está operativo. En esta disposición, la lógica empleada por el controlador 82 de TRU para dirigir la energía en el sistema 124 de gestión de energía aborda un caso en el que la TRU 26 tampoco está operativa, y el sistema 150 de almacenamiento de energía indica que el dispositivo 152 de almacenamiento de energía presenta un estado de carga que es menor que un umbral seleccionado (en este caso un 100 %, aunque son posibles otros umbrales). En esta disposición, el sistema 124 de gestión de energía dirige la energía solo al sistema 150 de almacenamiento de energía para recargar el dispositivo 152 de almacenamiento de energía. En una disposición se da prioridad a satisfacer los requisitos de energía del sistema 150 de almacenamiento de energía.

Volviendo ahora a las FIGS. 4G y 4H, que representan flujos de energía para la energía suministrada a la TRU 26 en condiciones seleccionadas para operar también desde el sistema 150 de almacenamiento de energía. En la FIG. 4G, los flujos de energía a la TRU 26 se proporcionan desde el generador 162 y/o el convertidor 164 de energía de generador (por ejemplo, la segunda energía 165 de CA trifásica) así como desde el sistema 150 de almacenamiento de energía. En una disposición, la lógica empleada por el controlador 82 de TRU para dirigir la energía en el sistema 124 de gestión de energía determina si la TRU 26 está funcionando. Si es así, y el sistema 150 de almacenamiento de energía indica que el dispositivo 152 de almacenamiento de energía presenta un estado de carga mayor que un umbral seleccionado, entonces el sistema 124 de gestión de energía dirige energía tanto desde el generador 162 (o el convertidor 164 de energía de generador) como desde el sistema 150 de almacenamiento de energía a la TRU 26. En una disposición se emplea un umbral de un 10 por ciento para el estado de carga del dispositivo 152 de almacenamiento de energía. En esta disposición, la energía es proporcionada por el sistema 150 de almacenamiento de energía y, por lo tanto, descarga el dispositivo 152 de almacenamiento de energía. En una disposición se da prioridad al cumplimiento de los requisitos de energía de la TRU 26. Esta disposición puede emplearse en condiciones en las que la energía de salida del generador 162 y/o del convertidor 164 de energía de generador es menor que la necesaria para hacer funcionar la TRU 26. Debe apreciarse que aunque se describe y emplea un umbral particular de un 10 % para las disposiciones descritas, dichos valores y descripción son meramente ilustrativos. Son posibles otros valores y aplicaciones para los umbrales. Por ejemplo, en algunos casos puede ser deseable priorizar la operación de la TRU 26 de manera que sea aceptable el drenaje completo del dispositivo 152 de almacenamiento de energía. Del mismo modo, en otras disposiciones, puede ser deseable modificar la función o restringir el funcionamiento de la TRU 26 para evitar la descarga excesiva del dispositivo 152 de almacenamiento de energía.

Con referencia ahora también a la FIG. 4H, la figura representa un segundo caso para flujos de energía solo desde el sistema 150 de almacenamiento de energía. En esta disposición, si la TRU 26 está funcionando, pero el generador 162 y/o el convertidor 164 de energía de generador no están operativos, si el sistema 150 de almacenamiento de energía indica que el dispositivo 152 de almacenamiento de energía presenta un estado de carga que supera un umbral seleccionado, entonces el sistema 124 de gestión de energía dirige energía a la TRU 26. En una disposición se emplea un umbral de un 10 por ciento para el estado de carga del dispositivo 152 de almacenamiento de energía. En esta disposición, la energía es proporcionada por el sistema 150 de almacenamiento de energía y, por lo tanto, descarga el dispositivo 152 de almacenamiento de energía. En una disposición, se da prioridad al cumplimiento de los requisitos de energía de la TRU 26. Una vez más, esta disposición puede emplearse en condiciones en las que la energía de salida del generador 162 y/o del convertidor 164 de energía de generador es menor que la necesaria para hacer funcionar la TRU 26. Debe apreciarse que, aunque se describe y emplea un umbral particular de un 10 % para las disposiciones descritas, dichos valores y descripción son meramente ilustrativos. Son posibles otros valores y aplicaciones para los umbrales. Por ejemplo, en algunos casos puede ser deseable priorizar la operación de la TRU 26 de manera que sea aceptable el drenaje completo del dispositivo 152 de almacenamiento de energía. Del mismo modo, en otras disposiciones, puede ser deseable modificar la función o restringir el funcionamiento de la TRU para evitar una descarga excesiva del dispositivo 152 de almacenamiento de energía.

En otra disposición y modo especializado de operación y flujo de energía para el sistema 26 de TRU y la interfaz 120 de suministro de energía. En esta disposición, denominada modo de funcionamiento en caso de fallo o modo "degradado de emergencia", la interfaz 120 de suministro de energía está configurada de manera que, en modos de funcionamiento seleccionados, la energía se dirige a la TRU 26 desde el tractor o vehículo 22. En una disposición, si el dispositivo 152 de almacenamiento de energía presenta un SOC por debajo de un umbral seleccionado, por ejemplo, <10 % y el generador 162/convertidor 164 de energía de generador no es operable pero el sistema 26 de TRU es operable y requiere energía, la energía de TRU podría tomarse del sistema de alimentación del tractor o camión (es decir, vincularse en el dispositivo de almacenamiento de energía o generador del tractor/camión). Además, debe apreciarse que las disposiciones descritas, aunque generalmente se refieren al generador 162 que está instalado en la parte de remolque del vehículo, 22, dicha descripción es meramente ilustrativa. En otra disposición, el generador 162 u otro generador podrían instalarse en un buje o eje de la parte de tractor del vehículo 22 sin pérdida de generalidad y aún ser completamente aplicable a las disposiciones descritas. En una disposición, la energía del tractor/camión puede encaminarse al sistema de gestión de energía a través de un enchufe 185 de red. Alternativamente conectable entre la fuente 182 de energía de red y la energía del vehículo. Por ejemplo, en funcionamiento, cuando el remolque del vehículo 22 está en funcionamiento, por ejemplo, durante la entrega, el enchufe 185 de red se enchufaría en el PTO eléctrico del tractor/remolque y actuaría como fuente de red móvil. El controlador 82 de TRU se programaría para determinar si el enchufe de red está activo y, si es así, para tomar energía (o complementar la energía de generador) solo si el dispositivo de almacenamiento de energía SOC está por debajo del umbral como alternativa para modificar la función o restringir el funcionamiento del sistema 26 de TRU.

Generador de CA/CC para sistema de almacenamiento de energía

Pasando ahora a la FIG. 5, en ella se representan dos disposiciones adicionales de la arquitectura de la interfaz de suministro de energía, en estos casos indicada como 220, y las diversas fuentes 122 de energía empleadas para alimentar la TRU 26, que no forma parte de la invención. En una disposición, las fuentes 122 de energía puede incluir, pero sin limitarse a ello, un sistema 150 de almacenamiento de energía acoplado de forma operativa al sistema 124 de gestión de energía y la fuente 182 de energía de red. Además, como se ha descrito más arriba, el generador 162, ya sea directamente y/o a través de un convertidor 164 de energía de generador, está conectado de forma operativa al sistema 150 de almacenamiento de energía, y más específicamente al dispositivo 152 de almacenamiento de energía. En una disposición, por ejemplo, cuando el generador 162 es un generador 162 de CA, el convertidor 164 de energía de generador es un convertidor de CA/CC y está configurado para recibir energía 163 de CA trifásica (por ejemplo, en voltaje V<1>de CA, corriente I<1>de CA y frecuencia f<i>) desde el generador 162 y convertirla en la tercera energía de CC indicada como 165b que comprende un voltaje V<3>de CC, una tercera corriente I<3>de CC. Alternativamente, en otra disposición, cuando el generador 162 es un generador de CC (indicado en las figuras como 162a, el convertidor de energía de generador, indicado como 164a, es un convertidor de CC/CC y está configurado para recibir energía de CC, indicada como 163a (por ejemplo, en voltaje V<1a>de CC, corriente<h a>de CC), desde el generador 162a y convertirla en la tercera energía de CC, indicada como 165b, que comprende un voltaje V<3>de CC, una tercera corriente I<3>de CC.

En cada disposición, la tercera energía 165b de CC se transmite desde el convertidor 164 de energía de generador (o 164a) directamente al sistema 150 de almacenamiento de energía. Una vez más, como se describe en la presente memoria, el convertidor 164, 164a de energía de generador está configurado para proporcionar la tercera energía 165b de CC sobre la base de los requisitos de la TRU 26 como se ha descrito más arriba. En esta disposición, el convertidor 164, 164a de energía de generador que incluye la función 166 de control de voltaje (véase, por ejemplo, la FIG. 3), la función 167 de control de corriente (FIG. 3), está configurado para facilitar la conversión de CA/CC para el convertidor 164 de energía de generador, y de la misma manera la conversión de CC/CC para el convertidor 164a de energía de generador de una disposición alternativa. En esta disposición, una vez más, el controlador 82 de TRU proporciona señales de mando, indicadas con 169, 169a, a una función 166 de control de voltaje y/o una función 167 de control de corriente, respectivamente, sobre la base de los requisitos de consumo de energía de la TRU 26 como se describe más adelante en la presente memoria. Como se ha descrito anteriormente, la función 166 de control de voltaje incluye una función de regulación de voltaje y está configurada para monitorizar el voltaje de CA o CC de salida desde el generador 162 y mantiene un voltaje de CC constante fuera de la función 166 de control de voltaje para el suministro al sistema de almacenamiento de energía 220 y al dispositivo 152 de almacenamiento de energía. La función 167 de control de corriente monitoriza y comunica a la TRU 26 el estado de la toma de corriente desde el generador 162, 162a. Una vez más, el estado del generador 162, 162a se monitoriza mediante el controlador 82 de TRU a través de la línea 172, 172a.

Continuando con la FIG. 5 y la disposición de la 110 interfaz 220 de fuente de energía y las diversas fuentes 122 de energía empleadas para alimentar la TRU 26 y los componentes de la misma. Como se ha descrito más arriba, el generador 162, 162a, ya sea directamente y/o a través de un convertidor 164 de energía de generador, está conectado de forma operativa al sistema 150 de almacenamiento de energía. En una disposición, el dispositivo 152 de almacenamiento de energía incluye un dispositivo 158 de conmutación eléctrica controlable por el controlador de TRU y/o BMS 154 empleado como un gestor de energía de CC. El dispositivo 158 de conmutación eléctrica está configurado para conectar flujos de energía del generador 162/convertidor 164, 164a de energía de generador, y la batería del dispositivo 152 de almacenamiento de energía para suministrar energía 155 de CC según sea necesario al convertidor 156 de CC/CA y al sistema 124 de gestión de energía para satisfacer la demanda de la TRU. A través de estos circuitos, la demanda de la TRU será satisfecha por toda la energía del generador 162/convertidor 164, 164a de generador, toda la energía de la batería o alguna combinación de energía del generador 262/convertidor 164, 164a de generador y la batería. Por ejemplo, en una disposición, si la demanda de energía de la TRU es menor que la energía de generador disponible, los requisitos de energía de la TRU se satisfacen con energía del generador 162/convertidor 164, 164a de generador y cualquier energía de generador restante se dirige a cargar la batería del dispositivo de almacenamiento de energía. El control del circuito eléctrico (a través del BMS 154) gestionará el flujo dentro y fuera de la batería y satisfará la demanda de la TRU según sea necesario.

Continuando con el sistema de almacenamiento de energía, y más específicamente con el dispositivo 152 de almacenamiento de energía, el sistema 150 de almacenamiento de energía transmite energía al y recibe energía del sistema 124 de gestión de energía a través del convertidor 156 de CA/CC que funciona como un convertidor de CC/CA. Una vez más, el sistema 150 de almacenamiento de energía incluye, pero no se limita a, el dispositivo 152 de almacenamiento de energía, y el convertidor 156 de CA/CC y un sistema 154 de gestión de batería. En una disposición, cuando opera desde la fuente 182 de energía de red, el sistema 124 de gestión de energía proporciona energía de CA trifásica a la TRU 26 tal como se ha descrito con los flujos de energía más arriba. Además, según sea necesario, para mantener una carga suficiente en el dispositivo 152 de almacenamiento de energía, el sistema 124 de gestión de energía también puede dirigir energía de CA trifásica al convertidor 156 de CA/CC para formular un voltaje y corriente de CC para cargar y almacenar energía en el dispositivo 152 de almacenamiento de energía. A la inversa, en otra disposición, cuando la fuente 182 de energía de red no está disponible, el dispositivo 152 de almacenamiento de energía suministra voltaje y corriente de CC al convertidor 156 de CA/CC que funciona como un convertidor de CC/CA para suministrar un voltaje y corriente de CA trifásica al sistema 124 de gestión de energía para alimentar la TRU 26. Una vez más, la t Ru 26 puede ser operada desde el sistema 150 de almacenamiento de energía siempre que el estado de carga del dispositivo 152 de almacenamiento de energía supere un umbral seleccionado. En una disposición, el umbral seleccionado puede ser de un 10 % de estado de carga. Una vez más, como se describe en la presente memoria, el sistema 154 de gestión de batería monitoriza el rendimiento del dispositivo 152 de almacenamiento de energía. Por ejemplo, monitorizar el estado de carga del dispositivo 152 de almacenamiento de energía, un estado de salud del dispositivo 152 de almacenamiento de energía, y una temperatura del dispositivo 152 de almacenamiento de energía. El sistema 154 de gestión de batería y el convertidor 156 de Ca /CC están conectados de forma operativa al controlador 82 de TRU y se interconectan con el mismo. El controlador 82 de TRU recibe información con respecto al estado del sistema 150 de almacenamiento de energía, incluyendo el dispositivo 152 de almacenamiento de energía para proporcionar entradas de control al convertidor 156 de CA/CC para monitorizar el dispositivo 152 de almacenamiento de energía, controlar las velocidades de carga y descarga para el dispositivo 152 de almacenamiento de energía y similares.

Tal como se ha descrito con respecto a diversas disposiciones en la presente memoria, los ejemplos del dispositivo 152 de almacenamiento de energía pueden incluir un sistema de baterías (por ejemplo, una batería o banco de baterías), pilas de combustible, y otros dispositivos capaces de almacenar y emitir energía eléctrica que puede ser corriente continua (CC). En una disposición, si el sistema 150 de almacenamiento de energía incluye un sistema de baterías para el dispositivo 152 de almacenamiento de energía, el sistema de baterías puede tener un potencial de voltaje dentro de un intervalo de aproximadamente doscientos voltios (200 V) a aproximadamente seiscientos voltios (600 V). En una disposición, el dispositivo 152 de almacenamiento de energía puede estar contenido dentro de la estructura 27 de la TRU 26. En una disposición, el dispositivo 152 de almacenamiento de energía está situado con la TRU 26, sin embargo son posibles otras configuraciones. En otra disposición, el dispositivo 152 de almacenamiento de energía puede estar situado con el contenedor 24 tal como, por ejemplo, debajo del compartimiento 40 de carga. Del mismo modo, el convertidor 156 de CA/CC puede estar situado con el contenedor 24 tal como, por ejemplo, debajo del compartimento de carga 40, sin embargo, en algunas disposiciones puede ser deseable que el convertidor 156 de CA/CC esté en estrecha proximidad al sistema 124 de gestión de energía y/o la TRU 26 y el controlador 82 de TRU. Se apreciará que en una o más disposiciones, aunque se describen ubicaciones particulares con respecto a la conexión y colocación de componentes seleccionados que incluyen el dispositivo 152 de almacenamiento de energía y/o el convertidor 156 de CA/CC, dichas descripciones son meramente ilustrativas y no pretenden ser limitantes. Es posible una ubicación, disposición y configuración variadas de los componentes y dentro del alcance de la descripción.

Continuando con la FIG. 5, como se ha descrito anteriormente, la interfaz 220 de suministro de energía puede incluir interfaces a varias fuentes 122 de energía gestionadas y monitorizadas por el sistema 124 de gestión de energía. El sistema 124 de gestión de energía gestiona y determina flujos de energía eléctrica en la interfaz 220 de suministro de energía sobre la base de las necesidades operativas de la TRU 26 y las capacidades de los componentes en la interfaz 220 de suministro de energía, (por ejemplo, generador 162, 162a, convertidor 164, 164a de energía de generador, dispositivo 152 de almacenamiento de energía, fuente 182 de energía de red y similares). El sistema 124 de gestión de energía está configurado para determinar un estado de varias fuentes 122 de energía, controlar su funcionamiento y dirigir la energía hacia y/o desde las diversas fuentes 122 de energía y similares, sobre la base de diversos requisitos operativos de la TRU 26. En una disposición, el controlador 82 de TRU recibe varias señales indicativas del estado operativo de la TRU 26 y determina los requisitos de energía para el sistema 26 de TRU en consecuencia, y dirige la interfaz 220 de suministro de energía y específicamente el sistema 124 de gestión de energía para dirigir la energía en consecuencia para abordar los requisitos de la TRU 26. En una disposición, el controlador 82 de TRU monitoriza la<r>A<t>y opcionalmente la SAT medidas por los sensores 142 y 146 de temperatura, respectivamente. El controlador 82 de TRU estima los requisitos de energía para la TRU 26 basándose en la RAT (entre otros) y proporciona instrucciones en consecuencia a los diversos componentes de la interfaz 220 de suministro de energía y específicamente el sistema 124 de gestión de energía, el sistema 150 de almacenamiento de energía y el convertidor 164 de energía de generador para gestionar la generación, conversión y enrutamiento de energía en la interfaz 220 de suministro de energía y el sistema 26 de TRU.

Generador para fuente de CC de sistema de almacenamiento de energía para TRU

Pasando ahora a la FIG. 6, en ella se representan dos disposiciones adicionales de la arquitectura de la interfaz de suministro de energía, en estos casos indicada como 320, y las diversas fuentes 122 de energía empleadas para alimentar la TRU 26. En una realización, las fuentes 122 de energía incluyen, pero no se limitan a, un sistema 150 de almacenamiento de energía acoplado de forma operativa al sistema 124a de gestión de energía, que es similar al sistema 124 de gestión de energía de las disposiciones anteriores, pero que incluye funciones y características adicionales, y la fuente 182 de energía de red. Además, como se ha descrito más arriba, el generador 162, a través de un convertidor 164 de energía de generador, está conectado de forma operativa al sistema 150 de almacenamiento de energía, y más específicamente al dispositivo 152 de almacenamiento de energía. según la invención, el generador 162 es un generador 162 de CA, el convertidor 164 de energía de generador es un convertidor de CA/CC y está configurado para recibir energía 163 de CA trifásica (por ejemplo, en voltaje V1 de CA, corriente I1 de CA y frecuencia f1) desde el generador 162 y convertirla en la tercera energía de CC, indicada como 165b, que comprende un voltaje V3 de CC, una tercera corriente I3 de CC. En otra disposición ilustrada, que no forma parte de la invención, cuando el generador 162 es un generador de CC (indicado en las figuras como 162a, el convertidor de energía de generador, indicado como 164a, es un convertidor de CC/CC y está configurado para recibir energía de CC, indicada como 163a (por ejemplo, en voltaje V1a de CC, corriente I1a de CC), desde el generador 162a y convertirla en la tercera energía de CC, indicada como 165b, que comprende un voltaje V3 de CC, una tercera corriente I3 de CC.

En cada caso, la tercera energía 165b de CC se transmite desde el convertidor 164 de energía de generador (o 164a) directamente al sistema 150 de almacenamiento de energía. Una vez más, como se describe en la presente memoria, el convertidor 164, 164a de energía de generador está configurado para proporcionar la tercera energía 165b de CC sobre la base de los requisitos de la TRU 26 como se ha descrito más arriba. En esta realización, el convertidor 164 de energía de generador, que incluye la función 166 de control de voltaje (véase, por ejemplo, la FIG. 3), la función 167 de control de corriente (FIG. 3), está configurado para facilitar la conversión de CA/CC para el convertidor 164 de energía de generador (y de la misma manera la conversión de CC/CC para el convertidor 164a de energía de generador de una disposición alternativa ilustrada). En estas disposiciones, una vez más, el controlador 82 de TRU proporciona señales de mando, indicadas con 169, 169a, a una función 166 de control de voltaje y/o una función 167 de control de corriente, respectivamente, sobre la base de los requisitos de consumo de energía de la TRU 26 como se describe más adelante en la presente memoria. Como se ha descrito anteriormente, la función 166 de control de voltaje incluye una función de regulación de voltaje y está configurada para monitorizar el voltaje de CA o CC de salida desde el generador 162 y mantiene un voltaje de CC constante fuera de la función 166 de control de voltaje para el suministro al sistema 320 de almacenamiento de energía y al dispositivo 152 de almacenamiento de energía. La función 167 de control de corriente monitoriza y comunica a la TRU 26 el estado de la toma de corriente desde el generador 162, 162a. Una vez más, el estado del generador 162, 162a se monitoriza mediante el controlador 82 de TRU a través de la línea 172, 172a.

Continuando con la FIG. 6 y una realización de la arquitectura de la 110 interfaz 320 de fuente de energía y las diversas fuentes 122 de energía empleadas para alimentar la TRU 26 y los componentes de la misma. Como se ha descrito más arriba, el generador 162, a través de un convertidor 164 de energía de generador, está conectado de forma operativa al sistema 150 de almacenamiento de energía. En una realización, el dispositivo 152 de almacenamiento de energía incluye un dispositivo 158 de conmutación eléctrica controlable por el controlador de TRU y/o BMS 154 empleado como un gestor de energía de CC. El dispositivo 158 de conmutación eléctrica está configurado para conectar flujos de energía del generador 162/convertidor 164, 164a de energía de generador, y la batería del dispositivo 152 de almacenamiento de energía para suministrar energía 155 de CC según sea necesario al convertidor 156 de CC/CA y al sistema 124 de gestión de energía para satisfacer la demanda de la TRU. A través de estos circuitos, la demanda de la TRU será satisfecha por toda la energía del generador 162/convertidor 164, 164a de generador, toda la energía de la batería o alguna combinación de energía del generador 262/convertidor 164, 164a de generador y la batería. Por ejemplo, en una realización, si la demanda de energía de la TRU es menor que la energía de generador disponible, los requisitos de energía de la TRU se satisfacen con energía del generador 162/convertidor 164, 164a de generador y cualquier energía de generador restante se dirige a cargar la batería del dispositivo de almacenamiento de energía. El control del circuito eléctrico (a través del BMS 154) gestionará el flujo dentro y fuera de la batería y satisfará la demanda de la TRU según sea necesario.

Continuando con la FIG. 6 y una realización de la arquitectura de la interfaz 320 de fuente de energía y las diversas fuentes 122 de energía empleadas para alimentar la TRU 26 y los componentes de la misma. Como se ha descrito más arriba, el generador 162, a través de un convertidor 164 de energía de generador, está conectado de forma operativa al sistema 150 de almacenamiento de energía, y más específicamente al dispositivo 152 de almacenamiento de energía. El sistema 150 de almacenamiento de energía transmite energía al sistema 124a de gestión de energía y recibe energía del mismo. Una vez más, el sistema 150 de almacenamiento de energía incluye, pero no se limita a, el dispositivo 152 de almacenamiento de energía, y el convertidor 156 de CA/CC y un sistema 154 de gestión de batería. En una disposición, cuando opera desde la fuente 182 de energía de red, el sistema 124a de gestión de energía proporciona energía de CA trifásica a la TRU 26 tal como se ha descrito con los flujos de energía más arriba. Además, según sea necesario, para mantener una carga suficiente en el dispositivo 152 de almacenamiento de energía, el sistema 124a de gestión de energía también puede dirigir energía de CA trifásica al convertidor 156 de CA/CC para formular un voltaje y corriente de CC para cargar y almacenar energía en el dispositivo 152 de almacenamiento de energía. A la inversa, en otra realización, cuando la fuente 182 de energía de red no está disponible, el dispositivo 152 de almacenamiento de energía suministra voltaje y corriente de CC al convertidor 156 de CA/CC que funciona como un convertidor de CC/CA para suministrar un voltaje y corriente de CA trifásica al sistema 124 de gestión de energía para alimentar la TRU 26. Una vez más, la t Ru 26 puede ser operada desde el sistema 150 de almacenamiento de energía siempre que el estado de carga del dispositivo 152 de almacenamiento de energía supere un umbral seleccionado. En una realización, el umbral seleccionado puede ser de un 10 % de estado de carga. Una vez más, como se describe en la presente memoria, el sistema 154 de gestión de batería monitoriza el rendimiento del dispositivo 152 de almacenamiento de energía. Por ejemplo, monitorizar el estado de carga del dispositivo 152 de almacenamiento de energía, un estado de salud del dispositivo 152 de almacenamiento de energía, y una temperatura del dispositivo 152 de almacenamiento de energía. El sistema 154 de gestión de batería y el convertidor 156 de CA/Cc están conectados de forma operativa al controlador 82 de TRU y se interconectan con el mismo. El controlador 82 de TRU recibe información con respecto al estado del sistema 150 de almacenamiento de energía, incluyendo el dispositivo 152 de almacenamiento de energía para proporcionar entradas de control al convertidor 156 de CA/CC para monitorizar el dispositivo 152 de almacenamiento de energía, controlar las velocidades de carga y descarga para el dispositivo 152 de almacenamiento de energía y similares.

Tal como se ha descrito anteriormente con respecto a diversas disposiciones en la presente memoria, los ejemplos del dispositivo 152 de almacenamiento de energía pueden incluir un sistema de baterías (por ejemplo, una batería o banco de baterías), pilas de combustible, y otros dispositivos capaces de almacenar y emitir energía eléctrica que puede ser corriente continua (CC), tal como se analiza en la presente memoria.

Continuando con la FIG. 6, como se ha descrito anteriormente, la interfaz 320 de suministro de energía puede incluir interfaces a varias fuentes 122 de energía gestionadas y monitorizadas por el sistema 124a de gestión de energía. El sistema 124a de gestión de energía gestiona y determina flujos de energía eléctrica en la interfaz 320 de suministro de energía sobre la base de las necesidades operativas de la TRU 26 y las capacidades de los componentes en la interfaz 320 de suministro de energía, (por ejemplo, generador 162, 162a, convertidor 164, 164a de energía de generador, dispositivo 152 de almacenamiento de energía, fuente 182 de energía de red y similares). El sistema 124a de gestión de energía está configurado para determinar un estado de varias fuentes 122 de energía, controlar su funcionamiento y dirigir la energía hacia y/o desde las diversas fuentes 122 de energía y similares, sobre la base de diversos requisitos operativos de la TRU 26. Además, en otra realización más, el sistema 124a de gestión de energía también puede incluir un convertidor 128 de CA/CC configurado para recibir el voltaje 157 de CA trifásica entrante y convertir una parte del mismo en un voltaje 129 de CC para facilitar el mantenimiento, la configuración y el funcionamiento de la TRU 26. En esta realización, la adición del convertidor 128 de CA/CC elimina la necesidad de una batería de TRU independiente para mantener el funcionamiento del controlador 82 de TRU. Además, en una realización, el voltaje 129 de CC generado por el convertidor 128 de CA/CC también se emplea para alimentar sensores y componentes seleccionados del sistema 26 de TRU. Ventajosamente, la generación de la energía de CC de bajo voltaje necesaria en los sistemas de gestión de energía simplifica el cableado y el enrutamiento del sistema 26 de TRU y la interfaz 320 de suministro de energía eliminando un conjunto adicional de cableado de CC del dispositivo 152 de almacenamiento de energía más allá del cableado que va al convertidor 156 de CA/CC. De lo contrario, el sistema 124a de gestión de energía requeriría dos conjuntos de cableado de CC (un conjunto de alto voltaje dirigido al convertidor 156 de CA/CC, y un conjunto de bajo voltaje dirigido opcionalmente a la TRU directamente) fuera del dispositivo de almacenamiento de energía frente a solo el único cableado de CC en las realizaciones descritas.

En una realización, el controlador 82 de TRU recibe varias señales indicativas del estado operativo de la TRU 26 y determina los requisitos de energía para el sistema 26 de TRU en consecuencia y dirige la interfaz 320 de fuente de energía y específicamente el sistema 124a de gestión de energía para dirigir energía en consecuencia para abordar los requisitos de la TRU 26. En una realización, el controlador 82 de TRU monitoriza la RAT y opcionalmente la SAT medidas por los sensores 142 y 146 de temperatura, respectivamente. El controlador 82 de TRU estima los requisitos de energía para la TRU 26 basándose en la rAt (entre otros) y proporciona instrucciones en consecuencia a los diversos componentes de la interfaz 320 de suministro de energía y específicamente el sistema 124 de gestión de energía, el sistema 150 de almacenamiento de energía y el convertidor 164 de energía de generador para gestionar la generación, conversión y enrutamiento de energía en la interfaz 320 de suministro de energía y el sistema 26 de TRU.

La TRU 26 puede incluir además una fuente 110 de energía renovable (FIG. 1) configurada para recargar las baterías del dispositivo 152 de almacenamiento de energía. Una realización de una fuente 110 de energía renovable puede consistir en paneles solares montados, por ejemplo, en el exterior de la pared superior 30 del contenedor 24 (véase también la FIG. 1). Por ejemplo, la fuente 110 de energía renovable podría generar toda o una parte de la energía de CC de bajo voltaje necesaria para el controlador 82 de TRU. Una vez más, dicha configuración simplifica el cableado y el enrutamiento del diseño del sistema eliminando un conjunto adicional de cableado de CC del dispositivo 152 de almacenamiento de energía más allá del cableado de HV que va al convertidor 156 de CA/CC.

Los beneficios de la presente invención cuando se compara con sistemas más tradicionales no incluyen ningún transporte de combustible, sistema de combustible y consumo de combustible, y una unidad de refrigeración que emite menos ruido y ningún subproducto de combustión. Aún más, la presente invención incluye un dispositivo de almacenamiento de energía que se recarga de manera conveniente y eficiente para satisfacer las demandas de energía de la unidad de refrigeración.

Como se ha descrito más arriba, las realizaciones pueden adoptar la forma de procesos y dispositivos implementados por un procesador para poner en práctica esos procesos, tal como un procesador. Las realizaciones también pueden adoptar la forma de código de programa informático que contiene instrucciones incorporadas en medios tangibles, tales como almacenamiento en la nube en red, tarjetas SD, unidades flash, disquetes, CD ROM, discos duros o cualquier otro medio de almacenamiento legible por ordenador, en donde, cuando el código de programa informático se carga y ejecuta en un ordenador, el ordenador se convierte en un dispositivo para poner en práctica las realizaciones. Las realizaciones también pueden adoptar la forma de código de programa informático, por ejemplo, almacenado en un medio de almacenamiento, cargado en un ordenador y/o ejecutado por el mismo, o transmitido a través de algún medio de transmisión, cargado y/o ejecutado por un ordenador, o transmitido a través de algún medio de transmisión, tal como a través de cables o cableado o eléctricos, a través de fibra óptica, o a través de radiación electromagnética, en donde, cuando el código del programa de informático se carga en un ordenador y se ejecuta en el mismo, el ordenador se convierte en un dispositivo para poner en práctica las realizaciones. Cuando se implementan en un microprocesador de propósito general, los segmentos de código de programa informático configuran el microprocesador para crear circuitos lógicos específicos.

El término "aproximadamente" pretende incluir el grado de error asociado con la medición de la cantidad particular basada en el equipamiento disponible en el momento de presentar la solicitud. Por ejemplo, "aproximadamente" puede incluir un intervalo de ± 8 %, o 5 % o 2 % de un valor dado.

La terminología usada en la presente memoria tiene el único fin de describir realizaciones particulares y no pretende limitar la presente invención. Tal como se usan en la presente memoria, se pretende que las formas singulares "un", "una", "el" y "la" incluyan también las formas plurales, a menos que el contexto indique claramente lo contrario. Se comprenderá además que las expresiones "comprende" y/o "que comprende", cuando se usan en la presente memoria descriptiva, especifican la presencia de características, números enteros, etapas, operaciones, elementos y/o los componentes que se indican, pero no excluyen la presencia o incorporación de otra u otras características, números enteros, etapas, operaciones, elementos, componentes y/o grupos de los mismos.

Si bien la presente invención se ha descrito con referencia a una o más realizaciones ejemplares, los expertos en la técnica entenderán que pueden realizarse diversos cambios y que los elementos de éstas pueden sustituirse por equivalentes sin apartarse del alcance de la presente invención definido por las reivindicaciones. Además, se pueden realizar muchas modificaciones para adaptar una situación o material particular a las enseñanzas de la presente invención sin apartarse del alcance de las reivindicaciones. Por lo tanto, se pretende que la presente invención no se limite a la realización particular divulgada como el mejor modo contemplado para realizar esta presente invención, sino que la presente invención incluirá todas las realizaciones que se encuentran dentro del alcance de las reivindicaciones.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Una unidad de refrigeración de transporte TRU (26) y un sistema de alimentación que comprende: un compresor (58) configurado para comprimir un refrigerante, teniendo el compresor (58) un motor (60) de compresor configurado para accionar el compresor (58);

un intercambiador (72) de calor de evaporador acoplado de forma operativa al compresor (58);

un ventilador (96) de evaporador configurado para proporcionar flujo (134) de aire de retorno desde una entrada (136) de aire de retorno y flujo (134) de aire de retorno a través del intercambiador (72) de calor de evaporador; un sensor (142) de temperatura de aire de retorno RAT dispuesto en el flujo (134) de aire de retorno y configurado para medir la temperatura del flujo (134) de aire de retorno;

un controlador (82) de TRU conectado de forma operativa al sensor (142) de RAT y configurado para ejecutar un proceso para determinar un requisito de energía de corriente alterna CA para la TRU (26) sobre la base de al menos la RAT;

un convertidor (164) de energía de generador, el convertidor (164) de energía de generador configurado para recibir una energía (163) de CA trifásica de generador proporcionada por un generador (162) de CA acoplado a un eje o buje de rueda y transmitir una segunda energía (165b) de CC;

un sistema (150) de almacenamiento de energía configurado para recibir la segunda energía (165b) de CC, proporcionar una primera energía (157) de CA trifásica, y recibir una segunda energía (157) de CA trifásica; y un sistema (124a) de gestión de energía configurado para recibir la primera energía (157) de CA trifásica y dirigir al menos una parte de la primera energía (157) de CA trifásica a la TRU (26) sobre la base al menos en parte del requisito de energía de CA, generando el sistema (124a) de gestión de energía una energía (129) de CC de TRU desde la primera energía (157) de CA trifásica, y dirigir la energía (129) de CC de TRU a la TRU (26).

2. La TRU y el sistema de alimentación de la reivindicación 1, que incluye además una fuente (182) de energía de red configurada para proporcionar energía de CA trifásica de red al sistema (124a) de gestión de energía.

3. La TRU y el sistema de alimentación de la reivindicación 1 o 2, en donde el convertidor (164) de energía de generador incluye un convertidor de CA/CC y la energía (163) de CA trifásica de generador presenta un primer voltaje (V<1>) de CA y una primera corriente (I<1>) de CA, a una primera frecuencia (f<i>), y la segunda energía (165b) de CC presenta un segundo voltaje (V<3>) de CC y una segunda corriente (I<3>) de CC.

4. La TRU y el sistema de alimentación de la reivindicación 1, en donde el convertidor (164) de energía de generador está conectado de forma operativa al controlador (82) de TRU, incluyendo el convertidor de energía de generador una función (166) de control de voltaje, una función (167) de control de corriente, en donde al menos la función (166) de control de voltaje responde al menos en parte al requisito de energía de CA.

5. La TRU y el sistema de alimentación de la reivindicación 1, 2 o 3, en donde el sistema (150) de almacenamiento de energía comprende:

un dispositivo (152) de almacenamiento de energía;

un dispositivo (158) de conmutación; y

al menos uno de un convertidor (156) de CC/CA configurado para proporcionar la primera energía (157) de CA trifásica al sistema (124a) de gestión de energía sobre la base al menos en parte del requisito de energía de CA y un convertidor (156) de CA/CC configurado para recibir al menos una parte de la segunda energía (157) de C<a>trifásica para suministrar el dispositivo (152) de almacenamiento de energía.

6. La TRU y el sistema de alimentación de la reivindicación 5, en donde el dispositivo (158) de conmutación está configurado para dirigir los flujos de energía de CC en el sistema (150) de almacenamiento de energía sobre la base al menos en parte del requisito de energía de CA, incluyendo la dirección:

aplicar la segunda energía (165b) de CC a al menos uno del dispositivo (152) de almacenamiento de energía y el convertidor (156) de CC/CA y el convertidor (156) de CC/CA;

aplicar energía (155) de CC desde el dispositivo (152) de almacenamiento de energía al convertidor (156) de CC/CA; y

recibir energía (155) de CC desde el convertidor (156) de CA/CC y proporcionarla al dispositivo (152) de almacenamiento de energía.

7. La TRU y el sistema de alimentación de la reivindicación 5, en donde el dispositivo (152) de almacenamiento de energía comprende al menos una de una batería, una pila de combustible y una batería de flujo.

8. La TRU y el sistema de alimentación de la reivindicación 5, que incluye además un sistema (154) de gestión de batería conectado de forma operativa al controlador (82) de TRU y configurado para monitorizar al menos un estado de carga del dispositivo (152) de almacenamiento de energía.

9. La TRU y el sistema de alimentación de la reivindicación 8, en donde el convertidor (156) de CC/CA y el convertidor (156) de CA/CC están integrados y en donde el convertidor (156) de CC/CA o el convertidor (156) de CA/CC están conectados de forma operativa al controlador (82) de TRU y configurados para dirigir flujos de energía al sistema (124a) de gestión de energía y desde el sistema (124a) de gestión de energía sobre la base al menos en parte de al menos uno de los requisitos de energía de CA y el estado de carga del dispositivo (152) de almacenamiento de energía.

10. La TRU y el sistema de alimentación de la reivindicación 9, en donde el sistema (124a) de gestión de energía está configurado para: recibir la primera energía (157) de CA trifásica desde el sistema (150) de almacenamiento de energía y una energía de CA trifásica de red desde una conexión (182) de energía de red; y proporcionar al menos una de una energía de CA trifásica seleccionada a la TRU (26) y la segunda energía (157) de CA trifásica al sistema (150) de almacenamiento de energía.

11. La TRU y el sistema de alimentación de la reivindicación 9, que incluye además que el sistema (124a) de gestión de energía comprende un dispositivo (126) de conmutación de control de energía, el dispositivo (126) de conmutación de control de energía que responde al controlador (82) de TRU y está configurado para dirigir una pluralidad de flujos de energía en la TRU (26) y el sistema de alimentación, la pluralidad de flujos de energía basados al menos en parte en al menos el requisito de energía de CA, un estado de carga del dispositivo (152) de almacenamiento de energía del sistema (150) de almacenamiento de energía.

12. La TRU y el sistema de alimentación de la reivindicación 11, en donde una primera parte de flujos de energía de la pluralidad de flujos de energía comprende:

recibir de la red una energía de CA trifásica de red si la fuente (182) de energía de red está operativa; y

dirigir al menos una parte de la energía de CA trifásica de red a la TRU (26) y al sistema de almacenamiento de energía si la TRU (26) está operativa y el dispositivo (152) de almacenamiento de energía del sistema (150) de almacenamiento de energía presenta un estado de carga menor que un umbral seleccionado; o

dirigir al menos una parte de la energía de CA trifásica de red a la TRU (26) si la TRU (26) está operativa y el dispositivo (152) de almacenamiento de energía del sistema (150) de almacenamiento de energía presenta un estado de carga menor que un umbral seleccionado; o

dirigir al menos una parte de la energía de CA trifásica de red al sistema (150) de almacenamiento de energía si la TRU (26) no está operativa y el dispositivo (152) de almacenamiento de energía del sistema (150) de almacenamiento de energía presenta un estado de carga menor que un umbral seleccionado.

13. La TRU y el sistema de alimentación de la reivindicación 11, en donde una segunda parte de flujos de energía de la pluralidad de flujos de energía comprende:

recibir la primera energía (157) de CA trifásica del sistema (150) de almacenamiento de energía;

recibir una energía de CA trifásica de red de la fuente (182) de energía de red si la fuente (182) de energía de CA de red está operativa; y

sincronizar y combinar la primera energía (157) de CA trifásica del sistema (150) de almacenamiento de energía y la energía de CA trifásica de red y

dirigir la energía de CA trifásica combinada a la TRU (26) si la TRU (26) está operativa y el dispositivo (152) de almacenamiento de energía del sistema (150) de almacenamiento de energía presenta un estado de carga mayor o igual que aproximadamente un umbral seleccionado.

14. La TRU y el sistema de alimentación de cualquier reivindicación precedente, que incluye además el sistema (124a) de gestión de energía que tiene un segundo convertidor (128) de CA/CC, el segundo convertidor (128) de CA/CC configurado para recibir una energía de CA trifásica y generar la energía (129) de CC de la TRU.

15. La TRU y el sistema de alimentación de la reivindicación 14, en donde al menos una de la energía (129) de CC de la TRU que es independiente del requisito de energía de CA y la energía (129) de CC de la TRU está a un voltaje inferior al de la segunda energía (165b) de CC.