VEHICULO AUTOMOVIL ELECTRICO O HIBRIDO CON SISTEMA DE ACONDICIONAMIENTO TERMICO QUE APROVECHA LAS FUENTES DE BAJO NIVEL.

Vehículo automóvil que incluye un motor de baja expulsión térmica (ME) de arrastre de las ruedas motrices y un sistema de acondicionamiento de la temperatura del aire del habitáculo (CAB),

incluyendo dicho sistema de acondicionamiento una bomba de calor reversible (PAC) que acondiciona la temperatura respectivamente de un bucle de distribución (DI) y de un bucle de expulsión (RE) recorridos por un fluido termoportador, estando el bucle de distribución (DI) conectado a un intercambiador (H2) con el aire que entra al habitáculo (CAB) y estando el bucle de expulsión (RE) conectado a un intercambiador (F1) con el aire exterior, estando dicho bucle de expulsión conectado además al motor (ME) de forma que intercambia térmicamente con dicho motor, caracterizándose dicho vehículo por que el bucle de distribución (D1) puede conectarse mediante una electroválvula (EV1) a otro intercambiador (H1) con el aire que entra en el habitáculo (CAB)

Vehículo automóvil eléctrico o híbrido con sistema de acondicionamiento térmico que aprovecha las fuentes de bajo nivel.

La invención se refiere a un vehículo automóvil que incluye un motor de tracción de las ruedas motrices de baja expulsión térmica, en particular un motor eléctrico combinado eventualmente con un motor térmico. En este último caso, el vehículo se califica normalmente como híbrido.

Un vehículo automóvil que incluye un motor térmico según el preámbulo de la reivindicación 1 está ya divulgado en el documento EP 1 176 036.

Al igual que en los vehículos automóviles de motor térmico, los vehículos automóviles eléctricos o híbridos deben integrar un sistema de acondicionamiento de la temperatura del aire en el habitáculo. Estos sistemas de acondicionamiento permiten garantizar tanto el confort de los pasajeros como las funciones complementarias como son el desempañado y deshielo de las superficies acristaladas.

Los sistemas de acondicionamiento del habitáculo de los vehículos térmicos consumen una cantidad de energía incompatible con la disponible en los vehículos eléctricos, o incluso híbridos, en la medida en que en el caso de estos últimos, el motor térmico puede pararse durante largos periodos.

En efecto, en los vehículos térmicos convencionales, las abundantes pérdidas térmicas del motor están a una temperatura lo suficientemente elevada para poder ser aprovechadas para la calefacción del habitáculo, a través de un sistema poco costoso y muy compacto. Las necesidades energéticas relativamente masivas de la calefacción (hasta 10 KW) se satisfacen así gratuitamente.

Para la climatización, se dispone de sistemas igualmente potentes y compactos, cuyo núcleo es un compresor arrastrado mecánicamente por el motor, cuyo único inconveniente es un evidente sobre consumo de carburante (+ 3 a 4% de media anual en las regiones templadas), que sin embargo se acepta plenamente dados los beneficios de confort y seguridad que ofrece, ya que estos vehículos no tienen limitación de autonomía.

Sin embargo, contemplada desde el punto de vista del desarrollo sostenible, la climatización automóvil se critica justamente, debido a ese sobre consumo y a la contribución al calentamiento climático de los gases refrigerantes utilizados.

En efecto, este bucle refrigerante que se extiende y se reparte en el compartimento motor, contiene una cantidad importante de gas refrigerante, que contribuye de forma importante al efecto invernadero y es difícil de mantener confinado durante la vida del vehículo.

Sería casi utópico pensar en controlar la difusión de este gas en la atmósfera ya que cualquier intervención en el grupo motopropulsor exige la purga del bucle refrigerante, y que el condensador -intercambiador por el que circula el gas, en la parte delantera del vehículo-, es uno de los primeros órganos que resulta dañado en caso de choque frontal.

Contrariamente a los vehículos térmicos, los vehículos eléctricos o híbridos disponen de autonomía en tracción eléctrica pura y presentan unos escapes térmicos muy insuficientes con respecto a las necesidades de calefacción, que además están a una temperatura demasiado baja para poder utilizarse directamente.

En climatización, en estos mismos vehículos, la energía de arrastre del compresor influye considerablemente en la autonomía en ciudad (en modo eléctrico puro en el caso de un híbrido).

Para estas nuevas motorizaciones, que se consideran respetuosas con el medio ambiente, no contaminantes en ciudad y lo menos dependientes posible de fuentes de energía no renovables, resulta coherente buscar soluciones que no emitan nada a la atmósfera, consuman la menor carga de energía posible, y respeten los criterios de coste, implantación confinada y masa, que caracterizan al automóvil.

Teniendo en cuenta que es impensable restringir en modo alguno el nivel de confort al que el automovilista moderno está acostumbrado, ni imponerle nuevas limitaciones que pongan en juego su tiempo o limiten la disponibilidad del vehículo, resulta que actualmente no existe ninguna solución global adecuada, ni siquiera a nivel propuesta, que responda a las necesidades de acondicionamiento térmico del habitáculo de los vehículos eléctricos o híbridos que disponen de una autonomía en tracción eléctrica pura. Las publicaciones, realizaciones experimentales, incluso comerciales, procedentes de laboratorios institucionales, de constructores o de fabricantes de equipamiento, abundan desde hace unos años, ilustrando la intensa búsqueda de soluciones adaptadas a estas nuevas motorizaciones, y más en general, a la disminución del impacto medioambiental de la climatización automóvil.

Las soluciones utilizadas actualmente en los vehículos híbridos no recargables en la red eléctrica, cuyas duraciones de funcionamiento con el motor térmico parado siguen siendo modestas, tienen como objetivo mejorar y completar las disposiciones clásicas de los vehículos térmicos, para mantener el confort durante los periodos de paro del motor térmico.

En calefacción, la fuerte inercia térmica del motor de combustión interna permite mantener el confort durante un tiempo. Esta duración puede prolongarse útilmente gracias a una resistencia eléctrica complementaria, típicamente en el aire que entra en el habitáculo. Cuando el motor se enfría, o cuando la batería está demasiado descargada, el motor térmico arranca otra vez de forma automática.

En climatización, la inercia térmica restituible es débil y debe ser relevada rápidamente. La solución habitualmente elegida es un doble compresor, que rinde su máxima potencia en tracción mecánica, y una potencia de mantenimiento, más modesta, en tracción eléctrica. Es evidentemente más costoso y voluminoso que un compresor mecánico simple. Aquí también, el motor térmico vuelve a arrancar automáticamente si el confort requerido no está garantizado (por fuerte calor o luz solar) o cuando la batería está demasiado descargada.

Para los híbridos del tipo "stop&start", en los que el motor térmico sólo se para cuando el vehículo está parado, durante tiempos más cortos generalmente, puede bastar con un complemento de inercia térmica en el bucle de refrigeración, normalmente en forma de reserva térmica de calor latente.

Los vehículos eléctricos o híbridos que disponen de una autonomía eléctrica importante, actualmente todavía poco difundidos, están equipados de la siguiente manera: