Nova Patents
ES2392974T3

An electrical bus system

Abstract

An electric public transport system, comprising an electrically driven bus, equipped with a battery pack in housing and a control system mounted on the bus; an electric charging station, located in a predetermined location for electrically charging battery assemblies in cases; and a loading and unloading apparatus; in which, when the bus needs to change the battery pack into a card, the loading and unloading device discharges the battery pack into a bus card and charges a battery pack in an electrically charged card into the bus; The electric charging station is equipped with a charging control system, and the loading and unloading apparatus is equipped with a charging and unloading control system; the charge and discharge control system, the bus-mounted control system and the electric charge control system are capable of intercommunication; characterized in that, with this, when the loading and unloading control system receives a signal sent from the bus mounting control system, belonging to the bus, indicating that the bus will return to the electric charging station, the apparatus loading and unloading travels to a predetermined position, in correspondence with the bus, at the electric charging station, and waits; and when the bus arrives at the predetermined position, the loading and unloading apparatus exchanges or replaces the battery pack in an enclosure with an electrically charged battery pack, so that the bus is capable of operating on the line in a manner keep going.

ES2392974T3, drawing sheet 1
Sheet 1 of 33

Term

Term ended

Projected expiry passed 29 November 2024, 1.8 years ago.

  1. Priority
  2. Filed
  3. Published
  4. Projected expiry
  5. Today

27 claims: 9 independent, 18 dependent

  1. 1
    ES 2 392 974 T3 REIVINDICACIONES 1. - Un sistema de transporte público eléctrico, que comprende un autobús impulsado eléctricamente, equipado con un conjunto de batería en cajeta y un sistema de control montado en el autobús;una estación de carga eléctrica, emplazada en un lugar predeterminado para cargar eléctricamente conjuntos de baterías en cajetas;y un aparato de carga y descarga;en el cual, cuando el autobús necesita cambiar el conjunto de batería en cajeta, el aparato de carga y descarga descarga el conjunto de batería en cajeta del autobús y carga en el autobús un conjunto de batería en cajeta eléctricamente cargado;la estación de carga eléctrica está equipada con un sistema de control de carga, y el aparato de carga y descarga está equipado con un sistema de control de carga y descarga;el sistema de control de carga y descarga, el sistema de control montado en el autobús y el sistema de control de carga eléctrica son capaces de intercomunicarse;caracterizado por que, con ello, cuando el sistema de control de carga y descarga recibe una señal enviada desde el sistema de control de montaje en autobús, perteneciente al autobús, indicando que el autobús va a regresar a la estación de carga eléctrica, el aparato de carga y descarga se desplaza hasta una posición predeterminada, en correspondencia con el autobús, en la estación de carga eléctrica, y espera;y cuando el autobús llega a la posición predeterminada, el aparato de carga y descarga intercambia o sustituye el conjunto de batería en cajeta por un conjunto de batería en cajeta eléctricamente cargado, por lo que el autobús es capaz de funcionar en la línea de manera continua.
  2. 2
    - El sistema de transporte público eléctrico de acuerdo con la reivindicación 1, en el cual el sistema de control montado en el autobús incluye a menos un controlador lógico programable, PLC, de manera que, una vez que el aparato de carga y descarga ha completado el intercambio de conjuntos de baterías en cajetas, el sistema de control montado en el autobús realiza un control para bloquear el conjunto de batería en cajeta y completar la conexión eléctrica completa dentro del autobús;el autobús tiene un chasis especial equipado con un bastidor en suspensión destinado a sujetar el conjunto de batería en cajeta, de tal manera que el bastidor en suspensión está equipado con unos rodillos capaces de acoplarse o contactar con el conjunto de batería en cajeta, y con unos medios de conexión eléctrica para implementar la conexión eléctrica con el conjunto de batería en cajeta;el bastidor en suspensión está equipado, de manera adicional, con al menos dos medios de bloqueo;de tal modo que cada uno de los medios de bloqueo incluye un motor, un engranaje reductor y unos medios de presión de barra roscada accionados por el engranaje reductor;y en el cual, cuando el conjunto de batería en cajeta es insertado en una cavidad del bastidor en suspensión situado en el chasis especial, y colocado, se efectúa un control en los medios de bloqueo por parte del sistema de control montado en el autobús, para bloquear el conjunto de batería en cajeta en el bastidor en suspensión, de tal manera que se garantiza la seguridad del autobús durante su funcionamiento.
  3. 3
    - El sistema de transporte público eléctrico de acuerdo con la reivindicación 1, en el cual el sistema de control montado en el autobús incluye al menos un controlador lógico programable, PLC, el bus tiene un bastidor con una estructura del tipo de cercha, la estructura del tipo de cercha está formada por un esqueleto o armazón completo, de manera que se forma un cuerpo integral completo, y existe un bastidor en suspensión, colocado en un chasis del bastidor con el fin de contener el conjunto de batería en cajeta, y equipado, a ambos lados del bastidor del bastidor en suspensión con unos rodillos, unos medios de bloqueo, unos medios de colocación y unos medios de unión destinados a acoplarse con el aparato de carga y descarga.
  4. 4
    - El sistema de transporte público eléctrico de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el cual ES 2 392 974 T3 el autobús está equipado, de manera adicional, con unos medios de arranque auxiliares;los medios de arranque auxiliares incluyen condensadores y un motor auxiliar, de manera que la característica de carga y descarga de alta relación de potencias de los condensadores se utiliza para almacenar la energía producida durante el frenado eléctrico para su uso por parte del motor auxiliar, y el sistema de control montado en el autobús determina si la velocidad en ese momento del autobús es o no cero, y si la velocidad se está acelerando desde cero, se pone en marcha el motor auxiliar para ayudar a un motor principal del autobús a arrancar el autobús con una corriente de arranque reducida.
  5. 5
    - El sistema de transporte público eléctrico de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el cual el autobús está equipado, adicionalmente, con unos medios de frenado en dos grados;de tal manera que, cuando un conductor pisa ligeramente un pedal de freno, un motor principal del autobús se convierte en un generador con el fin de transformar la energía cinética de inercia del autobús en energía eléctrica, la cual se carga en un condensador montado en el autobús para su almacenamiento, por medio de un controlador de carga eléctrica de un sistema de frenado eléctrico;y cuando el conductor pisa más profundamente el pedal de freno, se pone en marcha un sistema de freno neumático para frenar el autobús, de tal manera que el sistema de freno neumático incluye un motor, una bomba de aire y un recipiente de gas.
  6. 6
    - El sistema de transporte público eléctrico de acuerdo con la reivindicación 4, en el cual el autobús está equipado, de manera adicional, con unos medios de frenado en dos grados;de tal modo que, cuando un conductor pisa ligeramente un pedal de freno, un motor principal del autobús se convierte en un generador con el fin de transformar la energía cinética de inercia del autobús en energía eléctrica, la cual se carga en un condensador montado en el autobús para su almacenamiento, por medio de un controlador de carga eléctrica de un sistema de frenado eléctrico;y cuando el conductor pisa más profundamente el pedal de freno, se pone en marcha un sistema de freno neumático para frenar el autobús, de tal manera que el sistema de freno neumático incluye un motor, una bomba de aire y un recipiente de gas.
  7. 7
    - El sistema de transporte público eléctrico de acuerdo con las reivindicaciones 1 a 3, en el cual el conjunto de batería en cajeta incluye un alojamiento destinado a contener unidades de batería, una pluralidad de grupos de unidades de batería conectados entre sí mediante cables dentro del alojamiento, y unos enchufes situados en el alojamiento;la pluralidad de grupos de unidades de batería están separados por compartimentaciones, cada grupo de unidades de batería comprende una pluralidad de unidades de batería, de tal modo que las unidades de batería y los grupos de unidades de batería están conectados eléctricamente por cables a unas barras de los enchufes;y el alojamiento del conjunto de batería en cajeta está equipado, de manera adicional, con unos medios de colocación, unos medios de bloqueo y unas tapas susceptibles de abrirse, de tal modo que los medios de colocación y los medios de bloqueo se utilizan para colocar y bloquear, respectivamente, el alojamiento en el autobús, y las tapas susceptibles de abrirse están montadas por encima de las aberturas de las cavidades de los enchufes.
  8. 8
    - El sistema de transporte público eléctrico de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1-3, en el cual el autobús cambia el conjunto de batería en cajeta cuando la profundidad de descarga del conjunto de batería en cajeta es aproximadamente del 60% al 80%.
  9. 9
    - El sistema de transporte público eléctrico de acuerdo con la reivindicación 2, en el cual los medios de conexión eléctrica consisten en unos medios de contacto de mordaza de guillotina que comprenden una pluralidad de mordazas de guillotina y unos medios de mordaza de árbol de levas, por lo que, cuando los medios de mordaza de árbol de levas se encuentran en la posición abierta, las mordazas de guillotina se aflojan y el conjunto de batería en cajeta es capaz de desplazarse dentro o fuera de una cavidad del bastidor en suspensión con facilidad, y cuando los medios de mordaza de árbol de levas se encuentran en una posición de abrazamiento fuerte, las mordazas de guillotina abrazan las barras de los enchufes del conjunto de batería en cajeta para implementar la conexión eléctrica.
  10. 10
    - El sistema de transporte público eléctrico de acuerdo con la reivindicación 1, en el cual ES 2 392 974 T3 la estación de carga incluye, de manera adicional, un cargador eléctrico y un aparato de seguimiento autónomo de la red de suministro de energía, destinado a buscar valles de consumo eléctrico;de tal modo que el sistema de control de carga eléctrica es un controlador lógico programable;y el controlador lógico programable, basándose en datos de tensión de la red de suministro de energía para cada periodo explorado por el aparato de seguimiento autónomo de la red de suministro de energía, en todo momento, controla el cargador eléctrico para que cargue eléctricamente el conjunto de batería en cajeta durante los valles de consumo eléctrico de la red de suministro de energía, y para mantener una carga eléctrica flotante, o con almacenamiento intermedio, al conjunto de batería en cajeta durante el resto del tiempo.
  11. 11
    - El sistema de transporte público eléctrico de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1-3 y 9, en el cual la estación de carga eléctrica incluye, de manera adicional, unos cargadores, un estante de carga eléctrica destinado a contener conjuntos de baterías en cajetas, y un aparato de seguimiento autónomo de la red de suministro de energía, destinado a buscar los valles de consumo eléctrico;de manera que los cargadores eléctricos comprenden un cargador eléctrico de alta tensión y un cargador eléctrico de baja tensión;el sistema de control de carga eléctrica es un controlador lógico programable;y el controlador lógico programable, basándose en los datos de tensión de la red de suministro de energía para cada periodo explorado por el aparato de seguimiento autónomo de la red de suministro de energía, en todo momento, controla los cargadores eléctricos para que carguen eléctricamente el conjunto de batería en cajeta durante los valles de consumo eléctrico de la red de suministro de energía, y para mantener una carga eléctrica flotante, o con almacenamiento intermedio, al conjunto de batería en cajeta durante el resto del tiempo.
  12. 12
    - El sistema de transporte público eléctrico de acuerdo con la reivindicación 11, en el cual el estante de carga eléctrica está equipado, adicionalmente, con unos medios de muestreo, un dispositivo de presentación visual de la capacidad, destinado a mostrar la capacidad del conjunto de batería en cajeta, y unos medios de medición y control de la temperatura;los medios de medición y control de la temperatura pueden ajustar la temperatura del interior del estante de carga eléctrica;y el estante de carga eléctrica incluye, de manera adicional, cavidades para contener conjuntos de baterías en cajetas, de tal manera que el estante de carga eléctrica está equipado, adicionalmente, con unos medios de conexión eléctrica destinados a conectarse eléctricamente con los conjuntos de baterías en cajetas, unos medios de rueda de guiado y unos medios de unión destinados a unirse con el aparato de carga y descarga.
  13. 13
    - El sistema de transporte público eléctrico de acuerdo con la reivindicación 11, en el cual la estación de carga eléctrica comprende, de manera adicional, una pluralidad de estantes de carga eléctrica y una pluralidad de aparatos de carga y descarga para llevar a cabo la carga, la descarga y la carga eléctrica de conjuntos de baterías en cajetas para una pluralidad de autobuses de forma simultánea.
  14. 14
    - El sistema de transporte público eléctrico de acuerdo con la reivindicación 12, en el cual los medios de conexión eléctrica consisten en unos medios de contacto de mordaza de guillotina que comprenden una pluralidad de mordazas de guillotina y unos medios de mordaza de árbol de levas, por lo que, cuando los medios de mordaza de árbol de levas se encuentran en la posición abierta, las mordazas de guillotina se aflojan y el conjunto de batería en cajeta es capaz de desplazarse dentro o fuera de una cavidad del estante de carga con facilidad, y cuando los medios de mordaza de árbol de levas se encuentran en una posición de abrazamiento fuerte, las mordazas de guillotina abrazan las barras de los enchufes del conjunto de batería en cajeta para implementar la conexión eléctrica.
  15. 15
    - El sistema de transporte público eléctrico de acuerdo con la reivindicación 9 o la reivindicación 10, en el cual los medios de contacto de mordaza de guillotina incluyen un estator, un dispositivo de accionamiento y un árbol de soporte hecho de material metálico conductor, un árbol de levas con levas hechas de material aislante, y un motor de accionamiento;de tal modo que, una vez que el conjunto de batería en cajeta se ha insertado dentro de la cavidad para el conjunto de batería en cajeta del autobús, y se ha colocado de forma precisa, el sistema de control montado en el autobús ES 2 392 974 T3 envía una señal para controlar el árbol de levas accionado por el motor de accionamiento, a fin de hacer que el estator y el dispositivo de accionamiento de los medios de contacto de mordaza de guillotina abracen estrechamente la barra;y cuando necesita cambiarse el conjunto de batería en cajeta, el sistema de control montado en el autobús envía una instrucción para relajar los medios de contacto de mordaza de guillotina, y entonces el dispositivo de accionamiento se abre para llevar a cabo un enchufe y un desenchufe sin resistencia de una sección de contacto de alta tensión de los medios de contacto de mordaza de guillotina, y para garantizar una inserción o una extracción suaves del conjunto de batería en cajeta.
  16. 16
    - El sistema de transporte público eléctrico de acuerdo con la reivindicación 15, en el cual los medios de contacto de mordaza de guillotina incluyen una sección de contacto de alta tensión y una sección de contacto de baja tensión;de tal manera que la sección de contacto de alta tensión está destinada, tras ser conectada, a proporcionar una potencia de alta tensión a un motor principal del autobús;y la sección de contacto de baja tensión está destinada, tras ser conectada, a proporcionar una potencia de baja tensión a otros aparatos eléctricos del autobús que necesitan potencia de baja tensión.
  17. 17
    - El sistema de transporte público eléctrico de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1-3 y 10, en el cual el sistema de control de carga y descarga incluye al menos un controlador lógico programable, PLC, destinado a controlar el aparato de carga y descarga para que lleve a cabo el intercambio de conjuntos de baterías en cajetas;y el aparato de carga y descarga es de una estructura de brazo mecánico que incluye una plataforma móvil, una bandeja y unos medios de elevación;de tal modo que los medios de elevación son para elevar la bandeja.
  18. 18
    - El sistema de transporte público eléctrico de acuerdo con la reivindicación 17, en el cual los brazos mecánicos incluyen, de manera adicional, una plataforma rotativa, un mecanismo rotativo y unos medios de accionamiento para impulsar la plataforma rotativa;y la plataforma rotativa está colocada sobre la plataforma móvil y puede rotar sobre la plataforma móvil con el fin de insertar en el autobús un conjunto de batería en cajeta cargado y/o suministrar un conjunto de batería en cajeta usado o averiado al estante de carga eléctrica o a una plataforma de reparación emplazada en la estación de carga eléctrica.
  19. 19
    - El sistema de transporte público eléctrico de acuerdo con la reivindicación 17, en el cual los medios de elevación incluyen, de manera adicional, un sistema de elevación que comprende dos conjuntos de brazos de elevación y medios de accionamiento;los brazos mecánicos y el estante de carga eléctrica están colocados, ambos, bajo el terreno de la estación de carga eléctrica;de manera que, mientras el autobús está regresando a la estación de carga eléctrica, uno de los conjuntos de brazos de elevación extrae con antelación un conjunto de batería en cajeta eléctricamente cargado, en correspondencia con el autobús, y se desplaza hasta la posición predeterminada correspondiente al autobús, y espera;cuando el autobús se detiene en una posición predeterminada, el otro conjunto de los brazos de elevación toma del autobús el conjunto de batería en cajeta usado y desciende hasta una capa del estante de carga eléctrica correspondiente al conjunto de batería en cajeta, y el primer conjunto de los brazos de elevación, con el conjunto de batería en cajeta eléctricamente cargado en los brazos, se desplaza acercándose a la cavidad para el conjunto de batería en cajeta del autobús y empuja a su interior el conjunto de batería en cajeta eléctricamente cargado;y el otro conjunto de los brazos de elevación, con el conjunto de batería en cajeta usado, coloca el conjunto de batería en cajeta usado dentro de la capa correspondiente.
  20. 20
    - El sistema de transporte público eléctrico de acuerdo con la reivindicación 19, en el cual los brazos mecánicos incluyen, adicionalmente, unos sensores para detectar las posiciones del autobús y de los conjuntos de baterías en cajetas eléctricamente cargados que se han de tomar del estante de carga eléctrica;y ES 2 392 974 T3 se han colocado unos sensores en diferentes posiciones de los brazos mecánicos, en una dirección vertical de elevación, y del estante de carga eléctrica en correspondencia, a fin de colocar libremente la bandeja en cualquier capa del estante de carga eléctrica,
  21. 21
    - El sistema de transporte público eléctrico de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1-3, 9 y 10, de manera que el sistema de transporte público eléctrico incluye, adicionalmente, un centro de control;de tal modo que el centro de control comprende un PC y/o al menos un controlador lógico programable, PLC;y el centro de control está situado en la estación de carga eléctrica y puede intercomunicarse con el sistema de control de carga eléctrica.
  22. 22
    - El sistema de transporte público eléctrico de acuerdo con la reivindicación 21, en el cual el sistema de control de carga y el centro de control pueden compartir el mismo controlador lógico programable.
  23. 23
    - El sistema de transporte público eléctrico de acuerdo con una de las reivindicaciones 1-3 y 9, de tal modo que el sistema de transporte público eléctrico incluye, adicionalmente, un sistema de servicio de despacho y rescate;de manera que el sistema de servicio de despacho y rescate tiene al menos un vehículo de servicio urgente;el vehículo de servicio de despacho y rescate está equipado con un soporte de batería de montaje en el autobús y un dispositivo de transferencia de batería;el dispositivo de transferencia de batería tiene una cavidad, unos brazos de unión y unos medios de accionamiento, de manera que el dispositivo de transferencia de batería se utiliza para tomar del autobús un conjunto de batería en cajeta averiado e insertar en el autobús un conjunto de batería en cajeta de repuesto;y los brazos de unión y los medios de accionamiento se utilizan para unir el dispositivo de transferencia de batería con una posición opuesta para el alojamiento del conjunto de batería en cajeta en el chasis del autobús.
  24. 24
    - El sistema de transporte público eléctrico de acuerdo con una de las reivindicaciones 1-3, 9 y 10, de tal modo que el sistema de transporte público eléctrico incluye, de manera adicional, un aparato de carga y descarga urgente que comprende un mecanismo de elevación de tijera, unos medios de accionamiento hidráulicos, una bandeja para conjunto de batería en cajeta, unas ruedas principales impulsadas por unos medios de propulsión, unas ruedas auxiliares conducidas de forma manual, y un mango;de modo que el conjunto de batería en cajeta está equipado, adicionalmente, con unos medios de unión y unos medios de traslado;y los medios de traslado consisten en una horquilla accionada por una cadena, de manera que pueden trasladar el conjunto de batería en cajeta desde una cavidad para el conjunto de batería en cajeta del autobús hasta la bandeja de los brazos mecánicos, o entregar el conjunto de batería en cajeta al interior de la cavidad para el conjunto de batería en cajeta del autobús.
  25. 25
    - Un método para hacer funcionar un sistema de transporte público eléctrico, que comprende las etapas de:hacer funcionar un autobús impulsado eléctricamente y equipado con un conjunto de batería en cajeta y un sistema de control montado en el autobús;emplazar una estación de carga eléctrica en un lugar predeterminado, con conjuntos de baterías en cajetas cargados o que se están cargando eléctricamente;caracterizado por enviar una señal de regreso desde el autobús a la estación de carga eléctrica cuando el autobús necesita cambiar el conjunto de batería en cajeta;trasladar un conjunto de batería en cajeta eléctricamente cargado, en la estación de carga eléctrica, hasta una posición predeterminada, en correspondencia con el autobús en la estación de carga eléctrica, mientras el autobús está regresando a la estación de carga eléctrica;y descargar del autobús el conjunto de batería en cajeta cuando el autobús llega a la posición predeterminada, y cargar en el autobús el conjunto de batería en cajeta eléctricamente cargado que espera en la posición predeterminada;ES 2 392 974 T3 por lo que el autobús funciona en la línea de manera continua.
  26. 26
    - El método de acuerdo con la reivindicación 25, de manera que el método comprende, adicionalmente, las etapas de:detectar el estado operativo de las unidades de batería del conjunto de batería en cajeta;detectar, cuando se ha detectado que una unidad de batería o un grupo de unidades de batería del conjunto de batería en cajetas son incapaces de funcionar, si el resto de unidades de batería del conjunto de batería en cajeta es capaz de dar soporte al autobús para que regrese a la estación de carga eléctrica;si es así, enviar una señal de aviso a un conductor del autobús para que conduzca el autobús hasta la estación de carga eléctrica;y si no, enviar una señal de rescate a la estación de carga eléctrica.
  27. 27
    - Un método para cargar eléctricamente los conjuntos de baterías en cajetas del sistema de transporte eléctrico de acuerdo con la reivindicación 1, que comprende las etapas de:leer datos del conjunto de batería en cajeta por parte del sistema de control de carga eléctrica;determinar si una red de suministro de energía que se está utilizando se encuentra en valles o no, mediante un aparato de seguimiento autónomo de la red de suministro de energía;si es así, cargar eléctricamente el conjunto de batería en cajeta a plena corriente hasta que el conjunto de batería en cajeta se haya cargado por completo, y, a continuación, el conjunto de batería en cajeta con una corriente flotante, o de almacenamiento intermedio, cuando se determina que el conjunto de batería en cajeta se ha cargado eléctricamente por completo;y si no, cargar eléctricamente el conjunto de batería en cajeta con corriente flotante;por lo que el conjunto de batería en cajeta está siendo eléctricamente cargado al menos con corriente flotante todo el tiempo, excepto al ser utilizado en el autobús.
Independent claims27