PILA DE COMBUSTIBLE DESMONTABLE PARA VEHÍCULOS.

La presente invención se refiere a pilas de combustible y en particular al uso de pilas de combustibles en vehículos. Hay un creciente interés en el uso de pilas de combustible como fuentes alternativas de energía para varias aplicaciones de automoción. Las pilas de combustible ofrecen salida de energía eléctrica a partir de la conversión electroquímica de hidrógeno y oxígeno en agua y por ello ofrecen beneficios significativos al posibilitar una reducción sustancial en la contaminación en el punto de uso. Además, las pilas de combustible pueden operarse desde un suministro directo de hidrógeno almacenado (p. ej. embotellado en forma comprimida), o desde un suministro indirecto de hidrógeno (p. ej. De un combustible conteniendo hidrógeno del que se libera el hidrógeno por un procesador de combustible asociado). Sin embargo, hay muchos problemas asociados que superar al aplicar la tecnología de pila de combustible a las aplicaciones de automoción. Estos problemas incluyen: (i) proporcionar suficiente salida de potencia para un tamaño y masa dados de pila de combustible adecuados para el vehículo, a la vez manteniendo límites adecuados a las demandas sobre la pila de acuerdo a condiciones variables de operación, (ii) reducir el tiempo para recargar o aprovisiona el vehículo hasta un nivel aceptable comparable con los vehículos existentes movidos por motores de combustión interna; (iii) conectar las pilas de combustible con los sistemas de accionamiento y control del vehículo; y (iv) proveer la unidad de energía de pila de combustible en un paquete que sea adecuado para el vehículo en cuestión. La solicitud de patente de Estados Unidos publicada con número US 2005/0016785 A1 revela una unidad de energía de pila de combustible que comprende un alojamiento que contiene un paquete de pila de combustible. Es un objeto de la presente invención proporcionar una solución versátil para proveer una unidad de energía basada en pila de combustible para un vehículo en le que algunos o todos los problemas antes indicados se mitigan o superan. Según un aspecto, la presente invención proporciona provee una unidad de energía de pila de combustible para un vehículo, la unidad de energía de pila de combustible comprendiendo un alojamiento unitario que contiene: un depósito de combustible para almacenar combustible; al menos un paquete de pila electroquímica de combustible para entregar energía eléctrica a partir del combustible fluido; un puerto de reaprovisionamiento en una superficie exterior del alojamiento; y una vía de flujo de aire que se extiende entre un primer puerto de entrada en una superficie exterior del alojamiento y un primer puerto de salida en una superficie exterior del alojamiento, vía elementos de cátodo en el al menos un paquete de pila de combustible. Se describirán ahora realizaciones de la presente invención a modo de ejemplo, y con referencia a los dibujos acompañantes, en los que la Figura 1 muestra una vista en perspectiva esquemática de una unidad de energía de pila de combustible para uso con un vehículo, tal como una motocicleta, y adecuada para uso en aplicaciones fuera del vehículo; la Figura 2 muestra una vista en perspectiva esquemática de la unidad de energía de pila de combustible de la Figura 1 con costados parcialmente recortados para revelar detalles internos; la Figura 3 muestra una vista en perspectiva esquemática de la unidad de energía de pila de combustible de la Figura 1 con costados parcialmente recortados para revelar detalles internos; la Figura 4 muestra una vista en perspectiva esquemática del reverso de la unidad de energía de pila de combustible de la Figura 1 con costados parcialmente recortados para revelar detalles internos; la Figura 5 muestra una vista en perspectiva esquemática del lado inferior de la unidad de energía de pila de combustible de la Figura 1; la Figura 6 muestra una vista lateral esquemática de la unidad de energía de pila de combustible de la Figura 1 completamente instalada en una motocicleta; la Figura 7 muestra una vista lateral esquemática de la unidad de energía de pila de combustible de la Figura 1 en una posición parcialmente expulsada en una motocicleta; la Figura 8 muestra una vista lateral esquemática de la unidad de energía de pila de combustible de la Figura 1 en una posición completamente expulsada en una motocicleta lista para desmontar; 2   la Figura 9 muestra una vista lateral esquemática de la unidad de energía de pila de combustible de la Figura 1 en una posición completamente expulsada y parcialmente desmontada en una motocicleta; y la Figura 10 muestra una vista lateral esquemática de la unidad de energía de pila de combustible de la Figura 1 en una posición completamente desmontada de la motocicleta. Con referencia a la figura 1, se muestra un estilo compacto preferido de una unidad de energía de pila de combustible 10 para uso en un vehículo. La unidad de energía 10 está particularmente adaptada para ser desmontable del vehículo de forma que pueda usarse como una fuente alternativa de energía para otras aplicaciones. Ejemplos de tales otras aplicaciones pueden incluir proporcionar energía doméstica para acomodación permanente o temporal, energía de emergencia, energía para oficinas móviles, iluminación de exteriores o aparatos generalmente portátiles como ordenadores portátiles, etc. La capacidad de desmontaje de la unidad de energía 10 también facilita el mantenimiento sencillo de la unidad de energía al posibilitar la permuta de unidades de energía, o el uso de la misma unidad de energía en más de un vehículo. La permuta de una unidad de energía 10 descargada con una unidad completamente cargada, o la recarga de la unidad descargada elimina el prolongado período de carga asociado con los vehículos eléctricos alimentados con baterías. La unidad de energía 10 está también particularmente adaptada para integrarse con el vehículo en el que debe instalarse para facilidad de uso, versatilidad y eficiencia óptimas. Una carcasa unitaria 11 incluye paneles laterales 11a, 11b, panel de borde posterior 11c, superficie superior 11d, panel de borde anterior 11e (ver figura 4) y superficie inferior 11f (ver figura 4). El panel de borde posterior 11c incluye una manilla empotrada 12 que sirve también como un primer puerto de entrada de aire. El panel de borde anterior 11e incluye una manilla empotrada 13 que sirve también como un puerto adicional de entrada de aire. Uno, o preferiblemente ambos paneles laterales 11a, 11b incluyen un puerto de salida de aire. La disposición de los puertos de entrada y salida de aire puede variar según diferentes diseños, y alguno o todos los puertos de entrada / salida puede servir como manilla empotrada. La superficie superior 11d preferiblemente incluye también un puerto de aprovisionamiento 16 para acceso fácil cuando la unidad de energía se instala en el vehículo o cuando se desmonta del vehículo. Con referencia a las figuras 2 y 3, los componentes internos de la unidad de energía de pila de combustible 10 comprenden un par de paquetes de pila de combustible 20, 21 y un depósito de suministro de combustible 22. En la disposición preferida, el depósito de suministro de combustible 22 es un cilindro para almacenar hidrógeno gaseoso comprimido. En otras realizaciones, pueden usarse tipos de combustible fuente indirecta de hidrógeno, tales como metanol, etanol e borohidruro de sodio, contenidos en depósitos adecuados. Donde se usan tales fuentes indirectas de hidrógeno, los paquetes de pila de combustible 20, 21 pueden ser pilas de combustible especialmente adaptadas para uso con tales combustibles (incluyendo pilas de combustible de metanol directo, pilas de combustible de óxido sólido, pilas de combustible de borohidruro directo, etc.) o pilas convencionales de membrana de intercambio de protones de combustible hidrógeno con un procesador adecuado de combustible para generar hidrógeno para su entrega a ellas. El depósito de suministro de combustible 22 está conectado al puerto de aprovisionamiento 16 por un conducto 30 y sistema de válvula 31 adecuados. El combustible se entrega a cada uno de los paquetes de pila de combustible 20, 21 a través de un regulador de gas de alta presión 32 y tubos de entrega de combustible 33, y un regulador de gas de baja presión 34. El aire refrigerante y oxidante se entrega a los paquetes de pila de combustible 20, 21 desde el puerto de entrada de aire en las manillas empotradas 12, 14. Preferentemente, las pilas de combustible 20, 21 son de la variedad de cátodo abierto, en las que una corriente de aire a presión ambiental se hace pasar sobre las placas de cátodo de la pila de combustible para servir como (i) suministro de oxidante, (ii) como flujo portador de gas de escape y (iii) como un refrigerante. Con esta finalidad, la unidad de energía proporciona... [Seguir leyendo]

1. Una unidad de energía de pila de combustible (10) para un vehículo, la unidad de energía de pila de combustible comprendiendo una carcasa unitaria (11) que contiene: un depósito de combustible (22) para almacenar combustible; al menos un paquete de pila de combustible electroquímica (20, 21) para entregar energía eléctrica a partir del combustible fluido; un puerto de aprovisionamiento (16) en una superficie exterior (11a) de la carcasa; y un camino de flujo de aire que se extiende entre un primer puerto de entrada (12, 14) en una superficie exterior (11c, 11e) de la carcasa y un primer puerto de salida (15) en una superficie exterior (11b) de la carcasa, vía elementos de cátodo en el al menos un paquete de pila de combustible. 2. La unidad de energía de pila de combustible de la reivindicación 1 que además incluye un segundo puerto de entrada (14, 12) en una superficie exterior (11e, 11c) de la carcasa, el segundo puerto de entrada estando también acoplado al camino de flujo de aire. 3. La unidad de energía de pila de combustible de la reivindicación 1 o la reivindicación 2 en la que al menos uno de los puertos de entrada y/o puertos de salida comprende una manilla empotrada (12, 13, 14) para elevar la unidad de energía. 4. La unidad de energía de pila de combustible de la reivindicación 3 en la que un primer puerto de entrada (14) en un borde anterior (11e) de la unidad de energía y un segundo puerto de entrada (12) en un borde posterior (11c) de la unidad de energía comprenden las manillas empotradas. 5. La unidad de energía de pila de combustible de la reivindicación 4 en la que el puerto de aprovisionamiento (16) está situado en una superficie superior (11d) de la unidad de energía. 6. La unidad de energía de pila de combustible de la reivindicación 1 que además incluye un circuito eléctrico de control (23) para interconectar con un controlador de energía en el vehículo al que debe unirse la unidad de energía, el circuito de control determinando condiciones de operación admisibles del vehículo mientras la unidad de energía está acoplada a él, vía el controlador de energía. 7. La unidad de energía de pila de combustible de la reivindicación 6 en la que las condiciones de operación determinadas incluyen una o más de velocidad máxima, aceleración máxima, y carga eléctrica máxima de acuerdo a condiciones establecidas. 8. La unidad de energía de pila de combustible de la reivindicación 1 que incluye además un punto de cierre (52) sobre una superficie inferior (11f) de la carcasa (11). 9. La unidad de energía de pila de combustible de la reivindicación 1 que incluye además un conjunto de contactos empotrados (51) en una superficie inferior (11f) de la carcasa (11). 10. La unidad de energía de pila de combustible de la reivindicación 1 que además incluye al menos una salida auxiliar de energía. 11. Un vehículo movido eléctricamente que comprende una unidad de energía de pila de combustible según cualquier reivindicación anterior, el vehículo teniendo una cavidad (63) para recibir de forma desmontable dicha unidad de energía de pila de combustible. 12. El vehículo de la reivindicación 11 en el que la cavidad (63) incluye un mecanismo eyector engatillable (65, 67) para elevar la unidad de energía (10) fuera de la cavidad. 13. El vehículo de la reivindicación 12 en el que el mecanismo eyector engatillable comprende una plataforma soporte (65) para la unidad de energía, la plataforma incluyendo un mecanismo de enganche (68) para enganchar con un punto de cierre (52) sobre una superficie inferior (11f) de la carcasa de la unidad de energía. 14. El vehículo de la reivindicación 11 en el que la cavidad (63) incluye al menos un ducto de aire que provee un conducto para flujo de aire desde el frente del vehículo a la cavidad, el ducto de aire posicionado para alineación con el puerto de entrada (14) sobre una superficie exterior de la carcasa de la unidad de energía. 15. El vehículo de la reivindicación 11 dependiente de la reivindicación 6, el vehículo incluyendo un controlador de energía para interconectar con un circuito eléctrico de control (23) en la unidad de energía de pila de combustible, el controlador de energía operativo para determinar condiciones de operación del vehículo en 6   base a límites admisibles determinados por el circuito eléctrico de control de la unidad de energía de pila de combustible. 16. El vehículo de cualquiera de las reivindicaciones 11 a 15 en el que el vehículo es una motocicleta. 7   8   9     11   12   13   14     16   17   REFERENCIAS CITADAS EN LA DESCRIPCION Este listado de referencias citadas por el solicitante tiene como único fin la conveniencia del lector. No forma parte del documento de la Patente Europea. Aunque se ha puesto gran cuidado en la compilación de las referencias, no pueden excluirse errores u omisiones y la OEP rechaza cualquier responsabilidad en este sentido. Documentos de patentes citados en la descripción US 20050016785 A1 [0004] 18