SISTEMA DE CARGA ELÉCTRICA PARA ACUMULADORES DE ENERGÍA DE VEHÍCULOS FERROVIARIOS.
Sistema de carga eléctrica para acumuladores de energía de vehícu1o ferroviarios,
constituido por unos medios de localización (A1, A2, A3, A4) de un vehículo (1), al menos un e1mento (2) captador de energía eléctrica, unos medios de identificación y posicionamiento (R1, R2, R3, R4, R5, R6) del vehículo (1), y al menos, una zona (Z1, Z2, Z3, Z4) de carga eléctrica, de modo que mediante una asociación de los medios de identificación y posicionamiento (R1, R2, R3, R4, R5, R6) con unos respectivos medios de localización (A1, A2, A3, A4) se determina la presencia y configuración del vehículo (1) y se define un área cubierta por el propio vehículo (1) que se corresponde con las zonas (Z1, Z2, Z3, Z4) de carga eléctrica a electrificar.
Tipo: Patente de Invención. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: P201100328.
Solicitante: CONSTRUCCIONES Y AUXILIAR DE FERROCARRILES, S.A..
Nacionalidad solicitante: España.
Inventor/es: ESTEVEZ IRIZAR, PEDRO, NICOLAS SILVA,Jose Manuel, GASTAÑARES ETXEZARRETA,Aitor, VIGIL VARELA,Víctor.
Fecha de Publicación: .
Clasificación Internacional de Patentes:
- B60L5/38 TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES. › B60 VEHICULOS EN GENERAL. › B60L PROPULSION DE VEHICULOS PROPULSADOS ELECTRICAMENTE (disposición o montaje de conjuntos de propulsión eléctrica o de varios motores principales diferentes para una propulsión recíproca o común sobre los vehículos B60K 1/00, B60K 6/20; disposición o montaje de la transmisión eléctrica en los vehículos B60K 17/12, B60K 17/14; prevención del patinado de las ruedas reduciendo la fuerza motriz en vehículos sobre raíles B61C 15/08; máquinas dinamoeléctricas H02K; control o regulación de motores H02P ); SUMINISTRO DE LA ENERGIA ELECTRICA AL EQUIPO AUXILIAR DE VEHICULOS PROPULSADOS ELECTRICAMENTE (circuitos eléctricos para el acoplamiento de vehículos B60D 1/64; calefacción eléctrica para vehículos B60H 1/00 ); SISTEMAS DE FRENOS ELECTRODINAMICOS PARA VEHICULOS, EN GENERAL (control o regulación de motores H02P ); SUSPENSION O LEVITACION MAGNETICAS PARA VEHICULOS; CONTROL DE LOS PARAMETROS DE FUNCIONAMIENTO SOBRE LOS VEHICULOS PROPULSADOS ELECTRICAMENTE; DISPOSITIVOS ELECTRICOS DE SEGURIDAD SOBRE VEHICULOS PROPULSADOS ELECTRICAMENTE. › B60L 5/00 Colectores de corriente para líneas de alimentación de energía sobre los vehículos propulsados eléctricamente. › para colectar la corriente sobre un raíl conductor (B60L 5/40 tiene prioridad).
- B60M1/36 B60 […] › B60M LINEAS DE SUMINISTRO DE CORRIENTE O DISPOSITIVOS A LO LARGO DE LA VIA PARA VEHICULOS PROPULSADOS ELECTRICAMENTE (controles de agujas o dispositivos de seguridad a lo largo de la vía B61L; estructura en general de raíles o agujas E01B). › B60M 1/00 Líneas de suministro de energía en contacto con el colector llevado por el vehículo (colectores con este fin B60L 5/00). › Bornas de contacto simples a lo largo de la vía para suministro de energía.
- B61L25/02 B […] › B61 FERROCARRILES. › B61L CONTROL DE TRAFICO FERROVIARIO; SEGURIDAD DEL TRAFICO FERROVIARIO (frenos o equipos auxiliares B61H, B61K; estructura de sistemas de agujas E01B). › B61L 25/00 Registro o indicación de la posición o de la identidad de vehículos o de trenes o de la posición de aparatos de la vía. › Indicación o registro de la posición o de la identidad de vehículos o de trenes.
- B61L3/12 B61L […] › B61L 3/00 Dispositivos a lo largo de la vía que mandan dispositivos sobre el vehículo o sobre el tren, p. ej. para soltar los frenos, para maniobrar una señal de alarma. › utilizando una inducción magnética o electrostática; utilizando ondas radio.
Fragmento de la descripción:
SISTEMA DE CARGA ELÉCTRICA PARA ACUMULADORES DE ENERGÍA DE VEHÍCULOS FERROVIARIOS
Sector de la técnica
La presente invención está relacionada con instalaciones para llevar a cabo la alimentación de
equipos de tracción de vehículos ferroviarios, proponiendo un sistema que permite recargar de una forma fiable y segura acumuladores de energía de vehículos ferroviarios, tales como tranvías, metros o trenes.Estado de la técnica
La reducción de las emisiones de carbono relacionadas con el transporte, en la búsqueda de un futuro sostenible, ha dado como resultado que la propulsión eléctrica se haya convertido en una de las soluciones más eficientes para impulsar medios de transporte público, como puede ser el caso de vehículos ferroviarios como los tranvías, trenes, metros, u otro tipo de vehículos como autobuses, etc.
Habitualmente, en el caso de los transportes urbanos o interurbanos electrificados, como pueden ser los tranvías, la alimentación eléctrica a los equipos de tracción se hace mediante un sistema articulado de barras situado en el techo del tranvía, el cual toma la corriente por contacto con una línea aérea denominada catenaria. Estas líneas aéreas tienen cada vez menos aceptación en las ciudades debido al impacto visual que generan sobre el entorno, aparte del alto coste económico en infraestructura que implica su utilización.
Para la eliminación de la catenaria de los tranvías se han desarrollado diversas soluciones, una de ellas consiste en la alimentación eléctrica deltranvía a través de un tercer raíl situado en el suelo entre los raíles de guiado. Dicho tercer raíl está segmentado en pequeños tramos que son alimentados independientemente, de modo que sólo disponen de corriente eléctrica aquellos tramos que están cubiertos por el paso del tranvía, con lo que se evitan posibles accidentes por electrocución con el tercer raíl. Estos sistemas pueden ser realizados con contacto directo entre el tranvía y el tercer raíl, o sin contacto, en donde la electricidad no pasa a través del tercer raíl de forma directa, sino que pasa convertida mediante un campo magnético.
Estas soluciones exigen establecer una conexión continua con el tercer raíl, lo cual provoca un aumento en los costes de instalación y mantenimiento de la estructura, además de requerir complicados sistemas para aislar el tercer raíl y la necesidad de sincronizar la electrificación del tercer raíl con el paso del tranvía.
Una solución que permite la eliminación de la catenaria y no requiere de una conexión continúa de alimentación eléctrica son los acumuladores de energía basados en condensadores y baterías. Estos equipos, que se constituyen por varios módulos de almacenamiento de energía interconectados entre sí que alimentan a los equipos de tracción y a los sistemas auxiliares del tranvía, suelen ir dispuestos en el techo del tranvía y se recargan en parte mediante la energía cinética recuperada de las frenadas.
Sin embargo, la energía recuperada en las frenadas no es suficiente cuando se requieren desplazamientos largos del tranvía, en cuyo caso se deben recargar completamente los acumuladores de energía antes de emprender la marcha, por ello se hace necesario disponer un sistema que permita recargar los acumuladores de energía de una forma segura y fiable en las zonas de parada del tranvía.
Objeto de la invención
De acuerdo con la presente invención se propone un sistema que permite realizar de una manera segura y fiable la recarga de los acumuladores de energía que van a bordo de un vehículo ferroviario.
El sistema de carga eléctrica para acumuladores de energía de vehículos ferroviarios objeto de la invención, está constituido por unos equipos embarcados en el vehículo, los cuales están formados por:
unos medios de localización del vehículo; y al menos un elemento captador de energía eléctrica asociado a, al menos, un acumulador de energía del vehículo;
y por unos elementos de vía ubicados en tierra en las estaciones de parada del vehículo, los cuales están formados por:
unos medios de identificación y posicionamiento
del vehículo asociados a los medios de
localización embarcados en el vehículo;
y al menos una zona de carga eléctrica asociada al
elemento captador de energía eléctrica embarcado
en el vehículo. De esta manera mediante la asociación de, al
menos, dos de los medios de identificación y posicionamiento con unos respectivos medios de
localización se determina la presencia y configuración del vehículo, y se define un área cubierta por el propio vehículo que se corresponde con las zonas de carga eléctrica que son susceptibles de ser electrificadas de forma segura.
Es decir, mediante una comunicación tierra-vehículo-tierra, entre los equipos embarcados y los elementos de vía, se controla la electrificación segura de las zonas de carga eléctrica ubicadas en la estación de parada del vehículo, de manera que no se puede dar orden de electrificar ninguna zona de carga que no esté cubierta por el vehículo, evitándose así posibles accidentes por electrocución.
Los medios de identificación y posicionamiento de los elementos de vía consisten en unas balizas emisoras-receptoras, de señal ubicadas en la vía, mediante las cuales se identifica la posición y la configuración del vehículo ferroviario en la estación de parada, mientras que los medios de localización del equipo embarcado en el vehículo son unas antenas emisoras-receptoras de señal que van situadas, por ejemplo, en la parte delantera izquierda y en la parte trasera derecha del vehículo, si bien esta condición no es limitativa, pudiendo ir dichos medios ubicados en otros puntos diferentes del vehículo sin que ello altere el concepto de la invención, como pudiese ser el hecho de que dichas antenas estén ubicadas en una posición centrada del vehículo ferroviario. El sistema
también es válido con una comunicación unidireccional entre vehículo y tierra, en donde los medios de identificación y posicionamiento de los elementos de vía consisten en unas balizas únicamente receptoras y los medios de localización del equipo embarcado en el vehículo son unas antenas únicamente emisoras de señal.
Los elementos de vía únicamente se comunican con el equipo embarcado cuando el vehículo transita o se detiene en una posición en la que se produce un acoplamiento electromagnético entre los medios de localización embarcados en el vehículo y los medios de identificación y posicionamiento ubicados en tierra. Es decir, en función del número de coches que presente el vehículo ferroviario los medios de identificación y posicionamiento presentan unas características concretas de detección, una detección permanente que se
produce cuando se establece un acoplamiento electromagnético continuo entre un medio de localización y su medio de identificación y posicionamiento correspondiente, o una detección alpaso que se produce cuando se establece un acoplamiento electromagnético puntual entre un medio de localización y su medio de identificación y posicionamiento correspondiente.
Por otro lado, se ha previsto que el elemento captador de energía eléctrica del equipo embarcado esté ubicado en la parte inferior del vehículo, para conectarse de forma segura con una zona de carga eléctrica correspondiente, la cual consiste en un carril transmisor de energía eléctrica situado en las vías. Sin embargo, y sin que ello altere el concepto de la invención, el elemento captador puede estar situado en un extremo del vehículo, o incluso en la parte
superior del mismo en donde se conecta a una zona de carga constituida por una catenaria aérea. En un ejemplo de realización preferente de la invención el elemento captador de energía se constituye por un patín captador de energía eléctrica.
Se...
Reivindicaciones:
1. . Sistema de carga eléctrica para acumuladores de energía de vehículos ferroviarios, caracterizado porque esta constituido por unos equipos embarcados en un vehículo (1) , que son:
unos medios de localización (Al, A2, A3, A4) del
vehículo (1) ;
y, al menos, un elemento (2) captador de energía
eléctrica asociado a, al menos, un acumulador de
energía del vehículo (1) ;
y por unos elementos de vía ubicados en tierra en una estación (3) de parada del vehículo (1) , que son:
unos medios de identificación y posicionamiento
(Rl, R2, R3, R4, R5, R6) del vehículo ( 1) asociados a los medios de localización (Al, A2, A3, A4) embarcados en el vehículo (1) ;y, al menos, una zona ( z 1' Z2, Z3, Z4) de carga eléctrica asociada al elemento (2) captador de energía eléctrica embarcado en el vehículo (1) ;
de manera que mediante, al menos, una asociación de dos de los medios de identificación y posicionamiento (Rl, R2, R3, R4, R5, R6) con unos respectivos medios de localización (Al, A2, A3, A4) se determina la presencia y configuración del vehículo (1) y se define un área cubierta por el propio vehículo (1) que se corresponde con las zonas (Zl, Z2, Z3, Z4) de carga eléctrica a electrificar, estableciéndose una deselectrificación de las zonas (Zl, Z2, Z3, Z4) de carga eléctrica cuando no se establece una asociación entre los medios de identificación y posicionamiento (Rl, R2, R3, R4, R5,
R4, RS, R6) del vehículo (1) están constituidos por unas balizas receptoras de señal que establecen una comunicación unidireccional con los medios de localización (Al, A2, A3, A4) a las que están
asociadas, siendo estos medios de localización (Al, A2, A3, A4) unas antenas emisoras de señal .
6. . Sistema de carga eléctrica para acumuladores de energía de vehículos ferroviarios, de acuerdo con la 10 primera reivindicación, caracterizado porque el elemento (2) captador de energía está constituido por
un patín captador de energía.
7. . Sistema de carga eléctrica para acumuladores
de energía de vehículos ferroviarios, de acuerdo con la primera reivindicación, caracterizado porque el medio de identificación y posicionamiento (R6) es una baliza que detecta de forma permanente el medio de localización (Al) del vehículo (1) , y el medio de
identificación y posicionamiento (R3) es una baliza que detecta de forma puntual el paso del medio de localización (A2) del vehículo (1) .
8. . Sistema de carga eléctrica para acumuladores
de energía de vehículos ferroviarios, de acuerdo con la primera reivindicación, caracterizado porque el medio de identificación y posicionamiento (R6) es una baliza que detecta de forma permanente el medio de localización (Al) del vehículo (1) y el medio de
identificación y posicionamiento (R3) es una baliza que detecta de forma permanente el medio de localización (A2) del vehículo (1) .
9. . Sistema de carga eléctrica para acumuladores 35 de energía de vehículos ferroviarios, de acuerdo con la
primera reivindicación, caracterizado porque el medio de identificación y posicionamiento (R6) es una baliza que detecta de forma permanente el medio de localización (Al) de un primer vehículo (1.1) , el medio de identificación y posicionamiento (R3) es una baliza que detecta de forma puntual el paso del medio de localización (A2) del primer vehículo (l. 1) , el medio de identificación y posicionamiento (R4) es una baliza que detecta de forma permanente el medio de localización (A3) de un segundo vehículo (1.2) , y el medio de identificación y posicionamiento (Rl) es una baliza que detecta de forma puntual el paso del medio de localización (A4) del segundo vehículo (1.2) .
10. . Sistema de carga eléctrica para acumuladores de energía de vehículos ferroviarios, de acuerdo con la primera reivindicación, caracterizado porque el medio de identificación y posicionamiento (R6) es una baliza que detecta de forma permanente el medio de localización (Al) de un primer vehículo (1.1) , el medio de identificación y posicionamiento (R3) es una baliza que detecta de forma puntual el paso del medio de localización (A2) del primer vehículo (l. 1) , el medio de identificación y posicionamiento (R4) es una baliza que detecta de forma permanente el medio de localización (A3) de un segundo vehículo (1.2) , y el medio de identificación y posicionamiento (Rl) es una baliza que detecta de forma permanente el medio de localización (A4) del segundo vehículo (1.2) .
11. . Sistema de carga eléctrica para acumuladores de energía de vehículos ferroviarios, de acuerdo con la primera reivindicación, caracterizado porque el medio de identificación y posicionamiento (R6) es una baliza que detecta de forma permanente el medio de
localización (Al) de un primer vehículo (1.1) , el medio de identificación y posicionamiento (R3) es una baliza que detecta de forma permanente el medio de localización (A2) del primer vehículo (l. 1) , el medio de identificación y posicionamiento (R2) es una baliza que detecta de forma puntual el paso del medio de localización (A3) de un segundo vehículo (l. 2) , y el medio de identificación y posicionamiento (Rl) es una baliza que detecta de forma permanente el medio de localización (A4) del segundo vehículo (1.2) .
12. . Sistema de carga eléctrica para acumuladores de energía de vehículos ferroviarios, de acuerdo con la primera reivindicación, caracterizado porque antes de la estación (3) de parada se disponen unas balizas (El, E2) emisoras que indican al vehículo ( 1) la distancia hasta un punto de parada (P) y después de la estación
(3) de parada se disponen unas balizas (E3, E4) emisoras que indican al vehículo (1) que ha abandonado la estación (3) de parada.
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