Bicicleta eléctrica regenerativa.
Una bicicleta eléctrica regenerativa (1) que consta de un motor eléctrico regenerativo formado por un translator compuesto anular plano (10) y de un estator lineal (11) y que puede funcionar como motor para asistir al pedaleo y como generador para recargar una batería extraíble (123);
disponiendo también de un sistema de control y visualización (13) y de un procedimiento implementado en un dispositivo de control y visualización (131).
Tipo: Patente de Invención. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: P201400146.
Solicitante: UNIVERSIDAD DE LA RIOJA.
Nacionalidad solicitante: España.
Inventor/es: BLANCO FERNANDEZ,JULIO, JIMENEZ MACIAS,EMILIO, SAENZ-DIEZ MURO,JUAN CARLOS, MARTÍNEZ CÁMARA,Eduardo.
Fecha de Publicación: .
Clasificación Internacional de Patentes:
- B62M6/40 TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES. › B62 VEHICULOS TERRESTRES QUE SE DESPLAZAN DE OTRO MODO QUE POR RAILES. › B62M PROPULSION POR EL CONDUCTOR DE VEHICULOS DE RUEDAS O DE TRINEOS; PROPULSION POR MOTOR DE TRINEOS O DE CICLOS; TRANSMISIONES ADAPTADAS ESPECIALMENTE A ESTOS VEHICULOS (disposiciones o montaje de transmisiones de vehículos en general B60K; elementos de transmisión en sí F16). › B62M 6/00 Propulsión por el conductor de vehículos de ruedas con una fuente de energía adicional, p. ej. motor de combustión o motor eléctrico. › Ciclos propulsados por el conductor con motor eléctrico auxiliar.
Fragmento de la descripción:
Bicicleta eléctrica regenerativa
Objeto v sector de la técnica al que se refiere la invención
El objeto que reivindica la invención es presentar una nuevo sistema de tracción eléctrico para una bicicleta cualquiera del estado de la técnica (0) convirtiéndola oí una bicicleta eléctrica regenerativa (1).
0
La invención se sitúa en el sector técnico del transporte asistido por energía humana. Estado de la técnica anterior
La mayoría de las bicicletas eléctricas del estado de la técnica actual adoptan la implantación de un motor, o motor-generador, eléctrico, integrándolo en el eje de la rueda delantera, trasera o carca del eje del pedalier; disponiendo en el mismo eje motor de unos engranajes planetarios que hacen función reductora. El motor o motor- generador suele ser de corriente continua de imanes permanentes, sin escobillas.
El motor ayuda al avance de la bicicleta y recibe energía de una batería, con opción de disponer de condensadores supletorios, y que se recarga en la red eléctrica de baja tensión. Acorde a la Directiva Europea 2U02/24/CE, que defíne las características que deben reunir las bicicletas con pedaleo asistido para poder circular por vías públicas, la 25 potencia nominal máxima del motor es de 250 W y su funcionamiento se debe interrumpir cuando la velocidad de la bicicleta alcance los 25 km/h, o antes si el ciclista deja de pedalear.
La autonomía típica de una bicicleta eléctrica es de unos 35-60 km, basada en la 3 0 conducción de un ciclista de 70 kg de peso en circuito llano y sin viento.
Al principio las bicicletas eléctricas iban equipadas de un interruptor manual en el manillar izquierdo para conectar o desconectar el motor eléctrico y realizar la función de acelerador; pero su uso está restringido legalmente a vías privadas. En la actualidad
3 5 las bicicletas eléctricas incorporan un sistema de pedaleo asistido (denominado PAS o
Pedelec) que incorpora un sensor que detecta la velocidad del pedaleo o la fuerza transmitida a los pedales. Al presionar el pedal o al dar vueltas al plato, un sistema electrónico registra esta señal del sensor y proporciona la energía al motor para que éste asista al avance de la bicicleta a una velocidad y fuerza calculadas. Cuando se deja
4 0 de pedalear o se acciona el freno el motor deja de funcionar.
La mayoría de las bicicletas eléctricas del estado de la técnica actual imponen un rediseño importante del cuadro y de otros elementos de una bicicleta convencional para poder alojar los componentes añadidos y convertirla en una bicicleta eléctrica.
Existen en el estado de la técnica actual numerosas patentes de invención referidas a bicicletas eléctricas o a dispositivos de éstas.
En el documento de patente ES-2358714 Bl, con año de presentación 2009, y que 5 tiene por título: Bicicleta eléctrica con capacidad para recuperar energía en bajadas y frenadas, se reivindica una bicicleta eléctrica que combina el uso de condensadores y baterías con el fin de poder almacenar la mayor cantidad de energía posible y que la bicicleta además presenta una apariencia ligera sin variar su aspecto, y permite transformarse en una bicicleta convencional con unas sencillas operaciones en apenas 10 cinco minutos.
En el documento de patente ES-2273568 Bl, con año de presentación 2005, y que tiene por título: Aparato de arranque de una unidad de alimentación auxiliar para una bicicleta eléctrica, se reivindica un aparato de arranque de una unidad de alimentación 15 auxiliar para una bicicleta eléctrica que comprende un piñón fijado de manera giratoria al chasis de la bicicleta y dotado de aberturas y resaltes y de un primer disco de accionamiento con orificios limitadores para alojar los resaltes de! piñón y de unos muelles de posicionamiento anclados al disco y al piñón y de unos accionadores que actúan entre el piñón y un segundo disco de accionamiento y un interruptor de puesta 20 en marcha del dispositivo, activado por el segundo disco de accionamiento. El dispositivo puede convertir la fuerza de pedaleo en un desplazamiento mecánico, y éste puede poner en marcha la unidad de alimentación auxiliar de la bicicleta eléctrica.
En el documento de patente EP-1886913 A2, con año de presentación 2007, y que 25 tiene por título: Bicicleta asistida eléctricamente, se reivindica una bicicleta que tiene una construcción simplificada para efectuar de forma fiable un cambio de bicicleta convencional a bicicleta eléctrica con regeneración de energía. La bicicleta cuenta con un mecanismo de accionamiento de potencia humana utilizando una fuerza de unidad humana, y un mecanismo de accionamiento eléctrico adaptado para recibir
3 0 la energía suministrada desde una batería para accionar un motor con una fuerza de
accionamiento de conformidad con un valor detectado por un detector de par de torsión para detectar el torque humano del mecanismo de accionamiento de potencia humana. La energía eléctrica es producida por la generación regenerativa cuando las manivelas del mecanismo de accionamiento de potencia humana son giradas con un número de 35 revoluciones más pequeñas que las que se necesitan para que la bicicleta pueda avanzar en un camino llano a la velocidad detectada por un detector de velocidad.
Problema técnico planteado
4 0 Los sistemas del estado de la técnica anterior presentan una problemática que se centra
fundamentalmente en los siguientes aspectos:
- Requieren una serie de modificaciones importantes en una bicicleta convencional para convertirla en una bicicleta eléctrica;
- Requieren un sistema de engranajes planetarios, o de cualquier otro tipo, para poder transferir la potencia mecánica desde el motor a la bicicleta, es decir, el motor eléctrico tiene algún elemento para contactar con el sistema de transmisión de la bicicleta;
- Provocan grandes pérdidas eléctricas en conductores y bobinados al ser el motor de comente continua y de baja tensión, normalmente de 12 V;
- Requieren un sistema de potencia y control muy complejo para poder recuperar la energía en las bajadas y en las frenadas;
- Requieren complejos instrumentos de medida mecánico-eléctrico-electrónicos de precisión, cuyo coste y tasa de averías serán consecuentemente altos;
- Requieren la adquisición del valor de la fuerza transmitida a los pedales o de la 15 velocidad de pedaleo, para poner en marcha y regular el funcionamiento del motor,
pero como este valor es variable según el tipo o el estado del ciclista, se pueden producir funcionamientos incómodos.
Ventaja técnica que aporta la invención
El dispositivo que la invención reivindica resuelve de forma plenamente satisfactoria la problemática anteriormente expuesta, en todos y cada uno de los diferentes aspectos
presentados.
Breve descripción de las figuras
Para complementar la descripción y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características de la invención, se acompaña como parte integrante de dicha descripción, un juego de figuras con carácter ilustrativo y no limitativo.
Glosario de referencias
| (0) | Bicicleta convencional |
| (M) | Rueda tractora convencional |
| (011) | Banda de rodadura |
| (012) | Carcasa |
| (013) | Cámara de aire |
| (014) | Alambre de talón |
| (015) | Cubre pezón |
| (016) | Llanta |
| (017) | Agujero roscado |
| (018) | Cabecilla roscada |
| (019) | Radio |
| (i) | Bicicleta eléctrica regenerativa |
| (10) | Translator compuesto anular plano |
| (101) | Radio modificado |
| (102) | Anillo plano compuesto |
| (102 A) | Anillo plano de aluminio izquierdo |
| (102B) | Anillo plano de chapa magnética |
| (102C) | Anillo plano de aluminio derecho |
| (ID | Estator lineal |
| OID | Elemento base |
| (1121) | Culata izquierda ...
Reivindicaciones:1. Bicicleta eléctrica regenerativa (1) con capacidad de recuperación de la energía de frenado y de las bajadas, caracterizada por el hecho de que comprende: - un translator compuesto anular plano (10) formado por un anillo plano compuesto (102) que a su vez está formado por: - un anillo plano de aluminio izquierdo (102A); - un anillo plano de chapa magnética (102B); - un anillo plano de aluminio derecho (102C); y cuyos anillos se unen entre sí para formar un único cuerpo anular y que se fija, por el borde superior, a una llanta (016) cualquiera mediante una pluralidad de radios modificados (101) cuyos extremos disponen de sendas cabecillas roscadas (018) y que se fija, por el borde inferior, al buje de una rueda tractora convencional (01) mediante una pluralidad de radios (019), y que realiza la función de inducido recibiendo por inducción un par motriz; - un estator lineal (11) formado por apilamiento de una pluralidad de elementos base (111) con forma de herradura y cuyas dos culatas (1121, 112D) son desmontables, mediante la fijación por una pluralidad de tomillos (115) con sus correspondientes arandelas (114) y sujeción con unas cintas flexible adhesivas (11211, 112ID), para permitir la extracción de la rueda (01), por ejemplo en caso de pinchazo, disponiendo dichas culatas (1121, 112D) de una cara inductora que dispone de una pluralidad de ranuras para alojar a sendos bobinados (1131, U3D) cubriéndose los citados bobinados y ranuras en su totalidad por un sellado de resina o similar para evitar la acumulación de barro y cuyos elementos base se fijan entre sí adquiriendo la forma de la generatriz curva de una rueda (01) mediante una pluralidad de espárragos roscados (117) y una pluralidad de tuercas (119) con sus correspondientes arandelas (118), y que realiza la función de inductor; - un sistema de potencia (12) compuesto de un batería extraíble (123) que se carga mediante un regulador de carga (122) alimentado mediante una base de enchufe (121) de una red eléctrica cualquiera y en el que dicha batería alimenta un convertidor DC-AC (124) y éste a su vez alimenta con corriente alterna de frecuencia variable un estator lineal (11), pudiendo funcionar el estator lineal (11) como motor, consumiendo energía eléctrica de la batería extraíble (123), y pudiendo funcionar como generador, recargando de energía eléctrica la batería extraíble (123); un sistema de control y visualización (13) que consta de un dispositivo de control y visualización (131), de un sensor de pedaleo (132) y de un sensor de frenado (133). 2. Bicicleta eléctrica regenerativa (1) con capacidad de recuperación de la energía de frenado y de las bajadas, según la reivindicación 1, caracterizada porque los anillos planos (102A, 102B, 102C) se unen entre sí por soldadura eléctrica por puntos para formar un único cuerpo anular (102). 3. Bicicleta eléctrica regenerativa (1) con capacidad de recuperación de la energía de frenado y de las bajadas, según la reivindicación 1, caracterizada porque los anillos planos (102A, 102B, 102C) se unen entre sí mediante el empleo de un adhesivo polimérico para formar un único cuerpo anular (102). 4. Bicicleta eléctrica regenerativa (1) con capacidad de recuperación de la energía de frenado y de las bajadas, según la reivindicación 1, caracterizada porque los bobinados izquierdo (1131) y derecho (113D) son bobinados trifásicos de corriente alterna en conexión en estrella, siendo cada uno, de 2 polos, 18 ranuras y 9 bobinas. 5. Bicicleta eléctrica regenerativa (1) con capacidad de recuperación de la energía de frenado y de las bajadas, según la reivindicación 1, caracterizada porque el sensor de pedaleo (132) y el sensor de frenado (133) son interruptores inductivos de proximidad. 6. Procedimiento de pedaleo asistido con un motor eléctrico y regeneración para recarga de una batería extraíble (123) que utiliza la bicicleta eléctrica regenerativa (1), de acuerdo con las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que comprende las siguientes etapas: - Etapa motor no v reveneración no (1310): - No puede funcionar el motor eléctrico como motor; - No puede funcionar el motor eléctrico como generador; - Etapa motor no y regeneración si (1311): - No puede funcionar el motor eléctrico como motor; - Sí puede funcionar el motor eléctrico como generador; - Subetapa regeneración funcionando (1312): - El motor eléctrico funciona como generador; - Etapa motor sí y regeneración no (1313): - Sí puede funcionar el motor eléctrico como motor; - No puede funcionar el motor eléctrico como generador; - Subetapa motor funcionando (1314): - El motor eléctrico funciona como motor; - Etapa motor sí y reseneración sí (1315): - Sí puede funcionar el motor eléctrico como motor; - Sí puede funcionar el motor eléctrico como generador; - Subetapa regeneración funcionando (1316): - El motor eléctrico funciona como generador; - Subetapa motor funcionando (1317): - El motor eléctrico funciona como motor;
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