DISPOSICIÓN DE ELEMENTOS PARA LA CONVERSIÓN DE UN VEHÍCULO CONVENCIONAL EN UN VEHÍCULO HÍBRIDO.

1. Disposición de elementos para la conversión de un vehículo convencional en un vehículo hibrido,

la cual se acopla a la parte de ejes de ruedas de vehículo delantero o trasero o ambos de un vehículo convencional u otro tipo de vehículo pesado tal como ambulancias, mini-buses y otros, funcionando el vehículo con tracción o con propulsión o con ambos mediante un motor térmico, caracterizada en que dicha disposición de conversión comprende los siguientes elementos:

un robot que se acopla directamente al cubo de la llanta de cada rueda del tren delantero o tren trasero o ambos trenes del vehículo, incorporando cada robot:

como mínimo un electromotor que aporta energía eléctrica directa a la rueda y que puede actuar como generador eléctrico, y una caja de engranajes reductores dispuesta entre dicho electromotor y la llanta;

un dispositivo de alimentación y almacenamiento de energía eléctrica; y

una unidad general de gestión de control de la potencia del vehículo, conectada eléctricamente por un lado al dispositivo de alimentación y almacenamiento de energía eléctrica, por el otro lado a cada robot, por otro lado a los pedales del vehículo, y por otro a la caja de cambios del vehículo;

de modo que en las ruedas en las cuales se acopla el robot de acoplamiento se convierten en ruedas tractoras pero con un control electrónico.

2. Disposición de elementos para la conversión de un vehículo convencional en un vehículo hibrido, según la 1ª reivindicación, caracterizada en que cada robot puede comprender además unos medios de giro de dichas ruedas para actuar de caja de dirección, de modo que la dirección del vehículo puede quedar aplicada directamente en la rueda de modo directo o redundante.

3. Disposición de elementos para la conversión de un vehículo convencional en un vehículo hibrido, según la 1ª reivindicación, caracterizada en que el robot de acoplamiento a cada rueda incorpora también una unidad de gestión de control de potencia y de temperatura de cada robot.

4. Disposición de elementos para la conversión de un vehículo convencional en un vehículo hibrido, según la 1ª reivindicación, caracterizada en que el dispositivo de alimentación y almacenamiento de energía eléctrica está formado por respectivas baterías, una batería para cada robot.

5. Disposición de elementos para la conversión de un vehículo convencional en un vehículo hibrido, según la 1ª reivindicación, caracterizada en que puede incorporarse un generador de energía complementario común para abastecer a todo el dispositivo de conversión.

Disposición de elementos para la conversión de un vehículo convencional en un vehículo híbrido.

Campo técnico de la Invención:

La presente invención pertenece al campo técnico de los dispositivos que permite convertir fácilmente un vehículo convencional de dos o más ruedas que funciona con un motor de combustión térmico convencional, ya sea de tracción en todas las ruedas, tracción trasera (o propulsión trasera), o tracción delantera, tal como un camión de cualquier tipología, una ambulancia, un mini-bus, un coche, o una motocicleta, en un vehículo híbrido eléctrico.

Estado de la Técnica:

Lo más habitual en un vehículo de cuatro o más ruedas es el empleo de la "tracción delantera", que consiste en transmitir el par generado por el motor térmico únicamente a las ruedas del eje delantero, y es el mismo eje en el que se suele encontrar la dirección del vehículo. La mayoría de vehículos de tracción delantera incorporan el diferencial en la estructura de la caja de cambios.

Sin embargo, en los camiones -debido principalmente a su tonelaje- la configuración más empleada hoy en día es la transmisión de la fuerza motriz sobre el eje trasero del vehículo, que se denomina "propulsión" o "tracción trasera", que es el sistema en el que la transmisión del movimiento del motor térmico se realiza sobre las ruedas traseras. La mayoría de vehículos de tracción trasera tienen el motor térmico montado longitudinalmente en la parte delantera del mismo, transmitiendo el movimiento al eje trasero a través de la caja de cambios, el eje de transmisión, el diferencial y los palieres traseros.

Mucho se ha avanzado en la conversión de los distintos tipos de automóviles convencionales (es decir con motores de combustión térmicos) en sistemas de propulsión híbridos eléctricos con distintos tipos de soluciones, que pasan por introducir uno o más motores eléctricos cuya potencia se combina con la del motor de combustión interna convencional, buscando con ello el máximo rendimiento con una reducción en el consumo de energía, tanto la conseguida a través de los combustibles fósiles como de la potencia eléctrica suministrada por las baterías.

La aplicación de las técnicas desarrolladas para los vehículos automóviles no han tenido casi extensión al campo de los vehículos pesados como los camiones, básicamente por el gran peso que dichos vehículos deben transportar, así como el propio de su construcción, que obliga al diseño de piezas extremadamente robustas y consecuentemente con un peso muy elevado, para de esta manera poder soportar la carga a trasladar.

Por otra parte, dentro de los camiones diseñados para el transporte de gran tonelaje, sus estructuras son muy variadas, pasando desde la más convencional con chasis y cabina y la plataforma de carga montada sobre dicho chasis, a otras como las de cabina y tráiler articulado, así como la convencional con remolque con sistemas de tracción que no siempre recaen sobre las ruedas traseras.

Finalidad de la Invención:

La finalidad de la presente invención es la creación de una nueva disposición de elementos apta para montarse fácilmente en un vehículo, preferentemente en un vehículo automóvil pesado tal como un camión o similar, que se abastece con un motor de combustión convencional, y convertirlo de ese modo en un vehículo híbrido eléctrico, y con la particularidad de cumplir una serie de requisitos:

- ocupar dicha disposición de elementos muy poco espacio dentro del vehículo;

- tener un fácil y rápido montaje de dicha disposición de elementos dentro del vehículo;

- tener una gran versatilidad y flexibilidad para montarse en el tren delantero, el tren trasero, o bien en ambos trenes, en función del tipo de vehículo;

- reducir el gasto de combustible fósil del motor de combustión (especialmente en vehículos pesados tal como camiones); y

- reducir el ruido del vehículo en su arrancada (especialmente en vehículos de dos ruedas donde la arrancada del mismo produce un gran ruido y consecuentemente contaminación ambiental acústica).

Descripción de la Invención:

La presente invención estriba en una nueva disposición de elementos concebida para montarse fácilmente y ocupando un espacio muy reducido en un vehículo, preferentemente en un vehículo automóvil, de dos o más ruedas que opera con un motor térmico de combustión interna, y con ello convertirlo en un vehículo híbrido eléctrico, comprendiendo dicha nueva disposición de elementos los siguientes componentes principales:

un robot que se acopla directamente al cubo de la llanta de cada rueda del tren delantero o tren trasero o ambos trenes del vehículo, incorporando cada robot:

uno o más electromotor(es) que aportan energía eléctrica directa a la rueda y que puede(n) actuar -en función de la situación de conducción- como generador(es) eléctrico(s) generando energía eléctrica,

una caja de engranajes reductor(es) dispuesta entre dicho electromotor y la llanta,

opcionalmente unos medios de giro de dichas ruedas para actuar de caja de dirección, de modo que la dirección del vehículo podrá queda aplicada directamente en la rueda de modo directo o redundante;

un dispositivo de alimentación y almacenamiento de energía eléctrica; y

una unidad general de gestión de control de la potencia del vehículo, conectada eléctricamente por un lado al dispositivo de alimentación, por el otro lado a cada robot, por otro lado a los pedales del vehículo, y por otro a la caja de cambios del vehículo;

de modo que en las ruedas en las cuales se acopla el mencionado robot de acoplamiento se convierten en ruedas tractoras pero con un control electrónico.

Preferentemente, el dispositivo de alimentación y almacenamiento de energía eléctrica está formado por respectivas baterías, una batería para cada robot. Dicha batería puede estar dotada opcionalmente de un sistema de gestión de batería conectada a cada robot.

Opcionalmente, en función del caso, puede incorporarse un generador de energía complementario, o bien un sistema similar tal como un grupo electrógeno, que sea común para todo el dispositivo de conversión de la invención.

De modo también opcional el robot de acoplamiento a cada rueda delantera incorpora también una unidad de gestión de control de potencia y de temperatura de cada robot.

La mencionada unidad general de gestión de control de potencia del vehículo presenta un hardware y software que permiten una optimizada gestión electrónica asistida de la potencia de origen térmico y eléctrico, que debe actuar de forma simultanea sobre las baterías, sobre la caja de cambios manual, y sobre los mandos de aceleración y freno en la cabina del vehículo. Dicha unidad general de gestión de control de potencia lleva a cabo las siguientes funciones:

- Carga regenerativa controlada para prevenir el desgaste y fatiga de la batería.

- Ajuste de carga dependiendo de la situación de funcionamiento del vehículo.

- Mantenimiento de una potencia de motor ajustado o constante, pilotado electrónicamente.

- Adecuado para distintas condiciones de camino: subida, recta, ciudad: vacilante.

Tal y como se ha mencionado anteriormente, el objeto principal de esta invención, tal y como se recoge en la primera reivindicación de la invención, es la combinación de la fuerza tractora del motor térmico ya instalado en el vehículo y, como mínimo un motor eléctrico conectado en cada rueda de uno de los trenes del vehículo, con la particularidad de cada motor eléctrico forma parte de un robot que se acopla directamente a cada una de dichas ruedas, convirtiendo las ruedas en las cuales se acopla cada robot en ruedas tractoras pero con un control electrónico.

El hecho de que dichas ruedas del tren delantero y/o del tren trasero se conviertan en ruedas tractoras pero con un control electrónico ventajosamente permite que a la vez dichos robots aprovechen la fuerza regenerativa generada por el peso del vehículo más su carga, en energía de recarga para las baterías. Es decir, los motores eléctricos incorporados en los respectivos robots actúan como motores eléctricos o bien como generadores de electricidad en función de la situación o modo de conducción en que se encuentren.

El resultado de dicha evolución se basa en:

- La conversión de un motor eléctrico para lograr proporcionar un par de fuerza

sobre el eje de giro de una rueda, en un generador de fuerza electromotriz

aprovechando la energía regenerativa.

- Potencia eléctrica directa en las ruedas delanteras.- Combinación de potencia

en cuatro o más ruedas tractoras,...

1. Disposición de elementos para la conversión de un vehículo convencional en un vehículo hibrido, la cual se acopla a la parte de ejes de ruedas de vehículo delantero o trasero o ambos de un vehículo convencional u otro tipo de vehículo pesado tal como ambulancias, mini-buses y otros, funcionando el vehículo con tracción o con propulsión o con ambos mediante un motor térmico, caracterizada en que dicha disposición de conversión comprende los siguientes elementos:

un robot que se acopla directamente al cubo de la llanta de cada rueda del tren delantero o tren trasero o ambos trenes del vehículo, incorporando cada robot:

como mínimo un electromotor que aporta energía eléctrica directa a la rueda y que puede actuar como generador eléctrico, y una caja de engranajes reductores dispuesta entre dicho electromotor y la llanta;

un dispositivo de alimentación y almacenamiento de energía eléctrica; y

una unidad general de gestión de control de la potencia del vehículo, conectada eléctricamente por un lado al dispositivo de alimentación y almacenamiento de energía eléctrica, por el otro lado a cada robot, por otro lado a los pedales del vehículo, y por otro a la caja de cambios del vehículo;

de modo que en las ruedas en las cuales se acopla el robot de acoplamiento se convierten en ruedas tractoras pero con un control electrónico.

2. Disposición de elementos para la conversión de un vehículo convencional en un vehículo hibrido, según la 1ª reivindicación, caracterizada en que cada robot puede comprender además unos medios de giro de dichas ruedas para actuar de caja de dirección, de modo que la dirección del vehículo puede quedar aplicada directamente en la rueda de modo directo o redundante.

3. Disposición de elementos para la conversión de un vehículo convencional en un vehículo hibrido, según la 1ª reivindicación, caracterizada en que el robot de acoplamiento a cada rueda incorpora también una unidad de gestión de control de potencia y de temperatura de cada robot.

4. Disposición de elementos para la conversión de un vehículo convencional en un vehículo hibrido, según la 1ª reivindicación, caracterizada en que el dispositivo de alimentación y almacenamiento de energía eléctrica está formado por respectivas baterías, una batería para cada robot.

5. Disposición de elementos para la conversión de un vehículo convencional en un vehículo hibrido, según la 1ª reivindicación, caracterizada en que puede incorporarse un generador de energía complementario común para abastecer a todo el dispositivo de conversión.