Sistema y procedimiento de recarga de vehículos eléctricos.

Sistema y procedimiento asociado de recarga de vehículos eléctricos que comprende al menos un módulo de recarga (200) de vehículos eléctricos;

un concentrador de contadores (12) de energía eléctrica, instalado en el cuarto de contadores (10) eléctricos de un inmueble; al menos una canalización eléctrica prefabricada (14), que conduce la corriente eléctrica desde el concentrador de contadores (12), al que se conecta mediante una acometida eléctrica (13), hasta los módulos de recarga (200); una centralita de control del sistema (11) que gestiona el sistema de recarga (1) de vehículos eléctricos; donde cada módulo de recarga (200) comprende un conector eléctrico (19) más una manguera eléctrica, para conectarse a los conductores eléctricos de la canalización eléctrica prefabricada (14), a través de unas aberturas (15) existentes en dichas canalizaciones eléctricas prefabricadas (14).

Sistema y procedimiento de recarga de vehículos eléctricos Objeto de la invención

La presente invención se refiere a un sistema de recarga de vehículos eléctricos, que lleva asociado su correspondiente procedimiento de gestión de dicha recarga, que se instala en garajes o aparcamientos de edificios de viviendas u oficinas.

Tiene aplicación en la industria dedicada a la fabricación de material y componentes eléctricos, incluyéndose también en este mismo ámbito al sector destinado a las instalaciones eléctricas y al de la electricidad en general, en la industria de las baterías eléctricas y en la industria de la automoción, más concretamente en la industria de los automóviles eléctricos, de tipo puro o híbrido.

Problema técnico a resolver y Antecedentes de la invención

En la actualidad la tecnología de los vehículos eléctricos, ya sean puros o híbridos, se ha desarrollado enormemente, y hoy estos vehículos eléctricos circulan en gran número por nuestras carreteras, bien por la disminución de los costes de producción, que ha posibilitado venderlos a precios competitivos, o bien por la alta eficiencia energética alcanzada, que compensa los altos precios de estos vehículos con un importante ahorro en combustible.

Existen diversas modalidades de sistemas de recarga de las baterías de los vehículos eléctricos, provistos de puestos o estaciones de recarga, si bien muchos de estos sistemas de recarga requieren de una infraestructura, que ya sea por su complejidad o por su alto coste, hace que dichos sistemas no estén actualmente a disposición del público en la mayoría de las estaciones de servicio convencionales, y por supuesto, en casi ningún edificio o aparcamiento, ya sea público o privado.

Las estaciones de servicio denominadas coloquialmente "electrolineras", ofrecen el servicio de recarga de las baterías de los vehículos eléctricos mediante la conexión de éstos a unos "surtidores" o, mejor dicho, a unas estaciones de recarga. En los aparcamientos de algunos edificios, existen también algunos puestos o estaciones de recarga de vehículos eléctricos. En ambos casos, dichos puestos o estaciones de recarga están instalados mediante una infraestructura eléctrica de obra específica para un número predeterminado de puestos de recarga, no siendo por tanto posible una instalación sencilla y sin necesidad de obra posteriormente a la construcción de un inmueble, y viniendo predeterminado el número de estaciones de recarga al inicio del proyecto.

El sistema de recarga de vehículos eléctricos objeto de la presente invención hace uso de canalizaciones eléctricas prefabricadas, convencionales y disponibles comercialmente para otras aplicaciones, para implantar un circuito eléctrico adicional dentro de un inmueble, destinándose dicho circuito al transporte de la energía eléctrica necesaria para recargar dichos vehículos.

Es un sistema con características modulares, fácilmente ampliable, que hace uso de unos módulos de recarga, que se conectan eléctricamente a las mencionadas

canalizaciones, a través de unas aberturas existentes convencionalmente en dichas canalizaciones.

Por tanto, cada vecino o cada usuario de una plaza de aparcamiento es quien decide si adquirir o no uno de los mencionados módulos de recarga, no siendo necesaria por tanto para la comunidad de propietarios de un inmueble la instalación mediante obra de ninguna infraestructura adicional eléctrica externa al inmueble que dé servicio al sistema de recarga de vehículos eléctricos objeto de la presente invención.

Adicionalmente, en los inmuebles de nueva construcción, puede contemplarse durante la etapa de proyecto la preinstalación del presente sistema de recarga de vehículos eléctricos, lo que implicaría un mínimo aumento del coste y aportaría un gran valor añadido al mismo.

El presente sistema de recarga de vehículos eléctricos no se basa por tanto en un número fijo preestablecido de estaciones de recarga. Esto último, implicaría la necesidad de hacer largas colas para recargar un vehículo eléctrico en una estación de recarga que estuviera siendo utilizada por otro usuario. La versatilidad del presente sistema de recarga de vehículos eléctricos permite que sea cada usuario quien instale su propio módulo de recarga en una canalización eléctrica, pudiendo por tanto recargarse simultáneamente un número indeterminado de vehículos eléctricos en paralelo, siendo la única limitación, la potencia eléctrica disponible en la red eléctrica local del inmueble.

Por otra parte, es habitual que, en los edificios de viviendas o de oficinas, exista un excedente de potencia disponible durante determinadas horas del día, las cuales son coincidentes con los periodos denominados "valle" correspondientes con el precio de la tarifa eléctrica inferior; esta potencia es desaprovechada por los usuarios de dicho edificio. El sistema de recarga de vehículos eléctricos objeto de la presente invención, aprovecha dicho excedente de potencia para cargar las baterías de los vehículos eléctricos conectados al sistema de recarga, contribuyendo así al aprovechamiento de las infraestructuras de la red de distribución y al ahorro energético y mejora ecológica nacional.

El sistema de recarga de vehículos eléctricos objeto de la presente invención recarga los vehículos eléctricos según un procedimiento innovador, que tiene en cuenta unos criterios de eficiencia basados en la potencia disponible y en la tarifa eléctrica ofertada en cada intervalo horario por la compañía suministradora de electricidad.

Por tanto, la presente invención aporta tres novedades importantes al actual estado de la técnica de los sistemas de recarga de vehículos eléctricos:

1) Una estructura del sistema de recarga muy simple que hace que éste no precise de una instalación eléctrica adicional en el edificio donde se instala, haciendo uso únicamente de la instalación eléctrica convencional del edificio.

2) Una gran versatilidad, ya que es cada usuario el que adquiere e instala, en su propia plaza de aparcamiento, su módulo de recarga, permitiendo este sistema la recarga simultánea en paralelo de una pluralidad de

vehículos eléctricos, no existiendo por tanto la limitación convencional de un número predeterminado de estaciones de recarga, existiendo únicamente la limitación de la potencia de que se disponga en el inmueble donde se instala el sistema de recarga.

3) Un eficiente método de gestión de la recarga de vehículos eléctricos en aparcamientos, que tiene en cuenta la potencia disponible en la red eléctrica local del inmueble y la oferta eléctrica existente en cada momento.

Descripción de la invención

La presente invención se refiere a un sistema de recarga de vehículos eléctricos, que

lleva asociado un procedimiento de gestión de dicha recarga.

El sistema de recarga de vehículos eléctricos comprende:

- al menos un módulo de recarga de vehículos eléctricos;

- un concentrador de contadores de energía eléctrica;

- al menos una canalización eléctrica prefabricada, que conduce la corriente eléctrica desde el concentrador de contadores, al que se conecta mediante una acometida eléctrica, hasta los módulos de recarga;

- una centralita de control del sistema que gestiona el sistema de recarga de vehículos eléctricos;

- unos medidores de la corriente eléctrica situados en distintos puntos de la instalación eléctrica del sistema de recarga;

donde la implantación del sistema de recarga se realiza mediante:

- la instalación del concentrador de contadores en el cuarto de contadores eléctricos de un inmueble como un contador eléctrico adicional;

- la instalación de las mencionadas canalizaciones eléctricas prefabricadas en el aparcamiento o garaje de un inmueble, preferentemente un edificio de viviendas u oficinas;

- la instalación de la centralita de control del sistema mediante su conexión a la acometida eléctrica que conecta eléctricamente el concentrador de contadores con cada canalización eléctrica prefabricada;

- la conexión de cada módulo de recarga a una canalización eléctrica prefabricada, mediante manguera eléctrica y conector a los conductores eléctricos de la canalización eléctrica prefabricada, a través de unas aberturas existentes en dichas canalizaciones eléctricas prefabricadas;

permitiéndose de esta manera la instalación en paralelo de una pluralidad de módulos

de recarga, y la recarga simultánea de una pluralidad de vehículos eléctricos.

La canalización eléctrica prefabricada comprende:

- tres conductores eléctricos de fase, un conductor eléctrico...

1.- Sistema de recarga (1) de vehículos eléctricos caracterizado por que comprende

- al menos un módulo de recarga (200) de vehículos eléctricos;

- un concentrador de contadores (12) de energía eléctrica, instalado en el cuarto de contadores (10) eléctricos de un inmueble;

- al menos una canalización eléctrica prefabricada (14), que conduce la corriente eléctrica desde el concentrador de contadores (12), al que se conecta mediante una acometida eléctrica (13), hasta los módulos de recarga (200);

- una centralita de control del sistema (11) que gestiona el sistema de recarga (1) de vehículos eléctricos, que se instala mediante su conexión a la acometida eléctrica (13) que conecta eléctricamente el concentrador de contadores (12) con cada canalización eléctrica prefabricada (14);

- unos medidores de la corriente (16) eléctrica situados en distintos puntos de la instalación eléctrica del sistema de recarga (1);

donde cada módulo de recarga (200) comprende

- un conector eléctrico (19) más una manguera eléctrica, para conectarse a los conductores eléctricos de la canalización eléctrica prefabricada (14), a través de unas aberturas (15) existentes en dichas canalizaciones eléctricas prefabricadas (14).

2.- Sistema de recarga (1) de vehículos eléctricos según la reivindicación 1,

caracterizado por que la canalización eléctrica prefabricada (14) comprende:

- tres conductores eléctricos de fase, un conductor eléctrico de neutro y un conductor eléctrico de tierra, para conexiones eléctricas seleccionadas entre trifásicas y monofásicas;

- las aberturas (15) espaciadas regularmente para la conexión eléctrica de distintos tipos de dispositivos eléctricos.

3.- Sistema de recarga (1) de vehículos eléctricos según la reivindicación 1,

caracterizado por que comprende dos medidores de la corriente (16) eléctrica que están situados respectivamente al comienzo de la acometida eléctrica general de distribución de potencia del inmueble (17) y en la acometida eléctrica (13) que conecta el concentrador de contadores (12) con las canalizaciones eléctricas prefabricadas (14), y están conectados eléctricamente con la centralita de control del sistema (11) de manera que envían a la centralita de control del sistema (11) los datos de las mediciones efectuadas, estando la centralita de control del sistema (11) configurada para calcular:

la potencia disponible en el inmueble para el sistema de recarga (1) mediante el cálculo de la diferencia entre la potencia contratada y la potencia consumida en las viviendas u oficinas del inmueble;

el diferencial entre la potencia instantánea consumida por el sistema de recarga (1) y la potencia máxima disponible para el sistema de recarga (1), con el fin de no sobrepasar en ningún caso el límite máximo de potencia disponible.

4- Sistema de recarga (1) de vehículos eléctricos según la reivindicación 1, caracterizado por que cada medidor de la corriente (16) eléctrica comprende un conjunto de transformadores de intensidad de núcleo abierto o cerrado, para medir intensidades de corriente en una o varias fases eléctricas de una conducción eléctrica.

5.- Sistema de recarga (1) de vehículos eléctricos según cualquiera de las

reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el módulo de recarga (200) comprende:

un circuito de potencia (209);

un módulo de control y comunicaciones (205) para comunicarse con la centralita de control del sistema (11);

un contador de energía eléctrica (210);

- un interruptor general (204) que comprende:

o un interruptor de control de potencia;

o un interruptor diferencial;

una interfaz (201) de comunicación realizada mediante una selección entre: o un teclado (202); o una pantalla táctil;

o una combinación de pantalla (208) y teclado (202); una toma de corriente (203).

6.- Sistema de recarga (1) de vehículos eléctricos según la reivindicación 5,

caracterizado por que la comunicación entre la centralita de control del sistema (11), el concentrador de contadores (12), el contador de energía (210) del módulo de recarga (200) y el módulo de control y comunicaciones (205) del módulo de recarga (200) se realiza mediante una tecnología de telecomunicaciones seleccionada entre:

o tecnología PLC que utiliza como canal de comunicaciones el circuito de potencia (209) del módulo de recarga (200) y los conductores eléctricos de la canalización eléctrica prefabricada (14) y de la

acometida eléctrica (13) que conecta el concentrador de contadores (12) con cada canalización eléctrica prefabricada (14);

o señales transmitidas a través de un circuito específico de comunicaciones dentro del presente sistema de recarga (1) de vehículos eléctricos;

o tecnología inalámbrica;

o una combinación de las anteriores.

7.- Sistema de recarga (1) de vehículos eléctricos según las reivindicaciones 5 y 6,

caracterizado por que el interruptor general (204) está motorizado y es gobernado por la centralita de control del sistema (11), rearmándose dicho interruptor general (204) cuando la centralita de control del sistema (11) da la orden de rearme al módulo de control y comunicaciones (205) del módulo de recarga (200).

8.- Sistema de recarga (1) de vehículos eléctricos según la reivindicación 5,

caracterizado por que el contador de energía (210) del módulo de recarga (200) incorpora un módem (211) para la comunicación directa con la compañía suministradora de electricidad.

9.- Sistema de recarga (1) de vehículos eléctricos según la reivindicación 5,

caracterizado por que el contador de energía eléctrica (210) de cada módulo de recarga (200) mide la energía y la potencia instantánea consumidas por cada módulo de recarga (200), enviando posteriormente estos datos al concentrador de contadores (12) eléctricos del sistema de recarga (1).

10.- Sistema de recarga (1) de vehículos eléctricos según la reivindicación 9,

caracterizado por que el concentrador de contadores (12) eléctricos está configurado para contabilizar la energía y la potencia instantánea consumidas en cada módulo de recarga (200) y en la totalidad del sistema de recarga (1) de vehículos eléctricos.

11.- Sistema de recarga (1) de vehículos eléctricos según la reivindicación 10,

caracterizado por que el concentrador de contadores (12) eléctricos comunica a la compañía suministradora de electricidad todos los datos que mide dicho concentrador de contadores (12) y los datos que le envían los contadores de energía (210) de cada módulo de recarga (200).

12.- Sistema de recarga (1) de vehículos eléctricos según la reivindicación 5,

caracterizado por que el módulo de control y comunicaciones (205) de cada módulo de recarga (200) está configurado para:

- enviar a la centralita de control del sistema (11) los datos relativos a:

o el instante de conexión de un vehículo eléctrico al sistema de recarga (1) de vehículos eléctricos;

o el estado de conexión del interruptor general (204);

y

- recibir las órdenes de conexión y desconexión del interruptor general (204) por parte de la centralita de control del sistema (11).

13.- Sistema de recarga (1) de vehículos eléctricos según la reivindicación 5,

caracterizado por que el módulo de recarga (200) comprende dispositivo de bloqueo (206) cuyo accionamiento produce un efecto seleccionado entre:

a. un bloqueo o desbloqueo mecánico de la toma de corriente (203), que impide y permite respectivamente la conexión/desconexión de la clavija del cable de carga de un vehículo eléctrico;

b. una conexión/desconexión eléctrica de dicha toma de corriente (203) con el circuito de potencia (209) del módulo de recarga (200).

c. una combinación de los dos efectos anteriores.

14.- Sistema de recarga (1) de vehículos eléctricos según la reivindicación 5,

caracterizado por que la toma de corriente (203) del módulo de recarga (200) comprende un dispositivo de detección (213) que detecta la conexión de la clavija del cable de carga de un vehículo eléctrico a la toma de corriente (203), y manda una señal, por medio del módulo de control y comunicaciones (205) del módulo de recarga (200), a la centralita de control del sistema (11) informando de la conexión, trifásica o monofásica, de un vehículo al sistema de recarga (1).

15.- Sistema de recarga (1) de vehículos eléctricos según la reivindicación 5,

caracterizado por que el módulo de recarga (200) comprende un indicador (212) para señalizar la presencia/ausencia de tensión en la toma de corriente (203).

16.- Sistema de recarga (1) de vehículos eléctricos según la reivindicación 1,

caracterizado por que el módulo de recarga (200) comprende un pulsador exterior (207), mediante cuyo accionamiento el usuario del sistema de recarga (1) determina que la recarga del vehículo es urgente.

17.- Procedimiento (2) de recarga de vehículos eléctricos empleando el sistema de

recarga (1) de vehículos eléctricos, caracterizado por que comprende las siguientes fases para recargar los vehículos eléctricos:

i. conectar (D. 101) la clavija del cable de carga del vehículo eléctrico a su correspondiente toma de corriente (203) del módulo de recarga (200);

ii. identificar (D. 102) si el usuario del sistema de recarga está autorizado para hacer uso del módulo de recarga (200), para lo cual se introduce un código mediante una interfaz (201) de comunicación del módulo de recarga (200);

iii. designar (D. 103) si la recarga del vehículo eléctrico es urgente o no, mediante el accionamiento de un pulsador exterior (207), o la introducción de un código específico mediante la interfaz (201) de comunicación;

iv. verificar (D. 104) si se dan unas condiciones idóneas para la recarga del vehículo eléctrico, entendiendo como condiciones idóneas aquellas en las que se satisfacen unos criterios de eficiencia previamente establecidos;

v. recargar (D. 105) el vehículo eléctrico.

18.- Procedimiento (2) de recarga de vehículos eléctricos según la reivindicación 17,

caracterizado por que los criterios de eficiencia mediante los que se determina si se dan las condiciones idóneas para la recarga del vehículo eléctrico comprenden:

a. estimar que existe potencia disponible en el sistema de recarga (1), por existir excedente de potencia en el inmueble donde está instalado el sistema de recarga (1);

b. estimar que el usuario del sistema de recarga (1) tiene la prioridad para la recarga de su vehículo, según una lista de espera que se configura en función del orden de conexión de cada vehículo eléctrico al sistema de recarga (1);

c. establecer una programación horaria para la recarga de los vehículos eléctricos, según la cual se determina como idóneo para iniciar la recarga del vehículo el instante en que se dispone de la tarifa eléctrica más barata ofertada por la compañía suministradora en un determinado intervalo horario contado a partir del instante de conexión del vehículo eléctrico al sistema de recarga (1) de vehículos eléctricos.

19.- Procedimiento (2) de recarga de vehículos eléctricos según la reivindicación

18, caracterizado por que la fase (D. 104) en que se verifica si se dan las condiciones idóneas de recarga según los mencionados criterios de eficiencia, se realiza según un proceso que comprende al menos las siguientes etapas:

i. verificar (D. 201) si se ha designado como urgente la recarga del vehículo, mediante el accionamiento de un pulsador exterior (207), o la introducción de un código específico mediante la interfaz de comunicación (201);

verificar (D. 203), en caso de que el usuario no haya designado como urgente la recarga de su vehículo, si se dispone de la tarifa eléctrica más barata ofertada por la compañía suministradora de electricidad, dentro de un determinado intervalo horario contado a partir del instante de conexión del vehículo eléctrico al sistema de recarga (1) de vehículos eléctricos, y continuar el procedimiento (2) cuando

se disponga de la tarifa eléctrica más barata dentro del mencionado intervalo horario;

ii. verificar (D. 205) si, según la prioridad en una lista de espera establecida según el orden de conexión del vehículo eléctrico al 5 sistema de recarga (1) de vehículos eléctricos, existe potencia

disponible en el sistema y en la fase eléctrica de conexión, para efectuar la recarga del vehículo eléctrico, y continuar el procedimiento (2) cuando exista potencia disponible según la mencionada prioridad.