BR112015013587B1

BR112015013587B1 - Sistema para gerenciar o fornecimento de energia e método para transferir energia de um primeiro sistema de armazenamento de energia para um distribuidor através de uma interface elétrica destacável

Info

Publication number: BR112015013587B1
Application number: BR112015013587-0A
Authority: BR
Inventors: Peter Zosimadis; Paul Waterhouse
Original assignee: Smart Wave Technologies Corp
Priority date: 2012-12-11
Filing date: 2013-12-11
Publication date: 2021-09-14
Also published as: CN107769314B; EP2941812A4; MX2015007212A; MX349755B; US20180351386A1; JP6357671B2; MX365379B; AU2013359927B2; AU2013359927A1; EP2941812A1; JP2016506709A; CA2894141C; ES2747358T3; BR112015013587A2; US20180331557A1; CN107769314A; US10742059B2; CN104981962B; US10079502B2; WO2014089688A1

Abstract

sistema de gerenciamento de energia para distribuidores. a presente invenção refere-se a um sistema de gerenciamento de energia para distribuidores. o sistema inclui um controlador conectado a uma fonte de energia de voltagem líquida zero (znv) de energia mais baixa. um circuito de retificação de energia (prc) converte a energia znv em energia de corrente contínua de voltagem mais alta (hvdc). um sistema de armazenamento de energia conectado na fonte de energia hvdc recebe e armazena a energia hvdc dentro do sistema de armazenamento de energia que é seletivamente provida para uma carga de motor de distribuidor conectada no sistema de armazenamento de energia. o sistema provê uma solução efetiva para o problema de transferir energia de uma fonte de bateria de baixa energia em um produto descartável para um distribuidor assim como provendo um sis-tema que minimiza a corrosão na interface elétrica entre o produto descartá-vel e o distribuidor especificamente em ambientes de umidade mais alta.

Description

CAMPO DA INVENÇÃO

[001] Um sistema de gerenciamento de energia para distribuidores está descrito. O sistema inclui um controlador conectado a uma fonte de energia de tensão líquida zero (ZNV) de energia mais baixa. Um circuito de retificação de energia (PRC) converte a energia ZNV em energia de corrente contínua de tensão mais alta (HVDC). Um sistema de armazenamento de energia conectado na fonte de energia HVDC recebe e armazena a energia HVDC dentro do sistema de ar-mazenamento de energia a qual é seletivamente provida para uma carga de motor de distribuidor conectada no sistema de armazenamento de energia. O sistema provê uma solução efetiva para o problema de transferir energia de uma fonte de bateria de baixa energia em um produto descartável para um distribuidor assim como provendo um sistema que minimiza a corrosão na interface elétrica entre o produto descartável e o distribuidor especificamente em ambientes de umidade mais alta.

FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO

[002] Os sistemas de distribuição para produtos tais como sabão,cuidados com ar, e toalhas de papel são amplamente utilizados em muitas instalações de banheiros privados e públicos ao redor do mundo. Como é bem conhecido, tais sistemas podem ser sistemas manuais, semiautomáticos ou automáticos que requerem diferentes tipos de interação de usuário com os sistemas para distribuir sabão ou toalhas de papel. Um sistema manual tipicamente requer que um usuário fisicamente desloque um botão, braço de alavanca ou similares para mo- ver componentes mecânicos para distribuir o material, um sistema se-miautomático pode requerer que um usuário toque um botão para iniciar a ativação elétrica dos componentes mecânicos e um sistema automático pode detectar a presença de um usuário para iniciar a ativação elétrica dos componentes mecânicos.

[003] Crescentemente, de uma perspectiva de saúde pública,existe um desejo de aumentar o desenvolvimento de sistemas de distribuição semiautomáticos e de preferência totalmente automáticos em instalações de banheiros públicos, primariamente para reduzir ou minimizar o contato físico de usuário com o equipamento de distribuição e por meio disto reduzir o risco de disseminação de patógenos entre os usuários.

[004] No entanto, os sistemas de distribuição semiautomáticos eautomáticos proveem problemas para proprietários e gerentes de imóveis especificamente para aqueles proprietários ou gerentes de grandes prédios ou instalações que podem ter centenas ou milhares de banheiros dentro de seus imóveis. Especificamente, como é bem conhecido, os sistemas de distribuição requerem que o produto consu- mível, por exemplo, um produto de papel toalha ou um produto de sabão líquido devem ser substituídos em uma base regular conforme o produto é consumido. Como tal, os proprietários / gerentes de imóveis empregarão números substanciais de pessoas as quais são responsáveis para recarregar o produto consumível dentro do distribuidor.

[005] No caso de sistemas de distribuição semiautomáticos e automáticos, a maioria destes distribuidores utiliza uma única ou múltiplas baterias para prover energia para completar um ciclo de distribuição. Na maioria dos projetos, a taxa de consumo do produto consumí- vel é substancialmente maior do que a taxa de consumo de energia dentro das baterias. Isto é, as toalhas de papel dentro de um distribuidor podem precisar ser substituídas diversas vezes por dias enquanto que em muitos projetos, as baterias no distribuidor podem somente precisar ser mudadas em uma escala de tempo mensal. No entanto, diferentes banheiros podem ter taxas de utilização substancialmente diferentes, de modo que as baterias em um banheiro podem expirar mais rapidamente do que aquelas em um banheiro próximo. Como um resultado, é frequentemente muito difícil reagir eficientemente a expiradas através de um número de banheiros já que ao longo do tempo, a expiração de baterias em distribuidores torna-se um evento essencialmente randômico. Importantemente, se as baterias não forem substituídas quando necessário, os usuários frequentemente tornam-se frustrados com o equipamento de distribuição e podem acabar ou tocando um número de superfícies do equipamento o qual deve posteriormente ser limpo ou pior, infligindo danos ao distribuidor. Além disso, o fabricante do consumível está também perdendo rendimento devido ao equipamento de distribuição inoperante não distribuir o produto con- sumível.

[006] Cada um destes fatores pode ter um efeito sobre a adoçãoe utilização destes tipos de distribuidores onde os consumidores podem de fato aprender a evitar certos tipos de distribuidores com base em suas experiências anteriores de interagir com um tipo específico de distribuidor. Como um resultado, aperfeiçoamentos na confiabilidade de um distribuidor podem ter efeitos significativos sobre a adoção e utilização de tais produtos.

[007] Mais ainda, em grandes imóveis, tal como um hospital ouum aeroporto, o tempo requerido para substituir as baterias é substancial. Em muitos distribuidores, de modo a substituir as baterias, um número significativo de etapas deve ser tomado para remover as baterias expiradas e substituí-las. Por exemplo, os compartimentos de bateria frequentemente requerem chaves ou etapas adicionais para especificamente remover e substituir as baterias do que as etapas relati- vamente mais simples de substituir um consumível. Como pode ser apreciado, existem custos significativos em termos de pessoal que precisa tanto reconhecer quanto reagir a um distribuidor inoperante. .

[008] Uma solução para estes problemas é incorporar uma bateria no produto consumível ou como um componente separado ou como um componente integral de sua embalagem. Como um componente separado, cada embalagem de produto consumível requereria uma bateria assim tornando a bateria disponível para ser substituída cada vez que o consumível é substituído. Como descrito na Patente U.S. 6.209.752, uma bateria pode formar um componente integral da embalagem de consumível em que o usuário substitui tanto o consumível quanto a bateria simplesmente inserindo uma nova embalagem de consumível no distribuidor. Isto é, cada vez que um produto consumí- vel é substituído dentro de um distribuidor, o distribuidor recebe uma nova bateria para operar o distribuidor. Tipicamente, nestes projetos, a embalagem de produto consumível tem dois eletrodos que conectam com atrito os eletrodos correspondentes no distribuidor de modo que a energia é transferível da embalagem de produto consumível para o controlador / sistema de acionamento do distribuidor.

[009] Apesar de superar um número de problemas como acimadescrito com relação a casar diferentes programações de serviço entre consumíveis e baterias, um problema específico que surge desta tecnologia é o potencial para corrosão de eletrodo especificamente quando tanto o distribuidor quanto o refil estão estacionários tal como dentro de um cuidado com ar ou produto de distribuidor de sabão. Isto é, como o equipamento de distribuição atual são tipicamente dispositivos de baixa tensão e corrente contínua que estão usualmente instalados no ambiente relativamente úmido de um banheiro, estas condições são conhecidas encorajar a migração de metal, corrosão galvânica e/ou causar um aumento de corrosão e resistência entre os contatos. Conforme a resistência entre os contatos elétricos aumenta, a eficiência do sistema diminui o que pode fazer com que o desempenho dos sistemas diminua e/ou falhem prematuramente. Em outras palavras, enquanto superando um problema de eficientemente mudar as baterias, esta tecnologia pode produzir outros problemas nos sistemas de distribuição. Assim, tem havido uma necessidade de um sistema de energia que combina uma bateria com o produto consumível mas que não leve à corrosão de eletrodo.

[0010] Em outro aspecto, continua e existir uma necessidade paraas companhias que fabricam os sistemas de distribuição proteger seus investimentos no projeto de seus distribuidores impedindo a utilização de produtos consumíveis de outros fabricantes dentro de seus distribuidores. Isto é, como é conhecido, quando um fabricante comercializa um distribuidor, tais distribuidores são tipicamente vendidos a um custo relativamente baixo com base na expectativa que as vendas subsequentes de consumíveis para um cliente proverão um rendimento / lucro continuado para subscrever o custo de desenvolvimento do distribuidor. Como um resultado, continua a existir uma necessidade para sistemas que eficientemente impeçam a utilização de produtos con- sumíveis não autorizados dentro de um sistema de distribuição e que provenham uma efetiva amarração entre um produto consumível e um distribuidor.

[0011] Mais ainda, tem havido uma necessidade para sistemasque mais efetivamente gerenciem a energia dentro dos sistemas. Mais especificamente, como acima notado, apesar de uma célula de energia (por exemplo, uma bateria) pode ser incorporada em um produto consumível como acima descrito, tem havido uma necessidade de minimizar a quantidade de energia que pode ser desperdiçada em uma bateria isto é, dentro de um produto consumível.

[0012] Por exemplo, tem havido uma necessidade para assegurar que quando um produto consumível tal como um cartucho de sabão está totalmente utilizado, que a bateria associada com aquele cartucho esteja efetivamente esgotada ao mesmo tempo de modo que quando a bateria é descartada, esta esteja em um estado esgotado. Isto é, não é desejável descartar uma bateria quando a bateria foi fracionadamen- te esgotada.

[0013] Mais ainda, tem havido uma necessidade para eliminar oureduzir a necessidade para baterias com necessidade de manutenção dentro de um distribuidor e prover um sistema onde a energia possa ser efetivamente transferida entre diferentes localizações dentro de um sistema de distribuição em um modo eficiente. Isto é, é desejável ter um sistema que efetivamente elimine a necessidade de envolvimento de operador com um próprio distribuidor com relação a seus requisitos de energia.

[0014] Mais ainda, tem havido uma necessidade para um sistemade gerenciamento de energia que minimize os retardos em ativação do tempo que um usuário se aproxima de um distribuidor e o tempo que leva para o produto ser distribuído. Isto é, como é bem conhecido se um distribuidor automático ou semiautomático não iniciar a distribuição de um produto dentro de aproximadamente 0,2-0,3 segundos, o consumidor tipicamente reagirá a este retardo como um indicador de não operabilidade do distribuidor e o qual pode então levar a uma interação frustrada ou imprópria com o distribuidor.

[0015] Mais ainda, tem havido uma necessidade para um sistemade energia que possa rapidamente permitir que uma fonte de energia de baixa tensão / baixa corrente dentro do consumível seja condicionada de modo que esta possa efetivamente ser utilizada com motores de corrente mais alta dentro de um sistema de distribuição.

[0016] Mais ainda, também tem havido uma necessidade para sercapaz de capturar energia parasita dentro de um sistema de distribui- ção para aperfeiçoar s eficiência de gerenciamento de energia total. Também, tem havido uma necessidade para reduzir o impacto ambiental do descarte de maiores baterias e reduzir a quantidade de energia desperdiçada que pode ser jogada fora quando os produtos con- sumíveis podem ter sido esgotados.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[0017] De acordo com a invenção, está provido um sistema paragerenciar o fornecimento de energia para um distribuidor, o sistema compreendendo: um controlador operativamente conectado a fonte de energia de tensão líquida de energia zero mais baixa (ZNV), o controlador tendo um circuito de retificação de energia (PRC) para converter a fonte de energia ZNV em uma fonte de energia de corrente contínua de tensão mais alta (HVDC); pelo menos um sistema de armazenamento de energia operativamente conectado na fonte de energia HVDC para receber e armazenar a energia HVDC dentro do pelo menos um sistema de armazenamento de energia; e uma carga de distribuidor operativamente conectada no pelo menos um sistema de armazenamento de energia.

[0018] Em uma modalidade, o controlador inclui um meio para seletivamente direcionar a energia HVDC para o pelo menos um sistema de armazenamento de energia para carregar o pelo menos um sistema de armazenamento de energia e um meio para seletivamente direcionar a energia do pelo menos um sistema de armazenamento de energia para a carga de distribuidor com base em demanda de carga.

[0019] Em uma modalidade, o sistema de armazenamento deenergia inclui pelo menos um capacitor.

[0020] Em outra modalidade, o sistema inclui uma célula de energia auxiliar operativamente conectada na fonte de energia HVDC para receber e armazenar energia HVDC dentro da célula de energia auxiliar e em que o controlador inclui um meio para seletivamente direcionar a energia HVDC para cada um do pelo menos um capacitor e célula de energia auxiliar para carregar o pelo menos um capacitor e célula de energia auxiliar e um meio para seletivamente direcionar a energia do pelo menos um capacitor e célula de energia auxiliar para a carga de distribuidor com base em demanda de carga.

[0021] Em uma modalidade, o controlador prioriza energia para acarga de distribuidor do pelo menos um capacitor à frente da célula de energia auxiliar.

[0022] Em uma modalidade, o controlador inclui pelo menos umcomutador operativamente conectado entre pelo menos um capacitor e uma célula de energia auxiliar para seletivamente direcionar a energia para ou pelo menos um capacitor ou a célula de energia auxiliar para carregar ou o pelo menos um capacitor ou a célula de energia auxiliar.

[0023] Em outra modalidade, o controlador inclui um meio de medição de tensão operativamente conectado no pelo menos um capacitor e célula de energia auxiliar para medir a tensão do pelo menos um capacitor e célula de energia auxiliar e em que o controlador prioriza o fornecimento de energia da fonte de energia HVDC para o pelo menos um capacitor ou célula de energia auxiliar com base na tensão medida real do pelo menos um capacitor e célula de energia auxiliar.

[0024] Em outra modalidade, o controlador prioriza o fornecimentode energia do pelo menos um capacitor e da célula de energia auxiliar para a carga de distribuidor com base na tensão medida real do pelo menos um capacitor e célula de energia auxiliar.

[0025] Em uma modalidade, onde não existe uma demanda decarga de distribuidor, o controlador direciona a energia HVDC para ou o pelo menos um capacitor e bateria auxiliar para escoar a carga para o pelo menos um capacitor e bateria auxiliar.

[0026] Em outra modalidade, o sistema ainda inclui uma fonte de energia de corrente contínua de baixa energia (LPDC) operativamente conectado a um circuito de comutação para converter a fonte de energia LPDC em uma fonte de energia ZNV e em que a energia ZNV está operativamente conectada no controlador.

[0027] Em outra modalidade, a fonte de energia ZNV compreendepulsos de tensão positivos e negativos alternados de tensões iguais, mas opostas, o sistema ainda compreendendo um circuito de dados operativamente conectado no circuito de comutação e em que os dados dentro do circuito de dados são misturados nos pulsos de tensão positiva e negativa alternados da fonte de energia ZNV como pulsos de tensão positiva e negativa alternados que têm uma tensão mais baixa representativa de dados dentro dos circuitos de dados.

[0028] Em ainda outra modalidade, o controlador inclui um circuitode decodificação para interpretar os pulsos de dados dentro da fonte de energia ZNV.

[0029] Em uma modalidade, o circuito de comutação e a fonte deenergia LVDC estão operativamente conectados a um componente substituível conectável no controlador através de uma interface elétrica destacável.

[0030] Em uma modalidade, a interface elétrica destacável incluicontatos elétricos não móveis entre o componente substituível e o distribuidor. Em uma modalidade, os contatos são contatos móveis.

[0031] Em uma modalidade, a célula de energia auxiliar é uma bateria não recarregável.

[0032] Em uma modalidade, onde o componente substituível moveem relação ao distribuidor durante a operação e o componente substituível e o distribuidor coletivamente, o sistema inclui um sistema de recaptura de energia operativamente conectada no componente substituível e distribuidor para capturar a energia cinética dentro do pelo menos um sistema de armazenamento de energia e/ou célula de energia auxiliar.

[0033] Em outro aspecto, a invenção provê um sistema para gerenciar o fornecimento de energia para uma carga de distribuidor e para transferir energia através de uma interface elétrica entre um distribuidor e um componente substituível do distribuidor, o sistema compreendendo: um controlador de componente substituível e uma primeira célula de energia operativamente conectada no componente substituível, o controlador de componente substituível tendo um circuito de inversão de energia (PIC) para converter a energia de corrente contínua da primeira célula de energia em um sinal de energia de tensão líquida zero (ZNV); um primeiro circuito operativamente conectado no distribuidor para receber o sinal de energia ZNV através da interface elétrica, o primeiro circuito para converter o sinal de energia ZNV em uma energia de corrente contínua de tensão mais alta (HVDC); pelo menos um dispositivo de armazenamento de energia operativamente conectado no primeiro circuito para receber a energia HVDC; um segundo controlador operativamente conectado no primeiro circuito, pelo menos um dispositivo de armazenamento de energia e a uma carga de distribuidor, o segundo controlador tendo: um meio para seletivamente direcionar a energia HVDC para o pelo menos um dispositivo de arma-zenamento de energia para carregar o pelo menos um dispositivo de armazenamento de energia; um meio para seletivamente direcionar uma energia armazenada dentro do pelo menos um dispositivo de armazenamento de energia para a carga de distribuidor.

[0034] Neste aspecto, uma modalidade inclui uma célula de energia auxiliar operativamente conectado no segundo controlador e em que o segundo controlador tem um meio para seletivamente direcionar a energia HVDC para a célula de energia auxiliar.

[0035] Em uma modalidade, o pelo menos um dispositivo de armazenamento de energia inclui um capacitor onde o segundo contro- lador inclui um meio para priorizar a energia para a carga de distribuidor do capacitor à frente da célula de energia auxiliar.

[0036] Em outra modalidade, o segundo controlador inclui pelomenos um comutador operativamente conectado entre o capacitor e a célula de energia auxiliar para seletivamente direcionar a energia para ou o capacitor ou a célula de energia auxiliar para carregar qualquer um do capacitor ou da célula de energia auxiliar.

[0037] Em uma modalidade, o segundo controlador inclui um meiode medição de tensão operativamente conectado no capacitor e na célula de energia auxiliar para medir a tensão do capacitor e a célula de energia auxiliar e em que o segundo controlador prioriza o fornecimento de energia da fonte de energia HVDC para o capacitor ou célula de energia auxiliar com base na tensão medida real do capacitor e célula de energia auxiliar.

[0038] Em uma modalidade, o segundo controlador prioriza o fornecimento de energia do capacitor e da célula de energia auxiliar para a carga de distribuidor com base na tensão medida real do capacitor e célula de energia auxiliar.

[0039] Em uma modalidade, onde não existe uma demanda decarga de distribuidor, o segundo controlador seletivamente direciona a energia HVDC para um do capacitor ou bateria auxiliar para escoar a carga do capacitor ou bateria auxiliar.

[0040] Em uma modalidade, a fonte de energia ZNV compreendepulsos de tensão positiva e negativa alternados de tensões iguais, mas opostas, o sistema ainda compreendendo um circuito de dados opera-tivamente conectado no controlador de componente substituível e em que os dados de dentro do circuito de dados são misturados com os pulsos de tensão positiva e negativa alternados da fonte de energia ZNV como pulsos de tensão positiva e negativa alternados que têm uma tensão mais baixa representativa de dados dentro do circuito de dados.

[0041] Em uma modalidade, o segundo controlador inclui um circuito de decodificação para interpretar os pulsos de dados dentro da fonte de energia ZNV.

[0042] Em ainda outro aspecto, da invenção provê um método para transferir energia de um primeiro sistema de armazenamento de energia sobre um componente substituível para um segundo sistema de armazenamento de energia sobre um segundo componente através de uma interface de contato entre o componente substituível e o segundo componente e para gerenciar energia sobre o segundo componente para fornecimento para uma carga elétrica configurada para o segundo componente, o método compreendendo as etapas de: a) inverter a corrente contínua de uma célula de energia de tensão mais baixa sobre o componente substituível para um sinal de tensão líquida zero (ZNV); b) transferir o sinal ZNV através da interface de contato para o segundo componente; c) retificar o sinal ZNV para uma energia de corrente contínua de tensão mais alta (HVDC); d) carregar o segundo sistema de armazenamento de energia com a energia HVDC e, e) liberar a energia do segundo sistema de armazenamento de energia para a carga elétrica com base na demanda de usuário.

[0043] Em uma modalidade, o segundo sistema de armazenamento de energia inclui pelo menos um capacitor e um segundo sistema de célula de energia e a etapa d inclui seletivamente carregar o segundo sistema de célula de energia ou o segundo sistema de armazenamento de energia.

[0044] Em uma modalidade, a etapa d inclui priorizar o carregamento do pelo menos um capacitor antes de carregar o segundo sistema de célula de energia.

[0045] Em uma modalidade, a etapa e inclui priorizar a liberaçãode energia para a carga elétrica do pelo menos um capacitor.

[0046] Em uma modalidade, o sinal de energia ZNV compreendepulsos de tensão positiva e negativa de tensões iguais mas opostas, o método ainda compreendendo a etapa de misturar os dados dentro do componente substituível na fonte de energia ZNV como pulsos de dados de tensão positiva e negativa alternados que têm uma tensão mais baixa em relação às tensões ZNV e em que os pulsos de dados são representativos de dados dentro do componente substituível.

[0047] Em uma modalidade, o método ainda inclui a etapa de decodificar dados dentro do sinal de energia ZNV dentro do segundo componente e interpretar estes dados para avaliar se o componente substituível está autorizado para utilização com o segundo componente.

[0048] Em uma modalidade, quando o componente substituívelmove em relação ao segundo componente durante a operação, o método ainda compreende a etapa de recapturar a energia cinética do componente substituível para utilização dentro do segundo componente.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0049] A invenção está descrita com referência às figuras acompanhantes nas quais:

[0050] Figura 1 é um diagrama esquemático de um distribuidor detoalha de papel com uma chave eletrônica e um sistema de gerenciamento de energia de acordo com uma modalidade da invenção que mostra uma vista lateral e de extremidade parcial;

[0051] Figura 2 é um diagrama esquemático de um inserto de chave elétrico de acordo com uma modalidade da invenção;

[0052] Figura 2A é um diagrama em seção transversal esquemático de uma chave eletrônica em um rolo de toalha de papel de acordo com uma modalidade da invenção;

[0053] Figura 3 é um diagrama esquemático de um sistema de co- nexão de acordo com uma modalidade da invenção;

[0054] Figura 4 é um diagrama esquemático de um circuito de retificação e decodificação de I/O de acordo com uma modalidade da invenção;

[0055] Figura 5 é um diagrama esquemático de um circuito lógicode controle para acionar uma carga de acordo com uma modalidade da invenção;

[0056] Figuras 6 e 6A são sinais de saída representativos de umcartucho consumível de acordo com uma modalidade da invenção que mostra um sinal ID=0;

[0057] Figura 7 e 7A são sinais de saída representativos de umcartucho consumível de acordo com uma modalidade da invenção que mostra um sinal ID=1;

[0058] Figuras 8 e 9 são sinais de saída representativos de umcartucho consumível de acordo com uma modalidade da invenção que mostra uma sequência de sinais 1, 0, 1; e

[0059] Figura 10 mostra um equilíbrio de carga líquido para a sequência de sinais mostrada nas Figuras 8 e 9.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

[0060] Com referência às figuras, sistemas e métodos para eficientemente transferir energia e dados entre um par de produtos tal como um cartucho de produto consumível e um aparelho de distribuição estão descritos. Os sistemas e métodos descritos proveem numerosas vantagens operacionais sobre os sistemas passados incluindo minimizar o tempo requerido para substituir as fontes de energia dentro do equipamento de distribuição. Para os propósitos de ilustração, a invenção está descrita primariamente dentro de uma máquina de distribuição de toalha de papel que tem um cartucho de papel ou rolo substituível. É, no entanto, compreendido que a tecnologia aqui descrita pode ser aplicada a um número de diferentes pares de produtos inclu- indo um equipamento de distribuição de sabão e um equipamento de distribuição química tal como um equipamento de renovação de ar.

[0061] A Figura 1 é um diagrama esquemático de um distribuidorde toalha de papel 10 com um rolo de toalha de papel 12 que mostra vários componentes de acordo com a invenção. Para os propósitos de clareza, os mecanismos de acionamento mecânico e as coberturas que normalmente seriam associadas com tal produto estão omitidos. Como mostrado, o distribuidor de toalha de papel inclui dois braços de suporte 10a conectados a uma base 10b. Os braços incluem suportes 10c que acoplam com a superfície interna 12a do rolo de toalha de papel 12 e que permite que o rolo de toalha de papel 12 gire ao redor de um eixo geométrico central por meio disto permitindo que a toalha de papel seja seletivamente desenrolada do rolo de toalha de papel 12 sob a ação de um sistema de acionamento de motor (não mostrado) dentro de um dos braços de suporte seguindo uma solicitação de distribuição de um usuário.CHAVE ELETRÔNICA, ELETRÔNICA DE TRANSFERÊNCIA DE ENERGIA & DISTRIBUIDOR LIVRE DE CORROSÃO

[0062] De acordo com a invenção, o rolo de toalha de papel incluium sistema de chave eletrônica 14 configurado para o núcleo interno de um lado do rolo de toalha de papel 12. Como mostrado nas Figuras 2 e 2A, o sistema de chave eletrônica 14 inclui uma célula de energia 14a, um circuito de chave eletrônica 16 e contatos elétricos 14b, 14c. O sistema de chave eletrônica 14 está de preferência travado na superfície interna 12a do rolo de toalha de papel de modo que o sistema de chave eletrônica não pode ser destacado do rolo de toalha de papel sem danificar ou tornar o circuito de chave eletrônica inativo. Quando o rolo de toalha de papel 12 está instalado dentro do distribuidor 10, em uma modalidade, o sistema de chave eletrônica 14 está posicionado na faixa operativa da eletrônica de distribuidor correspondente 18 (Fi- gura 3) dentro do distribuidor 10. O circuito de chave eletrônica 16 contém inter alia, um capacitor 16a, um comutador 16c e um circuito integrado 16d (por exemplo, ASIC - circuito integrado de aplicação específica) as funções do qual estão abaixo descritas em maiores detalhes. O circuito de chave eletrônica pode também conter uma bobina 16b.

[0063] Como mostrado esquematicamente na Figura 3, a eletrônica de distribuidor 18 está configurada para um dos braços de suporte de distribuidor 10a e inclui os contatos elétricos 18b, 18c, o controlador 18d e a célula de energia auxiliar 18e. Quando o rolo de toalha de papel 12 está instalado dentro do distribuidor 10, os contatos elétricos 14b, 14c estão contatando os contatos correspondentes 18b, 18c. Em uma modalidade, um ímã permanente 18a está em uma faixa operativa da bobina 16b.

DADOS DE CHAVE E SEGURANÇA

[0064] Em uma modalidade preferida, o sistema de chave eletrônica 14 contém dados que permitem a operação do consumível dentro do distribuidor. Por exemplo, o sistema de chave eletrônica pode conter dados de identificação que incluem dados de autenticidade do produto consumível, códigos jurisdicionais e/ou códigos de volume, quantidade ou tamanho do produto consumível. O circuito de chave eletrônica 16 pode também conter uma chave de programa que faz com que o sistema de chave eletrônica 14 autodesative após um volume ou quantidade de um consumível ser esgotado e/ou informações que são recebidas pelo distribuidor que aconselhariam que o produto consumí- vel está esgotado, por meio disto desativando o sistema de chave eletrônica de modo que este não é permitido funcionar em outros distri-buidores.ELETRÔNICA DE DISTRIBUIDOR & TRANSFERÊNCIA DE ENERGIA LIVRE DE CORROSÃO

[0065] Geralmente, uma vez instalado, o sistema permite que tan- to energia e dados sejam transferidos do rolo de toalha de papel 14 para o distribuidor 10 para operar o distribuidor de rolo de toalha de papel as assim como prover dados, tais como dados de autorização, para o distribuidor de toalha de papel.

[0066] De acordo com a invenção, a energia CC da célula deenergia 14a é transferida para o distribuidor como uma tensão líquida zero (ZNV) ou sinal pulsado como mostrado nas Figuras 6-9 e abaixo descrito em maiores detalhes. Importantemente, os sinais de energia e dados do rolo de toalha de papel são transferidos através dos contatos 14b, 14c, 18b, 18c como sinais de tensão alternadamente positivos e negativos de modo a assegurar uma diferença de tensão líquida zero através dos contatos elétricos durante a operação. Como abaixo explicado em maiores detalhes, isto é importante para assegurar que não exista migração líquida de metal através dos contatos elétricos correspondentes que pode de outro modo levar à corrosão dos contatos elétricos. O sinal ZNV pode incluir sinais CC pulsados assim como sinais CA.

[0067] O circuito de chave eletrônica 16 do consumível incluirá umcircuito integrado de aplicação específica (ASIC) 16d (ou microcontro- lador ou uma combinação de componentes analógicos e digitais discretos) que condiciona a energia CC da célula de energia 14a para criar o sinal ZNV através de um circuito de inversão de energia (PIC). Isto é, quando o distribuidor é ativado e o motor de distribuidor é inicialmente ligado, o ASIC 16d cria formas de onda pulsada (isto é, que tem tensão líquida zero) que permite a transferência de energia ZNV do circuito de chave eletrônica para o distribuidor. Em uma modalidade, o ASIC 16d também controla o comutador 16c que comuta a bobina no e fora do circuito de energia. Neste caso, quando o motor de distribuidor está operando, comutador 16c é aberto de modo que a bobina 16b está fora do circuito quando o motor de distribuidor está ope- rando. Além disso, quando o motor de distribuidor é desligado, o ASIC 16d pode comutar a bobina no circuito de modo que a energia rotacio- nal do rolo de toalha de papel que desacelera seja capturada para armazenamento no capacitor 16a para utilização. O ASIC 16d pode monitorar o consumo de corrente da célula de energia 14a ou utilizar outro mecanismo de sinal tal como um acelerômetro (não mostrado) como o sinal para abrir ou fechar o comutador 16c. Isto é, se a corrente está sendo consumida por meio disto sinalizando que o motor de distribuidor está funcionando, então o comutador 16c será aberto. Em uma modalidade, conforme o consumo de corrente reduz por meio disto sinalizando que o motor de distribuidor está desligado, o comutador 16c, será fechado. Importantemente, o comutador 16c é aberto quando o motor está operando de modo que a bobina não fique funcionando contra o ímã. Deve ser notado que a bobina 16b, o comutador 16c e o capacitor 16a não são essenciais para a invenção e podem ser implementados como um sistema adicional pelo qual a energia cinética pode ser recuperada se prático ou desejável para um sistema específico.

[0068] O ASIC 16d pode também conter as características de segurança como acima descrito.

[0069] Com referência às Figuras 3-5, a interação e o projeto dosistema de chave eletrônica 14 dentro do distribuidor 18 e o projeto dos circuitos de distribuidor estão descritos. Importantemente, o sistema de chave eletrônica 14 e o distribuidor 18 combinados permitem a) a energia de um produto consumível seja transferida para um distribuidor e b) simultaneamente transferir um ID ou sinal de dados entre os dois componentes. Importantemente, o sistema combinado o faz con- fiavelmente ao longo de extensos períodos de tempo enquanto reduzindo ou eliminando a corrosão dos contatos elétricos entre os componentes. Além disso, os sinais de energia e ID são transferidos rapida- mente de modo a não causar retardos a um usuário que interage com o sistema enquanto também provendo uma comunicação de dados efetiva entre a chave eletrônica e o distribuidor para impedir, por exemplo, que consumíveis não autorizados sejam distribuídos do distribuidor.

[0070] Mais ainda, o sistema provê uma funcionalidade de gerenciamento de energia que permite uma eficiente transferência de energia entre as células de energia onde uma densidade de energia relativamente baixa dentro de uma célula de energia consumível é efetiva em eficientemente prover energia para um circuito de distribuidor que tem uma demanda de densidade de energia intermitente mas mais alta do que a célula de energia consumível é capaz de instantaneamente prover. Em uma modalidade, o sistema também permite que a energia cinética dentro do sistema seja recapturada.

[0071] Como mostrado esquematicamente na Figura 3, a distribuidor que tem um braço de distribuidor 10a contém um circuito de distribuidor 18 com um controlador 18d. O circuito de distribuidor inclui os contatos elétricos 18b e 18c que contatam os contatos de chave eletrônica 14b, 14c. O circuito de distribuidor 18 também inclui uma célula de energia auxiliar 18e e um ímã permanente 18a posicionado de modo a interagir com a bobina de chave eletrônica 16b (opcional). Como abaixo explicado em maiores detalhes, estes componentes interagem para permitir o gerenciamento eficiente de energia e informações dentro do sistema.

SISTEMA DE GERENCIAMENTO DE ENERGIA

[0072] Geralmente, o sistema de gerenciamento de energia (EMS)está projetado para efetivamente gerenciar a energia disponível no sistema. Mais especificamente, o EMS permite:a) uma energia de baixa tensão, baixa corrente que pode estar disponível dentro de uma ou múltiplas células de energia em um componente substituível para ser aumentada para utilização em uma aplicação de tensão mais alta, corrente mais alta tal como um motor de distribuição;b) uma energia de baixa tensão, baixa corrente a ser utilizada para carregar ut dispositivo de armazenamento de energia distinto;c) capturar a energia cinética de dentro de um sistema de distribuição para melhorar a eficiência total e/ou a vida de um sistema de distribuição; e,d) decodificar e separar um sinal de ID do sinal de energia.

[0073] A Figura 4 mostra uma modalidade do circuito de distribuidor 18 e a Figura 5 mostra um controlador de retificação e decodifica- ção (RDC) 20 dentro do distribuidor circuito. Especificamente, a Figura 4 mostra um controlador 18 (que tem, por exemplo, um circuito integrado de aplicação específica (ASIC), um microcontrolador ou uma combinação de componentes analógicos e digitais discretos). Na modalidade aqui descrita, a energia pulsada provida pela célula de energia 14a, passa através dos fios 18b, 18c para o controlador 18. Dentro desta descrição um ASIC está descrito no qual os sinais pulsados chegam em 18b, 18c. Do sinal pulsado, o sinal de ID é decodificado e enviado através da saída 20g para o ASIC ou para um circuito separado (não mostrado) para interpretação. Após a retificação, a energia de saída é provida através de 20d, 20e e pode ser armazenada em capa- citores 22f, utilizada para alimentar a carga 22k ou recarregar a célula de energia auxiliar 18e. O aumento de tensão pode ser, por exemplo, 2-4 vezes a tensão da célula de energia 14a. Neste caso, o ASIC determinará se a energia é requerida para carregar os capacitores ou para recarregar a bateria auxiliar. O controle de carregamento e liberação de energia dos capacitores e célula de energia auxiliar 18e é controlado pelo sinal de entrada 22i do ASIC nos comutadores 22j, 22j', 22j", e 22j"'. Por exemplo, se a energia estiver disponível e não houver demanda de energia, os comutadores 22j, 22j', 22j" e 22j"' são abertos de modo a carregar os capacitores. Se os capacitores forem carregados, a energia está disponível e a célula de energia auxiliar requerer energia, os comutadores 22j e 22j" são fechados e os comutadores 22j' e 22j"' são abertos para direcionar a energia para os capacitores e para a célula de energia auxiliar. Se um sinal for recebido para direcionar a energia para a carga 22k, os comutadores 22j, 22j' e 22j"' são fechados e o comutador 22j" é aberto de modo que a energia é de preferência consumida dos capacitores.

[0074] O grau de carga dos capacitores é medido pelo ASIC medindo a tensão dos capacitores através de 22h. Isto é, de modo a tomar uma decisão referente à posição dos comutadores 22j, 22j', 22j", e 22j"' o ASIC amostra a tensão através dos capacitores e da célula de energia auxiliar. Se a tensão dos capacitores for mais do que da célula de energia auxiliar 18e, os comutadores são apropriadamente posicionados e a energia é roteada dos capacitores de armazenamento para a carga. Se a tensão através dos capacitores for menor do que da célula de energia 18e, a energia é roteada através da célula de energia 18e. Como tal, esta funcionalidade assegura que a energia esteja sempre disponível para alimentar a carga, assim impedindo retardos em ativação que podem ser aborrecido para os usuários. Mais ainda, o controlador 18 e circuito de retificação e decodificação 20 combinados (abaixo descritos) permitem que a energia de baixa corrente, baixa tensão da consumível bateria seja utilizada para carregar lentamente os capacitores enquanto não existe demanda de carga ou prover energia de carregamento. Deve também ser notado que o acima é um exemplo do projeto do sistema de gerenciamento de energia e que modificações no projeto geral podem ser feitas como compreendido por aqueles versados na técnica.

RETIFICAÇÃO, E CIRCUITO DE DECODIFICAÇÃO

[0075] Observando a Figura 5, a Figura 5 mostra um controladorde retificação e decodificação (RDC) 20 dentro do controlador de distribuidor 18. Como mostrado, o RDC inclui um circuito de retificação 20c e um decodificador de ID 20d. O sinal de energia pulsada, os sinais de ID e os pulsos de bobina passam para dentro do RDC através de 18b & 18c. O retificador 20c pode ser um tipo de comutação MOS- FET de alta eficiência ou um dispositivo similar. O retificador 20c converte os sinal pulsados em uma tensão e corrente CC de estado estável. Por exemplo, um sinal de corrente 3 volt, 50mA pode ser inserido no RDC 20 o qual provê uma saída de 6 volt, 23mA (em uma eficiência de conversão aproximada de 90%) através de 20e, 20f. Deve ser notado que um condicionamento de energia adicional pode ser conduzido para ou aumentar ou diminuir a capacidade de tensão e corrente como pode ser projetado para um sistema específico.

[0076] Mais ainda, como acima notado, o circuito de distribuidor 18consumirá da célula de energia auxiliar 18e se a tensão de capacitor dos capacitores 22f e 22g não for suficiente para ativar a carga 22k. Por exemplo, se o distribuidor receber numerosas solicitações de distribuição em um curto período de tempo, os capacitores podem não ter um tempo suficiente para recarregar dada a taxa de fornecimento de energia da célula de energia 14a. Assim o circuito de distribuidor 18 pode consumir energia da célula de energia auxiliar 18e. A célula de energia 18e pode ser uma bateria recarregável em cujo caso, quando o sistema está inativo, além de recarregar os capacitores, a célula de energia auxiliar pode ser carregada lentamente da energia da célula de energia 14a. No entanto, a célula de energia auxiliar 18e pode tam-bém ser uma bateria não carregável em cujo caso o controlador 20 operaria os comutadores somente para permitir o fornecimento de energia da célula de energia auxiliar 18e.

[0077] De preferência, a célula de energia auxiliar não necessitarásubstituição durante a vida do distribuidor já que esta estará totalmente carregada no momento em que o produto consumível é substituído. No entanto, existem cenários nos quais a energia da célula de energia 14a não seria totalmente transferida para a célula de energia auxiliar no momento em que o produto consumível é substituído. Por exemplo, se existirem múltiplas solicitações de distribuição em um curto período de tempo logo antes do produto consumível ser totalmente esgotado e o produto consumível ser substituído quase que imediatamente quando do esgotamento, pode não haver tempo suficiente para totalmente recarregar a célula de energia auxiliar 18e. No entanto, de modo a levar em conta este cenário, a célula de energia 14a dentro de cada produto consumível de preferência terá uma pequena quantidade de energia de reserva que permitirá que a célula de energia auxiliar seja totalmente carregada após um novo produto consumível ser colocado dentro do sistema.

[0078] Como notado, o circuito de decodificador extrai e interpretaas informações digitais da chave eletrônica e emite através de 20g. Os sinais de ID podem ser utilizados para um número de usos potenciais tal como assegurando que o tipo de toalha ou sabão correto seja instalado, assegurando que a data de expiração do consumível não passou, assim como outras funções acima descritas.

[0079] A eficiência total da transferência de energia da célula deenergia 14a para a carga é de preferência maior do que 90%.

RECUPERAÇÃO DE ENERGIA

[0080] Em uma modalidade, conforme o rolo de toalha de papelgira passando pelo ímã permanente 18a conforme este está desacelerando após um ciclo de distribuição, o comutador 16c é fechado de modo que um impulso elétrico é criado dentro do circuito de chave eletrônica 16 o qual é armazenado no capacitor 16a. Por exemplo, quan- do a tensão no capacitor 16c é suficientemente alta como um resultado de ciclo repetidos, o ASIC 16d pode tornar disponível esta energia armazenada para utilização em transferir energia para o distribuidor. Assim, nesta modalidade, o sistema permite que a energia cinética contida dentro do momento de um rolo de toalha de papel rotativo seja recapturada conforme o rolo de papel desacelera após um ciclo de distribuição enquanto o ímã e a bobina continuam a interagir.

[0081] Similarmente, o EMS pode também inclui uma frenagem demotor dentro do distribuidor que pode também recapturar o momento do sistema de motor de distribuidor para armazenamento dentro de um sistema de armazenamento de energia. Dependendo do engrenamen- to do sistema, uma bobina pode passar por um ímã diversas vezes durante a desaceleração o que ao longo do tempo pode retornar uma quantidade significativa de energia de volta para o sistema. Em ambos os casos, uma pequena, mas significativa quantidade de energia ao longo da vida útil do distribuidor pode ser recapturada que aperfeiçoa a eficiência total do sistema de distribuição e que na totalidade pode ser utilizado para substancialmente eliminar ou reduzir a necessidade de substituir as baterias de distribuidor.

PREVENÇÃO DE CORROSÃO

[0082] Como mostrado nas Figuras 6-10, padrões de sinal representativos estão descritos. As Figuras 6 e 6A mostram dois sinais distintos produzidos pelo circuito 16 incluindo um sinal de energia 100 e um sinal de ID 102. O sinal de energia 100 transfere energia da célula de energia 14a da chave eletrônica 14 para o circuito de distribuidor 18 e o sinal de ID 102 transfere dados da chave eletrônica para o circuito de distribuidor 18. Os sinais de energia 100 são uma tensão alternadamente positiva e negativa de modo que a energia é transferida com uma carga elétrica líquida zero como mostrado na Figura 10. Os sinais de ID 102 são também sinais de tensão alternadamente positiva e ne- gativa onde a ordem dos sinais positivos e negativos pode ser interpretada como ou um 0 ou 1.

[0083] Mais especificamente, como mostrado nas Figuras 6, 6A, 7e 7A, os sinais de energia estão mostrados em linhas cheias como ondas quadradas onde os sinais de ID 102 estão mostrados em linhas tracejadas em uma separação de tempo entre cada sinal de energia. Como mostrado na Figura 6, um sinal de ID que representa um 0 pode ser representado por um sinal de ID negativo seguido por um sinal de ID positivo enquanto que, como mostrado na Figura 7, um 1 pode ser representado por um sinal de ID positivo seguido por um sinal de ID negativo. A saída de onda dos sinais combinados está mostrada nas Figuras 6A e 7A como o sinal 104.

[0084] As Figuras 8 e 9 mostram um sinal representativo de umasequência de ID 1,0,1 e a Figura 10 mostra que a carga líquida total para uma sequência de energia e ID combinada é zero. O efeito de uma carga total líquida durante a transferência de energia e ID impede a migração de metal e a corrosão através dos contatos elétricos de modo que o sistema realizará uma transferência de energia e sinal muito efetiva ao longo de um quadro de tempo mais longo. Isto é especificamente significativo para a vida do distribuidor já que os contatos elétricos do distribuidor não são substituídos quando o produto consumível é substituído.

[0085] É importante notar que a descrição acima é ilustrativa somente e é compreendido que os sinais de energia e ID podem ser transmitidos utilizando diferentes tensões e/ou padrões de sinal como compreendido por aqueles versados na técnica.OUTROS PRODUTOS CONSUMÍVEIS E DISTRIBUIDORES

[0086] O acima pode ser implementado em outros tipos de sistemas de distribuição incluindo distribuidores de líquido (por exemplo, distribuidores de sabão) ou distribuidores químicos (por exemplo, dis- tribuidores fragrância de aerossol, ou distribuição de manutenção química). Nestas modalidades, a chave eletrônica será configurada para o produto consumível, por exemplo, uma bolsa de sabão líquido com uma chave eletrônica projetada para conexão operativa na eletrônica de distribuidor. Neste caso, os contatos entre o produto consumível e o distribuidor não requererão sistemas de contatos que movem um em relação ao outro e geralmente não incluiriam sistemas de recaptura de energia como acima descrito.

[0087] Apesar da presente invenção ter sido descrita e ilustradacom relação a modalidades preferidas e seus usos preferidos, esta não deve ser assim limitada já que modificações e mudanças podem ser feitas na mesma as quais estão dento do escopo total, pretendido da invenção como compreendido por aqueles versados na técnica.

Claims

1. Sistema para gerenciar o fornecimento de energia para um distribuidor (10) a partir de um componente substituível, o sistema caracterizado pelo fato de compreender:um controlador (20) operativamente conectado a uma fonte de energia de tensão líquida zero (ZNV), em que o controlador é configurado para conectar à fonte de energia de tensão líquida zero (ZNV) de um componente substituível recebido por meio de uma interface elétrica destacável compreendendo contatos elétricos físicos (14b, 14c, 18b, 18c) que permitem que a corrente elétrica sejatransmitida do componente substituível para um primeiro circuito quando os contatos se tocam, o controlador tendo um circuito de retificação de energia (PRC) (20c) para converter a fonte de energia ZNV em uma fonte de energia de corrente contínua (DC) (20e, 20f);pelo menos um sistema de armazenamento de energia (22f, 22g) operativamente conectado na fonte de energia DC (20e, 20f) para receber e armazenar energia DC dentro do pelo menos um sistema de armazenamento de energia; eum distribuidor configurado para ser alimentado por pelo menos um sistema de armazenamento de energia.

2. Sistema de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o controlador (20) é configurado para seletivamente direcionar a energia DC para pelo menos um sistema de armazenamento de energia (22f, 22g) para carregar pelo menos um sistema de armazenamento de energia e para é configurado para seletivamente (22j, 22j’, 22j’’) direcionar a energia de pelo menos um sistema de armazenamento de energia para o distribuidor com base em demanda de carga.

3. Sistema de acordo a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que o sistema de armazenamento de energia inclui pelo menos um capacitor (22f, 22g).

4. Sistema de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de ainda compreender uma célula de energia auxiliar operativamente conectada na fonte de energia DC para receber e armazenar a energia DC dentro da célula de energia auxiliar (18e) e em que o controlador meio é configurado para seletivamente direcionar a energia DC para cada um do pelo menos um capacitor (22f, 22g) e célula de energia auxiliar (18e) para carregar pelo menos um capacitor e célula de energia auxiliar e para é configurado para seletivamente direcionar a energia do pelo menos um capacitor e célula de energia auxiliar para o distribuidor com base em demanda de carga.

5. Sistema de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que o controlador (20) prioriza a energia para o distribuidor (10) do pelo menos um capacitor (22f, 22g) à frente da célula de energia auxiliar (18e).

6. Sistema de acordo com a reivindicação 3 ou 4, caracterizado pelo fato de que o controlador (20) inclui pelo menos um comutador operativamente conectado entre o pelo menos um capacitor e célula de energia auxiliar para seletivamente direcionar energia para ou o pelo menos um capacitor (22f, 22g) ou célula de energia auxiliar (18e) para carregar ou o pelo menos um capacitor ou célula de energia auxiliar.

7. Sistema de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que o controlador (20) inclui um voltímetro operativamente conectado no pelo menos um capacitor (22f, 22g) e célula de energia auxiliar (18e) para medir a tensão do pelo menos um capacitor e célula de energia auxiliar e em que o controlador prioriza o fornecimento de energia da fonte de energia DC para pelo menos um capacitor ou célula de energia auxiliar com base na tensão medida real do pelo menos um capacitor e célula de energia auxiliar.

8. Sistema de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que o controlador (20) prioriza o fornecimento de energia do pelo menos um capacitor (22f, 22g) e célula de energia auxiliar (18e) para o distribuidor (10) com base na tensão medida real do pelo menos um capacitor e célula de energia auxiliar.

9. Sistema de acordo com qualquer uma das reivindicações 3 a 8, caracterizado pelo fato de que quando não existe uma demanda de energia de distribuidor, o controlador (20) direciona a energia DC para ou pelo menos um capacitor (22f, 22g) e célula de energia auxiliar (18e) para escoar a carga para pelo menos um capacitor e célula de energia auxiliar.

10. Sistema de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado pelo fato de ainda compreender uma fonte de energia de corrente contínua operativamente conectada a um circuito de comutação para converter a fonte de energia de corrente contínua em uma fonte de energia ZNV e em que a energia ZNV está operativamente conectada no controlador (20).

11. Sistema de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10, caracterizado pelo fato de que a fonte de energia ZNV compreende pulsos de tensão positiva e negativa alternados de tensões iguais, mas opostas, o sistema ainda compreendendo um circuito de dados operativamente conectado no circuito de comutação e em que os dados dentro do circuito de dados são misturados nos pulsos de tensão positiva e negativa alternados da fonte de energia ZNV como pulsos de tensão positiva e negativa alternados representativa de dados dentro do circuito de dados.

12. Sistema de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que o controlador (20) inclui um circuito de decodificação para interpretar os dados dentro da fonte de energia ZNV.

13. Sistema de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que o circuito de comutação e a fonte de energia LVDC estão operativamente conectados a um componente substituível (12) conectável no controlador (20) através de uma interface elétrica destacável.

14. Sistema de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que a interface elétrica destacável inclui contatos elétricos não móveis entre o componente substituível (12) e o distribuidor.

15. Sistema de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que a interface elétrica destacável inclui contatos móveis entre o componente substituível (12) e o distribuidor.

16. Sistema de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que a célula de energia auxiliar é uma bateria não recarregável.

17. Sistema de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que o componente substituível (12) se move em relação ao distribuidor (10) durante a operação e o componente substituível e o distribuidor coletivamente incluem um sistema de recaptura de energia (16b, 16c, 16d) operativamente conectada no componente substituível e distribuidor para capturar a energia cinética dentro do pelo menos um sistema de armazenamento de energia e/ou célula de energia auxiliar.

18. Método para transferir energia de um primeiro sistema de armazenamento de energia para um distribuidor (10) através de uma interface elétrica destacável, o método caracterizado pelo fato de compreender as etapas de:inverter a corrente contínua de uma célula de energia de voltagem mais baixa (14a) sobre o componente substituível (12) para um sinal de voltagem líquida zero (ZNV);transmitir o sinal de tensão líquida zero (ZNV) através da interface elétrica destacável de um componente substituível recebido para um segundo componente, a interface elétrica destacável (14b, 14c, 18b, 18c) compreendendo contatos elétricos físicos que permitem que a corrente elétrica seja transmitida do componente substituível para o primeiro circuito quando os contatos estão se tocando;retificar o sinal ZNV para uma energia de corrente contínua (DC);carregar um segundo sistema de armazenamento de energia (22f, 22g) com a energia DC; eliberar a energia do segundo sistema de armazenamento de energia para alimentar um distribuidor (10).

19. Método de acordo a reivindicação 18, caracterizado pelo fato de que o segundo sistema de armazenamento de energia inclui pelo menos um capacitor (22f, 22g) e um segundo sistema de célula de energia e o método inclui seletivamente carregar o segundo sistema de célula de energia ou o segundo sistema de armazenamento de energia.

20. Método de acordo a reivindicação 19, caracterizado pelo fato de que o método inclui priorizar carregar o pelo menos um capacitor (22f, 22g) antes de carregar o segundo sistema de célula de energia.

21. Método de acordo a reivindicação 20, caracterizado pelo fato de que o método inclui priorizar a liberação de energia para o distribuidor (10) do pelo menos um capacitor (22f, 22g).

22. Método de acordo a reivindicação 21, caracterizado pelo fato de que o sinal de energia ZNV compreende pulsos de tensão positiva e negativa de tensões iguais, mas opostas, o método ainda compreendendo a etapa de misturar os dados dentro do componente substituível na fonte de energia ZNV como pulsos de tensão positiva e negativa alternados que têm uma tensão mais baixa em relação às tensões ZNV e em que os pulsos de tensão são representativos de dados dentro do componente substituível.

23. Método de acordo a reivindicação 22, caracterizado pelo fato de ainda compreender a etapa de decodificar os dados dentro do sinal de energia ZNV dentro do segundo componente e interpretar estes dados para avaliar se o componente substituível está autorizado para utilização com o segundo componente.

24. Método de acordo a reivindicação 18, caracterizado pelo fato de que quando o componente substituível se move em relação ao segundo componente durante a operação, o método ainda compreende a etapa de recapturar a energia cinética do componente substituível para utilização dentro do segundo componente.