ES1192308U - Sistema para generar energía eléctrica con módulos piezoeléctricos incorporados a un sistema situado entre el neumático y la llanta de un vehículo - Google Patents

Abstract

1. Sistema para generar energía eléctrica con módulos piezoeléctricos incorporados a un sistema situado entre el neumático y la llanta de un vehículo caracterizado porque comprende: - al menos un módulo piezoeléctrico (301) ubicado en la pared interna de un neumático (101) y la llanta (104), dispuesto para generar energía eléctrica a partir de la energía mecánica producida cuando gira dicho neumático (101) y el contacto de este contra el suelo produce una presión que es transmitida a dicho al menos un módulo piezoeléctrico (301), - un cableado (303 y 304) conectado a dicho al menos un módulo piezoeléctrico (301) dispuesto para dirigir la energía eléctrica generada hacia un sistema de extracción (305), - un sistema de extracción (305) dispuesto para hacer de enlace y conducir la energía eléctrica recibida de los módulos piezoeléctricos a través del cableado (303 y 304) a la batería del vehículo (203) a través de un circuito (204) externo al neumático (101), y - un sistema de aproximación (103) situado en el interior del neumático (101) alrededor del cual se ubica dicho al menos un módulo piezoeléctrico (301) y dicho cableado (303 y 304), dispuesto para empujar dicho al menos un módulo piezoeléctrico (301) contra la pared interior de dicho neumático (101).

Description

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DESCRIPCION

Sistema para generar energla electrica con modulos piezoelectricos incorporados a un sistema situado entre el neumatico y la llanta de un vehlculo.

Campo de la invencion

La presente invencion se centra en el campo del transporte terrestre ecologico, principalmente en el de los vehlculos electricos o hlbridos; y mas concretamente en un sistema que permite, con el vehiculo en movimiento, la generacion de energla electrica, entre el neumatico y la llanta del vehlculo que puede ser aprovechada para el motor y/o resto de elementos electricos del vehlculo.

Antecedentes de la invencion

La piezoelectricidad es un fenomeno que ocurre en determinados cristales que, al ser sometidos a tensiones mecanicas, en su masa, adquiere una polarizacion electrica y aparece una diferencia de potencial y cargas electricas en su superficie, tal y como se observa en la Figura 1.

Por otro lado, los vehlculos terrestres a motor cuentan con neumaticos colocados en llantas que van inflados con aire comprimido. Estos neumaticos, cuando giran, van cambiando constantemente el punto de apoyo y por tanto se generan vibraciones y variaciones de presion en dichas zonas.

Descripcion de la invencion

La presente invencion describe un sistema para generar energla electrica de un vehlculo aprovechando la energla mecanica rotativa de un neumatico que tiene incluye una estructura piezoelectrica y aprovechando como dispositivo de almacenamiento de dicha energla las baterlas del propio vehiculo hlbrido o electrico, para su posterior uso.

Concretamente la presente invencion muestra un sistema para generar energla electrica con modulos piezoelectricos incorporados a un sistema situado entre el neumatico y la llanta de un vehlculo caracterizado porque comprende:

- Al menos un modulo piezoelectrico (301) ubicado en la pared interna de un neumatico (101) y la llanta (104), dispuesto para generar energla electrica a partir de la energla mecanica producida cuando gira dicho neumatico (101) y el contacto de este contra

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el suelo produce una presion que es transmitida a dicho al menos un modulo piezoelectrico (301).

- Un cableado (303 y 304) conectado a dicho al menos un modulo piezoelectrico (301) dispuesto para dirigir la energla electrica generada hacia un sistema de extraction (305).

- Un sistema de extraccion (305) dispuesto para hacer de hacer de enlace y conducir la energla electrica recibida de los modulos piezoelectricos a traves del cableado (303 y 304) a la baterla del vehlculo (203) a traves de un circuito (204) externo al neumatico (101).

- Y un sistema de aproximacion (103) situado en el interior del neumatico (101) alrededor del cual se ubica dicho al menos un modulo piezoelectrico (301) y dicho cableado (303 y 304), dispuesto para empujar dicho al menos un modulo piezoelectrico (301) contra la pared interior de dicho neumatico (101).

En una realization, dicho sistema de aproximacion es una camara neumatica (103) del tamano adecuado al neumatico que, al hincharla, aproxima dichos modulos piezoelectricos (301) a la pared interior del neumatico (101).

En otra realizacion, dicho sistema de aproximacion es una malla (102) en la que se acoplan los modulos piezoelectricos (301) el cableado (303 y 304).

Entre otras, esta solution presenta las siguientes ventajas:

• En coches hlbridos y/o electricos la energla generada y su uso en el propio motor una vez almacenada, permite un incremento considerable de la autonomla, acercandose a vehlculos de autoconsumo y contamination cero.

• La solucion, al no requerir la fabrication de neumaticos o llantas especlficos para su aplicacion, permite su facil implantation en vehlculos ya existentes en el parque automovillstico mundial de vehlculos electricos o hlbridos.

• Es una solucion que genera mas energla cuando la demanda es mayor, ya que es directamente proporcional su generation a la velocidad del vehlculo, cuando la necesidad es mayor. Igualmente, dicha energla se incrementa con el tamano del vehlculo, siendo tambien proporcional; ya que, por ejemplo, en el caso de un camion, este cuenta con mayor numero de ruedas y por tanto tambien cuenta con un aporte energetico acorde con sus necesidades.

• Por supuesto, se trata de una energla limpia, no contaminante e ilimitada, solo

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condicionada por el mantenimiento habitual, como cualquier elemento de un vehlcuio. Breve descripcion de las figuras

Las anteriores y otras ventajas y caracterlsticas se entenderan mas completamente a partir de la siguiente descripcion detallada de realizaciones, con referencia a las siguientes figuras, que deben considerarse de una manera ilustrativa y no limitativa.

Figura 1. Muestra un ejemplo esquematico de un disco piezoelectrico el cual genera un voltaje cuando se deforma.

Figura 2. Muestra un esquema de la recogida de energla desde los modulos piezoelectricos ubicados entre los neumaticos y la llanta del vehlculo hasta la baterla de dicho vehlculo y su posterior utilization, por ejemplo, en el motor del coche.

Figura 3. Muestra un ejemplo de realization del sistema de aproximacion, en la que se puede apreciar un esquema con los modulos piezoelectricos y cableado, los cuales pueden ir integrados en el material de la camara neumatica o no, donde dicho cableado va a un sistema de extraction ubicado en la valvula de la propia camara. Al hinchar esta camara neumatica se facilitara la aproximacion de los modulos piezoelectricos al interior del neumatico.

Figura 4. Muestra otro ejemplo de realizacion del sistema de aproximacion, en esta tenemos un esquema de una malla en la que estan integrados modulos piezoelectricos y el cableado en el que el elemento de aproximacion son unos aros (501) que explicaremos en la figura 5.

Figura 5. Muestra el elemento regulable de aproximacion para adaptarse a distintos diametros de neumaticos, correspondiente a la realizacion del sistema de aproximacion de los modulos piezoelectricos integrados en la malla mostrada en la figura 4.

Figura 6. Muestra una banda piezoelectrica (102), la camara neumatica o sistema similar de aproximacion (103), el neumatico (101) y la llanta (104), totalmente independientes.

Descripcion detallada de la invention

Aunque el sistema para generar energla electrica de un vehlculo en circulation, generada entre el neumatico y la llanta que se describe en este documento puede ser aplicado a cualquier vehlculo terrestre que cuente con neumaticos, tenga el motor del tipo que sea, como por ejemplo de combustion, e incluso sin motor, como por ejemplo bicicletas, es cierto que el foco principal se centra de su uso en vehlculos con motores electricos o hlbridos, es

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decir solo con motor/motores electricos o con motor electrico y de combustion a la vez. Estos vehiculos ya cuentan con sistemas de almacenamiento de energia electrica, generalmente en forma de baterias (203).

Una rueda de un vehiculo se compone al menos de una llanta (104) y un neumatico (101) en cuyo interior incorpora aire o un gas a presion a traves de una valvula (302).

El sistema incorpora varios modulos piezoelectricos (301) situados entre esta llanta (104) y el neumatico (101). Estos modulos (301) necesitan de un sistema de aproximacion a la pared interior del neumatico (101), para que asi los modulos (301) puedan absorber el impacto, deformacion que sufre el neumatico (101) contra el suelo. Para este sistema de aproximacion la presente invention muestra dos realizaciones. Una primera, que se puede basar en una camara neumatica (103) y la una segunda posibilidad basada en una malla (102) ajustable a traves del sistema (501).

El voltaje generado por dichos modulos piezoelectricos (301) es conducido por un cableado (303) y (304) hacia un sistema de extraccion (305) que la conduce, a traves de un circuito electrico (204) hasta un dispositivo de almacenamiento externo al neumatico, como puede ser una bateria (203) ubicada en el vehiculo y desde allf puede ser usado como aportacion de energia al motor o motores (201) los cuales la transmitiran a las ruedas motrices a traves de diferentes mecanismos (202), tal y como se muestra en la Figura 2. Dicho sistema de extraction (305) puede ir ubicado en la valvula (302) o no.

En el sistema de la presente invencion, como el modulo o modulos piezoelectricos (301) tienen que ir en la cara interior de la banda de rodadura del neumatico (101), esto se consigue con la incorporation de una camara (103) o sistema similar de aproximacion (102).

Dicha camara (103) o sistema similar de aproximacion tipo malla (102) tendra un tamano adecuado para adaptarse a las dimensiones del neumatico (101) y llanta (104) en cada caso. Como se observa, con esta solution, no se requiere la fabrication espedfica de neumaticos y/o llantas que incorporen los modulos piezoelectricos, lo que incremental el coste de los mismos, sino que solo es necesario incorporar este elemento (103 o 102) entre las ruedas y las llantas ya existentes.

En la Figura 3 se muestra un aspecto de una realization de la presente invencion, donde los modulos piezoelectricos (301) y los cables (303) y (304) van situados alrededor de la camara hinchable (103) y donde dichos cables (303) y (304) van un sistema de extraccion (305) ubicado en la valvula (302) de la propia camara (103). El sistema se instala con la

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camara sin hinchar en entre la llanta (104) y el neumatico (101) y cuando se infla la camara (103) los modulos piezoelectricos (301) quedan, por tanto, presionados contra la pared interna del neumatico (101).

Dichos modulos piezoelectricos (301) y cableados (303 y 304) no tienen porque ser lineal y puede ir integrada en la propia camara (103), por ejemplo, adherida o pegada, o no.

En otra realization no compatible con la primera realization mostrada en la Figura 3, tal y como se observa en la Figura 4, los modulos piezoelectricos (301) y el cableado (303 y 304) estan integrados en una malla (102) que se situa entre el interior del neumatico (101) y la llanta (104). En esta posibilidad los modulos piezoelectricos (301) y el cableado (303 y 304) funcionan exactamente igual que el sistema reflejado en la Figura 3, la diferencia es que en este sistema no se depende del aire que en la primera realizacion, reflejada en la Figura 3, si se necesita para hinchar la camara neumatica y asl conseguir la aproximacion de los modulos piezoelectricos (301) al interior del neumatico (101). Mientras que en la segunda realizacion, en este sistema reflejado en la Figura 4, la aproximacion de la malla (102) y los modulos piezoelectricos (301) se consigue a traves de unos aros ajustables y regulables (501)

En otra realizacion, se puede ver en que consisten dichos aros (501) tal y como se muestra en la Figura 5, En ese caso sistema de aproximacion tipo malla (102) esta compuesto por al menos dos aros rlgidos (401), por ejemplo, de acero, los cuales tienen la posibilidad de reducir y agrandar el circulo con el fin de ajustarse a diferentes tamanos de neumaticos. En este ejemplo, este sistema de aros por si solo permite el deslizamiento de una pieza (402), la cual es la causante de agrandar o reducir el tamano del aro (501) y a su vez de la malla

(102) , con un sistema de fijacion (403) para ajustarse al tamano del neumatico (101).

Como se ha comentado, el sistema puede ser empujado en el interior del neumatico (101) hacia su pared interior, no solo con el uso de una camara neumatica(103) o una malla (102) ajustable a traves del aros (501), sino que se puede utilizar un sistema aproximacion similar

(103) como podrla ser un mecanismo con resorte colocado en el interior del neumatico (101) para realizar ese empuje o tambien se puede usar, en vez de un camara hinchable de uso habitual, una camara viscolastica, con la densidad precisa para conseguir la presion adecuada del sistema objeto de esta invention contra el interior del neumatico.

Claims (6)

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   REIVINDICACIONES

   1. Sistema para generar energla electrica con modulos piezoelectricos incorporados a un sistema situado entre el neumatico y la llanta de un vehlculo caracterizado porque comprende:

   - al menos un modulo piezoelectrico (301) ubicado en la pared interna de un

   neumatico (101) y la llanta (104), dispuesto para generar energla electrica a partir de la energla mecanica producida cuando gira dicho neumatico (101) y el contacto de este contra el suelo produce una presion que es transmitida a dicho al menos un modulo piezoelectrico (301),

   - un cableado (303 y 304) conectado a dicho al menos un modulo piezoelectrico (301)

   dispuesto para dirigir la energla electrica generada hacia un sistema de extraction (305),

   - un sistema de extraccion (305) dispuesto para hacer de hacer de enlace y conducir la

   energla electrica recibida de los modulos piezoelectricos a traves del cableado (303 y 304) a la baterla del vehiculo (203) a traves de un circuito (204) externo al neumatico (101), y

   - un sistema de aproximacion (103) situado en el interior del neumatico (101) alrededor

   del cual se ubica dicho al menos un modulo piezoelectrico (301) y dicho cableado (303 y 304), dispuesto para empujar dicho al menos un modulo piezoelectrico (301) contra la pared interior de dicho neumatico (101).
2. 2. Sistema para generar energla electrica con modulos piezoelectricos incorporados a un sistema situado entre el neumatico y la llanta en un vehlculo segun la reivindicacion 1 caracterizado porque dicho sistema de aproximacion es una camara neumatica (103) del tamano adecuado al neumatico que, al hincharla, aproxima dichos modulos piezoelectricos (301) a la pared interior del neumatico (101).
3. 3. Sistema para generar energla electrica con modulos piezoelectricos incorporados a un sistema situado entre el neumatico y la llanta en un vehlculo segun la reivindicacion 1 caracterizado porque dicho sistema de aproximacion es una malla (102) en la que se acoplan los modulos piezoelectricos (301) el cableado (303 y 304).

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4. 4. Sistema para generar energla electrica con modulos piezoelectricos incorporados a un

   sistema situado entre el neumatico y la llanta en un vehlculo segun la reivindicacion 3

   caracterizado porque si dicho sistema de aproximacion es una malla (102) incorporan un sistema de aros dispuesto para reducir o agrandar su diametro y as! ajustarse al diametro de dicho neumatico (101), mediante el deslizamiento de una pieza (402), con un sistema de fijacion (403) de la posicion.
5. 5. Sistema para generar energla electrica con modulos piezoelectricos incorporados a un

   sistema situado entre el neumatico y la llanta en un vehlculo segun la reivindicacion 2

   caracterizado porque dicho sistema de extraccion (305) se situa en una valvula de hinchado del neumatico (302).
6. 6. Sistema para generar energla electrica con modulos piezoelectricos incorporados a un

   sistema situado entre el neumatico y la llanta en un vehlculo segun la reivindicacion 1

   caracterizado porque dicho sistema externo al neumatico (101) al que se conduce la energla electrica recibida, es un sistema de almacenamiento de energla electrica tipo baterlas (203).