ES2711834T3

ES2711834T3 - Sistema modular de vehículo con una mayor seguridad de funcionamiento

Info

Publication number: ES2711834T3
Application number: ES14197824T
Authority: ES
Inventors: Johannes Dörndorfer
Original assignee: Energybus eV
Current assignee: Energybus eV
Priority date: 2014-12-12
Filing date: 2014-12-12
Publication date: 2019-05-07
Anticipated expiration: 2034-12-12
Also published as: DK3031659T3; US20180126861A1; CN107223092A; EP3230118A1; EP3031659B1; EP3031659A1; PL3031659T4; PL3031659T3; WO2016092110A1; JP2018507679A

Abstract

Sistema modular de vehículo con un vehículo eléctrico (2) y con un módulo (16) que se puede conectar al vehículo eléctrico (2) por medio de una conexión de enchufe, presentando el vehículo eléctrico (2) al menos: - una red de alimentación de potencia de a bordo (3) para el suministro de energía a una unidad de accionamiento eléctrica (6) del vehículo eléctrico (2), - una batería de vehículo (7), - un dispositivo de control (9) para la comunicación con el módulo (16), y - una interfaz (15) conectada a la red de alimentación de potencia de a bordo (3) y al dispositivo de control (9) para la conexión al módulo (16), formando la interfaz (15) un primer elemento de la conexión de enchufe, presentando el módulo (16) al menos: - un dispositivo eléctrico, - un controlador de módulo (23) para la comunicación con el dispositivo de control (9) del vehículo eléctrico (2), y - un elemento de conexión (17), conectado al dispositivo eléctrico y al control de módulo (23), que forma un segundo elemento de la conexión de enchufe, - pudiéndose conectar de forma separable la interfaz (15) del vehículo eléctrico (2) al elemento de conexión (17) del módulo (16), a fin de conectar el dispositivo eléctrico del módulo (16) a la red de alimentación de potencia de a bordo (3) del vehículo eléctrico (2), - presentando la interfaz (15) un primer dispositivo NFC (43) y presentando el elemento de conexión (17) un segundo dispositivo NFC (104) configurados para la comunicación de corto alcance bidireccional entre sí, a fin de conectar el dispositivo de control (9) del vehículo eléctrico (2) al control de módulo (23), - siendo el módulo (16) un módulo de carga - presentando el dispositivo eléctrico del módulo (16) un suministro de corriente que pone a disposición al menos dos tensiones continuas diferentes para la carga de la batería de vehículo (7) que forman al menos un primer y un segundo nivel de tensión, - presentando el elemento de conexión (17) un primer elemento de contacto para la conexión de la red de alimentación de potencia de a bordo (3) al dispositivo eléctrico en el primer nivel de tensión, y - presentando el elemento de conexión (17) al menos un segundo elemento de contacto para la conexión de la red de alimentación de potencia de a bordo (3) al dispositivo eléctrico en el segundo nivel de tensión.

Description

DESCRIPCION

Sistema modular de vehiculo con una mayor seguridad de funcionamiento

La invencion se refiere a un sistema modular de vehiculo, a un vehiculo electrico y a un modulo para la conexion a un vehiculo electrico.

Desde hace algun tiempo, los vehiculos accionados electricamente han ido ganando importancia, especialmente en el trafico de cercanias, a la vista del aumento de los costes energeticos y de la demanda de reduccion de las emisiones del trafico. Especialmente en el campo de los vehiculos electricos ligeros, que incluyen, por ejemplo, bicicletas electricas, pedelecs y scooters, pero tambien sillas de ruedas y quads, existen numerosos tipos de vehiculos disponibles en el mercado.

Todos los vehiculos de este tipo presentan un motor electrico que se utiliza como accionamiento unico o auxiliar y que se alimenta con energia electrica a traves de una o varias baterias. Por este motivo es necesario disenar el sistema electrico de los vehiculos electricos de manera que el suministro de energia del motor electrico sea seguro y no tenga fallos.

En el caso de estos vehiculos, toda o una gran parte de la potencia de accionamiento se pone a disposicion a traves del sistema electrico del vehiculo. Por lo tanto, la intensidad de corriente y/o la tension de funcionamiento son regularmente superiores a las de los vehiculos de motor conocidos. Por consiguiente, las intervenciones en el sistema electrico conllevan un riesgo relativamente alto de danos, especialmente tambien en el sistema de accionamiento del vehiculo, por ejemplo, si se instala una bateria no compatible o si se conecta un cargador inadecuado al vehiculo. A diferencia de los vehiculos de motor convencionales, en el caso de los vehiculos electricos no es posible evitar por completo una intervencion en el sistema electrico por parte de personal no cualificado. Debido a la limitada capacidad de la bateria y, por lo tanto, al alcance limitado, es, por ejemplo, necesario que un usuario pueda conectar un cargador al vehiculo o sustituir facilmente una bateria. Por el documento WO2011/135036 A2 se conoce un vehiculo electrico que permite un intercambio facil y seguro de modulos electricos, especialmente tambien por parte de un usuario del vehiculo.

Una desconexion o conexion involuntaria de los distintos componentes como, por ejemplo, un cargador o una bateria, pueden causar fallos o, en el peor de los casos, tambien danos en el sistema electrico del vehiculo electrico. Precisamente en los espacios publicos como, por ejemplo, en los puntos de recarga publicos fijos o, en el caso de ofertas de alquiler, en las estaciones de autoservicio de libre acceso para el publico, no se comprueba si existe una conexion reglamentaria entre el punto de recarga o la estacion y el vehiculo. Ademas, los sistemas de conexion conocidos no ofrecen una proteccion segura contra intervenciones de terceros en la conexion entre la estacion de carga y la bateria. Por el documento WO2012/107448 A1, por ejemplo, se conoce un sistema modular de vehiculo con una mayor seguridad de funcionamiento, en el que la conexion a un modulo puede llevarse a cabo por medio de un mecanismo de bloqueo de un modo especialmente sencillo, seguro y protegido contra intervenciones de personas no autorizadas.

En ambas memorias impresas se produce una comunicacion entre el vehiculo electrico y el modulo, entre otros, para garantizar la compatibilidad. En el caso de un modulo de carga, es posible comprobar especialmente los parametros de funcionamiento electricos de los componentes durante la prueba de compatibilidad, a fin de garantizar que una bateria dispuesta por el lado del vehiculo electrico pueda cargarse de forma segura mediante el modulo de carga. En un ejemplo de realizacion, un dispositivo de control del vehiculo electrico se conecta, con este proposito, a un control del modulo a traves de un sistema de bus separable.

En esta conexion, la seguridad de los contactos puede resultar un problema, especialmente si los componentes citados al principio estan expuestos a la intemperie. Sin embargo, si una comunicacion no es posible de forma fiable, la funcionalidad puede verse gravemente limitada. En el ejemplo de un modulo de carga mencionado al principio, no es posible una carga de la bateria del vehiculo electrico.

El documento DE 10 2008 048657 A1 trata la venta de energia electrica de un proveedor de energia a un consumidor, asi como de un consumidor a un proveedor de energia, y la comercializacion de la capacidad de almacenamiento. El documento DE 102008048657 A1 revela un adaptador que permite la participacion en una red de carga para consumidores electricos. El documento DE 102008048657 A1 revela ademas un procedimiento para registrar y facturar transacciones entre un proveedor de red de carga y el usuario de un consumidor.

La memoria impresa US 2012 / 109403 A1 revela un procedimiento y un dispositivo para la gestion de servicios energeticos. Una estacion de carga se conecta a una red electrica y posee una clavija de red dotada de un identificador RFID. Un consumidor electrico movil presenta un dispositivo de almacenamiento de energia y un enchufe de carga dotado de un lector RFID.

La memoria impresa US 2014/191718 A1 revela una identificacion segura para la carga de vehiculos electricos. Un enchufe de carga de un modulo de carga posee un lector de identificadores RFID. En el vehiculo se coloca un identificador RFID. El vehiculo se identifica automaticamente mediante RFID, por ejemplo, para su autenticacion en el marco de un llenado.

La memoria impresa EP2716490 A1 revela un sistema de carga enchufable que pone a disposicion dos tensiones, una tension continua y una tension alterna.

La tarea consiste en crear un sistema modular de vehiculo que evite los inconvenientes citados del estado de la tecnica, poniendose a disposicion especialmente una comunicacion mas fiable entre el vehiculo y el modulo.

La tarea se resuelve mediante un sistema modular de vehiculo segun la reivindicacion 1 con un vehiculo electrico y con un modulo que se puede conectar al vehiculo electrico mediante una conexion de enchufe, un vehiculo electrico segun la reivindicacion 13, un modulo segun la reivindicacion 14 y un procedimiento segun la reivindicacion 15. En las reivindicaciones dependientes se describen formas de realizacion preferidas de la invencion.

Un aspecto principal de la invencion es el uso de la comunicacion de campo cercano o de corto alcance, a continuacion tambien denominada "NFC" (Near Field Communication), en la conexion de enchufe entre el vehiculo electrico y el modulo, al menos para conectar un dispositivo de control del vehiculo electrico a un control de modulo para el intercambio de datos. Ademas de una comunicacion fiable, incluso en caso de componentes expuestos a la intemperie, la configuracion segun la invencion tambien proporciona un aislamiento galvanico entre el dispositivo de control y el control de modulo, evitando asi causar danos al otro componente respectivo en caso de un mal funcionamiento de un componente. El uso de NFC en la conexion de enchufe, es decir, de una comunicacion inalambrica en la que no se crea ningun campo lejano significativo, reduce ademas los eventuales problemas de seguridad de datos debido al alcance limitado de la comunicacion.

En el marco de la invencion, por un vehiculo electrico se entiende un vehiculo accionado electricamente de uno o varios carriles y, en especial, un vehiculo de carretera. El vehiculo electrico es preferiblemente un vehiculo electrico ligero como, por ejemplo, un vehiculo electrico de dos o tres ruedas o una bicicleta electrica, un pedelec, un scooter, una silla de ruedas, un quad o un kart. Con especial preferencia es un vehiculo electrico ligero con un peso en vacio de no mas de 500 kg, mas preferiblemente no mas de 350 kg, respectivamente sin accesorios como, por ejemplo, baterias.

Segun la invencion, el vehiculo electrico presenta al menos una red de alimentacion de potencia de a bordo para suministrar energia a una unidad de accionamiento electrica del vehiculo electrico, un dispositivo de control para la comunicacion con un modulo, y al menos una interfaz conectada a la red de alimentacion de potencia de a bordo y al dispositivo de control para la conexion al modulo, formando la interfaz un primer elemento de una conexion de enchufe.

El modulo presenta al menos un dispositivo electrico, un controlador de modulo para la comunicacion con el dispositivo de control del vehiculo electrico, y un elemento de conexion conectado al dispositivo electrico y al control de modulo y que forma un segundo elemento de la conexion de enchufe. La interfaz del vehiculo electrico puede conectarse de forma separable al elemento de conexion del modulo, en especial puede conectarse mecanicamente, a fin de conectar el dispositivo electrico del modulo a la red de alimentacion de potencia de a bordo del vehiculo electrico. Naturalmente, el vehiculo y el modulo pueden presentar otros componentes, especialmente una o varias unidades de conmutacion que conmutan la conexion entre la red de alimentacion de potencia de a bordo y el modulo y que, en principio, no se trataran con mas detalle.

Segun la invencion, la interfaz del vehiculo electrico presenta un primer dispositivo NFC y el elemento de conexion del modulo presenta un segundo dispositivo NFC, estando configurados dichos dispositivos al menos para la comunicacion bidireccional de corto alcance entre si, a fin de conectar el dispositivo de control del vehiculo electrico al control del modulo.

La red de alimentacion de potencia de a bordo segun la invencion del vehiculo electrico se concibe para el suministro de energia a la unidad electrica de accionamiento y conecta al menos la unidad de accionamiento a la al menos una interfaz. En principio, la red de alimentacion de potencia de a bordo puede, de por si, conectar otras interfaces, componentes electricos o modulos del vehiculo configurados de forma correspondiente como, por ejemplo, una o varias baterias internas, generadores, pilas de combustible, convertidores CC/CC, motores u otros componentes.

Debido al requisito con respecto a un suministro de energia a la unidad electrica de accionamiento, la red de alimentacion de potencia de a bordo se configura preferiblemente para una corriente electrica de al menos 3 A, en particular de al menos 5 A, convenientemente de 60 A. En este caso, la tension se puede elegir adecuadamente, pudiendo ser una tension alterna o una tension continua. Resulta conveniente una tension de 10 V-150 V, especialmente de 24 V-120 V, y especialmente de entre 60-120 V. De acuerdo con un ejemplo, la red de alimentacion de potencia de a bordo es una red de alimentacion de corriente continua, en especial una red de alimentacion de 60 V CC.

Segun un ejemplo de realizacion preferido, dependiendo del diseno y del tipo del vehiculo puede preverse, ademas de la red de alimentacion de potencia de a bordo, una red de alimentacion de a bordo auxiliar separada que suministre energia electrica a otros modulos electricos tales como controles, accesorios, elementos de mando y/o equipos de iluminacion. En especial, la red de alimentacion de a bordo auxiliar se concibe preferiblemente para una tension de 12 V o 14 V. La red de alimentacion de a bordo auxiliar puede presentar un suministro de corriente propio, por ejemplo, una bateria, o puede alimentarse de la red de alimentacion de potencia de a bordo por medio de un convertidor. De forma complementaria o alternativa, la red de alimentacion de potencia de a bordo puede configurarse para varios niveles de tension, por ejemplo, 60 V, asi como 120 V de tension de pico o 48 V y 96 V de tension nominal, a fin de, por ejemplo, permitir una carga rapida de una bateria.

En el marco de la presente invencion, por una bateria se entiende naturalmente una bateria recargable como, por ejemplo, uno o varios acumuladores.

La unidad electrica de accionamiento segun la invencion sirve para la conversion de la energia electrica en trabajo mecanico y puede presentar, por ejemplo, uno o varios motores electricos. En este caso, la unidad electrica de accionamiento se utiliza preferiblemente como accionamiento principal; sin embargo, alternativa o adicionalmente tambien es posible imaginar que la unidad electrica de accionamiento se utilice para el accionamiento de apoyo, por ejemplo, en caso de bicicletas electricas, para apoyar un pedaleo.

La unidad electrica de accionamiento puede disenarse como accionamiento directo, es decir, como un accionamiento sin cambio de marchas, lo que resulta ventajoso con respecto a la eficiencia energetica. En un vehiculo electrico ligero, la unidad electrica de accionamiento es preferiblemente un motor con rotor de disco. La unidad de accionamiento es con especial preferencia un motor reductor. Segun la configuracion de la unidad de accionamiento, se preve un control de motor disenado para la regulacion de la potencia de accionamiento, por ejemplo, mediante una regulacion de corriente y/o tension y/o una modulacion de duracion de impulsos (PWM). La al menos una interfaz del vehiculo se configura para la conexion al elemento de conexion del modulo. En este caso, la interfaz y el elemento de conexion pueden presentar cualquier configuracion adecuada que ponga a disposicion una conexion electrica segura entre el modulo y la red de alimentacion de potencia de a bordo. Naturalmente, la interfaz y el elemento de conexion deberian adaptarse mecanicamente entre si de forma correspondiente. Segun la invencion, la interfaz y el elemento de conexion se configuran como una conexion de enchufe. De este modo se consigue una excelente manejabilidad y se facilita una conexion sencilla de los modulos al vehiculo. El elemento de conexion y la interfaz se disenan preferiblemente como elementos de enchufe que encajan unos en otros. La interfaz se configura preferiblemente como un enchufe y el elemento de conexion como un zocalo de conexion.

Segun la invencion, la interfaz por el lado del vehiculo se conecta al menos a la red de alimentacion de potencia de a bordo y al dispositivo de control, mientras que el elemento de conexion por el lado del modulo se conecta al menos al dispositivo electrico y al control de modulo. Estas conexiones internas estan basadas en conductores y pueden realizarse permanentes, separables o conmutables. Debe deducirse sin mas que las conexiones deben adaptarse a la tension y a la corriente respectivas.

Teniendo en cuenta el posible manejo por parte de los usuarios del vehiculo, todas las piezas portadoras de corriente deberian realizarse con preferencia adecuadamente protegidas contra el contacto accidental, incluidos la interfaz y el elemento de conexion.

Como ya se ha mencionado, ademas del elemento de conexion, el modulo electrico segun la invencion tambien presenta un dispositivo electrico. El dispositivo electrico se concibe para la conexion a la red de alimentacion de potencia de a bordo y puede presentar todas las configuraciones adecuadas. En el caso mas sencillo, puede tratarse, por ejemplo, de un dispositivo electrico de conductores disenado para la conexion a la red de alimentacion de potencia de a bordo a traves del elemento de conexion y que, por ejemplo, conecta la red de alimentacion de potencia de a bordo a otros componentes o a otro modulo, en su caso, por medio de otro conector de enchufe. Sin embargo, el dispositivo electrico comprende especialmente uno o varios componentes y/o circuitos electricos o electronicos.

El dispositivo electrico es convenientemente un dispositivo de potencia. En el marco de la presente invencion, el termino dispositivo de potencia comprende todos los dispositivos de circuito electricos y componentes configurados para la conexion a la red de alimentacion de potencia de a bordo o a la unidad de accionamiento y especialmente para la aportacion de energia electrica a la unidad de accionamiento o para la disipacion de la energia electrica generada por la unidad de accionamiento. Este ultimo puede ser el caso, en especial, si la unidad de accionamiento se utiliza como freno de recuperacion o como generador. El dispositivo de potencia se configura preferiblemente para la aportacion o para la descarga de una corriente electrica de al menos 1 A, con especial preferencia de al menos 5 A.

El dispositivo electrico es convenientemente una fuente de tension o de corriente, es decir, una fuente de energia, y presenta, por ejemplo, una bateria, un cargador, un panel solar, una pila de combustible y/o un generador. Por lo tanto, el modulo puede disenarse especialmente como cargador o estacion de carga, es decir, como "modulo de carga". Alternativa o adicionalmente, el dispositivo electrico tambien puede configurarse como un consumidor electrico, es decir, como un receptor de energia y, por ejemplo, presentar una resistencia de frenado, una bateria en modo de carga, un convertidor o una alimentacion de potencia para la red electrica, en su caso, con un ondulador para un acoplamiento "Vehicle-to-Grid".

Para la comunicacion con el al menos un modulo, el dispositivo de control puede presentar, en especial, uno o varios microprocesadores o una unidad informatica debidamente equipada con una programacion correspondiente almacenada en una memoria.

El dispositivo de control puede estar formado por una o varias piezas, resultando preferible un dispositivo de control central. El dispositivo de control tambien puede integrarse con otros componentes del vehiculo, por ejemplo, con un control de motor de la unidad electrica de accionamiento. El dispositivo de control corresponde preferiblemente a un "Energybus-Controller (EBC)".

El control del modulo puede presentar, por ejemplo, un microcontrolador, un microprocesador u otro componente electronico adecuado, en su caso, con una programacion adecuada, de manera que sea posible una comunicacion con el dispositivo de control.

Como se ha mencionado al principio, la interfaz del vehiculo electrico presenta ademas un primer dispositivo NFC y el elemento de conexion del modulo presenta un segundo dispositivo NFC, estando configurados dichos dispositivos al menos para la comunicacion bidireccional de corto alcance entre si, a fin de conectar el dispositivo de control del vehiculo electrico al control del modulo.

En este sentido, por una conexion entre el dispositivo de control y el control del modulo se entiende un circuito de transmision de datos que permite al menos una comunicacion unidireccional entre los componentes antes citados. Ambos dispositivos de comunicacion de corto alcance se configuran para la comunicacion de corto alcance y, por lo tanto, para la comunicacion inalambrica entre si. En este caso, por el termino "comunicacion de corto alcance" se entiende una comunicacion inalambrica en la que no se crea un campo lejano significativo. La comunicacion puede realizarse de forma inductiva, capacitiva u optica. El alcance de la comunicacion es preferiblemente inferior a 2 cm. Los dispositivos NFC pueden utilizar para la comunicacion un protocolo de comunicacion adecuado como ISO 14443, 18092, 21481, ECMA 340, 352, 356, 362 o ETSI TS 102 190. La comunicacion de corto alcance presenta con especial preferencia una frecuencia en la banda ISM, con especial preferencia de 13,56 MHz.

Como ya se ha comentado al principio, mediante el uso de dispositivos NFC se puede poner a disposicion una comunicacion fiable entre el dispositivo de control del vehiculo y el control del modulo. Este es especialmente el caso cuando la conexion de enchufe esta expuesta a la intemperie, lo que puede dar lugar facilmente a la corrosion por contacto o a contactos sucios. Mientras que esto no suele resultar problematico con las altas corrientes que se producen en la conexion entre la red de alimentacion de potencia de a bordo y el dispositivo electrico, los contactos de las conexiones de los circuitos de transmision de datos conductores de electricidad son mucho mas sensibles. La invencion evita, de un modo ventajoso, problemas de contacto correspondientes. En este caso, el uso de la comunicacion de corto alcance aumenta al mismo tiempo la seguridad de la comunicacion, mejora la inmunidad a parasitos y facilita el direccionamiento en comparacion con un uso de, por ejemplo, Wi-Fi/WLAN. Como ya se ha mencionado antes, la invencion tambien proporciona un aislamiento galvanico ventajoso al menos entre el dispositivo de control y el control de modulo.

El primer y el segundo dispositivo NFC pueden presentar todas las configuraciones apropiadas para poner a disposicion una comunicacion de corto alcance entre si. De acuerdo con una forma de realizacion conveniente, al menos uno de los dos dispositivos NFC esta integrado con la interfaz o con el elemento de conexion, lo que proporciona una forma constructiva extremadamente compacta. En este caso, el dispositivo NFC correspondiente puede disponerse "encapsulado" en una carcasa de la interfaz o del elemento de conexion, de manera que el mismo quede protegido de las influencias meteorologicas o de los danos.

Segun la invencion, los dos dispositivos NFC se configuran para la comunicacion bidireccional. Con especial preferencia, ambos dispositivos NFC se configuran activos. Aqui un suministro de corriente puede llevarse a cabo, por ejemplo, a traves de la red de alimentacion de a bordo auxiliar.

Segun otra forma de realizacion alternativa o complementaria, los dispositivos NFC pueden configurarse adicionalmente para la transmision de energia, en especial para el suministro de energia electrica a la unidad de control del vehiculo electrico y/o al control del modulo.

De acuerdo con la presente forma de realizacion, los dispositivos NFC permiten no solo la puesta a disposicion de de una conexion de comunicacion o de un circuito de transmision de datos, sino tambien la transmision de energia electrica, lo que resulta especialmente ventajoso. En este caso, por una parte el modulo puede suministrar la energia electrica a la unidad de control en el vehiculo, por ejemplo, si la bateria interna debe estar completamente descargada, o por otra parte, una fuente de tension disponible por el lado del vehiculo puede suministrar la energia electrica al control del modulo. Por consiguiente, la presente configuracion permite una comunicacion entre el dispositivo de control y el control de modulo, incluso si la bateria del vehiculo esta completamente descargada y se mantiene un aislamiento galvanico.

En el marco de la presente configuracion, por transmision de energia o suministro de energia electrica se entiende la transmision de una potencia electrica de al menos 1 vatio a, por ejemplo, un maximo de 24 vatios.

Como se menciono al principio, el vehiculo electrico tambien puede presentar una red de alimentacion de a bordo auxiliar que suministre energia electrica a otros modulos electricos como controles, accesorios, elementos de mando y/o dispositivos de iluminacion. En especial, la red de alimentacion de a bordo auxiliar puede configurarse para el suministro de energia electrica al dispositivo de control.

Segun otro ejemplo de realizacion, los dispositivos NFC se configuran para la transmision de energia electrica entre la red de alimentacion de a bordo auxiliar del vehiculo y el modulo. En este caso es posible establecer especialmente una conexion entre la red de alimentacion de a bordo auxiliar y una red de alimentacion de modulo auxiliar. La red de alimentacion de modulo auxiliar puede, por ejemplo, conectarse al control del modulo, de manera que el control del modulo se pueda alimentar con energia electrica de la red de alimentacion de a bordo auxiliar. Alternativa o adicionalmente, por ejemplo, en el caso de un "modulo de carga" como el mencionado al principio, la red de alimentacion de modulo auxiliar puede conectarse a una fuente de tension, por ejemplo, una fuente de alimentacion de 12 V o de 14 V, a fin de, en su caso, suministrar al control del modulo y al dispositivo de control del vehiculo electrico la energia electrica necesaria para el correcto funcionamiento de estos componentes.

Los dispositivos NFC pueden presentar cualquier configuracion adecuada para la transmision de energia electrica. En este caso, la transmision de energia se puede llevar a cabo de forma capacitiva o inductiva.

Segun una forma de realizacion, el primer y el segundo dispositivo NFC presentan respectivamente una bobina NFC, cuyos ejes de bobina se disponen ortogonalmente a la direccion de insercion y, en caso de una conexion correcta de la interfaz y del elemento de conexion, paralelamente entre si. De este modo se garantiza, por una parte, una transmision de senales especialmente buena y, en su caso, por otra parte, una transmision de energia eficiente por medio de los dispositivos NFC.

El primer y el segundo dispositivo NFC pueden configurarse especialmente de manera que, si la conexion de la conexion de enchufe se realiza segun lo previsto, sus ejes de bobina se solapen fundamentalmente por completo, es decir, por ejemplo, con una tolerancia, en su caso, de - 2 mm.

La interfaz y el elemento de conexion se configuran convenientemente para la conexion galvanica del dispositivo electrico del modulo a la red de alimentacion de potencia de a bordo del vehiculo electrico, mientras que el dispositivo de control y el control del modulo estan aislados galvanicamente. De este modo se pueden transmitir tensiones y/o corrientes altas entre el dispositivo electrico del modulo y la red de alimentacion de potencia de a bordo del vehiculo electrico, mientras que se puede excluir una transmision (accidental) de tensiones y/o corrientes demasiado altas entre el dispositivo de control y el control del modulo. Asi se reduce aun mas el riesgo de un manejo erroneo.

De acuerdo con otro ejemplo de realizacion, la interfaz y el elemento de conexion se pueden configurar para la conexion galvanica del dispositivo electrico del modulo a la red de alimentacion de potencia de a bordo del vehiculo electrico en varios niveles de tension. Como se comento al principio, esto puede resultar conveniente, por ejemplo, para una carga rapida de una bateria. En este caso, la red de alimentacion de potencia de a bordo y/o el dispositivo electrico del modulo presentan preferiblemente dos niveles de tension en conductores separados unos de otros. La interfaz y el elemento de conexion presentan convenientemente al menos un primer elemento de contacto para conectar la red de alimentacion de potencia de a bordo al dispositivo electrico en un primer nivel de tension, asi como al menos un segundo elemento de contacto para conectar la red de alimentacion de potencia de a bordo del vehiculo electrico al dispositivo electrico en un segundo nivel de tension diferente. El segundo nivel de tension puede corresponder a una linea de carga rapida. En el caso de un "modulo de carga", el dispositivo electrico puede presentar un suministro de corriente que ponga a disposicion al menos dos tensiones.

Segun otra forma de realizacion alternativa o complementaria, el primer y/o el segundo dispositivo NFC pueden presentar un control NFC. Este puede disenarse especialmente para la comunicacion con el dispositivo de control y permitir asi una identificacion del respectivo dispositivo NFC. La presente forma de realizacion puede resultar especialmente conveniente si el vehiculo electrico se configura con mas de una interfaz. En este caso se puede determinar que modulo esta conectado a que interfaz, de manera que sea posible una asignacion de los mismos. Resulta especialmente ventajoso que el control NFC se pueda direccionar logicamente. Esto permite un analisis de las rutas de corriente y, en su caso, de las rutas de datos o de la comunicacion de datos.

Convenientemente, el control NFC se configura para la medicion de corriente y/o de tension en la red de alimentacion de potencia de a bordo o en la red de alimentacion de a bordo auxiliar, por ejemplo, con una unidad de medicion adecuada. Esta configuracion permite una supervision de la conexion electrica, por ejemplo, de un proceso de carga. Alternativa o adicionalmente, el control NFC se configura para controlar una unidad de conmutacion y/o un accionamiento de bloqueo, como se explica a continuacion.

Los controles NFC pueden integrarse con el dispositivo NFC respectivo o pueden preverse como un control separado. De acuerdo con una forma de realizacion, el control NFC del segundo dispositivo NFC se disena integralmente con el control del modulo, por ejemplo, en un microprocesador.

Segun otra forma de realizacion alternativa o complementaria de la invencion, en la interfaz se dispone un primer elemento de bloqueo. En el elemento de conexion se dispone un segundo elemento de bloqueo configurado para encajar con el primer elemento de bloqueo.

Al menos uno de los elementos de bloqueo se puede mover entre una posicion libre (desbloqueado) y una posicion de bloqueo (bloqueado). En la posicion libre, el elemento de conexion se puede separar de la interfaz. En la posicion de bloqueo, el elemento de conexion se bloquea mecanicamente en la interfaz. En esta forma de realizacion, ademas de una conexion electrica entre el vehiculo y el modulo en el estado de funcionamiento conectado, tambien se puede llevar a cabo un bloqueo mecanico de los componentes.

La presente forma de realizacion permite, por consiguiente, una conexion segura entre el vehiculo y el modulo, lo que aumenta la seguridad de funcionamiento y reduce el riesgo de una intervencion por parte de personas no autorizadas. En este caso resulta especialmente ventajoso que tanto la conexion electrica, como tambien el bloqueo mecanico se realizan a traves de la al menos una interfaz del vehiculo y del elemento de conexion del modulo. Por lo tanto, el sistema es especialmente facil de usar y puede manejarse de forma rapida y sencilla.

Los elementos de bloqueo previstos segun la presente forma de realizacion pueden presentar cualquier configuracion adecuada para bloquear entre si el elemento de conexion y la interfaz en la posicion de bloqueo, es decir, para fijarlos mecanicamente entre si, a fin de evitar la desconexion involuntaria del modulo de la bicicleta. Asi es posible, por ejemplo, evitar una desconexion del vehiculo y del modulo "bajo carga", lo que aumenta considerablemente la seguridad de funcionamiento. Ademas, segun la configuracion, tambien se puede evitar la retirada no autorizada del modulo del vehiculo, con lo que se obtiene un cierto grado de proteccion contra robos. Los elementos de bloqueo se realizan preferiblemente como elementos correspondientes. En este caso, uno de los elementos de bloqueo puede disenarse, por ejemplo, como un estribo, una ranura, una escotadura o un orificio en el que encaje el otro elemento de bloqueo respectivo que se configura preferiblemente como pasador, perno o leva de bloqueo. El segundo elemento de bloqueo se configura con especial preferencia para engranar en arrastre de forma con el primer elemento de bloqueo.

Los elementos de bloqueo se pueden configurar en una sola pieza o en varias piezas, configurandose preferiblemente el primer elemento de bloqueo integralmente en la interfaz. El segundo elemento de bloqueo se integra convenientemente con el elemento de conexion.

Si el vehiculo presenta varias interfaces, cada una de las interfaces deberia presentar preferiblemente un elemento de bloqueo asignado.

Como se comento al principio, al menos el primer o el segundo elemento de bloqueo se pueden mover de una posicion libre a una posicion de bloqueo y viceversa. No obstante, ambos elementos de bloqueo se pueden configurar moviles. Preferiblemente, al menos el segundo, es decir, el elemento de bloqueo del lado del modulo, se configura movil, con lo que la interfaz del lado del vehiculo se puede configurar ventajosamente de forma especialmente sencilla y compacta.

El respectivo elemento de bloqueo se puede configurar, por ejemplo, de manera que se pueda mover lineal o rotatoriamente de la posicion libre a la posicion de bloqueo. Sin embargo, dependiendo de la aplicacion, el elemento de bloqueo correspondiente tambien puede disenarse para varios movimientos superpuestos, por ejemplo, alternativa o adicionalmente de forma pivotante o giratoria, pudiendose mover el elemento de bloqueo de la posicion libre a la posicion de bloqueo mediante un movimiento especialmente facil de realizar. Preferiblemente al menos un elemento de bloqueo se puede mover en una direccion, perpendicularmente a una direccion de conexion o de desconexion de la interfaz y del elemento de conexion, es decir, perpendicularmente a la direccion en la que la interfaz o el elemento de conexion se deben mover para encajar el uno en el otro o para separar la conexion.

En el marco de la presente invencion, por una "posicion libre" o "posicion de desbloqueo" se entiende una posicion del elemento de bloqueo que basicamente permite una separacion del elemento de conexion de la interfaz. Naturalmente cabe la posibilidad de disponer otro seguro o cierre en el vehiculo y/o en el modulo que, incluso en la posicion libre, impida que el elemento de conexion se separe de la interfaz como, por ejemplo, un enclavamiento o fijacion mecanica y/o magnetica adicional.

Como ya se ha comentado al principio, en la posicion de bloqueo el elemento de conexion y la interfaz se bloquean entre si, es decir, se fijan mecanicamente de manera que se evite una separacion involuntaria del modulo del vehiculo. En esta posicion, los dos elementos de bloqueo encajan el uno en el otro de manera que se bloquee una separacion del elemento de conexion y de la interfaz, es decir, de manera que se bloquee un mayor movimiento de estos componentes relativamente entre si en la direccion de separacion. Preferiblemente, la fuerza de retencion de la conexion entre el elemento de conexion y la interfaz a traves del bloqueo es tal que en el estado bloqueado se evita una separacion de la interfaz y del elemento de conexion con la ayuda del peso corporal de una persona. Para ello, la conexion bloqueada entre el elemento de conexion y la interfaz debe configurarse preferiblemente para una fuerza de retencion de 500 N y preferiblemente de 730 N. Se puede prever adicionalmente una separacion independiente del bloqueo, a fin de evitar un deterioro de los componentes, por ejemplo, si se rebasa la fuerza de retencion preestablecida.

El al menos un elemento de bloqueo puede disenarse de manera que pueda moverse manualmente entre la posicion libre y la posicion de bloqueo. Para ello, el elemento de bloqueo correspondiente se puede configurar con un elemento de activacion adecuado, por ejemplo, con un pulsador o palanca correspondiente a activar de forma manual.

El elemento de bloqueo se configura preferiblemente con un elemento de activacion que se puede cerrar como, por ejemplo, una cerradura y, en particular, un cilindro de cierre. De este modo se consigue una mejor proteccion contra la intervencion de terceros como, por ejemplo, contra el robo.

Ademas de una activacion manual, el elemento de bloqueo tambien puede configurarse complementaria o alternativamente con un accionamiento de bloqueo motorizado de manera que pueda moverse entre la posicion libre y la posicion de bloqueo como, por ejemplo, mediante uno o varios resortes y/o un accionamiento de bloqueo neumatico, hidraulico o motorizado de otro tipo.

El elemento de bloqueo se conecta preferiblemente a un dispositivo de resorte para proporcionar una fuerza de retroceso. Asi se puede configurar un accionamiento motorizado de bloqueo de un modo especialmente sencillo, dado que solo es necesario accionar mediante el motor una direccion de movimiento del elemento de bloqueo, concretamente contra la fuerza elastica.

De acuerdo con una forma de realizacion preferida, en el primer y/o en el segundo elemento de bloqueo se dispone un accionamiento de bloqueo que se puede activar electricamente disenado para mover al menos uno, es decir, el primero y/o el segundo elemento de bloqueo entre la posicion libre y la posicion de bloqueo.

El accionamiento de bloqueo que se puede activar electricamente puede presentar todas las configuraciones adecuadas para este proposito y se puede configurar, por ejemplo, como un motor electrico. El accionamiento de bloqueo puede conectarse al elemento de bloqueo respectivo tanto directamente, como tambien a traves de otro sistema mecanico como, por ejemplo, un tornillo sinfin de accionamiento o un sistema de ruedas dentadas para moverlo entre la posicion libre y la posicion de bloqueo.

El accionamiento para el elemento de bloqueo se puede disponer tanto en el vehiculo electrico, como tambien en el modulo. Siempre que ambos elementos de bloqueo se configuren moviles, es posible disponer tanto en el vehiculo electrico, como tambien en el modulo respectivamente un accionamiento de bloqueo correspondiente.

El accionamiento de bloqueo se dispone con especial preferencia en el elemento de conexion por el lado del modulo. De este modo es posible una interfaz por el lado del vehiculo especialmente sencilla y compacta. Ademas, en el caso de un modulo de carga, las piezas mecanicamente moviles no se disponen en el lado del vehiculo, con lo que se consigue una proteccion especialmente ventajosa contra influencias externas como, por ejemplo, la humedad y los danos mecanicos causados por vibraciones durante el funcionamiento del vehiculo. Ademas, en caso de una averia, por ejemplo, se puede acceder al accionamiento de bloqueo independientemente del vehiculo electrico para separar facilmente el vehiculo del modulo, por ejemplo, en caso de reparaciones o de trabajos de mantenimiento. La activacion del accionamiento de bloqueo se puede llevar a cabo mediante cualquier dispositivo apropiado. Por ejemplo, es posible imaginar prever un contacto de conmutacion que active el accionamiento de bloqueo en caso de que el elemento de conexion se conecte a la interfaz, a fin de enclavar los componentes. Como contacto de conmutacion se pueden utilizar, por ejemplo, un sensor mecanico o tambien un sensor sin contacto como, por ejemplo, un sensor acustico u optico.

Segun un ejemplo de realizacion, el control de modulo se configura para determinar la posicion del segundo elemento de bloqueo y para controlar debidamente el accionamiento de bloqueo.

Asi es posible imaginar, por ejemplo, que en el caso de un modulo de carga, el control del modulo active el accionamiento de bloqueo y enclave el elemento de bloqueo cuando la interfaz esta conectada al elemento de conexion. Una vez finalizado el proceso de carga de la bateria del vehiculo, el accionamiento de bloqueo se activa de nuevo y la interfaz y el elemento de conexion se desbloquean automaticamente. De este modo se puede evitar que el proceso de carga se interrumpa antes de tiempo, lo que puede ser perjudicial para las baterias normales. Alternativa o complementariamente, el control del modulo puede conectarse a un panel de control, de manera que el bloqueo y/o el desbloqueo solo puedan tener lugar despues de la introduccion de un codigo PIN. Asi es posible evitar una retirada no autorizada de un modulo o del vehiculo, especialmente en zonas publicas.

En otra forma de realizacion, el dispositivo de control se configura para enviar una senal de activacion al al menos un accionamiento de bloqueo, a fin de enclavar el elemento de conexion con la interfaz. Adicional o alternativamente, el dispositivo de control se configura para enviar una senal de desactivacion al al menos un accionamiento de bloqueo y para desbloquear el elemento de conexion y la interfaz.

Con esta finalidad, el dispositivo de control puede conectarse, por ejemplo, a un panel de control correspondiente, de manera que la senal de desactivacion se envie de acuerdo con una entrada de usuario, por ejemplo, cuando el usuario solicite la desconexion del modulo del vehiculo. Alternativa o complementariamente, el dispositivo de control puede configurarse para enviar la senal de desactivacion automaticamente, por ejemplo, en caso de conexion de un modulo de carga cuando ha finalizado el proceso de carga.

En este caso, la senal de activacion puede enviarse directamente desde el dispositivo de control o indirectamente, por ejemplo, a traves del control del modulo al accionamiento de bloqueo. La senal de activacion puede ser una senal adecuada, preferiblemente electrica; la senal de activacion es con especial preferencia una senal digital. Segun otro ejemplo de realizacion alternativo o complementario, el control del modulo se configura especialmente para enviar una senal de identificacion al dispositivo de control en caso de que el elemento de conexion se conecte a la interfaz.

Aqui, el dispositivo de control se puede configurar adicionalmente para recibir la senal de identificacion, para compararla con al menos un parametro de compatibilidad y, si la senal de identificacion coincide con el parametro de compatibilidad, para llevar a cabo uno o varios de los siguientes pasos del procedimiento.

Un paso del procedimiento como este puede incluir, por ejemplo, el envio de una senal de activacion a al menos una unidad de conmutacion para conectar el dispositivo electrico a la red de alimentacion de potencia de a bordo. Otro ejemplo para un paso de procedimiento adicional es la realizacion de un bloqueo mediante el accionamiento de bloqueo antes descrito. Dicho de otra forma, si, por ejemplo, la senal de identificacion coincide con el parametro de compatibilidad, se puede enviar una primera senal de activacion al al menos un accionamiento de bloqueo, a fin de enclavar el elemento de conexion con la interfaz y/o se puede enviar una segunda senal de activacion a la al menos una unidad de conmutacion, a fin de conectar el dispositivo electrico a la red de alimentacion de potencia de a bordo. La secuencia temporal de la primera y de la segunda senal de activacion se puede elegir conforme a la aplicacion. En este caso, la primera senal de activacion puede enviarse antes, al mismo tiempo o despues de la segunda senal de activacion.

Por lo tanto, segun el presente ejemplo de realizacion se preve ventajosamente que la interfaz del vehiculo electrico solo se bloquee con el elemento de conexion del modulo si, por ejemplo, estan garantizadas la compatibilidad o la autorizacion para ello. Esto permite, por ejemplo, garantizar que solo los vehiculos compatibles o autorizados en modulos como, por ejemplo, una estacion de carga, o tambien solo los modulos compatibles o autorizados como, por ejemplo, las baterias originales, puedan utilizarse con el vehiculo y bloquearse. La presente prueba de compatibilidad aumenta aun mas la seguridad de funcionamiento.

Como se ha mencionado al principio, el control del modulo se puede concebir de manera que la senal de identificacion se envie al dispositivo de control al menos en caso de conexion del elemento de conexion del modulo a la interfaz del vehiculo electrico o poco despues.

La senal de identificacion permite al dispositivo de control una comparacion con al menos un parametro de compatibilidad y tomar asi una decision con respecto a la compatibilidad o a la autorizacion para accionar el modulo con el vehiculo. Por ejemplo, la senal de identificacion del dispositivo de control puede permitir tomar una decision con respecto a la compatibilidad del dispositivo electrico del modulo con la red de alimentacion de potencia de a bordo, es decir, comprobar si el dispositivo se puede conectar de forma segura a la red de alimentacion de potencia de a bordo. La senal de identificacion es preferiblemente una senal digital, lo que resulta especialmente ventajoso en relacion con la fiabilidad.

En el caso mas sencillo, la senal de identificacion permite una identificacion del modulo de manera que, en su caso, tras la consulta de una unidad de memoria apropiada prevista en el dispositivo de control, sea posible comprobar si el modulo se puede conectar al vehiculo electrico o si el modulo es compatible con la red de alimentacion de potencia de a bordo y, por consiguiente, con el vehiculo. De este modo, la senal de identificacion puede corresponder a un parametro de identificacion como, por ejemplo, un codigo de acceso o PIN, un numero de serie y/o un identificador de tipo, en su caso, con un identificador de fabricante. Alternativa o adicionalmente, la senal de identificacion puede corresponder a un identificador de funcion con respecto a la funcionalidad del componente electrico como, por ejemplo, "fuente de energia" o "receptor de energia", o "bateria", "cargador" o "panel solar". El al menos un parametro de compatibilidad puede presentar, por ejemplo, uno o varios valores de comparacion y/o uno o varios valores umbral. Naturalmente, el dispositivo de control tambien puede configurarse para comparar varios parametros de compatibilidad. En el dispositivo de control se puede preestablecer de forma permanente el al menos un parametro de compatibilidad o, preferiblemente, este se puede consultar desde una unidad de almacenamiento a traves de la unidad de control. Alternativa o complementariamente puede conectarse una unidad de medicion a la unidad de control para medir una magnitud electrica de la red de alimentacion de potencia de a bordo como, por ejemplo, la tension o el flujo de corriente, y para determinar de forma correspondiente uno o varios parametros de compatibilidad. En este caso, la unidad de medicion puede consultarse, por ejemplo, a traves de uno de los dispositivos NFC.

Como se ha mencionado al principio, segun un ejemplo de realizacion, el dispositivo de control puede enviar, despues de haber realizado una comprobacion de compatibilidad, es decir, en el caso de que la senal de identificacion coincida con el parametro de compatibilidad, una segunda senal de activacion a la al menos una unidad de conmutacion para conectar el dispositivo electrico a la red de alimentacion de potencia de a bordo.

La unidad de conmutacion proporciona una conexion conmutable y separable entre el dispositivo electrico del modulo y la red de alimentacion de potencia de a bordo. En principio, la unidad de conmutacion deberia configurarse de manera que, antes de la activacion de la unidad de conmutacion por medio del dispositivo de control, el dispositivo electrico se desconecte de forma segura de la red de alimentacion de potencia de a bordo, es decir, tambien durante el periodo de tiempo comprendido entre la conexion del elemento de conexion a la interfaz y la activacion de la unidad de conmutacion a traves del dispositivo de control.

La presente configuracion garantiza, por consiguiente, un aislamiento galvanico seguro del dispositivo electrico del modulo y de la red de alimentacion de potencia de a bordo antes de la prueba de compatibilidad. En el caso de que la senal de identificacion coincida con el parametro de compatibilidad, es posible, por ejemplo, llevar a cabo en primer lugar el bloqueo antes descrito de la interfaz y del elemento de conexion mediante el envio de la primera senal de activacion, siendo posible, a continuacion, establecer la conexion electrica entre la red de alimentacion de potencia de a bordo y el dispositivo electrico del modulo. De este modo se aumenta aun mas la seguridad de funcionamiento gracias a que, en primer lugar, se garantizan una conexion correcta y un bloqueo del modulo en el vehiculo antes de que se establezca la conexion electrica entre la red de alimentacion de potencia de a bordo y el dispositivo electrico del modulo.

Por este motivo, el dispositivo de control se configura preferiblemente para, en primer lugar, enviar la primera senal de activacion al accionamiento de bloqueo y para enviar, a continuacion, la segunda senal de activacion a la unidad de conmutacion.

Para la activacion de la unidad de conmutacion, esta se conecta adecuadamente al dispositivo de control para la recepcion de la segunda senal de activacion, siendo posible naturalmente, ademas de una conexion directa, tambien una conexion indirecta, por ejemplo, a traves de otros componentes del vehiculo o del modulo como, por ejemplo, a traves de uno de los dispositivos NFC o del control del modulo.

La unidad de conmutacion se puede configurar para la conmutacion unipolar o multipolar de la conexion entre el dispositivo electrico y la red de alimentacion de potencia de a bordo, siempre que se garantice que una corriente electrica considerable no fluya entre el dispositivo y la red de alimentacion de potencia de a bordo antes de la activacion a traves del dispositivo de control. La unidad de conmutacion se configura preferentemente para la conmutacion de todos los polos de la conexion entre el dispositivo electrico y la red de alimentacion de potencia de a bordo, lo que aumenta ventajosamente aun mas la seguridad de funcionamiento. La unidad de conmutacion puede configurarse discretamente, por ejemplo, como rele o contactor, o tambien como circuito integrado, por ejemplo, como MOSFET.

En este caso, la unidad de conmutacion puede configurarse en una o varias piezas y disponerse basicamente en el vehiculo, lo cual resulta ventajoso con respecto al peso y al tamano del modulo. Sin embargo, resulta preferible prever la unidad de conmutacion en el al menos un modulo. Asi se facilita la ampliacion de la red de alimentacion de potencia de a bordo mediante la adicion de nuevas interfaces similares a las de un sistema de bus. En caso de varios modulos, cada modulo deberia presentar de por si una unidad de conmutacion correspondiente.

La unidad de conmutacion se integra preferiblemente con el elemento de conexion, con lo que se consigue una forma constructiva especialmente compacta. Con especial preferencia, el control del modulo se integra con el elemento de conexion y especialmente se integra con la unidad de conmutacion. Un indicador optico como, por ejemplo, un LED, se conecta convenientemente a la unidad de conmutacion para la indicacion del estado de conexion.

De acuerdo con un perfeccionamiento preferido de la invencion, el dispositivo de control se concibe para determinar al menos un parametro de funcionamiento electrico del dispositivo a partir de la senal de identificacion y para comparar el parametro de funcionamiento con al menos un parametro de compatibilidad electrico de la red de alimentacion de potencia de a bordo.

Asi es posible una prueba de compatibilidad ventajosa por medio de las propiedades electricas de las redes a conectar, lo que aumenta aun mas la seguridad del sistema. El parametro de funcionamiento electrico del dispositivo y el parametro de compatibilidad electrico de la red de alimentacion de potencia de a bordo pueden presentar, en este caso, cualquier magnitud o campo electrico adecuado para la comparacion como, por ejemplo, la tension, la corriente, la potencia y/o la capacidad de la bateria.

Naturalmente tambien se puede prever comparar varios parametros de funcionamiento electricos del dispositivo con los parametros de compatibilidad correspondientes.

El control del modulo se puede configurar, por ejemplo, para consultar el al menos un parametro de funcionamiento electrico de una memoria del lado del modulo y, a continuacion, enviar una senal de identificacion correspondiente a la unidad de control del vehiculo. Esto resulta especialmente ventajoso si el parametro de funcionamiento electrico corresponde a un rango de trabajo del dispositivo electrico del modulo, por ejemplo, al rango de tension admisible y/o a una corriente maxima admisible del dispositivo.

Alternativa o adicionalmente, el control de modulo puede presentar al menos una unidad de medicion o conectarse a esta, a fin de determinar el parametro de funcionamiento electrico mediante medicion. Por consiguiente, en el caso de una fuente de tension, como una bateria o un cargador, es posible determinar la tension actual y enviar una senal de identificacion correspondiente al dispositivo de control.

Como se ha comentado al principio, el dispositivo de control puede, de igual modo, determinar el al menos un parametro de compatibilidad electrico de la red de alimentacion de potencia de a bordo de la unidad de almacenamiento o de una unidad de medicion prevista en el vehiculo.

Con especial preferencia, tanto el control de modulo presenta al menos una unidad de medicion para medir la tension del dispositivo electrico, como tambien el dispositivo de control presenta una unidad de medicion por el lado del vehiculo para medir la tension de la red de alimentacion de potencia de a bordo. El control de modulo puede presentar convenientemente una segunda unidad de medicion para determinar, tras la conexion a una de las interfaces, si la fuente de alimentacion de potencia de a bordo se alimenta con tension.

Preferiblemente, el control del modulo transmite la senal de identificacion que corresponde al menos a la tension del dispositivo electrico. El dispositivo de control determina la tension del dispositivo electrico a partir de la senal de identificacion y compara la tension del dispositivo electrico con la tension de la red de alimentacion de potencia de a bordo. En este caso, el dispositivo de control envia la o las senales de activacion si las dos tensiones no se desvian considerablemente una de otra, es decir, preferiblemente no mas de ± 0,5 V, en especial no mas de ± 0,15 V y con especial preferencia, no mas de ± 0,05 V.

Naturalmente, dependiendo de la aplicacion, no se excluye que la senal de identificacion corresponda a varios parametros de funcionamiento y/o parametros de identificacion y que el dispositivo de control se configure para la comparacion de los mismos con los parametros de compatibilidad correspondientes.

Como se ha mencionado al principio, el vehiculo electrico y el modulo segun la presente invencion pueden conectarse a traves de una conexion de enchufe. En este contexto, por una conexion de enchufe o por un conector de enchufe se entiende un componente separable que debe conectarse a un componente correspondiente y que proporciona una conexion separable galvanica, es decir, basada en conductores, entre la red de alimentacion de potencia de a bordo y el dispositivo electrico.

La conexion de enchufe deberia configurarse preferiblemente de manera que sea posible una conexion segura entre la red de alimentacion de potencia de a bordo del vehiculo y el dispositivo electrico del modulo. En particular, la conexion de enchufe deberia configurarse para cumplir los requisitos electricos del dispositivo respectivo, especialmente con respecto a la corriente y a la tension. La conexion de enchufe se concibe convenientemente para una corriente electrica de al menos 3 A, especialmente de al menos 5 A con una tension de 10 V-100 V, especialmente de 12 V-48 V.

Los conectores de enchufe o las conexiones de enchufe habituales son, por ejemplo, zocalos de conexion disenados como asientos para enchufes. En este caso es posible realizar el elemento de conexion o la interfaz como un zocalo de conexion o como un enchufe. El elemento de conexion por el lado del modulo se configura como un zocalo de conexion, dado que requiere muy poco mantenimiento. En este caso, la interfaz puede configurarse como un enchufe que corresponde al zocalo de conexion.

La conexion de enchufe presenta preferiblemente al menos dos elementos de contacto electricos, de manera que la red de alimentacion de potencia de a bordo pueda conectarse al dispositivo electrico. La conexion de enchufe presenta con especial preferencia tres elementos de contacto electricos, por ejemplo, para la conexion de 60 V, -120 V, asi como una conexion a tierra entre la red de alimentacion de potencia de a bordo y el dispositivo electrico. No son necesarios elementos de contacto para la transmision de una senal de comunicacion como, por ejemplo, un sistema de bus CAN y, en su caso, para la conexion electrica de la red de alimentacion de a bordo auxiliar, comentada al principio, al modulo.

Segun un perfeccionamiento especialmente preferible de la invencion, un elemento de conexion flexible se dispone entre la interfaz y el vehiculo electrico y/o entre el elemento de conexion y el modulo. De este modo se simplifica aun mas la manejabilidad del sistema del vehiculo y se facilita aun mas una conexion del modulo al vehiculo.

En este caso, el elemento de conexion se puede configurar en una sola pieza o en varias piezas. El elemento de conexion se construye preferiblemente a modo de tubo flexible o de cable y presenta, ademas de los conductores electricos correspondientes para conectar la red de alimentacion de potencia de a bordo al dispositivo electrico del modulo, un elemento de seguridad de un material resistente a las cargas mecanicas como, por ejemplo, un refuerzo metalico o un cable de acero. El elemento de seguro se integra preferiblemente en la interfaz o en el elemento de conexion o se fija con la interfaz o con el elemento de conexion o con uno de los medios de bloqueo, de manera que estos componentes no se puedan separar uno de otro sin romperse.

Gracias al elemento de conexion flexible resultan para el usuario del vehiculo mejores posibilidades de conexion entre el modulo y el vehiculo electrico. De este modo, las bicicletas, por ejemplo, pueden aparcarse a cierta distancia de una estacion de carga y conectarse a esta y bloquearse. Tambien es posible, por ejemplo, conectar modulos al vehiculo y bloquearlos, pudiendose posicionar, sin embargo, los modulos de forma flexible, por ejemplo, en el manillar del vehiculo. Ademas, con el elemento de conexion, por ejemplo, el vehiculo puede conectarse de un modo especialmente sencillo a un objeto como, por ejemplo, un soporte para bicicletas, pudiendo conectarse adicionalmente al modulo.

Resulta especialmente preferible una forma de realizacion en la que en el vehiculo esta disponible un asiento adicional con el elemento de bloqueo para la interfaz, de manera que el elemento de conexion flexible se pueda insertar con la interfaz en el asiento y se pueda bloquear. Asi tambien es posible un uso de la interfaz con el elemento de conexion flexible como un "cierre de cable" cuando no hay ningun modulo conectado al vehiculo.

Segun otra forma de realizacion preferida se preve una fijacion magnetica para fijar la interfaz y el elemento de conexion entre si y para posicionarlos de forma poco compacta. La fijacion magnetica se puede disponer en el elemento de conexion y/o en la interfaz. Esta permite un posicionamiento preciso de la interfaz y del elemento de conexion uno respecto a otro, a fin de lograr un bloqueo exacto y sin fallos. Ademas, incluso despues del desbloqueo, el elemento de conexion permanece en la interfaz, de manera que el mismo no abandone de forma incontrolada su posicion y se dane involuntariamente, por ejemplo, en caso de una configuracion con un elemento de conexion flexible.

El vehiculo electrico se configura convenientemente para la conexion de dos o mas modulos. En este caso, mediante la prueba de compatibilidad resultan claras ventajas. Naturalmente, el vehiculo electrico deberia presentar preferiblemente dos o mas interfaces.

En este caso, la unidad de conmutacion puede configurarse para la conexion separada de los dos o mas modulos a la red de alimentacion de potencia de a bordo, de manera que, en caso de una incompatibilidad, el modulo correspondiente no se conecte a la red de alimentacion de potencia de a bordo, aunque sea posible una conexion de los demas modulos.

Alternativa o complementariamente, la unidad de control puede presentar convenientemente, en el caso de la conexion de dos o mas modulos, un control de prioridad, a fin de determinar, ademas de la comprobacion de compatibilidad por medio de la prioridad, si el modulo respectivo puede conectarse a la red de alimentacion de potencia de a bordo. Para ello, la unidad de control se puede configurar preferiblemente para comparar la senal de identificacion con uno o varios parametros de prioridad, de manera que la senal de activacion solo se envie a la unidad de conmutacion o al accionamiento de enclavamiento si la senal de identificacion coincide con al menos un parametro de prioridad.

En el caso de la conexion de varios modulos de bateria es posible imaginar llevar a cabo una priorizacion en funcion de la demanda de corriente actual de la unidad de accionamiento electrica. Tambien es posible prever una priorizacion en funcion del tipo de modulo, de manera que, por ejemplo, se utilice en primer lugar la energia de un panel solar para el accionamiento y que, a continuacion, solo se conecte un modulo de bateria si el panel solar no suministra suficiente energia electrica. Naturalmente, un modulo no conectado puede permanecer, no obstante, bloqueado en el vehiculo.

El vehiculo electrico puede presentar ademas una red de comunicacion separada de la red de alimentacion de potencia de a bordo que conecte el dispositivo de control a la al menos una interfaz. En este caso, la red de comunicacion sirve para transmitir al menos la senal de identificacion desde el control del modulo despues de haber conectado el modulo a la interfaz del vehiculo. Naturalmente, la red de comunicacion puede configurarse para la conexion de otros componentes del vehiculo o del modulo como, por ejemplo, el accionamiento de enclavamiento, la unidad de conmutacion, un tablero de instrumentos, un dispositivo de mando y/o un control del motor. En este caso, la red de comunicacion puede presentar, por ejemplo, lineas de senal electricas y/o enlaces de comunicacion inalambricos; la red de comunicacion es convenientemente una red optica, es decir, una red de transmision configurada de forma correspondiente con lineas de senal opticas y dispositivos de transmision/recepcion. En este caso, la interfaz y el elemento de conexion presentan dispositivos de transmision/recepcion opticos que se conectan al menos a los respectivos dispositivos NFC. La red de comunicacion se configura preferiblemente como un sistema de bus con un protocolo adecuado, con especial preferencia la red de comunicacion es un sistema de bus CAN (CAN high, CAN low). De un modo especialmente preferible, la unidad de control y el control de modulo se configuran para la comunicacion a traves del protocolo CAN-open. En este caso, los dispositivos NFC se configuran para convertir la senal CAN (high/low) en un protocolo adecuado para la comunicacion de corto alcance y, de forma correspondiente, en una senal CAN (high/low) por el lado del receptor. Ya se han comentado al principio los protocolos adecuados para la comunicacion de corto alcance.

Segun otro aspecto de la presente invencion es un procedimiento para la conexion de un vehiculo electrico con un modulo.

En este caso, el vehiculo electrico presenta una red de alimentacion de potencia de a bordo para suministrar energia a una unidad electrica de accionamiento del vehiculo electrico, una interfaz conectada a la red de alimentacion de potencia de a bordo para la conexion a un modulo, y un dispositivo de control para la comunicacion con el modulo. El modulo presenta un dispositivo electrico para la conexion a la red de alimentacion de potencia de a bordo del vehiculo electrico, un elemento de conexion que se puede conectar de forma separable a la interfaz del vehiculo electrico, y un control de modulo para la comunicacion con el dispositivo de control del vehiculo electrico.

Segun el presente aspecto, la interfaz y el elemento de conexion se configuran para la comunicacion de corto alcance inalambrica entre si, de manera que despues de conectar la interfaz y el elemento de conexion, el control del modulo y el dispositivo de control del vehiculo electrico se comuniquen entre si de forma inalambrica a traves de la interfaz y del elemento de conexion.

En el procedimiento segun el presente aspecto, especialmente en caso de conexion del elemento de conexion a la interfaz, es posible enviar una senal de identificacion al dispositivo de control, pudiendose recibir la senal de identificacion a traves del dispositivo de control, compararla con al menos un parametro de compatibilidad y, si la senal de identificacion coincide con el parametro de compatibilidad, llevar a cabo un paso de procedimiento posterior, por ejemplo, el bloqueo y/o la conmutacion antes descritos. En el procedimiento, especialmente el primer y/o el segundo elemento de bloqueo pueden moverse de una posicion libre a una posicion de bloqueo, a fin de bloquear el elemento de conexion en la interfaz.

Con respecto a la configuracion de los distintos componentes y a las posibles formas de realizacion, se hace referencia a la descripcion anterior del sistema modular de vehiculo.

La comunicacion de corto alcance antes explicada entre un vehiculo electrico y un modulo tambien puede utilizarse ventajosamente en el marco de un sistema de carga modular. Otro aspecto de la presente invencion se refiere, por consiguiente, a un sistema de carga modular con una unidad de carga y al menos un modulo.

La unidad de carga presenta un cable de carga y una o varias interfaces conectadas al cable de carga para conectar al menos un modulo recargable. Se preve ademas un dispositivo de control para la comunicacion con el modulo. El al menos un modulo recargable puede presentar un elemento de conexion, que se puede conectar de forma separable a la interfaz, y un dispositivo electrico para la conexion al cable de carga. El modulo puede presentar ademas un control de modulo para la comunicacion con el dispositivo de control.

En este caso, la interfaz de la unidad de carga se puede conectar de forma separable al elemento de conexion del modulo para conectar el dispositivo electrico del modulo al cable de carga. La interfaz puede presentar ademas un primer dispositivo NFC y el elemento de conexion puede presentar un segundo dispositivo NFC que se configuran para la comunicacion de corto alcance entre si, a fin de conectar el dispositivo de control de la unidad de carga al control del modulo (para la comunicacion de datos).

Por este motivo, la configuracion segun el presente aspecto permite tambien, en el caso de la conexion de un modulo recargable a una unidad de carga, una seguridad de funcionamiento ventajosamente aumentada gracias a la comunicacion de corto alcance segun la invencion.

El dispositivo electrico presenta preferiblemente un dispositivo de almacenamiento de energia electrica y, con especial preferencia, un conjunto de baterias como, por ejemplo, uno o varios acumuladores. Por lo tanto, el modulo recargable es convenientemente un modulo de bateria.

La unidad de carga se configura preferiblemente para la conexion a una red de alimentacion, por ejemplo, una red de alimentacion de corriente de 220 V o 110 V. La unidad de carga presenta convenientemente una fuente de alimentacion que conecta la red de alimentacion al cable de carga y que se configura para una adaptacion y, en su caso, un control de la corriente y/o de la tension. En este caso, de acuerdo con la red de alimentacion de potencia de a bordo antes citada, el cable de carga se puede configurar ademas, en su caso, con varios niveles de tension (60 V, 120 V, 180 V) y los correspondientes conductores separados.

Con respecto a la configuracion de los distintos componentes de la unidad de carga y del modulo recargable, se hace referencia a la descripcion anterior del sistema modular del vehiculo, correspondiendo la configuracion de los componentes de la unidad de carga a los componentes correspondientes del vehiculo.

La invencion se describe a continuacion a la vista de ejemplos de realizacion. Se muestra en la:

Figura 1 un ejemplo de realizacion de un sistema electrico de un vehiculo electrico en una vista esquematica;

Figura 2 un ejemplo de realizacion de un modulo en una vista esquematica;

Figura 3 una vista detallada de un elemento de conexion del modulo segun la figura 2;

Figura 4 el ejemplo de realizacion del sistema electrico segun la figura 1 con un modulo conectado segun la figura 2; Figura 5 un ejemplo de realizacion de la comunicacion al conectar un modulo a un vehiculo electrico en un diagrama de flujo esquematico;

Figura 6 una forma de realizacion a modo de ejemplo de un elemento de conexion y de una interfaz en una vista en perspectiva con un cuadro de conexiones esquematico;

Figura 7 una forma de realizacion a modo de ejemplo de la interfaz segun la figura 6 en una vista en perspectiva parcialmente cortada con un cuadro de conexiones esquematico, y

Figura 8 el elemento de conexion de la figura 6 en una vista explosionada en perspectiva.

La figura 1 muestra un sistema electrico 1 de un vehiculo 2 segun la invencion con un total de tres sistemas de alimentacion de a bordo, concretamente una red de alimentacion de potencia de a bordo 3, un sistema de bus CAN 4 y una red de alimentacion de a bordo auxiliar 5. En este caso, la red de alimentacion de potencia de a bordo 3 sirve principalmente para el suministro electrico de energia a una unidad de accionamiento electrica 6 del vehiculo 2. La red de alimentacion de potencia de a bordo 3 se concibe como una red de corriente continua con varios niveles de tension, concretamente 60 V CC, asi como -120 V DC de tension de pico y 48 V CC o -96 V de tension nominal para una corriente de aproximadamente 20 A-100 A. El suministro electrico de energia se realiza mediante una bateria interna recargable de vehiculo 7. A continuacion se describen los distintos niveles de tension de la red de alimentacion de potencia de a bordo 3 en relacion con la tension de pico mencionada al principio, incluso si la tension nominal difiere de la misma.

La red de alimentacion de a bordo auxiliar 5 se concibe para una tension de funcionamiento de 12 V de corriente continua y sirve para el suministro de energia a otros componentes del vehiculo como, por ejemplo, una unidad de mando 8 y un dispositivo de control 9. En este caso, la red de alimentacion de a bordo auxiliar 5 se alimenta con energia electrica a traves de la bateria 7 y de un convertidor 10 intercalado de 60 V/12 V.

El sistema de bus CAN 4 sirve para el control y la comunicacion de los componentes del vehiculo, como se explica a continuacion detalladamente. En este caso, el sistema de bus CAN 4 se configura con lineas de senal electricas; el protocolo de comunicacion corresponde al protocolo "CAN-open" segun la especificacion CiA 454 (LEV).

De acuerdo con el presente ejemplo de realizacion, la red de alimentacion de potencia de a bordo 3 presenta, por consiguiente, tres conductores, concretamente 60 V CC, -120 V CC y tierra. La red de alimentacion de a bordo auxiliar 5 presenta un total de dos conductores, concretamente 12 V CC y tierra, mientras que el sistema de bus CAN 4 presenta conductores CAN-high y CAN-low. Para una mejor vision general, los distintos conductores de las redes antes comentadas no se muestran en las figuras 1 y 2.

La unidad de accionamiento electrica 6 comprende un motor electrico 11 conectado a la red de alimentacion de potencia de a bordo 3 a traves de un control de motor 12. El control de motor 12 se conecta ademas al bus CAN 4 para la recepcion de comandos de control y modula la tension aportada al motor desde la red de alimentacion de potencia de a bordo 3 por medio de una modulacion de duracion de impulsos (PWM), para permitir una regulacion de la potencia de accionamiento.

Para el control del vehiculo electrico se preve el dispositivo de control central 9 ya mencionado que se conecta de forma correspondiente al bus CAN 4 y, para el suministro de corriente, adicionalmente a la red de alimentacion de a bordo auxiliar 5. El dispositivo de control 9 es un control de microprocesador que se controla por medio de un programa almacenado en una unidad de memoria conectada y variable 13. En este caso, la unidad de control 9 sirve, por ejemplo, para controlar el control de motor 12 para el funcionamiento de marcha de acuerdo con un comando de control del usuario del vehiculo introducido a traves de la unidad de mando 8.

La unidad de control 9 supervisa ademas la red de alimentacion de potencia de a bordo 3, conectandose para ello a una unidad de medicion 14 que registra la tension y la corriente en la red de alimentacion de potencia de a bordo y que suministra los correspondientes valores de medicion digitales al dispositivo de control 9. La unidad de almacenamiento 13 presenta parametros de compatibilidad en una base de datos, lo que se explica detalladamente a continuacion.

El sistema electrico 1 del vehiculo electrico 2 presenta ademas dos interfaces 15 configuradas como conectores de enchufe para la conexion a los modulos correspondientes 16 y que conectan la red de alimentacion de potencia de a bordo 3, la red de alimentacion de a bordo auxiliar 5 y la red de comunicacion 4 a los modulos 16 conectados a las interfaces 15 de forma separable. El sistema electrico 1 del vehiculo electrico 2 y especialmente las redes de alimentacion 3, 4 y 5 pueden presentar de por si o conectar otros modulos y componentes, como se indica mediante las lineas discontinuas.

En la figura 2 se muestra en una vista esquematica un ejemplo de realizacion de un modulo 16 previsto para la conexion a una interfaz 15. El modulo 16 presenta un elemento de conexion 17 configurado en este caso como un zocalo de conexion para encajar con una de las interfaces 15. El modulo 16 presenta ademas un dispositivo electrico, concretamente una bateria 18 de 60 V que se conecta al elemento de conexion 17 a traves de una linea de alimentacion 19 para la aportacion de energia electrica a la red de alimentacion de potencia de a bordo 3. Alternativamente el modulo 16 puede configurarse en especial como punto de carga o cargador.

La interfaz 15 y el elemento de conexion 17 se pueden adaptar mecanicamente entre si. En especial, el elemento de conexion 17 puede presentar un pasador accionado por un motor electrico (no mostrado en la figura 2) que encaja en un estribo dispuesto en la interfaz 15 (no mostrado en la figura 2) para el bloqueo.

En la figura 3 se muestra una vista esquematica del elemento de conexion 17. Como se puede ver en la figura 3, el elemento de conexion 17 presenta un total de tres elementos de contacto 30, a fin de conectar galvanicamente el modulo 16 a la red de alimentacion de potencia de a bordo 3 (+60 V, -120 V, GND).

El elemento de conexion 17 se configura integrado con una primera unidad de conmutacion 20, con la que se puede conmutar la conexion entre la linea de alimentacion 19 de 60 V y, por consiguiente, la bateria 18 con la red de alimentacion de potencia de a bordo 3. Se preve una segunda unidad de conmutacion 21 para conectar la linea de -120 V de la red de alimentacion de potencia de a bordo 3 al modulo 16 de forma conmutable. Como se muestra, esta conexion no se utiliza en el presente "modulo de bateria" 16 con la bateria 18 de 60 V, sin embargo en el caso de un "modulo de carga" con la correspondiente fuente de alimentacion se puede utilizar, por ejemplo, para la carga rapida de la bateria de vehiculo 7. La linea de tierra (GND) no esta conectada.

Las unidades de conmutacion 20 y 21 se configuran con interruptores MOSFET y se controlan mediante un modulo de control de microprocesador 23 que se conecta al sistema de bus CAN 4 a traves de una conexion inalambrica de campo cercano. Con esta finalidad se preve por el lado del modulo un segundo dispositivo NFC 104 que esta en contacto con un primer dispositivo NFC 43 por el lado del vehiculo (no mostrado en la figura 3) a traves de una conexion de campo cercano segun ISO 14443 a 13,56 MHz.

El dispositivo NFC 43 por el lado del vehiculo se integra con la interfaz 15, como se explica en detalle a continuacion. Los dispositivos NFC 43, 104 sirven ademas para la transmision de energia, concretamente para la conexion de la red de alimentacion de a bordo auxiliar 5 al modulo 16 o a una red de alimentacion de a bordo auxiliar por el lado del modulo (no mostrada en la figura 3) y para el suministro de energia al control del modulo 23 y a un motor electrico 114 (tampoco mostrado en la figura 3) con aproximadamente 20 W.

La interfaz 15 y el elemento de conexion 17 permiten, por consiguiente, la conexion galvanica (conductiva) entre el modulo 16 y la red de alimentacion de potencia de a bordo 3, mientras que el sistema de bus CAN 4 y la red de alimentacion de a bordo auxiliar 5 estan aislados galvanicamente del modulo 16 y del control de modulo 23.

Se preve un sensor 27 para medir la tension en la linea de alimentacion 19 y, por lo tanto, la tension puesta a disposicion por la bateria 18 y para suministrar un valor de medicion correspondiente al control de modulo 23.

Se preve ademas una unidad de supervision 28 que controla la corriente maxima admisible entre el modulo 16 y la red de alimentacion de potencia de a bordo 3, asi como las tensiones maximas admisibles, de manera que, por ejemplo, en caso de cortocircuito, la bateria 18 pueda desconectarse de forma segura del sistema electrico 1 del vehiculo 2. Para ello, la unidad de supervision 28 transmite regularmente los valores de medicion correspondientes al control de modulo 23 que activa de forma correspondiente las unidades de conmutacion 20 y 21.

En el presente ejemplo no deberia rebasarse una corriente de 100 A entre la linea de alimentacion 19 y la red de alimentacion de potencia de a bordo 3.

La unidad de supervision 28, las unidades de conmutacion 20, 21 y el sensor de medicion 27 se conectan de por si al control de modulo 23 a traves de lineas de comunicacion adecuadas (no mostradas) y, en su caso, se integran con este en una unidad electronica.

Adicionalmente se preve un motor electrico 114 (no mostrado en la figura 3) que acciona el pasador antes descrito (tampoco mostrado). El motor electrico 114 es controlado por el control de modulo 23 y alimentado con energia electrica a traves del dispositivo NFC 104, tal y como se ha mencionado al principio.

En la figura 4 se muestra un ejemplo de realizacion del sistema electrico 1 del vehiculo modular 2 con el modulo 16 conectado. La conexion de una bateria adicional 18 puede ser necesaria, por ejemplo, si la bateria interna de vehiculo 7 esta agotada o si se desea aumentar el alcance del vehiculo. Para ello, el usuario conecta el modulo 16 a la interfaz 15, tras lo cual el dispositivo de control 9 y el control de modulo 23 se comunican entre si en un modo de compatibilidad a traves del bus CAN 4 y de los dos dispositivos NFC 43, 104 para, por una parte, comprobar la autorizacion para la conexion del modulo 16 y, por otra parte, comprobar la compatibilidad del modulo 16 y, mas concretamente, de la bateria 18 del modulo 16 antes de una conexion a la red de alimentacion de potencia de a bordo 3 y de un bloqueo de la bateria.

El procedimiento para conectar el modulo 16 a la interfaz 15 se explica a continuacion con referencia al ejemplo de realizacion segun la figura 5 que representa los distintos pasos por medio de un diagrama de flujo.

Segun el paso 50, un usuario conecta en primer lugar el elemento de conexion 17 del modulo 16 a una de las interfaces 15. En este estado, las unidades de conmutacion 20 y 21 estan inicialmente abiertas, de manera que la bateria 18 no se conecte a la red de alimentacion de potencia de a bordo 3. No obstante, el elemento de conexion 17 proporciona una conexion entre la unidad de supervision 28 y la red de alimentacion de potencia de a bordo 3. Tan pronto como la unidad de supervision 28 detecta una tension en la red de alimentacion de potencia de a bordo 3, envia una senal al control de modulo 23 que, en el paso 51, consulta al sensor de medicion 27 con respecto a la tension actual de la bateria en la linea de alimentacion 19. Ademas, el control de modulo 23 determina en paralelo varios parametros de identificacion de una memoria interna que caracterizan al modulo 16 con respecto al tipo y al fabricante. En el paso 52, el control de modulo 23 envia una senal de identificacion al dispositivo de control 9 a traves de los dos dispositivos NFC 43, 104 y, como consecuencia, al sistema de bus CAN 4. En el presente ejemplo, la senal de identificacion contiene la siguiente informacion:

Identificador de fabricante: 005

Identificador de tipo: 125

Tension de bateria: 49,5 V

En este caso, el identificador de fabricante corresponde a un fabricante determinado del modulo asignado de acuerdo con el identificador. El identificador de tipo corresponde a la funcionalidad "fuente de energfa-baterfa". El dispositivo de control 9 recibe la senal de identificacion en el paso 53 y consulta los parametros de compatibilidad del vehiculo de la base de datos almacenada en la unidad de memoria 13. En el presente ejemplo, la base de datos comprende los siguientes parametros:

Fabricantes permitidos: 002-008, 057, 062,

118-255

Tipos de modulo permitidos: 014-042,48,87,125,

144

Tension maxima de la red de alimentacion de potencia de a bordo (nivel de tension inferior): 60,0 V

Tension minima de la red de alimentacion de potencia de a bordo (nivel de tension inferior): 30,0 V

En el paso 54, el dispositivo de control 9 compara en primer lugar los parametros recibidos en la senal de identificacion con el parametro de compatibilidad obtenido de la base de datos. Como se puede ver en las tablas anteriores, el modulo 16 es en principio compatible con el vehiculo y esta autorizado para su conexion. Segun el paso 55, el dispositivo de control 9 envia una senal de activacion al control de modulo 23 que controla el motor electrico 114 del pasador en el paso 56 y bloquea el modulo 16 en el vehiculo. De forma correspondiente, en el paso 57 el dispositivo de control 9 consulta a continuacion a la unidad de medicion 14 con respecto a la tension actual de la red de alimentacion de potencia de a bordo 3.

La consulta de la unidad de medicion 14 en el paso 57 es necesaria, dado que el vehiculo tambien presenta una bateria de vehiculo interna 7 y, por lo tanto, la tension de la bateria 7 deberia diferir solo de forma irrelevante de la tension de la bateria 18. En el presente ejemplo, la tension en la red de alimentacion de potencia de a bordo 3 es de 49,5 V.

El dispositivo de control 9 compara este valor con la tension de bateria de la senal de identificacion en el paso 58 y comprueba si la tension de bateria del modulo 16 se desvia en mas de ± 0,05 V de la tension de la red de alimentacion de potencia de a bordo 3.

Dado que este es el caso en el presente ejemplo, el dispositivo de control 9 envia en el paso 59 una segunda senal de activacion a las unidades de conmutacion 20 y 21 conectadas al control de modulo 23, conectandose la linea de alimentacion 19 y, por consiguiente, la bateria 18 a la red de alimentacion de potencia de a bordo 3. La comprobacion de compatibilidad o el "modo de compatibilidad" finaliza en el paso 60.

La conexion correcta se indica al usuario mediante una luz indicadora verde (vease figura 8), por ejemplo, mediante un LED dispuesto en el elemento de conexion 17. En caso contrario, una luz indicadora roja (vease figura 8) en el elemento de conexion 17 indica que no es posible una conexion del modulo 16 al vehiculo debido a la falta de compatibilidad. En este caso, el motor electrico 114 del pasador (ambos no mostrados) se activa de nuevo para desbloquear el modulo 16 desde la interfaz 15.

Durante el funcionamiento, la unidad de supervision 28 permanece activa. Si se superan los valores maximos preestablecidos para la corriente o la tension, la unidad de supervision 28 envia una senal al control de modulo 23, de manera que la unidad de conmutacion 20 desconecte la conexion entre la bateria 18 y el sistema electrico 1 del vehiculo, a fin de evitar danos.

Naturalmente, la presente invencion no se limita a aplicaciones en las que un modulo 16 se conecta al vehiculo 2. Tambien es posible imaginar la conexion de un primer modulo, por ejemplo, una estacion de carga o una unidad de carga, y de un segundo modulo, por ejemplo, un modulo recargable con acumulador.

La figura 6 muestra otro ejemplo de realizacion de una interfaz 15 por el lado del vehiculo junto con un elemento de conexion 17 correspondiente por el lado del modulo. En el presente ejemplo, en el caso del modulo 16 se trata de un modulo de carga con conexion de red (no mostrada). El modulo de carga presenta una fuente de alimentacion (tampoco mostrada) que pone a disposicion varias tensiones, concretamente -120 V CC, 60 V CC, por una parte, para la conexion a la red de alimentacion de potencia de a bordo 3, asi como 12 V CC para la conexion a la red de alimentacion de a bordo auxiliar 5. La conexion de 12 V CC tambien se denomina en adelante "red de alimentacion de modulo auxiliar" (Module auxiliary power supply).

Como se muestra, la interfaz 15 presenta tres clavijas de contacto 101, 102, 103 para la conexion entre el modulo 16 y la red de alimentacion de potencia de a bordo 3 que se disponen en una carcasa de enchufe 100 configurada como aislante. El dispositivo NFC 104 ya comentado al principio se dispone oculto en la parte inferior de la carcasa de enchufe 100, como se explica detalladamente a continuacion con referencia a la figura 8.

Como se muestra en el cuadro de conexiones esquematico de la parte inferior de la figura 6, si el enchufe 15 y el zocalo de conexion 17 estan conectados entre si, las clavijas de contacto 101, 102, 103 conectan el modulo 16 y la red de alimentacion de potencia de a bordo 3 del vehiculo 1 a traves de los correspondientes contactos de enchufe 46, 47, 48 de la interfaz 15 del lado del vehiculo. Esta conexion entre la interfaz 15 y el elemento de conexion 17 es electricamente conductora, es decir, galvanica. Como ya se ha comentado al principio en relacion con el ejemplo de realizacion de la figura 3, la conexion de -120 V CC es opcional segun la aplicacion correspondiente. La conexion del sistema de bus CAN 4 y de la red de alimentacion de a bordo auxiliar 5 es, por el contrario, inalambrica y, por lo tanto, esta aislada galvanicamente del modulo 16. Asi se evitan problemas de contacto especialmente en el caso de las reducidas corrientes en estas redes.

De acuerdo con el ejemplo de realizacion de la figura 3, el elemento de conexion 17 presenta ademas el control de modulo 23, el segundo dispositivo NFC 104 y el motor electrico 114 del bloqueo (no mostrado), que forman una unidad electronica 105. El dispositivo NFC 104 se controla por medio del control de modulo 23 para la comunicacion. El sensor de medicion 27 mencionado al principio en relacion con la figura 3, la unidad de supervision 28, asi como las unidades de conmutacion 20 y 21 no se muestran en las figuras 6-8 para una mejor vision general, aunque tambien podrian formar parte de la unidad electronica 105. Alternativamente estos componentes tambien pueden disponerse fuera del elemento de conexion 17 del modulo 16. Mientras que las lineas de -120 V CC, 60 V CC, asi como de 12 V CC del lado del modulo mostradas estan conectadas a la fuente de alimentacion citada al principio (no mostrada), las lineas CAN-low 106 y CAN-high 107 del lado del modulo sirven para la conexion del vehiculo 2 a un dispositivo central de adquisicion de datos (no mostrado), a fin de proceder al proceso de carga o de recopilar informacion de diagnostico o de uso. No obstante, las lineas de bus CAN 106, 107 son opcionales.

En la figura 7 se muestra una vista en perspectiva parcialmente cortada de la interfaz 15 con un esquema de conexiones esquematico. Para una mejor vision general, en la figura 7 no se muestran los contactos de enchufe electricos 46, 47, 48 de la interfaz 15.

La interfaz 15 mostrada en la figura 7 se configura como un enchufe bloqueable. Esta presenta una carcasa 33 representada de forma transparente en la figura para una mejor ilustracion, en la que desemboca un elemento de conexion flexible 34, por ejemplo, en forma de un cable de acero preferiblemente de 5 mm de grosor. El elemento de conexion 34 esta fijado en un elemento de bloqueo 35. El elemento de bloqueo 35 se configura como un estribo de acero perimetral cerrado y sobresale parcialmente de la carcasa 33 por el lado de la interfaz 15 opuesto al elemento de conexion 34, de manera que se configure fuera de la carcasa 33 un estribo 30 fundamentalmente cerrado en forma de C que se dota de un orificio 36 que se extiende transversalmente a la direccion del enchufe.

Las lineas del sistema de bus CAN 4 y de la red de alimentacion de a bordo 5 se desarrollan paralelas al elemento de conexion 34. Estas lineas se conectan en la carcasa 33 a traves de un conector 46 a otra unidad electronica 41 que presenta el primer dispositivo NFC 43 con una bobina NFC 45 y con un microprocesador 42. En este caso, el microprocesador 42 controla el dispositivo NFC 43 y, en su caso, otras unidades de medicion dispuestas en la interfaz.

La bobina NFC 45 sirve para la comunicacion inalambrica, asi como para la transmision de energia electrica y especialmente para la conexion de la red de alimentacion de a bordo auxiliar 5 a la red de alimentacion de modulo auxiliar, es decir, a al menos la fuente de alimentacion del modulo de carga. La bobina NFC 45 se coloca de manera que su eje de bobina se disponga transversalmente a la direccion de insercion.

Naturalmente, la conexion aqui no representada a la red de alimentacion de potencia de a bordo 3 puede desarrollarse del mismo modo paralelamente al elemento de conexion 34.

La figura 8 muestra en una vista explosionada detalles del elemento de conexion 17 antes explicado, junto con la interfaz 15 antes explicada. Como ya se ha mencionado al principio, el elemento de conexion 17 presenta una carcasa 100, unas clavijas de contacto 101, 102, 103, por ejemplo, en forma de clavijas de 6 mm, el segundo dispositivo NFC 104, asi como un elemento de bloqueo 105.

El dispositivo NFC 104 se orienta paralelamente a la direccion de insercion y, por consiguiente, paralelamente a la unidad electronica 41 estando la interfaz 15 insertada. El mismo presenta una bobina NFC no mostrada en las figuras, cuyo eje de bobina, en el caso citado, se orienta paralelamente al eje de bobina de la bobina NFC 45 y en el mejor de los casos se solapa con ella. Como ya se ha comentado al principio, los LEDs dispuestos en la cara delantera del dispositivo NFC 104 indican el estado de conexion respectivo.

Las clavijas de contacto 101, 102, 103 se alojan en la carcasa 100 y, estando la interfaz 15 insertada, establecen por un lado el contacto con sus contactos de enchufe 46, 47, 48 correspondientes. A traves de las clavijas de contacto 101, 102, 103 y de los correspondientes contactos de enchufe 46, 47, 48, se lleva a cabo una transmision de energia de/a la red de alimentacion de potencia de a bordo 3, por ejemplo, para la carga de la bateria de vehiculo 7. Como se muestra en la figura 8, los conductores de la red de alimentacion de potencia de a bordo 3 presentan naturalmente una seccion transversal mayor que los conductores del sistema de bus CAN 4 y de la red de alimentacion de a bordo auxiliar 5.

El elemento de bloqueo 105 del elemento de conexion 17 presenta un elemento de enclavamiento 107 que se puede posicionar giratoriamente por medio del motor de bloqueo 114. Dicho elemento se configura para interactuar con el elemento de bloqueo 35 de la interfaz 15 y presenta una leva de enclavamiento 108 que, en caso de un posicionamiento radial correspondiente, encaja en la escotadura formada en el elemento de bloqueo 35, bloqueando la interfaz 15 insertada en el elemento de conexion 17.

Los ejemplos de realizacion antes explicados permiten numerosas modificaciones o adiciones. Por ejemplo, es posible imaginar

- integrar la unidad de control 9 con la unidad de mando 8 y/o con el control de motor 12,

- configurar las unidades de conmutacion 20, 21 en el lado del vehiculo o en el lado de una unidad de carga, - integrar las unidades de conmutacion 20, 21 con la interfaz 15,

- disponer unidades de conmutacion 20, 21 en el modulo 16,

- disponer solo una o mas de dos interfaces 15 para la conexion a los modulos 16 correspondientes en el sistema electrico 1 del vehiculo o en una unidad de carga,

- conectar de forma separable la bateria interna del vehiculo 7 a una de las interfaces 15 a traves de un elemento de conexion 17,

- que el sistema de bus CAN 4 comprenda lineas de senal opticas y/o lineas de senal inalambricas complementaria o alternativamente a las lineas de senal electricas mostradas,

- disponer las luces indicadoras o los LEDs en el lado del vehiculo o en una unidad de carga en lugar de en el elemento de conexion 17,

- que la red de alimentacion de potencia de a bordo 3 solo presente un nivel de tension,

- configurar la interfaz 15 y el elemento de conexion 17 con mas o menos de los tres contactos 101, 102, 103, o 46, 47, 48 mostrados,

- configurar la unidad de conmutacion 20 para la conmutacion separada de una linea de alimentacion y de una linea de carga previstas entre el modulo 16 y la red de alimentacion de potencia de a bordo 3, y/o

- concebir el modulo 16 como un componente pasivo, es decir, por ejemplo, como un cable de prolongacion o puente y que, ademas de un elemento de conexion 17, presente otro conector de enchufe o una interfaz 15 para la conexion a otro modulo.

El uso del termino "presentando" o "presenta" en las reivindicaciones y en la presente descripcion no excluye la presencia de otras caracteristicas. La utilizacion de articulos indeterminados tampoco excluye una pluralidad. La mera enumeracion de las distintas caracteristicas en diferentes reivindicaciones dependientes o en diferentes ejemplos de realizacion no indica que no sea posible utilizar segun la invencion una combinacion de estas caracteristicas en un ejemplo de realizacion ventajoso. Por el contrario, es posible imaginar una pluralidad de combinaciones. El uso de las referencias no debe interpretarse de forma restrictiva. La invencion se define mediante las reivindicaciones.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Sistema modular de vehiculo con un vehiculo electrico (2) y con un modulo (16) que se puede conectar al vehiculo electrico (2) por medio de una conexion de enchufe, presentando el vehiculo electrico (2) al menos:

- una red de alimentacion de potencia de a bordo (3) para el suministro de energia a una unidad de accionamiento electrica (6) del vehiculo electrico (2),

- una bateria de vehiculo (7),

- un dispositivo de control (9) para la comunicacion con el modulo (16), y

- una interfaz (15) conectada a la red de alimentacion de potencia de a bordo (3) y al dispositivo de control (9) para la conexion al modulo (16), formando la interfaz (15) un primer elemento de la conexion de enchufe,

presentando el modulo (16) al menos:

- un dispositivo electrico,

- un controlador de modulo (23) para la comunicacion con el dispositivo de control (9) del vehiculo electrico (2), y - un elemento de conexion (17), conectado al dispositivo electrico y al control de modulo (23), que forma un segundo elemento de la conexion de enchufe,

- pudiendose conectar de forma separable la interfaz (15) del vehiculo electrico (2) al elemento de conexion (17) del modulo (16), a fin de conectar el dispositivo electrico del modulo (16) a la red de alimentacion de potencia de a bordo (3) del vehiculo electrico (2),

- presentando la interfaz (15) un primer dispositivo NFC (43) y presentando el elemento de conexion (17) un segundo dispositivo NFC (104) configurados para la comunicacion de corto alcance bidireccional entre si, a fin de conectar el dispositivo de control (9) del vehiculo electrico (2) al control de modulo (23),

- siendo el modulo (16) un modulo de carga

- presentando el dispositivo electrico del modulo (16) un suministro de corriente que pone a disposicion al menos dos tensiones continuas diferentes para la carga de la bateria de vehiculo (7) que forman al menos un primer y un segundo nivel de tension,

- presentando el elemento de conexion (17) un primer elemento de contacto para la conexion de la red de alimentacion de potencia de a bordo (3) al dispositivo electrico en el primer nivel de tension, y

- presentando el elemento de conexion (17) al menos un segundo elemento de contacto para la conexion de la red de alimentacion de potencia de a bordo (3) al dispositivo electrico en el segundo nivel de tension.

2. Sistema modular de vehiculo segun la reivindicacion 1, configurandose los dispositivos NFC (43, 104) adicionalmente para la transmision de energia, especialmente para el suministro electrico de energia al dispositivo de control (9) del vehiculo electrico (2) y/o al control de modulo (23).

3. Sistema modular de vehiculo segun la reivindicacion 2, presentado ademas el vehiculo electrico (2) una red de alimentacion de a bordo auxiliar (5), presentando el modulo (16) una red de alimentacion de modulo auxiliar y configurandose los dispositivos NFC (43, 104) para la transmision de energia entre la red de alimentacion de a bordo auxiliar (5) y la red de alimentacion de modulo auxiliar.

4. Sistema modular de vehiculo segun una de las reivindicaciones anteriores, presentando el primer dispositivo NFC (43) y el segundo dispositivo NFC (104) respectivamente una bobina NFC (45), cuyos ejes de bobina se disponen ortogonalmente a la direccion de insercion y, en caso de una conexion correcta de la interfaz (15) y del elemento de conexion (17), paralelamente entre si.

5. Sistema modular de vehiculo segun la reivindicacion 4, configurandose el primer dispositivo NFC (43) y el segundo dispositivo NFC (104) de manera que, si la conexion de la conexion de enchufe se realiza segun lo previsto, sus ejes de bobina se solapen fundamentalmente por completo.

6. Sistema modular de vehiculo segun una de las reivindicaciones anteriores, disponiendose en la interfaz (15) un primer elemento de bloqueo (35) y disponiendose en el elemento de conexion (17) un segundo elemento de bloqueo (105) configurado para encajar con el primer elemento de bloqueo (35).

7. Sistema modular de vehiculo segun la reivindicacion 6, disponiendose en el primer y/o en el segundo elemento de bloqueo (35, 105) un accionamiento de bloqueo que se puede activar electricamente y que se concibe para mover al menos uno de los elementos de bloqueo (35, 105) entre una posicion libre y una posicion de bloqueo.

8. Sistema modular de vehiculo segun la reivindicacion 6 o 7, configurandose el control de modulo (23) para enviar una senal de identificacion al dispositivo de control (9) en caso de que el elemento de conexion (17) se conecte a la interfaz (15) y configurandose el dispositivo de control (9) para recibir la senal de identificacion, para compararla con al menos un parametro de compatibilidad y, si la senal de identificacion coincide con el parametro de compatibilidad, para enviar una senal de activacion a al menos una unidad de conmutacion (20, 21), a fin de conectar el dispositivo electrico a la red de alimentacion de potencia de a bordo (3), y para enviar una senal de activacion al al menos un accionamiento de bloqueo, a fin de bloquear el elemento de conexion (17) con la interfaz (15).

9. Sistema modular de vehiculo segun una de las reivindicaciones anteriores, configurandose la interfaz (15) y el elemento de conexion (17) para la conexion galvanica del dispositivo electrico del modulo (16) a la red de alimentacion de potencia de a bordo (3) del vehiculo electrico (2) en varios niveles de tension.

10. Sistema modular de vehiculo segun una de las reivindicaciones anteriores, presentando el primer dispositivo NFC (43) y/o el segundo dispositivo NFC (104) un control NFC configurado para la comunicacion con el dispositivo de control (9) o con el control de modulo (23).

11. Sistema modular de vehiculo segun la reivindicacion 10, pudiendose direccionar el control NFC logicamente.

12. Sistema modular de vehiculo segun una de las reivindicaciones anteriores, disponiendose entre la interfaz (15) y el vehiculo electrico (2) y/o entre el elemento de conexion (17) y el modulo (16) un elemento de conexion flexible (34).

13. Vehiculo electrico (2) que se puede conectar a un modulo (16), presentando el vehiculo electrico (2) al menos: - una red de alimentacion de potencia de a bordo (3) para el suministro de energia a una unidad de accionamiento electrica (6) del vehiculo electrico (2),

- una bateria de vehiculo (7),

- un dispositivo de control (9) para la comunicacion con el modulo conectable (16), y

- una interfaz (15) conectada a la red de alimentacion de potencia de a bordo (3) para la conexion separable al modulo conectable (16),

- presentando la interfaz (15) un dispositivo NFC (43) configurado para la comunicacion de corto alcance bidireccional con otro dispositivo NFC (104) del modulo conectable (16),

- siendo el modulo conectable (16) un modulo de carga y presentando un dispositivo electrico con un suministro de corriente que pone a disposicion dos tensiones continuas diferentes para la carga de la bateria de vehiculo (7) que forman al menos un primer y un segundo nivel de tension,

- presentando la interfaz (15) un primer elemento de contacto para la conexion de la red de alimentacion de potencia de a bordo (3) al dispositivo electrico en el primer nivel de tension, y

- presentando la interfaz (15) al menos un segundo elemento de contacto para la conexion de la red de alimentacion de potencia de a bordo (3) al dispositivo electrico en el segundo nivel de tension.

14. Modulo (16) para la conexion a un vehiculo electrico (2) con una red de alimentacion de potencia de a bordo (3), presentando el modulo (16):

- un dispositivo electrico,

- un control de modulo (23) para la comunicacion con un dispositivo de control (9) del vehiculo electrico conectable (2) y

- un elemento de conexion (17) conectado al dispositivo electrico para la conexion separable a una interfaz (15) del vehiculo electrico conectable (2),

- presentando el elemento de conexion (17) un dispositivo NFC (104) configurado para la comunicacion de corto alcance bidireccional con otro dispositivo NFC (43) del vehiculo electrico conectable (2),

- siendo el modulo (16) un modulo de carga,

- presentando el dispositivo electrico del modulo (16) un suministro de corriente que pone a disposicion dos tensiones continuas diferentes para la carga de una bateria de vehiculo (7) del vehiculo electrico conectable (2) que forman al menos un primer y un segundo nivel de tension,

15. Procedimiento para la conexion de un vehiculo electrico (2) a un modulo (16), presentando el vehiculo electrico (2) una red de alimentacion de potencia de a bordo (3) para el suministro de energia a una unidad de accionamiento electrica (6) del vehiculo electrico (2), una bateria de vehiculo (7), una interfaz (15) conectada a la red de alimentacion de potencia de a bordo (3) para la conexion a un modulo (16), y un dispositivo de control (9) para la comunicacion con el modulo (16) y presentando el modulo (16) un dispositivo electrico para la conexion a la red de alimentacion de potencia de a bordo (3) del vehiculo electrico (2), un elemento de conexion (17) que se puede conectar de forma separable a la interfaz (15) del vehiculo electrico (2), y un control de modulo (23) para la comunicacion con el dispositivo de control (9) del vehiculo electrico (2),

- configurandose la interfaz (15) y el elemento de conexion (17) para la comunicacion de corto alcance inalambrica entre si, de manera que, despues de la conexion de la interfaz (15) y del elemento de conexion (17), el control de modulo (23) y el dispositivo de control (9) del vehiculo electrico (2) se comuniquen entre si de forma inalambrica y bidireccional a traves de la interfaz (15) y del elemento de conexion (17), siendo el modulo (16) un modulo de carga, presentando el dispositivo electrico del modulo (16) un suministro de corriente que pone a disposicion al menos dos tensiones continuas diferentes para la carga de la bateria de vehiculo (7) y que forman al menos un primer y un segundo nivel de tension, presentando el elemento de conexion (17) un primer elemento de contacto para la conexion de la red de alimentacion de potencia de a bordo (3) al dispositivo electrico en el primer nivel de tension, y presentando el elemento de conexion (17) al menos un segundo elemento de contacto para la conexion de la red de alimentacion de potencia de a bordo (3) al dispositivo electrico en el segundo nivel de tension.