ES2872273T3 - Sistema de gestión de energía para trenes con formaciones flexibles que incorporan frenado regenerativo - Google Patents

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Abstract

Un sistema de gestión de energía para una formación del tren que consta de los siguientes vehículos: uno o más vehículos sin motor, en donde el sistema de gestión de energía está dispuesto para proporcionar potencia eléctrica para los servicios en uno o más vehículos sin motor, suministrados a través de un bus (8) del hotel que está dispuesto para conectar vehículos acoplables en paralelo de manera eléctrica mediante conectores en ambos extremos de cada vehículo; una locomotora o coche motorizado, en donde el sistema de gestión de energía de la locomotora o coche motorizado está dispuesto para proporcionar tanto tracción como potencia eléctrica para servicios a partir de una fuente de energía primaria tal como un motor diésel y un generador o una línea eléctrica aérea, pantógrafo y transformador; un vehículo ferroviario, para su incorporación a una formación del tren, en donde el sistema de gestión de energía en el vehículo ferroviario está dispuesto para reciclar la energía de frenado regenerativa en potencia eléctrica para servicios, comprendiendo el sistema de gestión de energía en el vehículo ferroviario: uno o más accionamientos (2) entre ruedas y motores (1) eléctricos de tracción en un cuerpo de vehículo dispuesto para ser utilizado como generadores durante el frenado regenerativo; una unidad (3) de gestión de energía que está dispuesta para regular el suministro de potencia eléctrica de esos motores; una batería de almacenamiento u otro dispositivo o sistema (4) de almacenamiento de energía eléctrica que está dispuesto para absorber energía de los motores (1) a través de la unidad (3) de gestión de energía que proporciona una fuente de energía reciclada; un sistema (5) de conversión de potencia que está dispuesto para convertir la energía de la batería (4) de almacenamiento o la unidad (3) de gestión de energía en potencia eléctrica para servicios tales como calefacción, iluminación y aire acondicionado a otros vehículos de la formación del tren a través del bus (8) del hotel; y un sistema (7) de control que está dispuesto para controlar el suministro de potencia eléctrica para servicios a partir del sistema (5) de conversión de potencia en este vehículo a través del bus (8) del hotel para reemplazar o aumentar la potencia de fuentes en otros vehículos de la formación del tren tales como una locomotora, coche motorizado, coche generador o coche pantógrafo, en donde el sistema de gestión de energía en el vehículo ferroviario está dispuesto para reciclar la energía del frenado regenerativo en este vehículo a través del bus (8) del hotel en potencia para servicios en otros vehículos de la formación del tren de tal modo que se mejore la eficiencia energética global de la formación del tren; en donde la unidad (3) de gestión de energía está dispuesta para controlar la conmutación de potencia (6) al bus (8) del hotel a partir de la fuente de potencia primaria en un vehículo o la fuente de energía reciclada en el otro vehículo coordinando los sistemas de control del vehículo dispuesto para proporcionar potencia eléctrica a partir de la fuente de energía primaria y el vehículo dispuesto para proporcionar potencia eléctrica a partir de la fuente de energía reciclada; la decisión de cual fuente utilizar se toma automáticamente de acuerdo con condiciones predeterminadas tales como el nivel de energía reciclada en la batería (4) de almacenamiento; caracterizado porque el sistema (7) de control de cada vehículo capaz de suministrar potencia al bus (8) del hotel, está dispuesto para verificar si actualmente se está suministrando potencia al bus (8) del hotel a partir de otra fuente antes de actuar sobre una instrucción para suministrar su propia potencia al bus (8); y en donde el sistema de gestión de energía en el vehículo ferroviario también está dispuesto para mantener la potencia para los servicios del hotel en los vehículos sin motor de la formación del tren cuando la locomotora o el coche motorizado se separan de la formación del tren.

Description

DESCRIPCIÓN
Sistema de gestión de energía para trenes con formaciones flexibles que incorporan frenado regenerativo
Antecedentes de la invención
El concepto de frenado regenerativo es bien conocido, y se ha aplicado a algunos vehículos ferroviarios durante al menos medio siglo. Recientemente, las preocupaciones ambientales y las presiones financieras para mejorar la eficiencia energética han llevado a un renovado énfasis en la técnica, con nuevas tecnologías para la conversión de potencia y el almacenamiento de energía que facilitan el proceso. Sin embargo, siguen existiendo diversas dificultades importantes, como obstáculos para la introducción universal del frenado regenerativo en todo tipo de trenes.
El documento US2006/0005739 A1 se refiere a un sistema ferroviario autopropulsado el cual, en una realización, comprende una locomotora, una fuente de control, y una pluralidad de unidades de carga, algunas de las cuales son vehículos ferroviarios que comprenden componentes que proporcionan una operación selectiva en un modo de conducción, un modo de inercia, o un modo de frenado dinámico. El sistema ferroviario autopropulsado también puede comprender una fuente de control y al menos un vehículo ferroviario, controlado por la fuente de control, tal como para acoplar, desacoplar y moverse hacia o a partir de un muelle de carga.
El documento US2006/0025902 A1 se refiere a una locomotora que tiene al menos una carga eléctrica conectada a al menos una fuente de potencia a través de un bus de transporte de potencia de locomotora, en el cual se proporciona un sistema para asegurar una conexión de corriente entre la al menos una fuente de potencia y la al menos una carga eléctrica. El sistema incluye un primer dispositivo de rectificación, en donde el primer dispositivo de rectificación está conectado entre la al menos una carga eléctrica y el bus de transporte de potencia de la locomotora para proporcionar una conexión de corriente rectificada entre una primera fuente de potencia y la al menos una carga eléctrica. El sistema incluye además un segundo dispositivo de rectificación, en donde el segundo dispositivo de rectificación está conectado entre la al menos una carga eléctrica y el bus de transporte de potencia de la locomotora para proporcionar una conexión de corriente entre una segunda fuente de potencia y la al menos una carga eléctrica y al menos un dispositivo de rectificación auxiliar, en donde el al menos un dispositivo de rectificación auxiliar está conectado a la al menos una carga eléctrica y al menos uno del primer dispositivo de rectificación y el segundo dispositivo de rectificación para garantizar una conexión de corriente continua entre la al menos una fuente de potencia y la al menos una carga eléctrica.
El documento US 4.892.204 se refiere a un sistema de control de acoplador para vehículos ferroviarios que proporciona aislamiento de las líneas eléctricas y neumáticas de un vehículo ferroviario de su correspondiente interfaz entre vehículos eléctricos y/o neumáticos cuando ese extremo del vehículo está en una condición desacoplada. Se coloca una combinación de sensor de proximidad e interruptor dentro de la carcasa del acoplamiento de gancho mecánico para detectar el acoplamiento real de los ganchos mecánicos de un par de vehículos. A continuación, el interruptor se cierra y se vuelve operativo para iniciar un ciclo de acoplamiento durante el cual las líneas eléctricas y neumáticas de a bordo se acoplan a las interfaces eléctricas y neumáticas asociadas para proporcionar continuidad con el vehículo al cual está acoplado. En el circuito del interruptor del sensor se incluye un circuito de diodos dispuesto para permitir el bucle de la salida del interruptor del sensor a través de la interfaz eléctrica en el coche adyacente y de regreso a través de la interfaz mediante el uso de solo dos pines de conector de interfaz por interfaz.
Hunter P L Et Al's: “Fault Tolerant, Hot-Pluggable Power System Design” se relaciona con los requisitos y características necesarias para los sistemas de potencia que son tolerantes a fallas y conectables en caliente. Estos requisitos imponen diversas consideraciones de diseño importantes que van más allí de las de una fuente de alimentación convencional, que incluye el uso de conectores que se pueden enchufar, de alta calidad, especialmente diseñados. También se analiza brevemente un ejemplo de un sistema de potencia diseñado para cumplir con estos requisitos.
Lenhard D Et Al: “Elektrische Ausruestung des Triebzuges Lirex Baureihe 618/619 Fuer DB Regio” se refiere a un prototipo diésel-eléctrico de seis partes de una nueva familia de vehículos modulares de piso bajo la cual se desarrolló como LIREX® Serie 618/619 para Servicios ferroviarios regionales alemanes. Las innovaciones significativas incluyen generadores de tracción energizados de manera permanente, almacenamiento de energía del freno del volante y la disposición de los componentes esenciales de accionamiento en el techo del vehículo. El concepto de accionamiento modular también permite variaciones para el funcionamiento electrificado y las soluciones híbridas.
El frenado regenerativo recupera la energía cinética o potencial de un tren en movimiento al desacelerar o descender pendientes, y la convierte en potencia eléctrica. La pregunta entonces es qué hacer con esa potencia.
Se puede disipar simplemente en una resistencia eléctrica, una técnica conocida como frenado reostático. Esto desperdicia la energía, pero puede ser útil por otras razones, tales como proporcionar fuerza de frenado adicional para el tren y reducir el desgaste de los frenos mecánicos.
Se puede convertir en una forma adecuada para regresar al sistema de distribución de potencia tal como una línea aérea o un tercer riel en un ferrocarril electrificado. La energía reciclada ayuda de esta forma a alimentar otros trenes de la red, reduciendo en general la demanda de energía. Sin embargo, se deben tomar precauciones para garantizar que haya trenes que requieran potencia cuando otros trenes estén proporcionando potencia; o se necesitan importantes sistemas de almacenamiento de energía en la red para suavizar las fluctuaciones de voltaje. También las pérdidas en la conversión y distribución de potencia pueden ser significativas, reduciendo el beneficio general. Naturalmente, este enfoque no se puede utilizar si el ferrocarril no está electrificado.
Puede almacenarse en una batería, motor generador y volante, super-condensador u otro sistema de almacenamiento de energía localmente en el vehículo ferroviario el cual proporciona frenado regenerativo. Usando un sistema de control adecuado, la energía almacenada se puede volver a convertir en forma mecánica para proporcionar fuerza de tracción adicional cuando sea necesario, reduciendo la demanda de combustible o energía eléctrica. Por supuesto, este enfoque funciona tanto si el ferrocarril está electrificado como si no, pero la batería u otro sistema de almacenamiento es costoso, voluminoso y pesado cuando tiene la capacidad necesaria para los niveles de energía generados por un tren moderno, pesado y rápido típico.
El sistema de almacenamiento se puede distribuir alrededor de otros vehículos del tren para impedir los problemas de volumen y peso, pero esto requiere líneas de bus de alta potencia entre vehículos lo cual conlleva a un sobrecoste y complicación.
Sin embargo, existe otro destino posible para la potencia reciclada del frenado regenerativo. Los vagones de pasajeros modernos utilizan calefacción, iluminación y aire acondicionado eléctricos, y si gran parte de esta energía para los servicios ferroviarios pudiera reciclarse a partir del frenado regenerativo, reduciría la demanda de combustible o potencia y mejoraría la eficiencia energética general del tren. Aunque la mejora en la eficiencia energética podría ser bastante modesta (un tren típico puede necesitar solo el 10% de la potencia total para el aire acondicionado, por ejemplo, en comparación con el 90% para la tracción), los niveles de potencia más pequeños involucrados hacen que los sistemas de almacenamiento de energía tales como baterías menos costosas, y aún vale la pena buscar ahorros de energía moderados dado el coste de la energía durante la vida útil del tren. En consecuencia, la potencia para los servicios ferroviarios tales como el aire acondicionado, es el principal destino de la energía reciclada en el sistema de gestión de energía descrito en esta invención. El sistema es interno al tren y funciona tanto si el ferrocarril está electrificado como si no.
Un objetivo adicional de la invención es minimizar las modificaciones eléctricas necesarias para los vagones o locomotoras que utilizan este sistema, utilizando una disposición de “bus del hotel” convencional para distribuir la potencia en el tren.
Un objetivo adicional de la invención es mejorar la eficiencia energética de los trenes que utilizan formas convencionales de tracción tales como las locomotoras, independientemente de que estén equipadas o no individualmente con frenado regenerativo.
Un objetivo adicional de la invención es facilitar la máxima flexibilidad de las formaciones de trenes, que incluyen los cambios de longitud y tipo de tracción del tren.
Un objetivo adicional de la invención es mantener la potencia en ambas secciones de un tren cuando se divide en dos partes durante las operaciones de maniobra.
Un objetivo adicional de la invención es automatizar la distribución de potencia para los servicios del tren cuando se cambian las formaciones de los trenes, impidiendo conflictos en la generación de potencia de múltiples vehículos y definiendo prioridades predeterminadas para las fuentes de potencia las cuales aún pueden ser modificadas posteriormente por algoritmos de nivel superior cuando se haya evaluado completamente el estado de la nueva formación del tren.
De acuerdo con un primer aspecto de la invención, se proporciona un sistema de gestión de energía para una formación del tren de acuerdo con la reivindicación 1.
Descripción de la invención
A continuación se describirán realizaciones de la invención, a modo de ejemplo, y con referencia a los dibujos en los cuales:
La Figura 1 ilustra un vehículo de reciclaje - furgón con freno eléctrico;
La Figura 2 ilustra una secuencia típica de generación de potencia;
La Figura 3 ilustra un vehículo de reciclaje - furgón de tracción y freno eléctrico;
La Figura 4 ilustra un vehículo de reciclaje: remolque de conducción;
La Figura 5 ilustra una disposición de distribución de potencia que usa acopladores automáticos;
La Figura 6 ilustra una disposición de control de potencia; y
La Figura 7 ilustra una disposición de control para vehículos con potencia de CA del hotel ajustable.
La invención se aplica a trenes que comprenden:
• uno o más vehículos los cuales requieren potencia eléctrica para los servicios de trenes los cuales no tienen una fuente de potencia en sí mismos (por ejemplo, un vagón)
• uno o más vehículos los cuales tienen una fuente de potencia para la tracción y los servicios de trenes (por ejemplo, una locomotora o un coche motorizado)
• uno o más vehículos los cuales no tienen una fuente de potencia o combustible de manera externa, pero los cuales sí incorporan frenado regenerativo y almacenamiento de energía. Este tipo puede describirse como el 'vehículo de reciclaje'.
El vehículo de reciclaje puede adoptar diversas formas. En la realización más simple, que se muestra en la Figura 1, podría describirse como un 'furgón con freno eléctrico'. Contiene uno o más motores de tracción utilizados como generadores (1) acoplados a las ruedas del vehículo mediante accionamientos (2), pasando la salida eléctrica de los motores a través de una unidad (3) de gestión de energía a una batería de almacenamiento u otro sistema (4) de almacenamiento de energía. Este a su vez está conectado a un sistema (5) de conversión de potencia el cual puede proporcionar una salida de potencia a otros vehículos a través de un interruptor (6) cuando el sistema (7) de control lo permite.
La salida del vehículo de reciclaje pasa a otros vehículos del tren a través de un bus eléctrico estándar de forma convencional. Esto se ha descrito en el pasado como ETH (Calefacción de tren eléctrico) o ETS (Suministro de tren eléctrico), y ahora se conoce comúnmente como el 'bus del hotel', ya que proporciona potencia para iluminación, calefacción, tomas de corriente para ordenadores portátiles, secadores de manos, etc. como se requeriría en un hotel. Se muestra como (8) en la Figura 1.
El vehículo de reciclaje funciona como sigue. Durante el frenado, un sistema de control de frenado ubicado en algún lugar del tren monitoriza los controles del conductor y las condiciones prevalecientes y decide el nivel de fuerza de frenado que deben aplicar los distintos vehículos en el tren. Por lo general, habrá una combinación de diferentes tipos de frenos, con frenado regenerativo utilizado principalmente a altas velocidades y frenado por fricción a bajas velocidades. Dentro del vehículo de reciclaje, la unidad (3) de gestión de energía acepta dichos comandos del sistema de control de frenado y controla la tasa de carga de la batería para entregar la fuerza de frenado deseada.
Como resultado, la batería (4) se vuelve a cargar después de cada período de desaceleración o restricción de velocidad, y en algún momento alcanzará un nivel de carga suficiente que ahora puede usarse para alimentar el bus del hotel durante un período. El sistema (7) de control envía entonces una solicitud a la locomotora para que deje de suministrar potencia al hotel, y cuando ha confirmado que esto se ha hecho, enciende la salida del sistema (5) de conversión de potencia a través del interruptor (6) de manera que el vehículo de reciclaje ahora suministre potencia del hotel al tren.
Ahora la batería (4) se descargará a medida que suministra energía, alcanzando finalmente un nivel de umbral cuando el sistema (7) de control decide que debe detener la descarga. Apaga la salida del sistema de conversión de potencia utilizando el interruptor (6), al mismo tiempo que solicita a la locomotora que reanude su suministro de potencia del hotel. La locomotora lo hace después de confirmar que se ha apagado la potencia del hotel del vehículo de reciclaje. Luego, se restaura la forma convencional de operar la distribución de potencia del hotel, y la batería del vehículo de reciclaje está lista para recargarse nuevamente durante el siguiente período de frenado regenerativo.
Normalmente, el sistema está diseñado para que la capacidad de la batería u otro sistema de almacenamiento de energía en el vehículo de reciclaje sea mayor que la energía que puede recuperarse mediante el frenado regenerativo del tren más pesado a partir de su velocidad máxima permitida hasta una parada. Sin embargo, la fuerza de frenado que puede aplicar el vehículo de reciclaje está limitada por consideraciones de adherencia que dependen del peso del vehículo. Como resultado, sólo una pequeña proporción de la energía cinética total del tren puede ser recuperada por el vehículo de reciclaje en estas condiciones; sin embargo, este nivel de potencia sigue siendo significativo en relación con la demanda de potencia del hotel en condiciones típicas de funcionamiento.
Cuando el tren frena hasta detenerse a partir de una velocidad máxima inferior, o es más corto y más ligero que el máximo permitido, la batería se cargará en menor medida durante cada período de frenado regenerativo. Sin embargo, tarde o temprano, después de diversas paradas, el nivel de carga de la batería alcanzará el umbral en donde puede comenzar a suministrar energía para la potencia del hotel y se inicia la secuencia de eventos descrita anteriormente. Un ejemplo de dicho patrón de operación se muestra en la Figura 2, la cual traza la velocidad del tren a lo largo del tiempo, los períodos de frenado regenerativo, el nivel de carga de la batería y los períodos de suministro de potencia del hotel por el vehículo de reciclaje y por la locomotora.
De esta manera, la energía recuperada a través del frenado regenerativo en el vehículo de reciclaje reduce la necesidad de potencia de la locomotora, mejorando la eficiencia energética global del tren. Naturalmente, los períodos de carga y descarga dependerán en gran medida de la topografía de la ruta, los patrones de parada y la formación del tren, pero esto no tiene consecuencias prácticas ya que la potencia se mantiene en todo momento. Los pasajeros apenas notarán las breves interrupciones del suministro durante el cambio entre la locomotora y el vehículo de reciclaje, especialmente si los sistemas de iluminación tienen un pequeño grado de almacenamiento de energía para impedir el parpadeo.
Aunque la secuencia de eventos descrita anteriormente es el patrón operativo normal, pueden ocurrir situaciones anormales. En un día con temperaturas moderadas y un tren corto, la carga de potencia del hotel para el aire acondicionado puede ser relativamente baja, y si el tren desciende por una pendiente larga y se usa frenado regenerativo para limitar su velocidad, la potencia generada podría exceder considerablemente la carga. Como resultado, el nivel de carga de la batería seguirá aumentando, quizás acercándose al límite de su capacidad. En este caso, el sistema de control activa una resistencia de carga (9 en la Figura 1) cuando se alcanza un nivel de carga superior para disipar la energía sobrante. De manera similar, la resistencia de carga se activa mediante el sistema de control durante el frenado regenerativo bajo condiciones de falla, tal como que el bus del hotel se desconecte o la batería desarrolle problemas. Esto permite que el vehículo de reciclaje mantenga la misma fuerza de frenado normal, sin necesidad de limitar la velocidad del tren por razones de seguridad.
En esta realización más simple, el vehículo de reciclaje se puede agregar a un tren convencional sin necesidad de modificaciones para los vagones; el sistema de conversión de potencia está diseñado para proporcionar potencia al hotel de acuerdo con los estándares establecidos en uso. Sin embargo, es necesario modificar ligeramente las locomotoras o coches motorizado; es necesario agregar un sistema de control para que la generación de potencia del hotel se pueda encender y apagar como se describió anteriormente, y se debe establecer un método de comunicación entre los sistemas de control de la locomotora y el vehículo de reciclaje. Esto se puede hacer de diversas formas, tal como modular los cables de señalización existentes con nuevas secuencias, o introducir nuevos canales de comunicación mediante cables, transmisión óptica o radio.
De acuerdo con los requisitos, el vehículo de reciclaje se puede construir con o sin otras instalaciones tales como alojamiento para el personal o los pasajeros, espacio para el equipaje, etc. De esta forma, es más bien como un furgón de freno tradicional, pero con frenado eléctrico predominantemente en lugar de frenado mecánico.
La segunda realización del vehículo de reciclaje se muestra en la Figura 3. En esta forma, podría describirse como un 'furgón de tracción y freno eléctrico'. Es casi igual que el furgón con freno eléctrico ya descrito, pero la unidad (3) de gestión de energía ahora es bidireccional y puede aceptar comandos de tracción así como de frenado. Los motores de tracción ahora se utilizan como motores para proporcionar tracción a partir de una batería descargada, y como generadores para proporcionar fuerza de frenado a la vez que se carga la batería.
Es bien conocido el proceso de reutilización de la energía del frenado para proporcionar tracción adicional posteriormente. Sin embargo, dado que la capacidad de la batería en esta invención es bastante modesta en relación con las demandas de energía para la tracción, podría cuestionarse la utilidad de proporcionar una instalación para la tracción en el vehículo de reciclaje.
La primera aplicación prevista para la instalación de tracción es como una ayuda a corto plazo para mejorar el rendimiento cuando un tren se retrasa. Normalmente, el vehículo de reciclaje solo proporcionaría potencia al hotel como se describió anteriormente, pero si un tren se retrasa, la energía en la batería (a pedido del conductor) proporcionaría tracción adicional para mejorar la aceleración o la velocidad. Esto sería especialmente útil en situaciones en donde el retraso es causado por malas condiciones del riel, tales como hojas en la línea que dan baja adherencia; usar la tracción de un vehículo adicional podría ayudar a reducir los derrapes y hacer que el tren vuelva a la programación.
La segunda aplicación prevista para la instalación de tracción es la reducción del ruido y la contaminación provocada por las locomotoras diésel o los coches motorizados al acelerar alejándose de las estaciones. A bajas velocidades se necesita relativamente poca potencia, y la mayor parte podría provenir del vehículo de reciclaje en lugar de la locomotora, reutilizando la energía la cual se ha almacenado recientemente en el frenado regenerativo al detenerse en la estación. Una vez que el vehículo de reciclaje ha acelerado el tren a una velocidad modesta y está bien alejado del entorno de la estación, la locomotora asume la tarea de suministrar potencia de tracción a los niveles cada vez más altos requeridos y su ruido y contaminación son menos objetables con menos personas en las inmediaciones.
La tercera aplicación prevista para la instalación de tracción es el rescate del tren cuando la locomotora o su fuente de alimentación sufre un fallo importante. Los niveles de energía disponibles del vehículo de reciclaje no serán suficientes en general para proporcionar velocidades normales del tren, pero deberían ser suficientes para llevar el tren de manera segura a la siguiente estación a velocidades más bajas en la mayoría de las condiciones.
En la Figura 4 se muestra una tercera realización del vehículo de reciclaje. En este caso, se añaden una o más cabinas de conducción a la configuración de la Figura 3, y el vehículo puede describirse como un 'remolque de conducción'. A menudo se ubicaría en un extremo del tren, con una locomotora en el otro extremo. Al igual que un remolque de conducción convencional, permite que el tren se conduzca a partir de cualquier extremo, ya sea arrastrado o propulsado, para impedir la necesidad de maniobras en las terminales.
En este caso, sin embargo, el vehículo de reciclaje también tiene suficiente equipo adicional (tal como un compresor de aire para frenos convencionales) para permitirle actuar independientemente de otros vehículos como una locomotora. No hay una fuente de combustible o fuente de alimentación externa: la única fuente de energía para el vehículo se almacena en la batería del frenado regenerativo. Esta energía es más que suficiente para que el vehículo de reciclaje realice operaciones de maniobra a baja velocidad, lo cual le da una mayor flexibilidad para alterar las formaciones del tren. De acuerdo como sea conveniente, la locomotora en un extremo del tren y/o el remolque de conducción en el otro extremo del tren pueden maniobrar los vagones u otros vehículos hacia y a partir de apartaderos, y no hay necesidad de proporcionar motores de maniobra especiales. Efectivamente, el tren contiene su propia locomotora de maniobras incorporada.
La capacidad de suministrar potencia al hotel a partir de dos vehículos, uno en cada extremo del tren, permite mantener la potencia cuando un tren se divide. Por ejemplo, un tren podría cubrir parte de su ruta en una red electrificada, luego tiene que continuar su viaje en una sección de ferrocarril la cual no está electrificada. En este caso, el tren arrastrado (o propulsado) de manera eléctrica desacelera hasta detenerse en la estación límite, y el frenado regenerativo en el remolque de conducción carga la batería en el proceso. Luego, la locomotora eléctrica se desconecta del tren, pero hay suficiente carga en la batería para permitir que el remolque de conducción mantenga la potencia del hotel durante un período corto. Se une una nueva locomotora diésel para hacer avanzar el tren, el cual luego reanuda el suministro de potencia del hotel al tren y la potencia del remolque de conducción se apaga nuevamente.
Puede tener lugar un proceso similar cuando un tren combinado se divide en dos secciones en un cruce para dar servicio a dos rutas diferentes. Cuando el tren se divide, la locomotora suministra potencia del hotel a una parte del tren, y el remolque de conducción mantiene la potencia a la otra parte. Un nuevo remolque de conducción se acopla entonces a la sección de tren con una locomotora, realizando los movimientos de maniobra necesarios utilizando su propia potencia reciclada. Luego, esa parte puede partir en una ruta. Una nueva locomotora está acoplada a la sección de tren con un remolque de conducción, y esa sección ahora puede partir en la segunda ruta.
El mismo proceso se puede repetir tantas veces como sea necesario para dar servicio a múltiples rutas que se originan como un tren combinado. En la dirección inversa, cuando los trenes se combinan, tanto las locomotoras como los remolques de conducción pueden maniobrar las secciones del tren en conjunto de acuerdo como sea necesario y luego retirarse a apartaderos por sus propios medios de acuerdo como corresponda. No es necesario proporcionar locomotoras de maniobra separadas.
Si los trenes utilizan acopladores convencionales, las operaciones de acoplamiento y desacoplamiento (que incluyen la conexión de los conectores eléctricos necesarios para el bus del hotel) se realizarán manualmente, y la conmutación de las fuentes de alimentación también se puede realizar manualmente. Sin embargo, hacerlo de esta manera es bastante costoso para el personal y requiere mucho tiempo, y también es un trabajo algo peligroso. Las redes ferroviarias modernas preferirán utilizar acopladores automáticos para eliminar la necesidad de personal en la vía en las operaciones de maniobras, y esto significa que el control de la distribución de la potencia del hotel también debe automatizarse. Esta tarea es un objetivo adicional de la invención.
La esencia del problema a resolver es la necesidad de reevaluar la formación del tren cuando se ha realizado alguna operación de acoplamiento o desacoplamiento, y tomar algunas decisiones sobre cual(es) vehículo(s) debe(n) suministrar potencia del hotel hacia donde. Sin embargo, si dos secciones se acoplan entre sí de repente, tomará algún tiempo hasta que el sistema de información del tren más inteligente averigüe exactamente cuales vehículos están presentes ahora y cuáles son sus capacidades de generación de potencia. Hasta que los acopladores se conecten y fluya la información, el sistema general de control del tren no tiene ni idea de lo que se acaba de desviar hacia este. Si una operación de acoplamiento da como resultado que se desconecte toda la potencia del hotel, podría haber una interrupción de diversas decenas de segundos antes de que el sistema general de control del tren comience a trabajar en lo que se debe hacer y vuelva a encender la potencia, lo cual es claramente indeseable. Por otro lado, dejar la potencia encendida podría producir algunas sobrecargas espectaculares si, por ejemplo, una sección con motor diésel se desvía a una sección con remolque de conducción que genera potencia de CA del hotel a una frecuencia o fase diferentes.
La invención resuelve este problema utilizando un enfoque de dos etapas. En la primera etapa, la detección de cualquier actividad de acoplamiento o desacoplamiento (la cual es detectada por una señal a partir de todos los acopladores conectados entre sí) da como resultado una desconexión rápida de la potencia del hotel de todas las fuentes y el inicio de un proceso de reinicio predeterminado. Este proceso asigna un retraso de tiempo (de cero a unos pocos segundos) a un tipo particular de vehículo el cual puede suministrar potencia al hotel antes de que el vehículo intente suministrar potencia. El vehículo solo enciende la potencia del hotel si, cuando se agota el tiempo de retraso, aún no se está suministrando potencia al bus del hotel (es decir, algún otro vehículo no hizo esto primero). Los retrasos de tiempo se asignan a los vehículos de acuerdo con la prioridad deseada en el suministro de potencia. Por ejemplo, una locomotora eléctrica de alta potencia tiene un retraso de tiempo corto, una locomotora diésel de potencia media tiene un retraso de tiempo medio, y un remolque de conducción tiene un retraso de tiempo prolongado. El resultado es que cuando una locomotora y un remolque de conducción se acoplan entre sí a través de un tren, la locomotora siempre gana la carrera para suministrar inicialmente potencia al hotel. Del mismo modo, si la locomotora eléctrica y diésel terminan en la misma formación del tren, la locomotora eléctrica gana inicialmente.
Esta distribución de la potencia del hotel se mantiene hasta que tiene lugar la segunda etapa, la cual es el resultado de que los algoritmos del sistema de control de trenes en general reafirmen su autoridad general cuando tienen una imagen completa de la formación del tren y el estado de las instalaciones de generación de potencia dentro del mismo. Esta segunda etapa podría resultar en una reasignación de responsabilidad para proporcionar potencia del hotel entre vehículos, o podría dejar la asignación sin cambios. Por ejemplo, si el nivel de carga de la batería en el remolque de conducción es bastante alto, la parte de gestión de energía del sistema de control general del tren podría apagar la locomotora y encender el remolque de conducción durante un período.
La disposición de los sistemas para realizar estas funciones en un tren típico se muestra en la Figura 5. Los acopladores automáticos entre vehículos (10) incorporan un interruptor (20) el cual se activa durante el acoplamiento o desacoplamiento; normalmente, esto estará vinculado a una disposición de pestillo mecánico el cual bloquea los vehículos de forma segura entre sí en una posición y se libera (quizás por presión de aire) para permitir el desacoplamiento en la otra posición. La maniobra conjunta de vehículos también mueve el pestillo de manera transitoria y activa el interruptor durante un período corto.
Las salidas de todos los interruptores (20) del acoplador están conectadas entre sí, a través de pines dedicados en los conectores eléctricos de los acopladores automáticos y el cableado a través de cada vehículo a los acopladores en cada extremo del vehículo (o a través de alguna disposición de multiplexación con otros métodos de comunicación que dan un efecto similar). Como resultado, cuando tiene lugar cualquier operación de acoplamiento o desacoplamiento, todos los vehículos actualmente acoplados a esa operación tienen esta señal (30) de interruptor común activada inmediatamente. Esta señal se conecta a los sistemas (40) de control de todos los vehículos capaces de suministrar potencia al hotel, y la recepción de esta señal provoca una desconexión rápida de la potencia del hotel apagando los interruptores (50) que conectan las unidades (60) de conversión de potencia, transformadores (70) u otros generadores al bus (8) del hotel.
Para impedir transitorios de corriente altos en el bus del hotel cuando las secciones de los trenes se maniobran entre sí, los interruptores (50) de potencia deben apagar la potencia más rápido que el tiempo transcurrido entre la primera activación de los interruptores (20) del acoplador y los conectores del bus del hotel que entran en contacto. Esto se puede lograr fácilmente utilizando interruptores de potencia electrónicos. Sin embargo, si se utilizan contactores mecánicos o relés para los interruptores de potencia, podría ser un desafío lograr el apagado en los pocos cientos de milisegundos que se necesitan para acoplar los vehículos. En este caso, una mejora en el diseño del acoplador (no se muestra en los diagramas) puede resolver el problema. Se incorpora un contactor de bus del hotel en el diseño del acoplador, dispuesto de modo que el contactor solo se cierre un poco después de acoplarse con éxito a otro vehículo. El retraso se puede realizar utilizando un resorte y un amortiguador o una disposición mecánica similar, dispuestos de modo que el tiempo necesario para que el contactor se cierre exceda el tiempo necesario para que el interruptor (50) de potencia más lento en uso corte la potencia. De todos modos, se podría decidir incorporar esta característica en el diseño del acoplador para impedir conectores vivos si alguna otra disposición de conmutación o encofrado no proporciona esta función.
Volviendo a los procesos principales de control de potencia, las disposiciones se muestran con más detalle en la Figura 6. Un evento de acoplamiento o desacoplamiento activa la señal (30) de interruptor del acoplador común y restablece los controles de habilitación de potencia en todos los vehículos que suministran potencia al hotel, apagando los interruptores (50) de potencia. Cuando cesa la señal (30) de conmutación común, se completan las operaciones de acoplamiento o desacoplamiento y este evento inicia los temporizadores (90) de retraso en los sistemas de control de cada vehículo los cuales pueden suministrar potencia al hotel. Cuando finaliza ese retraso, un circuito (10) de detección de potencia en cada sistema de control examina el bus del hotel para ver si ya se está suministrando potencia. De lo contrario, se define el control de habilitación de potencia lo cual hace que ese vehículo encienda su propia potencia al bus del hotel. Si la potencia ya está encendida, el control de habilitación de potencia no está establecido y el interruptor (50) de potencia correspondiente permanece en el estado 'apagado'.
Entretanto, el sistema general de control del tren está operativo para establecer cuál es la nueva formación del tren y el estado de diversos sistemas dentro de este. La forma y el funcionamiento exactos de este sistema general de control de trenes están fuera del alcance de esta invención, pero normalmente se distribuirá en diversos vehículos clave, tales como locomotoras, vehículos motorizados y remolques de conducción, operando de forma colaborativa compartiendo datos a través de conectores dedicados en los acopladores automáticos y líneas de bus de datos de información presentes en todo el tren. Para los propósitos de esta invención, solo es necesario señalar que tarde o temprano el sistema de control de trenes en general toma algunas decisiones sobre cuales vehículos deberían suministrar potencia al hotel, y en consecuencia enviar comandos (11) a los sistemas de control de cada vehículo. Eso podría resultar en un cambio de las posiciones del interruptor (50) para alterar el estado actual de generación de potencia, o podría dejar la configuración sin cambios.
Por lo tanto, existe una jerarquía de control definida para la disposición de la generación de potencia del hotel; un proceso inicial 'rápido y oportuno' determinado por prioridades de acuerdo con los tipos del vehículo y sus retrasos de tiempo asignados, y un proceso final 'más considerado' determinado por un sistema de control de trenes completo y complejo. Este proceso 'más considerado' es responsable de funciones tales como la conmutación de la generación de potencia del hotel entre locomotoras y remolques de conducción, teniendo en cuenta factores tales como el nivel de carga de la batería, el historial de carga para optimizar la vida útil de la batería, los horarios de los trenes, la topografía de la ruta, la puntualidad, y otros métodos conocidos para optimizar el rendimiento de la forma deseada.
Además de las formaciones de trenes descritas anteriormente, donde cada tren tiene uno o más vagones pero solo una locomotora y un remolque de conducción, puede ser deseable permitir formaciones de trenes más complejas. Por ejemplo, puede estar disponible una gran diversidad de tipos de tracción, tales como locomotoras diésel y eléctricas de diversos tamaños, coches motorizados diésel, unidades eléctricas múltiples, etc. Cuando solo una de cada tipo de unidad de tracción está presente en un tren, la generación de potencia del hotel se ordena automáticamente utilizando los diferentes retrasos de tiempo. Entonces, el sistema general de control del tren puede tomar diferentes decisiones más adelante si es necesario. Pero, ¿qué sucede si hay más de una unidad de tracción del MISMO tipo en la formación?
Si el bus del hotel utiliza distribución de potencia de CA (como suele suceder), es necesario alinear tanto la frecuencia como la fase, así como el voltaje, si más de un vehículo va a contribuir con potencia al bus al mismo tiempo. Esto no es un problema para las unidades de tracción que operan a partir de una línea aérea de CA, ya que todas tienen la misma fuente. Sin embargo, las unidades de tracción diésel, y los remolques de conducción que utilizan potencia reciclada son un asunto diferente: individualmente generarán potencia en algo así como la frecuencia correcta y en una fase arbitraria entre sí. Si se acoplan, se producirán sobrecargas y picos de potencia seguidos de cortes de potencia cuando funcionan los circuitos de protección contra sobrecargas. Resolver este problema es como sincronizar centrales eléctricas en la red nacional, a menor escala.
La solución propuesta a este problema es tener un enfoque de 'arranque suave'. Cuando, por ejemplo, dos coches diésel se acoplan entre sí y después de su tiempo de retraso definido ambos intentan suministrar potencia al hotel al mismo tiempo, la potencia total no se aplica inmediatamente. En cambio, el sistema de control dispone que la potencia de cada vehículo se suministre a través de una resistencia para limitar la corriente a un nivel bajo para que los circuitos de protección contra sobrecargas no se disparen.
La forma de onda de bajo voltaje resultante en el bus del hotel, la cual será una combinación de la potencia generada por cada vehículo, es monitorizada por cada circuito de control. Usando técnicas de procesamiento de señales conocidas, cada circuito de control puede identificar la frecuencia y fase del otro generador, y puede ajustar primero la frecuencia y luego la fase de su propia generación de potencia para estar más alineados. Al mismo tiempo, por supuesto, el otro circuito de control realiza ajustes similares en la dirección opuesta de forma que la frecuencia y luego la fase de ambas fuentes de generación de potencia converjan. Una vez que las dos fuentes se han sincronizado, los sistemas de control de ambos vehículos activan la potencia total.
Las disposiciones de control para realizar esta función se muestran en la Figura 7. La fuente de potencia (14) del hotel en el vehículo podría ser un sistema de conversión de potencia que opera a partir de una batería de almacenamiento (por ejemplo, un remolque de conducción); un motor diésel y un alternador (por ejemplo, una locomotora diésel); un sistema de conversión de potencia que opera a partir de una batería de almacenamiento y un dínamo o alternador rectificado en un vehículo de propulsión híbrida (por ejemplo, un coche motorizado diésel de propulsión híbrida); un sistema de conversión de potencia que funciona con una fuente de CC (por ejemplo, una unidad múltiple eléctrica de tercer riel); o alguna otra fuente. Sin embargo, sea cual sea la fuente, debe ser controlable en frecuencia y, en última instancia, en fase, por ejemplo, a través de un sistema de control de velocidad del motor o utilizando la generación de formas de onda electrónicas.
El sistema (7) de control opera de la misma manera que antes, pero ahora después del retraso causado por el evento de acoplamiento o desacoplamiento, y si no hay potencia, el interruptor (50) de potencia principal permanece apagado pero el interruptor (15) de potencia de arranque suave se enciende. Esto conecta la fuente de potencia al bus (8) del hotel a través de una resistencia (16) la cual limita la corriente a un nivel bajo. Si un segundo vehículo generador de potencia del mismo tipo también está presente en la formación del tren, hará lo mismo al mismo tiempo. La forma de onda de voltaje resultante en el bus (8) del hotel será de baja amplitud (debido a la carga parcial que presentan los vagones y al efecto de las resistencias 16), pero su forma será una representación del promedio de las dos fuentes de potencia de los dos vehículos acoplados entre sí. Los circuitos (12) de comparación de formas de onda compensan esta menor amplitud, y comparan el resultado final con la forma de onda que genera la fuente de potencia local.
Usando técnicas de procesamiento de señales bien conocidas, los circuitos de comparación de formas de onda pueden establecer si la frecuencia de suministro que se genera localmente es mayor o menor que la fuente remota. Este resultado activa entonces señales para controlar la fuente (14) de potencia para alterar la frecuencia a un valor más similar al que genera la fuente remota. Naturalmente, la otra fuente realiza ajustes similares en la otra dirección. Cuando las frecuencias de las dos fuentes están alineadas, se realizan ajustes más finos para alinear la fase de las dos fuentes.
Cuando la forma de onda en el bus del hotel es de la misma fase que la que se genera localmente, y los circuitos de comparación de formas de onda están satisfechos de que todo es estable, envían una señal 'en fase OK' al sistema de control el cual enciende el interruptor (50) de potencia principal. El vehículo remoto hará lo mismo aproximadamente al mismo tiempo, y ahora ambos vehículos suministran potencia al bus del hotel.
Una vez que todo funciona correctamente en paralelo, se utilizan métodos establecidos, tales como la detección de corriente, para mantener sincronizada la generación de potencia de las dos fuentes.
Además de la activación automática de dos fuentes de potencia a través de retrasos de tiempo como se describe anteriormente, el sistema general de control del tren puede optar por activarlas mediante comandos (11), iniciando el mismo proceso de 'arranque suave'. En el caso de que uno de los vehículos de suministro de potencia deseados no tenga una función de 'arranque suave', la secuencia es primero encender ese vehículo con plena potencia, luego los otros con 'arranque suave' monitorizan la forma de onda de amplitud completa en el bus del hotel y adaptar su propia generación de potencia en consecuencia antes de que se enciendan a plena potencia.
Se pueden aplicar principios similares si se requieren tres o más vehículos del mismo tipo para generar potencia del hotel simultáneamente en algunas circunstancias operativas, con un diseño apropiado de los circuitos de comparación de formas de onda.
Naturalmente, algunos tipos de vehículos no podrán controlar la frecuencia y la fase de su generación de potencia, por lo que si deben suministrar potencia al hotel al mismo tiempo que otros vehículos, entonces esos otros vehículos deben ser controlables o estar intrínsecamente sincronizados. Se podría decidir que no es práctico controlar adecuadamente dos fuentes derivadas de alternadores accionados por motores diésel, en lugar de permitir solo un generador de este tipo en el bus del hotel a la vez y depender de los sistemas de conversión de potencia electrónicos en otros vehículos para seguir sus fluctuaciones de frecuencia.
Además de hacer coincidir la frecuencia y la fase, es necesario controlar los voltajes si diversos vehículos deben soportar su parte adecuada de la carga del bus del hotel. Esta función se logra mediante circuitos de detección de corriente y regulación de voltaje de forma conocida en los circuitos de control de los vehículos correspondientes, no se muestran en detalle en los diagramas. Esta función también es necesaria si el bus del hotel es CC en lugar de CA.
Dependiendo de los requisitos generales de las autoridades de operación ferroviaria, la incorporación de diversos niveles de características de esta invención permite crear un sistema de distribución de energía automatizado muy flexible para trenes que tienen una gran diversidad de formaciones.

Claims (8)

REIVINDICACIONES
1. Un sistema de gestión de energía para una formación del tren que consta de los siguientes vehículos:
uno o más vehículos sin motor, en donde el sistema de gestión de energía está dispuesto para proporcionar potencia eléctrica para los servicios en uno o más vehículos sin motor, suministrados a través de un bus (8) del hotel que está dispuesto para conectar vehículos acoplables en paralelo de manera eléctrica mediante conectores en ambos extremos de cada vehículo;
una locomotora o coche motorizado, en donde el sistema de gestión de energía de la locomotora o coche motorizado está dispuesto para proporcionar tanto tracción como potencia eléctrica para servicios a partir de una fuente de energía primaria tal como un motor diésel y un generador o una línea eléctrica aérea, pantógrafo y transformador;
un vehículo ferroviario, para su incorporación a una formación del tren, en donde el sistema de gestión de energía en el vehículo ferroviario está dispuesto para reciclar la energía de frenado regenerativa en potencia eléctrica para servicios, comprendiendo el sistema de gestión de energía en el vehículo ferroviario:
uno o más accionamientos (2) entre ruedas y motores (1) eléctricos de tracción en un cuerpo de vehículo dispuesto para ser utilizado como generadores durante el frenado regenerativo;
una unidad (3) de gestión de energía que está dispuesta para regular el suministro de potencia eléctrica de esos motores;
una batería de almacenamiento u otro dispositivo o sistema (4) de almacenamiento de energía eléctrica que está dispuesto para absorber energía de los motores (1) a través de la unidad (3) de gestión de energía que proporciona una fuente de energía reciclada;
un sistema (5) de conversión de potencia que está dispuesto para convertir la energía de la batería (4) de almacenamiento o la unidad (3) de gestión de energía en potencia eléctrica para servicios tales como calefacción, iluminación y aire acondicionado a otros vehículos de la formación del tren a través del bus (8) del hotel; y un sistema (7) de control que está dispuesto para controlar el suministro de potencia eléctrica para servicios a partir del sistema (5) de conversión de potencia en este vehículo a través del bus (8) del hotel para reemplazar o aumentar la potencia de fuentes en otros vehículos de la formación del tren tales como una locomotora, coche motorizado, coche generador o coche pantógrafo,
en donde el sistema de gestión de energía en el vehículo ferroviario está dispuesto para reciclar la energía del frenado regenerativo en este vehículo a través del bus (8) del hotel en potencia para servicios en otros vehículos de la formación del tren de tal modo que se mejore la eficiencia energética global de la formación del tren;
en donde la unidad (3) de gestión de energía está dispuesta para controlar la conmutación de potencia (6) al bus (8) del hotel a partir de la fuente de potencia primaria en un vehículo o la fuente de energía reciclada en el otro vehículo coordinando los sistemas de control del vehículo dispuesto para proporcionar potencia eléctrica a partir de la fuente de energía primaria y el vehículo dispuesto para proporcionar potencia eléctrica a partir de la fuente de energía reciclada;
la decisión de cual fuente utilizar se toma automáticamente de acuerdo con condiciones predeterminadas tales como el nivel de energía reciclada en la batería (4) de almacenamiento;
caracterizado porque el sistema (7) de control de cada vehículo capaz de suministrar potencia al bus (8) del hotel, está dispuesto para verificar si actualmente se está suministrando potencia al bus (8) del hotel a partir de otra fuente antes de actuar sobre una instrucción para suministrar su propia potencia al bus (8); y
en donde el sistema de gestión de energía en el vehículo ferroviario también está dispuesto para mantener la potencia para los servicios del hotel en los vehículos sin motor de la formación del tren cuando la locomotora o el coche motorizado se separan de la formación del tren.
2. Un sistema de gestión de energía para una formación del tren de acuerdo con la reivindicación 1, en donde cada vehículo está equipado con acopladores (10) que están dispuestos para proporcionar una señal (30) para indicar cuándo se está produciendo el acoplamiento o desacoplamiento de vehículos;
y en donde el sistema de gestión de energía está dispuesto para recibir esta señal (30) a partir de un acoplador de un vehículo capaz de suministrar potencia al bus (8) del hotel y provocar una desconexión rápida de la fuente de potencia y un reinicio de los procesos requeridos para volver a conectarlo.
3. Un sistema de gestión de energía para una formación del tren de acuerdo con la reivindicación 2, en donde el sistema (40) de control de cada vehículo capaz de suministrar potencia al bus (8) del hotel está dispuesto para esperar un tiempo de retraso predeterminado después de desconectar la potencia como un resultado de operaciones de acoplamiento o desacoplamiento antes de intentar reconectar la potencia al bus (8) del hotel;
el tiempo de retraso se le asignan diferentes valores para diferentes vehículos o tipos de vehículo, de modo que el vehículo con el menor tiempo de retraso logre la prioridad en el suministro de potencia del hotel al bus (8) del hotel cuando más de un vehículo que pueda suministrar potencia esté presente en una formación del tren reordenada.
4. Un sistema de gestión de energía para una formación del tren de acuerdo con la reivindicación 3, en donde las prioridades para la generación de potencia del hotel logradas de acuerdo con los retrasos de tiempo después de los cambios en la formación del tren como se describe en la reivindicación 3 se aplican durante un período, pero luego son anuladas por un algoritmo de control de nivel superior que tiene diferentes prioridades cuando se ha determinado una nueva formación del tren y el estado de los sistemas dentro de la nueva formación del tren.
5. Un sistema de gestión de energía para una formación del tren de acuerdo con la reivindicación 4, en donde el algoritmo de control de nivel superior está dispuesto para determinar si se permite que más de un vehículo suministre potencia al bus (8) del hotel y para instruir a los sistemas (40) de control en esos vehículos para iniciar sus procesos de conexión de potencia al bus.
6. Un sistema de gestión de energía para una formación del tren de acuerdo con la reivindicación 5, en donde los sistemas (40) de control de uno o más vehículos capaces de suministrar potencia al bus (8) del hotel están dispuestos para monitorizar el voltaje en el bus (8), y también la frecuencia y fase de CA, que utiliza un método de arranque suave, y para adaptar las características de generación de potencia local a esos parámetros antes de conectar la fuente de potencia local al bus (8) del hotel después de que el algoritmo de control le indique que lo haga.
7. Un sistema de gestión de energía para una formación del tren de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde la interconexión entre los vehículos de la formación del tren para la transferencia de potencia es un bus (8) del hotel diseñado para la carga máxima de potencia requerida por servicios únicamente, y no se utilizan sistemas de bus de potencia superior entre vehículos, tales como líneas de bus de potencia de tracción o líneas de bus de alto voltaje.
8. Un sistema de gestión de energía para una formación del tren de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde la formación del tren está dispuesta de manera que se pueda dividir en dos secciones; una sección contiene una locomotora o coche motorizado con una fuente de energía primaria, la otra sección contiene un vehículo con una fuente de energía reciclada; estando dispuesto el sistema de gestión de energía de tal modo que, cuando el tren se divide, la potencia del hotel para los servicios se mantenga en ambas secciones.
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