ES2907518T3

ES2907518T3 - Autobús

Info

Publication number: ES2907518T3
Application number: ES14898663T
Authority: ES
Inventors: Landa Gorka Herranz
Original assignee: Creatio Irizar Group Innovation Center Aie
Current assignee: Creatio Irizar Group Innovation Center Aie
Priority date: 2014-07-30
Filing date: 2014-07-30
Publication date: 2022-04-25
Anticipated expiration: 2034-07-30
Also published as: WO2016016482A1; PT3176022T; EP3176022A1; EP3176022A4; EP3176022B1

Abstract

Autobús (1) que comprende un motor de tracción eléctrica, un eje delantero (2), un eje trasero (3), un habitáculo de pasajeros (4) y un sistema de almacenamiento de energía eléctrica capaz de alimentar el motor, donde dicho sistema de almacenamiento de energía comprende al menos dos baterías (5, 6) situadas encima del habitáculo de pasajeros (4) de forma que la mayor parte del peso de cada batería (5, 6) queda dispuesta sobre la vertical de cada eje (2, 3), y donde el autobús (1) comprende una superficie superior exterior que cubre las baterías (5, 6) y cuya mayor parte es sustancialmente plana.

Description

DESCRIPCIÓN

Autobús

Objeto de la invención

La presente invención pertenece al campo de los vehículos propulsados eléctricamente, y más concretamente, al campo de los vehículos de tipo autobús que incorporan al menos un motor eléctrico de tracción.

Un objeto de la invención consiste en proporcionar un autobús impulsado por medios total o parcialmente eléctricos que provee un habitáculo interior más diáfano y con mayor espacio libre.

Asimismo, es objeto de la invención proporcionar un autobús impulsado por medios eléctricos que mejora la aerodinámica del autobús y elimina la necesidad de cualquier tipo de resalte en la parte superior del autobús, que convencionalmente se requiere para albergar componentes eléctricos.

Finalmente, es otro objeto de la invención proporcionar un autobús impulsado por medios eléctricos con un aspecto mejorado.

Antecedentes de la invención

El motor eléctrico de tracción lleva años empleándose en vehículos, tanto en vehículos híbridos como en vehículos completamente eléctricos.

Su uso ha ido en aumento debido a las ventajas que estos motores ofrecen frente a los convencionales motores de combustión interna impulsados por gasolina o diésel. Entre dichas ventajas se encuentra una disminución de la contaminación, del ruido y del coste total asociado a su operación.

No obstante, este tipo de motores requiere una gran potencia para permitir la tracción de los vehículos que los incorporan, que se deriva en la necesidad del uso de baterías de gran tamaño. Dichas baterías son elementos muy pesados y su ubicación es crítica para el comportamiento dinámico del vehículo.

En este sentido, convencionalmente, el sistema de almacenamiento de energía eléctrica se ha ubicado de forma concentrada en la parte posterior del vehículo, o de forma separada en distintas posiciones del mismo, con el fin de proporcionar una mayor estabilidad al vehículo.

En este sentido, para el caso de vehículos de grandes dimensiones, de tipo autobús, en los que la demanda energética es superior, predomina una disposición separada de los elementos del sistema de almacenamiento de energía eléctrica. Habitualmente la disposición de las baterías de estos sistemas de almacenamiento de energía eléctrica se ha venido ubicando en la parte trasera y en la parte superior del vehículo. De esta forma, se produce un reparto de peso y se reducen los efectos, tanto de carácter estructural como dinámico, que produciría la concentración del peso.

En línea con lo anterior, el documento de patente ES2156768B1 describe un sistema para el suministro de energía a vehículos de funcionamiento eléctrico, preferentemente para el trasporte urbano, que permite la recarga de baterías en cada una de las paradas realizadas por el autobús. De esta forma la invención propone una recarga frecuente de baterías con el fin de permitir una reducción del peso de las mismas. Sin embargo, el autobús alimentado por el sistema descrito sería un vehículo con una autonomía limitada, puesto que su funcionamiento requiere de una recarga continuada.

Por otro lado, el modelo de utilidad chino CN203221858 describe un autobús eléctrico que incluye un chasis, el chasis tiene un marco, un techo y un armario de instalación de baterías que está provisto de una batería para alimentar el autobús eléctrico.

De acuerdo con lo expuesto anteriormente, las invenciones hasta ahora conocidas por el estado de la técnica no proveen de un autobús con motor eléctrico de tracción capaz de solventar los problemas asociados al peso de las baterías eléctricas manteniendo un habitáculo para pasajeros amplio y un correcto comportamiento aerodinámico y dinámico.

Descripción de la invención

De esta forma, el autobús que la presente invención propone, se presenta como una mejora frente a lo conocido en el estado de la técnica puesto que consigue alcanzar satisfactoriamente los objetivos anteriormente señalados como idóneos para la técnica.

La invención consiste en un autobús que comprende un motor eléctrico de tracción, un eje delantero, un eje trasero, un habitáculo de pasajeros y un sistema de almacenamiento de energía eléctrica capaz de alimentar el motor, en el que dicho sistema de almacenamiento de energía comprende al menos dos baterías situadas encima del habitáculo de pasajeros, de tal forma que la mayor parte del peso de cada batería se ubica en la vertical de cada eje. El autobús además comprende una superficie superior exterior que cubre las baterías y cuya mayor parte es sustancialmente plana.

Al ubicar las baterías encima de los ejes delantero y trasero del autobús, la invención libera el espacio interior convencionalmente requerido para el almacenamiento de las mismas y consigue un aumento en la estabilidad del vehículo sin la necesidad de realizar modificaciones estructurales importantes en el mismo.

Con la ubicación de las baterías encima del habitáculo de pasajeros, el espacio antes requerido para la disposición de las mismas se integra en el habitáculo para pasajeros, resultando en un autobús con un espacio interior útil más amplio, susceptible de ofrecer más espacio a los viajeros y de ser, consecuentemente, más cómodo.

La ubicación separada de las baterías, de tal forma que la mayor parte del peso de cada una de ellas se disponga en la vertical de cada uno de los ejes delantero y trasero del autobús, ofrece un reparto de cargas capaz de controlar mejor los movimientos de cabeceo, típicos en aceleraciones y frenadas, y balanceo, típicos al atravesar calzadas con curvas.

Asimismo, la disposición de las baterías aprovecha las estructuras reforzadas del autobús y, por tanto, evita la necesidad de realizar modificaciones estructurales importantes.

Además, el autobús comprende una superficie superior exterior que cubre las baterías y cuya mayor parte es sustancialmente plana. Así, el autobús dispone de un techo sustancialmente plano, en el que las baterías están situadas en un plano inferior, en un falso techo formado para almacenar, entre otros elementos, dichas baterías. Con ello, la invención evita los posibles desniveles en el techo, ocasionados por la ubicación de elementos, mejorando el comportamiento aerodinámico del autobús y el aspecto del mismo.

De acuerdo con una realización preferente, cada batería formará parte de un grupo de baterías, un primer grupo de baterías dispuesto, al menos en parte, en la vertical del eje delantero y un segundo grupo de baterías dispuesto, al menos en parte, en la vertical del eje trasero. En este sentido, el autobús podrá comprender una pluralidad o grupo de baterías encima del habitáculo de pasajeros, de tal forma que la mayor parte del peso de cada grupo de baterías quede dispuesta en la vertical de cada uno de los ejes.

De forma preferente, el sistema de almacenamiento de energía comprenderá al menos un supercondensador susceptible de almacenar energía para alimentar el motor. Preferentemente, el supercondensador estará situado encima del habitáculo de pasajeros, entre las dos baterías. De forma especialmente preferente, el supercondensador será adyacente a una de las baterías.

De forma preferente, el autobús comprenderá al menos un convertidor de tensión conectado a al menos un supercondensador y/o a las baterías. En una realización preferente, dicho convertidor de tensión estará situado encima del habitáculo de pasajeros, entre las dos baterías. Mientras que, de acuerdo con otra realización preferente, el convertidor de tensión estará situado encima del habitáculo de pasajeros, en uno de los voladizos del autobús.

De acuerdo con otra realización preferente, el autobús comprenderá un bastidor situado encima del habitáculo de pasajeros y anclado a la estructura lateral del autobús, en el que las baterías estarán montadas sobre dicho bastidor.

De forma preferente, el autobús comprenderá un equipo de climatización situado encima del habitáculo de pasajeros, entre las dos baterías. Mientras que, de acuerdo con otra realización preferente, el autobús comprenderá un equipo de climatización situado encima del habitáculo de pasajeros, de forma adyacente a una de las baterías.

De forma preferente, el autobús comprenderá una caja de fusibles conectada al sistema de almacenamiento de energía, en el que, de acuerdo con una realización preferente, dicha caja de fusibles estará situada encima del habitáculo de pasajeros, entre las dos baterías. De acuerdo con otra realización preferente, dicha caja de fusibles estará situada encima del habitáculo de pasajeros, en uno de los voladizos del autobús.

De acuerdo con las realizaciones anteriores, la invención prevé una disposición preferente de elementos de mayor peso, en ubicaciones situadas encima del habitáculo de pasajeros, entre baterías o en zonas adyacentes a las mismas, y, una disposición preferente de elementos de menor peso, en ubicaciones situadas encima del habitáculo de pasajeros, entre baterías o en los voladizos del autobús, en caso de que no hubiera espacio suficiente para albergar dichos elementos.

En consecuencia, el supercondensador y el equipo de climatización, al ser elementos pesados, estarán preferentemente ubicados en el punto intermedio entre baterías o, en zonas adyacentes a las mismas. Mientras que el convertidor de tensión y la caja de fusibles, al ser elementos de menor peso, estarán preferentemente ubicados entre baterías o en los voladizos del autobús.

La invención describe una disposición completa de los posibles elementos involucrados en la tracción eléctrica del autobús, proporcionando un autobús con un techo sustancialmente plano. Asimismo, la invención describe la situación preferente de estos elementos, los cuales, podrán ubicarse entre las baterías del sistema de almacenamiento de energía eléctrica, o en los voladizos del autobús, en caso de que presenten un peso más reducido.

Descripción de los dibujos

Para complementar la descripción que se está realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características del invento, de acuerdo con un ejemplo preferente de realización práctica del mismo, se acompaña como parte integrante de dicha descripción, unos dibujos en los que, con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:

La figura 1 muestra una vista en perspectiva lateral del autobús, de acuerdo con una realización preferente de la invención.

La figura 2 muestra una vista lateral del autobús, de acuerdo con una realización preferente de la invención. La figura 3 muestra una vista en perspectiva lateral del autobús, de acuerdo con una realización preferente de la invención.

La figura 4 muestra una vista en perspectiva frontal de un grupo de baterías montadas en un bastidor y ancladas al autobús, de acuerdo con una realización preferente de la invención.

La figura 5 muestra una vista en detalle del anclaje del bastidor a la estructura lateral del autobús, de acuerdo con una realización preferente de la invención.

La figura 6 muestra una vista esquemática frontal del bastidor anclado al autobús, de acuerdo con una realización preferente de la invención.

Realización preferente de la invención

La figura 1 muestra un autobús 1 dotado de un eje delantero 2, un eje trasero 3, un habitáculo de pasajeros 4 y un sistema de almacenamiento de energía eléctrica capaz de alimentar un motor eléctrico de tracción.

El sistema de almacenamiento de energía eléctrica mostrado en la figura 1 comprende dos grupos de baterías 15, 16 y cuatro supercondensadores 8. Ambos grupos de baterías 15, 16 están situados encima del habitáculo de pasajeros 4, de tal forma que la mayor parte del peso de cada grupo de baterías 15, 16 se dispone en la vertical de cada eje 2, 3. En este sentido, el primer grupo de baterías 15 está parcialmente dispuesto en la vertical del eje delantero 2 y, el segundo grupo de baterías 16, en la vertical del eje trasero 3. Asimismo, los cuatro supercondensadores 8 comprendidos por el sistema de almacenamiento de energía eléctrica, están igualmente situados encima del habitáculo de pasajeros 4, adyacentes al segundo grupo de baterías 16.

La figura 1 muestra a su vez un equipo de climatización 18 y una caja de fusibles 17 situados encima del habitáculo de pasajeros 4, entre los dos grupos de baterías 15, 16. La caja de fusibles 17 está conectada al sistema de almacenamiento de energía y está encargada de la protección del sistema de almacenamiento de energía frente a sobrecargas eléctricas.

Asimismo, la figura 1 muestra un convertidor de tensión 10 situado encima del habitáculo de pasajeros 4, en el voladizo 9 posterior del autobús 1. El convertidor de tensión 10 estará preferentemente conectado a los supercondensadores 8 y/o al primer 15 y segundo grupo de baterías 16.

Con este diseño, la invención obtiene una disposición de elementos mejorada puesto que, al situar los componentes eléctricos encima del habitáculo de pasajeros, el espacio habitualmente ocupado por dichos componentes eléctricos resulta liberado, derivando en un habitáculo de pasajeros con mayor espacio efectivo.

Las figuras 2 y 3 muestran una vista lateral y una vista en perspectiva lateral del autobús 1 en las que se aprecia que el autobús 1 comprende una superficie superior exterior sustancialmente plana. Dicha superficie superior exterior cubre tanto los dos grupos de baterías 15, 16 como el resto de componentes situados encima del habitáculo de pasajeros 4, entre otros y en el caso de la figura 1, los cuatro supercondensadores 8, el equipo de climatización 18, la caja de fusibles 17 y el convertidor de tensión 10.

En este sentido, la invención sitúa, en un plano inferior al plano definido por la superficie superior exterior, los dos grupos de baterías 15, 16 y el resto de componentes susceptibles de ser utilizados para la alimentación o tracción eléctrica del motor, así como el equipo de climatización. Esta disposición de elementos en un plano inferior permite obtener un autobús 1 de comportamiento aerodinámico mejorado debido a la ausencia de resaltes en su superficie superior exterior. La ausencia de resaltes ofrece una menor resistencia en el avance del autobús.

Al mismo tiempo y gracias a la disposición de la invención, el autobús 1 ofrece un aspecto mejorado, frente a un autobús convencionalmente provisto de resaltes en su superficie superior exterior. Asimismo, se mejora el aspecto lateral del autobús al presentar un aspecto que mantiene el estatus quo en el mismo.

Además, al proporcionar un autobús de superficie superior exterior sustancialmente plana, la invención mejora el comportamiento dinámico del mismo ya que permite canalizar el aire de una forma más suave, disminuyendo las turbulencias ocasionadas.

La figura 4 muestra una vista en alzado del primer grupo de baterías 15 montado en un par de bastidores 7. En las figuras 1 y 4, cada grupo de baterías está formado por seis baterías, no obstante, podrían albergarse más o menos baterías en función de la demanda energética requerida para la tracción eléctrica del autobús o del tamaño de las mismas. Asimismo, podrían albergarse más filas de baterías o más baterías por fila, siempre y cuando la mayor parte del peso de cada grupo de baterías quede dispuesta en la vertical del eje correspondiente.

La figura 5 muestra una vista en detalle de un ejemplo de anclaje entre un bastidor 7 y la estructura lateral del autobús 1. En este sentido, el bastidor 7 puede estar provisto de pletinas 11 en sus caras laterales para habilitar el apoyo y anclaje a la estructura lateral del autobús 1, la cual puede estar dotada de carriles 13, susceptibles de ofrecer apoyo a las pletinas 11 del bastidor 7, e insertos 12 susceptibles de completar interiormente los carriles 13 y permitir el anclaje de las pletinas 11 al autobús 1 mediante una unión preferentemente atornillada entre las pletinas 11 y los insertos 12. Los carriles 13 estarán dispuestos preferentemente separada a lo largo de la estructura lateral del autobús 1 para permitir la evacuación de distintos elementos, principalmente agua, que pueden introducirse en la parte inferior del bastidor 7.

La figura 6 muestra una vista esquemática frontal del primer grupo de baterías 15 montado en un bastidor 7. Debido al peso de las baterías, supercondensadores y demás elementos, la invención contempla la posibilidad de reforzar la estructura del autobús 1 con el fin de proporcionar una mayor estabilidad al autobús 1. El peso superior eleva el centro de gravedad del autobús 1 provocando movimientos de cabeceo y balanceo más acusados. Para dotar de mayor estabilidad al conjunto, la invención contempla un aumento de la rigidez del chasis del autobús, con el fin de permitir la transmisión de fuerzas a los ejes, y un aumento de la dureza de los amortiguadores, con el fin de compensar el refuerzo anterior. Asimismo, y de forma preferente, la invención contempla la posibilidad de instalar barras estabilizadoras. Dichas barras estabilizadoras serían capaces de repartir la fuerza entre las ruedas de ambos costados y, para el caso del balanceo, harían que la rueda menos cargada en una curva (la rueda interior) mantuviera el contacto con la calzada en todo momento, al mismo tiempo que ayudarían a la rueda cargada (la rueda exterior) a generar la fricción necesaria para no salirse de la calzada.

Finalmente, a la vista de esta descripción y figuras, el experto en la materia podrá entender que la invención ha sido descrita de acuerdo con algunas realizaciones preferentes de la misma, pero que múltiples variaciones pueden ser introducidas en dichas realizaciones preferentes, sin salir del objeto de la invención tal y como ha sido reivindicada.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Autobús (1) compuesto por un motor eléctrico de tracción, un eje delantero (2), un eje trasero (3), un habitáculo de pasajeros (4) y un sistema de almacenamiento de energía eléctrica capaz de alimentar el motor, por lo que dicho sistema de almacenamiento de energía comprende al menos dos baterías (5, 6) situadas en la parte superior del habitáculo de pasajeros (4) de tal forma que la mayor parte del peso de cada batería (5, 6) está dispuesto en la vertical de cada eje (2, 3), y porque el autobús (1 ) comprende una superficie superior exterior que cubre las baterías (5, 6), caracterizado porque el autobús tiene un techo plano, en el que las baterías (5, 6) se encuentran en un plano inferior, en un falso techo formado para almacenar dichas baterías (5, 6).

2. Autobús (1) de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque cada batería (5, 6) forma parte de un grupo de baterías, un primer grupo de baterías (15) dispuesto al menos parcialmente en la vertical del eje delantero (2) y un segundo grupo de baterías (16) dispuesto al menos parcialmente en la vertical del eje trasero (3).

3. Autobús (1) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el sistema de almacenamiento de energía comprende al menos un supercondensador (8) susceptible de almacenar energía para alimentar el motor.

4. Autobús (1) de acuerdo con la reivindicación 3, caracterizado porque el supercondensador (8) se encuentra en la parte superior del habitáculo de pasajeros (4), entre las dos baterías (5, 6).

5. Autobús (1) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 3-4, caracterizado porque el supercondensador (8) está adyacente a una de las baterías (5, 6).

6. Autobús (1) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 3-5, caracterizado porque el autobús (1) comprende al menos un convertidor de tensión (10) conectado al supercondensador (8) y/o a las baterías (5, 6), estando dicho convertidor de tensión (10) situado en la parte superior del habitáculo de pasajeros (4), entre las dos baterías (5, 6).

7. Autobús (1) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 3-5, caracterizado porque el autobús (1) comprende al menos un convertidor de tensión (10) conectado al supercondensador (8) y/o a las baterías (5, 6), estando dicho convertidor de tensión (10) situado en la parte superior del habitáculo de pasajeros (4), en uno de los voladizos (9) del autobús (1 ).

8. Autobús (1) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el autobús (1) comprende un bastidor (7) situado en la parte superior del habitáculo de pasajeros (4) y anclado a la estructura lateral del autobús (1), y porque las baterías (5, 6) están montadas en dicho bastidor (7).

9. Autobús (1) de acuerdo con la reivindicación 8, caracterizado porque el autobús (1) comprende una pluralidad de carriles (13) en su estructura lateral que sirve para soportar el bastidor (7), en el que dichos carriles (13) están dispuestos separados entre sí.

10. Autobús (1) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el autobús (1) comprende equipos de climatización (18) situados en la parte superior del habitáculo de pasajeros (4), entre las dos baterías (5, 6).

11. Autobús (1) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1-9, caracterizado porque el autobús (1) comprende equipos de climatización (18) situados en la parte superior del habitáculo de pasajeros (4), adyacentes a una de las baterías (5, 6).

12. Autobús (1) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el autobús (1) comprende una caja de fusibles (17) conectada al sistema de almacenamiento de energía, en el que dicha caja de fusibles (17) se encuentra en la parte superior del habitáculo de pasajeros (4), entre las dos baterías (5, 6).

13. Autobús (1) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1-11, caracterizado porque el autobús (1) comprende una caja de fusibles (17) conectada al sistema de almacenamiento de energía, en el que dicha caja de fusibles (17) se encuentra en la parte superior del habitáculo de pasajeros (4), en uno de los voladizos (9) del autobús (1 ).