ES2920839T3

ES2920839T3 - Sistema de reducción de resistencia y generación de electricidad de un vehículo

Info

Publication number: ES2920839T3
Application number: ES16873538T
Authority: ES
Inventors: Shivam Sikroria; Siddhant Chouksey; Shiv Gupta
Original assignee: Smart Auto Labs Inc
Current assignee: Smart Auto Labs Inc
Priority date: 2015-12-07
Filing date: 2016-11-04
Publication date: 2022-08-10
Anticipated expiration: 2036-11-04
Also published as: CA3007049A1; KR20180091057A; WO2017099914A1; JP2019506556A; HRP20220801T1; US20170158060A1; CA3007049C; US9802492B2; JP6670936B2; HK1256403A1; MX2018006906A; EP3365222B1; CN108290611B; BR112018011413A2; BR112018011413B1; EP3365222A1; EP3365222A4; CN108290611A

Abstract

Se describe un sistema que comprende una estructura de entrada de aire, una estructura de túnel y un dispositivo de generación de energía. La estructura de admisión de aire puede incluir una primera entrada y una primera salida. La estructura de entrada de aire puede recibir aire dirigido hacia la primera entrada. Una diferencia de tamaño entre la primera entrada y la primera salida puede causar una compresión del aire recibido en el primer aire comprimido. La estructura del túnel puede incluir una segunda entrada y una segunda salida. La estructura del túnel puede recibir el primer aire comprimido. Una diferencia de tamaño entre la segunda entrada y la segunda salida puede causar una compresión del primer aire comprimido en el segundo aire comprimido. El dispositivo de generación de energía puede recibir el segundo aire comprimido y puede transformar una porción del segundo aire comprimido en energía. El sistema puede incluir más elementos efectivos para facilitar el enfriamiento de los componentes de un vehículo. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Sistema de reducción de resistencia y generación de electricidad de un vehículo

ANTECEDENTES

Un vehículo en movimiento puede experimentar una resistencia como resultado de fuerzas que actúan de forma opuesta al movimiento del vehículo. La resistencia puede afectar la velocidad del vehículo. El vehículo puede exigir una cantidad particular de energía para impulsar el vehículo a alcanzar la velocidad deseada. Una reducción de resistencia puede hacer que el vehículo demande menos energía para impulsar el vehículo a la velocidad deseada.

Un sistema de generación de energía eléctrica accionada por fluido de la técnica anterior se conoce a partir del documento US 2008/0238105.

SUMARIO

De acuerdo con la presente invención en un primer aspecto, se proporciona un sistema de acuerdo con la reivindicación 1. En aspectos adicionales, se proporciona un vehículo que comprende el sistema de acuerdo con la reivindicación 12 y un método de acuerdo con la reivindicación 20. Características preferidas adicionales se presentan en las reivindicaciones dependientes.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS

Las características anteriores y otras de esta divulgación serán más evidentes a partir de la siguiente descripción y de las reivindicaciones adjuntas, tomadas en conjunto con los dibujos adjuntos. Entendiendo que estos dibujos representan solo varias realizaciones de acuerdo con la divulgación y, por lo tanto, no deben considerarse limitativos de su alcance, la divulgación se describirá con especificidad y detalle adicionales mediante el uso de los dibujos adjuntos, en los que:

La figura 1A ilustra un vehículo relacionado con un sistema de reducción de resistencia y generación de electricidad del vehículo;

la figura 1B ilustra una vista en corte en plano superior de un componente de flujo de aire en relación con un sistema de reducción de resistencia y generación de electricidad del vehículo;

la figura 1C ilustra una vista en perspectiva lateral del componente de flujo de aire en relación con un sistema de reducción de resistencia y generación de electricidad del vehículo;

la figura 2A ilustra el vehículo de la figura 1 con detalles adicionales relacionados con un sistema de reducción de resistencia y generación de electricidad;

la figura 2B ilustra una vista en perspectiva lateral del componente de flujo de aire de la figura 1 con detalles adicionales relacionados con un sistema de reducción de resistencia y generación de electricidad;

la figura 2C ilustra una vista en perspectiva lateral de un sistema de ejemplo de la figura 1 con detalles adicionales relacionados con un sistema de reducción de resistencia y generación de electricidad;

la figura 2D ilustra una vista en corte lateral del sistema de ejemplo de la figura 1 con detalles adicionales relacionados con un sistema de reducción de resistencia y generación de electricidad;

la figura 2E ilustra una vista frontal del sistema de ejemplo de la figura 1 con detalles adicionales relacionados con un sistema de reducción de resistencia y generación de electricidad;

la figura 3A ilustra el vehículo de la figura 1 con detalles adicionales relacionados con un sistema de reducción de resistencia y generación de electricidad;

la figura 3B ilustra una vista en perspectiva lateral del componente de flujo de aire de la figura 1 con detalles adicionales relacionados con un sistema de reducción de resistencia y generación de electricidad;

la figura 3C ilustra una vista en perspectiva lateral del sistema de ejemplo de la figura 1 con detalles adicionales relacionados con un sistema de reducción de resistencia y generación de electricidad;

la figura 3D ilustra una vista frontal recortada del sistema de ejemplo de la figura 1 con detalles adicionales relacionados con un sistema de reducción de resistencia y generación de electricidad;

la figura 3E ilustra una vista en corte lateral del sistema de ejemplo de la figura 1 con detalles adicionales relacionados con un sistema de reducción de resistencia y generación de electricidad;

la figura 4 ilustra el vehículo de la figura 1 con detalles adicionales relacionados con un dispositivo de un sistema de reducción de resistencia y generación de electricidad;

la figura 5 ilustra el vehículo de la figura 1 con detalles adicionales relacionados con un sistema de reducción de resistencia y generación de electricidad;

la figura 6 ilustra un diagrama de flujo para un proceso de ejemplo para implementar un sistema de reducción de resistencia y generación de electricidad del vehículo; todo dispuesto de acuerdo con al menos algunas realizaciones descritas en el presente documento.

DESCRIPCIÓN DETALLADA

La figura 1, que incluye las figuras 1A, 1B y 1C, ilustra un vehículo, una vista superior recortada de un componente de flujo de aire y una vista lateral en perspectiva del componente de flujo de aire, respectivamente, relacionado con un sistema de reducción de resistencia y generación de electricidad del vehículo, dispuestos de acuerdo con al menos algunas realizaciones descritas en este documento. El vehículo 100 puede incluir el sistema 101, donde el sistema 101 puede incluir componentes para facilitar la generación de electricidad (que se describen con más detalle a continuación). En algunos ejemplos, el vehículo 100 puede ser un vehículo eléctrico, un vehículo de gasolina, etc. El vehículo 100 puede incluir uno o más motores 102, una batería 103, un sistema de enfriamiento 104, y/o un chasis 112, etc. En ejemplos donde el vehículo 100 puede ser un vehículo eléctrico, los motores 102 pueden ser motores eléctricos y pueden estar configurados para impulsar el vehículo 100. En algunos ejemplos donde el vehículo 100 puede ser un vehículo de gasolina, los motores 102 pueden estar asociados con un motor de combustión del vehículo 100. La batería 103 puede estar configurada para proporcionar energía a uno o más componentes, tales como motores 102 y sistema de enfriamiento 104, o varios componentes electrónicos del vehículo 100. El sistema de enfriamiento 104 puede incluir una o más unidades y/o componentes, como una unidad de aire acondicionado, configurada para enfriar un interior del vehículo 100, uno o más radiadores configurados para enfriar un motor del vehículo 100, etc. En algunos ejemplos, el sistema de enfriamiento 104 puede incluir componentes configurados para enfriar los motores 102, batería 103 y/o un motor de combustión del vehículo 100. El chasis 112 puede incluir un marco 113, ruedas delanteras 114a, 114b, y ruedas traseras 115a, 115b, donde las ruedas delanteras 114a, 114b, y las ruedas traseras 115a, 115b pueden acoplarse al marco 113. En algunos ejemplos, el chasis 112 puede incluir un par de transmisión a al menos una de las ruedas delanteras 114a, 114b, y las ruedas traseras 115a, 115b. El marco 113 puede ser una parte del chasis 112, donde un cuerpo del vehículo 100 puede estar montado en el marco 113. En algunos ejemplos, el sistema 101 puede estar dispuesto en el chasis 112 y puede colocarse encima del marco 113 del chasis 112, donde el marco 113 puede soportar un peso del sistema 101.

El sistema 101 puede incluir un componente magnético 105, un componente de flujo de aire 106 y un componente térmico 107. En algunos ejemplos, al menos una parte del componente magnético 105 puede disponerse sobre al menos una parte del componente de flujo de aire 106. En algunos ejemplos, al menos una parte del componente de flujo de aire 106 puede disponerse sobre al menos una parte del componente térmico 107. El componente magnético 105 puede incluir uno o más elementos magnéticos, tales como electroimanes, configurados para producir campos magnéticos respectivos (descritos más adelante). El componente térmico 107 puede incluir uno o más elementos de calentamiento, tales como tubos intercambiadores de calor, configurados para proporcionar calor a temperaturas respectivas en el sistema 101 (descrito adicionalmente a continuación). Los tubos intercambiadores de calor en el componente térmico 107 pueden incluir fluidos de enfriamiento. En ejemplos en los que el vehículo 100 puede ser un vehículo eléctrico, el chasis 112 puede definir un vacío lo suficientemente grande como para alojar el sistema 101. En ejemplos en los que el vehículo 100 puede ser un vehículo de gasolina con un motor hacia la parte trasera del vehículo 100, el chasis 112 puede definir de manera similar un vacío lo suficientemente grande como para alojar el sistema 101.

Focalizándose en la figura 1B, el componente de flujo de aire 106 puede incluir una o más estructuras, como una o más estructuras de entrada de aire ("entrada de aire") 120 y/o una estructura de túnel ("túnel") 130, donde una estructura de entrada de aire 120 y/o estructura de túnel 130 pueden configurarse para estar en comunicación con un dispositivo 140. La estructura de entrada de aire 120 puede incluir paredes eficaces para definir una abertura, de manera que la estructura de entrada de aire 120 puede ser eficaz para recibir aire 160, donde el aire 160 puede dirigirse al aire hacia el vehículo 100 y/o una entrada de la estructura de entrada de aire 120. En algunos ejemplos, la estructura de entrada de aire 120 puede recibir aire 160 dirigido hacia el vehículo 100 cuando el vehículo 100 está inactivo o cuando el vehículo 100 está en movimiento. En ejemplos donde el vehículo 100 puede estar inactivo, una diferencia de presión entre un interior de la estructura de entrada de aire 120 y el exterior del vehículo 100 puede hacer que el aire 160 fluya hacia una entrada de la estructura de entrada de aire 120 para que la estructura de entrada de aire 120 pueda recibir aire 160. En ejemplos donde el vehículo 100 puede estar en movimiento, la diferencia de presión entre el interior de la estructura de entrada de aire 120 y el exterior del vehículo 100, junto con los movimientos del vehículo 100, puede hacer que el aire 160 fluya hacia una entrada de la estructura de entrada de aire 120 para que la estructura de entrada de aire 120 pueda recibir aire 160. Como resultado de la entrada del aire 160 en la estructura de entrada de aire 120 mientras el vehículo 100 está en movimiento, se puede reducir la resistencia del vehículo 100. En algunos ejemplos, el componente de flujo de aire 106 puede incluir más de una estructura de entrada de aire. En ejemplos donde el componente de flujo de aire 106 incluye más de una estructura de entrada de aire, cada estructura de entrada de aire puede ser contigua a una entrada de la estructura de túnel 130. En algunos ejemplos, cuando el componente de flujo de aire 106 incluye más de una estructura de entrada de aire, cada estructura de entrada de aire puede recibir una porción respectiva de aire 160. Además, cada estructura de entrada de aire puede ser de un tamaño y/o forma respectivos, etc.

En algunos ejemplos, una forma de la estructura de entrada de aire 120 puede estar curvada para aumentar la eficiencia aerodinámica de un flujo de aire 160. En algunos ejemplos, la estructura de entrada de aire 120 puede asemejarse a un embudo, tal como una estructura hueca que incluye una entrada amplia y una salida estrecha. En algunos ejemplos, la estructura de entrada de aire 120 puede estar curvada de una manera no lineal de manera que la estructura de entrada de aire 120 se asemeja a un embudo en forma de cuenca. En algunos ejemplos, un ancho de la estructura de entrada de aire 120 puede extenderse desde la rueda delantera 114a a la rueda delantera 114b. Una diferencia entre los tamaños, tales como áreas de sección transversal, de una entrada amplia y una salida estrecha de la estructura de entrada de aire 120 puede producir una diferencia de presión entre la entrada amplia y la salida estrecha. La diferencia de presión entre la entrada amplia y la salida estrecha de la estructura de entrada de aire 120 puede hacer que el aire 160 fluya en una dirección de flujo de aire 109 hacia la estructura de túnel 130. En algunos ejemplos, cuando el aire 160 fluye en la dirección de flujo de aire 109, una velocidad del aire 160 puede aumentar a lo largo de la dirección de flujo de aire 109 debido a que un área transversal del interior de la estructura de entrada de aire 120 disminuye a lo largo de la dirección de flujo de aire 109. En algunos ejemplos, las paredes de un interior de la estructura de entrada de aire 120 pueden comprimir aire 160 en el primer aire comprimido 162, donde el primer aire comprimido 162 puede fluir a una velocidad mayor que la velocidad del aire 160 a medida que el primer aire comprimido 162 abandona la estructura de entrada de aire 120.

En algunos ejemplos, la estructura de túnel 130 puede colocarse en el componente de flujo de aire 106 de modo que la estructura de túnel 130 esté entre las ruedas delanteras 114a, 114b, y las ruedas traseras 115a, 115b del chasis 112. La estructura de túnel 130 puede incluir paredes eficaces para definir una entrada o una abertura para que la estructura de túnel 130 pueda recibir aire, tal como el primer aire comprimido 162. En algunos ejemplos, una forma de la estructura de túnel 130 puede ser curvada para aumentar la eficiencia aerodinámica de un flujo de aire del primer aire comprimido 162. En algunos ejemplos, la estructura de túnel 130 puede ser curvada de manera lineal para que un área de sección transversal de un interior de la estructura de túnel 130 disminuya a lo largo de la dirección de flujo de aire 109. En algunos ejemplos, la estructura de túnel 130 puede ser una estructura en forma de tubo, tal como un tronco cónico hueco, que incluye una o más secciones, donde cada sección puede ser de un tamaño diferente, como un diámetro o un área de sección transversal. Por ejemplo, Enfocándose en la figura 1B y la figura 1C, un área de sección transversal de una sección 132 de la estructura de túnel 130 puede ser mayor que un área de sección transversal de una sección 134 de la estructura de túnel 130. En algunos ejemplos, mientras el primer aire comprimido 162 fluye en la dirección de flujo de aire 109, una velocidad del primer aire comprimido 162 puede aumentar a lo largo de la dirección de flujo de aire 109 debido a que un área de sección transversal del interior de la estructura de túnel 130 disminuye a lo largo de la dirección de flujo de aire 109. En algunos ejemplos, las paredes de un interior de la estructura de túnel 130 pueden comprimir el primer aire comprimido 162 en el segundo aire comprimido 164, donde el segundo aire comprimido 164 puede fluir a una velocidad mayor que la velocidad del primer aire comprimido 162 cuando el segundo aire comprimido 162 entra en el dispositivo 140. En algunos ejemplos, el dispositivo 140 puede separarse de la estructura de túnel 130 para que el segundo aire comprimido 162 pueda ser expulsado como aire expulsado 166 para facilitar una reducción de resistencia experimentada por el vehículo 100.

Como se describirá con más detalle a continuación, la forma y las áreas transversales variables de la estructura de entrada de aire 120 y la estructura de túnel 130 pueden producir una diferencia de presión entre dos o más puntos a lo largo de los interiores de la estructura de entrada de aire 120 y la estructura de túnel 130 en orden para conducir aire, como aire 160, primer aire comprimido 162, segundo aire comprimido 164, hacia el dispositivo 140 en la dirección de flujo de aire 109. Asimismo, se describe a continuación, además de la diferencia de presión entre puntos a lo largo de los interiores de la estructura de entrada de aire 120 y la estructura de túnel 130, el componente magnético 105 y el componente térmico 107 pueden facilitar el accionamiento del aire 160 hacia el dispositivo 140 en la dirección de flujo de aire 109.

El dispositivo 140 puede ser un dispositivo de generación de energía configurado para generar energía 170 (descrita más adelante) y/o gestionar el segundo aire comprimido 164. En el ejemplo representado en la figura 1B, el dispositivo 140 puede incluir una unidad de control 142 y/o una turbina eólica 150. La unidad de control 142 puede configurarse para controlar y/o gestionar la turbina eólica 150. Como se describirá con más detalle a continuación, la unidad de control 142 puede controlar la turbina eólica 150 para transformar una primera porción del segundo aire comprimido 164 en energía 170. El controlador 142 puede estar configurado además para distribuir energía 170 entre los componentes del vehículo 100. La energía 170 puede ser eficaz en electricidad para alimentar los componentes del vehículo 100, tal como cargando la batería 103, o proporcionando potencia para los motores 102, el sistema de enfriamiento 104 y el componente magnético 105, etc. Una segunda porción del segundo aire comprimido 164 puede expulsarse fuera del vehículo 100 como aire expulsado 166.

En ejemplos donde el vehículo 100 es un vehículo a gasolina, el dispositivo 140 puede asociarse con un motor de combustión del vehículo 100, para que la estructura de túnel 130 pueda estar contigua al motor de combustión. En un ejemplo, el motor de combustión puede recibir un segundo aire comprimido 164 de la estructura de túnel 130. El segundo aire comprimido 164 recibido en el motor de combustión puede ser un oxidante para el motor de combustión, para que pueda producirse una combustión de combustible y aire dentro del motor de combustión. En algunos ejemplos, la unidad de control 142 del dispositivo 140 puede controlar una cantidad de segundo aire comprimido 164 proporcionado a un motor de combustión del vehículo 100. En ejemplos donde el vehículo 100 es un vehículo de pila de combustible, el segundo aire comprimido 164 puede ser una fuente de oxígeno para un motor de pila de combustible para alimentar el motor 102. En ejemplos donde el vehículo 100 es un vehículo híbrido, la turbina eólica 150 puede proporcionar energía a la batería 103 y el segundo aire comprimido 164 puede servir como un oxidante para un motor de combustión del vehículo híbrido. Como se describirá con más detalle a continuación, una eficiencia de la turbina eólica 150 puede basarse en una velocidad de flujo del segundo aire comprimido 164 cuando el dispositivo 140 recibe el segundo aire comprimido 164. La velocidad de flujo del segundo aire comprimido 164 puede basarse en un tamaño y/o forma de la estructura de entrada de aire 120 y estructura de túnel 130, campos magnéticos producidos por el componente magnético 105 y calor proporcionado por el componente térmico 107.

La figura 2, que incluye las figuras 2A, 2B, 2C, 2D y 2E, ilustra el vehículo 100 de la figura 1, una vista en perspectiva lateral del componente de flujo de aire 106, y una vista en perspectiva lateral del sistema 101 de la figura 1, una vista lateral recortada del sistema 101 de la figura 1 y una vista frontal del sistema 101 de la figura 1, respectivamente, con detalles adicionales relacionados con un sistema de reducción de resistencia y generación de electricidad, dispuestos de acuerdo con al menos algunas realizaciones descritas en el presente documento. La figura 2 es sustancialmente similar al sistema 100 de la figura 1, con detalles adicionales. Aquellos componentes de la figura 2 que están etiquetados de manera idéntica a los componentes de la figura 1 no se describirán nuevamente a efectos de claridad.

Enfocándose en la figura 2C, la estructura de entrada de aire 120 puede recibir aire 160 dirigido hacia el vehículo 100 y/o una entrada 210 de la estructura de entrada de aire 120. En algunos ejemplos, el vehículo 100 puede incluir un filtro 204 eficaz para filtrar los desechos del aire 160 antes de que la estructura de entrada de aire 120 reciba el aire 160. El aire 160 pueda entrar en la estructura de entrada de aire 120 en la entrada 210 de la estructura de entrada de aire 120 y puede salir en una salida 212 de la estructura de entrada de aire 120 como primer aire comprimido 162. En el ejemplo representado en la figura 2C, la forma de la estructura de entrada de aire 120 puede curvarse para que un área de la sección transversal de la estructura de entrada de aire 120 pueda disminuir a lo largo de la dirección de flujo de aire 109, y de tal manera que un tamaño o un área de la sección transversal de la entrada 210 pueda ser mayor a un tamaño o área de sección transversal de la salida 212. La diferencia de área de sección transversal entre la entrada 210 y la salida 212 de la estructura de entrada de aire 120 puede producir una diferencia de presión entre la entrada 210 y la salida 212. Ya que, en el ejemplo, la entrada 210 es de un área de sección transversal relativamente grande que la salida 212, una presión en la entrada 210 puede ser mayor que una presión en la salida 212. La diferencia de presión entre la entrada 210 y la salida 212 puede hacer que el aire 160 fluya en la dirección de flujo de aire 109 hacia la estructura de túnel 130.

Como se mencionó anteriormente, al menos una porción del componente magnético 105 puede disponerse sobre al menos una porción del componente de flujo de aire 106. De manera similar, al menos una porción del componente de flujo de aire 106 puede disponerse sobre al menos una porción del componente térmico 107. En los ejemplos representados en las figuras 2C, 2D y/o 2E, el elemento magnético 220 puede estar dispuesto sobre al menos una porción de la estructura de entrada de aire 120, y al menos una porción de la estructura de entrada de aire 120 puede estar dispuesta sobre el elemento de calentamiento 230. El elemento magnético 220 puede ser una parte del componente magnético 105 (mostrado en la figura 2A) y el elemento de calentamiento 230 puede ser una parte del componente térmico 107 (mostrado en la figura 2A). Enfocándose en la figura 2E, el elemento de calentamiento 230 puede estar ubicado debajo de la estructura de entrada de aire 120. El elemento magnético 220 puede estar ubicado en una superficie de la estructura de entrada de aire 120 de manera que el elemento magnético 220 pueda rodear, o abarcar una parte superior, y al menos un lado, de la estructura de entrada de aire 120. Enfocándose en la figura 2C, el elemento magnético 220 puede ser eficaz para producir un campo magnético 222 y el elemento de calentamiento 230 puede ser eficaz para proporcionar calor 232. En algunos ejemplos, el elemento magnético 220 puede ser electroimanes incluyendo bobinas, donde la corriente puede pasar a través de las bobinas para producir el campo magnético 222. En algunos ejemplos, la corriente que corre a través de las bobinas del componente magnético 105 puede ser generada por el dispositivo 140 (descrito adicionalmente a continuación). El elemento magnético 220 puede disponerse de manera que un polo norte del campo magnético 222 pueda dirigirse hacia un interior de la estructura de entrada de aire 120. En algunos ejemplos, el elemento de calentamiento 230 puede incluir tubos intercambiadores de calor conectados al sistema de enfriamiento 104 del vehículo 100.

En algunos ejemplos, el elemento de calentamiento 230 puede incluir tubos intercambiadores de calor conectados a uno o más radiadores del sistema de enfriamiento 104 o componentes del vehículo 100. En un ejemplo, el fluido refrigerante calentado puede fluir desde los radiadores o los componentes al elemento de calentamiento 230. El elemento de calentamiento 230 puede proporcionar calor 232 a un interior de la estructura de entrada de aire 120, tal como mediante transferencia de calor 232 de los fluidos refrigerantes calentados. Como resultado de proporcionar calor 232 al interior de la estructura de entrada de aire 120, la temperatura del fluido refrigerante calentado que fluye a través del elemento de calentamiento 230 puede disminuir a lo largo de la dirección de flujo de aire 109. En algunos ejemplos, el elemento de calentamiento 230 puede ser contiguo a uno o más componentes del vehículo 100, tales como el motor 102, la batería 103, una transmisión del vehículo 100, un motor de combustión del vehículo 100, etc. En ejemplos donde el elemento de calentamiento 230 puede ser contiguo a los componentes del vehículo 100, el fluido refrigerante dentro del elemento de calentamiento 230 puede recibir calor de los componentes para aumentar la temperatura del fluido refrigerante dentro del elemento de calentamiento 230. Como resultado de la disminución de la temperatura de los fluidos refrigerantes dentro del elemento de calentamiento 230 a lo largo de la dirección de flujo de aire 109, el elemento de calentamiento 230 puede facilitar el enfriamiento de uno o más componentes. Por ejemplo, un primer extremo del elemento de calentamiento 230 cerca de la entrada 210, y un segundo extremo del elemento de calentamiento 230 cerca de la salida 212, pueden estar ambos contiguos a un motor de combustión del vehículo 100. Cuando el motor de combustión está en operación, el fluido refrigerante cerca del primer extremo puede calentarse a una primera temperatura. La primera temperatura del fluido refrigerante dentro del elemento de calentamiento 230 puede disminuir a lo largo de la dirección de flujo de aire 109, de manera que el fluido refrigerante cerca de la salida 212 puede estar a una segunda temperatura. El fluido refrigerante a la segunda temperatura puede facilitar el enfriamiento del motor de combustión, debido a que el elemento de calentamiento 230 puede proporcionar calor a la segunda temperatura que es una temperatura más baja que la primera temperatura.

Enfocándose en la figura 2D, el aire 160 puede fluir en un patrón aleatorio tal como un flujo inicial 260 después de entrar en la estructura de entrada de aire 120. El elemento de calentamiento 230 puede aplicar calor 232 al aire 160 para aumentar la temperatura del aire 160. Un aumento de temperatura del aire 160 puede disminuir la viscosidad del aire 160, donde una disminución de la viscosidad puede hacer que el aire 160 fluya en un patrón relativamente ordenado tal como un flujo laminar 262, y puede aumentar la velocidad de flujo del aire 160. Además del calor 232, también se puede aplicar un campo magnético 222 al aire 160 para disminuir la viscosidad del aire 160 de manera que el aire 160 pueda fluir en un patrón ordenado tal como el flujo laminar 262, y aumentar la velocidad de flujo del aire 160. En el ejemplo representado por la figura 2C, como resultado de la aplicación del campo magnético 222 y calor 232, la velocidad de flujo del aire 160 en la entrada 210 puede ser menor que la velocidad de flujo del primer aire comprimido 162 en la salida 212. A medida que la velocidad de flujo del aire 160 aumenta a lo largo de la dirección del flujo de aire 109, una presión a lo largo de la dirección del flujo de aire 109 en un interior de la estructura de entrada de aire 120 puede disminuir en base a principios de dinámica de fluidos, tales como el efecto Venturi.

Enfocándose en la figura 2E, un interior de la estructura de entrada de aire 120 puede incluir uno o más ventiladores 270 (que incluyen el ventilador 270a, 270b) en las posiciones iniciales 272 (que incluyen las posiciones 272a, 272b). En algunos ejemplos, las posiciones iniciales 272 pueden estar cerca de la entrada 212, una parte superior, una parte inferior, un lado y/o ambos lados del interior de la estructura de entrada de aire 120. Los ventiladores 270 pueden estar unidos a un accionador respectivo, tal como un servo motor. Los accionadores unidos a los ventiladores 270 pueden controlarse mediante el dispositivo 140. El dispositivo 140 puede controlar el accionador para mover los ventiladores 270 desde las posiciones iniciales 272 a posiciones diferentes de las posiciones iniciales 272. En un ejemplo, el dispositivo 140 puede detectar que el vehículo 100 se mueve a una velocidad menor que un umbral de velocidad, como 4,47 metros por segundo (m/s). En respuesta a la detección de que el vehículo 100 se mueve a una velocidad menor que 4,47 m/s, el dispositivo 140 puede controlar los accionadores para mover los ventiladores 270 a posiciones diferentes de la posición inicial 272. Por ejemplo, el dispositivo 140 puede controlar los accionadores para mover los ventiladores 270 a posiciones cerca de un centro del área de la sección transversal de la entrada 212 para que los ventiladores 270 puedan facilitar una recolección de aire 160 incluso si el vehículo 100 puede estar inactivo o se puede mover a una velocidad menor que 4,47 m/s. En algunos ejemplos, el dispositivo 140 puede configurarse para detectar una temperatura del refrigerante dentro del elemento de calor 230. En respuesta a la temperatura del refrigerante dentro del elemento de calor 230 que excede un umbral de temperatura particular, el dispositivo 140 puede controlar los accionadores y/o mover los ventiladores 270 a posiciones diferentes de las posiciones iniciales 272 para que los ventiladores 270 puedan facilitar un enfriamiento del interior de la entrada de aire 120. En algunos ejemplos, los ventiladores 270 pueden colocarse adicionalmente en un interior de la estructura de túnel 130 y, de manera similar, pueden facilitar la recolección del primer aire comprimido 162 y enfriamiento del refrigerante cerca de la estructura de túnel 130.

Como se describirá con más detalle a continuación, las disposiciones del elemento de calentamiento 230 con respecto a otros elementos de calentamiento del componente térmico 107 pueden aumentar aún más la velocidad de flujo del aire 160. De manera similar, las disposiciones del elemento magnético 220 con respecto a otros elementos magnéticos del componente magnético 105 pueden aumentar también aún más la velocidad de flujo del aire 160.

La figura 3, que incluye las figuras 3A, 3B, 3C, 3D y 3E, ilustra el vehículo 100 de la figura 1, una vista en perspectiva lateral del componente de flujo de aire 106, y una vista en perspectiva lateral del sistema 101 de la figura 1, una vista frontal recortada del sistema 101 de la figura 1, y una vista lateral recortada del sistema 101 de la figura 1, respectivamente, con detalles adicionales relacionados con un sistema de reducción de resistencia y generación de electricidad, dispuestos de acuerdo con al menos algunas realizaciones descritas en este documento. La figura 3 es sustancialmente similar al sistema 100 de la figura 1, con detalles adicionales. Aquellos componentes en la figura 3 que están etiquetados de forma idéntica a los componentes de la figura 1 no se describirán nuevamente a efectos de claridad.

Enfocándose en la figura 3B, la estructura de túnel 130 puede recibir el primer aire comprimido 162 de la entrada de aire 120. El primer aire comprimido 160 puede entrar en la estructura de túnel 130 en una entrada 310 de la estructura de túnel 130 y puede salir en una salida 312 de la estructura de túnel 130. En el ejemplo representado en la figura 3B, un área de sección transversal de la estructura de túnel 130 puede disminuir a lo largo de la dirección de flujo de aire 109 y de tal manera que un tamaño o área de sección transversal de entrada 310 puede ser mayor que un tamaño o área de sección transversal de la salida 312. En ejemplos donde la estructura de túnel 130 puede definirse por un tronco cónico hueco, un diámetro 311 de la entrada 310 puede ser mayor que un diámetro 313 de la salida 312. La diferencia entre las áreas de la sección transversal de la entrada 310 y la salida 312 puede producir una diferencia de presión entre la entrada 310 y la salida 312. Dado que, en el ejemplo, un área de la sección transversal de la entrada 310 es más grande que un área de la sección transversal de la salida 312, una presión en la entrada 310 puede ser mayor que una presión en la salida 312. La diferencia de presión entre la entrada 310 y la salida 312 puede provocar que el primer aire comprimido 162 fluya en la dirección de flujo de aire 109 hacia el dispositivo 140.

Como se mencionó anteriormente, al menos una porción del componente magnético 105 puede disponerse sobre al menos una porción del componente de flujo de aire 106. De manera similar, al menos una porción del componente de flujo de aire 106 puede disponerse sobre al menos una porción del componente térmico 107. En los ejemplos representados en las figuras 3C, 3D y 3E, los elementos magnéticos 320, 322, 324 pueden estar dispuestos sobre al menos una porción de la estructura de túnel 130, y al menos una porción de la estructura de túnel 130 puede disponerse sobre los elementos de calentamiento 330, 332. Los elementos magnéticos 320, 322, 324 pueden ser cada uno una parte del componente magnético 105 (mostrado en la figura 3A) y los elementos de calentamiento 330, 332 pueden ser cada uno una parte del componente térmico 107 (mostrado en la figura 3A). Enfocándose en la figura 3C, el elemento de calentamiento 330, 332 puede estar cada uno situado debajo de una estructura de túnel 130. En algunos ejemplos, los elementos de calentamiento 330, 332 pueden estar curvados de manera que los elementos de calentamiento 330, 332 pueden rodear, o abarcar, al menos una porción de la parte inferior de la estructura de túnel 130. Una cantidad de calor proporcionada por los elementos de calentamiento 330, 332 puede aumentar o disminuir con un área de superficie de la porción que está rodeada por elementos de calentamiento curvados 330, 332. Los elementos magnéticos 320, 322, 324 pueden estar situados cada uno en una superficie de la estructura de túnel 130 de manera que cada uno de los elementos magnéticos 320, 322, 324 pueda rodear, o abarcar una parte superior, y al menos un lado, de la estructura de túnel 130. En algunos ejemplos, el elemento magnético 320 puede rodear una porción de la estructura de entrada de aire 120 y una porción de la estructura de túnel 130, para que el elemento magnético 320 pueda rodear una unión de la salida 212 de la estructura de entrada de aire 120 y la entrada 310 de la estructura de túnel 130.

Enfocándose en la figura 3E, el elemento magnético 320 puede disponerse de manera que un polo norte del elemento magnético 320 pueda dirigirse lejos de un interior de la estructura de túnel 130. Basándose en la disposición del elemento magnético 220 y el elemento magnético 320, el campo magnético 222 puede dirigirse desde el elemento magnético 220 (que puede estar dispuesto sobre la estructura de entrada de aire 120) hacia el elemento magnético 320 a través del interior de la estructura de túnel 130, como se representa en la figura 3E. La dirección del campo magnético 222 puede facilitar una reducción de la viscosidad del primer aire comprimido 162 para hacer que el primer aire comprimido 162 fluya en la dirección de flujo de aire 109, y para aumentar la velocidad de flujo del primer aire comprimido 162, de manera que el flujo laminar 262 del primer aire comprimido 162 pueda mantenerse y/o mejorarse.

De forma similar, el elemento magnético 322 puede estar dispuesto de modo que un polo norte del elemento magnético 322 pueda dirigirse hacia el interior de la estructura de túnel 130. El elemento magnético 324 puede disponerse de modo que un polo norte del elemento magnético 320 pueda dirigirse fuera del interior de la estructura de túnel 130. Basándose en la disposición de los elementos magnéticos 322, 324, se puede producir y dirigir un campo magnético 326 desde el elemento magnético 322 hacia el elemento magnético 324 a través del interior de la estructura de túnel 130, como se representa en la figura 3E. La dirección del campo magnético 326 puede facilitar una reducción de la viscosidad del primer aire comprimido 162 para hacer que el primer aire comprimido 162 fluya en la dirección de flujo de aire 109 y para aumentar la velocidad de flujo del primer aire comprimido 162, para que el flujo laminar 262 del primer aire comprimido 162 pueda mantenerse y/o mejorarse. Como se describirá más adelante, una disposición de diferentes elementos magnéticos puede facilitar la producción de diferencias de presión a lo largo de los interiores de la estructura de entrada de aire 120 y/o la estructura de túnel 130 para conducir el aire 160 y/o el primer aire comprimido 162 hacia el dispositivo 140. En algunos ejemplos, los elementos magnéticos de adición se pueden acoplar a la entrada de aire 120 y/o al túnel 130, y se pueden colocar en una disposición arbitraria.

Enfocándose en las figuras 3C y 3E, los elementos de calentamiento 330, 332 pueden incluir tubos intercambiadores de calor conectados a uno o más radiadores del sistema de enfriamiento 104 o componentes del vehículo 100. El fluido refrigerante calentado puede fluir desde los radiadores o los componentes a los elementos de calentamiento 330, 332. Los elementos de calentamiento 330, 332 pueden proporcionar calor 331, 333 a un interior de la estructura de túnel 130, tal como transfiriendo calor 331, 333 de los fluidos refrigerantes calentados. Como resultado de proporcionar calor 331, 333 al interior de la estructura de túnel 130, la temperatura del fluido refrigerante calentado que fluye a través de los elementos de calentamiento 330, 332 puede disminuir a lo largo de la dirección de flujo de aire 109. En algunos ejemplos, los elementos de calentamiento 330, 332 pueden ser contiguos a uno o más componentes del vehículo 100, como el motor 102, la batería 103, una transmisión del vehículo 100, un motor de combustión del vehículo 100, etc. En ejemplos donde los elementos de calentamiento 330, 332 pueden ser contiguos a los componentes del vehículo 100, el fluido refrigerante dentro de los elementos de calentamiento 330, 332 puede recibir calor de los componentes para aumentar la temperatura del fluido refrigerante dentro de los elementos de calentamiento 330, 332. Como resultado de la disminución de la temperatura de los fluidos refrigerantes dentro de los elementos de calentamiento 330, 332 a lo largo del flujo de aire dirección 109, los elementos de calentamiento 330, 332 pueden facilitar el enfriamiento de uno o más componentes.

En algunos ejemplos, los elementos de calentamiento 330, 332 pueden estar conectados entre sí de manera que el elemento de calentamiento 330 pueda recibir fluido refrigerante calentado antes de que el elemento de calentamiento 332 reciba el fluido refrigerante calentado. En ejemplos donde los elementos de calentamiento 330, 332 están conectados entre sí, una temperatura de calor 331 proporcionada por el elemento de calentamiento 330 puede ser mayor que la temperatura de calor 333 proporcionada por el elemento de calentamiento 332. Dado que el calor 331 es de una temperatura más alta que el calor 333, el calor 331 puede reducir la viscosidad del primer aire comprimido 162 más eficazmente que el calor 333. La diferencia de temperatura entre el calor 331,333 puede impulsar el primer aire comprimido 162 para fluir en la dirección de flujo de aire 109 y puede aumentar la velocidad de flujo del primer aire comprimido 162, de manera que el flujo laminar 262 del primer aire comprimido 162 pueda mantenerse y/o mejorarse. En algunos ejemplos, el calor 232, 331, 333 también puede aumentar la temperatura de los interiores de la estructura de entrada de aire 120 y/o la estructura de túnel 130. La temperatura interior aumentada puede reducir una fuerza de atracción entre las moléculas de aire del primer aire comprimido 162 y las moléculas de superficie de los interiores de la estructura de entrada de aire 120 y la estructura de túnel 130. La fuerza de atracción reducida puede causar una reducción de la fricción entre las moléculas de aire del aire 160 y las paredes interiores de los interiores de la estructura de entrada de aire 120 y la estructura de túnel 130, lo que puede conducir a un aumento de la velocidad del flujo y flujo laminar del primer aire comprimido 162.

Como resultado de la aplicación de campos magnéticos 222, 326 y calor 331,333, la velocidad de flujo del primer aire comprimido 162 en la entrada 310 puede ser menor que la velocidad de flujo del segundo aire comprimido 164 a la salida 312. Como la velocidad de flujo del primer aire comprimido 162 aumenta a lo largo de la dirección 109 de flujo de aire, la presión a lo largo de la dirección de flujo de aire 109 en un interior de la estructura de túnel 130 puede disminuir en base a los principios de dinámica de fluidos tales como el efecto Venturi. Como se describirá con más detalle a continuación, como resultado de impulsar el primer aire comprimido 162 para que fluya más rápido a lo largo de la dirección de flujo de aire 109, la velocidad de flujo aumentada del segundo aire comprimido 164 puede facilitar una mejora del rendimiento del dispositivo 140.

La figura 4 ilustra el sistema 100 de ejemplo de la figura 1 con detalles adicionales relacionados con un dispositivo de un sistema de reducción de la fricción y generación de electricidad, dispuesto de acuerdo con al menos algunas realizaciones descritas en la presente especificación. La figura 4 es sustancialmente similar al sistema 100 de la figura 1, con detalles adicionales. Aquellos componentes de la figura 4 que están etiquetados de forma idéntica a los componentes de la figura 1 no se describirán nuevamente a efectos de claridad.

Como se representa en la figura 4, el dispositivo 140 puede incluir una unidad de control 142 y la turbina eólica 150. La turbina eólica 150 puede estar configurada para transformar al menos una porción del segundo aire comprimido 164 en energía 170. La turbina eólica 150 puede incluir al menos un rotor 410, un árbol 412, un árbol 413, una caja de engranajes 416 y/o un generador 420. El rotor 410 puede incluir una o más palas 411, y el rotor 410 puede ser contiguo al árbol 412. El árbol 412 puede estar contiguo a la caja de engranajes 416, donde la caja de engranajes 416 puede incluir uno o más engranajes 417a, 417b, y cada engranaje puede ser de un tamaño respectivo. La caja de engranajes 416 puede ser contigua al árbol 413, donde el árbol 413 puede ser contiguo al generador 420. En el ejemplo representado, el árbol 412 puede ser contiguo al engranaje 417a y el árbol 413 puede ser contiguo al engranaje 417b. En algunos ejemplos, la turbina eólica 150 puede incluir componentes adicionales tales como un motor de guiñada, un freno, una veleta, etc.

En el ejemplo representado en la figura 4, el dispositivo 140 o la turbina eólica 150 pueden recibir el segundo aire comprimido 164 de la estructura de túnel 130. El segundo aire comprimido 160 puede ejercer una fuerza sobre las palas 411 para hacer que el rotor 410 gire en una dirección de rotación 414. En respuesta al rotor 410 que gira en la dirección de rotación 414, el árbol 412 también pude girar en la dirección 414. La rotación del árbol 412 puede hacer que el engranaje 417a gire a una primera velocidad de rotación, donde el engranaje 417a puede girar en la misma dirección que el árbol 412. El engranaje 417a puede estar en comunicación con el engranaje 417b, donde el engranaje de rotación 417a puede hacer que el engranaje 417b gire en una dirección de rotación opuesta a la dirección de rotación 414. En el ejemplo representado en la figura 4, el engranaje 417a puede ser más grande que el engranaje 417b, de manera que el engranaje 417b puede girar a una segunda velocidad de rotación más alta que la primera velocidad de rotación de 417a. Una rotación del engranaje 417b puede hacer que el árbol 413 gire en la misma dirección de rotación del engranaje 417b, donde el árbol 413 puede girar a una velocidad mayor que la velocidad de rotación del árbol 412. Una rotación del árbol 413 puede hacer que el generador 420 gire con el árbol 413, donde una rotación del generador 420 puede producir energía 170.

El generador 420 o la turbina eólica 150 pueden distribuir energía 170 a uno o más componentes del vehículo 100 a través de uno o más cables 422. En un ejemplo, la turbina eólica 150 puede distribuir energía 170 a la batería 103 del vehículo 100 para cargar la batería 103. En otro ejemplo, la turbina eólica 150 puede distribuir energía 170 al sistema de enfriamiento 104 para proporcionar electricidad a unidades, tales como unidades de aire acondicionado, del sistema de enfriamiento 104. En otro ejemplo, la turbina eólica 150 puede distribuir energía 170 al componente magnético 105 para proporcionar corriente a electroimanes del componente magnético 105 de manera que el componente magnético 105 pueda producir campos magnéticos. La energía 170 también se puede distribuir dentro del vehículo 100 para proporcionar energía para un sistema de iluminación, radio o diversos componentes electrónicos del vehículo 100.

La unidad de control 142 puede incluir un procesador 430, una memoria 432 y/o uno o más sensores 434, configurados para estar en comunicación entre sí. El procesador 430 puede configurarse para controlar las operaciones de los sensores 434 y/o la turbina eólica 150. El procesador 430 puede configurarse adicionalmente para gestionar datos almacenados en la memoria 432, donde la memoria 432 puede incluir una base de datos 436 eficaz para almacenar datos relacionados con la turbina eólica 150. Los sensores 434 pueden incluir uno o más mecanismos de detección eficaces para detectar el rendimiento de la turbina eólica 150 de modo que la unidad de control 142 pueda gestionar el segundo aire comprimido 164. En algunos ejemplos, la unidad de control 142 puede configurarse para estar en comunicación con componentes tales como un sensor de temperatura, un tacómetro (como un indicador de revoluciones por minuto), un sensor de humedad, una computadora, una unidad de control del motor, un módulo de control del cuerpo, etc. asociados con el vehículo 100, para que los datos puedan intercambiarse entre la unidad de control 142 y los componentes para facilitar una implementación del sistema 101.

En un ejemplo, los sensores 434 pueden incluir un anemómetro configurado para medir una velocidad del segundo aire comprimido 164. El procesador 430 puede configurarse para recuperar la velocidad del segundo aire comprimido 164 detectado por los sensores 434, y puede registrar la velocidad del segundo aire comprimido 164 en diversos momentos y situaciones en la base de datos 436 de la memoria 432. Los sensores 434 pueden incluir además un sensor de energía configurado para medir una cantidad de energía, que puede estar asociada con la energía 170, generada por la turbina eólica 150. El procesador 430 puede configurarse para recuperar la cantidad de energía generada por la turbina eólica 150, y puede registrar cantidades de energía 170 en diversos momentos y situaciones en la base de datos 436 de la memoria 432. En un ejemplo, el procesador 430 puede configurarse para comparar y/o evaluar la velocidad del segundo aire comprimido 164 y/o la cantidad de energía generada por la turbina eólica 150 para evaluar la eficiencia de la turbina eólica 150. El procesador 430 puede configurarse adicionalmente para determinar una velocidad de rotación del rotor 410 basado en la velocidad del segundo aire comprimido 164. El procesador 430 puede determinar si la velocidad de rotación del rotor 410 excede un umbral. Si la velocidad de rotación del rotor 410 excede el umbral, el procesador 430 puede facilitar la expulsión de al menos una porción de aire 160 a través de una tubería de escape 402 del vehículo 100, de manera que el segundo aire comprimido 164 puede expulsarse como aire expulsado 166. En ejemplos donde la turbina eólica 150 incluye un freno, si la velocidad de rotación del rotor 410 supera el umbral, el procesador 430 puede generar una señal o comando para activar el freno para terminar o ralentizar la rotación del rotor 410, y facilitar la expulsión del segundo aire comprimido 164 a través de la tubería de escape 402. En algunos ejemplos, la unidad de control 142 puede incluir mecanismos para detectar una proporción aire-combustible de una mezcla de aire y combustible en un motor de combustión, y puede regular una cantidad de segundo aire comprimido 164 basándose en una evaluación de la proporción aire-combustible. Como se describirá adicionalmente a continuación, el controlador 142 puede configurarse para controlar componentes además de la tubería de escape 402 para regular el segundo aire comprimido 164.

La figura 5 ilustra el sistema de ejemplo 100 de la figura 1 con detalles adicionales relacionados a un sistema de reducción de resistencia y generación de electricidad, dispuesto de acuerdo con al menos algunas realizaciones descritas en este documento. La figura 5 es sustancialmente similar al sistema 100 de la figura 1, con detalles adicionales. Los componentes de la figura 5 que están etiquetados de forma idéntica a los componentes de la figura 1 no se describirán nuevamente a efectos de claridad.

Como se mencionó anteriormente, las diferencias de temperatura entre dos puntos a lo largo de la dirección de flujo de aire 109 pueden impulsar el aire 160, el primer aire comprimido 162 y/o el segundo aire comprimido 164, hacia el dispositivo 140 debido a la diferencia de presión. En el ejemplo representado por la figura 5, una temperatura 510 de calor proporcionada por el elemento de calentamiento 230 puede ser mayor que una temperatura 512 de calor proporcionado por el elemento de calentamiento 330. Como resultado de que la temperatura 510 es mayor que la temperatura 512, el aire 160 puede ser conducido desde la estructura de entrada de aire 120 hacia la estructura de túnel 130 basada en la diferencia de presión producida por una diferencia entre temperaturas 510, 512. De manera similar, la temperatura 512 de calor proporcionada por el elemento de calentamiento 330 puede ser mayor que una temperatura 514 de calor proporcionado por el elemento de calentamiento 332. Como resultado de que la temperatura 512 es mayor que la temperatura 514, el primer aire comprimido 162 puede ser impulsado desde la estructura de túnel 130 hacia el dispositivo 140 en base a la diferencia de presión producida por una diferencia entre las temperaturas 512, 514.

Como se mencionó anteriormente, el fluido refrigerante puede fluir dentro de los elementos de calentamiento 230, 330, 332. En un ejemplo, el elemento de calentamiento 230 puede recibir fluido refrigerante de uno o más radiadores del vehículo 100. El fluido refrigerante puede fluir desde el elemento de calentamiento 230 al elemento de calentamiento 330, luego puede fluir adicionalmente desde el elemento de calentamiento 330 al elemento de calentamiento 332. Como se muestra en el ejemplo de la figura 5, la temperatura 514 puede ser menor a la temperatura 512, y la temperatura 512 puede ser menor a la temperatura 210. Dado que la temperatura 514 es la temperatura más baja entre las temperaturas 510, 512, 514, el calor proporcionado por el elemento de calentamiento 332 a la temperatura 514 puede utilizarse como fuente para enfriar componentes del vehículo 100, tales como motores 102, batería 130, etc. En algunos ejemplos, el vehículo 100 puede no incluir radiadores y los fluidos refrigerantes dentro de los elementos de calentamiento pueden calentarse por los componentes del vehículo 100. En ejemplos donde el vehículo 100 no incluye radiadores, el sistema de enfriamiento 104 puede implementarse con una combinación de elementos de calentamiento 230, 330, 332, estructura de entrada de aire 120, estructura de túnel 130 y/o uno o más ventiladores asociados con la estructura de entrada de aire 120 (mostrada anteriormente en la figura 2), de manera que la combinación puede funcionar como un sistema eficaz para enfriar componentes del vehículo 100.

Como se mencionó anteriormente, una disposición de diferentes elementos magnéticos puede facilitar la producción de diferencias de presión entre puntos a lo largo de la estructura de entrada de aire 120 y/o la estructura de túnel 130 para conducir el aire 160, primer aire comprimido 162 y/o segundo aire comprimido 164, hacia el dispositivo 140. En el ejemplo representado en la figura 5, una resistencia magnética del elemento magnético 220 puede ser más débil entre las fuerzas magnéticas de los elementos magnéticos 220, 320, 322, 324. Una fuerza magnética del elemento magnético 324 puede ser más fuerte entre las fuerzas magnéticos de los elementos magnéticos 220, 324, 322, 324, Las fuerzas magnéticas de los elementos magnéticos 220, 324, 322, 324 pueden aumentar a lo largo de la dirección del flujo de aire 109 de manera que una presión dentro de la estructura de entrada de aire 120 y/o la estructura de túnel 130 puede disminuir a lo largo de la dirección de flujo de aire 109. Como resultado de la presión decreciente a lo largo de la dirección de flujo de aire 109, el aire 160, el primer aire comprimido 162 y/o el segundo aire comprimido 164 pueden impulsarse hacia el dispositivo 140. En algunos ejemplos, las posiciones de los elementos magnéticos 220, 320, 322, 324 pueden diferir del ejemplo representado en la figura 5. Por ejemplo, el elemento magnético 320 puede estar posicionado en una unión de la estructura de entrada de aire 120 y la estructura de túnel 130.

En algunos ejemplos, el sistema 101 puede incluir admisiones adicionales tales como la entrada de aire 520 y la entrada de aire 522. En ejemplos donde el vehículo 100 puede estar inactivo, además de la entrada de aire 120, las admisiones de aire 520, 522 también pueden recibir aire 160 de manera que el sistema 101 puede operar con suficiente cantidad de aire entrante. En algunos ejemplos, el sistema 101 puede incluir además uno o más orificio de ventilación, como un orificio de ventilación 530. El orificio de ventilación 530 puede ser una abertura definida en una superficie de la estructura de túnel 130, y puede incluir una puerta controlada electrónica o mecánicamente, tal como una puerta o compuerta. El orificio de ventilación 530 puede controlarse mediante la unidad de control 142 del dispositivo 140. Como se mencionó anteriormente, la unidad de control 142 puede controlar la expulsión de una porción del segundo aire comprimido 164 a través de la tubería de escape 402 de manera que el segundo aire comprimido 164 pueda salir como aire expulsado 166. La unidad de control 142 puede estar configurada además para controlar la expulsión del aire expulsado 166 a través del orificio de ventilación 530 en situaciones donde la unidad de control 142 necesita controlar la turbina eólica 150 en las situaciones mencionadas anteriormente. Por ejemplo, si una proporción airecombustible detectada por la unidad de control 142 indica una abundancia de aire, la unidad de control 142 puede hacer funcionar el orificio de ventilación 530, tal como abriendo una compuerta del orificio de ventilación 530, para expulsar el segundo aire comprimido 164 como aire expulsado para mantener una proporción aire-combustible apropiada.

Un sistema de acuerdo con la presente descripción puede mejorar el rendimiento del vehículo al reducir la resistencia de un vehículo en movimiento. El sistema de acuerdo con la presente descripción también puede utilizar el espacio disponible en un chasis de vehículos eléctricos para que el espacio no esté sin usar. El sistema de acuerdo con la presente descripción también puede reducir la resistencia de vehículos y transformar el aire entrante en energía para mejorar la eficiencia energética de los vehículos. Por ejemplo, utilizando elementos magnéticos descritos anteriormente, el aire recibido por el sistema de acuerdo con la presente descripción puede conducirse hacia una turbina eólica a un ritmo más rápido para que se pueda mejorar la eficiencia de la turbina eólica. De forma similar, utilizando los elementos de calentamiento descritos anteriormente, el aire recibido por el sistema de acuerdo con la presente descripción puede impulsarse hacia la turbina eólica a un ritmo más rápido para que se pueda mejorar la eficiencia de la turbina eólica. Además, los elementos de calentamiento descritos anteriormente pueden utilizar calor proporcionado desde otras partes del vehículo para que la energía asociada con el calor pueda reutilizarse.

La figura 6 ilustra un diagrama de flujo para un proceso de ejemplo para implementar el sistema de reducción de arrastre y de generación de electricidad del vehículo, dispuesto de acuerdo con al menos algunas realizaciones presentadas en este documento. El proceso en la figura 6 podría implementarse usando, por ejemplo, el sistema 100 discutido anteriormente. Un proceso de ejemplo puede incluir una o más operaciones, acciones o funciones como se ilustra por uno o más de los bloques S2, S4, S6, S8, S10, S12 y/o S14. Aunque se ilustran como bloques discretos, varios bloques pueden dividirse en bloques adicionales, combinarse en menos bloques o eliminarse, dependiendo de la implementación deseada.

El procesamiento puede comenzar en el bloque S2, "Recibir aire dirigido hacia una primera entrada de una estructura de entrada de aire a una primera velocidad". En el bloque S2, un vehículo puede recibir aire dirigido hacia una primera entrada de una estructura de entrada de aire a una primera velocidad. La estructura de entrada de aire puede estar dispuesta sobre un chasis del vehículo. La estructura de entrada de aire puede incluir la primera entrada y una primera salida, donde un primer tamaño de la primera entrada puede ser mayor que un segundo tamaño de la primera salida. La estructura de entrada de aire puede estar curvada de forma no lineal.

El procesamiento puede continuar desde el bloque S2 hasta el bloque S4, "Comprimir el aire recibido en el primer aire comprimido". En el bloque S4, el vehículo puede comprimir el aire recibido en el primer aire comprimido. Una primera diferencia entre el primer tamaño de la primera entrada y el segundo tamaño de la primera salida puede ser eficaz para causar la compresión del aire recibido en el primer aire comprimido. Una segunda velocidad del primer aire comprimido puede ser mayor que la primera velocidad del aire recibido. La primera diferencia entre el primer tamaño de la primera entrada y el segundo tamaño de la primera salida puede ser más eficaz para hacer que la segunda velocidad sea mayor que la primera velocidad. En algunos ejemplos, el vehículo puede producir uno o más campos magnéticos. El vehículo puede aplicar uno o más campos magnéticos al aire recibido para aumentar la primera velocidad del aire recibido. En algunos ejemplos, el vehículo puede aplicar además calor a una primera temperatura al aire recibido en el componente de flujo de aire para aumentar la velocidad de flujo del aire recibido.

El procesamiento puede continuar desde el bloque S4 al bloque S6, "Causar que el primer aire comprimido fluya desde la estructura de entrada de aire a una estructura de túnel". En el bloque S6, el vehículo puede hacer que el primer aire comprimido fluya desde la estructura de entrada de aire a una estructura de túnel. La estructura de túnel puede estar contigua a la estructura de entrada de aire. La estructura de túnel puede incluir una segunda entrada y una segunda salida. La estructura de túnel puede estar dispuesta sobre el chasis del vehículo. La estructura de túnel puede estar curvada de forma lineal. Un tercer tamaño de la segunda entrada puede ser mayor que un cuarto tamaño de la segunda salida.

El procesamiento puede continuar desde el bloque S6 al bloque S8, "Comprimir el primer aire comprimido en el segundo aire comprimido". En el bloque S8, el vehículo puede comprimir el primer aire comprimido en el segundo aire comprimido. Una segunda diferencia entre el tercer tamaño de la segunda entrada y el cuarto tamaño de la segunda salida puede ser eficaz para causar la compresión del primer aire comprimido en el segundo aire comprimido. Una tercera velocidad del segundo aire comprimido puede ser mayor que la segunda velocidad del primer aire comprimido. La segunda diferencia entre el tercer tamaño de la segunda entrada y el cuarto tamaño de la segunda salida puede ser más eficaz para hacer que la tercera velocidad sea mayor que la segunda velocidad. En algunos ejemplos, el vehículo puede aplicar uno o más campos magnéticos al primer aire comprimido para aumentar la segunda velocidad del primer aire comprimido. En algunos ejemplos, el vehículo puede aplicar además calor a una segunda temperatura al primer aire comprimido para aumentar la segunda velocidad del primer aire comprimido.

El procesamiento puede continuar desde el bloque S8 hasta el bloque S10, "Causar que el primer aire comprimido fluya desde la estructura de túnel a un dispositivo de generación de energía". En el bloque S10, el vehículo puede hacer que el primer aire comprimido fluya desde la estructura de túnel a un dispositivo de generación de energía. El dispositivo de generación de energía puede configurarse para estar en comunicación con la estructura de túnel.

El procesamiento puede continuar desde el bloque S10 hasta el bloque S12, "Transformar una primera porción del segundo aire comprimido en energía". En el bloque S12, el vehículo puede transformar 30 una primera porción del segundo aire comprimido en energía.

El procesamiento puede continuar desde el bloque S12 al bloque S14, "Controlar una expulsión de una segunda porción del segundo aire comprimido". En el bloque S14, el vehículo puede controlar la expulsión de una segunda porción del segundo aire comprimido. En algunos ejemplos, el vehículo puede transmitir la energía a una batería del vehículo.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Un sistema (101) que comprende:

una estructura de entrada de aire (120) que incluye una primera entrada (210) y una primera salida (212), siendo eficaz la estructura de entrada de aire (120) para recibir aire (160) dirigido hacia la primera entrada (210) a una primera velocidad, siendo la estructura de entrada de aire (120) curvada de una manera no lineal, siendo un primer tamaño de la primera entrada (210) mayor que un segundo tamaño de la primera salida (212), siendo una primera diferencia entre el primer tamaño y el segundo tamaño eficaz para comprimir el aire recibido en un primer aire comprimido (162) de una segunda velocidad, y siendo la primera diferencia entre el primer tamaño y el segundo tamaño además eficaz para hacer que la segunda velocidad sea mayor que la primera velocidad; una estructura de túnel (130) contigua a la estructura de entrada de aire, incluyendo la estructura de túnel una segunda entrada (310) y una segunda salida (312), siendo la estructura de túnel (130) curvada de manera lineal, siendo la estructura de túnel (130) eficaz para recibir el primer aire comprimido (162) desde la estructura de entrada de aire (120) a la segunda velocidad; y

un dispositivo de generación de energía (140) configurado para estar en comunicación con la estructura de túnel (130) y para recibir un segundo aire comprimido (164) desde la estructura de túnel (130), caracterizado por que un tercer tamaño de la segunda entrada (310) es mayor que un cuarto tamaño de la segunda salida (312), siendo una segunda diferencia entre el tercer tamaño y el cuarto tamaño efectiva para comprimir el primer aire comprimido (162) en el segundo aire comprimido (164) de una tercera velocidad, y siendo la segunda diferencia entre el tercer tamaño y el cuarto tamaño más eficaz para hacer que la tercera velocidad sea mayor que la segunda velocidad;

estando configurado el dispositivo de generación de energía (140) para:

transformar una primera porción del segundo aire comprimido (164) en energía; y

controlar una expulsión de una segunda porción del segundo aire comprimido (164).

2. El sistema de la reivindicación 1, en el que la estructura de entrada de aire y la estructura de túnel son parte de un componente de flujo de aire (106), comprendiendo además el sistema un componente magnético (105) dispuesto sobre al menos una porción del componente de flujo de aire, siendo el componente magnético eficaz para:

producir uno o más campos magnéticos;

aplicar uno o más campos magnéticos al aire recibido para aumentar la primera velocidad del aire recibido; y aplicar uno o más campos magnéticos al primer aire comprimido para aumentar la segunda velocidad del primer aire comprimido.

3. El sistema de la reivindicación 2, que comprende además un componente térmico (107), en el que al menos una parte del componente de flujo de aire se dispone sobre el componente térmico, siendo eficaz el componente térmico para:

proporcionar calor de una primera temperatura al interior de la estructura de entrada de aire, en el que la aplicación del calor de la primera temperatura al aire recibido es eficaz para aumentar la primera velocidad del aire recibido; y

proporcionar calor de una segunda temperatura al interior de la estructura de túnel, en el que la aplicación del calor de la segunda temperatura al primer aire comprimido es eficaz para aumentar la segunda velocidad del primer aire comprimido.

4. El sistema de la reivindicación 2, en el que:

el componente magnético incluye al menos un primer elemento magnético (220) y un segundo elemento magnético (320);

el primer elemento magnético está dispuesto de manera que un primer polo norte del primer elemento magnético está dirigido hacia una primera dirección;

el segundo elemento magnético está dispuesto de manera que un segundo polo norte del segundo elemento magnético está dirigido hacia una segunda dirección diferente de la primera dirección; y

las disposiciones del primer y segundo elementos magnéticos son eficaces para facilitar el aumento de la primera velocidad del aire recibido y la segunda velocidad del primer aire comprimido.

5. El sistema de la reivindicación 1, en el que la estructura de entrada de aire y la estructura de túnel son parte de un componente de flujo de aire (106), comprendiendo el sistema además un componente térmico (107), en el que al menos una porción del componente de flujo de aire está dispuesta sobre el componente térmico, siendo eficaz el componente térmico para:

6. El sistema de la reivindicación 5, en el que:

el componente térmico incluye al menos un primer elemento de calentamiento (230) y un segundo elemento de calentamiento (330);

siendo eficaz el primer elemento de calentamiento para proporcionar el calor a la primera temperatura; siendo eficaz el segundo elemento de calentamiento para proporcionar el calor a la segunda temperatura, siendo la primera temperatura más alta que la segunda temperatura; y

una diferencia de temperatura entre la primera temperatura y la segunda temperatura es efectiva para facilitar el aumento de la primera velocidad del aire recibido y la segunda velocidad del primer aire comprimido.

7. El sistema de la reivindicación 1, en el que el dispositivo de generación de energía incluye una turbina eólica (150), siendo efectiva la turbina eólica para:

recibir el segundo aire comprimido, en el que el segundo aire comprimido es eficaz para hacer que uno o más componentes de la turbina eólica giren; y

transformar la primera porción del segundo aire comprimido en energía basada en la rotación de uno o más componentes de la turbina eólica.

8. El sistema de la reivindicación 1, que comprende, además:

al menos un ventilador (270) posicionado en una primera posición;

al menos un accionador unido a dicho al menos un ventilador;

en el que el dispositivo de generación de energía está configurado además para:

detectar la velocidad de un vehículo;

comparar la velocidad del vehículo con un umbral de velocidad; y

en respuesta a que la velocidad del vehículo sea menor que el umbral de velocidad, controlar el al menos un accionador para mover el al menos un ventilador a una segunda posición diferente de la primera posición.

9. El sistema de la reivindicación 1, que comprende, además:

al menos un ventilador (270) posicionado en una primera posición;

al menos un accionador unido a dicho al menos un ventilador;

detectar una temperatura de fluido refrigerante dentro de un elemento de calentamiento; comparar la temperatura del fluido refrigerante con un umbral de temperatura; y

en respuesta a que la temperatura del fluido refrigerante sea mayor que el umbral de temperatura, controlar el al menos un accionador para mover el al menos un ventilador a una segunda posición diferente de la primera posición.

10. El sistema de la reivindicación 1, que comprende además un motor de combustión contiguo a la estructura de túnel, estando configurado el motor de combustión para recibir una tercera porción del segundo aire comprimido.

11. El sistema de la reivindicación 1, en el que la estructura de túnel incluye además al menos una salida de aire (530), incluyendo la salida de aire una compuerta y estando el dispositivo de generación de energía configurado además para:

determinar una cantidad del segundo aire comprimido recibido desde la estructura de túnel; y

en función de la cantidad determinada, controlar la compuerta de la salida de aire para descargar la segunda porción del segundo aire comprimido.

12. Un vehículo (100), que comprende:

el sistema de la reivindicación 1;

una batería (103);

un motor (102) configurado para estar en comunicación con la batería;

un chasis (112) que incluye:

un marco (113);

un conjunto de ruedas delanteras (114a, 114b) acopladas al marco;

un conjunto de ruedas traseras (115a, 115b) acopladas al marco; y

una transmisión acoplada a al menos una del conjunto de ruedas delanteras y el conjunto de ruedas traseras;

en el que la estructura de entrada de aire está dispuesta sobre una primera parte del marco del chasis, estando la estructura de entrada de aire situada entre una primera rueda y una segunda rueda entre el conjunto de ruedas delanteras; y

en el que la estructura de túnel está dispuesta sobre una segunda parte del marco del chasis, estando la estructura de túnel situada entre el conjunto de ruedas delanteras y el conjunto de ruedas traseras.

13. El vehículo de la reivindicación 12, en el que la estructura de entrada de aire y la estructura de túnel son parte de un componente de flujo de aire (106), comprendiendo además el vehículo un componente magnético (105) dispuesto sobre al menos una porción del componente de flujo de aire, siendo el componente magnético eficaz para:

producir uno o más campos magnéticos; y

aplicar uno o más campos magnéticos al aire recibido para aumentar la primera velocidad del aire recibido; aplicar uno o más campos magnéticos al primer aire comprimido para aumentar la segunda velocidad del primer aire comprimido, en el que:

el componente magnético incluye al menos un primer elemento magnético (220) y un segundo elemento magnético;

el segundo elemento magnético (320) está dispuesto de manera que un segundo polo norte del segundo elemento magnético está dirigido hacia una segunda dirección diferente de la primera dirección; y las disposiciones del primer y segundo elementos magnéticos son eficaces para facilitar el aumento de la primera velocidad del aire recibido y la segunda velocidad del primer aire comprimido.

14. El vehículo de la reivindicación 13, que comprende además un componente térmico (107), en el que:

al menos una parte del componente de flujo de aire se dispone sobre el componente térmico;

siendo eficaz el primer elemento de calentamiento para proporcionar calor a una primera temperatura al interior de la estructura de entrada de aire, en el que la aplicación del calor de la primera temperatura al aire recibido es eficaz para aumentar la velocidad del flujo del aire recibido;

siendo eficaz el segundo elemento de calentamiento para proporcionar calor a una segunda temperatura al interior de la estructura de túnel, en el que la aplicación del calor de la segunda temperatura al primer aire comprimido es eficaz para aumentar la segunda velocidad del primer aire comprimido, y siendo la primera temperatura más alta que la segunda temperatura; y

siendo eficaz una diferencia de temperatura entre la primera temperatura y la segunda temperatura para aumentar la primera velocidad del aire recibido y la segunda velocidad del primer aire comprimido.

15. El vehículo de la reivindicación 12, que comprende además un componente térmico (107), en el que:

16. El vehículo de la reivindicación 12, en el que:

el primer elemento de calentamiento es contiguo a uno o más componentes del vehículo, incluyendo el uno o más componentes al menos la batería, el motor y la transmisión;

el segundo elemento de calentamiento es contiguo al uno o más componentes;

el calor a la primera temperatura se recibe en el primer elemento de calentamiento desde el uno o más componentes; y

el calor a la segunda temperatura se transfiere al uno o más componentes desde el segundo elemento de calentamiento, en el que el calor a la segunda temperatura es eficaz para facilitar el enfriamiento del uno o más componentes en base a que la primera temperatura es más alta que la segunda temperatura.

17. El vehículo de la reivindicación 12, en el que el dispositivo de generación de energía incluye una turbina eólica (150), siendo efectiva la turbina eólica para:

recibir el segundo aire comprimido, en el que el segundo aire comprimido es eficaz para hacer que uno o más componentes de la turbina eólica giren;

transformar la primera porción del segundo aire comprimido en energía basada en la rotación de uno o más componentes de la turbina; y

transmitir la energía a la batería del vehículo.

18. El vehículo de la reivindicación 12, que comprende, además:

al menos un ventilador (270) posicionado en una primera posición;

al menos un accionador unido a dicho al menos un ventilador;

detectar la velocidad de un vehículo;

comparar la velocidad del vehículo con un umbral de velocidad; y

19. El vehículo de la reivindicación 12, que comprende, además:

al menos un ventilador (270) posicionado en una primera posición;

al menos un accionador unido a dicho al menos un ventilador;

20. Un método para generar energía eléctrica, comprendiendo el método:

recibir, mediante un vehículo (100), aire (160) dirigido hacia una primera entrada (210) de una estructura de entrada de aire (120) a una primera velocidad, estando dispuesta la estructura de entrada de aire (120) sobre un chasis (112) del vehículo (100), incluyendo la estructura de entrada de aire (120) la primera entrada (210) y una primera salida (212), siendo la estructura de entrada de aire (120) curvada de manera no lineal, siendo un primer tamaño de la primera entrada (210) mayor que un segundo tamaño de la primera salida (212); comprimir, mediante el vehículo (100), el aire recibido en un primer aire comprimido (162), en el que una primera diferencia entre el primer tamaño de la primera entrada (210) y el segundo tamaño de la primera salida (212) es efectiva para causar la compresión del aire recibido en el primer aire comprimido (162), siendo una segunda velocidad del primer aire comprimido (162) mayor que la primera velocidad del aire recibido (160), y siendo la primera diferencia entre el primer tamaño de la primera entrada (210) y el segundo tamaño de la primera salida (212) además eficaz para hacer que la segunda velocidad sea mayor que la primera velocidad; provocar, mediante el vehículo (100), que el primer aire comprimido (162) fluya desde la estructura de entrada de aire (120) a una estructura de túnel (130), en el que la estructura de túnel (130) es contigua a la estructura de entrada de aire (120), incluyendo la estructura de túnel (130) incluye una segunda entrada (310) y una segunda salida (312), estando dispuesta la estructura de túnel (130) sobre el chasis (112) del vehículo (100), siendo la estructura de túnel (130) curvada de manera lineal, siendo un tercer tamaño de la segunda entrada (310) mayor que un cuarto tamaño de la segunda salida (312);

comprimir, mediante el vehículo (100), el primer aire comprimido (162) en un segundo aire comprimido (164); y

provocar, mediante el vehículo, que el segundo aire comprimido (164) fluya desde la estructura de túnel (130) hasta un dispositivo de generación de energía (140), en el que el dispositivo de generación de energía (140) está configurado para estar en comunicación con la estructura de túnel (130);

caracterizado por que una segunda diferencia entre el tercer tamaño de la segunda entrada (310) y el cuarto tamaño de la segunda salida (312) es eficaz para provocar la compresión del primer aire comprimido (162) en el segundo aire comprimido (164), siendo una tercera velocidad del segundo aire comprimido (164) mayor que la segunda velocidad del primer aire comprimido (162), y siendo la segunda diferencia entre el tercer tamaño de la segunda entrada (310) y el cuarto tamaño de la segunda salida (312) además eficaz para hacer que la tercera velocidad sea mayor que la segunda velocidad;

transformar, mediante el vehículo (100), una primera porción del segundo aire comprimido (164) en energía; y controlar, mediante el vehículo (100), una expulsión de una segunda porción del segundo aire comprimido (164).

21. El método de la reivindicación 20, que comprende, además:

producir uno o más campos magnéticos; y

aplicar uno o más campos magnéticos al aire recibido para aumentar la primera velocidad del aire recibido; aplicar uno o más campos magnéticos al primer aire comprimido para aumentar la segunda velocidad del primer aire comprimido.

22. El método de la reivindicación 21, que comprende, además:

aplicar calor a una primera temperatura al aire recibido en el componente de flujo de aire para aumentar la velocidad de flujo del aire recibido; y

aplicar calor a una segunda temperatura al primer aire comprimido para aumentar la segunda velocidad del primer aire comprimido.

23. El método de la reivindicación 20, que comprende, además:

aplicar calor a una primera temperatura al aire recibido en el componente de flujo de aire para aumentar la velocidad de flujo del aire recibido;