ES2948513T3 - Estación integrada de carga y datos - Google Patents

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ES2948513T3 ES20765184T ES20765184T ES2948513T3 ES 2948513 T3 ES2948513 T3 ES 2948513T3 ES 20765184 T ES20765184 T ES 20765184T ES 20765184 T ES20765184 T ES 20765184T ES 2948513 T3 ES2948513 T3 ES 2948513T3
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Aaron Werley
John Knauss
Benjamin Campbell
Christopher Parra
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Abstract

La presente divulgación está dirigida generalmente a una estación integrada de carga y transferencia de datos para un vehículo eléctrico. La estación integrada incluye un cargador para transferir electricidad al vehículo eléctrico. Un sistema de transferencia de datos de la estación integrada incluye un sistema de fibra óptica para conectar el vehículo eléctrico a una red. Opcionalmente, la estación integrada puede incluir un techo con estación de aterrizaje para un vehículo aéreo no tripulado. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Estación integrada de carga y datos
Esta solicitud se relaciona con el documento de solicitud de patente provisional de EE.UU. n° 62/899,266, presentada el 12 de septiembre de 2019, titulada "Integrated data and charging station". En particular, esta solicitud se refiere a una estación de carga y transferencia de datos para un vehículo y a un método para conectar un vehículo a una red y transferir electricidad al vehículo.
Compendio
Un aspecto de la presente invención se refiere en general a una estación de carga y transferencia de datos para vehículos eléctricos. Más específicamente, la presente invención se refiere a una estación de carga para vehículos eléctricos con un sistema de transferencia de datos integrado. El sistema de transferencia de datos puede incluir un sistema de fibra óptica para conectar un vehículo eléctrico a una red. En una realización, la estación de carga puede cargar y transferir datos a un vehículo aéreo no tripulado (UAV) o dron. La invención está limitada por las reivindicaciones independientes y proporciona un enrutamiento de datos inteligente de modo que la transferencia de datos hacia/desde un vehículo específico tiene prioridad sobre otros vehículos.
La determinación de una ruta óptima para que un vehículo llegue a los sitios de recogida y entrega en un área de servicio es un problema computacional particularmente desafiante. En algunos casos, las entregas deben ser hechas dentro de una ventana de tiempo específica. La ruta del vehículo cambia con frecuencia a lo largo del día para responder a las condiciones cambiantes y a los requisitos del cliente, lo que complica aún más el problema. Por ejemplo, se pueden añadir sitios de recogida cuando los clientes programan una devolución de artículos que deben ser recogidos por el vehículo. Los proveedores también despachan pedidos que deben entregarse a los clientes, lo cual puede requerir un cambio en la ruta del vehículo. Los sitios y horarios de entrega también pueden cambiar debido a las necesidades del cliente. Los cambios en las rutas también ocurren cuando el vehículo debe ser desviado debido a cambios en el estado de un segundo vehículo de una flota de vehículos (tal como un mal funcionamiento del segundo vehículo, o cuando el segundo vehículo es desviado para dar servicio a un cliente de estado preferido o superior). Además, el horario y la ruta del vehículo también pueden cambiar para responder a cambios tales como la congestión del tráfico y el cierre de carreteras.
Los cambios en el tiempo atmosférico también pueden dar lugar a cambios en la ruta del vehículo. El tiempo atmosférico puede ralentizar el vehículo y hacer que el vehículo sea desviado. El vehículo puede ser desviado para evitar condiciones atmosféricas adversas. Además, algunos artículos que tienen programada su entrega pueden tener un requisito de temperatura máxima (o mínima) que se debe cumplir. El vehículo puede requerir ser desviado para entregar un artículo sensible a la temperatura antes de lo programado para evitar que se incumpla con una temperatura mínima o máxima cuando la temperatura ambiente se mueve fuera de un rango predeterminado.
La autonomía y el tiempo de funcionamiento del vehículo complican aún más la ruta del vehículo. Los vehículos eléctricos suelen tener una autonomía menor en comparación con los vehículos que utilizan combustibles fósiles. Por ejemplo, algunos vehículos eléctricos de reparto tienen una autonomía de menos de 160,93 km (100 millas) o de hasta aproximadamente 241,40 km (150 millas). Si el vehículo eléctrico tiene un área de carga que se calienta (o se enfría) para proteger la carga, la autonomía del vehículo puede disminuir substancialmente en un día frío (o caluroso). En consecuencia, la ruta de un vehículo de reparto eléctrico debe tener en cuenta unas paradas periódicas en estaciones de carga.
La complejidad del problema de enrutamiento y los frecuentes cambios de ruta hacen que la transmisión de instrucciones de enrutamiento al vehículo sea un desafío. El vehículo puede estar en funcionamiento en lugares con cobertura limitada o degradada por redes inalámbricas, haciendo difícil el envío de actualizaciones de enrutamiento por redes celulares u otras redes inalámbricas. Además, las instrucciones de enrutamiento (que pueden incluir horarios con direcciones, archivos de gráficos e información y mapas de tiempo atmosférico) para cada vehículo suelen ser bastante grandes y puede ser imposible transmitirlas a través de redes inalámbricas y/o de redes inalámbricas públicas de capacidad compartida.
Además, las actualizaciones de vehículo (firmware, software, datos de mapas, datos de ruta, datos de carga útil, datos de mantenimiento, datos de sensores de vehículo, datos de errores de vehículo, etc.) tienden a ser archivos grandes que se adaptan de forma más eficiente en el ancho de banda que proporciona la fibra.
El documento de patente de EE.UU. n° 2013/0241483 A1 se refiere a un sistema con una estación o torre de carga para cargar vehículos eléctricos. La estación o torre de carga tiene un sistema de monitorización integrado del coste de la energía de carga del vehículo y un sistema para proporcionar un recibo y una interfaz con los sistemas de facturación existentes para ese coste. Los datos pueden transferirse entre un panel de campo, que controla la energía eléctrica de la torre de carga, y un sistema de autorización y un sistema de facturación.
El documento de patente europea n° EP 3 351 422 A1 se refiere a un aparato de carga de vehículos eléctricos. El aparato puede comprender un cable para transferir energía a un vehículo eléctrico, teniendo el cable un conector que puede tener uno o más pines para la transferencia de corriente y/o energía desde una fuente de energía a una carga.
El conector puede comprender además un pin de comunicación para transferir una señal por medio de la utilización, por ejemplo, de un cable de comunicación de par trenzado, un cable de datos de fibra óptica o cualquier otro cable de comunicación.
El documento de patente de EE.UU. n° US 6.157.162 A se refiere a un aparato de carga de batería para suministrar energía eléctrica a la batería de un vehículo eléctrico accionado por batería a través de un acoplador receptor montado en el vehículo.
El documento de patente de EE.UU. n° US 2017/0344000 A1 se refiere a la gestión de una estación de carga de vehículos aéreos no tripulados que tiene un terminal de acoplamiento.
El documento de patente de Alemania n° DE 10 2012 202 688 A1 se refiere a un sistema que comprende una red eléctrica doméstica, un dispositivo de carga integrado en la red eléctrica doméstica y un usuario de un vehículo enchufable que se carga en el dispositivo de carga mediante un proceso de carga doméstico.
El documento de patente de EE.UU. n° US 2019/0164127 A1 se refiere a un sistema de entrega que emplea un cuerpo móvil configurado para llevar a cabo una conducción no tripulada y entregar un equipaje a un destino de entrega designado.
En consecuencia, existe una necesidad insatisfecha de una estación de carga para vehículos eléctricos con una capacidad de transferencia de datos integrada.
Es un objeto de la presente invención proporcionar una estación de carga y transferencia de datos para un vehículo y un método para conectar un vehículo a una red y transferir electricidad al vehículo con unas capacidades mejoradas de transferencia de datos.
El objeto anterior se obtiene por medio de una estación de carga y transferencia de datos según la reivindicación 1 o por medio de un método según la reivindicación 11. Otros desarrollos son objeto de las reivindicaciones dependientes.
Es un aspecto la provisión de una estación de carga y transferencia de datos para un vehículo eléctrico.
En las realizaciones, tanto la energía eléctrica como una conexión de red de fibra óptica se proporcionan desde un pedestal a un vehículo.
En las realizaciones, la conectividad de red basada en fibra se proporciona a través de un cable de fibra que se conecta al vehículo mientras el vehículo puede estar además recibiendo una carga.
Es otro aspecto de la presente invención la provisión de un método para conectar un vehículo eléctrico a una red, opcionalmente la nube y/o servidor(es) remoto(s), y transferir electricidad al vehículo eléctrico para su carga.
En las realizaciones, la conectividad de red se proporciona a través de una o más de entre una conexión cableada, óptica e/o inalámbrica al vehículo mientras el vehículo puede estar además recibiendo una carga.
En las realizaciones, el sistema también es capaz de proporcionar una clonación de unidades y un almacenamiento local en uno o más dispositivos de almacenamiento de datos (no mostrados). El sistema también puede estar equipado opcionalmente con un enrutamiento protegido para garantizar una disponibilidad próxima al 100 %.
Opcionalmente, la conectividad al vehículo puede ser proporcionada por una o más de entre conexión por fibra óptica, inalámbrica/WiFi, ethernet, o en general cualquier conexión cableada o inalámbrica. Las características opcionales adicionales incluyen la capacidad de llevar a cabo una clonación y transferencia de unidades físicas.
La estación integrada de carga y transferencia de datos para un vehículo eléctrico puede tener una huella física pequeña. Al limitar la huella física de la estación integrada y combinar las capacidades de carga y transferencia de datos en una ubicación, la estación integrada se puede situar en una variedad de ubicaciones dentro de un área de servicio de vehículo eléctrico. De esta forma, la estación integrada puede aumentar la autonomía del vehículo eléctrico y reducir la cantidad de tiempo necesario para transmitir instrucciones de enrutamiento actualizadas al vehículo eléctrico.
Un aspecto de la presente invención es la provisión de una estación de carga y transferencia de datos para un vehículo. La estación de carga y transferencia de datos incluye: (1) un marco con un techo; (2) un pedestal dispuesto debajo del techo; (3) un cargador para transferir electricidad desde un suministro eléctrico a un vehículo; (4) un sistema de transferencia de datos para conectar el vehículo a una red, incluyendo el pedestal el cargador y el sistema de transferencia de datos; y (5) un sistema de enrutamiento de datos inteligente configurado de manera que los datos que se mueven desde o hacia el vehículo se enrutan automáticamente en base a un punto final preferido, en la que el sistema de enrutamiento de datos inteligente está configurado para proporcionar un enrutamiento de prioridad de vehículo específico al punto final de modo que la transferencia de datos hacia/desde el vehículo específico tiene prioridad con respecto a otros vehículos, y en la que el sistema de enrutamiento de datos inteligente está configurado para usar al menos información sobre el vehículo, la estación de carga y el tipo de datos al objeto de determinar el enrutamiento.
En las realizaciones, el sistema de transferencia de datos incluye un cable de fibra óptica con un conector óptico para conectarse a un puerto de datos del vehículo.
En las realizaciones, el cable de fibra óptica está alojado en un carrete dispuesto dentro de un compartimiento del pedestal.
En las realizaciones, el conector óptico está asociado con un enchufe del cargador.
En las realizaciones, el sistema de transferencia de datos comprende además uno o más de entre: (a) una fuente de alimentación ininterrumpida; (b) un dispositivo de interfaz de red para conectar el sistema de transferencia de datos a la red; y (c) un panel de distribución de fibra para conectar el dispositivo de interfaz de red al conector óptico.
En las realizaciones, el cargador incluye un cable que se extiende desde el pedestal, incluyendo el cable un enchufe para conectarse a un receptáculo del vehículo.
En las realizaciones, el cable incluye un cable de fibra óptica asociado con el sistema de transferencia de datos y el enchufe incluye un conector óptico para conectar el vehículo a la red.
En las realizaciones, el enchufe está situado en un brazo para conectar automáticamente el enchufe al receptáculo del vehículo.
En las realizaciones, el techo incluye una plataforma de aterrizaje para un vehículo aéreo no tripulado.
En las realizaciones, la plataforma de aterrizaje puede transferir electricidad desde el suministro eléctrico al vehículo aéreo no tripulado.
En las realizaciones, la plataforma de aterrizaje puede conectar el vehículo aéreo no tripulado a la red y transferir datos hacia y desde el vehículo aéreo no tripulado.
En las realizaciones, el techo incluye un panel solar para convertir la luz solar en energía de CC, estando el panel solar conectado al cargador y al suministro eléctrico.
Otro aspecto de la presente invención es un método para conectar un vehículo a una red y transferir electricidad al vehículo, que comprende: (1 ) colocar el vehículo en posición próxima a un pedestal de una estación de carga y transferencia de datos; (2) conectar un enchufe de un cargador a un receptáculo del vehículo, estando el cargador conectado a una fuente de electricidad; (3) conectar un conector óptico de un sistema de transferencia de datos a un puerto de datos del vehículo, estando el sistema de transferencia de datos conectado a la red, incluyendo el pedestal el cargador y el sistema de transferencia de datos; y (4) enrutar automáticamente los datos que se mueven desde o hacia el vehículo por medio de un sistema de enrutamiento de datos inteligente en base a un punto final preferido, en el que se proporciona un enrutamiento de prioridad de vehículo específico hasta el punto final de tal modo que la transferencia de datos hacia/desde el vehículo específico tiene prioridad con respecto a otros vehículos, y en el que se utiliza al menos información sobre el vehículo, la estación de carga y el tipo de datos al objeto de determinar el enrutamiento.
En las realizaciones, el conector óptico está asociado con un cable de fibra óptica alojado en un carrete dispuesto en el pedestal.
En las realizaciones, el enchufe del cargador incluye el conector óptico.
En las realizaciones, conectar el enchufe del cargador al receptáculo del vehículo incluye además: (1) determinar una posición del receptáculo del vehículo; (2) mover un brazo de la estación de carga y transferencia de datos hacia el vehículo, en el que el brazo incluye el enchufe del cargador; y (3) conectar automáticamente el enchufe al receptáculo.
En las realizaciones, el método incluye además transferir una ruta de entrega al vehículo.
En las realizaciones, la electricidad para el suministro eléctrico y la fibra óptica se proporcionan en el interior del mismo cable o en cables diferentes.
En las realizaciones, la estación integrada de carga y transferencia de datos comprende además uno o más de entre un convertidor de medios, un conmutador de red, un enrutador, un módem, un punto de acceso, un transceptor, un enrutador Wi-Fi y un enrutador inalámbrico.
Breve descripción de los dibujos
Los dibujos adjuntos, que se incorporan y constituyen parte de la memoria descriptiva, ilustran realizaciones del sistema inventado y, junto con la descripción general de la invención dada anteriormente y la descripción detallada de los dibujos que se proporcionan a continuación, sirven para explicar los principios del sistema(s) y dispositivo(s) inventado(s).
La figura 1 es una vista en perspectiva de una estación integrada de carga y transferencia de datos según una realización de la presente invención.
La figura 2 es una vista en alzado frontal de la estación integrada de carga y transferencia de datos de la figura 1. La figura 3A es una vista en alzado frontal de un pedestal de la estación integrada de carga y transferencia de datos según una realización.
La figura 3B es una vista en perspectiva de un primer compartimento del pedestal de la figura 3A.
La figura 3C es una vista en perspectiva de un segundo compartimento del pedestal de la figura 3A.
La figura 3D es una vista en perspectiva de un cargador asociado con el pedestal de la figura 3A.
La figura 4 es una vista en perspectiva de una parte del techo de la estación integrada de carga y transferencia de datos de la figura 1.
La figura 5 es una vista esquemática de una estación integrada de carga y transferencia de datos según una realización de la presente invención; y
la figura 6 es un diagrama de bloques de una realización de un sistema de control del presente sistema.
Los dibujos no están necesariamente a escala. En ciertos casos, pueden haberse omitido detalles que no son necesarios para la comprensión de la invención o que hacen difícil la percepción de otros detalles. Se ha de entender, por supuesto, que la invención no se limita necesariamente a las realizaciones ilustradas en la presente memoria. Como se apreciará, son posibles otras realizaciones usando, solas o en combinación, una o más de las características especificadas anteriormente o descritas a continuación. Por ejemplo, se contempla que diferentes características y dispositivos mostrados y/o descritos con respecto a una realización puedan combinarse o sustituirse por características o dispositivos de otras realizaciones con independencia de si dicha combinación o sustitución se muestra o describe específicamente o no en la presente memoria.
La siguiente es una lista de componentes de acuerdo a diferentes realizaciones de la presente invención, y tal y como se muestran en los dibujos:
Número________ Descripción__________________________________________
2 Estación integrada de carga y datos (o "estación integrada")
4 Red eléctrica o fuente de alimentación
6 Red / nube
10 Vehículo eléctrico
12 Receptáculo para enchufe eléctrico
14 Puerto de datos
18 Vehículo aéreo no tripulado
20 Cubierta
22 Marco
24 Techo
26 Panel solar
28 Pista de aterrizaje
30 Base
32 Barrera o bolardo
36 Pedestal
38 Compartimento
40 Puerta
42 Brazo
44 Sensor
48 Sistema de control
50 Cargador
52 Cable
54 Enchufe
58 Sistema de transferencia de datos
60 Cable de fibra óptica
62 Conector óptico
64 Carrete
66 Caja de acceso de cable
67 Dispositivo de borde
68 Dispositivo de interfaz de red (NID)
70 Panel de distribución de fibra
72 Fuente de alimentación ininterrumpida
74 Casete
80 Bus
82 Unidades de procesamiento o CPUs
84 Dispositivo de entrada
86 Dispositivo de salida
88 Dispositivo de almacenamiento
90 Lector de medios de almacenamiento legibles por ordenador
92 Sistema de comunicaciones
94 Memoria de trabajo
96 Unidad de aceleración de procesamiento
98 Base de datos
100 Base de datos remota
102 Sistema operativo
104 Otro código o programas
Descripción detallada
Las realizaciones presentadas en la presente memoria se han contemplado en relación a las cuestiones anteriores y otros problemas. Se describirán realizaciones de la presente invención con relación a una estación integrada de carga y transferencia de datos 2 para vehículos eléctricos y sistemas asociados.
Haciendo referencia ahora a las figuras 1 a 5, en ellas se ilustra en general una estación integrada de carga y datos (o "estación integrada") 2. La estación integrada 2 incluye un pedestal 36 colocado debajo de una cubierta 20. Opcionalmente, la estación de carga puede incluir dos o más pedestales 36A, 36B y puede haber múltiples estaciones integradas en una instalación.
La cubierta 20 incluye un marco 22 y un techo 24. La cubierta 20 puede tener cualquier tamaño y forma. En una realización, el techo es rectangular en general. La cubierta puede tener una altura de entre aproximadamente 228,6 cm (90 pulgadas) y aproximadamente 330,2 cm (130 pulgadas).
El pedestal 36 incluye un cargador 50 y un sistema de transferencia de datos 58. En una realización, el pedestal incluye dos cargadores 50A, 50B. Además, o como alternativa, el pedestal puede incluir dos cables de fibra óptica 60A, 60B conectados al sistema de transferencia de datos 58. El pedestal 36 puede estar dispuesto, opcionalmente, sobre una base 30. Opcionalmente, se colocan uno o más bolardos 32 para proteger el pedestal 36 de impactos.
El pedestal 36 puede tener cualquier forma o tamaño deseados. En una realización, el pedestal 36 tiene una forma rectangular en general. El pedestal puede tener opcionalmente una altura de entre aproximadamente 114,3 cm (45 pulgadas) y aproximadamente 190,5 cm (75 pulgadas), o de aproximadamente 152,4 cm (60 pulgadas). El pedestal puede estar hecho de un material metálico, tal como de acero de 0,635 cm (1/4 de pulgada) de espesor.
Se puede conformar un hueco o compartimento 38 dentro del pedestal. El pedestal 36 puede incluir opcionalmente dos o más compartimentos 38A, 38B. El compartimento 38 puede incluir al menos una puerta 40. En una realización, cada compartimento 38 incluye dos puertas, con una puerta 40A en la parte delantera y otra puerta 40B en la parte trasera opuesta del pedestal 36. Los componentes asociados con el cargador 50 y con el sistema de transferencia de datos 58 se pueden disponer en el interior de uno o más compartimentos 38 del pedestal 36. El compartimento 38 puede incluir una junta de sellado para evitar la entrada de residuos y humedad. En una realización, el pedestal 36 y el compartimento 38 están sellados para proporcionar protección contra el viento, la lluvia, la nieve, el granizo y el hielo.
El cargador 50 está conectado a una red o fuente de alimentación eléctrica 4 y está configurado para transferir electricidad desde la red a un vehículo eléctrico 10, tal como a un camión o furgoneta eléctrica de reparto, a un coche autónomo o similar. Un cable 52 del cargador incluye un enchufe 54 para acoplarse a un receptáculo 12 del vehículo eléctrico 10. En una realización, el cable 52 es accesible desde un lado del pedestal. Opcionalmente, cuando el pedestal incluye dos cargadores, un primer cargador 50A es accesible desde un primer lado del pedestal y un segundo cargador 50A es accesible desde un segundo lado del pedestal 36. El cable 52 tiene una longitud predeterminada. En una realización, el cable 52 tiene una longitud de aproximadamente 0,9144 m (3 pies) a aproximadamente 9,144 m (30 pies). Opcionalmente, el cable puede estar en un carrete, tal como en un carrete auto-retráctil.
Los cargadores 50 adecuados son conocidos por los expertos en la técnica. Por ejemplo, Bosch® y otros fabricantes fabrican cargadores 50 que son adecuados para su uso con la estación integrada 2 de las realizaciones de la presente invención. En una realización, el cargador 50 es una estación de carga Bosch Level 2. Opcionalmente, el cargador 50 puede incluir elementos de uno o más de los cargadores de las series EV200, EV400, EV600, EV800 y EV2000 de Bosch.
La estación integrada 2 puede incluir opcionalmente una fuente de alimentación ininterrumpida (UPS) 72 que también está conectada a la red eléctrica o a una fuente de alimentación adecuada 4. La UPS 72 puede configurarse para proporcionar electricidad al cargador 50 y a otros componentes de la estación integrada 2, y para transferirla al vehículo eléctrico 10 si no se dispone de electricidad de la red eléctrica 4.
El sistema de transferencia de datos 58 está interconectado a una red 6. En una realización, el sistema de transferencia de datos 58 incluye un dispositivo de interfaz de red (NID) 68 y/o un dispositivo de borde 67 en comunicación con la red 6. Los ejemplos de dispositivos de borde incluyen dispositivos/servidores/sistemas que son capaces de proporcionar un punto de entrada a una o más redes de empresa y/o a redes centrales de proveedores de servicios. Los dispositivos de borde pueden incluir uno o más de entre enrutadores, conmutadores de enrutamiento, dispositivos de acceso integrado, multiplexores y dispositivos de acceso a red de área metropolitana y a red de área amplia. El sistema de transferencia de datos también puede incluir opcionalmente un conversor de medios, uno o más conmutadores de red, conversor(es) de medios de corto/largo alcance, uno o más transceptores cableados o inalámbricos, un enrutador, un punto de acceso y, en general, cualesquiera componentes de conectividad cableados inalámbricos conocidos que permiten que la estación integrada 2 transfiera datos hacia/desde uno o más vehículos. El NID 68 y uno o más de los otros componentes de la red pueden estar dispuestos dentro de un compartimento 38B del pedestal 36. El sistema de transferencia de datos 58 puede estar configurado para transferir datos a cualquier velocidad, tal como a 10 Gbps. En una realización, el sistema de transferencia de datos 58 puede transferir datos entre un vehículo eléctrico 10 y la red 6 a una velocidad de al menos 1 Gbps. Opcionalmente, la velocidad de transferencia de datos es de hasta aproximadamente 25 Gbps. En una realización, el sistema de transferencia de datos 58 puede transferir datos a una velocidad de entre aproximadamente 1 Gbps y 25 Gbps, o a aproximadamente 10 Gbps.
Se proporciona una estación integrada de carga y transferencia de datos para un vehículo. La estación comprende un sistema de enrutamiento de datos inteligente de modo que los datos que se mueven desde o hacia un vehículo pueden enrutarse automáticamente en base a los puntos finales preferidos asociados con el vehículo individual y pueden potencialmente diferir de otro vehículo. Esta enrutamiento basado en preferencias podría habilitarse utilizando una señal electrónica, información de encabezamiento, información de identificador, información de placa de matrícula, información de número de identificación del vehículo (VIN), un identificador físico asociado con el vehículo y/o usuario y/o en general cualquier información asociada con el vehículo, usuario, fabricante, propietario, administrador y/o estación de recarga.
Para un vehículo específico, se proporciona un enrutamiento prioritario a un punto final basado en la nube de modo que la transferencia de datos hacia/desde este vehículo específico tenga prioridad con respecto a otros vehículos. Un ejemplo de dónde podría ser útil esto es para vehículos de reparto de flotas grandes que tienen horarios ajustados.
A modo de otro ejemplo, y para un servicio de nivel gratuito, la transferencia de datos hacia/desde el vehículo puede realizarse según el ancho de banda disponible, dando prioridad a los datos que se mueven hacia otros vehículos con una prioridad más alta. Sin embargo, son posibles otras configuraciones ya que éste es solo un ejemplo no limitativo. En general, cualquier aspecto de la transferencia de datos se puede actualizar/modificar según el nivel de servicio.
En otro ejemplo más, el enrutamiento inteligente se puede realizar en base a una determinación de factores basada en una matriz o similar. Por ejemplo, para un vehículo específico en una estación específica, se realiza el enrutamiento a un primer destino (en base, por ejemplo, a una tabla de búsqueda, un análisis de inteligencia artificial y/u otro método de determinación). Para ese mismo vehículo en otra estación, el enrutamiento a un segundo destino se realiza en base a la matriz de variables. Para ese mismo vehículo en la otra estación, y por ejemplo requiriendo una actualización de firmware, se realiza otro enrutamiento. En general, se puede utilizar cualquier información sobre el vehículo, contenido, usuario, fabricante, propietario, administrador, estación de carga y/o tipo de datos para determinar el enrutamiento y/o la prioridad.
El NID 68 se puede conectar a un panel de distribución de fibra 70. Con la estación integrada de la presente invención se puede usar cualesquiera dispositivo de interfaz de red y panel de distribución de fibra adecuados. Unos paneles de distribución de fibra adecuados son los fabricados por Clearfield (www.SeeClearfield.com). En una realización, el panel de distribución de fibra 70 es un Clearfield FieldSmart® Fiber Delivery Point, tal como el que se describe en https://www.seeclearfield.com/products/category/wall-box-metal/indoor-wall-panels.html. El panel de distribución de fibra 70 puede incluir opcionalmente un casete 74, tal como un Clearview Blue Cassette.
Opcionalmente, una caja de acceso de cable 66 se dispone dentro de un compartimento 38B del pedestal. En una realización, el NID 68 está asociado con la caja de acceso de cable 66. La caja de acceso de cable 66 puede ser un AVEdge™ fabricado por Extron, tal como el Extron AVEdge™ 100. Sin embargo, se puede usar cualquier caja de acceso de cable adecuada con la estación de carga de las realizaciones de la presente invención.
En una realización, un cable de fibra óptica 60 está conectado al panel de distribución de fibra 70. El cable de fibra óptica 60 es de una longitud predeterminada. En una realización, el cable de fibra óptica 60 tiene una longitud de aproximadamente 91,44 cm (3 pies) a aproximadamente 914,4 cm (30 pies).
Un conector óptico 62 configurado para conectarse a un puerto de datos 14 del vehículo eléctrico 10 está conectado al cable de fibra óptica 60. Se pueden utilizar cualesquiera conector óptico 62 y cable de fibra óptica 60 adecuados conocidos por un experto en la técnica en la estación integrada 2 de las realizaciones de la presente invención. En una realización, uno o más de entre el conector óptico 62 y el cable de fibra óptica 60 se pueden obtener de Neutrik como parte del OpticalCon® Fiber Optic Connection System. La información sobre el OpticalCon® Fiber Optic Connection System está disponible en el documento "Technical Paper, OpticalCon® Fiber Optic Connection System", producido por Neutrik AG, Schaan, Liechtenstein.
Algunos ejemplos no limitativos de conexiones de fibra utilizables con la presente tecnología incluyen las de Canford. Se pueden encontrar ejemplos de tales conectores en: https://www.canford.co.uk/ProductResources/resources/N/Neutrik/OpticalCON/Opticalcon%20Brochure%202017_03 %20V19.pdf. Se pueden encontrar especificaciones adicionales relativas a los conectores opcionales en https://www.canford.co.uk/ProductResources/resources/N/Neutrik/opticalCON%20Technical%20Paper%20V3.pdf. Se pueden encontrar recursos adicionales relativos a los radios de flexión y las pérdidas de la fibra en:
https://www.itu.int/dms_pub/itu-t/oth/0b/04/T0B040000542C01 PDFE.pdf
https://www.itu.int/rec/T-REC-G.657-201611-I/en
El cable de fibra óptica 60 puede estar dispuesto en un carrete 64 colocado en el pedestal. En una realización, el carrete 64 puede funcionar de forma que retrae el cable de fibra óptica 60. Por ejemplo, el carrete 64 opcionalmente se carga para girar de manera que el cable de fibra óptica se enrolle alrededor de un eje del carrete.
En una realización, el carrete 64 está dispuesto en un compartimento 38A del pedestal. Opcionalmente, el compartimento 38A con el carrete 64 no incluye otros componentes del sistema de transferencia de datos 58 o del cargador 50. De esta manera, el carrete de fibra 64 puede estar aislado con respecto a otros equipos. El conector óptico 62 del cable de fibra óptica 60 puede extenderse a través de una abertura de una puerta 40 del compartimiento. En una realización, cuando el pedestal 36 incluye dos cables de fibra óptica 60 conectados al sistema de transferencia de datos, un primer cable de fibra óptica 60A es accesible desde la parte delantera y un segundo cable de fibra óptica 60B es accesible desde la parte trasera del pedestal 36.
En una realización, el pedestal 36 incluye un brazo 42. Un actuador puede mover el brazo 42 como respuesta a unas señales recibidas desde un sistema de control 48 de la estación integrada 2. En una realización, el brazo es articulado e incluye al menos dos secciones 42A, 42B conectadas por una articulación. El brazo 42 puede incluir opcionalmente el cable 52 del cargador 50. Adicionalmente, o de forma alternativa, el brazo 42 puede incluir un cable de fibra óptica 60 asociado al sistema de transferencia de datos 58.
La estación integrada 2 puede incluir opcionalmente al menos un sensor 44 que sirve para medir la posición de uno o más de entre el receptáculo 12 y el puerto de datos 14 del vehículo eléctrico 10 con respecto al pedestal 36. El sensor 44 puede estar dispuesto en al menos uno de entre la cubierta 20, el pedestal 36, y el brazo 42.
El sistema de control 48 puede recibir datos del sensor 44. Usando los datos del sensor, el sistema de control 48 puede generar unas señales que hacen que un actuador del brazo 42 se mueva y conecte el enchufe 54 al receptáculo de vehículo 12 y/o el conector óptico 62 al puerto de datos de vehículo 14. De esta manera, uno o más de entre el cargador 50 y el sistema de transferencia de datos 58 se puede conectar automáticamente a un vehículo eléctrico 10.
La estación integrada 2 también puede incluir una plataforma de aterrizaje 28 para un vehículo aéreo no tripulado (UAV) 18. La plataforma de aterrizaje 28 puede estar configurada para proporcionar electricidad y/o para conectar el UAV 18 a la red. En una realización, la plataforma de aterrizaje 28 está dispuesta en el techo 24 de la estación integrada 2. La plataforma de aterrizaje 28 puede estar configurada para conectarse a UAVs 18 de cualquier tamaño, peso o tipo, incluidos los drones UAV de entrega.
Opcionalmente, la estación integrada 2 puede comunicarse con el UAV 18 por medio de una conexión de red inalámbrica o cableada. Por ejemplo, la plataforma de aterrizaje 28 puede incluir uno o más de entre un sistema de comunicación Ethernet, Wi-Fi y celular para conectarse al UAV. En una realización, el sistema de comunicación está asociado con la plataforma de aterrizaje 28. Adicionalmente, o de forma alternativa, la estación integrada 2 puede incluir un sensor o baliza para guiar el UAV 18 hacia la plataforma de aterrizaje.
La plataforma de aterrizaje 28 puede incluir opcionalmente un elemento inductivo que se puede accionar para cargar y/o transferir datos a un UAV 18. Más específicamente, en una realización, la plataforma de aterrizaje 28 incluye al menos una bobina para transferir uno o más de entre datos y energía a un UAV. Los elementos inductivos adecuados son conocidos por los expertos en la técnica. Los componentes de los sistemas de carga y comunicación inductivos están descritos en la publicación del documento de solicitud de patente de EE.UU. n° 2010/0081473 y en el documento de solicitud de patente de EE.UU. n° 2010/0277121.
Adicionalmente, o de forma alternativa, la estación integrada 2 puede estar configurada para transferir energía y datos al UAV 18 por medio de una o más conexiones cableadas. Por ejemplo, la plataforma de aterrizaje 28 puede incluir opcionalmente un puerto que se acopla con el UAV.
En una realización, la plataforma de aterrizaje 28 es una Skysense Charging Pad. Las características de la Skysense Charging Pad se describen en https://www.skysense.co/charging-pad-outdoor. No obstante, se pueden usar otras plataformas de aterrizaje producidas por diferentes fabricantes con la estación de carga de la presente invención.
Opcionalmente, se puede disponer en el techo 24 un panel solar 26. El panel solar 26 puede convertir la luz solar en electricidad de CC. La electricidad generada por el panel solar se puede transferir a la UPS 72. En una realización, la estación integrada 2 incluye un inversor para convertir la electricidad de CC en electricidad de CA. La estación integrada 2 puede entonces transferir a la red eléctrica 4 la electricidad generada por el panel solar 26.
Haciendo referencia ahora a la figura 6, en ella se ilustra en general un sistema de control 48 de una realización de la presente invención. Más específicamente, la figura 6 ilustra en general una realización de un sistema de control 48 de la presente invención que se puede hacer funcionar para controlar aspectos de la estación integrada 2 de la presente invención. El sistema de control 48 se ilustra en general con unos elementos hardware que pueden acoplarse eléctricamente a través de un bus 80. Los elementos hardware pueden incluir una unidad central de procesamiento (CPU) 82; un dispositivo de entrada 84 (por ejemplo, un ratón, un teclado, etc.); y un dispositivo de salida 86 (por ejemplo, un dispositivo de visualización, una impresora, etc.). El sistema de control 48 también puede incluir un dispositivo de almacenamiento 88. En una realización, el dispositivo o dispositivos de almacenamiento 88 pueden ser unidades de disco, dispositivos de almacenamiento óptico, dispositivos de almacenamiento de estado sólido tales como una memoria de acceso aleatorio ("RAM") y/o o una memoria de sólo lectura ("ROM"), que pueden ser programables, actualizables por flash y/o similar.
El sistema de control 48 puede incluir adicionalmente uno o más de entre un lector de medios de almacenamiento legibles por ordenador 90; un sistema de comunicaciones 92 (por ejemplo, un módem, una tarjeta de red (inalámbrica o cableada), un dispositivo de comunicación por infrarrojos, etc.); y una memoria de trabajo 94, que puede incluir dispositivos RAM y ROM, tal y como se ha descrito anteriormente. En algunas realizaciones, el sistema de control 48 puede incluir además una unidad de aceleración de procesamiento 96, que puede incluir un DSP, un procesador de propósito especial y/o similar. Opcionalmente, el sistema de control 48 puede incluir además una base de datos 98.
El lector de medios de almacenamiento legibles por ordenador 90 se puede conectar además a un medio de almacenamiento legible por ordenador, que representa en conjunto (y, opcionalmente, en combinación con el dispositivo o dispositivos de almacenamiento 88) de forma integral unos dispositivos de almacenamiento remotos, locales, fijos y/o extraíbles junto con unos medios de almacenamiento para contener información legible por ordenador de forma temporal y/o más permanente. El sistema de comunicaciones 92 puede permitir que los datos se intercambien con una red 6 y/o cualquier otro procesamiento de datos. Opcionalmente, el sistema de control 48 puede acceder a los datos almacenados en un dispositivo de almacenamiento remoto, tal como una base de datos remota 100, mediante conexión a la red 6. En una realización, la red 6 puede ser internet.
El sistema de control 48 también puede comprender elementos software, los cuales se muestran ubicados en este caso dentro de la memoria de trabajo 94. Los elementos software pueden incluir un sistema operativo 102 y/u otro código 104, tal como un código de programa que implementa uno o más métodos y aspectos de la tecnología descrita en la presente memoria.
Un experto en la técnica apreciará que las realizaciones alternativas del sistema de control 18 pueden tener numerosas variaciones con respecto a las descritas anteriormente. Por ejemplo, también se puede usar hardware personalizado y/o se pueden implementar elementos particulares en hardware, en software (incluido en software portátil, tal como applets), o en ambos. Además, se puede utilizar una conexión a otros dispositivos informáticos tales como a dispositivos de entrada/salida de red.
Los sistemas de control 48 adecuados son conocidos por los expertos en la técnica. En una realización, el sistema de control 48 es una ordenador personal, tal como, aunque sin limitarse a ello, un ordenador personal que ejecuta el sistema operativo MS Windows. Opcionalmente, el sistema de control 48 puede ser un teléfono inteligente, una tableta, un ordenador portátil, y dispositivos informáticos similares. En una realización, el sistema de control 48 es un sistema de procesamiento de datos que incluye uno o más de entre, aunque sin limitarse a ellos: un dispositivo de entrada (por ejemplo, un teclado, ratón o pantalla táctil); un dispositivo de salida (por ejemplo, una pantalla, un altavoz); una tarjeta gráfica; un dispositivo de comunicación (por ejemplo, una tarjeta Ethernet o un dispositivo de comunicación inalámbrico); memoria permanente (tal como un disco duro); memoria temporal (por ejemplo, memoria de acceso aleatorio); instrucciones de ordenador almacenadas en la memoria permanente y/o en la memoria temporal; y un procesador.
Una funcionalidad opcional del sistema de control 48 incluye uno o más de entre indicadores, instrucciones e información de audio/visual para un usuario, que indican que uno o más de entre el sistema de carga y/o el sistema de transferencia de datos se han conectado con éxito a la estación integrada. Se puede incluir una funcionalidad similar de forma que cuando uno o más de entre el sistema de carga y/o el sistema de transferencia de datos estén automatizados, estos sistemas reciban una información relativa al estado de conexión de sus respectivos receptáculos. Opcionalmente, la información disponible/ocupada de la estación integrada se puede suministrar, por ejemplo, a la nube o a otro recurso que coordine la carga y la transferencia de datos a los vehículos.
El sistema de transferencia de datos puede conectar la estación integrada a uno o más de entre una red de área local (LAN), una red de área amplia (WAN), la nube, internet, uno o más servidores, una o más bases de datos, y en general, a cualquier o cualesquiera dispositivos o destinos en red (opcionalmente en una configuración de alta disponibilidad).
La presente invención, en diferentes realizaciones, configuraciones y aspectos, incluye unos componentes, métodos, procesos, sistemas y/o aparatos substancialmente como los que se representan y describen en la presente memoria, incluyendo las diferentes realizaciones, sub-combinaciones y subconjuntos de las mismas. Los expertos en la técnica comprenderán cómo fabricar y utilizar los sistemas y métodos descritos en la presente memoria después de comprender la presente invención. La presente invención, en diversas realizaciones, configuraciones y aspectos, incluye proporcionar dispositivos y procesos en ausencia de elementos no representados y/o descritos en la presente memoria o en las diferentes realizaciones, configuraciones o aspectos de la misma, incluido en ausencia de elementos que puedan haber sido utilizados en dispositivos o procesos anteriores, por ejemplo, para mejorar el rendimiento, conseguir una mayor sencillez y/o reducir el coste de implementación.
Las características de las diferentes realizaciones descritas en la presente memoria no pretenden ser mutuamente excluyentes. Al contrario, las características y aspectos de una realización pueden combinarse con características o aspectos de otra realización. Además, la descripción de un elemento específico con respecto a una realización puede aplicarse al uso de ese elemento específico en otra realización, con independencia de si se repite la descripción en relación con el uso del elemento específico en la otra realización.
Los ejemplos proporcionados en la presente memoria pretenden ser ilustrativos y no limitativos. Por lo tanto, todo ejemplo o conjunto de ejemplos proporcionados para ilustrar uno o más aspectos de la presente invención no debe considerarse en el sentido de que comprende el conjunto completo de posibles realizaciones del aspecto en cuestión. Los ejemplos se pueden identificar por expresiones tales como "por ejemplo", "tal como", "a modo de ejemplo", "p.ej.", y otras expresiones comúnmente entendidas para indicar que lo que sigue es un ejemplo.
Los sistemas y métodos de esta invención se han descrito con respecto a una estación integrada de carga y transferencia de datos 2 según las realizaciones de la presente invención. Sin embargo, para evitar oscurecer innecesariamente la presente invención, la descripción anterior omite varias estructuras y dispositivos conocidos. Esta omisión no se ha de interpretar como una limitación del alcance de la invención reivindicada. Se describen detalles específicos para proporcionar una comprensión de la presente invención. Sin embargo, debe apreciarse que la presente invención puede ponerse en práctica de diversas formas, más allá de los detalles específicos descritos en la presente memoria.
Se pueden usar diferentes variaciones y modificaciones de la invención. Sería posible proporcionar algunas características de la invención sin proporcionar otras.
Al objeto de proporcionar antecedentes y contexto adicionales, se citan las siguientes referencias: la recomendación G.657 de la Unión Internacional de Telecomunicaciones ("Characteristics of a bending-loss insensitive single-mode optical fibre and cable") que está disponible en https://www.itu.int /rec/T-REC-G.657/en, la publicación del documento de patente de China n° CN103631239A, la publicación del documento de patente de china n° CN201887496U, la publicación del documento de patente de Corea n° KR20170138663A, el documento de patente de EE.UU. n° 6.853.795, el documento de patente de EE.UU. n° 7.218.827, el documento de patente de E e .UU. n° 8.929.069, el documento de patente de EE.UU. n° 9.054.539, la publicación del documento de solicitud de patente de EE.UU. n° 2016/0336772, la publicación del documento de solicitud internacional de patente PCT n° WO2011/156776A2, y la publicación del documento de solicitud internacional de patente PCT n° WO2016/113766A1.

Claims (15)

REIVINDICACIONES
1. Una estación de carga y transferencia de datos para un vehículo (10), que comprende:
un marco (22) con un techo (24);
un pedestal (36) dispuesto debajo del techo (24);
un cargador (50) para transferir electricidad desde un suministro eléctrico (4) a un vehículo (10); y
un sistema de transferencia de datos (58) para conectar el vehículo (10) a una red (6), en la que el pedestal (36) incluye el cargador (50) y el sistema de transferencia de datos (58); y
un sistema de enrutamiento de datos inteligente configurado de manera que los datos que se mueven desde o hacia el vehículo (10) se enrutan automáticamente en base a un punto final preferido, en la que el sistema de enrutamiento de datos inteligente está configurado para proporcionar un enrutamiento de prioridad de vehículo específico hasta el punto final de modo que la transferencia de datos hacia/desde el vehículo específico tiene prioridad con respecto a otros vehículos, y en la que el sistema de enrutamiento de datos inteligente está configurado para usar al menos información sobre el vehículo, la estación de carga y el tipo de datos al objeto de determinar el enrutamiento.
2. La estación de carga y transferencia de datos de la reivindicación 1, en la que el sistema de transferencia de datos (58) incluye un cable de fibra óptica (60) con un conector óptico (62) para conectarse a un puerto de datos (14) del vehículo (10).
3. La estación de carga y transferencia de datos de la reivindicación 2, en la que el cable de fibra óptica (60) está alojado en un carrete (64) dispuesto dentro de un compartimento (38) del pedestal (36).
4. La estación de carga y transferencia de datos de la reivindicación 2 ó 3, en la que un enchufe (54) del cargador (50) incluye el conector óptico (62).
5. La estación de carga y transferencia de datos de cualquiera de las reivindicaciones 2 a 4, en la que el sistema de transferencia de datos (58) comprende además:
una fuente de alimentación ininterrumpida (72);
un dispositivo de interfaz de red (68) para conectar el sistema de transferencia de datos (58) a la red (6); y un panel de distribución de fibra (70) para conectar el dispositivo de interfaz de red (68) al conector óptico (62).
6. La estación de carga y transferencia de datos de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en la que el cargador (50) incluye un cable (52) que se extiende desde el pedestal (36), incluyendo el cable (52) un enchufe (54) para conectarse a un receptáculo (12 ) del vehículo (10).
7. La estación de carga y transferencia de datos de la reivindicación 6, en la que el cable (52) incluye un cable de fibra óptica (60) asociado con el sistema de transferencia de datos (58), en la que el enchufe (54) incluye un conector óptico (62) para conectar el vehículo (10) a la red (6).
8. La estación de carga y transferencia de datos de la reivindicación 6 o 7, en la que el enchufe (54) está situado en un brazo (42) para conectar automáticamente el enchufe (54) al receptáculo del vehículo (12), en la que la estación de carga y transferencia de datos incluye al menos un sensor (44) que se utiliza para medir la posición del receptáculo (12) con respecto al pedestal (36), y un sistema de control (48) configurado para recibir datos del sensor (44) y para, por medio del uso de los datos del sensor, generar unas señales que hacen que un actuador del brazo (42) se mueva y conecte el enchufe (54) al receptáculo (12).
9. La estación de carga y transferencia de datos de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que el techo (24) incluye una plataforma de aterrizaje (28) para un vehículo aéreo no tripulado (18),
preferiblemente, en la que la plataforma de aterrizaje (28) puede transferir electricidad desde el suministro eléctrico (4) al vehículo aéreo no tripulado (18),
en particular, en la que la plataforma de aterrizaje (28) puede conectar el vehículo aéreo no tripulado (18) a la red (6) y transferir datos hacia y desde el vehículo aéreo no tripulado (18).
10. La estación de carga y transferencia de datos de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que el techo (24) incluye un panel solar (26) para convertir la luz solar en energía de CC, estando el panel solar (26) conectado al cargador (50) y al suministro eléctrico (4).
11. Un método para conectar un vehículo (10) a una red (6) y transferir electricidad al vehículo (10), que comprende: colocar el vehículo (10) en posición próxima a un pedestal (36) de una estación de carga y transferencia de datos; conectar un enchufe (54) de un cargador (50) a un receptáculo (12) del vehículo (10), estando el cargador (50) conectado a una fuente de electricidad;
conectar un conector óptico (62) de un sistema de transferencia de datos (58) a un puerto de datos (14) del vehículo (10), estando el sistema de transferencia de datos (58) conectado a la red (6), en el que el pedestal (36) incluye el cargador (50) y el sistema de transferencia de datos (58);
enrutar automáticamente los datos que se mueven desde o hacia el vehículo (10) por medio de un sistema de enrutamiento de datos inteligente en base a un punto final preferido, en el que se proporciona un enrutamiento de prioridad de vehículo específico hasta el punto final de modo que la transferencia de datos hacia/desde el vehículo específico tiene prioridad con respecto a otros vehículos, y en el que se utiliza al menos información sobre el vehículo, la estación de carga y el tipo de datos al objeto de determinar el enrutamiento.
12. El método de la reivindicación 11, en el que el conector óptico (62) está asociado con un cable de fibra óptica (60) alojado en un carrete (64) dispuesto en el pedestal (36); y/o
en el que el enchufe (54) del cargador (50) incluye el conector óptico (62); y/o
en el que conectar el enchufe (54) del cargador (50) al receptáculo (12) del vehículo (10) incluye además: determinar una posición del receptáculo (12 ) del vehículo (10);
mover un brazo (42) de la estación de carga y transferencia de datos hacia el vehículo (10), en el que el brazo (42) incluye el enchufe (54) del cargador (50); y
conectar automáticamente el enchufe (54) al receptáculo (12).
13. El método de la reivindicación 11 o 12, que comprende además:
transferir una ruta de entrega al vehículo (10).
14. La estación de carga y transferencia de datos de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que la electricidad para el suministro eléctrico (4) y la fibra óptica para conectar el vehículo (10) a la red (6) se proporcionan en el interior de un solo cable, o en dos cables diferentes.
15. La estación de carga y transferencia de datos de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende además uno o más de entre un convertidor de medios, un conmutador de red, un enrutador, un módem, un punto de acceso, un transceptor, un enrutador Wi-Fi y un enrutador inalámbrico.
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