WO2021245296A1 - Electrical power distribution system and vehicle with said system - Google Patents

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WO2021245296A1
WO2021245296A1 PCT/ES2020/070370 ES2020070370W WO2021245296A1 WO 2021245296 A1 WO2021245296 A1 WO 2021245296A1 ES 2020070370 W ES2020070370 W ES 2020070370W WO 2021245296 A1 WO2021245296 A1 WO 2021245296A1
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electrical
electrical energy
vehicle
connection
module
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PCT/ES2020/070370
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Spanish (es)
French (fr)
Inventor
Sergio RODRIGUEZ BENITO
Gaizka MARTINEZ ZUBIZARRETA
Fermín RODRIGUEZ LALANNE
José Martín ECHEVERRIA ORMAECHEA
Ignacio SANCHEZ-GUARDAMINO AGUIRREBENGOA
Original Assignee
Asociacion Centro Tecnologico Ceit
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L1/00Supplying electric power to auxiliary equipment of vehicles
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J4/00Circuit arrangements for mains or distribution networks not specified as ac or dc
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/10Technologies relating to charging of electric vehicles
    • Y02T90/16Information or communication technologies improving the operation of electric vehicles

Definitions

  • the present invention relates to a distributed electrical energy distribution system on board a vehicle such as, for example, an aircraft, as well as to said vehicle.
  • a system for supplying electrical energy to electrical loads of an aircraft comprises a generation system which, in turn, comprises at least two sources of electrical energy supply, one electrical energy storage unit and an auxiliary power supply source, and is connected downstream to a distribution system, comprising a primary distribution and a secondary distribution that is connected to the different final loads of the aircraft.
  • the electrical power supply sources and the auxiliary power supply source can supply different and independent electrical distribution networks depending on the aircraft's operating mode. For example, the energy requirements of the aircraft is a function of the operating stage of the aircraft itself, if it is taxiing on an airport taxiway or if it is in any of the flight stages.
  • the ground and aircraft electrical power distribution networks are independent of each other and the different distribution networks are fed by different electrical power supply sources.
  • the electrical power on board in the aircraft is important, being the sum of the set of electrical power supply sources on board also in the aircraft.
  • the supply system comprises a distribution controller to manage the operating regime of each source of electric power supply in order to cover the demand for electric power requested by the aircraft's loads at all times.
  • the increase in electrical power on board and the importance of electrical loads on board in aircraft have made the electrical system one of the most critical systems, which requires quality electrical energy with a high level of reliability, with narrow margins of variation of magnitude and high level of efficiency.
  • This system is completely centralized in a specific place in the aircraft, where a single power bus distributes energy to the end point. In this way, a catastrophic failure of the same would prevent the supply of all the loads connected to it. To prevent this from happening, a large number of redundancies are introduced within the centralized system so that there are numerous connections between all inputs and outputs. This centralization means that the system has to be perfectly dimensioned for each one of the aircraft designs, not being possible a simple reconfiguration and causing electrical power distribution failures. Furthermore, as it is a centralized system, in the event of damage to the specific place where the power distribution system is centralized, it would be rendered useless when the redundancies are located in the same place.
  • the present invention seeks to solve one or more of the drawbacks set forth above by means of an electrical energy distribution system for a vehicle, to transport electrical energy between an electrical energy supply system, which comprises at least one generation unit and / or the least one storage unit, and at least one electrical load unit, said electrical load being dependent on the vehicle's operating stage, for example it may be a user or consumer subsystem, vehicle interior and exterior lighting systems, systems multimedia, or the engines themselves.
  • the electrical energy distribution system comprising a plurality of electrical energy distribution modules, each electrical energy distribution module comprising at least one connection switch module, each module connection switch being electrically connected in an interrupted way by means of connection interruption to:
  • each electrical energy distribution module comprises a digital signal processor configured to open or close the means of interrupting the connection of said energy distribution module by providing an electrical energy transport path between a predetermined generation or storage unit and a predetermined load unit, according to an electrical energy distribution program that determines the electrical energy transport path by exchanging information between digital signal processors of other energy distribution modules of the system by means of a communication protocol between digital processors of signs.
  • the vehicle comprising said electrical energy distribution system is also an object of the invention.
  • the electrical energy distribution system that comprises a plurality of power distribution modules electrically connected to each other to supply electrical power to a certain load on board the vehicle.
  • DSP digital signal processors
  • the switch modules of each energy distribution module are controlled and it also serves to communicate through a protocol or connection rule (policy of connection) with the rest of the energy distribution modules of the vehicle's energy distribution system.
  • Said communication protocol between DSPs can be, for example, by means of the CAN, ARINC or Ethernet protocol.
  • connection switch modules With the use of several connection switch modules, the redundancies of possible electrical connection lines are increased to supply electrical energy from the generation system to the electrical loads and, at the same time, distribute the power distribution modules on board the vehicle to reduce the weight of the electrical conductor network, the number of electrical cable connections required and. therefore, it provides a reduction in fuel consumption and CO 2 footprint and the total aircraft manufacturing time of this aircraft. In addition, this mainly prevents the vehicle from stopping due to a failure since alternative paths are provided to reach the final electrical load.
  • an electrical energy distribution program determines the energy transport path by controlling the opening or closing of the interruption means.
  • the number of connection interruption means that have to be electrically connected to establish an electrical power supply line from the electrical power generation system to a certain electrical load on board the vehicle is reduced, during any stage of operation. vehicle.
  • Said power supply can also be focused on charging the battery, also providing different paths to transport electrical energy for charging.
  • the modular arrangement of the system allows the electrical energy distribution modules to be distributed throughout the vehicle by being connected to each other and arranged in the vicinity of the corresponding electrical loads.
  • these modules are identical and interchangeable with each other, facilitating the replacement and repair process. Therefore, if any module in the enclosure is damaged or needs to be replaced, it could be replaced by another module without the need for repairs to the power distribution module or to reconfigure the entire system as in the centralized systems of the state of the enclosure. technique.
  • a decentralized system is provided that can be implemented in state-of-the-art systems that They are centralized to implement a decentralized system with the advantages that this brings.
  • the DSP of each energy distribution module comprises an information storage memory that stores information about the generation unit, energy storage unit and / or load unit to which the electrical terminal of the connection of said power distribution module, as well as on the switch modules to which each switch module of said power distribution module is connected.
  • the electrical energy distribution module is adapted to house a variable number of connection switch modules.
  • connection switch modules Preferably, as they are designed as plug-in modules, the addition of a specific module to a power distribution module or replacement of a module by another module, which is ready to operate, is a simple and fast operation, reducing the time invested in perform a repair and / or upgrade of the electrical power supply capacity to the vehicle's electrical loads.
  • connection switch module has a T-shaped configuration where each branch comprises connection interruption means.
  • connection interrupt means comprises a pair of one-way switches connected in parallel to provide a two-way interrupt connection. Thanks to this configuration, the bi-directionality of the connections between power distribution modules is ensured. This is of great relevance in vehicles and in particular in aircraft that have a battery that must be managed, so the energy distribution modules must be able to inject and extract energy. Taking into account that all modules and enclosures must be identical and interchangeable, it is necessary to provide bi-directionality to all modules. Also, to achieve system redundancy, the power distribution modules must be bidirectional to increase the possible routes.
  • the one-way switches are of the IGTB type.
  • the switching means can also be selected among diodes, thyristors, GTOs, TRIACs, MOSFETs, BJTs, SSR solid state relays or SSC solid state contactors.
  • the power distribution system comprises an electrical power supply for driving the connection interruption means and / or the digital signal processor.
  • the electrical power supply draws electrical energy from the electrical power supply system.
  • the energy required to power both the control electronics of the power distribution module and the DSP will be obtained from the energy itself that circulates through the decentralized power distribution system.
  • the electrical power supply system is adapted to transport electrical power at a predetermined fixed direct current voltage in the system. In the case of aircraft for example ⁇ 270V or 28V.
  • Figure 1 schematically shows a distributed electrical power distribution system on board an aircraft connectable to an electrical power supply system on board an aircraft and to a plurality of electrical loads on board also distributed by the aircraft.
  • Figure 2 schematically shows a power distribution module comprising four connection switch modules, a DSP digital signal processor, and an electrical input terminal.
  • Figure 3 schematically shows a connection switch module comprising a set of connection switches electrically connected in T, where each branch of the T-shape comprises at least two switches connected in parallel.
  • Figure 4 schematically shows four switch modules connected to each other within a power distribution module.
  • an electrical power distribution system (111) is shown, in the preferred embodiment for the case of an aircraft that is capable of transporting or transferring direct current electrical energy from a power supply system.
  • electrical power (114) to a plurality of electrical charges (116) on board.
  • the electrical power supply system (114) comprises two generation units (115) and at least one storage unit (117).
  • the electrical power distribution system (111) comprises, in the embodiment illustrated in figure 1, five power distribution modules (112) with a single external connection electrical terminal (212).
  • the energy distribution modules (112) that appear in the upper part are connected by said terminal to the corresponding generation unit (115) of the that obtain the energy (which enters the system transformed into direct current) and to the storage unit (117) from which energy is obtained in the stages prior to the operation of the generation units (115) or to which energy is supplied for Your load.
  • Said electrical loads (116) are distributed over different sections of the aircraft and therefore the corresponding electrical power distribution modules (112) are close to them so that the system (111) is decentralized, which allows connections if damage occurs somewhere in the aircraft.
  • Each energy distribution module (112) comprises in the preferred embodiment four connection switch modules (113) which, as can be seen in figure 1, are connected to other connection switch modules (113) of other energy distribution modules (112) .
  • connection switch modules (112) may comprise more or fewer connection switch modules (113) since it is adapted to house a variable number of connection switch modules
  • the electrical power distribution modules (112) comprise an electrical power supply (511) to which energy from the power supply system reaches ⁇ 270 V in DC. At the input of said voltage, a diode is polarized and feeds the electrical power supply (511) that converts the ⁇ 270 V in DC to 28 V in DC to feed the internal circuitry of the switch modules, adapting the DSP power supply ( 512) and driver trip circuits.
  • the power distribution module (112) also comprises a DSP digital signal processor (211), which receives power from the power supply matching element (512), so that the DSP (211) controls the connection switch modules (113 ) and also serves to communicate through a communication protocol (611) for the preferred embodiment CAN protocol, so that information is exchanged between digital signal processors (211) of the different power distribution modules (112) to transport electrical current from generation units
  • Said digital signal processors (211) are bidirectionally connected to each other to execute a connection rule ("policy of connection") to supply Redundant power lines that electrically connect the generation units (115) or storage unit (117) with an electrical load unit (116), during any stage of operation of the same aircraft, whether taxiing or in flight.
  • a connection rule "policy of connection”
  • connection switch module referring to a connection switch module (113), it comprises connection interruption means (311) in the case of the preferred embodiment being IGTB switches although they can be of another type such as MOSFETs or BJTs.
  • each connection switch module (113) is electrically interruptibly connected by the connection interruption means (311) to a connection switch module (113) of another power distribution module (112 ), to an adjacent connection switch module (113) of the same power distribution module (112) and to a single external connection electrical terminal (212) of the power distribution module (112), said external connection electrical terminal (212) connectable to the generation unit (115), to the storage unit (117) or to the electrical charging unit (116).
  • the DSP digital signal processors (211) transmit information to each other to close and open the connection interruption means (311) in order to establish electrical power distribution lines from the power generation system side to the side of the electric charge units (116). Said path will be determined by an electrical energy distribution program that determines with the information provided by the DSPs (211) the electrical energy transportation path between a predetermined generation (115) or storage unit (117) and a unit of default load (116).
  • connection interruption means (311) included within the connection switch module (113) are connected in a way type T, where each branch comprises at least two means of interruption connection (311) in parallel, providing a bidirectional branch.
  • a first branch (412) is connectable to the external connection electrical terminal (212)
  • a second branch (413) is connectable to the connection node of the T-shape of a contiguous connection switch module (113) to form the Parallel connection
  • a third branch (414) of the T-shape of the connection switch module (113) is connectable to an electrical load unit (116).
  • the DSP digital signal processors (211) can execute the connection rule to establish the corresponding electrical lines to supply electrical power to the corresponding electrical loads of the aircraft operating stage. At first the DSPs (211) will remain off until one of their inputs is energized.
  • the DSP (211) when the DSP (211) is turned on for the first time it obtains information from the power distribution module (112).
  • the program performs a mapping of the first power distribution module (112) making sure that it begins with the DSP (211) that is connected to a generation unit (115) or a storage unit (117) and that it was turned on in the initial moment.
  • the DSP (211) comprises an information storage memory.
  • connection switch modules (113) containing the energy distribution module (112) and its connection interruption means (311) IGBTs are represented, that is, a map of the paths of all the energy distribution modules (112) of system (111).
  • connection switch modules (113) and power distribution modules (112) are checked by activating the same.
  • Each DSP (211) looks for a way to transmit electrical energy to the load units (116) starting from them. Once the path has been found in case it shared a path with another DSP (211) given the communication between the different DSPs (211), the program reaches a consensus and the path with the least number of IGBTs (311) is chosen and in that case will be activated. Finally, it is verified with current sensors that the energy is transmitted to the load. If a failure occurs, the path with the lowest number of IGBTs (311) will be recalculated, eliminating the one that fails.

Abstract

An electrical power distribution system (111) for a vehicle, where each electrical power distribution module (112) comprises a digital signal processor (211) configured to open or close the connection of the switching means (311) of said power distribution module (112), providing an electrical power transmission path between a predetermined generator unit (115) or storage unit (117) and a predetermined load unit (116), in accordance with an electrical power distribution programme which determines the electrical power transmission path by exchanging information between digital signal processors (211) of other power distribution modules (112) of the electrical power distribution system (111) by means of a communication protocol between digital signal processors (611).

Description

DESCRIPCIÓN DESCRIPTION
SISTEMA DE DISTRIBUCIÓN DE ENERGÍA ELÉCTRICA Y VEHÍCULO CON DICHO SISTEMA ELECTRIC ENERGY DISTRIBUTION SYSTEM AND VEHICLE WITH SUCH SYSTEM
Sector de la técnica Technical sector
La presente invención se refiere a un sistema de distribución de energía eléctrica distribuida a bordo de un vehículo como, por ejemplo, una aeronave, asi como a dicho vehículo. The present invention relates to a distributed electrical energy distribution system on board a vehicle such as, for example, an aircraft, as well as to said vehicle.
Estado de la técnica State of the art
Es conocido en el estado de la técnica un sistema de suministro de energía eléctrica a cargas eléctricas de una aeronave, donde el sistema de suministro comprende un sistema de generación que, a su vez, comprende al menos dos fuentes de suministro de energía eléctrica, una unidad de almacenamiento de energía eléctrica y una fuente de suministro auxiliar de potencia, y está conectado aguas abajo a un sistema de distribución, que comprende una distribución primaria y una distribución secundaria que está conectado a las diferentes cargas finales de la aeronave. A system for supplying electrical energy to electrical loads of an aircraft is known in the state of the art, where the supply system comprises a generation system which, in turn, comprises at least two sources of electrical energy supply, one electrical energy storage unit and an auxiliary power supply source, and is connected downstream to a distribution system, comprising a primary distribution and a secondary distribution that is connected to the different final loads of the aircraft.
Las fuentes de suministro de energía eléctrica y la fuente de suministro auxiliar de potencia pueden alimentar redes de distribución eléctrica distintas e independientes en función del modo de funcionamiento de la aeronave. Por ejemplo, los requisitos energéticos de la aeronave es función de la etapa de operación de la misma aeronave, si esta está rodando por una pista de rodadura de un aeropuerto o si está en cualquiera de las etapas de vuelo. The electrical power supply sources and the auxiliary power supply source can supply different and independent electrical distribution networks depending on the aircraft's operating mode. For example, the energy requirements of the aircraft is a function of the operating stage of the aircraft itself, if it is taxiing on an airport taxiway or if it is in any of the flight stages.
Por lo tanto, la demanda de energía eléctrica es distinta en función de la etapa de operación en la que se encuentre la aeronave. Las redes de distribución de energía eléctrica de rodadura en el suelo y de aeronave son independientes unas de otras y las diferentes redes de distribución son alimentadas por fuentes de suministro de energía eléctrica distintas. La potencia eléctrica a bordo en la aeronave es importante, siendo suma del conjunto de fuentes de suministro de energía eléctrica a bordo también en la aeronave. El sistema de suministro comprende un controlador de reparto para gestionar el régimen de funcionamiento de cada fuente de suministro de energía eléctrica con el fin de cubrir la demanda de energía eléctrica solicita por las cargas de la aeronave en todo instante. El aumento de la potencia eléctrica a bordo y la importancia de las cargas eléctricas a bordo en las aeronaves han convertido al sistema eléctrico en uno de los sistemas más críticos, que requiere energía eléctrica de calidad con gran nivel de fiabilidad, con estrechos márgenes de variación de magnitud y elevado nivel de eficiencia. Este sistema es completamente centralizado en un lugar concreto de la aeronave, donde un único bus de potencia distribuye la energía al punto final. De este modo un fallo catastrófico del mismo impediría la alimentación de todas las cargas conectadas al mismo. Para evitar que esto ocurra, se introducen un número elevado de redundancias dentro del sistema centralizado de forma que existen numerosas conexiones entre todas las entradas y salidas. Esta centralización hace que el sistema tenga que estar perfectamente dimensionado para cada uno de los diseños de aeronave no siendo posible una reconfiguración sencilla y ocasionando fallos de distribución de la energía eléctrica. Además, al ser un sistema centralizado en caso de producirse un daño en el lugar concreto donde se centraliza el sistema de distribución de energía, éste quedaría inutilizado al emplazarse las redundancias en el mismo lugar. Therefore, the demand for electrical energy is different depending on the stage of operation in which the aircraft is. The ground and aircraft electrical power distribution networks are independent of each other and the different distribution networks are fed by different electrical power supply sources. The electrical power on board in the aircraft is important, being the sum of the set of electrical power supply sources on board also in the aircraft. The supply system comprises a distribution controller to manage the operating regime of each source of electric power supply in order to cover the demand for electric power requested by the aircraft's loads at all times. The increase in electrical power on board and the importance of electrical loads on board in aircraft have made the electrical system one of the most critical systems, which requires quality electrical energy with a high level of reliability, with narrow margins of variation of magnitude and high level of efficiency. This system is completely centralized in a specific place in the aircraft, where a single power bus distributes energy to the end point. In this way, a catastrophic failure of the same would prevent the supply of all the loads connected to it. To prevent this from happening, a large number of redundancies are introduced within the centralized system so that there are numerous connections between all inputs and outputs. This centralization means that the system has to be perfectly dimensioned for each one of the aircraft designs, not being possible a simple reconfiguration and causing electrical power distribution failures. Furthermore, as it is a centralized system, in the event of damage to the specific place where the power distribution system is centralized, it would be rendered useless when the redundancies are located in the same place.
Objeto de la invención Object of the invention
La presente invención busca resolver uno o más de los inconvenientes expuestos anteriormente mediante un sistema de distribución de energía eléctrica para un vehículo, para transportar energía eléctrica entre un sistema de suministro de energía eléctrica, que comprende al menos una unidad de generación y/o al menos una unidad de almacenamiento, y al menos una unidad de carga eléctrica, siendo dicha carga eléctrica dependiente de la etapa de funcionamiento del vehículo, pudiendo ser por ejemplo un subsistema de usuario o de consumo, sistemas de iluminación interior y exterior del vehículo, sistemas multimedia, o los propios motores. The present invention seeks to solve one or more of the drawbacks set forth above by means of an electrical energy distribution system for a vehicle, to transport electrical energy between an electrical energy supply system, which comprises at least one generation unit and / or the least one storage unit, and at least one electrical load unit, said electrical load being dependent on the vehicle's operating stage, for example it may be a user or consumer subsystem, vehicle interior and exterior lighting systems, systems multimedia, or the engines themselves.
El sistema de distribución de energía eléctrica comprendiendo una pluralidad de módulos distribuidores de energía eléctrica, cada módulo distribuidor de energía eléctrica comprendiendo al menos un módulo interruptor de conexión, cada módulo interruptor de conexión estando conectado eléctricamente de forma interrumpióle por medios de interrupción de conexión a: The electrical energy distribution system comprising a plurality of electrical energy distribution modules, each electrical energy distribution module comprising at least one connection switch module, each module connection switch being electrically connected in an interrupted way by means of connection interruption to:
- un módulo interruptor de conexión de otro módulo distribuidor de energía,- a switch module for connecting another power distribution module,
- un módulo interruptor de conexión adyacente del mismo módulo distribuidor de energía, y - an adjacent connection switch module of the same power distribution module, and
- un único terminal eléctrico de conexión externa del módulo distribuidor de energía, dicho terminal eléctrico de conexión externa conectable a la unidad de generación, a la unidad de almacenamiento o a la unidad de carga eléctrica. - a single electrical terminal for external connection of the energy distribution module, said electrical terminal for external connection connectable to the generation unit, the storage unit or the electrical load unit.
En donde cada módulo distribuidor de energía eléctrica comprende un procesador digital de señales configurado para abrir o cerrar los medios de interrupción de conexión de dicho módulo distribuidor de energía proporcionando un camino de transporte de energía eléctrica entre una unidad de generación o de almacenamiento predeterminada y una unidad de carga predeterminada, de acuerdo con un programa de distribución de energía eléctrica que determina el camino de transporte de energía eléctrica intercambiando información entre procesadores digitales de señales de otros módulos distribuidores de energía del sistema por medio de un protocolo de comunicación entre procesadores digitales de señales. Wherein each electrical energy distribution module comprises a digital signal processor configured to open or close the means of interrupting the connection of said energy distribution module by providing an electrical energy transport path between a predetermined generation or storage unit and a predetermined load unit, according to an electrical energy distribution program that determines the electrical energy transport path by exchanging information between digital signal processors of other energy distribution modules of the system by means of a communication protocol between digital processors of signs.
También es objeto de la invención el vehículo que comprende dicho sistema de distribución de energía eléctrica. The vehicle comprising said electrical energy distribution system is also an object of the invention.
Por lo tanto, a partir de las fuentes de suministro de energía como pueden ser en el caso de una aeronave, los generadores o la batería, junto con medios de transformación y conversión se suministra energía eléctrica al sistema de distribución de energía eléctrica que comprende una pluralidad de módulos distribuidores de energía conectados eléctricamente entre sí para suministrar energía eléctrica a una determinada carga a bordo del vehículo. Para ello gracias a los procesadores digitales de señales, en adelante DSP, de cada módulo distribuidor de energía se controlan los módulos interruptores de cada módulo distribuidor de energía y sirve además para comunicarse mediante un protocolo o regla de conexión (policy of connection) con el resto de los módulos distribuidores de energía del sistema de distribución de energía del vehículo. Dicho protocolo de comunicación entre DSPs puede ser por ejemplo mediante protocolo CAN, ARINC o Ethernet. Therefore, from the energy supply sources such as in the case of an aircraft, generators or the battery, together with transformation and conversion means, electrical energy is supplied to the electrical energy distribution system that comprises a plurality of power distribution modules electrically connected to each other to supply electrical power to a certain load on board the vehicle. For this, thanks to the digital signal processors, hereinafter DSP, of each energy distribution module, the switch modules of each energy distribution module are controlled and it also serves to communicate through a protocol or connection rule (policy of connection) with the rest of the energy distribution modules of the vehicle's energy distribution system. Said communication protocol between DSPs can be, for example, by means of the CAN, ARINC or Ethernet protocol.
Con el empleo de varios módulos interruptores de conexión se aumentan las redundancias de posibles líneas de conexión eléctrica para suministrar energía eléctrica desde el sistema de generación hacia las cargas eléctricas y, al mismo tiempo, distribuir los módulos distribuidores de energía a bordo del vehículo para reducir el peso de la red de conductores eléctricos, la cantidad de conexiones eléctricas de cables requeridas y. por lo tanto, proporciona una reducción del consumo de combustible y de la huella de CO2 total de la aeronave y el tiempo de fabricación de esta aeronave. Además, de que de este modo principalmente se evita que por un fallo se produzca la parada del vehículo ya que se proporcionan caminos alternativos para llegar a la carga eléctrica final. With the use of several connection switch modules, the redundancies of possible electrical connection lines are increased to supply electrical energy from the generation system to the electrical loads and, at the same time, distribute the power distribution modules on board the vehicle to reduce the weight of the electrical conductor network, the number of electrical cable connections required and. therefore, it provides a reduction in fuel consumption and CO 2 footprint and the total aircraft manufacturing time of this aircraft. In addition, this mainly prevents the vehicle from stopping due to a failure since alternative paths are provided to reach the final electrical load.
Gracias a esta configuración una vez obtenida la información compartida entre DSPs de los módulos de distribución del sistema, un programa de distribución de energía eléctrica determina el camino de transporte de energía controlando la apertura o cierre de los medios de interrupción. Así, se reduce el número de medios de interrupción de conexión que tienen que ser conectados eléctricamente para establecer una línea de suministro de energía eléctrica desde el sistema de generación de energía eléctrica hacia una determinada carga eléctrica a bordo del vehículo, durante cualquier etapa de funcionamiento del vehículo. Dicho suministro de energía también puede estar enfocado a la carga de la batería, proporcionando igualmente diferentes caminos para transportar la energía eléctrica para su carga. Thanks to this configuration, once the information shared between DSPs of the distribution modules of the system has been obtained, an electrical energy distribution program determines the energy transport path by controlling the opening or closing of the interruption means. Thus, the number of connection interruption means that have to be electrically connected to establish an electrical power supply line from the electrical power generation system to a certain electrical load on board the vehicle is reduced, during any stage of operation. vehicle. Said power supply can also be focused on charging the battery, also providing different paths to transport electrical energy for charging.
Esta redundancia de las posibles líneas de conexión eléctrica es la principal ventaja del sistema para que sea tolerante a fallos. Si algún elemento (cables, semiconductores, conectores, sensores, etc.) propio de cada módulo interruptor que forma parte del camino de transferencia de energía sufre algún daño, habría opciones alternativas para alimentar las cargas que lo requieran. El sistema tiene la capacidad tanto para que el número de medios de interrupción sean redundados, como para que las DSP busquen caminos alternativos para trasegar la energía haciendo que la fiabilidad del sistema se incremente. This redundancy of possible electrical connection lines is the main advantage of the system to be fault tolerant. If any element (cables, semiconductors, connectors, sensors, etc.) of each switch module that is part of the energy transfer path suffers some damage, there would be alternative options to power the loads that require it. The system has the capacity both for the number of interruption means to be redundant, and for the DSPs to look for alternative ways to transfer the energy, increasing the reliability of the system.
La disposición modular del sistema permite que los módulos distribuidores de energía eléctrica se repartan por el vehículo estando conectados entre sí y dispuestos en la cercanía de las correspondientes cargas eléctricas. Además, dichos módulos son idénticos e intercambiables entre sí facilitando el proceso de sustitución y reparación. Por lo tanto, si algún módulo de la envolvente sufre algún daño o necesita ser reemplazado, podría ser sustituido por otro módulo sin la necesidad de realizar reparaciones en el módulo distribuidor de energía o reconfigurar todo el sistema como en los sistemas centralizados del estado de la técnica. Se proporciona un sistema descentralizado que se puede implementar en los sistemas del estado de la técnica que están centralizados para ¡mplementar un sistema descentralizado con las ventajas que ello aporta. The modular arrangement of the system allows the electrical energy distribution modules to be distributed throughout the vehicle by being connected to each other and arranged in the vicinity of the corresponding electrical loads. In addition, these modules are identical and interchangeable with each other, facilitating the replacement and repair process. Therefore, if any module in the enclosure is damaged or needs to be replaced, it could be replaced by another module without the need for repairs to the power distribution module or to reconfigure the entire system as in the centralized systems of the state of the enclosure. technique. A decentralized system is provided that can be implemented in state-of-the-art systems that They are centralized to implement a decentralized system with the advantages that this brings.
Otra característica de la invención es que el DSP de cada módulo distribuidor de energía comprende una memoria de almacenamiento de información que almacena información sobre la unidad de generación, de almacenamiento de energía y/o unidad de carga a la que se conecta el terminal eléctrico de conexión de dicho módulo distribuidor de energía, así como sobre los módulos interruptores a los que se conecta cada módulo interruptor de dicho módulo distribuidor de energía. Another characteristic of the invention is that the DSP of each energy distribution module comprises an information storage memory that stores information about the generation unit, energy storage unit and / or load unit to which the electrical terminal of the connection of said power distribution module, as well as on the switch modules to which each switch module of said power distribution module is connected.
De esta manera se consigue almacenar la información de cada módulo distribuidor de energía y a qué tipo de carga o sistema de generación de energía está conectado. Y por tanto se consigue que el inicio del sistema sea más rápido y se reconfigure el sistema en caso de fallo sin que exista parada del vehículo aumentando la seguridad y fiabilidad. In this way it is possible to store the information of each energy distribution module and to what type of load or energy generation system it is connected. And therefore it is achieved that the start of the system is faster and the system is reconfigured in case of failure without the vehicle stopping, increasing safety and reliability.
Preferentemente, de acuerdo con la invención el módulo distribuidor de energía eléctrica está adaptado para alojar un número variable de módulos interruptores de conexión. De este modo al estar diseñados como módulos enchufadles, la adición de un determinado módulo a un módulo distribuidor de energía o sustitución de un módulo por otro módulo, que esté en condiciones de operar, es una operación sencilla y rápida, reduciendo el tiempo invertido en realizar una reparación y/o actualización de la capacidad de suministro de energía eléctrica a las cargas eléctricas del vehículo. Preferably, according to the invention the electrical energy distribution module is adapted to house a variable number of connection switch modules. In this way, as they are designed as plug-in modules, the addition of a specific module to a power distribution module or replacement of a module by another module, which is ready to operate, is a simple and fast operation, reducing the time invested in perform a repair and / or upgrade of the electrical power supply capacity to the vehicle's electrical loads.
La fabricación modular estándar de módulos idénticos permite estandarizar la electrónica de potencia y. por tanto, la confiabilidad y reducción de costes. La posibilidad de reconfigurar la asociación de varios módulos interruptores conectados en paralelo de acuerdo con su disponibilidad operacional permite mejorar la respuesta del sistema de distribución de energía eléctrica distribuida en caso de un fallo. Adicionalmente de forma preferente, el módulo interruptor de conexión presenta una configuración en forma de T donde cada rama comprende medios de interrupción de conexión. The standard modular manufacture of identical modules enables standardization of power electronics and. therefore, reliability and cost reduction. The possibility of reconfiguring the association of several switch modules connected in parallel according to their operational availability makes it possible to improve the response of the distributed electrical power distribution system in the event of a fault. Additionally, preferably, the connection switch module has a T-shaped configuration where each branch comprises connection interruption means.
De forma preferente, los medios de interrupción de conexión comprenden una pareja de interruptores unidireccionales conectados en paralelo para proporcionar una conexión interrumpióle bidireccionalmente. Gracias a esta configuración se asegura la bidireccionalidad de las conexiones entre módulos distribuidores de energía. Esto es de gran relevancia en los vehículos y en particular en aeronaves que tienen una batería que debe gestionarse por lo que los módulos distribuidores de energía deben poder inyectar y extraer energía. Teniendo en cuenta que todos los módulos y las envolventes deben ser idénticos e intercambiables, es necesario proporcionar bidireccionalidad a todos los módulos. Asimismo, para conseguir la redundancia del sistema los módulos distribuidores de energía deben ser bidireccionales para aumentar las rutas posibles. Preferably, the connection interrupt means comprises a pair of one-way switches connected in parallel to provide a two-way interrupt connection. Thanks to this configuration, the bi-directionality of the connections between power distribution modules is ensured. This is of great relevance in vehicles and in particular in aircraft that have a battery that must be managed, so the energy distribution modules must be able to inject and extract energy. Taking into account that all modules and enclosures must be identical and interchangeable, it is necessary to provide bi-directionality to all modules. Also, to achieve system redundancy, the power distribution modules must be bidirectional to increase the possible routes.
Preferentemente, los interruptores unidireccionales son del tipo IGTB. Pudiendo ser también los medios de interrupción seleccionadles entre diodos, tiristores, GTOs, TRIACs, MOSFETs, BJTs, relés de estado sólido SSR o contactores de estado sólido SSC. Según una característica adicional de la invención, el sistema de distribución de energía comprende una fuente de alimentación eléctrica para el accionamiento de los medios de interrupción de conexión y/o el procesador digital de señales. La fuente de alimentación eléctrica extrae la energía eléctrica del sistema de suministro de energía eléctrica. Preferably, the one-way switches are of the IGTB type. The switching means can also be selected among diodes, thyristors, GTOs, TRIACs, MOSFETs, BJTs, SSR solid state relays or SSC solid state contactors. According to a further characteristic of the invention, the power distribution system comprises an electrical power supply for driving the connection interruption means and / or the digital signal processor. The electrical power supply draws electrical energy from the electrical power supply system.
Por lo tanto, la energía necesaria para alimentar tanto la electrónica de control del módulo distribuidor de energía como la DSP se obtendrá de la propia energía que circula por el sistema de distribución de energía descentralizado. Adicionalmente de forma preferente, el sistema de suministro de energía eléctrica está adaptado para transportar energía eléctrica a una tensión de corriente continua fija predeterminada en el sistema. En el caso de aeronaves por ejemplo ± 270V o 28V. Therefore, the energy required to power both the control electronics of the power distribution module and the DSP will be obtained from the energy itself that circulates through the decentralized power distribution system. Additionally preferably, the electrical power supply system is adapted to transport electrical power at a predetermined fixed direct current voltage in the system. In the case of aircraft for example ± 270V or 28V.
De este modo es posible operar en un amplio rango de potencia, siempre que se respeten las potencias máximas de operación, sin reemplazar los elementos. El sistema permite que sea replicadle para diferentes vehículos o entornos, aunque sería necesario adecuar la potencia y la tensión de los módulos a la aplicación deseada. In this way, it is possible to operate in a wide power range, as long as the maximum operating powers are respected, without replacing the elements. The system allows it to be replicated for different vehicles or environments, although it would be necessary to adapt the power and voltage of the modules to the desired application.
Descripción de las figuras Description of the figures
Una explicación más detallada se da en la descripción que sigue y que se basa en las figuras adjuntas: La figura 1 muestra de modo esquemático un sistema de distribución de energía eléctrica distribuida a bordo de una aeronave conectable a un sistema de suministro de energía eléctrica a bordo de una aeronave y a una pluralidad de cargas eléctricas a bordo distribuidas también por la aeronave. A more detailed explanation is given in the description that follows and is based on the attached figures: Figure 1 schematically shows a distributed electrical power distribution system on board an aircraft connectable to an electrical power supply system on board an aircraft and to a plurality of electrical loads on board also distributed by the aircraft.
La figura 2 muestra de modo esquemático un módulo distribuidor de energía que comprende cuatro módulos interruptores de conexión, un procesador digital de señales DSP, y un terminal eléctrico de entrada. Figure 2 schematically shows a power distribution module comprising four connection switch modules, a DSP digital signal processor, and an electrical input terminal.
La figura 3 muestra de modo esquemático un módulo interruptor de conexión que comprende un conjunto de interruptores de conexión conectados eléctricamente en T, donde cada rama de la forma en T comprende al menos dos interruptores conectados en paralelo. La figura 4 muestra de forma esquemática cuatro módulos interruptores conectados entre sí dentro de un módulo distribuidor de energía. Figure 3 schematically shows a connection switch module comprising a set of connection switches electrically connected in T, where each branch of the T-shape comprises at least two switches connected in parallel. Figure 4 schematically shows four switch modules connected to each other within a power distribution module.
Descripción detallada de la invención A la vista de las mencionadas figuras, y de acuerdo con la numeración adoptada, se puede observar en ellas un ejemplo de realización preferente de la invención, la cual comprende las partes y elementos que se indican y describen en detalle a continuación. Detailed description of the invention In view of the aforementioned figures, and in accordance with the adopted numbering, an example of a preferred embodiment of the invention can be observed, which comprises the parts and elements that are indicated and described in detail below. continuation.
En relación ahora con la figura 1 se muestra un sistema de distribución de energía eléctrica (111), en el ejemplo de realización preferente para el caso de una aeronave que está capacitada para transportar o trasegar energía eléctrica de corriente continua desde un sistema de suministro de energía eléctrica (114) hacia una pluralidad de cargas eléctricas (116) a bordo. In relation now to Figure 1, an electrical power distribution system (111) is shown, in the preferred embodiment for the case of an aircraft that is capable of transporting or transferring direct current electrical energy from a power supply system. electrical power (114) to a plurality of electrical charges (116) on board.
El sistema de suministro de energía eléctrica (114) comprende dos unidades de generación (115) y al menos una unidad de almacenamiento (117). The electrical power supply system (114) comprises two generation units (115) and at least one storage unit (117).
El sistema de distribución de energía eléctrica (111) comprende, en el ejemplo de realización ilustrado en la figura 1, cinco módulos distribuidores de energía (112) con un único terminal eléctrico de conexión extema (212). En el esquema de la figura 1 estando los módulos distribuidores de energía (112) que aparecen en la parte superior conectados por dicho terminal a la correspondiente unidad de generación (115) de la que obtienen la energía (que entra en el sistema transformada en corriente continua) y a la unidad de almacenamiento (117) de la que se obtiene energía en las etapas previas al funcionamiento de las unidades de generación (115) o a la que se suministra energía para su carga. Dichas cargas eléctricas (116) están repartidas por diferentes secciones de la aeronave y por tanto los correspondientes módulos distribuidores de energía eléctrica (112) se encuentran próximos a las mismas de forma que se descentraliza el sistema (111), lo que permite las conexiones si se produce daño en algún lugar concreto de la aeronave. Cada módulo distribuidor de energía (112) comprende en la realización preferente cuatro módulos interruptores de conexión (113) que como se puede ver en la figura 1 están conectados a otros módulos interruptores de conexión (113) de otros módulos distribuidores de energía (112). En otras realizaciones el módulo distribuidor de energíaThe electrical power distribution system (111) comprises, in the embodiment illustrated in figure 1, five power distribution modules (112) with a single external connection electrical terminal (212). In the diagram of figure 1, the energy distribution modules (112) that appear in the upper part are connected by said terminal to the corresponding generation unit (115) of the that obtain the energy (which enters the system transformed into direct current) and to the storage unit (117) from which energy is obtained in the stages prior to the operation of the generation units (115) or to which energy is supplied for Your load. Said electrical loads (116) are distributed over different sections of the aircraft and therefore the corresponding electrical power distribution modules (112) are close to them so that the system (111) is decentralized, which allows connections if damage occurs somewhere in the aircraft. Each energy distribution module (112) comprises in the preferred embodiment four connection switch modules (113) which, as can be seen in figure 1, are connected to other connection switch modules (113) of other energy distribution modules (112) . In other embodiments the power distribution module
(112) puede comprender más o menos módulos interruptores de conexión (113) ya que está adaptado para alojar un número variable de módulos interruptores de conexión(112) may comprise more or fewer connection switch modules (113) since it is adapted to house a variable number of connection switch modules
(113). (113).
En relación ahora con la figura 2. los módulos distribuidores de energía eléctrica (112) comprenden una fuente de alimentación eléctrica (511) a la que llega energía del sistema del sistema de suministro de energía a ±270 V en DC. A la entrada de dicha tensión un diodo se polariza y alimenta la fuente de alimentación eléctrica (511) que convierte los ±270 V en DC a 28 V en DC para alimentar la circuitería intema de los módulos interruptores, adecuación de la alimentación del DSP (512) y circuitos de disparo de drivers. Referring now to Figure 2. the electrical power distribution modules (112) comprise an electrical power supply (511) to which energy from the power supply system reaches ± 270 V in DC. At the input of said voltage, a diode is polarized and feeds the electrical power supply (511) that converts the ± 270 V in DC to 28 V in DC to feed the internal circuitry of the switch modules, adapting the DSP power supply ( 512) and driver trip circuits.
El módulo distribuidor de energía (112) también comprende un procesador digital de señales (211) DSP, que recibe energía del elemento de adecuación de la alimentación (512), de forma que el DSP (211) controla los módulos interruptores de conexión (113) y sirve además para comunicarse mediante un protocolo de comunicación (611) para la realización preferente protocolo CAN, de modo que se intercambia información entre procesadores digitales de señales (211) de los diferentes módulos distribuidores de energía (112) para transportar corriente eléctrica desde las unidades de generaciónThe power distribution module (112) also comprises a DSP digital signal processor (211), which receives power from the power supply matching element (512), so that the DSP (211) controls the connection switch modules (113 ) and also serves to communicate through a communication protocol (611) for the preferred embodiment CAN protocol, so that information is exchanged between digital signal processors (211) of the different power distribution modules (112) to transport electrical current from generation units
(115) o unidad de almacenamiento (117) hacia las correspondientes unidades de carga(115) or storage unit (117) to the corresponding load units
(116). (116).
Dichos procesadores digitales de señales (211) están conectados bidireccionalmente entre sí para ejecutar una regla de conexión (“policy of connection") para suministrar líneas eléctricas redundantes que conecten eléctricamente las unidades de generación (115) o unidad de almacenamiento (117) con una unidad de carga eléctrica (116), durante cualquier etapa de funcionamiento de la misma aeronave, ya sea en rodadura o en vuelo. Said digital signal processors (211) are bidirectionally connected to each other to execute a connection rule ("policy of connection") to supply Redundant power lines that electrically connect the generation units (115) or storage unit (117) with an electrical load unit (116), during any stage of operation of the same aircraft, whether taxiing or in flight.
Como se puede observar en la figura 3, referente a un módulo interruptor de conexión (113), comprende medios de interrupción de conexión (311) en el caso de la realización preferente siendo interruptores IGTB aunque pueden ser de otro tipo como MOSFETs o BJTs. As can be seen in Figure 3, referring to a connection switch module (113), it comprises connection interruption means (311) in the case of the preferred embodiment being IGTB switches although they can be of another type such as MOSFETs or BJTs.
Como se puede ver en la figura 4 cada módulo interruptor de conexión (113) está conectado eléctricamente de forma interrumpible por los medios de interrupción de conexión (311) a un módulo de interruptor de conexión (113) de otro módulo distribuidor de energía (112), a un módulo interruptor de conexión (113) adyacente del mismo módulo distribuidor de energía (112) y a un único terminal eléctrico de conexión extema (212) del módulo distribuidor de energía (112), dicho terminal eléctrico de conexión extema (212) conectable a la unidad de generación (115), a la unidad de almacenamiento (117) o a la unidad de carga eléctrica (116). As can be seen in figure 4, each connection switch module (113) is electrically interruptibly connected by the connection interruption means (311) to a connection switch module (113) of another power distribution module (112 ), to an adjacent connection switch module (113) of the same power distribution module (112) and to a single external connection electrical terminal (212) of the power distribution module (112), said external connection electrical terminal (212) connectable to the generation unit (115), to the storage unit (117) or to the electrical charging unit (116).
De este modo se proporciona una capacidad de redundancia que gracias a la bidireccionalidad del sistema proporciona diferentes caminos para llegar a la unidad de carga eléctrica (116), de forma que en caso de fallo se puede distribuir la energía eléctrica por otro camino. Para ello, los procesadores digitales de señales DSP (211) transmiten entre sí información para cerrar y abrir los medios de interrupción de conexión (311) con el objetivo de establecer lineas eléctricas de distribución de energía eléctrica desde el lado del sistema de generación de energía eléctrica hacia el lado de las unidades de cargas eléctricas (116). Dicho camino será determinado por un programa de distribución de energía eléctrica que determina con la información proporcionada por los DSP (211) el camino de transporte de energía eléctrica entre una unidad de generación (115) o de almacenamiento (117) predeterminada y una unidad de carga (116) predeterminada. In this way, a redundancy capacity is provided that, thanks to the bidirectionality of the system, provides different paths to reach the electrical load unit (116), so that in the event of a failure, the electrical energy can be distributed by another path. To do this, the DSP digital signal processors (211) transmit information to each other to close and open the connection interruption means (311) in order to establish electrical power distribution lines from the power generation system side to the side of the electric charge units (116). Said path will be determined by an electrical energy distribution program that determines with the information provided by the DSPs (211) the electrical energy transportation path between a predetermined generation (115) or storage unit (117) and a unit of default load (116).
En la figura 4 se puede visualizar la conexión eléctrica en paralelo de los módulos interruptores de conexión (113), de manera que, los medios de interrupción de conexión (311) comprendidos dentro del módulo interruptor de conexión (113) están conectados en una forma tipo T, donde cada rama comprende al menos dos medios de interrupción de conexión (311) en paralelo, proporcionando una rama bidireccional. Donde, una primera rama (412) es conectable al terminal eléctrico de conexión externa (212), una segunda rama (413) es conectable al nodo de conexión de la forma en T de un módulo interruptor de conexión (113) contiguo para formar la conexión en paralelo y una tercera rama (414) de la forma en T del módulo interruptor de conexión (113) es conectable a una unidad de carga eléctrica (116). In figure 4 the electrical connection in parallel of the connection switch modules (113) can be visualized, so that the connection interruption means (311) included within the connection switch module (113) are connected in a way type T, where each branch comprises at least two means of interruption connection (311) in parallel, providing a bidirectional branch. Where, a first branch (412) is connectable to the external connection electrical terminal (212), a second branch (413) is connectable to the connection node of the T-shape of a contiguous connection switch module (113) to form the Parallel connection and a third branch (414) of the T-shape of the connection switch module (113) is connectable to an electrical load unit (116).
Así a modo de ejemplo práctico para un funcionamiento del sistema de distribución de energía eléctrica (111) siendo conocido el régimen de funcionamiento de la aeronave, es decir conociendo el sistema de suministro de energía eléctrica (114) y conocido el tipo de unidad de carga eléctrica (116), los procesadores digitales de señales DSP (211) pueden ejecutar la regla de conexión para establecer las correspondientes líneas eléctricas para suministrar energía eléctrica a las correspondientes cargas eléctricas de la etapa de funcionamiento de la aeronave. En un primer momento los DSP (211) permanecerán apagados hasta que se energice una de sus entradas. Thus, as a practical example for an operation of the electrical power distribution system (111), the operating regime of the aircraft being known, that is, knowing the electrical power supply system (114) and knowing the type of load unit electrical (116), the DSP digital signal processors (211) can execute the connection rule to establish the corresponding electrical lines to supply electrical power to the corresponding electrical loads of the aircraft operating stage. At first the DSPs (211) will remain off until one of their inputs is energized.
En primer lugar, cuando el DSP (211) se enciende por primera vez obtiene información del módulo distribuidor de energía (112). El programa realiza un mapeado del primer módulo distribuidor de energía (112) asegurándose de que se empieza por el DSP (211) que está conectado a una unidad de generación (115) o a una unidad de almacenamiento (117) y que estaba encendido en el momento inicial. Para ello el DSP (211) comprende una memoria de almacenamiento de información. First, when the DSP (211) is turned on for the first time it obtains information from the power distribution module (112). The program performs a mapping of the first power distribution module (112) making sure that it begins with the DSP (211) that is connected to a generation unit (115) or a storage unit (117) and that it was turned on in the initial moment. For this, the DSP (211) comprises an information storage memory.
Una vez obtenida la información (mapeado) se comprueba el resto de los módulos distribuidores de energía (112) y sus correspondientes módulos interruptores de conexión (113). Con este mapeado, se representan los módulos interruptores de conexión (113) que contiene el módulo distribuidor de energía (112) y sus medios de interrupción de conexión (311) IGBTs, es decir un mapa de los caminos de todos los módulos distribuidores de energía (112) del sistema (111). Once the information has been obtained (mapping), the rest of the power distribution modules (112) and their corresponding connection switch modules (113) are checked. With this mapping, the connection switch modules (113) containing the energy distribution module (112) and its connection interruption means (311) IGBTs are represented, that is, a map of the paths of all the energy distribution modules (112) of system (111).
A continuación, se comprueban las conexiones entre módulos interruptores de conexión (113) y módulos distribuidores de energía (112) activando los mismos. Cada DSP (211) busca un camino para transmitir energía eléctrica a las unidades de cargas (116) partiendo desde las mismas. Una vez encontrado el camino en caso de que compartiera camino con otro DSP (211) dada la comunicación entre las distintas DSP (211), el programa llega a un consenso y se escoge el camino con menor número de IGBTs (311) y en ese caso se activarán. Finalmente se comprueba con unos sensores de corriente que se transmite la energía a la carga. Si se diera fallo se volvería a calcular el camino con menor número de IGBTs (311) eliminando el que da fallo. Next, the connections between connection switch modules (113) and power distribution modules (112) are checked by activating the same. Each DSP (211) looks for a way to transmit electrical energy to the load units (116) starting from them. Once the path has been found in case it shared a path with another DSP (211) given the communication between the different DSPs (211), the program reaches a consensus and the path with the least number of IGBTs (311) is chosen and in that case will be activated. Finally, it is verified with current sensors that the energy is transmitted to the load. If a failure occurs, the path with the lowest number of IGBTs (311) will be recalculated, eliminating the one that fails.

Claims

REIVINDICACIONES
1.- Sistema de distribución de energía eléctrica (111) para un vehículo, para transportar energía eléctrica entre un sistema de suministro de energía eléctrica (114), que comprende al menos una unidad de generación (115) y/o al menos una unidad de almacenamiento (117), y al menos una unidad de carga eléctrica (116), el sistema de distribución de energía eléctrica (111) comprendiendo una pluralidad de módulos distribuidores de energía eléctrica (112), cada módulo distribuidor de energía eléctrica (112) comprendiendo al menos un módulo interruptor de conexión (113), cada módulo interruptor de conexión (113) estando conectado eléctricamente de forma interrumpióle por medios de interrupción de conexión (311) a 1.- Electrical energy distribution system (111) for a vehicle, to transport electrical energy between an electrical energy supply system (114), comprising at least one generation unit (115) and / or at least one unit storage (117), and at least one electrical load unit (116), the electrical energy distribution system (111) comprising a plurality of electrical energy distribution modules (112), each electrical energy distribution module (112) comprising at least one connection switch module (113), each connection switch module (113) being electrically connected in an interrupted manner by means of connection interruption (311) to
- un módulo interruptor de conexión (113) de otro Sistema de distribución de energía eléctrica (111), - a connection switch module (113) of another electrical power distribution system (111),
- un módulo interruptor de conexión (113) adyacente del mismo módulo distribuidor de energía (112), y - an adjacent switch module (113) of the same power distribution module (112), and
- un único terminal eléctrico de conexión extema (212) del módulo distribuidor de energía (112), dicho terminal eléctrico de conexión extema (212) conectable a la unidad de generación (115), a la unidad de almacenamiento (117) o a la unidad de carga eléctrica (116), caracterizado por que cada módulo distribuidor de energía eléctrica (112) comprende un procesador digital de señales (211) configurado para abrir o cerrar los medios de interrupción de conexión (311) de dicho módulo distribuidor de energía (112) proporcionando un camino de transporte de energía eléctrica entre una unidad de generación (115) o de almacenamiento (117) predeterminada y una unidad de carga (116) predeterminada, de acuerdo con un programa de distribución de energía eléctrica que determina el camino de transporte de energía eléctrica intercambiando información entre procesadores digitales de señales (211) de otros módulos distribuidores de energía (112) del sistema de distribución de energía eléctrica (111) por medio de un protocolo de comunicación entre procesadores digitales de señales (611). - a single electrical external connection terminal (212) of the energy distribution module (112), said electrical external connection terminal (212) connectable to the generation unit (115), to the storage unit (117) or to the unit load (116), characterized in that each electrical energy distribution module (112) comprises a digital signal processor (211) configured to open or close the connection interruption means (311) of said energy distribution module (112 ) providing an electrical energy transportation path between a predetermined generation (115) or storage (117) unit and a predetermined load unit (116), in accordance with an electrical energy distribution program that determines the transportation path of electrical energy exchanging information between digital signal processors (211) of other energy distribution modules (112) of the electrical energy distribution system (111) per m means of a communication protocol between digital signal processors (611).
2.- Sistema de distribución de energía eléctrica (111) para un vehículo, de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado por que el procesador digital de señales (211) de cada módulo distribuidor de energía comprende una memoria de almacenamiento de información que almacena información sobre la unidad de generación, de almacenamiento de energía y/o unidad de carga a la que se conecta el terminal eléctrico de conexión de dicho módulo distribuidor de energía, así como sobre los módulos interruptores a los que se conecta cada módulo interruptor de dicho módulo distribuidor de energía. 2.- Electrical energy distribution system (111) for a vehicle, according to claim 1, characterized in that the digital signal processor (211) of each energy distribution module comprises an information storage memory that stores information on the power generation, storage and / or load unit to which the electrical connection terminal of said power distribution module is connected, as well as on the switch modules to which each switch module of said module is connected power distributor.
3.- Sistema de distribución de energía eléctrica (111) para un vehículo, de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 o 2, caracterizado por que el módulo distribuidor de energía eléctrica (112) está adaptado para alojar un número variable de módulos interruptores de conexión. 3. Electric power distribution system (111) for a vehicle, according to one of claims 1 or 2, characterized in that the electric power distribution module (112) is adapted to house a variable number of switch modules. Connection.
4.- Sistema de distribución de energía eléctrica (111) para un vehículo, de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado por que el módulo interruptor de conexión (113) presenta una configuración en forma de T donde cada rama en forma de T comprende medios de interrupción de conexión (311). 4.- Electric power distribution system (111) for a vehicle, according to one of claims 1 to 3, characterized in that the connection switch module (113) has a T-shaped configuration where each branch is shaped of T comprises connection interruption means (311).
5.- Sistema de distribución de energía eléctrica (111) para un vehículo, de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado por que los medios de interrupción de conexión (113) comprenden una pareja de interruptores unidireccionales conectados en paralelo para proporcionar una conexión interrumpióle bidirecdonalmente. 5. Electric power distribution system (111) for a vehicle, according to one of claims 1 to 4, characterized in that the connection interruption means (113) comprise a pair of unidirectional switches connected in parallel to provide a connection interrupted him bi-directionally.
6.- Sistema de distribución de energía eléctrica (111) para un vehículo, de acuerdo con la reivindicación 5 caracterizado por que el interruptor unidireccional es del tipo IGTB. 6. Electric power distribution system (111) for a vehicle, according to claim 5 characterized in that the one-way switch is of the IGTB type.
7.- Sistema de distribución de energía eléctrica (111) para un vehículo, de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado por que comprende una fuente de alimentación eléctrica (511) para el accionamiento de los medios de interrupción (331) de conexión y/o el procesador digital de señales (211). 7. Electric power distribution system (111) for a vehicle, according to one of claims 1 to 6, characterized in that it comprises an electrical power source (511) for actuating the interruption means (331) connection and / or the digital signal processor (211).
8.- Sistema de distribución de energía eléctrica (111) para un vehículo, de acuerdo con la reivindicación 7, caracterizado por que la fuente de alimentación eléctrica (511) extrae la energía eléctrica del sistema de suministro de energía eléctrica (111). 8. Electrical energy distribution system (111) for a vehicle, according to claim 7, characterized in that the electrical power source (511) extracts the electrical energy from the electrical power supply system (111).
9.- Sistema de distribución de energía eléctrica (111) para un vehículo, de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado por que el sistema de suministro de energía eléctrica (111) está adaptado para transportar energía eléctrica a una tensión de corriente continua fija predeterminada en el sistema de distribución de energía eléctrica (111). 9. Electrical energy distribution system (111) for a vehicle, according to one of claims 1 to 8, characterized in that the electrical energy supply system (111) is adapted to transport electrical energy at a voltage of predetermined fixed direct current in the electrical power distribution system (111).
10. Vehículo, caracterizado por que comprende un sistema de suministro de energía eléctrica (114) para transportar energía eléctrica entre un sistema de suministro de energía eléctrica (114), que comprende al menos una unidad de generación (115) y/o al menos una unidad de almacenamiento (117), y al menos una unidad de carga eléctrica (116) a bordo del vehículo de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores. 10. Vehicle, characterized in that it comprises an electrical power supply system (114) to transport electrical energy between an electrical power supply system (114), comprising at least one generation unit (115) and / or to the least one storage unit (117), and at least one electrical charging unit (116) on board the vehicle according to one of the preceding claims.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US20150102660A1 (en) * 2013-10-11 2015-04-16 The Boeing Company Modular Equipment Center Distributed Equipment Packaging Truss
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