Patente de híbrido con generador de pistones libres de GM y la Universidad de Michigan

Acaba de ser concedida una nueva patente en los Estados Unidos de Norteamérica, la US nº 8,261,860, en favor de GM Global Technology Operations LLC y la Universidad de Michigan. La patente se refiere a un sistema para vehículos híbridos serie o eléctricos de rango extendido mediante el uso de múltiples alternadores lineales de pistones libres, a los que en adelante por comodidad nos referiremos como FPLA (Free Piston Linear Alternator).

Supongo que este término, FPLA, es cuando menos llamativo para muchos de vosotros. ¿Pistones libres? ¿Alternador lineal? ¿Que demonios es eso? Aunque algunos de vosotros ya lo sabéis  me he propuesto explicároslo a aquellos que no a continuación. Veamos en que consiste esta patente.

La mayor parte de la patente es muy evidente, todos sabemos más o menos las diferentes partes de un coche eléctrico y sus diferentes subsistemas, así que nos concentraremos en el único aspecto no tan evidente de esta patente, los Alternadores Lineales de Pistones Libres. ¿Y que es un pistón libre? Pues se trata de un pistón que no esta sujeto al típico cigueñal, es un pistón que se mueve libremente dentro de su cilindro. ¿Y como extraemos energía de un cilindro así? Pues es muy sencillo, el pistón va armado de imanes permanentes y el cilindro es como un estator y lleva sus correspondientes bobinados, como en un alternador o generador de toda la vida solo que el movimiento del pistón es lineal en vez de giratorio.

En este caso el pistón se mueve entre dos cámaras de combustión opuestas, una a cada ladro del cilindro, cada una con su cámara, toma de aire, salida de gases, inyector y dispositivo de ignición. Básicamente metemos mezcla, hacemos explosionar el combustible y en su movimiento libre alternativo el pistón genera energía eléctrica como si fuera un motor eléctrico en modo generador. El pistón utiliza un ciclo de dos tiempos a diferentes ratios de compresión según cada caso y la patente cubre el uso de casi cualquier combustible común imaginable, gasolinas y otros derivados del petroleo, alcoholes y gases de diferentes tipos incluido el hidrógeno.

En principio cada pistón funciona a una velocidad de resonancia que depende la masa del pistón, longitud del cilindro pero se puede elegir para cada pistón si deseamos máxima potencia o máxima eficiencia o una potencia determinada. La potencia se controla evidentemente mediante la cantidad de combustible inyectado. Se pueden realizar varias configuraciones como por ejemplo 4 FPLAs idénticos de la misma potencia y velocidad de resonancia o varios diferentes con velocidades y potencias diferentes y escalonadas para una mayor eficiencia y adaptabilidad. Cada unidad de FPLA se conecta a un módulo de electrónica de potencia que dirige la energía a baterías y/o motor eléctrico. El módulo de control del vehículo determina cuanta potencia es necesaria en función del estado de carga de baterías y de la aceleración solicitada activando las unidades de FPLA necesarias para ello.

Supongo que si algo bueno se puede decir de este sistema de pistones libres es la flexibilidad que aporta al sistema al poder variar la potencia de entrega en un amplio abanico de posibilidades manteniendo el nº de partes móviles al mínimo. Algunos investigadores opinan que este esquema de generación puede ser un 50% más eficiente que con un motor rotativo convencional y un generador pero está por demostrar.

No hay mucho más que decir, la patente se solicitó en 2009 y se concede ahora. No obstante permitidme ahora mi observación personal al respecto. Toda la patente, y yo me la he leído enterita, es en su conjunto y como tantas otras patentes, un conjunto de obviedades técnicas que debería estar prohibido patentar. Más allá del uso de varios generadores de pistones libres, que si considero patentables, no hay nada novedoso en todo el documento. El mundo de las patentes es así, extraño. Debería proteger la innovación y más a menudo que otra cosa parece que la previene.

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Fuente | Greencar | Patente


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