利用可独立操作的导体装置的段向车辆传输电能的系统和方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及向车辆传输电能，具体而言，向诸如轻轨车辆的有轨车辆（81）或者向诸如公共汽车的道路机动车传输电能的系统，涉及制造该系统的对应方法，并涉及操作该系统的对应方法，其中所述系统包括至少一个电导体装置，用于产生交变电磁场并由此向车辆传输电磁能量，所述导体装置包括多个段（T1，T2，T3，T4，T5，T6，T7，T8），其中每个段（T1，T2，T3，T4，T5，T6，T7，T8）沿车辆（81）的行进路径的一部分延伸，每个段（T1，T2，T3，T4，T5，T6，T7，T8）包括用于将由所述段（T1，T2，T3，T4，T5，T6，T7，T8）承载的交变电流的每一相的一条线路，以便产生电磁场，所述系统包括多个电源单元，用于向相应段提供交变电流，所述系统包括用于向多个电源单元传导电能的电流源，所述多个电源单元相对于所述电流源彼此并联连接，所述多个电源单元的至少第一电源单元可以连接到至少一个导体装置的第一组至少两个段（T1，T4，T1_a，T4_a，T1_b，T4_b）的每个段（T1，T4，T1_a，T4_a，T1_b，T4_b），其中所述第一组段（T1，T4，T1_a，T4_a，T1_b，T4_b）的每个段（T1，T4，T1_a，T4_a，T1_b，T4_b）的每个相邻段（T2，T3，T5）都唯一地可连接到另一电源单元。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及向车辆传输电能，具体而言，向诸如轻轨车辆(例如有轨电车)的有轨车辆或者向诸如公共汽车或私家汽车的道路机动车传输电能。对应的系统包括用于产生交变电磁场并由此向车辆传输电磁能量的电导体装置。该导体装置包括多个段，其中每个段沿着车辆行进(轨道)路径的不同部分延伸。本专利技术还涉及制造该系统的对应方法以及操作该系统的对应方法。
技术介绍
诸如常规轨道车辆、单轨车辆的有轨车辆、无轨电车以及通过诸如其他机械手段、磁性手段、电子手段和/或光学手段的其他手段被引导在轨道上的车辆需要用于在轨道上推进以及用于操作辅助系统的电能，操作辅助系统不产生车辆牵引。这样的辅助系统例如是照明系统、加热和/或空调系统、通风和乘客信息系统。不过，更具体而言，本专利技术涉及用于向不一定是(但优选是)有轨车辆的车辆传输电能的系统。不同于有轨车辆的车辆例如是公共汽车。本专利技术的应用领域是向用于公共交通的车辆的传输能量。一般而言，该车辆可以例如是具有电动操作的推进电动机的车辆。该车辆还可以是具有混合推进系统的车辆，混合推进系统例如是通过电能或通过其他能量(例如以电化学方式存储的能量或燃料(例如天然气、汽油或石油))运行的系统。W02010/031593A1描述了用于向车辆传输电能的系统和方法，其中该系统包括上文所述的特征。根据公开，该系统包括用于产生交变电磁场并由此向车辆传输电磁能量的电导体装置。该电导体装置包括至少两条线路，其中每一条线路都适于承载交变电流的不同相。该导体装置包括多个段，其中每个段沿着车辆行进路径的不同部分延伸。每个段包括该至少两条线路的多个部分，并且每段可以独立于其他段接通或关闭。导体装置的相继段的每一个可以经由用于接通或关闭元件的开关连接到主线。W02010/000495A1更详细地描述了专利技术的领域以及导体装置可能的实施例。具体而言，还可以为本专利技术选择导体装置的蛇形线状实施例。为产生电磁场，每个段可以经由将直流电转换成交流电的逆变器连接到直流电源。替代地，这些段可以经由例如AC/AC电压变换器连接到交流电源。组合是可能的，例如可以将两段经由公共逆变器连接到直流电源。US2003/0200025A1公开了一种道路供电的电动车辆系统，包括利用很多在选定位置嵌入道路中的道路电力传输模块供电的道路网，连接所述道路电力传输模块中的每一个以从电力公司接收电力。该文献还公开，可以将道路电力传输模块分成五个模块一个群，每个群都从同一功率调节器供电。沿着道路长度间隔分布群，由道路的不通电部分分隔群的部分。因此，从同一功率调节器为群的相邻模块供电。不过，为了向电动车辆连续传输电力，功率调节器需要一次为超过一个模块供电或在群的相应模块之间切换。一次操作超过一个模块会不利地减小传输到被操作模块的功率和/或可能不利地改变期望的参数，例如电源的标称值或操作交变电流的rms值。在模块间进行切换也可能不利地改变向电动车辆供电的质量，例如，在需要为多个段供电以向车辆提供足够大的功率时。如果车辆，例如轨道车辆或电车包括超过一个接收机并覆盖超过一个段，就是这种情况，从而需要由间隔紧密的段，例如相邻段传输电力。为了传输足够大的功率以为车辆(尤其是电车或公共汽车)提供推进力，需要至少几十安培的电流和至少几十伏的电压，即传输的功率应当在至少几kW的范围中。对于电车而言，例如，该段的电压可以在500-1.000V的范围中，通过该段的有效电流可以在150-250A的范围中。对应的阻抗，尤其是电感，需要具有对应大体积的重部件。此外，这些部件导致了制造这种系统的成本的显著部分。
技术实现思路
设计本专利技术的系统，以便提供一种从轨道向车辆或向多个车辆，例如，诸如轻轨车辆(例如有轨电车)的有轨车辆或者诸如公共汽车的道路机动车传输电磁能量的系统。该系统包括至少一个用于产生交变电磁场并由此向车辆传输电磁能量的电导体 装直。该导体装置包括 多个段，其中每个段沿着车辆行进路径的一部分延伸，优选沿着与导体装置其他段相比的不同路径部分延伸，从而各段是沿路径的相继段。各段可以间隔紧密，例如两个相邻段之间距离小于几米。每个段包括针对要由所述段承载的交变电流的每个相的一条线，以便产生所述电磁场。此外，该系统包括多个用于向段提供交变电流的电源单元以及用于向多个电源单元传导电能的电流源。所述多个电源单元相对于所述电流源彼此并联连接。多个电源单元的第一电源单元可连接到至少一个导体装置的第一组至少两个段(优选该组的至少两个段是同一轨道的段，即，同一车辆行进路径的段)的每个段。换言之，导体装置包括第一组至少两个段，其中第一组段的每个段可连接到第一电源单元。将第一组段的段分配到第一电源单元，这意味着可以由第一电源单元操作第一组段的段。在当前语境中，“可连接”表示相应段的每条线路能够电耦合到电源单元。术语“耦合”包括直接电连接，或者包括例如使用变压器的电感耦合。第一电源单元的连接可以接通或关闭。如果连接接通，可以向连接的段传导电力。如果关闭连接，不能向连接的段传导电力。可以相对于电源单元彼此并联地电布置各个段，即，可以利用交变电流操作能由电源单元操作的每个段。因此，系统的至少一个电源单元在其输入侧连接到电流源，可以在其输出侧连接到多个段。这意味着可以将两个或更多段连接到同一电源单元。不过，优选在每个时间点由电源单元为仅一个段提供电能。可以由单个电源单元操作的最大段数量取决于热功耗(即在电源单元工作期间产生的热必须要传输到电源单元之外)和/或车辆分离度 (即不应当发生这样的情况:轨道上的不同车辆同时从由同一电源单元提供的段接收电磁能量)和/或电源单元与可连接到相应电源单元的段之间的距离(即，任一距离都不应过长)。用于多个电源单元的公共电流源不排除存在连接到独立的第二电流源的其他电源单元。此外，并非所有可由公共电源单元操作的段都必须是用于为同一轨道上的车辆提供能量的段。相反，铁路或道路可以包括例如两条彼此平行延伸的轨道，可以为每条轨道提供相继的段。可以由公共电源单元操作不同轨道的至少一些段。根据本专利技术的一个方面，尤其是在轨道的所有段都是相继段的情况下，第一组段的每个段的每个相邻段都唯一地可连接到另一电源单元。一般而言，“相邻段”表示相对于车辆沿所述段的可能行进方向的相邻或连贯或相继段。“唯一地”表示至少在预定义的工作模式期间相邻段不可以连接到第一电源单元。这意味着设计该系统，使得第一组段没有任何段具有可连接到第一电压变换器的相邻段。[0021 ] 如下所述，具体而言，电源单元可以包括电压变换器(例如AC/AC变换器或逆变器)和/或恒流源或由其构成。恒流源可以形成无源网络，其保持通过该段的交变电流恒定，同时负载或耦合到二次侧(车辆接收机侧)变化。恒流源可以为交变电流提供恒定的有效值或RMS (均方根)值。提出的专利技术有利地允许同时使用一组多个分布紧密的段的超过一个段向电动车辆传输电力，同时提供电力的期望特性，例如期望的功率水平。由于提出的专利技术还允许使用单个电源单元操作一组段或为其供电，所以可以减少路边电源单元的数量。例如，如果每个电源单元都适于为两段供电，路边电源单元的数量被减少二分之一。不过，每个电源单元的占空比增大2倍，因此热功耗增大。在另一实施例中，电源单元可通过开关单元连接到段。例如，可本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于向车辆（81），尤其是诸如轻轨车的有轨车辆（81）或诸如公共汽车的道路汽车，传输电能的系统，其中?所述系统包括至少一个电导体装置，用于产生交变电磁场并由此向所述车辆传输电磁能量，?所述导体装置包括多个段（T1，T2，T3，T4，T5，T6，T7，T8），其中每个段（T1，T2，T3，T4，T5，T6，T7，T8）沿所述车辆（81）的行进路径的一部分延伸，?每个段（T1，T2，T3，T4，T5，T6，T7，T8）包括用于将由所述段（T1，T2，T3，T4，T5，T6，T7，T8）承载的交变电流的每一相的一条线路，以便产生所述电磁场，?所述系统包括多个电源单元，用于向相应段提供交变电流，?所述系统包括用于向所述多个电源单元传导电能的电流源，?所述多个电源单元相对于所述电流源彼此并联连接，?所述多个电源单元的至少第一电源单元可连接到至少一个导体装置的第一组至少两个段（T1，T4，T1_a，T4_a，T1_b，T4_b）的每个段（T1，T4，T1_a，T4_a，T1_b，T4_b），?所述第一组段（T1，T4，T1_a，T4_a，T1_b，T4_b）的每个段（T1，T4，T1_a，T4_a，T1_b，T4_b）的每个相邻段（T2，T3，T5）都唯一地可连接到另一电源单元。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.06.10 GB 1109825.81.一种用于向车辆(81)，尤其是诸如轻轨车的有轨车辆(81)或诸如公共汽车的道路汽车，传输电能的系统，其中 -所述系统包括至少一个电导体装置，用于产生交变电磁场并由此向所述车辆传输电磁能量， -所述导体装置包括多个段(Tl，T2，T3，T4，T5，T6，T7，T8)，其中每个段(Tl，T2，T3，T4，T5，T6，T7，T8)沿所述车辆(81)的行进路径的一部分延伸， -每个段(Tl，T2，T3，T4，T5，T6，T7，T8)包括用于将由所述段(Tl，T2，T3，T4，T5，T6，T7，T8)承载的交变电流的每一相的一条线路，以便产生所述电磁场， -所述系统包括多个电源单元，用于向相应段提供交变电流， -所述系统包括用于向所述多个电源单元传导电能的电流源， -所述多个电源单元相对于所述电流源彼此并联连接， -所述多个电源单元的至少第一电源单元可连接到至少一个导体装置的第一组至少两个段(Tl，T4, Tl_a, T4_a, Tl_b，T4_b)的每个段(Tl，T4, Tl_a, T4_a, Tl_b, T4_b), -所述第一组段(Tl，T4，Tl_a, T4_a, Tl_b，T4_b)的每个段(Tl，T4，Tl_a, T4_a, Tl_b，T4_b)的每个相邻段(T2，T3，T5)都唯一地可连接到另一电源单元。2.根据权利要求1所述的系统，其中电源单元可通过开关单元(13a，13b)连接到段(Tl, T2, T3, T4, T5, T6, T7, T8, Tl_a, T4_a, Tl_b，T4_b)。3.根据权利要求1或2所述的系统，其中电源单元包括电压变换器。4.根据权利要求1到3中的任一项所述的系统，其中电源单元包括恒流源(Cl，C2，C3)。5.根据权利要求1到4中的任一项所述的系统，其中一次操作所述第一组段(Tl，T4，Tl_a, T4_a, Tl_b，T4_b)的仅一个段(Tl，T4, Tl_a, T4_a, Tl_b, T4_b)。6.根据权利要求1到5中的任一项所述的系统，其中所述第一组段(Tl，T4，Tl_a,T4_a,Tl_b，T4_b)包括偶数多个段(Tl，T4，Tl_a, T4_a, Tl_b，T4_b)。7.根据权利要求1到6中的任一项所述的系统，其中将可连接到第二电源单元的至少一个段(T2，T3)置于所述第一组段(Tl，T4，Tl_a, T4_a, Tl_b，T4_b)的两个相继段(Tl，T4，Tl_a, T4_a, Tl_b, T4_b)之间。8.根据权利要求1到7中的任一项所述的系统，其中设计和/或布置所述第一电源单元，使得所述第一电源单元到所述第一组段(Tl，T4，Tl_a, T4_a, Tl_b，T4_b)的段(Tl，T4，Tl_a, T4_a, Tl_b，T4_b)的连接的固有阻抗，尤其是固有电感相等。9.根据权利要求8所述的系统，其中相对于所述第一组段(Tl，T4，Tl_a,T4_a, Tl_b，T4_b)的至少两个段(Tl，T4，Tl_a, T4_a, Tl_b，T4_b)布置所述第一电源单元，使得所述第一电源单元和至所述少两个段(Tl，T4，Tl_a, T4_a, Tl_b，T4_b)的每个段之间的距离相等。10.根据权利要求1到9中的任一项所述的系统，其中所述第一组段(Tl_a，T4_a,Tl_b，T4_b)包括第一导体装置的第一多个段(Tl_a，T4_a)和第二导体装置的第二多个段(T...

【专利技术属性】
技术研发人员：K·沃罗诺维茨，
申请(专利权)人：庞巴迪运输有限公司，
类型：
国别省市：