通过磁感应为车辆提供电能的配置结构和方法技术

本发明专利技术涉及一种用于为车辆(81)提供电能的配置结构，其中，所述配置结构包括接收装置(85)，其适于接收交变电磁场的所述磁分量，并且通过磁感应产生交变电流，其中，所述接收装置(85)包括至少一个相线(U,V,W)，每个相线(U,V,W)适于传送所述交变电流中的一相，其中-所述至少一个相线(U,V,W)被配置成形成沿着横向于通量线方向的纵向方向延伸的线配置结构，其中，所述电磁场的磁通量线穿透该线配置结构，使得该线配置结构包括第一端部和第二端部，所述端部位于所述线配置结构的沿着所述纵向方向的相对端部处，-所述线配置结构的宽度沿着所述线配置结构的所述延伸朝向所述第一端部和/或所述第二端部逐渐减少，所述宽度可在横向于所述通量线方向并且横向于所述纵向方向延伸的宽度方向上被测量。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】通过磁感应为车辆提供电能的配置结构和方法
本专利技术涉及为车辆提供电能的配置结构，其中，该配置结构包括适于产生交变电磁场的发生装置，并且涉及用于为车辆提供电能的配置结构，其中，该配置结构包括适于接收交变电磁场的磁分量的接收装置，以通过磁感应产生交变电流。特别地，该电流流动到电负载上，同时磁感应在接收装置上引起交变电压。另外，本专利技术涉及包括该配置结构的车辆。此外，本专利技术涉及用于向车辆传输能量的系统，其中，该系统包括接收装置和发生装置。本专利技术也涉及制造该配置结构的方法，以及通过接收装置操作车辆的方法，该接收装置接收交变电磁场的磁分量并且通过磁感应产生交变电流。
技术介绍
WO2010/031595A2公开了用于为车辆，特别是轨道约束车辆提供电能的配置结构，其中该配置结构包括接收装置，其适于接收交变电磁场的磁分量并且适于通过电磁感应产生交变电流。该接收装置包括导电材料的多个绕组和/或线圈，其中，每个绕组或者线圈适于产生交变电流中的单独的一相。本专利技术可应用到任何的陆上车辆，特别是轨道约束车辆，例如轨道车辆(例如有轨电车)，但是也应用到道路机动车辆上，例如个人(私家)轿车或者公共运输车(例如，巴士)。优选地，产生交变电磁场的发生装置的初级侧导体配置结构一体形成在轨道、道路或者车辆的停车区上，使得初级侧导体配置结构的电线在几乎平行于车辆行驶或者停靠的道路、轨道或者停车区的表面的平面上延伸。在WO2010/031595A2中说明了初级侧导体配置结构的优选实施例的细节。例如，初级侧导体配置结构的电流线路可沿着轨道或者道路以蜿蜒的方式延伸，即，线路的有些节段横向于行进方向延伸，线路的有些节段沿着行进方向延伸，由此连接横向延伸的节段。特别地，如WO2010/031595A2的图5和图12所示，初级侧导体配置结构优选地产生磁波，该磁波沿着行进方向或者与行进方向相反的方向传播。波的速度由横向延伸节段的距离确定，并且由靠初级侧电导体配置结构的不同的相传送的交变电流的频率确定。也如WO2010/031595A2的说明，接收装置可位于车辆的底侧，并且可被铁磁体覆盖，该铁磁体例如为片或者板形状的主体。合适的材料是铁素体。该主体使得磁场的场线打束并且改变方向，因而使得主体上方的场强减少到几乎为零。但是，这样的铁磁材料的主体或者可选地这样的导电材料的屏蔽体不能使得主体或者屏蔽体的侧部位置处的磁场的场强减少到零。特别地，当人进入或者离开车辆时，他们可能通过接收装置的侧部的区域。因此，场强的相应的限制起作用并且必须不被超过。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是提供用于为车辆提供电能的配置结构、包括该配置结构的车辆、包括该配置结构的系统、制造该配置结构的方法和通过接收装置操作车辆的方法，其使得发生装置的侧部和/或接收装置的侧部的场强减少。特别地，发生装置可具有在WO2010/031595A2中说明的蜿蜒的(或者称为：曲折的)构造。蜿蜒构造的优选变型会在后面说明。可选地或者此外，接收装置可具有“平直”的构造。这种“平直”的构造的示例由WO2010/031595A2说明，特别是针对该文献的图13至17的说明。在该文献中的“平直”意味着如果初级侧导体配置结构和车辆的轨道或者道路也在水平方向上延伸，那么接收装置的相线(即，不同相的电线)在水平方向上延伸或者几乎在水平方向上延伸。但是，因为这种接收装置通常包括不止一个绕圈或者线圈，并且还包括不止一个相线，所以如果从上面看去的话存在电线的交叉。因此，尽管是平直的构造，电线的所有节段都位于具有单根电线厚度的平直区域内部也是不可能的。另外，相线中的至少一个可包括具有不止一个绕圈的线圈。一个绕圈被理解为围绕线圈的中心轴线延伸的相线的一个节段。换句话说：该节段围绕中心轴线旋转。不是在每种情况下，所有的绕圈都围绕中心轴线完成一个完整的循环。更确切的说，特别是线圈的最后一个和第一个绕圈围绕中心轴线可以不完成一个完整的循环，使得到线圈和从线圈开始的电连接可在合适的位置并且以合适的方式进行。另一方面，如果线圈具有至少三个绕圈，那么绕圈中的至少一个不是第一个也不是最后一个绕圈，并且通常围绕中心轴线完成一个完整的循环。在这种线圈的情况下，在中心轴线的方向上测量的线圈的厚度例如等于绕圈的数量乘以进行绕圈的电线的厚度。但是，根据线圈的特定构造，该厚度可以是可选地大于或者小于前面提到的厚度。例如，可围绕线圈的中心轴线缠绕连续的绕圈，以形成盘旋物。与具有同样数量的绕圈的线圈相比，其中所有的绕圈具有盘旋物的外绕圈的尺寸，这减少了线圈的厚度，而且减少了线圈的有效面积。在任何情况下，优选的是，同一相线的所有线圈以同样的方式形成，例如，所有的线圈都是螺旋物或者所有的线圈都包括互相堆叠在彼此之上的绕圈。但是，至少一个端部线圈的轮廓优选地比另一线圈或者其它线圈包围更小的区域。在螺旋端部线圈的情况下，螺旋物的外部绕圈因此会以较小的缠绕半径被缠绕，或者比另一线圈或者其它线圈的轮廓包围更小的区域。本专利技术的一个实施例可包括多个线圈，例如，至少三个线圈，该多个线圈是同一相线的线圈。这意味着至少一个相线的电线形成了所述至少三个线圈。线圈被理解为包括至少一个绕圈，并且在不止一个绕圈的情况下，多个绕圈以这样的方式配置：不同绕圈的节段互相平行延伸，或者基本互相平行延伸，并且可选地具有相同的形状(例如矩形、圆形等)。绕圈的轮廓的一种可能的形状是矩形，因为每个线圈具有矩形绕圈的一连串的连续线圈可配置成覆盖矩形的有效区域，该矩形的有效区域是被单个线圈覆盖的区域的总和。但是，优选的是，形成线圈配置结构的端部的线圈是锥形的，例如具有圆锥轮廓或者平头锥体轮廓。被各个线圈“覆盖”的区域是磁场的磁通量线可延伸通过的区域，其中，与这些通量线对应的磁通量通过在线圈中感应对应的电压引起磁感应。优选地，多个线圈的中心轴互相平行延伸。这适用于传送不同相的交变电流的不同相线的线圈，和/或适用于同一相线的线圈。相线中的至少一个(以及优选地所有的相线的)的多个线圈可互相相邻定位，以完成一连串的连续线圈，该连续线圈在垂直于线圈的中心轴延伸的平面中覆盖有效区域。在至少三个线圈的情况下，在该序组的相对端部具有第一端部线圈第二端部线圈，在该序组的端部线圈之间具有至少一个中间线圈。优选地，第一端部线圈和第二端部线圈朝向它们的端部成锥形。优选地，线圈的有效区域是被该序组的各个线圈覆盖的区域之和，即，线圈不会重叠。但是，小的重叠区域不会显著地降低有效区域。另外，在连续的线圈中的相邻线圈的区域之间可能存在小的距离，使得有效区域不是连续区域。但是，优选的是该距离是小的(例如，小于连续线圈的纵向方向的2％，该纵向方向是从第一端部线圈到第二端部线圈延伸的方向)。特别的，线圈配置结构中的至少两个线圈是同一相线的线圈，其连续地配置在纵向方向上，由此限定了至少一个边界区，由此同一相线的所述至少两个线圈的第一和第二线圈互相接界，可选地具有间隙或者彼此重叠地互相接界，其中第一线圈是位于线圈配置结构的第一端部处或者第二端部处的端部线圈。第一线圈(如果仅有两个连续的线圈，那么可选地，和第二线圈)是沿着纵向方向朝向线圈配置结构的各自的端部成锥形的线圈。由于沿着其延伸朝向线圈配置结构的第一端部或者朝向第二本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于为车辆(81)提供电能的配置结构，其中，所述配置结构包括接收装置(85)，其适于接收交变电磁场的所述磁分量，并且通过磁感应产生交变电流，其中，所述接收装置(85)包括至少一个相线(U,V,W)，每个相线(U,V,W)适于传送所述交变电流中的一相，其中‑所述至少一个相线(U,V,W)被配置成形成沿着横向于通量线方向的纵向方向延伸的线配置结构，其中，所述电磁场的磁通量线穿透该线配置结构，使得该线配置结构包括第一端部和第二端部，所述端部位于所述线配置结构的沿着所述纵向方向的相对端部处，‑所述线配置结构的宽度沿着所述线配置结构的所述延伸朝向所述第一端部和/或所述第二端部逐渐减少，所述宽度可在横向于所述通量线方向并且横向于所述纵向方向延伸的宽度方向上被测量。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.04.23 GB 1207144.51.一种用于为车辆(81)提供电能的配置结构，其特征在于，所述配置结构包括接收装置(85)，其适于接收交变电磁场的磁分量，并且通过磁感应产生交变电流，其中，所述接收装置(85)包括至少一个相线(U,V,W)，每个相线(U,V,W)适于传送所述交变电流中的一相，其中-所述至少一个相线(U,V,W)被配置成形成沿着横向于通量线方向的纵向方向延伸的线配置结构，其中，所述电磁场的磁通量线穿透该线配置结构，使得该线配置结构包括第一端部和第二端部，所述第一端部和第二端部关于所述纵向方向互相相对，其中-所述线配置结构朝向所述第一端部和/或所述第二端部成锥形，具有圆锥形轮廓或者平头锥体的轮廓。2.根据权利要求1所述的配置结构，其特征在于-每个相线形成至少一个线圈(C)，-每个线圈(C)包括所述相线的至少一个绕圈，-所述至少一个绕圈围绕所述线圈的中心轴缠绕，-所述至少一个线圈(C)配置成形成线圈配置结构，所述线圈配置结构是所述线配置结构，并且沿着横向于所述线圈的所述中心轴或者横向于所述线圈配置结构的所述线圈(C)的所述多个中心轴的所述纵向方向延伸。3.根据权利要求2所述的配置结构，其特征在于，所述线圈配置结构包括多个所述线圈(C)，其以连续的顺序和/或互相叠置的方式在所述纵向方向上配置，并且，其中所述线圈配置结构中的所述线圈(GCL,RCL,BCL,GCR,RCR,BCR)中的至少一个在所述第一和/或所述第二端部处沿着所述线圈配置结构的所述延伸朝向对应的所述第一和/或所述第二端部成锥形。4.根据权利要求3所述的配置结构，其特征在于，所述线圈配置结构中的至少两个所述线圈(C)是同一相线的线圈，其沿着所述纵向方向连续地配置由此限定了至少一个边界区，在该边界区，同一相线的所述至少两个线圈(C)的第一和第二线圈互相接界，其中，所述第一线圈(GCL,RCL,BCL,GCR,RCR,BCR)是位于所述线圈配置结构的所述第一端部处或者所述第二端部处的端部线圈，所述第一线圈由于沿着其延伸朝向所述第一端部或者朝向所述第二端部的其锥形构造，与在所述边界区处的边界区域相比，在所述第一端部或者第二端部处在端部区域上沿着所述纵向方向每单位长度覆盖更小的区域。5.根据权利要求4所述的配置结构，其特征在于，同一相线的所述至少两个线圈(C)的第一和第二线圈以一定间隙或者互相叠置地互相接界。6.一种车辆(81)，其特征在于，所述车辆包括权利要求2至5之一所述的配置结构，其中，所述配置结构位于所述车辆(81)的底部，当所述车辆(81)在水平的地铁或者水平的轨道上行进时，使得所述线圈(C)的所述中心轴在垂直方向上延伸。7.一种用于为车辆(81)提供电能的配置结构，其特征在于，所述配置结构包括发生装置，其适于产生交变电磁场，所述交变电磁场用于通过磁感应在对应的接收装置(85)中产生交变电流，其中，所述发生装置包括至少一个相线(U,V,W)，每个相线(U,V,W)适于传送所述交变电流中的一相，其中-所述至少一个相线(U,V,W)被配置成形成沿着横向于通量线方向的纵向方向延伸的线配置结构，其中，所述电磁场的磁通量线穿透该线配置结构，使得该线配置结构包括第一端部和第二端部，所述第一端部和所述第二端部关于所述纵向方向互相相对，其中-所述线配置结构朝向所述第一端部和/或所述第二端部成锥形，具有圆锥形轮廓或者平头锥体的轮廓。8.根据权利要求7所述的配置结构，其特征在于，所述线配置结构中的至少一个相线(U,V,W)沿着所述纵向方向弯折，其中，该相线(U,V,W)包括横向于所述纵向方向延伸的第一节段(1)和在每种情况下都连接两个第一节段(1)的第二节段(2)，所述第二节段(2)基本在所述纵向方向上延伸，并且，其中所述第一节段(1)的长度沿着所述线配置结构的所述延伸朝向所述第一端部和/或朝向所述第二端部逐渐减少。9.根据权利要求7所述的配置结构，其特征在于，所述配置结构是线圈配置结构，其包括多个线圈(C)，所述多个线圈(C)以连续顺序和/或互相叠置的方式沿着所述纵向方向配置，并且，其中在所述线圈配置结构的所述第一端部和所述第二端部处的至少一...

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