用于非引導(dǎo)電動(dòng)車輛的地面供電系統(tǒng)及其使用方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及的領(lǐng)域是用于非引導(dǎo)電動(dòng)車輛的地面供電系統(tǒng)以及該地面供電系統(tǒng)相應(yīng)的使用方法。
【背景技術(shù)】
[0002]電驅(qū)動(dòng)車輛(電推動(dòng)車輛)被視為熱驅(qū)動(dòng)車輛的替代品以減少溫室氣體的排放。
[0003]電動(dòng)車輛包括可充電電池組以及電動(dòng)機(jī)，電動(dòng)機(jī)由電動(dòng)車輛的電池組供電以用于驅(qū)動(dòng)車輛。
[0004]對(duì)于非引導(dǎo)電動(dòng)車輛(也就是說，卡車、篷車、私人轎車和公共汽車等等)，實(shí)踐中已知的是，當(dāng)非引導(dǎo)電動(dòng)車輛停止時(shí)，通過借助于電纜線將電池組連接到充電站上對(duì)車輛的電池組充電。
[0005]還已經(jīng)提出了在非引導(dǎo)電動(dòng)車輛行駛過程中為車輛的電池組充電。為此，設(shè)想了兩種類型的系統(tǒng):感應(yīng)供電系統(tǒng)和傳導(dǎo)供電系統(tǒng)。
[0006]在傳導(dǎo)供電系統(tǒng)中，文件W02010140964公開了一種車行道，該車行道的表面設(shè)置有兩個(gè)彼此平行并且沿著車行道的方向縱向延伸的凹槽。兩個(gè)凹槽中的每一個(gè)的內(nèi)部都設(shè)有一個(gè)或更多帶電的供電鐵軌。
[0007]為了收集電流，非引導(dǎo)電動(dòng)車輛設(shè)置有一個(gè)電極，該電極的末端能夠插入到車行道的凹槽中與帶電的供電鐵軌電接觸。
[0008]帶電的供電鐵軌被細(xì)分為多個(gè)縱向分段。
[0009]分段通過開關(guān)連接到電壓源上，開關(guān)基于與待供電的車輛的位置相關(guān)的信號(hào)進(jìn)行控制。在以上引用的文件中，該位置信號(hào)基于借助于嵌入在車行道并且沿著被考慮分段鋪設(shè)的磁環(huán)由車輛對(duì)RFID (在英文術(shù)語(yǔ)中為“Rad1 Frequency Identif icat1n”射頻識(shí)別)類型的標(biāo)簽進(jìn)行檢測(cè)來生成。在接收到這樣的位置信號(hào)時(shí)，控制設(shè)備關(guān)閉開關(guān)以使得被考慮分段被電連接到電壓源上。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明的目的是提供一種改良的傳導(dǎo)型地面供電系統(tǒng)。
[0011]本發(fā)明的目的涉及一種用于非導(dǎo)引電動(dòng)車輛的地面供電系統(tǒng)，該地面供電系統(tǒng)具有一供電軌道對(duì)，該供電軌道對(duì)包括一能夠達(dá)到電源電壓的、被稱為帶電導(dǎo)體軌道的導(dǎo)體軌道和一用于返回電流的、被稱為中性導(dǎo)體軌道的導(dǎo)體軌道，所述中性軌道與所述帶電軌道平行并且所述帶電軌道由被端對(duì)端放置的多個(gè)矩形分段組成，每個(gè)分段與其鄰近分段電絕緣，其特征在于:
[0012]所述系統(tǒng)包括一能夠提供低電源電壓的第一電壓源和一能夠提供高電源電壓的第二電壓源；
[0013]每個(gè)分段通過選擇裝置被連接至所述第一電壓源或所述第二電壓源；
[0014]所述系統(tǒng)包括至少一個(gè)速度測(cè)量設(shè)備，用于測(cè)量在車行道的區(qū)段上行駛的、配備有所述系統(tǒng)的非導(dǎo)引電動(dòng)車輛的瞬時(shí)速度；以及
[0015]選擇設(shè)備，能夠獲得由所述速度測(cè)量設(shè)備測(cè)量的車輛的所述瞬時(shí)速度、然后將測(cè)量的速度與閾值速度進(jìn)行比較并且基于比較結(jié)果對(duì)所述或每個(gè)選擇裝置加以控制。
[0016]根據(jù)某些特定實(shí)施例，所述系統(tǒng)包括被單獨(dú)考慮或者根據(jù)任何技術(shù)上可能的組合的一個(gè)或多個(gè)下述特征:
[0017]所述選擇設(shè)備被配置為:如果所述測(cè)量的速度低于所述閾值速度，則所述或每個(gè)選擇裝置被控制以使得所述區(qū)段的每個(gè)分段被連接至所述第一電壓源；以及如果所述測(cè)量的速度高于所述閾值大于或等于所述閾值速度，則所述或每個(gè)裝置被控制以使得所述區(qū)段的每個(gè)分段被連接至所述第二電壓源；
[0018]所述帶電導(dǎo)體軌道的每個(gè)分段經(jīng)由一受控開關(guān)被電連接至所述選擇裝置以向所述帶電軌道的被考慮分段施加一由所述選擇裝置選擇的電壓源所輸出的電源電壓，所述受控開關(guān)適于根據(jù)所述被考慮分段的正上方還是鄰近分段上存在車輛而通過控制裝置進(jìn)行切換；
[0019]所述第一電壓源能夠輸出一小于60V的電壓以及一與待供電車輛的輔助電氣裝置的運(yùn)行相配的功率，并且所述第二電壓源能夠輸出一高電壓以及一與待供電車輛的主要電氣裝置的運(yùn)行相配的功率；
[0020]所述速度測(cè)量裝置是一包括有被連接至速度傳感器的計(jì)算單元的速度測(cè)量單元，所述傳感器生成信號(hào)，所述計(jì)算單元基于該信號(hào)確定在車行道的所述區(qū)段上行駛的車輛的速度的測(cè)量值；
[0021]所述速度測(cè)量裝置是一包括有被連接至多個(gè)天線的計(jì)算單元的速度測(cè)量系統(tǒng)，每個(gè)天線與分段相關(guān)聯(lián)并且具有沿所述車行道的縱向彼此間隔一距離的至少兩個(gè)波瓣，每個(gè)天線拾取由一設(shè)置在所述車輛的觸靴上的合適發(fā)射器發(fā)射的信號(hào)并且生成所述計(jì)算單元確定所述車輛的瞬時(shí)速度所基于的信號(hào)；
[0022]所述速度測(cè)量裝置的所述天線是非對(duì)稱的以使得能夠確定所述車輛的瞬時(shí)速度的方向。
[0023]本發(fā)明的目的還涉及一種使用與上述系統(tǒng)一致的地面供電系統(tǒng)的方法，包括以下步驟:
[0024]獲取車輛的瞬時(shí)速度的測(cè)量值；
[0025]將測(cè)量的速度與閾值速度進(jìn)行比較；以及
[0026]如果所述測(cè)量的速度小于所述閾值速度，則對(duì)所述車輛行駛的車行道的區(qū)段的每個(gè)分段的所述選擇裝置加以控制以確保每個(gè)分段被連接至傳送低電源電壓的所述第一電壓源；或者
[0027]如果所述測(cè)量的速度大于或等于所述閾值速度，則對(duì)所述車輛行駛的車行道的區(qū)段的每個(gè)分段的所述選擇裝置加以控制以確保每個(gè)分段被連接至傳送高電源電壓的所述第二電壓源。
【附圖說明】
[0028]通過對(duì)僅以說明且非限定示例方式給出的特定實(shí)施例的說明并且參照附圖能夠更好地理解本發(fā)明，在附圖中:
[0029]圖1為示意性地示出在車行道上行駛的非引導(dǎo)電動(dòng)車輛的后視圖，該非引導(dǎo)電動(dòng)車輛配備有根據(jù)本發(fā)明的地面供電系統(tǒng)；
[0030]圖2為圖1中所不的不意圖的俯視圖；
[0031]圖3為根據(jù)本發(fā)明的地面供電系統(tǒng)的第一實(shí)施例的示意性示圖；
[0032]圖4為圖3中所示的系統(tǒng)的使用方法的方框圖；
[0033]圖5為根據(jù)本發(fā)明的地面供電系統(tǒng)的第二實(shí)施例的示意性示圖。
【具體實(shí)施方式】
[0034]通過借鑒在傳導(dǎo)型地面供電系統(tǒng)領(lǐng)域所積累的經(jīng)驗(yàn)，針對(duì)引導(dǎo)電動(dòng)車輛，即對(duì)于被約束沿軌道移動(dòng)的車輛(尤其是沿鐵軌軌道移動(dòng)的有軌電車/地面電車)，申請(qǐng)人開發(fā)出當(dāng)前的用于非引導(dǎo)電動(dòng)車輛的地面供電系統(tǒng)。
[0035]在圖1和2中示出在車行道2上行駛的汽車I是非引導(dǎo)電動(dòng)車輛。顯然，各種不同類型的非引導(dǎo)車輛通過使用地面供電系統(tǒng)將能夠在車行道2上行駛。因此，非引導(dǎo)電動(dòng)車輛這個(gè)術(shù)語(yǔ)包括運(yùn)貨卡車、私人轎車、私人大客車、摩托車等等。
[0036]以常規(guī)方式將XYZ坐標(biāo)系統(tǒng)與汽車I關(guān)聯(lián):X軸沿縱向并朝向前方取向'Y軸沿橫向并從左至右取向；以及，Z軸沿垂直方向并從下至上取向。
[0037]汽車I包括車身4和車輪3，車輪3中的某些為轉(zhuǎn)向輪。汽車I包括轉(zhuǎn)向裝置(未示出)，轉(zhuǎn)向裝置使得駕駛員可以采用使得車輛I轉(zhuǎn)向的方式在XY平面內(nèi)改變轉(zhuǎn)向輪的角度。
[0038]汽車I包括可充電電池組和電動(dòng)機(jī)(未示出)。在牽引過程中，這些主要的電氣裝置需要的功率大約為30kW。
[0039]汽車I配備有電流收集裝置，電流收集裝置提供在汽車I行駛過程中收集電功率的能力。在圖1中慣常使用附圖標(biāo)記5來標(biāo)示電流收集裝置。
[0040]電流收集裝置5包括觸靴，觸靴能夠在地面供電系統(tǒng)的一對(duì)帶電的供電軌道上滑動(dòng)接觸，以下將對(duì)此進(jìn)行說明。
[0041]車行道2包括溝槽6，溝槽6內(nèi)放置有地面供電系統(tǒng)，其附圖標(biāo)記慣常為10。
[0042]一旦系統(tǒng)10被放置在溝槽6的正確位置處，則使用混凝土 7填充溝槽6以使得車行道2的上表面8在車行道的整個(gè)寬度上連續(xù)。上表面8基本平整。
[0043]當(dāng)被放置在正確位置處時(shí)，系統(tǒng)10具有與車行道2的表面8齊平的以下各項(xiàng):
[0044]相導(dǎo)體軌道11，用于電連接到第一電功率源上，或者被電連接到第二電功率源上，又或者被電連接到周圍地電勢(shì)，這將在以下進(jìn)行說明:
[0045]中性導(dǎo)體軌道12，用于電連接到參考電勢(shì)VMf，例如，參考電勢(shì)VMf為OV ；
[0046]保護(hù)導(dǎo)體軌道13，用于電連接到地電勢(shì)Vground。
[0047]帶電軌道11由多個(gè)分段(圖3中的11.1)構(gòu)成，在目前設(shè)想的實(shí)施例中，多個(gè)分段中的每一個(gè)的寬度為1cm并且長(zhǎng)度為22m。
[0048]分段被端到端設(shè)置以形成帶電軌道11。
[0049]分段彼此電隔離。
[0050]有利地，中性軌道12使用與帶電軌道11所使用的分段相同的分段來制造。因此，軌道12由多個(gè)分段