[发明专利]用于电动车辆的充电站

说明书

交叉引用

本申请要求于2008年7月1日提交的美国临时申请No.61/077452以及于2009年5月1日提交的美国临时申请No.61/174926的权益，这些文献通过引用整体结合入本文。

联邦科研资助声明

本发明的研发受到美国政府的国家燃料电池公共汽车项目的支持，联邦公共交通管理局(FTA)合同号＿＿。

背景技术

电动车辆受到用于将功率传递到电动车辆的当前基础设施的限制。一些电动车辆(诸如电动列车和轻轨客车)通过导轨中的硬件或通过架空线缆永久地连接到电源。其它电动车辆(诸如电动轿车)通过在充电站中为电动车辆插上电源来充电。

尽管可使用用于沿着电动车辆行进路径保持永久电连接的系统来将功率传递到电动车辆，但是这些系统并不美观、也不流行而且安装和维护昂贵，还可能不安全。在城市进行线路建筑维护或建设时，这些系统通常要求整条电动公共汽车线路暂停一段时间。这些系统中的一些系统无法使得电动车辆独立于导轨或架空线缆来运行。而且，这些系统中的一些系统无法适用于具有不同特征的不同车辆。此外，这些系统可能花费大量时间或努力来充电。

因此，需要发展用于为电动车辆充电的改进的系统和方法。

发明内容

本发明提供了用于为电动车辆或混合动力电动车辆充电的系统和方法。此处所描述的本发明的各个方面可应用于下面给出的任何特定应用或用于任何其它类型的车辆。本发明可实施为独立系统或方法，或者集成的交通运输系统(诸如公交系统或其它公共交通运输系统)的一部分。应当理解的是，本发明的不同方面可以单独的、共同的、或彼此组合的方式来理解。

本发明的一个方面可涉及一种充电站。充电站可包括充电座。充电站还可包括两个或多个集电器托架，每个集电器托架包括至少一个导电表面区域，诸如导电垫。优选的是，每个集电器托架可包括带有导电表面的至少两个引导条，引导条上的引导特征件(诸如引导垫)汇聚，使得汇聚点指向导电表面。至少一个集电器托架可用于接触正极，至少一个集电器托架可用于接触负极，从而它们可用于为车辆的可再充电装置充电。充电站可包括支承固定装置，诸如连接到充电座的柱和机械地连接到柱以支承该柱和充电座的支架。

根据本发明的另一种实施方式，充电站可包括带有安装到充电座的刚性结构部件的充电悬架。充电悬架可包括刚性部件，诸如横杆、间隔杆、以及一个或多个臂。可在刚性部件之间提供刚性或顺应性连接件。例如，位于充电悬架上的集电器托架可通过顺应性连接件相对于悬架的横杆运动。

本发明的另一个方面可涉及一种车辆，该车辆可通过充电站来充电。该车辆可包括电连接到车辆的可再充电装置的两个或多个接触板。车辆的可再充电装置可以是能量存储系统，诸如蓄电池或超级电容器。接触板可位于车辆的顶部上，并且可相对地平行于车辆的运动方向地定位。接触板可在车辆的顶部表面上间隔开。第一接触板可为正极，而第二接触板可为负极，以便为可再充电装置充电。

根据本发明的另一种实施方式可提供一种用于为车辆充电的系统。该系统可包括带有两个或多个集电器托架的充电站和带有两个或多个接触板的车辆。集电器托架可被构造成接收位于车辆顶部的接触板，使得接触板在通过引导条引导之后在各导电表面之间滑动。接触板可被挤压在引导条之间以确保良好的电接触。此外，导电表面可具有与接触板接触的表面区域，这可提供电接触的区域。这些特征可减小充电站和车辆之间的充电界面处的阻抗，这有助于快速充电。充电站还可包括间隔杆，以将集电器托架相对彼此保持在期望距离处，该期望距离可匹配车辆的接触板之间的距离。充电站还可包括用于连接结构件的顺应性连接件，该连接结构件连接充电座和集电器托架，这可使得连接结构件和接触组件相对于车辆行进方向侧向地运动。这可提供用于车辆尺寸、驱动路径或其它车辆属性的公差。

根据本发明的另一种实施方式可提供一种用于为车辆充电的方法。该方法可包括将包括两个或多个接触板的车辆运动到位于充电站的充电座之下的位置处，其中充电座具有两个或多个集电器托架。可在所述两个或多个集电器托架和车辆的所述两个或多个接触板之间建立电连接。车辆可保持电连接到充电站一段时间，以获得期望的充电状态。

结合下面的说明以及附图可进一步认识和了解本发明的其它目的和优点。尽管下面的说明可包含描述本发明的特定实施方式的具体细节，但是其不应被解释为对本发明范围的限制，而是解释为优选实施方式的示例性表述。如本领域技术人员所公知的，对于本发明的每个方面可进行多种变型，如同此处所教导的那样。在不背离本发明的宗旨的条件下，在本发明的范围内可进行多种改变和变型。通过引用的结合