[发明专利]使用包括用于能量传送的连续区段的系统来将电能传送至车辆

说明书

技术领域

本发明涉及用于将电能传送到车辆，特别是诸如轻轨车辆(例如，有轨电车)之类的有轨车辆(track bound vehicle)的系统及方法。

该系统包括用于产生交流电磁场并且由此将能量传送至车辆的电导体装置。该电导体装置包括多个连续区段(segment)，其中该区段沿着车辆行驶路径延伸。

背景技术

特别是有轨车辆，例如常规的轨道车辆、单轨车辆、无轨电车(trolley bus)以及通过诸如其它机械装置、磁性装置、电子装置及/或光学装置之类的其它装置在轨道上进行引导的车辆，需要电能来用于在该轨道上推进和操作不产生车辆牵引力的辅助系统。该辅助系统是，例如照明系统、供暖系统和/或空调系统、通风系统和乘客信息系统。然而，更具体地说，本发明涉及将电能传送至不一定是(但是优选是)有轨车辆的车辆。一般说来，该车辆可以是，例如具有电动推进马达的车辆。该车辆还可以是具有混合推进系统的车辆，该混合推进系统例如是可以通过电能或诸如以电化学形式储存的能量或燃料(例如，天然气、汽油(gasoline或petrol))之类的其它能量来操作的系统。

有轨车辆，尤其是用于公共乘客运输的车辆，通常包括以机械形式及电气形式接触沿着诸如电轨或架空线之类的轨道的线导体的集电器(可替代地是一种设备)。装在车辆上的至少一个推进马达被馈送来自外部轨道或线路的电力并且产生机械推进力。

有轨电车及其它本地或区域性列车通常通过市内架空线来操作。然而，尤其是在城市中具有历史意义的部分中，架空线是不受欢迎的。另一方面，地下导电轨或近地导电轨引起安全问题。

US 5,821,728描述了一种用于对移动电动车辆的电池进行充电的装置，该装置包括用于产生沿道路的中心线的磁场的一系列感应线圈。该感应线圈经由可以由开关激活器传感器激活的开关连接至电力线。当传感器接收到来自车辆的发射器的信号时，这将引起对应的开关闭合并且由此激活线圈。

然而，由于该线圈产生电磁场，供电线被连接到交流电压源。因此，该供电线永久地产生强度比线圈的电磁场强度小、但仍然足够强到干扰周边的任何电气设备或电子设备的电磁场。

从轨道电感式地向车辆传送能量，即产生电磁场，受到EMC(电磁兼容性)方面的限制。一方面，电磁场可能干扰其它技术设备。另一方面，人类及动物不应当永久地遭受电磁场。至少，必须遵守场强的相应极限值。

可替代地，电源可以是DC(直流)供电线，该DC(直流)供电线可以经由逆变器连接至每个线圈。典型地，逆变器包括控制设备，该控制设备用于控制半导体开关的工作以在该逆变器的AC(交流)侧产生交流电压。该控制设备也需要用于工作的电能。

为了减少每次无车辆行驶的地方的电磁辐射，用于将能量电感式地传送至车辆的导体装置(例如，包括根据US 5,821,728的线圈的装置)可以被划分为沿车辆行驶路径延伸的连续区段。这些区段可以仅在需要时工作。特别地，各个区段沿行驶路径的长度可以比车辆在行驶方向上的长度更短并且该区段可以仅在该区段的延伸所沿的行驶路径的相应区域已经被车辆占用时工作。特别地，被轨道车辆占用的意思是轨道车辆正在该区段的延伸所沿的轨道上行驶。优选地，该区段仅在车辆完全占用行驶路径的相应区域时工作。例如，轨道车辆(在行驶方向上)比区段长，并且如果从该区段的中心来看，该车辆的前端及末端正在该区段的界限之外行驶。因此，建议在车辆中的用于接收所传送的能量的接收设备进入该区段延伸所沿的行驶路径的区域之前接通该区段(即经过该区段的交流电开始流动)。

如果提供大量的连续区段，则使用DC供电线意味着需要同样大量的逆变器。每个逆变器需要被提供用于工作的电能。因此，需要用于向逆变器的控制设备传导电能的附加设备。

发明内容

本发明的一个目的在于提供上述种类的用于将电能电感式地传送到车辆的系统以及提供一种将电能传送至车辆的方法，该系统和方法减小了将电能提供给系统中的用于控制和/或操作电磁场的产生以便将该电能传送至车辆的设备所作的努力。此外，必定满足用于满足EMC要求的各个限定。

用于产生电磁场的导体装置可以位于轨道中和/或轨道下，例如，车辆行驶的地面下。然而，本发明还包括该导体装置的至少一部分位于轨道的侧方的情况，例如，当该轨道位于郊区或隧道中时。