[发明专利]用于电动车辆的保护设备

说明书

一种用于布置在车辆(20)上的集电器(3、10)的保护设备(1)，该车辆(20)具有可充电的能量存储器(23)，其中，保护设备(1)包括第一保护状态(4)和第二打开状态(5)，在第一保护状态(4)中，集电器(3、10)被保护设备(1)覆盖，在第二打开状态(5)中，保护设备(1)在能量存储器的充电期间允许集电器(3、10)和相应的供电装置(6)之间的接触，并且其中，当车辆已经到达预定的充电位置时，保护设备(1)被自动地从保护状态(4)打开到打开状态(5)。本发明的优点在于：集电器可在车辆不充电时被封闭，并且在到达充电位置时该保护设备自动打开。这提高了车辆的安全性并消除了对于能将集电器从能量存储器断开的特殊断路器的需求。也简化了车辆的充电。

技术领域

本发明涉及根据权利要求1的前序部分所述的、用于电动车辆上的集电器的保护设备。该保护设备适用于具有可充电电池的电动车辆和混合动力车辆。

背景技术

在未来10至20年内，部分电驱动或仅由电驱动的车辆的市场份额预计将迅速增长。这种车辆一般称为电动车辆和混合动力车辆。这也意味着这种车辆的充电需求的相应增加。原理上，通过将车辆连接到电力网络来完成充电，要么直接连接到用于其他设备的常规出口之一，要么通过车辆外部的专用充电器来进行。充电电流从电网传输到车辆上的电池。

电动车辆的电池能够以相对低的电流在相对长的时段内(例如一整夜)充电。这种车辆被称为插电式车辆，且通常用于混合动力车辆，所述混合动力车辆装配有具有相对低容量的电池，导致车辆可依靠电力行驶的距离受到限制。当电池耗尽或需要额外的动力时，起动内燃机。插电式车辆的大电流充电也是可能的。由于车辆每日被充电一次或两次，使用专用的连接器将车辆连接到电源。

对于需要每日充电数次的车辆(例如商用车辆)，通过使用插头进行的连接不是有效的选择方案。替代地，使用多种类型的集电器，例如可移动的受电弓，或固定式的集电器，其中相应的供电装置可移动且接触固定的集电器。在充电期间，集电器当然必须暴露于相应的供电装置，以向电池供电。然而，当车辆行驶或不被充电时，集电器应优选地与电池分离，使得电池电压不存在于集电器上。当电池与集电器分离时，在集电器上或附近工作对于维修技师来说是安全的。将电池与集电器分离的另外优点是防止人员或物体接触在300至600伏或更高的范围内的电池电压。

将电池与集电器分离的一种方式是使用布置在电池和集电器之间的功率开关。由于安全原因，这样的功率开关必须能断开连接到电池电极的两个集电器之间的短路电流。这样的开关是相对昂贵的。

受电弓已知被安装在一些轨道车辆的顶部上，以连接到架空导体。在这些情况中，返回线是轨道。受电弓也可以被无轨电车使用。这样的电动车辆不断地被电力驱动且不具有可充电电池作为另外的动力源。这意味着：当受电弓例如由于维修目的而被折叠降下时，受电弓不连接到任何电源。对于维修技师而言，可在此车辆的顶部上工作，而需要任何特殊的安全设备。

US 3,762,515描述了用于覆盖轨道引导的电动车辆的暴露的导电元件的设备。当电力从外部源传导到元件且车辆被编组时，此车辆的刷组件被绝缘屏蔽件覆盖。为了使车辆可在例如通过道岔时桥接不同的功率电路，车辆设有数个位于车辆的前部或后部处的刷。所有的刷组件相互连接且连接到驱动马达。因此，当外部电源被连接以驱动马达时，电力也施加到所述刷。绝缘屏蔽件向外覆盖了所述刷，以防止旁人与所述刷的接触。

EP 1 270 313 A2和EP 1 371 517 A1公开了用于集电器的保护屏蔽件，该屏蔽件适于在站台处保护轨道车辆的集电器。保护屏蔽件布置在站台和车辆之间且防止物体从上方接触集电器。

这些保护装置都适合于直接从电力网络驱动的电动车辆。这些保护装置可以在一些情况中很好地工作，但不适合于具有可充电电池的车辆。为此，存在改进的空间。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种改进的、用于电动车辆上的集电器的保护设备。