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CN104169121B - 用于在架空式充电站对车辆的电储能器充电的电流传输设备 - Google Patents

用于在架空式充电站对车辆的电储能器充电的电流传输设备 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种在车辆侧的电流传输设备(4)，用于在充电站上借助设置在车辆(7)上方的输送电流的接触面(13，14，15)对车辆(7)的电储能器静态充电，其中构成为活节臂系统(4)的充电集电弓(4)实施成多极的并且为了静态接触输送电流的接触面(13，14，15)而具有至少两个彼此绝缘的电接触元件(1，2，3)，所述接触元件传输不同的电相。通过本发明，借助充电集电弓实现电流传输设备，所述电流传输设备能够实现：经由唯一的集电弓能够建立至少两个或更多个电接触，所述电接触能够传输不同的电相并且同时实现车辆的接地。通过构成为活节臂系统，根据本发明的电流传输设备能够在小质量的情况下以尤其紧凑的结构形式实现。这样构造的在车辆侧的充电设备能够为车辆驾驶员实现简单地在架空式充电站下定位并且同时可靠与接触面接触。

Description

用于在架空式充电站对车辆的电储能器充电的电流传输设备
技术领域
本发明涉及一种在车辆侧的电流传输设备，用于在充电站借助设置在车辆上方的输送电流的接触面对车辆的电储能器静态充电。
背景技术
在现有技术普遍已知下述交通系统，在所述交通系统中，电驱动的车辆经由高架线路被供给电能。尤其在公共短途客运中，这种交通工具以受轨道约束的方式用作为有轨电车或者以受车道约束的方式用作为无轨电车。在此，为了供给牵引电流，集电弓借助电滑动接触部与在车辆上方张开的引导电流的架空线持续地滑动接触。这种类型的交通系统需要对要提供的交通基础设施、尤其是关于用于安装和维护架空线的费用的非常大的投资。此外，这种交通系统与“自由的”道路交通相反受制于固定预设的线路。除了所述轨道或车道约束之外，高架线路的外观在内城区域中也通常感觉为不美观的。
在电动机动性进步过程中，所述缺点能够通过使用具有可充电的储能器的车辆来克服。然而，对于这种交通工具而言一方面需要具有充电站的充电基础设施，在所述充电站能够以预定的空间间隔对电动车辆的蓄电池静态充电。针对短途客运的车辆，所述充电站能够以架空式充电站的形式优选地设置在停车站港湾中，使得在车辆停留于停车站期间能执行充电过程。
此外，车辆除了电驱动方案之外还必须装配有用于传输电流、即用于电接触架空式充电站并且用于导出充电电流的设备。迄今已知的集电弓系统几乎仅设计成用于传输牵引电流、也就是说在车辆运动期间进行电流供给，其中所输送的电能在没有储存的情况下直接经由电驱动设备转换成动能。
在欧洲专利申请EP 2380767A1中公开的发明虽然示出用于公共交通系统的车辆的充电设备，所述充电设备配备有电储能器，然而所述设备设计成用于在车辆驶过充电站期间进行的充电过程。为了所述目的，车辆和充电站与导电轨和引导装置接触，其中导电轨的长度确定成，使得在以确定的速度驶过期间，接触持续时间足以传输所需的电能。
发明内容
因此，本发明基于下述目的，为电动车辆、尤其为用于在短途客运中运送乘客的电动车辆开发尽可能紧凑并且轻质的用于对电动车辆的电储能器静态充电的电流传输设备，所述电流输送设备结合电动车辆的简单定位能够实现快速地并且可靠地电接触架空式充电站的引导电流的接触面。此外，该设备应当胜任高机械持久负荷。
所述目的结合本发明的实施例通过构成为活节臂系统的充电集电弓来实现，所述充电集电弓实施成多极的并且为了静态接触输送电流的接触面而具有至少两个彼此绝缘的电接触元件，所述接触元件传输不同的电相。
因为在电动车辆的顶部上尤其在所述电动车辆为了运送人员配设有其他设备、例如空调设施时仅有限的结构空间可提供用于安装用于集电的设备，所以构成为活节系统的充电集电弓在空间需要小的情况下能够实现可靠地将接触元件放置到充电站的安装在车辆上方的接触面上/从所述接触面上取下。通过构造成活节臂系统，在行驶期间集电弓在缩回状态中形成紧凑的结构单元，但是在车辆停靠于配设有充电站的停车站时能够快速地伸出到期望的高度上。
为了静态接触充电站的在车辆上方伸展的输送电流的接触面，在构成为活节臂系统的充电集电弓上设置至少两个电接触元件，使得经由唯一的集电弓能够建立对电储能器充电分别所需的与充电站的相应的接触面的相接触(电压电势)。因此，根据本发明的电流传输设备例如在直流充电的情况下能够实现：经由唯一的集电弓接触和导出对电储能器充电所需的正相和负相。
在优选的设计方案中，接触元件横向于行驶方向并排地并且彼此绝缘地设置在共同的充电集电弓上。在该实施方案中，全部不同的接触元件、即不仅相接触元件还是可能的接地接触部并排地设置在唯一的共同的充电集电弓上。因此，接触元件设有绝缘和足够大的绝缘间距，其中接触元件相互间的相对侧向间距通过充电站的输送电流的接触面的布置来预设和确定成，使得可以无错误地接触，尤其是能够排除短路的危险。
有利地，充电集电弓具有至少一个电接触元件，所述电接触元件构成为接地接触部。因为与受轨道约束的车辆相反地，无轨电车通过橡胶轮胎尽可能地与接地电势绝缘，接地连接能够经由充电集电弓上的接地接触部和充电站的相应的接地接触面来实现。以所述方式，经由唯一的充电集电弓能够建立相接触还有接地。
在另外的设计方案中，活节臂系统构成为单臂系统或多件式的剪式系统并且具有唯一的基本框架，所述基本框架与车辆固定连接并且在所述基本框架上可枢转地固定有活节臂系统的活节下臂。
这样构成的活节臂系统具有小的重量，这就尽可能小的车辆总重量而言在多个加速过程中、例如如在电动公共汽车的直线运行中所需要的加速过程中是有利的。此外，活节臂构造的特征在于其简单性和低维护费用。必要的稳定性仅通过基本框架来实现，所述基本框架刚性地与车辆连接并且在所述基本框架上可枢转地固定有活节臂系统的下部的活节臂。
此外，有利的是，接触元件横向于行驶方向的伸展足够大，以便能够将车辆定位在充电站的输送电流的接触面下方。接触元件横向于行驶方向的长度在考虑充电电流接触面的布置的情况下设计成，使得汽车驾驶者有充分定位裕量，以便即使在轻微车道偏移的情况下、例如在由于绕过障碍造成的车道偏移的情况下也将车辆定位在充电装置下方，使得能够可靠地接触充电装置的接触面。
在另一优选的设计方案中，一个/多个电接触元件的一个/多个连接线路电绝缘地集成在一个/多个活节臂中。经由接触元件获取的充电电流经由电绝缘地沿着活节臂伸展的连接线路被继续引导到车辆的车载电网电子装置上。
活节臂系统的和基本框架的器件也能够实施成用于连接接触元件的引导电流的导体。在该设计方案中，充电集电器本身的导电部分形成用于接触元件的连接线路。
其他接触元件的电流导出能够经由其他电绝缘地铺设在活节臂上的连接线路来进行。
为了建立可靠的接触，各个接触元件能够可运动地设置在集电弓上。因此，即使在补偿制造或安装公差时或在车辆具有竖直的歪斜时，也确保各个接触元件对要引导电流的接触面的必要按压力。
附图说明
其他有利的设计方案特征从下面根据实例阐述本发明的优选的实施方式的描述和附图中得出。附图示出：
图1以沿着车辆纵轴线的侧视图示出根据本发明的充电集电弓的示意图，和
图2以垂直于车辆纵轴线的侧视图示出根据本发明的充电集电弓的示意图。
具体实施方式
图1示出根据本发明的充电集电弓4的构造的示意图。在所示的实施方式中，充电集电弓实施成具有活节臂5的单臂式活节臂系统。活节臂5可枢转地固定在基本框架6上，所述基本框架又固定地安装在电动车辆7的顶面上。在缩回状态中，活节臂5平行于顶表面位于基本框架6上。在所述活节臂的背离转动轴承的端部上，在活节臂5上以在横向于行驶方向伸展的轴线上并排的方式设置有三个接触元件1、2、3。通过活节臂5的枢转，接触元件1、2、3可与充电站的安置在车辆7上方的输送电流的接触面13、14、15接触。在此，也应将输送电流的接触面13、14、15理解成用于与接地电势连接的接地接触面。
在图2中以垂直于车辆纵轴线的示意图示出根据本发明的充电集电弓4。活节臂5处于伸出状态，使得充电集电弓4的接触元件1、2、3接触充电站的相对应的接触面13、14、15。在此，经由外部的接触面13、15流动的充电电流通过绝缘地8安置在活节臂5上的连接线路11、12导出。经由中间的接触面14流动的电流能够经由导电的活节臂5本身导出。
为了接触元件1、2、3伸出，充电集电弓4具有提升驱动器16，所述升降驱动器气动地、电气地、液压地或机械地实施成具有弹簧系统，以及为了降下接触元件1、2、3，所述充电集电弓具有下降驱动器17，所述下降驱动器同样气动地、电气地、液压地或机械地实施成具有弹簧储能器。降下接触元件1、2、3也能够利用重力来进行。
通过本发明，借助充电集电弓实现电流传输设备，所述电流传输设备能够实现：经由唯一的集电弓能够建立至少两个或更多个电接触，所述电接触能够传输不同的电相并且同时实现车辆的接地。通过构成为活节臂系统，根据本发明的电流传输设备能够在小质量的情况下以特别紧凑的结构形式实现。这样构造的在车辆侧的充电设备能够为车辆驾驶员实现在架空式充电站下简单定位并且同时可靠与接触面接触。与成熟的提升驱动器和下降驱动器关联的简单的并且牢固的构造的特征还在于维护少并且胜任大的机械持久负荷，所述持久负荷尤其在具有多个提升过程和下降过程的短途客运运行中在停车站处出现。

Claims (8)

1.一种在车辆侧的电流传输设备，用于在充电站处借助设置在所述车辆上方的输送电流的接触面对车辆(7)的电储能器静态充电，
其特征在于具有构成为活节臂系统的充电集电弓(4)，所述充电集电弓实施成多极的并且为了静态接触输送电流的所述接触面而具有至少两个彼此绝缘的电接触元件，所述电接触元件传输不同的电相，其中所述接触元件在横向于行驶方向伸展的轴线上并排地设置并且彼此绝缘地设置在共同的充电集电弓(4)上，并且所述充电集电弓(4)具有至少一个电接触元件，所述电接触元件实施成接地接触部。
2.根据权利要求1所述的电流传输设备，
其特征在于，
所述活节臂系统构成为单臂系统或多件式的剪式系统并且具有唯一的基本框架(6)，所述基本框架与所述车辆(7)固定连接并且在所述基本框架上能枢转地固定有所述活节臂系统的活节臂(5)。
3.根据权利要求1所述的电流传输设备，
其特征在于，
所述接触元件横向于行驶方向的伸展足够大，以便能够将所述车辆(7)定位在所述充电站的输送电流的接触面下方。
4.根据权利要求2所述的电流传输设备，
其特征在于，
一个/多个所述电接触元件的一个/多个连接线路电绝缘地集成在一个/多个所述活节臂(5)中。
5.根据权利要求2所述的电流传输设备，
其特征在于，
所述活节臂系统的和所述基本框架(6)的器件实施成用于连接接触元件的引导电流的导体。
6.根据权利要求1所述的电流传输设备，
其特征在于，为了建立可靠的接触，各个所述接触元件以能运动的方式设置在所述充电集电弓(4)上。
7.根据权利要求1所述的电流传输设备，
其特征在于，
为了伸出所述接触元件，所述充电集电弓(4)具有提升驱动器(16)，所述提升驱动器气动地、电气地、液压地或机械地实施成具有弹簧系统。
8.根据权利要求1所述的电流传输设备，
其特征在于，
为了降下所述接触元件，所述充电集电弓具有下降驱动器(17)，所述下降驱动器气动地、电气地、液压地或机械地实施成具有弹簧储能器，或者所述接触元件的降下利用重力来进行。
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