用于非引导电动车辆的地面供电系统及其使用方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及的领域是用于非引导电动车辆的地面供电系统以及该地面供电系统相应的使用方法。
【背景技术】
[0002]电驱动车辆(电推动车辆)被视为热驱动车辆的替代品以减少温室气体的排放。
[0003]电动车辆包括可充电电池组以及电动机，电动机由电动车辆的电池组供电以用于驱动车辆。
[0004]对于非引导电动车辆(也就是说，卡车、篷车、私人轿车和公共汽车等等)，实践中已知的是，当非引导电动车辆停止时，通过借助于电缆线将电池组连接到充电站上对车辆的电池组充电。
[0005]还已经提出了在非引导电动车辆行驶过程中为车辆的电池组充电。为此，设想了两种类型的系统:感应供电系统和传导供电系统。
[0006]在传导供电系统中，文件W02010140964公开了一种车行道，该车行道的表面设置有两个彼此平行并且沿着车行道的方向纵向延伸的凹槽。两个凹槽中的每一个的内部都设有一个或更多带电的供电铁轨。
[0007]为了收集电流，非引导电动车辆设置有一个电极，该电极的末端能够插入到车行道的凹槽中与带电的供电铁轨电接触。
[0008]带电的供电铁轨被细分为多个纵向分段。
[0009]分段通过开关连接到电压源上，开关基于与待供电的车辆的位置相关的信号进行控制。在以上引用的文件中，该位置信号基于借助于嵌入在车行道并且沿着被考虑分段铺设的磁环由车辆对RFID (在英文术语中为“Rad1 Frequency Identif icat1n”射频识别)类型的标签进行检测来生成。在接收到这样的位置信号时，控制设备关闭开关以使得被考虑分段被电连接到电压源上。
【发明内容】
[0010]本发明的目的是提供一种改良的传导型地面供电系统。
[0011]本发明的目的涉及一种用于非导引电动车辆的地面供电系统，该地面供电系统具有一供电轨道对，该供电轨道对包括一能够达到电源电压的、被称为带电导体轨道的导体轨道和一用于返回电流的、被称为中性导体轨道的导体轨道，所述中性轨道与所述带电轨道平行并且所述带电轨道由被端对端放置的多个矩形分段组成，每个分段与其邻近分段电绝缘，其特征在于:
[0012]所述系统包括一能够提供低电源电压的第一电压源和一能够提供高电源电压的第二电压源；
[0013]每个分段通过选择装置被连接至所述第一电压源或所述第二电压源；
[0014]所述系统包括至少一个速度测量设备，用于测量在车行道的区段上行驶的、配备有所述系统的非导引电动车辆的瞬时速度；以及
[0015]选择设备，能够获得由所述速度测量设备测量的车辆的所述瞬时速度、然后将测量的速度与阈值速度进行比较并且基于比较结果对所述或每个选择装置加以控制。
[0016]根据某些特定实施例，所述系统包括被单独考虑或者根据任何技术上可能的组合的一个或多个下述特征:
[0017]所述选择设备被配置为:如果所述测量的速度低于所述阈值速度，则所述或每个选择装置被控制以使得所述区段的每个分段被连接至所述第一电压源；以及如果所述测量的速度高于所述阈值大于或等于所述阈值速度，则所述或每个装置被控制以使得所述区段的每个分段被连接至所述第二电压源；
[0018]所述带电导体轨道的每个分段经由一受控开关被电连接至所述选择装置以向所述带电轨道的被考虑分段施加一由所述选择装置选择的电压源所输出的电源电压，所述受控开关适于根据所述被考虑分段的正上方还是邻近分段上存在车辆而通过控制装置进行切换；
[0019]所述第一电压源能够输出一小于60V的电压以及一与待供电车辆的辅助电气装置的运行相配的功率，并且所述第二电压源能够输出一高电压以及一与待供电车辆的主要电气装置的运行相配的功率；
[0020]所述速度测量装置是一包括有被连接至速度传感器的计算单元的速度测量单元，所述传感器生成信号，所述计算单元基于该信号确定在车行道的所述区段上行驶的车辆的速度的测量值；
[0021]所述速度测量装置是一包括有被连接至多个天线的计算单元的速度测量系统，每个天线与分段相关联并且具有沿所述车行道的纵向彼此间隔一距离的至少两个波瓣，每个天线拾取由一设置在所述车辆的触靴上的合适发射器发射的信号并且生成所述计算单元确定所述车辆的瞬时速度所基于的信号；
[0022]所述速度测量装置的所述天线是非对称的以使得能够确定所述车辆的瞬时速度的方向。
[0023]本发明的目的还涉及一种使用与上述系统一致的地面供电系统的方法，包括以下步骤:
[0024]获取车辆的瞬时速度的测量值；
[0025]将测量的速度与阈值速度进行比较；以及
[0026]如果所述测量的速度小于所述阈值速度，则对所述车辆行驶的车行道的区段的每个分段的所述选择装置加以控制以确保每个分段被连接至传送低电源电压的所述第一电压源；或者
[0027]如果所述测量的速度大于或等于所述阈值速度，则对所述车辆行驶的车行道的区段的每个分段的所述选择装置加以控制以确保每个分段被连接至传送高电源电压的所述第二电压源。
【附图说明】
[0028]通过对仅以说明且非限定示例方式给出的特定实施例的说明并且参照附图能够更好地理解本发明，在附图中:
[0029]图1为示意性地示出在车行道上行驶的非引导电动车辆的后视图，该非引导电动车辆配备有根据本发明的地面供电系统；
[0030]图2为图1中所不的不意图的俯视图；
[0031]图3为根据本发明的地面供电系统的第一实施例的示意性示图；
[0032]图4为图3中所示的系统的使用方法的方框图；
[0033]图5为根据本发明的地面供电系统的第二实施例的示意性示图。
【具体实施方式】
[0034]通过借鉴在传导型地面供电系统领域所积累的经验，针对引导电动车辆，即对于被约束沿轨道移动的车辆(尤其是沿铁轨轨道移动的有轨电车/地面电车)，申请人开发出当前的用于非引导电动车辆的地面供电系统。
[0035]在图1和2中示出在车行道2上行驶的汽车I是非引导电动车辆。显然，各种不同类型的非引导车辆通过使用地面供电系统将能够在车行道2上行驶。因此，非引导电动车辆这个术语包括运货卡车、私人轿车、私人大客车、摩托车等等。
[0036]以常规方式将XYZ坐标系统与汽车I关联:X轴沿纵向并朝向前方取向'Y轴沿横向并从左至右取向；以及，Z轴沿垂直方向并从下至上取向。
[0037]汽车I包括车身4和车轮3，车轮3中的某些为转向轮。汽车I包括转向装置(未示出)，转向装置使得驾驶员可以采用使得车辆I转向的方式在XY平面内改变转向轮的角度。
[0038]汽车I包括可充电电池组和电动机(未示出)。在牵引过程中，这些主要的电气装置需要的功率大约为30kW。
[0039]汽车I配备有电流收集装置，电流收集装置提供在汽车I行驶过程中收集电功率的能力。在图1中惯常使用附图标记5来标示电流收集装置。
[0040]电流收集装置5包括触靴，触靴能够在地面供电系统的一对带电的供电轨道上滑动接触，以下将对此进行说明。
[0041]车行道2包括沟槽6，沟槽6内放置有地面供电系统，其附图标记惯常为10。
[0042]一旦系统10被放置在沟槽6的正确位置处，则使用混凝土 7填充沟槽6以使得车行道2的上表面8在车行道的整个宽度上连续。上表面8基本平整。
[0043]当被放置在正确位置处时，系统10具有与车行道2的表面8齐平的以下各项:
[0044]相导体轨道11，用于电连接到第一电功率源上，或者被电连接到第二电功率源上，又或者被电连接到周围地电势，这将在以下进行说明:
[0045]中性导体轨道12，用于电连接到参考电势VMf，例如，参考电势VMf为OV ；
[0046]保护导体轨道13，用于电连接到地电势Vground。
[0047]带电轨道11由多个分段(图3中的11.1)构成，在目前设想的实施例中，多个分段中的每一个的宽度为1cm并且长度为22m。
[0048]分段被端到端设置以形成带电轨道11。
[0049]分段彼此电隔离。
[0050]有利地，中性轨道12使用与带电轨道11所使用的分段相同的分段来制造。因此，轨道12由多个分段