专利名称：用于电动车辆的电力传输设备及其电动车辆的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及用于电动车辆的电力传输设备。该电力传输设备包括用于确保车辆的受电弓和变压器之间的电力传输的多个部件，其中，至少一个部件是长形的且适于承受高电压。电力传输设备包括封壳，该封壳通过成对布置的壁部封围部件，其中，第一对壁部的底壁部和顶壁部包括至少一个长边，并且第二对壁部的壁部包括在该底壁部和顶壁部之间延伸的短边。本实用新型还涉及包括该电力传输设备的电动车辆以及电力传输设备的使用。
背景技术：
电力传输设备用于在车辆的受电弓和变压器之间传输电力。电力传输设备通过多个部件确保向变压器提供电压和电流在指定范围内的电力。 电力传输设备包括适于在运行过程中承受高电压一例如，高于15kV的电压，优选地高于25kV的电压一的一个或更多个部件。这些高压部件例如是线路断路器、电压测量互感器(transformer)、电流测量互感器、电涌放电器、接地开关、车顶开关(roofswitch)和瞬变电流扼流圈(transient inductor)等等。高压部件中的至少一个具有长形形状。电力传输设备还可以包括适于承受低电压的一个或更多个部件，例如逻辑单元、控制单元等等。这些低压部件用于控制适于承受高电压的一个或多个部件。在现有技术的电力传输设备中，高压部件安装于车辆的车顶上，并且相对于车顶竖直定向。当被空气围绕时，为了避免该部件和电力传输设备的其它部件之间或该部件与车辆的其它零件之间的闪络(flash-over)，长形部件的竖直定向是必要的。此外，就部件的冷却来说，长形部件的竖直定向是优选的。由于部件的定位以及长形部件的竖直定向，在车辆的运行过程中部件迎受空气流，因此部件、特别是竖直定向的部件增加车辆的空气阻力并且在车辆的运行过程中产生噪音。由于高压部件在车辆的车顶上的定位，这些部件必须满足室外使用的要求。EP01996427B1和W006089713A1公开了布置在车辆的车顶上的电力传输设备。该设备包括高压部件和封围高压部件的封壳。在EP01996427B1的实施方式中，该设备另外包括布置在位于车顶下面的封壳中的低压部件。W02011/003733A1公开了用于在车辆中使用的低压电部件——例如用于照明系统、空调系统等等——的电力传输设备。该设备包括封围低压部件的封壳。该设备适于布置在车辆的上部车顶和内侧车顶之间。
实用新型内容本实用新型的目的是提供一种改进的用于电动车辆的电力传输设备。本实用新型的第一目的是提供对车辆的空气阻力以及噪音的贡献减小的电力传输设备。本实用新型的第二目的是提供允许降低对于部件的要求的电力传输设备。本实用新型的第三目的是提供使得能够将电力传输设备布置在电动车辆中而不限制车辆的有用空间的电力传输设备。该目的通过根据权利要求I的前序部分所述的电力传输设备获得，该电力传输设备的特征在于，底壁部和顶壁部中的至少一个是电绝缘的，并且所述长形部件在封壳内安装成使得其平行于底壁部和顶壁部中的至少一个延伸。底壁部和顶壁部中的一个的电绝缘布置使得承受高电压的部件一具体地，长形部件——能够沿相应的电绝缘壁定向。通过在封壳内部将长形部件定向成使得其平行于相应的电绝缘壁延伸，电力传输设备可以相对于车辆的车顶水平地定向。与现有技术相比，电力传输设备的这种水平定向使电力传输设备对于车辆的空气阻力和噪音的贡献降低。此外，封壳的电绝缘壁使得电力传输设备能够被布置成由车辆的外侧车顶遮盖。通过电力传输设备的这种布置，在车辆的运行过程中电力传输设备将不迎受空气流，因此电力传输设备对车辆的空气阻力和噪音没有贡献。 根据本实用新型的一种实施方式，所述第一对壁部的一个壁部包括至少部分可移除的盖，所述盖使得能够进入所述封壳的内部。通过该盖，适于将部件露出以便进行电力传输设备的维护。根据本实用新型的一种实施方式，所述盖包括适于彼此独立地被移除的第一部分和第二部分。根据本实用新型的一种实施方式，所述封壳的所述壁部是不透空气的，并且所述壁部布置成使得将所述封壳内的环境与所述封壳周围的环境隔离。通过封壳，能够在封壳中形成可控环境。由此，保护电力传输设备的部件免于暴露于水和湿气。相应地，能够降低对于电力传输设备的部件的要求，从而使得能够将低成本部件用于电力传输设备。根据本实用新型的一种实施方式，所述电力传输设备包括用于将湿气从所述封壳内抽出至所述封壳的外部的抽吸湿气用装置。借助于该抽吸湿气用装置，能够控制封壳内的环境，以确保湿度不超过特定的等级。由此，能够使用对在湿气中操作的要求降低的部件。根据本实用新型的一种实施方式，所述抽吸湿气用装置包括在至少其中一个所述壁部中的设置有过滤器的开口。过滤器不需要电力供应以抽吸湿气。相反，当抽吸湿气的能力降低至低于特定水平时，该过滤器适于用新的过滤器替换。根据本实用新型的另一实施方式，所述抽吸湿气用装置包括风扇。根据本实用新型的一种实施方式，所述封壳还包括第三对壁部，所述第三对壁部包括在所述底壁部与所述顶壁部之间延伸的另一短边，并且所述长形部件布置在所述第二对壁部和所述第三对壁部中的一对壁部之间。 为了允许电力传输设备的水平定向，长形部件布置在第二对壁部或第三对壁部之间。两种定向都允许电力传输设备相对于车辆的车顶水平定向。根据本实用新型的一种实施方式，所述部件中的适于承受高电压的至少一个部件选自于以下群组线路断路器、电压测量互感器、电流测量互感器、电涌放电器、接地开关、车顶开关和瞬变电流扼流圈。根据本实用新型的一种实施方式，所述底壁部包括固态电绝缘材料，所述固态电绝缘材料构造成确保经得住高于15kV电压、优选地高于25kV电压的绝缘体。因此,在上述电压范围内，该电绝缘材料防止所述部件与车辆的其它零件之间的闪络。根据本实用新型的一种实施方式，所述电力传输设备包括引导构件，所述引导构件适于引导所述部件插入到所述封壳中。通过引导构件，有助于将部件插入封壳中或从封壳中移除部件。相应地，通过引导构件，由于有助于部件的露出，所以改善了电力传输设备的维护。此外，引导构件有助于电力传输设备的部件的替换。根据本实用新型的一种实施方式 ，其中，大部分壁部主要包括如下材料不锈钢、铝、或例如环氧树脂的塑料。根据本实用新型的一种实施方式，其中，壁部限定封围部件的区域并且封壳的所述区域的大部分是电绝缘的。根据本实用新型的一种实施方式，其中，通过在封壳的内侧的至少一部分上涂覆电绝缘材料，使封壳电绝缘。通过在壁部上涂覆，壁部能够包括具有高强度的第一材料——例如金属材料和具有高电绝缘性的第二材料——例如塑性材料构成。根据本实用新型的一种实施方式，其中，第二对壁部和第三对壁部的壁部是电绝缘的。根据本实用新型的一种实施方式，其中，封壳接地。本实用新型另外涉及一种根据权利要求11所述的电动车辆,具体为一种电动机车，其特征在于，所述电动车辆包括根据权利要求I至10中的任一项所述的电力传输设备和包括外侧车顶的外侧本体，所述外侧本体将所述车辆内部的环境与所述车辆外部的环境隔离，其中，所述电力传输设备布置在所述车辆内，使得所述第一对壁部的所述长边定向成沿着所述外侧车顶并且靠近所述外侧车顶。长形部件在电力传输设备的封壳内定向成使得长形部件平行于相应的电绝缘壁延伸。电力传输设备定向成使得其由车辆的外侧车顶覆盖。与现有技术相比，电力传输设备由车辆的外侧车顶覆盖使电力传输设备对车辆的空气阻力和噪音的贡献降低。根据本实用新型的一种实施方式，所述车辆包括内侧车顶，所述内侧车顶布置在所述车辆的所述外侧本体内，从而使得在所述外侧车顶与所述内侧车顶之间形成空间，并且所述电力传输设备布置在所述空间内。电力传输设备布置在外侧车顶和内侧车顶之间。由此，电力传输设备不需要车辆的可用空间。通过将长形部件在封壳内布置成使得其平行于底壁部和顶壁部中的一个延伸，允许电力传输设备在车辆的外侧车顶和内侧车顶之间的定向。根据本实用新型的一种实施方式，所述电力传输设备布置成使得所述底壁部邻近所述内侧车顶，并且所述顶壁部邻近所述外侧车顶。由此，根据车辆的外侧车顶和内侧车顶之间的可用空间调节封壳的伸长。根据本实用新型的一种实施方式，所述第一对壁部的所述底壁部和所述顶壁部中的一个形成所述车辆的所述外侧车顶的一部分。由此，减轻了车辆的重量，因为其中一个相应的壁部即充当封壳的壁部又充当车辆的外侧车顶。本实用新型还涉及根据权利要求I至10中的任一项所述的电力传输设备在电动车辆中的使用。
现在将参考附图并通过对本实用新型的不同实施方式的说明，更周详地解释本实用新型。图I示出了根据本实用新型的实施方式的用于电动车辆的电力传输设备的外部视图。图2示出了图I中的电力传输设备的内部视图。图3示出了布置在电动车辆的外侧车顶和内侧车顶之间的图I和2中的电力传输设备。
具体实施方式现在将参考图1-3解释本实用新型。在图I中，示出了用于例如电力机车等电动车辆3的电力传输设备I的外部视图。该电力传输设备I适于确保和控制车辆3的受电弓和变压器之间的电力传输。图中未公开受电弓和变压器。电力传输设备I包括封壳5和多个部件7。部件7使得能够在车辆3的运行过程中控制受电弓和变压器之间的电力传输。在所公开的示例中，多个部件7a是长形的并且适于承受闻电压。封壳5布置成使得其通过成对布置的壁部封围部件7。第一对壁部10包括底壁部IOa和顶壁部10b。壁部另外包括第二对壁部12和第三对壁部14。第二对壁部12和第三对壁部14包括各自的第一壁部12a、14a和第二壁部12b、14b。在所公开的实施方式中，底壁部IOa基本上是平的，而顶壁部IOb稍微弯曲。每对壁部10、12、14定向成使得壁部的外部表面彼此相反。相应地，封壳5形成用于部件7的封闭的隔腔。在图I中由虚线标识了底壁部IOa的范围。底壁IOa包括在第二对壁部12的延伸方向上延伸的长边20。底壁IOa包括在第三对壁部14的延伸方向上延伸的另一长边21。第二对壁部12的第一壁部12a和第二壁部12b中的每一个包括在底壁部IOa和顶壁部IOb之间延伸的短边22。短边22比底壁部IOa的长边20以及另一长边21短。以与第二对壁部12相同的方式，第三对壁部14的第一壁部14a和第二壁部14b中的每一个包括在底壁部IOa和顶壁部IOb之间延伸的另一短边24。该另一短边24比底壁部IOa的长边20和另一长边21短。电力传输设备I的壁部布置成使得至少底壁部IOa是电绝缘的。优选地，电力传输设备I的所有壁部都是电绝缘的。通过电绝缘的壁部，能够避免车辆3的部件7和其它零件之间的闪络。所有的长形部件7a布置在封壳5内部，使得它们平行于电绝缘的底壁部IOa延伸。应当理解，必需将长形部件7a布置成使得它们平行于一个或多个电绝缘的壁部延伸。另一方面，长形部件7a沿着底壁部IOa的方向不重要。例如，在图2中，一部分长形部件7a定向在长边20的方向上，并且另一部分长形部件7a定向在另一长边21的方向上。还有一部分长形部件7a定向在介于长边20的方向和另一长边21的方向之间的方向上。通过长形部件7a在封壳5内定向成使得它们平行于包括长边的相应的绝缘壁延伸，电力传输设备I可以相对于车辆3的车顶水平地定向。由此，降低了来自长形部件7a的空气阻力和噪音问题。在图3中，不出了电力传输设备I相对于车辆3的布置。车辆3包括外侧本体,夕卜侧本体包括外侧车顶30。车辆3的外侧本体将车辆3内部的环境与车辆3外部的环境隔离。电动车辆3另外包括布置在车辆3的外侧本体内的内侧车顶32，从而使得在外侧车顶30和内侧车顶32之间形成空间34。底壁部IOb基本上是平的，因而顺随着平坦的内侧车顶32。顶壁部IOb稍微弯曲，以便顺随着车辆3的外侧车顶30的弯曲。电力传输设备I布置在空间34内，使得底壁部IOa沿内侧车顶32延伸并且顶壁部IOb沿外侧车顶30延伸。相应地，电力传输设备I布置成使得其在车辆3的运行过程中不暴露于空气流。由此，电力传输设备I的布置使得与现有技术相比其对于车辆3的空气 阻力和噪音的贡献减小。封壳5的壁部构造成使得它们是不透空气的。由此封壳5为部件7提供了与围绕封壳5的环境隔离的环境。电力传输设备I另外包括用于抽出湿气的装置40，该装置40包括过滤器。通过封壳5的壁部上的过滤器,封壳5内的环境适于被控制成使得湿度变得比电力传输设备I外部低。通过受控的环境，可以使用与现有技术的电力传输设备的部件相比在湿气等级方面要求较低的部件7。由此，降低了部件7的成本并且降低了电力传输设备I的总成本。使用过滤器的优点在于，，能够在不必提供外部动力的情况下控制封壳5内的湿气等级。可替代地，可以将风扇或空调设备连接于电力传输设备1，用以抽出湿气并且冷却部件7。优选地，电力传输设备I的壁部主要包括不锈钢材料、铝或例如环氧树脂的塑性材料。在不锈钢或铝材料的情况下，壁部至少部分地涂覆有电绝缘材料。通过用电绝缘材料涂覆壁部，能够使得封壳5在材料强度和电绝缘方面的特性最优化。举例来说，例如不锈钢或铝的壁部第一材料提供高的强度，而例如聚合物材料的第二材料提供高的电绝缘性。本实用新型不限制于所公开的本实用新型的实施方式，可以在所附权利要求的框架内改变这些实施方式。例如，电力传输设备I可被安装在车辆3的外侧车顶30上，并且由此与现有技术的电力传输设备相比降低了空气阻力和噪音。电力传输设备I还可以安装成使得电力传输设备I的第一部分位于外侧车顶30下方并且电力传输设备I的第二部分位于外侧车顶30的上方。
权利要求1.一种用于电动车辆(3)的电力传输设备(I)，所述电力传输设备(I)包括用于确保所述车辆(3)的受电弓与变压器之间的电力传输的多个部件(7)，其中，所述部件中的至少一个部件(7a)是长形部件并且适于承受高电压，所述电力传输设备(I)包括封壳(5 )，所述封壳(5 )通过成对布置的壁部封围所述部件(7 )，其中，第一对壁部(10 )的底壁部(IOa)和顶壁部(IOb)包括至少一个长边(20)，并且第二对壁部(12)的壁部包括在所述底壁部(IOa)与所述顶壁部(IOb )之间延伸的短边(22 )， 其特征在于，所述底壁部(IOa)和所述顶壁部(IOb)中的至少一个是电绝缘的，并且所述长形部件(7a)在所述封壳(5)内安装成使得其平行于所述底壁部(IOa)和所述顶壁部(IOb)中的至少一个延伸。
2.根据权利要求I所述的电力传输设备(I)，其中，所述第一对壁部(10)的一个壁部包括可至少部分移除的盖，所述盖使得能够进入所述封壳(5)的内部。
3.根据权利要求2所述的电力传输设备(I)，其中，所述盖包括适于彼此独立地被移除的第一部分和第二部分。
4.根据权利要求I至3中的任一项所述的电力传输设备(1)，其中，所述封壳(5)的所述壁部是不透空气的，并且所述壁部布置成使得所述封壳(5)内的环境与所述封壳(5)周围的环境隔离。
5.根据权利要求I至3中的任一项所述的电力传输设备(I),其中,所述电力传输设备(I)包括用于将湿气从所述封壳(5 )内抽出至所述封壳(5 )的外部的抽吸湿气用装置(40 )。
6.根据权利要求5所述的电力传输设备(I)，其中，所述抽吸湿气用装置包括在至少其中一个所述壁部中的设置有过滤器的开口。
7.根据权利要求I至3中的任一项所述的电力传输设备(I)，其中，所述封壳(5)还包括第三对壁部(14)，所述第三对壁部(14)包括在所述底壁部(IOa)与所述顶壁部(IOb)之间延伸的另一短边(24)，并且所述长形部件(7a)布置在所述第二对壁部(12)和所述第三对壁部(14)中的一对壁部之间。
8.根据权利要求I至3中的任一项所述的电力传输设备(I)，其中，所述部件中的适于承受高电压的至少一个部件选自于以下群组线路断路器、电压测量互感器、电流测量互感器、电涌放电器、接地开关、车顶开关和瞬变电流扼流圈。
9.根据权利要求I至3中的任一项所述的电力传输设备(I)，其中，所述底壁部(IOa)包括固态电绝缘材料，所述固态电绝缘材料构造成确保经得住高于15kV电压的绝缘体。
10.根据权利要求9所述的电力传输设备(1)，其中，所述固态电绝缘材料构造成确保经得住高于25kV电压的绝缘体。
11.根据权利要求I至3中的任一项所述的电力传输设备(I),其中,所述电力传输设备(I)包括引导构件，所述引导构件适于引导所述部件插入到所述封壳(5)中。
12.—种电动车辆(3)，具体为一种电动机车，其特征在于，所述电动车辆(3)包括根据权利要求I至10中的任一项所述的电力传输设备(I)和包括外侧车顶(30)的外侧本体，所述外侧本体将所述车辆(3)内部的环境与所述车辆(3)外部的环境隔离，其中，所述电力传输设备(I)布置在所述车辆(3 )内，使得所述第一对壁部(10 )的所述长边(20 )定向成沿着所述外侧车顶(30 )并且靠近所述外侧车顶(30 )。
13.根据权利要求12所述的电动车辆(3)，其中，所述车辆(3)包括内侧车顶(32)，所述内侧车顶(32 )布置在所述车辆(3 )的所述外侧本体内，从而使得在所述外侧车顶(30 )与所述内侧车顶(32)之间形成空间(34)，并且所述电力传输设备(I)布置在所述空间(34)内。
14.根据权利要求12或13所述的电动车辆(3)，其中，所述电力传输设备(I)布置成使得所述底壁部(IOa)邻近所述内侧车顶(32)，并且所述顶壁部(IOb)邻近所述外侧车顶(30)。
15.根据权利要求12或13中的任一项所述的电动车辆(3)，其中，所述第一对壁部(10)的所述底壁部(IOa)和所述顶壁部(IOb)中的一个形成所述车辆(3)的所述外侧车顶(30)的一部分。
专利摘要本实用新型提供了一种用于电动车辆(3)的电力传输设备(1)，其包括用于确保受电弓和变压器之间的电力传输的多个部件(7)。所述部件中的至少一个部件(7a)是长形的部件并且适于承受高电压。该设备包括封壳(5)，该封壳(5)包括壁部。第一对壁部(10)的底壁部(10a)和顶壁部(10b)包括至少一个长边(20)，并且第二对壁部(12)的壁部包括在底壁部和顶壁部之间延伸的短边(22)。底壁部和顶壁部中的至少一个是电绝缘的，并且所述长形部件在封壳内安装成使得其平行于底壁部和顶壁部中的至少一个延伸。本实用新型还提供了具有上述电力传输设备的电动车辆。
文档编号B61D17/12GK202528854SQ20112057109
公开日2012年11月14日 申请日期2011年12月30日 优先权日2011年12月2日
发明者托马斯·库姆, 比约恩·菲舍尔, 约根·马斯, 罗伯特·沃·伯恩-巴克霍尔兹, 马茨-阿克·伊萨克松 申请人:巴姆邦德尔运输有限公司