CN106926708A - 公交环境能平衡运行的触滑电车路过即被充电技术 - Google Patents
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Abstract
一种《公交环境能平衡运行的触滑电车路过即被充电技术》,颠覆蓄能电车注重送电方式的现状,以受电方式创新,突破行驶中不能受电瓶颈,变停车“要”电为行驶中“受”电,形成新类型蓄能电车,匹配公交环境运行,能广泛替代内燃动力。实现《路过即被充电》,需解决各方面问题:行驶中免操作受电方法;短程可移动输电结构;路过即受电形式;供电段全程受电技术;快充强电流输送结构;供电站段能平衡分布,……这项开创性技术,适于共用车道、也适于快速专线及有轨线路,其原理更简捷,装置更可靠,电网效率能保证,运营区划更明晰,工程实施更规范,综合指标更优良,车价可大幅度降低,***投资相对更低,按这种电车蓄能输电方式,命名为〈触滑电车〉。
Description
【技术领域】
〖相关领域〗本发明涉及蓄能公交电车,动力供给消耗的能平衡,蓄能过程与运行环境匹配,充电能力与电网负载匹配,公交路网供电段设置触滑给电器,无运动机构的车载受电枢,免操作从给电器触滑输入电流,段内全程路过车不间断受电蓄能,路过即被充电的开创性构思,突破行驶不能受电的技术瓶颈,电网输送效率大幅度提高,使沿途供电能全面替代内燃动力。
〖参考文献〗本发明提出的公交电车蓄能续航方案,动力能平衡涉及路网的供电规划,供电段分布、站段车位设置、公交车速度范围、下客停站时间等参数,参考以下法规及文献:(1)《城市公共汽车和无轨电车工程项目建设标准》中华人民共和国***实施日期:1996.09.01(2)《工程建设标准强制性条文》(城市***分)建标[2000]202号(3)《城市公交站点布局优化与设计方法研究》作者:陈洁2010.06上海海事大学硕士论文,学校代码:10254。
〖符号使用〗本发明是公交供电***性创新,内容关联不同技术领域,主体功能由多个分案组成,为使各文前后照应、表述一致,说明书中:[分项序号]加方括弧统一排序。【分章标题】加实心方括弧。〖分节标题〗加空心方括弧。分节题目加(1)……序号分段。《文件及创新术语》加书名号。<创新名词>叙述加单书名号。说明叙述用词加‘单引号’。****星号为阵列序列省略。
【背景技术】
〖类似技术〗电替油是为更环保,电车以电\磁\电无线蓄能,能量多次转换环节,会加重环境污染、造成多次能效损耗、装置复杂浪费资源等,问题显而易见。各类投产蓄能公交电车,都面临共同难题:如何匹配公交环境、高效率蓄能续航、改善车辆的市场竞争力,[005]~[009]分别介绍。
〖回场加电方式〗电池蓄能公交电车有以下两种方式加电:
(1)充电场地是电池车的难题。北京奥运锂电车更换电池运行。
(2)电池车多为插电式充电,动力输送远不及充气加油,效率影响明显,
(3)电池功率密度不及内燃动力,电池寿命远不及内燃动力***。
〖沿途插电式〗电容车沿途插电蓄能存在以下问题:
(1)移动电缆会妨碍乘客上下车,存在安全隐患不宜采用。
(2)快充的移动电缆,直径应在50mm左右,拖移不可行。
(3)户外全天候应用,快充电流的插头技术不可行。
(4)大电流插接器件,禁止带电操作不可能快充供电。
〖轻轨电容车〗图-3示例为停站快速充电“现代有轨电车”。
(1)图中显示,车顶与顶棚间输电结构,就是取消接触网的轻轨车电车。
(2)超级电容快充大电流,采用路轨与架空回路输电欠合理。
(3)导电弓与架空电极,导电弓抬起进入架空电极区,会引发安全事故。
〖专线沿途供电〗图-1示例为今年试运行的“现代无轨电车”。
(1)图中站台的“L”形充电桩,车顶上空布置有3个电触头槽供电。
(2)车载触头要对准电触头槽,人工完成难度大,难以实现快充电。
(3)车载触头接触触头槽,伺服机构不会简单,可靠性不确定。
(4)触头槽\接触头须接触后通电断电后脱开,否则可能打弧。
(5)这种不能带电接触、脱开的结构,不适合少蓄勤充方式运行。
(6)供电负荷开关动作,车载输电机构控制,维护管理技术要求高。
(7)按披露消息,要实现介绍目标,估算充电负载可超过400KVA。
(8)图中只能单车充电,按2分钟一班,负载率25%,电源效率问题是明显。
〖架空接触式〗图-2上海11路供电类型。
(1)图中并列架空电极供电,车载接触受电机构未升起。
(2)输电触头接通与脱开架空电极,升降禁止在行驶中进行。
(3)架空电极为单回路供电,多车同时受电,***效率不能保证。
(4)供电段布置因素,商家提供长续航车型,配置电容使车价偏高。
〖惯性蓄能开发〗上世纪80年代,瑞士尝试过惯性飞轮公交。
(1)高速真空磁悬浮技术介绍,储能效率达98%,寿命可达20年。
(2)电车驱动超高速惯性蓄能介绍,功率密度不会劣于超级电容。
(3)大功率逆变器技术普及前,工业应急电源为工频电动\发电同轴惯性机构。
(4)飞轮蓄能技术是可预期的,关键是沿途供电瓶颈突破,惯性蓄能车更经济环保。
〖技术现状〗蓄能电车推进近10年,没形成路网范例,在于供电技术存在短板。
(1)回场及插接充电时间占用,电车的运行效率不及燃油车。
(2)沿途插接充电,移动电缆会妨碍乘客上下车。需设管理岗位、户外使用不安全。
(3)插电式提供快充电流,移动电缆直径50mm左右,人力拖动困难难,技术方案不成立。
(4)图-1几十千瓦驱动的电车,供电负荷会超过400KVA,电源效率低下不适普遍采用。
(5)图-2架空接触输电,存在安全隐患,多数站段不宜实施,供电段难以合理配置。
(6)图-2供电***,不能行驶中受电蓄能,输电能力远不及燃油动力***。
(7)图-1\2蓄能过程,不能匹配公交运行环境,路网广泛实施,会造成交通堵塞。
【发明内容】
〖前期探索介绍〗本发明人完成的《串极滑触线站段与无限电车构成的城市全域电动客车***》申请号:200910167677.3及《架空串极滑触线适用的无限电车顶触集电器起落跟随机构》申请号:2012103-21695.4两专利申请,(均通过实质审查阶段工作,由于本发明课题展开,暂停需修改权利要求的事务。
〖发明概要〗一种《公交环境能平衡运行的触滑电车路过即被充电技术》,颠覆蓄能电车注重送电方式的现状,以受电方式创新,突破行驶中不能受电瓶颈,变停车“等”电为行驶中“受”电,形成新类型蓄能电车,匹配公交环境运行,能广泛替代内燃动力。实现《路过即被充电》,需解决各方面问题:行驶中免操作受电方法;短程可移动输电结构;路过即受电形式;供电段全程受电技术;快充强电流输送结构;供电站段能平衡分布,……这项开创性技术,适于共用车道、也适于快速专线及有轨线路,其原理更简捷,装置更可靠,电网效率能保证,运营区划更明晰,工程实施更规范,综合指标更优良,车价可大幅度降低,***投资相对更低,按这种电车蓄能输电方式,命名为<触滑电车>。
〖总体目标〗公交车能源电替油,首要指标是蓄\耗能平衡。能平衡技术的两个层面:能量转移能力与能源转换效率,现有停车充电方式,两方面指标都不理想。本发明确定<路过即被充电>方向,解决停车充电形成的各方面问题,创造可替代内燃动力的公交输电技术。
〖技术系列〗本发明针对现有技术短板,提出根本改善沿途供电性能的方案。
(1)《路过即被充电技术》是本发明拟定的突破方向,表达蓄能电车创新输电方式应用结果。
(2)《联动电刷\整流模块组阵列线路》是<直线受电枢>、<纵极给电器>的触滑工作原理电路。
(3)《免操作触滑技术》是<路过即被充电>必需性能,<直线受电枢><纵极给电器>预设计运行方式。
(4)《直线受电枢》利用客车长度、《整流模块组阵组列线路》构成,配置蓄能电车形成行驶受电功能。
(5)《纵极给电器》以《联动电刷》电路构成,用于配合<直线受电枢>触滑输电的集成电器。
(6)《触滑电车》是配置<直线受电枢>的蓄能电车,以此形成行驶受电能力。
(7)《站段给电桩》布置在供电站段,悬挂<纵极给电器>供电,配合<直线受电枢>触滑输电。
(8)《接力触滑受电技术》利用输电设施的位置及形状配合,使路过供电段电车不间断受电的方法。
(9)《输电与跟随机构》<纵极给电器>悬挂构件绝缘联接替代输电线,使跟随动作更灵活可靠。
(10)《给电器避撞缓冲机构》共用车道的<纵极给电器>,设<水平摆转器>、<缓冲边组件>避免损坏。
〖附图说明〗
图-1、图-2、图-3背景技术示例不再作说明。图-14、图-15,标注采用原专利序号和名称。
基于本发明包括多个分案,图纸内容相互关联与引用,附图的标注及图符,为避免叙述阅读混淆,各图统一序号标注,相同的零件以同一序号,标注代号统意义一致。
图-4是《站段给电桩\触滑电车触滑配合图》。图中(A)局部放大见图-5,B部虚线框见图-6,C部虚线框见图-7,D部虚线框见图-8。图中代号:‘L1’-‘电车长度’,‘L2’-‘电枢标称长度’,‘L3’-‘站段给电桩\给电器间距’,‘M’-‘触滑节距模数’,‘xa’-‘A相线’,‘xb’-‘B相线’,‘xc’-‘C相线’。图中序号:件1-1<整流线束>,件2<直线受电枢>,件2-1<型材电枢梁>,件2-2<绝缘装配座>,件2-3<减震安装座>,件2-4<滑触极板>,件3-1(q前\h后)<减震群头刷>,件4<碰触导引头>。
图-5是图-4的A部《给\受电部位放大图》。图中代号‘L1’-‘电车长度’,‘L2’-‘受电枢标称长度’‘L3’-‘给电器间距’,‘M’-‘节距模数’,‘xa’-‘A相线’,‘xb’-‘B相线’,‘xc’-‘C相线’。图中序号:件1-1<整流线束>,件2<直线受电枢>,件2-1<型材电枢梁>,件2-2<绝缘装配座>,件2-3<减震安装座>,件2-4<滑触极板>,件3-1q\h<减震群头刷>,件4<碰触导引头>。
图-6是图-4的B局部放大,显示《纵极给电器\直线受电枢高程配合图》。图中代号:∠a-‘触面俯仰角’,∠a2-‘电刷迎触角’,∠a3-<碰触导引角>,‘H1’-‘滑触标称高程’‘H2’-‘触面下限高程’,‘Hx’-‘高程跟随公差’。序号元件:件2<直线受电枢>,件3<纵极给电器>,件4<碰触导引头>,件5<输电\跟随机构>,件5-1<远端联接座>,件5-2(A\B\C\D六面体平行边)<导电\跟随构件>,件5-3<缓冲边组件>,件5-4<高程支撑边>。
图-7是图-4的C局部放大,显示《纵极给电器\直线受电枢配合状态》,图中G-G剖面为《直线受电枢\减震群头刷Z向接触状态》。图中代号:‘L4’-‘直线受电枢宽度’,‘L5’-‘纵极给电器宽度’,‘M’-‘滑触节距模数’,‘Z-a\Z-b\Z-c\Z-d’-‘平行六面体变形轴’,‘Z-h’-‘高程支撑轴’,‘Z-x’-‘触面俯仰轴’,‘xb’-‘B相线’,‘xc’-‘C相线’序号元件:件1-1<直流线束>,件2-1<型材电枢梁>,件2-2<绝缘装配座>,件2-3<减震安装座>,件2-4(A\B列)<滑触极板>,件2-5A<(-)散热翼母线>,件2-5B<(+)散热翼母线>,件2-6A<(-)整流模块>,件2-6B<(+)整流模块>,件2-7<补偿母线>,件3<纵极给电器>,件3-1(q前,h后)<减震群头刷>,件3-01<电刷头>,件3-02<刷头蜂巢座>,件3-03<刷头底簧>,件5-1<远端联接座>,件5-2(A\B\C\D六面体平行边)<导电\跟随构件>,件5-3<缓冲边组件>,件5-4<高程支撑边>,件5-5<调节机构>,件5-6<近端联接座>,件7<供电装置座>,件7-4<螺纹轴悬挂管>。
图-8是图-4的D局部放大,显示《坠降缓冲与避撞悬挂输电机构图》。图中代号:Z-z-‘转摆座中轴线’。序号元件:件5-3<缓冲边组件>,件5-4<高程支撑边>,件5-5<调节机构>,件5-6<近端联接座>,件5-7<输入接线端>,件6<水平摆转器>,件6-1<装配螺钉>,件6-2<锁定螺钉>件6-3<驱动\锁定齿轮>,件6-4<减速电机>,件6-5<水平转摆座>,件7<供电装置座>,件7-1<轴向轴承座>,件7-2<轴向轴承>,件7-3<中通防滴盖>,件7-4<螺纹轴悬挂管>,件8<被动避撞杆>。件9(A\B\C……桩位)<站段给电桩>。
图-9是《触滑电车供电段给电运行状态》。图中代号:‘L2’-‘受电枢有效长’,‘L3’-‘纵极给电器间距’,‘xa’-‘A相线’,‘xb’-‘B相线’,‘xc’-‘C相线’,序号元件:件1-1<直流线束>,件2(A\B车位)<直线受电枢>,件3(A\B\C工位)<纵极给电器>,件4<给电器导引头>,件9<A\B\C……桩位)<滑触给电桩>。
图-10是《纵极给电器\直线受电枢滑触配合状态》,虚线框A部见图-11,虚线框B部见图-12。图中代号:‘xa’-‘A相线’,‘xb’-‘B相线’,‘xc’-‘C相线’序号元件:件1-1<直流线束>,件2<直线受电枢>,件2-1<H型电枢梁>,件2-2<电枢装配座>,件2-3<电枢绝缘座>,件2-4(A\B列)<滑触极板>,件3<纵极给电器>,件3-1(q前、h后)<减震群头刷>,件5<输电与跟随机构>,件5-1<远端联接座>,件5-2(A\B\C\D六面体平行边)<导电\跟随构件>,件5-6<近端联接座>,件6<水平摆转器>,件7<供电装置座>,件8<被动避撞杆>,件9(A桩位)<滑触给电桩>
图-11是图-10的A局部放大,显示《纵极给电器\直线受电枢免操作碰触条件》。图中代号:‘Z-a\Z-b\Z-c\Z-d’-‘平行六面体变形轴’,‘Z-h’-‘高程支撑轴位’,‘Z-x’-‘触面俯仰轴’,∠a-‘触面俯仰角’,∠a2-‘电刷迎触角’>,∠a3-‘碰触导引角’,∠a4-‘水平避撞角’,‘Z1-O1-X1’-‘电枢受电面’,‘Z2-O2-X2’-‘电刷给电面’。‘Z1-O1-X1’平面与‘Z2-O2-X2’平面待叠合。序号元件:件1-1<直流线束>,件2<直线受电枢>,件2-1<H型电枢梁>,件2-2<电枢装配座>,件2-3<电枢绝缘座>,件2-4(A、B列)<滑触极板>,件2-5A<(-)散热翼母线>,件2-5B<(+)散热翼母线>,件2-6A<(-)整流模块>,件2-6B<(+)整流模块>,件2-7<补偿母线>,件3<纵极给电器>,件3-1(q前、h后)<减震群头刷>,件3-01<电刷头>,件3-02<蜂巢刷座>,件3-03<电刷底簧>,件4<给电器导引头>,件5<输电与跟随机构>,件5-1<远端联接座>,件5-2(A\B\C\D六面体平行边)<导电\跟随构件>,件5-3<缓冲边组件>,件5-4<高程支撑边>,件5-5<调节机构>,件5-6<近端联接座>,件7<供电装置座>,件7-4<螺纹轴悬挂管>。
图-12是图-10的B局部放大,显示《纵极给电器\直线受电枢输电状态》。图中代号:‘Z-x’-‘触面俯仰轴’。‘Z-a\Z-b\Z-c\Z-d’-‘平行六面体变形轴’。‘Z1-O1-X1’-‘电枢受电面’,‘Z2-O2-X2’-‘电刷给电面’,‘Z1-O1-X1’与‘Z2-O2-X2’两平面叠合。序号元件:件1-1<直流线束>,件2-4<滑触极板>,件3<纵极给电器>,件3-1(q前、h后)<减震群头刷>,件5<输电与跟随机构>,件5-1<远端联接座>,件5-2<导电\跟随构件>,件5-6<近端联接座>,件6<水平摆转器>,件7<供电装置座>,件8<被动避撞杆>,件9(A桩位)<站段给电桩>。件5-2(A\B\C\D)六面体平行边:保持件3<纵极给电器>滑触贴合;形成件3<纵极给电器>的供电回路。
图-13显示《联动电刷\整流模块组阵列线路》。图中代号:‘I’-<电车线路部分>,‘II’-《直线受电枢部分》《整流模块组阵列》,‘III’-《纵极给电器部分》<联动电刷头>,‘xa-(1\2\3)’-A相各回路导线,‘xb-(1\2\3)’-B相各回路导线,‘xc-(1\2\3)’-C相各回路导线,‘1-1.1A\B,1-1.2A\B’-‘直流线束各导线’。序号元件:件1-1<直流线束>,件2<直线受电枢>,件2-4.1\2\3\4\n阵列<滑触极板>,件2-4(A\B列)<滑触极板>,件2-5A<(-)散热翼母线>,件2-5B<(+)散热翼母线>,件2-6A<(-)整流模块>,件2-6B<(+)整流模块>,件2-7<补偿母线>,件3-1(q前、h后)<减震群头刷>。
图-14是《串极滑触线站段与无限电车构成的城市全域电动客车***》(专利号:200910167677.3)的《两级降压地置串极滑触线站段电气结线图》,即一种易触接脱开的滑触输电线路。(专利摘要:针对无轨电车消亡、纯电动车价高效低,高效环保飞轮储能技术难推广,现电动车供电是技术短板。标准化供电是本发明的关键。借鉴<串激电机>的电枢,配合现代电子技术,提出‘串极滑触线’、‘无限电车>’、‘全域电动客车***’……能单车计费管理。借鉴无轨电车命名规律,简称‘无限电车’。)序号元件I 2-1.降压变压器,2-2.配电箱,2-3.真空开关,2-4.可控硅开关,2-5.站段变压器,2-6.嵌入计算机,2-7.控制变压器,2-8.AC/DC电源,2-9.高压开关控制模块,2-10.二次线路模块,2-11.采集器模块,2-12.网络线,2-13.DC电源线,2-14.母线b,2-15.母线a,2-16.隐蔽接地线,2-17.“换相”开关,2-18.“摆渡”开关,2-19.电极II,2-20.电极b,2-21.电极I,2-22.电极a,2-23.信号接收模块,2-24.“定相”开关,2-25.半控桥式硅整,2-26.电车电气***,2-27.电车信号发射头。
图-15是《架空串极滑触线适用的无限电车顶触集电器起落跟随机构》(专利号:201210321695.4)。专利摘要:公知无轨电车、电气机车供电滑触线不能间断;上海世博纯电客车架空接触停车充电。摘要附图:架空件1‘串极滑触梁’由图-14中2-10.二次线路模块,2-11.采集器模块,2-12.网络线,2-13.DC电源线,2-14.母线b,2-15.母线a,2-16.隐蔽接地线,2-17.“换相”开关,2-18.“摆渡”开关,2-19.电极II,2-20.电极b,2-21.电极I,2-22.电极a,2-23.信号接收模块,2-24.“定相”开关电路集成;一档标称10m。件2‘顶触集电器’相对件4‘横置底座’平行升降;件6‘纵置底座’、件12‘起落气缸’、件11‘起落转臂’构成三角形气动机构,操作件8‘起落纵梁’起落,使‘顶触集电器’起落与‘串极滑触线’分合。件6‘纵置底座’,件7‘无限电车’,件8‘起落纵梁’。
〖创新特征〗
《车路过即被充电技术》是集成创新输电方法,这种新类型蓄能电车,具备各方面技术特征:
(1)《公交触滑电车》路网<纵极给电器>供电、车载<直线受电枢>受电,公交***触滑蓄能运行。
(2)《联动电刷\整流模块组阵列线路》是《车路过即被充电》核心技术,形成前后方位触滑回路。
(3)《直线受电枢》利用车长和整流模块组阵列条件一体化集成,配备蓄能电车匹配公交环境运行。
(4)《纵极给电器》<减震群头刷>组集成电器,配置<站段给电桩>,对<触滑电车>滑触输电。
(5)《免操作滑触输电》是<路过即被充电>必需性能,<直线受电枢><纵极给电器>预设运行方式。
(6)《站段给电桩》供电段布置<站段给电桩>,全部路过车分回路供电,段内全程受电驱动\蓄能。
(7)《接力触滑受电》利用输电设施的位置及形状配合,使路过供电段电车不间断受电驱动\蓄能。
(8)《给电器避撞缓冲机构》共用车道的<纵极给电器>,设<水平摆转器>、<缓冲边组件>避免损坏。
(9)《给电器输电\跟随机构》<纵极给电器>悬挂构件绝缘联接替代输电线,使跟随动作更灵活可靠。
【具体实施方式】
《公交环境能平衡运行的触滑电车路过即被充电技术》,是***性工程,实施包含电气技术、机械构造、***运行各方面内容,下面[032][033][034][035][036][037][038][039]分项说明。
〖输电结线〗图-13电路是本发明实际结线方案,用以实现***的独特触滑输电能力。
(1)图13结线包括:I-<电车线路>,II-<整流模块组阵列>,III-<联动电头>各独立功能部分。
(2)II部是件2<直线受电枢>的实际电路。件2-6A\B(阵列)<整流模块>,分列并联在件2-5A\B<散热翼母线>,向‘I’部线路输出直流;件2-6B\A各<整流模块>,输入端以件2-7<补偿母线>,连接对应件2-4.****两列<滑触极板>,A\B阵列的任何位置,都能形成桥式整流输入回路。
(3)两列<滑触极板>开环布置,形成件2<直线受电枢>的<整流模块>在线检测功能。
(4)III部是件3-1q\h<减震群头刷>电路,‘xa-(1\2\3)’为组合供电回路,便于进行避弧控制。
(5)<整流模块>的单向性,使<减震群头刷>同时接通前后两节<滑触极板>,具有消除滑触电弧能力。
(6)图-13输电线路***,件3<纵极给电器>布置在道旁,件2<直线受电枢>置于蓄能电车、随车移动,相对滑触线移动供电设备,集电器从平行架设的滑触线集电,滑触结构布置呈镜像状态。在车身长度条件下,图-13电路《整流模块组阵列》可形成7~10m的<直线受电枢>。
(7)图-13电路相对图-14“串极滑触线”电路,明显简捷可靠,功能更多更使用。
(8)图-13电路与图-14电路的根本区别在于:图-14电路主体中电源,图-13是受电功能电路。
〖受电装置〗<直线受电枢>实施,客车长度条件是基础,图-13II部受电线路一体化集成,配置蓄能电车触滑移动受电,形成新类型电车-车路过即被充电的<滑触电车>。
(1)<直线受电枢>应用见图-5,件2<直线受电枢>布置在车顶,配置件4<碰触导引头>免操作碰触。
(2)图-7中G-G截面,‘L4’是<直线受电枢>宽度。
(3)图-6件2<直线受电枢>随车移动,装配的件4<碰触导引头>与件3<纵极给电器>碰触。
(4)图-13‘II’、‘III’功能,件2-4<滑触极板>布置节距M,件2<直线受电枢>标称长度L2=nM。
(5)公交车身长度,可形成7~10m的移动滑触距离,相对图-14“串极滑触线”,电路更可靠,结构更简捷,维护会更简单,投资会更低廉,常规变配电***,容易嵌入市电网。
〖给电器件〗<纵极给电器>实施,用于配合<直线受电枢>移动触滑输电。
(1)图7中,件3-1(q前、h后)<减震群头刷>电气线路,采用图-7‘III’电路。
(2)图-5中<纵极给电器>用于,悬挂于件9B<站段给电桩>,贴合车载件2<直线受电枢>输电。
(3)图-6中<纵极给电器>‘Hx’‘高程跟随公差’,与件2<直线受电枢>的‘H1’‘滑触标称高程’配合,由件5-2(A\B\C\D六面体平行边)<导电\跟随构件>调整补偿。<纵极给电器>设置∠a2‘电刷迎触角’与件4<碰触导引头>碰触。‘Z-x’轴,角∠a‘触面俯仰角’,以补偿坡道路面不平。
(4)图7G-G截面中,<直线受电枢>的‘L4’与<纵极给电器>的‘L5’宽度冗余滑触配合,实现行中<纵极给电器>随机接触<直线受电枢>。
(5)<纵极给电器>产品,可根据使用环境,采用不同的悬挂形式,图-6实施例为共用车道结构。
(6)图-7(G-G)截面、(F)局部图中:置于件3-02<刷头蜂巢座>的件3-01<电刷头>集群,使件3-1具有足够的导电面积、使移动状态贴合更有效;集群刷头能分散电刷碰撞质量;件3-03<刷头底簧>用于碰撞缓冲,并保持<电刷头>贴合稳定。
〖纵极触滑〗《免操作触滑》图-6《纵极给电器\直线受电枢滑触配合状态》;图-6A<纵极给电器\直线受电枢行驶碰触条件>;图-6B<纵极给电器\直线受电枢贴合状态>,“纵极回路”是基础条件。
(1)图-6中,件2<直线受电枢>前移,会与件3A<纵极给电器>接触。
(2)图-6A件2<直线受电枢>随车前移,件3<纵极给电器>‘Z2-O2-X2’接触面,先碰触件4<碰触导引头>∠a3斜边;继续前行件2-4<滑触极板>‘Z1-O1-X1’触滑面,会贴合‘Z2-O2-X2’。
(3)贴面触滑,可为停车状态、也可在行驶状态,图-6B中给\受电平面贴合,是本发明独特输电状态。
(4)坡道会使‘Z1-O1-X1’接触面倾斜,件3<纵极给电器>的‘Z-x’轴使可补偿倾斜。
(5)图-7G-G截面,‘L4’与‘L5’冗余配合,保证<直线受电枢>与<纵极给电器>驾驶行驶触滑。
(6)这套免操作的输电结构,较图-1\2更简单方便,比图-9结构明显易于实施与应用。
〖供电站段〗<站段给电桩>结构按图-6,7,8实施,供电站按图-5布置。本例为共用车道方案。
(1)<站段给电桩>置于共用车道公交线,图-6,7,8中,件7<供电装置座>紧固在<站段给电桩>横担端部;以件7-4<螺纹轴悬挂管>在Z-z‘转摆座中轴线’装配件6<水平摆转器>;件6-1<装配螺钉>,将件5-6<近端联接座>与件6<水平摆转器>紧固;悬挂件5-1<远端联接座>的件5-2(A\B\C\D六面体平行边)<导电\跟随构件>、件5-4<高程支撑边>,悬挂在件5-6<近端联接座>。配置的件5-1<远端联接座>‘Z-x’轴装配<纵极给电器>,置于车道站台一侧。配置的<纵极给电器>位于车道上方。
(2)图-6,7,8中,<站段给电桩>悬挂的<纵极给电器>,与<直线受电枢>配合同[035]〖贴面触滑〗。
(3)图-9中,‘L3’-<站段给电桩>布置间距,‘L2’-<直线受电枢>有效长度,布置条件:L2≥L3+3M。
(4)<站段给电桩>基数为3的整数倍,供电***相平供电,布置数与线路车流量、续航里程效果。
(5)图中,路过‘车A’接受件3A供电,‘车B’接受件3C供电,‘车A\B’同时受电。<站段给电桩>供电段,件9的A\B\C……各桩位条件,配电‘xa-xb、xb-xc、xc-xa…’分回路,***相平衡回路供电。件9A\B\C<站段给电桩>‘xa-xb’、‘xb-xc’、‘xc-xa’输电回路联接配电***。件3A\B\C<纵极给电器>,对车载件2A\B滑触输电。
〖接力输电〗“接力输电”方法,是对<直线受电枢>性能的创造性应用。是本发明<路过即被充电技术>的重要条件。通过<站段给电桩>布置间距,配合有效长度的触滑方式,采用这种接力触滑方法,不间断获得由站段内每基<站段给电桩>的轮流供电。
(1)实现“接力输电”,<站段给电桩>布置方法按[035]〖供电站段〗条件实施。
(2)<接力触滑受电>必须按[035]〖贴面触滑〗<免操作触滑>实施。
(3)<直线受电枢>必须按[033]〖受电装置〗<直线受电枢>实施。
〖触滑避弧〗<路过即被充电>大电流工作,实施方案采用以下应对措施:“触滑避弧”:
(1)图-7中,件3-1<减震群头刷>采用<刷头蜂巢座>装配集群刷头形成大接触面电刷。
(2)<G-G)图件3-01<电刷头>的件3-03<刷头底簧>推力,使接触压力均匀、接触电阻稳定。
(3)(F)图置于件3-02<刷头蜂巢座>的件3-01<电刷头>成多(5)排组合,各排分回路供电。
(4)图-13‘III’部‘xa-(1\2\3)’xb-(1\2\3)’分3个供电回路,便于进行避弧控制。
(5)图-13‘II’部电路的电气原理,在与‘III’电路滑触时,<滑触极板>转换会分流避弧。
〖避撞机构〗图-6,8设置坠降缓冲及主被\动避免撞悬挂机构,防止件3<纵极给电器>损坏。
(1)<站段给电桩>置于车道近站台,件7<供电装置座>紧固在<站段给电桩>置于车道侧横担端部。
(2)件7-4<螺纹轴悬挂管>将件6<水平摆转器>装配在Z-z‘转摆座中轴线’可0~55度顺时针摆转。
(3)件6-1<装配螺钉>将件5-6<近端联接座>与件6<水平摆转器>紧固为一体。
(4)<近端联接座>,悬挂件5-4<高程支撑边>及件3<纵极给电器>,随件6<水平摆转器>摆转到车道外。
(5)避撞机构动作,在图-8中,件6-3<驱动\锁定齿轮>与件7<供电装置座>外周齿啮合。
(6)件6-4<减速电机>装配在件6-5<水平转摆座>轴孔中,<减速电机>转动,驱动悬挂<纵极给电器>的机构,避让到车道外。
(7)当超高车辆碰撞件8<被动避撞杆>,件8也会将悬挂<纵极给电器>的机构推出车道。
(8)电力线路通过件7-4<螺纹轴悬挂管>敷设。
〖能平衡运行〗的前提是在公交常规环境下,蓄能电车从沿途供电段,受电蓄能维持运行,蓄\耗电可保证平衡,才可能广泛替代内燃动力。通过[031]所列各项技术突破,<路过即被充电技术>成套,供电能从路网层面规划,实现公交***能平衡,使电力指标处于合理水平,在此前提条件下,图-9件3<纵极给电器>件2<直线受电枢>配合,构成的新类型蓄能电车***,可以实现下列设计技术指标:
(1)输入电压:400V AC,
(2)输出电压:DC
(3)滑触电流:220A AC
(4)给电里程:0.042~0.076Km
(5)供电分布:1.0Km
(6)受电车数:3~6辆
(7)受电过程:30s
(8)受电方式:路过即受电
(9)续航配置:2.0Km
(10)运行环境:户外全天候
(11)受电设备:直线受电枢,机电一体化集成,输入AC,输出DC
(12)给电设备:纵极给电器,400V,300A AC,一体化集成
(13)站段负荷:240~400KVA
(14)运行方式:全线路电力运行
【专利分案】
本发明《公交环境能平衡运行的触滑电车路过即被充电技术》,包含系列关联创新,将逐一分案申请专利,其项目见[041][042][043][044][045]各项。
《触滑电车直线受电枢结构》<直线受电枢>是《车路过即被充电》核心器件,产品利用客车长度,采用图-13 II部《整流模块组阵列》电路,机电一体化集成为户外车载装置,形成蓄能电车行驶受电能力。
(1)<直线受电枢>应用见图-5,件2<直线受电枢>,件2-1<型材电枢梁>,件2-2<绝缘装配座>,件2-3<减震安装座>,件2-4<滑触极板>,件4<碰触导引头>。‘M’-节距模数’,是产品的规格标准。
(2)<直线受电枢>结构见图-7,件2-4<滑触极板>布置节距1M,‘受电枢标称长度’L2=nM
(3)图-7中G-G截面,‘L4’是<直线受电枢>宽度。
(4)驾驶行驶中,件2<直线受电枢>装配的件4<碰触导引头>与件3<纵极给电器>碰触。
(5)公交车长条件,可形成7~10m的<直线受电枢>,相对图-14“串极滑触线”,电路更可靠,结构更简捷,维护会更简单,投资会更低廉,常规变配电***,容易嵌入市电网。
《触滑电车免操作触滑技术》《免操作触滑》是《车路过即被充电》过关键条件。图-6显示《纵极给电器\直线受电枢滑触配合状态》。图-11是图-10的A部放大,显示<纵极给电器\直线受电枢行驶碰触条件>。图-12是图-10的B部放大,显示<纵极给电器\直线受电枢贴合状态>。
(1)图-10中,件2<直线受电枢>前移,会与件3A<纵极给电器>接触。
(2)图-11显示碰触条件,件2<直线受电枢>随车前移,使件3<纵极给电器>‘Z2-O2-X2’接触面,碰触件4<碰触导引头>∠a3斜边,继续前行,‘Z2-O2-X2’会贴合件2-4<滑触极板>‘Z1-O1-X1’触滑面。
(3)接触可在停车状态,也可在行驶滑移状态,图-12中,给\受电两平面,处于贴合状态。
(4)坡道会使‘Z1-O1-X1’接触面倾斜,件3<纵极给电器>的‘Z-x’轴使可倾斜补偿。
(5)这套免操作的输电结构,较图-1\2更简单方便,比图-9结构明显易于实施与应用。
《触滑电车纵极给电器结构》<纵极给电器>用于配合<直线受电枢>,构成移动输电回路。
(1)工作原理见图-13,《联动电刷\整流模块组阵列线路》‘III’《联动电刷头部分》<纵极给电器>。
(2)实施应用见图-5,,件9B<滑触给电桩>悬挂件3<纵极给电器>,其件3-1(q前、h后)<减震群头刷>,贴合随电车位移的件2<直线受电枢>输电。
(3)碰触引导方式见图-6,件3<纵极给电器>的‘H2’‘触面下限高程’,与件2<直线受电枢>的‘H1’‘滑触标称高程’,存在‘Hx’‘高程跟随公差’,件3<纵极给电器>设置∠a2-‘电刷迎触角’,对应件4<碰触导引头>∠a3-<碰触导引角>,保证件2<直线受电枢>与<纵极给电器>碰触。
(4)坡道滑触补偿,图-6件3<纵极给电器>‘Z-x’轴,角∠a‘触面俯仰角’,以补偿坡道路面不平。
(5)图-7G-G截面中,‘L4’与‘L5’在Z向冗余量配合,保证<直线受电枢>行驶中接触<纵极给电器>。
(6)<纵极给电器>产品,可根据使用环境,采用不同的悬挂形式,图-6实施例为共用车道结构。
(7)图-7图(G-G)截面放大图、(F)局部放大图中,置于件3-02<刷头蜂巢座>的件3-01<电刷头>集群,使件3-1具有足够的导电面积、使移动状态贴合更有效。
(8)集群刷头能分散电刷碰撞质量,件3-03<刷头底簧>用于碰撞缓冲,也使接触贴合稳定。
《触滑电车接力触滑受电方法》“接力触滑受电方法”是,<直线受电枢>能力利用的再创新。
(1)图-5中,<直线受电枢>有效长度,<站段给电桩>布置间距,‘M节距模数’,布置L2≥L3+3M。
(2)图-6中件2A前移动,按图-5条件,可同时接触件3A与件3B,不间断输入电流。
(3)图-13《联动电刷\整流模块组阵列线路》特殊整流电路,允许多回路同时输入,即不间断受电。
《触滑电车纵极给电器主\被动避撞机构》主\被动避撞机构布置在图-8、图-11。
(1)由于件3<纵极给电器>在于共用车道内,其标高会低于4.5m,需设置《主被\动避免撞机构》。
(2)件9A置于车道站台,件7<供电装置座>紧固在<站段给电桩>横担端部,置于车道站台一侧。
(3)件6<水平摆转器>以件7-4<螺纹轴悬挂管>,装配在Z-z‘转摆座中轴线’,可0~55度顺时针摆转。
(4)件6-1<装配螺钉>将件5-6<近端联接座>与件6<水平摆转器>紧固为一体,件5-4<高程支撑边>及件3<纵极给电器>,能随件6<水平摆转器>摆转到车道外。
(6)避撞机构动作,在图-8中,件6-3<驱动\锁定齿轮>与件7<供电装置座>外周齿啮合。件6-4<减速电机>装配在件6-5<水平转摆座>轴孔中,驱动悬挂<纵极给电器>的机构,避让到车道外。当超高车辆磁撞件8<被动避撞杆>,件8也会将悬挂<纵极给电器>的机构推出车道。
(7)件7-4<螺纹轴悬挂管>内用于敷设电力线路。
Claims (9)
1.无轨电车沿线“取”电,电容车停站“等”电,路过即“受”电车,是说明书[030]综合创新结果,这种<路过即被充电技术>,能平衡性能根本改善,形成新类型公交电车→<直线受电枢蓄能车>→<触滑电车>;<触滑电车>以<站段给电桩>配置<纵极给电器>(电刷)供电,供电段‘xa-xb’、‘xb-xc’、‘xc-xa’等配电回路,对段内路过<触滑电车>同时供电。
2.图-7中,‘III电路’构成<纵极给电器>,‘II电路’<整流模块组阵列>构成<直线受电枢>,I为<电车线路>;III、II、I电路组合,形成移动触滑输电能力;电路原理借鉴‘多相桥式整流’,交流结线采用触滑方式,二极管特性确定,这种整流电路的输入状态,回路位置、回路个数可以随机确定,其滑触输电功能完善,构成<路过即被充电>电气基础。
3.<整流模块组阵列><直线受电枢>电路,交流输入阵列<滑触极板>两列布置,这种<整流模块>结线方式,能对各模块在线监测,提高<路过即被充电>装置的运行可靠性。
4.<路过即被充电><触滑电车>,车顶没有运动机构,静置<直线受电枢>受电;由车道旁布置的<站段给电桩>,配置<纵极给电器>供电,在图-4B HX方向作滑触跟随,区别于无轨电车滑触状态,电车集电器作滑触跟随,两种跟随机构位置互为镜像,没有触滑运动机构的<触滑电车>,形成免操作接通\脱开电源的条件。
5.<路过即被充电>的触滑回路,区别于无(有)轨电车并列输入,件3<纵极给电器>‘Z2-O2-X2给电面’与件2<直线受电枢>‘Z1-O1-X1受电面’输入回路X方向纵列;图-6所示‘Z2-O2-X2给电面’与‘Z1-O1-X1受电面’待叠合;当件2<直线受电枢>随车X向前移动即进入图-6B状态,‘Z2-O2-X2给电面’与‘Z1-O1-X1受电面’贴合,在接触面形成前、后位置的电流回路,这种接触回路同一平布置的结构,使行驶状态接通与断开都容易。
6.<路过即被充电>的X方向触滑移动范围,由件2<直线受电枢>‘有效长度L3’(L3=nM),与件3-1q、件3-1h<减震群头刷>‘布置间距2M’确定;X方向的触滑条件见图-4A。
7.<路过即被充电>的触滑移动,图-4C G-G截面,<直线受电枢>‘宽度L4’与<纵极给电器>‘宽度L5’,Z向采用冗余配合,使行驶中<直线受电枢>易于接触<纵极给电器>。
8.<路过即被充电>大电流工作,图-4C(F)局部,<电刷头>置于<刷头蜂巢座>,在X向分多(五)排;图-7‘III部’分‘xa-(1\2\3)’xb-(1\2\3)’几供电回路,用于避弧控制。
9.<路过即被充电技术>是各方面突破的集成创新,说明书[041][042][043][044][045]各项涉及创新技术,保留技术在先权,内容同本案公开,随后分案专利申请。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
WW01 | Invention patent application withdrawn after publication | ||
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Application publication date: 20170707 |