DE102012214753A1 - System zur Energieversorgung von nicht schienengebundenen Elektrofahrzeugen - Google Patents

System zur Energieversorgung von nicht schienengebundenen Elektrofahrzeugen Download PDF

Info

Publication number
DE102012214753A1
DE102012214753A1 DE102012214753A DE102012214753A DE102012214753A1 DE 102012214753 A1 DE102012214753 A1 DE 102012214753A1 DE 102012214753 A DE102012214753 A DE 102012214753A DE 102012214753 A DE102012214753 A DE 102012214753A DE 102012214753 A1 DE102012214753 A1 DE 102012214753A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
power supply
supply system
catenary
contact
electric vehicle
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE102012214753A
Other languages
English (en)
Inventor
Roland Edel
Klaus Dietrich
Michael Lehmann
Frank Gerstenberg
Göran Keil
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Priority to DE102012214753A priority Critical patent/DE102012214753A1/de
Priority to PCT/EP2013/058580 priority patent/WO2013174608A2/de
Priority to DE112013001246.4T priority patent/DE112013001246A5/de
Publication of DE102012214753A1 publication Critical patent/DE102012214753A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L9/00Electric propulsion with power supply external to the vehicle
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L50/00Electric propulsion with power supplied within the vehicle
    • B60L50/50Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells
    • B60L50/52Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells characterised by DC-motors
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L50/00Electric propulsion with power supplied within the vehicle
    • B60L50/50Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells
    • B60L50/53Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells in combination with an external power supply, e.g. from overhead contact lines
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E01CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01FADDITIONAL WORK, SUCH AS EQUIPPING ROADS OR THE CONSTRUCTION OF PLATFORMS, HELICOPTER LANDING STAGES, SIGNS, SNOW FENCES, OR THE LIKE
    • E01F15/00Safety arrangements for slowing, redirecting or stopping errant vehicles, e.g. guard posts or bollards; Arrangements for reducing damage to roadside structures due to vehicular impact
    • E01F15/02Continuous barriers extending along roads or between traffic lanes
    • E01F15/04Continuous barriers extending along roads or between traffic lanes essentially made of longitudinal beams or rigid strips supported above ground at spaced points
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2200/00Type of vehicles
    • B60L2200/26Rail vehicles
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/10Vehicle control parameters
    • B60L2240/12Speed
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/60Navigation input
    • B60L2240/62Vehicle position
    • B60L2240/622Vehicle position by satellite navigation
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/72Electric energy management in electromobility
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/10Technologies relating to charging of electric vehicles
    • Y02T90/16Information or communication technologies improving the operation of electric vehicles

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Current-Collector Devices For Electrically Propelled Vehicles (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein System zur Energieversorgung eines nicht schienengebundenen Elektrofahrzeugs (7) mit einem elektrischen Traktionsantrieb während der Fahrt auf einer mindestens eine Fahrspur (2) aufweisenden Fahrbahn (1). Seitlich neben der Fahrspur (2) verlaufend ist eine Fahrleitung einer Fahrleitungsanlage zur Traktionsversorgung angeordnet. Das Elektrofahrzeug (7) weist einen seitlich ausfahrbaren Stromabnehmer (14) auf, der mit der Fahrleitung zur Energieeinspeisung während der Fahrt in Schleifkontakt bringbar ist. Hierdurch

Description

  • Die Erfindung betrifft ein System zur Energieversorgung eines nicht schienengebundenen Elektrofahrzeugs mit einem elektrischen Traktionsantrieb, insbesondere eines Personenfahrzeugs, während der Fahrt auf einer mindestens eine Fahrspur aufweisenden Fahrbahn.
  • Bekannt ist die diskontinuierliche Energieversorgung eines Elektrofahrzeugs durch Aufladung fahrzeugseitiger Energiespeicher an einer Ladestation oder durch Austausch eines entladenen gegen einen aufgeladenen Energiespeicher an einer Wechselstation. Das Verhältnis von Masse zu Speicherkapazität dieser Energiespeicher ist relativ ungünstig, wodurch die Reichweite solcher Fahrzeuge mit einer Speicherladung stark begrenzt ist. Zu dem Zeitverlust durch die erforderliche Fahrtunterbrechung an einer Lade- bzw. Wechselstation kommt die relativ hohe Lade- bzw. Wechselzeit, was dazu führt, dass ein solches Elektrofahrzeug für Langstrecken ungeeignet ist und ein herkömmlich angetriebene Fahrzeuge nicht ersetzen kann.
  • Für Langstreckenfahrten auf Autobahnen ist eine kontinuierliche Energieversorgung eines schweren Nutzfahrzeugs über in etwa 5 m Höhe angebrachte Fahrleitungen einer Oberleitungsanlage – etwa aus den deutschen Patentanmeldung der Anmelderin mit den Aktenzeichen 10 2011 076 620.0-32 , 10 2011 076 623.5-23 und 10 2011 076 615.4-32 – bekannt, wobei elektrische Energie über einen in Schleifkontakt mit den Fahrleitungen stehenden Stromabnehmer in das nicht schienengebundene Fahrzeug eingespeist wird. Der Stromabnehmer ist selbst für ein Nutzfahrzeug schwer und platzaufwändig. Für ein leichtes Personenfahrzeug müsste er wegen dessen niedrigerer Bauhöhe noch größer und damit schwerer ausgebildet sein und dabei von einem viel leichteren Fahrzeug getragen werden.
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein auch für Langstreckenfahrten geeignetes Energieversorgungssystem von Elektrofahrzeugen, insbesondere Personenfahrzeugen, bereitzustellen.
  • Die Aufgabe wird gelöst durch ein System zur Energieversorgung eines nicht schienengebundenen Elektrofahrzeugs mit einem elektrischen Traktionsantrieb während der Fahrt auf einer mindestens eine Fahrspur aufweisenden Fahrbahn, wobei seitlich neben der Fahrspur verlaufend eine Fahrleitung einer Fahrleitungsanlage zur Traktionsversorgung angeordnet ist, und wobei das Elektrofahrzeug einen seitlich ausfahrbaren Stromabnehmer aufweist, der mit der Fahrleitung zur Energieeinspeisung während der Fahrt in Schleifkontakt bringbar ist. Bei einer mehrspurigen Fahrbahn kann die Fahrleitung rechts von einer rechten Fahrspur oder links von einer linken Fahrspur verlaufend angeordnet sein, wobei hier wie im Folgenden von einem Straßenverkehrssystem mit Rechtsverkehr ausgegangen wird. Der fahrzeugseitige Stromabnehmer kann seitlich vom Elektrofahrzeug ausgefahren werden, um die Fahrleitung von unten oder direkt seitlich zu beschleifen, wobei der Schleifkontakt zwischen Stromabnehmer und Fahrleitung kraft- oder formschlüssiger Art sein kann. Damit ist eine Energieversorgung von Elektrofahrzeugen sowohl zur direkten Einspeisung in den Traktionsantrieb während der Fahrt als auch zur Wiederaufladung von Energiespeichern, wie zum Beispiel Lithium-Ionen-Akkumulatoren, die durch vorherige Fahrten auf nicht elektrifizierten Fahrbahnen entladen wurden und daher wieder aufgeladen werden müssen, möglich. So können von Elektrofahrzeugen auch lange Fahrstrecken ohne Unterbrechung absolviert werden.
  • In einer vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Energieversorgungssystems weist das Elektrofahrzeug ein Abstandsassistenzsystem zur automatischen Einhaltung eines vorgebbaren Abstandes zwischen Elektrofahrzeug und Fahrleitung auf. Zur geplanten Energieeinspeisung steuert der Fahrer sein Elektrofahrzeug beispielsweise auf die linke Fahrspur und startet ein Abstandsassistenzsystem zur automatischen Seitenabstandshaltung oder Spurhaltung, um einen ausreichend konstanten Abstand zur Fahrleitung zu gewährleisten. Für die präzise Abstandsregelung zwischen Fahrzeug und Stromschiene kann dabei mittels eines Abstandssensors der Abstand kontinuierlich gemessen werden und als Steuersignal für einen durch ein Lenkassistenzsystem vorzunehmenden automatischen Lenkeingriff genutzt werden. Es können dabei mehrere verschiedene Signalquellen genutzt werden. So kann bei bekannten elektronischen Positionsdaten der Fahrleitung mittels eines globalen Satellitennavigationssystems (englisch: Global Navigation Satellite System, kurz GNSS) der ersten und zweiten Generation, wie zum Beispiel das GPS-, GLONASS- oder GALILEO-System, die Fahrzeugposition und daraus dessen Abstand zur Fahrleitung bestimmt werden. Die Fahrzeugposition kann auch über eine Messung der Fahrgeschwindigkeit in Kombination mit einer inertialen Bestimmung der Fahrtrichtung durch Lenkungs- und Radimpulssensoren erfolgen. Von einem Fahrer bewusst vorgenommene Abweichungen von der Fahrspur, etwa bei Ausweich- oder Überholmanövern, haben Priorität vor den automatischen Lenkeingriffen für die Abstands- beziehungsweise Spurhaltung. Damit behält der Fahrer die volle Kontrolle über die Lenkung, so dass in einer Gefahrensituation eine Schnelltrennung zwischen Stromabnehmer und Fahrleitung erfolgen kann.
  • In einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Energieversorgungssystems weist der Stromabnehmer eine steuerbare Stelleinrichtung für die seitliche Ausfahrbewegung auf. Die Stelleinrichtung weist eine Steuereinheit auf, der als Eingangssignal der oben erwähnte Ist-Abstand zwischen Fahrzeug und Fahrleitung zugeführt wird. Die Steuereinheit ermittelt aus dem Ist-Abstand und der Ist-Stellung des Stromabnehmers sowie aus dem Ist-Lenkwinkel die einzustellende Soll-Stellung des Stromabnehmers, die durch eine Aktorik der Stelleinrichtung in eine Ausfahr- oder Einfahrbewegung des Stromabnehmers automatisch umgesetzt wird. Als Eingangssignal kann auch der vom Abstandsassistenzsystem ermittelte automatische Lenkwinkel verwendet werden, so dass ein Nachstellen des Stromabnehmers einfacher oder sogar obsolet werden kann.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Energieversorgungssystems weisen das Elektrofahrzeug und eine Betreiberzentrale der Fahrleitungsanlage Kommunikationsmittel zur bidirektionalen drahtlosen Datenübertragung auf, über die für eine Energieeinspeisung erforderliche Nutzungsdaten austauschbar sind. Die Kommunikationsmittel umfassen ein Fahrzeug- und ein Zentralengerät mit Benutzerschnittstellen und Sende- und Empfangsmitteln, die dazu ausgebildet sind, technischen und kommerzielle Nutzungsdaten, wie zum Beispiel Identifikationsdaten zum Nachweis einer Energiebezugsberechtigung oder Bezugsdaten über die eingespeiste Energiemenge zu Abrechnungszwecken auszutauschen.
  • In einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Energieversorgungssystems ist die Fahrleitung zwischen einer Fahrbahn und einer Gegenfahrbahn angeordnet. Die Elektrofahrzeuge können dabei Energie von der jeweils linken Fahrspur ihrer Fahrbahn einspeisen. Die Fahrleitung verläuft beispielsweise entlang des Mittelstreifens zwischen den Fahrbahnen, der für Fußgänger nicht oder nur in unbefugter Weise zugänglich ist. Damit besteht ein gewisser Berührungsschutz der stromführenden Fahrleitung durch ihre Anordnung zwischen den Fahrbahnen.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Energieversorgungssystems ist die Fahrleitung mehrpolig ausgebildet, wobei ein Pol der Fahrleitung durch einen Fahrdraht oder eine Stromschiene gebildet ist. Da in einem erfindungsgemäßen Energieversorgungssystem die bei schienengebundenen Fahrzeugen als Rückleiter verwendeten Schienen nicht vorhanden sind, ist die Fahrleitung mehrpolig ausgebildet. Bei zweipoligen Gleich- oder Wechselstromsystemen dient ein erster Pol als Hin- und ein zweiter Pol der Rückleiter. Bei dreipoligen Drehstromsystemen weist die Fahrleitung drei Pole auf, gegebenenfalls ist ein geerdeter Pol als Neutralleiter oder Erdungskontakt vorgesehen. Die Pole der Fahrleitung können durch separate Fahrdrähte gebildet werden, die zur Aufhängung längsgekerbt sind. Der Stromabnehmer kann in diesem Fall Schleifleisten oder -stücke tragen, über die der Schleifkontakt zu den Fahrdrähten herstellbar ist. Der Stromabnehmer kann eine V-förmige Andrahthilfe aufweisen, die ein Kontaktherstellung vereinfacht. Alternativ können die Pole auch durch separate oder in Baueinheit ausgeführte biegesteife Stromschienen gebildet sein, deren Oberfläche in einem Kontaktbereich vom Stromabnehmer beschliffen werden. Die Schleifstücke können aus Kohle oder aus Kupfer, gegebenenfalls mit einer Edelstahllauffläche, gebildet sein. Die Stromschiene kann durch ein Aluminiumprofil gebildet sein und die Fahrdrähte aus Kupfer bestehen.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Energieversorgungssystems sind die Pole der Fahrleitung durch Stromschienen gebildet, die in ein Fahrzeugrückhaltesystem der Fahrbahn, insbesondere in eine seitliche Schutzplanke, integriert sind. Als passives Fahrzeugrückhaltesystem kommen neben seitlichen oder mittleren Schutzplanken auch andere Stahl- oder Betonbauteile in Betracht. Durch die Baueinheit der Stromschienen mit einem solchen Rückhaltesystem erhält die Fahrleitung strukturellen Halt durch eine bereits bestehende Infrastruktur als Trägersystem. Außerdem erlaubt dieser gemeinsame mechanische Aufbau mit Schleifbereichen und Isolatoren einen kompakten Aufbau des Stromabnehmers.
  • Vorzugsweise ist bei dem erfindungsgemäßen Energieversorgungssystem die Stromschiene eines ungeerdeten Pols in einem größeren seitlichen Abstand von der Fahrbahn angeordnet als die Stromschiene eines geerdeten Pols. Indem ein ungeerdeter Pol tiefer in einer Schutzplanke liegt als der oder die geerdeten Pole, wird einerseits eine Berührung des ungeerdeten Pols von außen und andererseits ein Kurzschluss von Polen bei einer Deformation der Schutzplanke aufgrund eines Fahrzeugaufpralls erschwert.
  • Weiter vorzugsweise sind bei dem erfindungsgemäßen Energieversorgungssystem zwei Stromschienen derart angeordnet, dass ihre Kontaktbereiche gegeneinander geneigt sind. Eine V-förmige Anordnung der Kontaktbereiche vereinfacht eine Kontaktherstellung des Stromabnehmers mit den Stromschienen.
  • In einer anderen vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Energieversorgungssystems sind die Stromschienen fahrbahnseitig durch einen Berührschutz mit Fahrschlitz für den Stromabnehmer verblendet. Durch eine derartige Verblendung wird Betriebssicherheit der erfindungsgemäßen Fahrleitungsanlage erhöht. Der Stromabnehmer kann dabei einen ausfahrbaren Stromabnehmerarm aufweisen, der den Fahrschlitz der Verblendung passieren kann und an dessen Ende zwei sich gegenüber liegende Kontaktstücke angeordnet sind, die sich zur Kontaktherstellung mit den Stromschienen gegenseitig federelastisch abstoßen. Hierdurch liegt wird eine Selbstregelung der Kontaktkräfte erzielt.
  • In einer anderen bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Energieversorgungssystems weist eine Stromschiene einen bogenförmigen Kontaktbereich auf und der Stromabnehmer umfasst mehrere federelastisch gelagerte Schleifstücke zum Beschleifen des Kontaktbereichs. Die mehreren Schleifstücke sind elektrisch miteinander verbundenen und können sich der bogenförmigen Stromschiene zur Ausbildung des Schleifkontakts anpassen.
  • In einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Energieversorgungssystems weist der Stromabnehmer eine Anpresseinrichtung zur Konstanthaltung der Kontaktkraft zwischen Schleifstücken des Stromabnehmers und der Fahrleitung auf. Die Anpresseinrichtung kann durch eine mechanische Feder oder durch einen pneumatischen oder hydraulischen Zylinder gebildet sein, die eine Konstanthaltung der Kontaktkraft zwischen Stromabnehmer und Fahrleitung und damit eine hohe Güte der Energieübertragung gewährleisten.
  • In einer anderen bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Energieversorgungssystems weist der Stromabnehmer verschleißabhängig zustellbare Schleifstücke auf. Die Schleifstück sind mit einer Verschleißreserve versehen, die in Abhängigkeit des erlittenen Verschleißes zugestellt wird. Hierdurch kann die Standzeit zwischen zwei Schleifstückwechseln erheblich verlängert werden.
  • Weitere Eigenschaften und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus nachfolgender Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnungen, in deren
  • 1 ein erfindungsgemäßes Energieversorgungssystem mit einer durch Fahrdrähte gebildeten Fahrleitung,
  • 2 eine Fahrspur mit mittlerer Schutzplanke,
  • 3 ein erstes Ausführungsbeispiel,
  • 4 ein zweites Ausführungsbeispiel,
  • 5 ein drittes Ausführungsbeispiel,
  • 6 ein viertes Ausführungsbeispiel und
  • 7 ein fünftes Ausführungsbeispiel, jeweils eines er findungsgemäßen Energieversorgungssystems mit durch Stromschienen gebildeter Fahrleitung,
    schematisch veranschaulicht sind.
  • Gemäß 1 weist ein erfindungsgemäß elektrifizierter Streckenabschnitt einer Fahrbahn 1, etwa einer Autobahn, ein oder mehrere Fahrspuren 2, 3, 4 auf. Vorbehaltlich betrieblicher oder rechtlicher Regulierungen und Eingriffe sind alle Fahrspuren 2, 3, 4 durch konventionell angetriebene Fahrzeuge 5 technisch uneingeschränkt nutzbar. Die Fahrbahn 1 und/oder ihre nicht dargestellte Gegenfahrbahn können mit dem erfindungsgemäßen System zur Energieversorgung elektrisch oder diesel-elektrisch angetriebener Fahrzeuge, im Folgenden als schweres Nutzfahrzeug ausgebildetes Elektrofahrzeug 6 oder als leichtes Personenfahrzeug ausgebildetes Elektrofahrzeug 7 genannt, ausgerüstet sein. Eine oder mehrere Fahrspuren – im dargestellten Ausführungsbeispiel nur die rechte Fahrspur 4 – kann mit einer an Masten 9 und Auslegern 10 aufgehängten, zweipoligen Oberleitung 8 für als Nutzfahrzeug ausgebildete Elektrofahrzeuge 7 ausgestattet sein. Die elektrische Energie wird aus einem Unterwerk 11 in die Fahrdrähte der Oberleitung 8 eingespeist.
  • Zur Energieversorgung von als Personenfahrzeug ausgebildeten Elektrofahrzeugen 7 ist seitlich neben der Fahrbahn 1 – im dargestellten Ausführungsbeispiel links neben der linken Fahrspur 2 der Fahrbahn 1 – eine zweipolige Fahrleitung mit zwei als Hin- und Rückleiter ausgebildeten Fahrdrähten 12 angeordnet, in die Energie durch das Unterwerk 11 eingespeist wird. Nach Bedarf kann auch eine dreipolige Drehstrom-Fahrleitungsanlage angeordnet werden. Eventuell ist auch ein separater Pol für einen Neutralleiter oder Erdungskontakt vorgesehen. Die Fahrtrichtung 13 verläuft im dargestellten Ausführungsbeispiel von unten nach oben. Zur uni- oder bidirektionalen Energieübertragung weist ein Elektrofahrzeug 7 einen Stromabnehmer 14 für den form- oder kraftschlüssigen Schleifkontakt mit den Fahrdrähten 12 auf.
  • Die mindestens zweipolige Fahrleitung ist vorzugsweise in ein passives Fahrzeugrückhaltesystem, etwa in eine Schutzplanke 15 gemäß 2 oder ein Betonelement integriert. Gemäß 3 ist die zwei- oder mehrpolige Fahrleitung mit jeweils getrennten Stromschienen 16 oder sonstigen beschleifbaren Leitungen in die Schutzplanke 15 integriert und wird durch einen zwei- oder mehrpoliger Stromabnehmer 14 form- oder kraftschlüssig beschliffen.
  • In der Ausführung gemäß 4 ist die Fahrleitung als gemeinsamer mechanischer Aufbau mit mehreren, mittels Isolatoren 18 elektrisch voneinander getrennten, leitfähigen und beschleifbaren Kontaktbereichen 17 ausgebildet. Zur form- oder kraftschlüssigen Beschleifung ist der Stromabnehmer 14 kompakter ausgeführt.
  • Gemäß 5 sind die Stromschienen 19, 20, 21 derart in die Schutzplanke 15 integriert, dass der dem Elektrofahrzeug 7 zugewandte Pol 19 und der der Fahrspur 2 zugewandte elektrische Pol 21 geerdet sind und sicher berührt werden können. Der andere, ungeerdete Pol 20 – zum Beispiel der Pluspol – liegt tiefer in der Schutzplanke 15, so dass ein gewisser Berührungsschutz gewährleistet ist. Dadurch können sich auch bei Verformung der Gesamtkonstruktion durch beispielsweise einen Fahrzeugaufprall die elektrischen Pole 19, 20, 21 der Stromschiene nicht berühren.
  • Gemäß 6 ist die zweipolige Stromschiene derart in die Schutzplanke 15 integriert, dass sich die beiden elektrischen Pole 22 und 23 gegenüberliegen. Diese sind gegebenenfalls durch einen Berührschutz 24 verblendet und dadurch von außen geschützt. Der geerdete Pol kann sich oben oder unten befinden. Der Stromabnehmer 14 verfügt über zwei ebenfalls gegenüberliegende Schleifstücke 25, die durch eine federelastische, pneumatische oder hydraulische Anpresseinrichtung 26 mit konstanter Kontaktkraft an die Stromschienen 22, 23 gedrückt werden. Die mittige Anordnung des Stromabnehmerarms 27 wirkt als selbstregelndes System und vergleichmäßigt die Kontaktkräfte beider Schleifstücke 25 an beiden elektrischen Polen 23, 23.
  • Gemäß 7 sind die Stromschienen derart in die Schutzplanke 15 integriert, dass die beiden elektrischen Kontaktbereiche der Pole 28, 29 bogenförmig ausgebildet sind. Jeder Pol des Stromabnehmers 14 besteht aus mehreren, einzeln federnd gelagerten, elektrisch leitend miteinander verbundenen Schleifstücken 30, 31, die sich der bogenförmig ausgebildeten Stromschiene anpassen können. Dadurch werden horizontale und vertikale Bewegungen von Stromabnehmer 14 und Elektrofahrzeug 7 ausgeglichen und die Güte der Stromaufnahme erhöht. Der Stromabnehmerarm 32 kann über ein zweites mechanisches, pneumatisches oder hydraulisches Federsystem 33 verfügen, um Fahrzeug- und Stromabnehmerbewegungen voneinander zu entkoppeln.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102011076620 [0003]
    • DE 102011076623 [0003]
    • DE 102011076615 [0003]

Claims (13)

  1. System zur Energieversorgung eines nicht schienengebundenen Elektrofahrzeugs (7) mit einem elektrischen Traktionsantrieb während der Fahrt auf einer mindestens eine Fahrspur (2) aufweisenden Fahrbahn (1), wobei seitlich neben der Fahrspur (2) verlaufend eine Fahrleitung einer Fahrleitungsanlage zur Traktionsversorgung angeordnet ist, und wobei das Elektrofahrzeug (7) einen seitlich ausfahrbaren Stromabnehmer (14) aufweist, der mit der Fahrleitung zur Energieeinspeisung während der Fahrt in Schleifkontakt bringbar ist.
  2. Energieversorgungssystem nach Anspruch 1, wobei das Elektrofahrzeug (7) ein Abstandsassistenzsystem zur automatischen Einhaltung eines vorgebbaren Abstandes zwischen Elektrofahrzeug (7) und Fahrleitung aufweist.
  3. Energieversorgungssystem nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Stromabnehmer (14) eine steuerbare Stelleinrichtung für die seitliche Ausfahrbewegung aufweist.
  4. Energieversorgungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Elektrofahrzeug (7) und eine Betreiberzentrale der Fahrleitungsanlage Kommunikationsmittel zur bidirektionalen drahtlosen Datenübertragung aufweisen, über die für eine Energieeinspeisung erforderliche Nutzungsdaten austauschbar sind.
  5. Energieversorgungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Fahrleitung zwischen einer Fahrbahn (1) und einer Gegenfahrbahn angeordnet ist.
  6. Energieversorgungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Fahrleitung mehrpolig ausgebildet ist, wobei ein Pol der Fahrleitung durch einen Fahrdraht (12) oder eine Stromschiene (16, 19, 20, 21, 22, 23, 28, 29) gebildet ist.
  7. Energieversorgungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Pole der Fahrleitung durch Stromschienen (16, 19, 20, 21, 22, 23, 28, 29) gebildet sind, die in ein Fahrzeugrückhaltesystem der Fahrbahn, insbesondere in eine seitliche Schutzplanke (15), integriert sind.
  8. Energieversorgungssystem nach Anspruch 7, wobei die Stromschiene (20) eines ungeerdeten Pols in einem größeren seitlichen Abstand von der Fahrbahn (1) angeordnet ist als die Stromschiene (19, 21) eines geerdeten Pols.
  9. Energieversorgungssystem nach Anspruch 7 oder 8, wobei zwei Stromschienen derart angeordnet sind, dass ihre Kontaktbereiche gegeneinander geneigt sind.
  10. Energieversorgungssystem nach einem der Ansprüche 7 bis 9, wobei die Stromschienen (22, 23) fahrbahnseitig durch einen Berührschutz (24) mit Fahrschlitz für den Stromabnehmer (14) verblendet sind.
  11. Energieversorgungssystem nach einem der Ansprüche 7 bis 10, wobei eine Stromschiene (28, 29) einen bogenförmigen Kontaktbereich aufweist und der Stromabnehmer (14) mehrere federelastisch gelagerte Schleifstücke (30, 31) zum Beschleifen des Kontaktbereichs umfasst.
  12. Energieversorgungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei der Stromabnehmer (14) eine Anpresseinrichtung (26) zur Konstanthaltung der Kontaktkraft zwischen Schleifstücken (25) des Stromabnehmers (14) und der Fahrleitung (22, 23) aufweist.
  13. Energieversorgungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei der Stromabnehmer (14) verschleißabhängig zustellbare Schleifstücke aufweist.
DE102012214753A 2012-05-25 2012-08-20 System zur Energieversorgung von nicht schienengebundenen Elektrofahrzeugen Withdrawn DE102012214753A1 (de)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102012214753A DE102012214753A1 (de) 2012-05-25 2012-08-20 System zur Energieversorgung von nicht schienengebundenen Elektrofahrzeugen
PCT/EP2013/058580 WO2013174608A2 (de) 2012-05-25 2013-04-25 System zur energieversorgung von nicht schienengebundenen elektrofahrzeugen
DE112013001246.4T DE112013001246A5 (de) 2012-05-25 2013-04-25 System zur Energieversorgung von nicht schienengebundenen Elektrofahrzeugen

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102012208894 2012-05-25
DE102012208894.6 2012-05-25
DE102012214753A DE102012214753A1 (de) 2012-05-25 2012-08-20 System zur Energieversorgung von nicht schienengebundenen Elektrofahrzeugen

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102012214753A1 true DE102012214753A1 (de) 2013-11-28

Family

ID=49547091

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102012214753A Withdrawn DE102012214753A1 (de) 2012-05-25 2012-08-20 System zur Energieversorgung von nicht schienengebundenen Elektrofahrzeugen
DE112013001246.4T Withdrawn DE112013001246A5 (de) 2012-05-25 2013-04-25 System zur Energieversorgung von nicht schienengebundenen Elektrofahrzeugen

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE112013001246.4T Withdrawn DE112013001246A5 (de) 2012-05-25 2013-04-25 System zur Energieversorgung von nicht schienengebundenen Elektrofahrzeugen

Country Status (2)

Country Link
DE (2) DE102012214753A1 (de)
WO (1) WO2013174608A2 (de)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102016001495A1 (de) * 2016-02-10 2017-08-10 Audi Ag Verfahren zum Betreiben eines zumindest zeitweise elektrisch antreibbaren Kraftfahrzeugs, Steuergerät für ein Kraftfahrzeug sowie entsprechendes Kraftfahrzeug
DE102017200547A1 (de) 2017-01-16 2018-07-19 Audi Ag Unterstützen eines Fahrbetriebs eines elektrisch antreibbaren Kraftfahrzeugs
DE102019200505A1 (de) * 2019-01-16 2020-07-16 Audi Ag Anschlussmodul zum elektrischen Verbinden zweier Kraftfahrzeuge für einen elektrischen Energieaustausch sowie Kraftfahrzeug und Fahrzeugsystem
DE102022117583A1 (de) 2022-07-14 2024-01-25 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft System zum Aufladen von elektrischen Energiespeichern von Kraftfahrzeugen und Straße mit mindestens einem solchen System
DE102022118481A1 (de) 2022-07-25 2024-01-25 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Ladesystem für Elektrofahrzeuge und Adapter für ein Ladesystem

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107433878A (zh) * 2017-08-29 2017-12-05 南京国信能源有限公司 基于主动反式授电弓快速充电网络的电气化公路建设方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102011076620A1 (de) 2011-05-27 2012-11-29 Siemens Aktiengesellschaft Nicht schienengebundenes Fahrzeug
DE102011076615A1 (de) 2011-05-27 2012-11-29 Siemens Aktiengesellschaft Nicht schienengebundenes Fahrzeug
DE102011076623A1 (de) 2011-05-27 2012-11-29 Siemens Ag Nicht schienengebundenes Fahrzeug

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19536288C2 (de) * 1995-09-29 1999-12-02 Mlr System Gmbh Fuer Materialf Fahrsystem für elektromotorisch betriebene Fahrzeuge
JP5210308B2 (ja) * 2007-06-25 2013-06-12 長江 竹嶋 車両及び交通システム
KR100940240B1 (ko) * 2008-09-02 2010-02-04 한국과학기술원 전기 자동차를 이용하는 운송 시스템
SE535136C2 (sv) * 2009-06-03 2012-04-24 Elways Ab Ett för ett elektriskt framdrivbart fordon anpassat system
CN101580024B (zh) * 2009-06-18 2011-06-01 上海交通大学 横侧向受电的站区充电式公交电车***
CZ303687B6 (cs) * 2011-12-29 2013-03-06 Rajdl@Jirí Systém pro elektrifikaci silnicní osobní dopravy

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102011076620A1 (de) 2011-05-27 2012-11-29 Siemens Aktiengesellschaft Nicht schienengebundenes Fahrzeug
DE102011076615A1 (de) 2011-05-27 2012-11-29 Siemens Aktiengesellschaft Nicht schienengebundenes Fahrzeug
DE102011076623A1 (de) 2011-05-27 2012-11-29 Siemens Ag Nicht schienengebundenes Fahrzeug

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102016001495A1 (de) * 2016-02-10 2017-08-10 Audi Ag Verfahren zum Betreiben eines zumindest zeitweise elektrisch antreibbaren Kraftfahrzeugs, Steuergerät für ein Kraftfahrzeug sowie entsprechendes Kraftfahrzeug
EP3205530A1 (de) * 2016-02-10 2017-08-16 Audi AG Verfahren zum betreiben eines zumindest zeitweise elektrisch antreibbaren kraftfahrzeugs, steuergerät für ein kraftfahrzeug sowie entsprechendes kraftfahrzeug
CN107054365A (zh) * 2016-02-10 2017-08-18 奥迪股份公司 用于运行机动车的方法、机动车的控制器及机动车
US10053096B2 (en) 2016-02-10 2018-08-21 Audi Ag Method of operating a motor vehicle driven electrically at least temporarily on a roadway, control unit for a motor vehicle, and corresponding motor vehicle
CN107054365B (zh) * 2016-02-10 2019-12-03 奥迪股份公司 用于运行机动车的方法、机动车的控制器及机动车
DE102016001495B4 (de) 2016-02-10 2021-10-21 Audi Ag Verfahren zum Betreiben eines zumindest zeitweise elektrisch antreibbaren Kraftfahrzeugs, Steuergerät für ein Kraftfahrzeug sowie entsprechendes Kraftfahrzeug
DE102017200547A1 (de) 2017-01-16 2018-07-19 Audi Ag Unterstützen eines Fahrbetriebs eines elektrisch antreibbaren Kraftfahrzeugs
DE102019200505A1 (de) * 2019-01-16 2020-07-16 Audi Ag Anschlussmodul zum elektrischen Verbinden zweier Kraftfahrzeuge für einen elektrischen Energieaustausch sowie Kraftfahrzeug und Fahrzeugsystem
DE102022117583A1 (de) 2022-07-14 2024-01-25 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft System zum Aufladen von elektrischen Energiespeichern von Kraftfahrzeugen und Straße mit mindestens einem solchen System
DE102022118481A1 (de) 2022-07-25 2024-01-25 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Ladesystem für Elektrofahrzeuge und Adapter für ein Ladesystem

Also Published As

Publication number Publication date
WO2013174608A2 (de) 2013-11-28
WO2013174608A3 (de) 2014-08-14
DE112013001246A5 (de) 2014-12-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2819876B1 (de) Stromübertragungsvorrichtung zur aufladung elektrischer energiespeicher von fahrzeugen an überkopfladestationen
DE102012214753A1 (de) System zur Energieversorgung von nicht schienengebundenen Elektrofahrzeugen
EP2701940B1 (de) Nicht schienengebundenes fahrzeug mit einem strohmabnehmer
EP2714457B1 (de) Nicht schienengebundenes fahrzeug mit einem stromabnehmer
DE102012214750A1 (de) System zur Energieversorgung von nicht schienengebundenen Elektrofahrzeugen
EP2646271B1 (de) System für das automatische an- und abdrahten eines oberleitungsfahrzeuges während der fahrt
EP3031658A1 (de) Ladeverfahren für einen Energiespeicher eines Fahrzeugs
DE102012213460A1 (de) Nicht schienengebundenes Fahrzeug
EP2362363B1 (de) Anlage zum elektrischen Laden von Fahrzeugen
DE102016211483A1 (de) Automatisiertes Ansteuern einer Sollfahrspur zur kontinuierlichen Versorgung mit elektrischer Energie
EP2551145A2 (de) Mobile Ladestation für Elektrofahrzeuge und Ladesystem
DE102011076620A1 (de) Nicht schienengebundenes Fahrzeug
DE102012205276A1 (de) Nicht schienengebundenes Fahrzeug
EP3160791B1 (de) Elektrische schaltung für ein fahrzeug und verfahren zur kontaktaufnahme und/oder -beendigung eines fahrzeugs mit einem fahrzeugexternen elektrischen netz
DE102017210541A1 (de) Vorrichtung und Verfahren zum Aufladen eines elektrischen Energiespeichers von Kraftfahrzeugen
DE3244945C1 (de) Doppelpoliges Oberleitungssystem mit Eindrahtvorrichtung für Stangenstromabnehmer
DE102014107468A1 (de) Schleifleitung, Stromabnehmer und Schleifleitungssystem
DE102010041712A1 (de) System zur Energieversorgung einer an einem Fahrweg für elektrische Triebfahrzeuge angeordneten, elektrisch betriebenen Anlage
DE102011108543A9 (de) Ladevorrichtung zum induktiven Laden eines Fahrzeugs
DE102020005533A1 (de) Vorrichtung zum konduktiven Laden eines elektrisch betriebenen Fahrzeugs
DE102014009907A1 (de) Mobiles Laden von Elektrofahrzeugen entlang von elektrifizierten Leitplanken
EP4063171A1 (de) Stromabnehmer sowie ein strassenfahrzeug mit einem solchen stromabnehmer
WO2021058168A1 (de) LADESTATION ZUM AUFLADEN EINES ELEKTRISCHEN ENERGIESPEICHERS EINES STRAßENFAHRZEUGS
WO2016128053A1 (de) Fahrzeug mit einem stromabnehmer
DE102019108484A1 (de) Anordnung und Vorrichtung zum Aufladen eines elektrisch betriebenen Fahrzeugs während der Fahrt

Legal Events

Date Code Title Description
R118 Application deemed withdrawn due to claim for domestic priority