RU2297928C1 - Method of and device to supply electric vehicles - Google Patents

Method of and device to supply electric vehicles Download PDF

Info

Publication number
RU2297928C1
RU2297928C1 RU2005131639/11A RU2005131639A RU2297928C1 RU 2297928 C1 RU2297928 C1 RU 2297928C1 RU 2005131639/11 A RU2005131639/11 A RU 2005131639/11A RU 2005131639 A RU2005131639 A RU 2005131639A RU 2297928 C1 RU2297928 C1 RU 2297928C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
electric
vehicle
current collector
voltage
resonant
Prior art date
Application number
RU2005131639/11A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Дмитрий Семенович Стребков (RU)
Дмитрий Семенович Стребков
Алексей Иосифович Некрасов (RU)
Алексей Иосифович Некрасов
Леонид Юрьевич Юферев (RU)
Леонид Юрьевич Юферев
Александр Николаевич Кармазин (RU)
Александр Николаевич Кармазин
Олег Алексеевич Рощин (RU)
Олег Алексеевич Рощин
Василий Иванович Верютин (RU)
Василий Иванович Верютин
Original Assignee
Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства (ГНУ ВИЭСХ)
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 Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства (ГНУ ВИЭСХ) filed Critical Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства (ГНУ ВИЭСХ)
Priority to RU2005131639/11A priority Critical patent/RU2297928C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2297928C1 publication Critical patent/RU2297928C1/en

Links

Landscapes

  • Current-Collector Devices For Electrically Propelled Vehicles (AREA)

Abstract

FIELD: transport engineering; electric vehicles.
SUBSTANCE: invention can be used to supply trolleybuses, electric cars, electric loaders, street cars, electric tractors, electric locomotives and other electric vehicles. Proposed method of vehicle supply provides for delivery of electric energy through high-voltage high-frequency converter and single-wire contact system to individual current collectors of vehicles. power is supplied to electric vehicle through air gap between insulated single-wire line installed I road pavement or ground near surface and current collector installed under bottom of vehicle from resonant single-wire power supply system using variable electrostatic field of 0.1-100 kHz and voltage in line of 0.5-500 kV. Voltage across current collector is reduced and converted into dc voltage, electric energy is accumulated and converter into mechanical energy to move vehicle. Device implementing the method contains power source to which frequency converter is connected, single-wire line for each traffic lane and current collectors of electric vehicles. Air gap of 0.1 - 50 m is formed between single-wire line insulated from ground and installed in road pavement or in ground near its surface and current collector mounted under bottom of vehicle. Device includes two resonant circuits, one transmitting and one receiving, and tuned to equal frequency of f0 = 0.1-100 kHz. Input of transmitting circuit is connected to frequency converter and output is connected to current collector through resonant step-up transformer, single-wire line and air gap. Current collector is made in form of thin insulated sheet made of conducting material and is installed on vehicle parallel to single-wire line.
EFFECT: improved reliability and reduced energy losses.
3 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к способам электроснабжения электрического транспорта и может быть использовано для электропитания троллейбусов, электромобилей, электропогрузчиков, трамваев, электротракторов, электровозов и других электротранспортных средств.The invention relates to methods for powering electric vehicles and can be used to power trolleybuses, electric vehicles, electric forklifts, trams, electric tractors, electric locomotives and other electric vehicles.

Известен способ питания рельсового электротранспортного средства, например трамвая и электропоезда, предусматривающий передачу электрической энергии по однопроводной контактной сети через токосъемник на транспортные средства, преобразование электрической энергии сети до заданных значений и подачи ее на тяговые электродвигатели (а.с. СССР № 1729843, МКИ 6 В60L 9/08, БИ № 16, 1992). Недостатком данного способа электроснабжения рельсового транспортного средства является большая металлоемкость устройства, необходимого для осуществления способа, состоящего из двухпроводной токопроводящей линии, содержащей контактный провод и металлический рельс.A known method of powering a rail electric vehicle, for example, a tram and an electric train, provides for the transmission of electric energy through a single-wire contact network through a current collector to vehicles, converting the electric energy of the network to preset values and supplying it to traction electric motors (AS USSR No. 1729843, MKI 6 B60L 9/08, BI No. 16, 1992). The disadvantage of this method of power supply of a rail vehicle is the large metal consumption of the device necessary for implementing the method, consisting of a two-wire conductive line containing a contact wire and a metal rail.

Другим недостатком является невозможность использования данного способа для питания нерельсового электротранспорта, например электромобиля или троллейбуса.Another disadvantage is the impossibility of using this method for powering a non-rail electric vehicle, for example an electric car or a trolley bus.

Известен способ питания электротранспортного средства путем подачи электрической энергии через двухпроводную контактную сеть, штанговые троллейные токоприемники на тяговые электродвигатели (а.с. СССР № 1440767, МКИ 6 В60L 5/34, БИ № 44, 1988).A known method of powering an electric vehicle by supplying electric energy through a two-wire contact network, rod trolley current collectors to traction electric motors (AS USSR No. 1440767, MKI 6 V60L 5/34, BI No. 44, 1988).

Недостатком данного способа является большой расход проводникового материала. Другим недостатком является низкая надежность работы троллейного токоприемника, особенно при движении с большой скоростью и при изменении направления и рядности движения.The disadvantage of this method is the high consumption of conductive material. Another disadvantage is the low reliability of the trolley current collector, especially when moving at high speed and when changing the direction and sequence of movement.

Известен способ бесконтактной передачи электрической энергии с помощью электромагнитной индукции. В этом случае провода однофазной тяговой линии из двух изолированных кабелей, соединенных накоротко в конце линии и присоединенные к подстанции переменного тока, передают энергию через воздушный зазор к приемнику из нескольких витков провода, образующих вторичную обмотку трансформатора. Приемник устанавливают на электротранспортном средстве и перемещают относительно линии. Переменный магнитный поток, создаваемый током в линии, индуктирует в обмотке приемника через воздушный зазор электродвижущую силу (Э.Д.С.), как в обычном трансформаторе. Для индукционной бесконтактной передачи используют ток высокой частоты 2-20 кГц. Для рельсового транспорта применяют верхнюю воздушную подвеску высокочастотных тяговых кабелей, а для безрельсового транспорта подземную прокладку тяговых кабелей (В.Е.Розенфельд, Н.А.Староскольский. Высокочастотный бесконтактный электрический транспорт. Москва, «Транспорт», 1975 г., стр.4-8).A known method of non-contact transmission of electrical energy using electromagnetic induction. In this case, the wires of a single-phase traction line of two insulated cables connected shortly at the end of the line and connected to an alternating current substation transfer energy through an air gap to a receiver of several turns of wire forming the secondary winding of the transformer. The receiver is mounted on an electric vehicle and moved relative to the line. The alternating magnetic flux generated by the current in the line induces an electromotive force (E.D.S.) in the receiver winding through the air gap, as in a conventional transformer. For induction contactless transmission, a high frequency current of 2-20 kHz is used. For rail transport, the upper air suspension of high-frequency traction cables is used, and for rail transport, underground laying of traction cables (V.E. Rosenfeld, N.A. Staroskolsky. High-frequency non-contact electric transport. Moscow, "Transport", 1975, p. 4 -8).

Недостатком известного способа и устройства бесконтактной передачи электрической энергии на транспортное средство является большие потери в тяговой линии из-за большого индуктивного сопротивления проводов при высокой частоте. Вследствие высокой частоты в витках обмотки приемника и в кабельной линии возникают значительные Э.Д.С. самоиндукции, активная составляющая которой направлена встречно по отношению к напряжению подстанции, питающей тяговую сеть. Для компенсации индуктивного сопротивления и Э.Д.С. самоиндукции в линии и в приемнике последовательно включают конденсаторы. Для снижения рассеивания энергии производят транспозицию - перекрещивание тяговых кабелей, при этом в местах транспозиции возникают затруднения с питанием транспортного средства, так как в точке перекрещивания тяговых кабелей в приемнике не наводится Э.Д.С. Из-за высокой стоимости и низкого к.п.д. бесконтактного метода передачи электрической энергии с помощью электромагнитной индукции этот способ не нашел практического использования.A disadvantage of the known method and device for the non-contact transmission of electrical energy to a vehicle is the large losses in the traction line due to the large inductive resistance of the wires at a high frequency. Due to the high frequency in the turns of the windings of the receiver and in the cable line, significant E.D.S. self-induction, the active component of which is directed counter to the voltage of the substation that feeds the traction network. For compensation of inductive resistance and E.D.S. self-induction in the line and in the receiver consistently include capacitors. To reduce energy dissipation, a transposition is made - traction cables are crossed, while in the transposition places there are difficulties with powering the vehicle, since E.D.S. is not induced at the crossing point of the traction cables in the receiver. Due to the high cost and low efficiency a non-contact method of transferring electrical energy using electromagnetic induction, this method has not found practical use.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является способ питания электротранспортных средств и устройство для его осуществления путем подачи питания к однопроводной контактной сети, расположенной над каждой полосой (рядом) движения электротранспортного средства, подключения указанной контактной сети через определенное расстояние к выводу одного или нескольких высоковольтных высокочастотных электростатических генераторов свободных электрических зарядов, генерации и перемещения этих электрических зарядов и связанной с ними энергии электрического поля в резонансном режиме через контактную сеть и токоприемники, к электротранспортному средству, и обратного преобразования энергии электрического поля свободных зарядов в энергию электрического переменного тока, которую используют для электропривода транспортного средства.The closest in technical essence to the present invention is a method of powering electric vehicles and a device for its implementation by supplying power to a single-wire contact network located above each lane (nearby) of electric vehicles, connecting the specified contact network through a certain distance to the output of one or more high-voltage high-frequency electrostatic generators of free electric charges, generating and moving these electric charges poisons and the associated energy of the electric field in resonance mode through the contact network and current collectors, to the electric vehicle, and the reverse conversion of the energy of the electric field of free charges into electric AC energy, which is used to drive the vehicle.

Устройство, реализующее данный способ, представляет собой источник электрической энергии, высокочастотный преобразователь и высоковольтный электростатический генератор электрических зарядов, соединенный с однопроводной контактной сетью, состоящей из множества параллельных проводов, установленных над каждой полосой движения автострады и электротранспортных средств с выдвигающимися токоприемниками, каждые из которых имеют приемносогласующее устройство, диодный блок, преобразователь постоянного тока в переменный, соединенный с блоком управления и вентильным электродвигателем электротранспортного средства (пат. РФ №2136515 С1, В60L 9/00, БИ №25, 10.09.99).A device that implements this method is a source of electric energy, a high-frequency converter and a high-voltage electrostatic generator of electric charges connected to a single-wire contact network consisting of many parallel wires installed above each lane of the motorway and electric vehicles with retractable current collectors, each of which has receiver-matching device, diode block, DC / AC converter connected to the bl control window and valve electric motor of an electric vehicle (US Pat. RF No. 2136515 C1, B60L 9/00, BI No. 25, 09/10/99).

Использование известного способа и устройства питания электротранспортного средства обеспечивает повышение эффективности, надежности работы, увеличение срока службы, уменьшение потерь энергии и обеспечение многорядного движения электротранспортных средств по автостраде. Недостатком известного способа является наличие однопроводного троллея, ограничивающего возможности перемещения транспортного средства и его надежность.Using the known method and power device for electric vehicles provides increased efficiency, reliability, longer life, reduced energy losses and multi-row movement of electric vehicles on the freeway. The disadvantage of this method is the presence of a single-wire troll that limits the ability to move the vehicle and its reliability.

Задачей предлагаемого изобретения является создание способа питания электротранспортных средств и устройство для его осуществления, характеризующееся высокой надежностью и малыми потерями и обеспечивающего высокую маневренность электротранспортного средства при многополосном (многорядном) движении.The objective of the invention is to provide a method of powering electric vehicles and a device for its implementation, characterized by high reliability and low losses and providing high maneuverability of electric vehicles with multi-lane (multi-row) movement.

В результате использования предлагаемого изобретения появляется возможность питания электротранспортных средств с резиновыми и другими колесами из электроизоляционного и проводящего материала при многорядном движении электротранспортных средств по автостраде.As a result of the use of the present invention, it becomes possible to power electric vehicles with rubber and other wheels of electrical insulating and conductive material during multi-lane movement of electric vehicles on the freeway.

Вышеуказанный технический результат достигается тем, что в способе питания электротранспортных средств, предусматривающем подачу электрической энергии через высоковольтный высокочастотный преобразователь и однопроводниковую контактную сеть к индивидуальным токоприемникам транспортных средств, подачу питания к электротранспортному средству осуществляют методом электростатической индукции через воздушный промежуток между изолированной однопроводниковой линией, установленной в дорожном покрытии или земле непосредственно около их поверхности, и токоприемником, установленным под днищем электротранспортного средства, от резонансной однопроводниковой системы электропитания с использованием переменного электростатического поля с частотой 0,1-100 кГц и напряжением в линии 0,5-500 кВ, напряжение на токоприемнике понижают, преобразуют в напряжение постоянного тока, аккумулируют электрическую энергию и преобразуют электрическую энергию в механическую энергию перемещения транспортного средства.The above technical result is achieved by the fact that in the method of powering electric vehicles, which provides for the supply of electric energy through a high-voltage high-frequency converter and a single-conductor contact network to individual current collectors of vehicles, the power is supplied to the electric vehicle by electrostatic induction through an air gap between an isolated single-conductor line installed in road surface or ground directly near their surface, and a current collector installed under the bottom of the electric vehicle, from a resonant single-conductor power supply system using an alternating electrostatic field with a frequency of 0.1-100 kHz and a voltage in the line of 0.5-500 kV, the voltage at the current collector is reduced, converted to a constant voltage current, accumulate electrical energy and convert electrical energy into mechanical energy of moving the vehicle.

Устройство, реализующее данный способ электропитания электротранспортного средства, содержащее источник электрической энергии, к которому присоединен преобразователь частоты, и однопроводниковую линию для каждой полосы движения и токоприемники электротранспортных средств, выполнено в виде резонансной электрической системы с частотой 0,1-100 кГц и напряжением однопроводниковой линии 0,5-500 кВ с воздушным зазором 0,1-50 м между электроизолированной от земли однопроводниковой линией, установленной в дорожном покрытии или в земле в непосредственной близости от поверхности, и токоприемником, установленным под днищем транспортного средства, устройство содержит два резонансных контура, один передающий и один приемный, настроенных на одинаковую частоту f0=0,1-100 кГц, вход передающего контура присоединен к преобразователю частоты, а выход через резонансный повышающий трансформатор, однопроводниковую линию и воздушный зазор к токоприемнику, токоприемник выполнен в виде тонкого изолированного листа из проводящего материала и установлен на транспортном средстве параллельно однопроводниковой линии; вход второго приемного резонансного контура присоединен к токоприемнику через резонансный понижающий трансформатор, а выход через выпрямитель, аккумулятор и блок управления к электродвигателю электротранспортного средства.A device that implements this method of power supply of an electric vehicle, containing a source of electric energy, to which a frequency converter is connected, and a single-conductor line for each lane and current collectors of electric vehicles, is made in the form of a resonant electric system with a frequency of 0.1-100 kHz and a voltage of a single-conductor line 0.5-500 kV with an air gap of 0.1-50 m between a single-conductor line electrically insulated from the ground installed in the road surface or in the ground directly close to the surface, and a current collector installed under the bottom of the vehicle, the device contains two resonant circuits, one transmitting and one receiving, tuned to the same frequency f 0 = 0.1-100 kHz, the input of the transmitting circuit is connected to the frequency converter, and the output through a resonant step-up transformer, a single-conductor line and an air gap to the current collector, the current collector is made in the form of a thin insulated sheet of conductive material and mounted on the vehicle in parallel with one conductor line; the input of the second receiving resonant circuit is connected to the current collector through a resonant step-down transformer, and the output through the rectifier, battery and control unit to the electric motor of the electric vehicle.

Сущность предлагаемого способа питания электротранспортных средств и устройство для его осуществления поясняется чертежом, на котором изображена общая схема устройства, реализующего заявленный способ питания электротранспортных средств методом электростатической индукции через воздушный зазор между однопроводниковой кабельной линией в дорожном покрытии и токоприемником, установленным под днищем транспортного средства.The essence of the proposed method of powering electric vehicles and a device for its implementation is illustrated by the drawing, which shows a general diagram of a device that implements the claimed method of powering electric vehicles by electrostatic induction through an air gap between a single-conductor cable line in the road surface and a current collector installed under the bottom of the vehicle.

Устройство на чертеже содержит источник электрической энергии 1 повышенной частоты и резонансную электрическую систему, состоящую из двух резонансных контуров, передающего 2 и приемного 3, и двух резонансных высокочастотных трансформаторов 4 и 5, соединенных однопроводниковой линией 6, установленной между повышающим 4 и понижающим 5 трансформаторами. Один из выводов 7 высоковольтной обмотки 8 понижающего высокочастотного трансформатора 5 соединен с естественной емкостью 9. Источник электрической энергии 7, резонансный контур 2, высокочастотный трансформатор 4 и однопроводниковая линия 6 установлены стационарно, а резонансный контур 3, высокочастотный трансформатор 5 установлены на транспортном средстве 10. Стационарная и передвижная часть резонансной системы соединены с помощью воздушного конденсатора 11, одна из обкладок которого выполнена стационарно в виде однопроводниковой линии 6 в дорожном покрытии 12, а вторая обкладка выполнена перемещающейся в виде плоского токоприемника 13, установленного под днищем 14 транспортного средства 10. Расстояние а между обкладками воздушного конденсатора составляет 0,1-1 м. Однопроводниковая линия 6 установлена в дорожном покрытии 12 под каждым рядом движения и снабжена электрической изоляцией 15. Токоприемник 13 установлен под днищем транспортного средства 10 на изоляторах 16 с воздушным зазором а относительно дорожного покрытия 12 и однопроводниковой линии 6 и соединен с приемным резонансным контуром 3, выход 17 которого соединен через выпрямитель 18 аккумулятор 19 и блок управления 20 с электродвигателем 21 транспортного средства 10. В качестве естественной емкости 9 может быть использовано изолированное проводящее тело или корпус транспортного средства.The device in the drawing contains a source of electrical energy 1 of high frequency and a resonant electrical system consisting of two resonant circuits, transmitting 2 and receiving 3, and two resonant high-frequency transformers 4 and 5 connected by a single-conductor line 6 installed between boost 4 and step-down 5 transformers. One of the conclusions 7 of the high-voltage winding 8 of the step-down high-frequency transformer 5 is connected to a natural capacitance 9. A source of electric energy 7, a resonant circuit 2, a high-frequency transformer 4, and a single-conductor line 6 are installed stationary, and a resonant circuit 3, a high-frequency transformer 5 are mounted on the vehicle 10. The stationary and mobile parts of the resonance system are connected using an air condenser 11, one of the plates of which is made stationary in the form of a single-conductor line 6 in the road surface 12, and the second lining is made moving in the form of a flat current collector 13 installed under the bottom 14 of the vehicle 10. The distance a between the plates of the air condenser is 0.1-1 m. A single-conductor line 6 is installed in the road surface 12 under each row of movement and is equipped with electrical insulation 15. The current collector 13 is installed under the bottom of the vehicle 10 on insulators 16 with an air gap and relative to the road surface 12 and the single-conductor line 6 and is connected to the receiving resonance nym circuit 3, the output 17 of which is connected through a rectifier 18, the battery 19 and the vehicle control unit 20 to the motor 21, 10. The containers 9 as a natural isolated conductive body or housing of the vehicle can be used.

Способ реализуется следующим образом.The method is implemented as follows.

К источнику электрической энергии 1 повышенной частоты присоединяют передающий резонансный контур 2, состоящий из конденсатора 22, индуктивной катушки 23 и низковольтной обмотки 24 повышающего трансформатора 4. Электрические колебания тока и напряжения в режиме резонанса повышают по частоте до 0,1-100 кГц и по напряжению до 0,4-500 кВ и направляют по однопроводниковой электроизолированной линии 6 вдоль дорожного покрытия 12, по которому перемещается транспортное средство 10.A transmitting resonant circuit 2, consisting of a capacitor 22, an inductive coil 23 and a low-voltage winding 24 of a step-up transformer 4, is connected to a source of electric energy 1 of increased frequency. Electric oscillations of current and voltage in resonance mode are increased in frequency to 0.1-100 kHz and in voltage up to 0.4-500 kV and sent along a single-conductor electrically insulated line 6 along the road surface 12, along which the vehicle 10 moves.

На чертеже показаны два ряда движения. Направления зарядов вдоль однопроводниковой линии 6 в каждом ряде движения показаны знаком +.The drawing shows two rows of motion. The directions of the charges along the single-conductor line 6 in each series of motion are shown by the + sign.

В однопроводниковой линии возникают стоячие волны в виде пучностей и узлов напряжения и тока. При полуволновой длине линии

Figure 00000002
пучность напряжения располагается приблизительно в середине линии 6, а пучности тока сдвинуты на 90° или на
Figure 00000003
относительно пучностей напряжения и располагают на краях линии, на выводах 7 и 25 резонансных трансформаторов 4 и 5. Фазовый сдвиг между волнами тока и напряжения приводит к появлению свободных электрических зарядов в линии 6, которые перемещаются вдоль линии 6 от источника энергии 1 к потребителю - электродвигателю 21, приводящему в движение колеса 26 транспортного средства 10. Благодаря электростатической индукции и использованию переменного электростатического поля через воздушный конденсатор в токоприемнике 15 формируют электрический заряд и ток, которые поступают через понижающий трансформатор 5 в приемный резонансный контур 3, который настроен на частоту f0=0,1-100 кГц передающего контура 2, электрические колебания тока и напряжения в приемном резонансном контуре 3 выделяются на резонансной частоте f0 и поступают через выпрямитель 18, аккумулятор 19 и блок управления 20 на тяговый электродвигатель 21 транспортного средства 10.Standing waves appear in a single-conductor line in the form of antinodes and voltage and current nodes. At half-wave line length
Figure 00000002
voltage antinodes are located approximately in the middle of line 6, and current antinodes are shifted 90 ° or
Figure 00000003
relative to the antinodes of voltage and placed at the ends of the line, at the terminals 7 and 25 of the resonant transformers 4 and 5. The phase shift between the current and voltage waves leads to the appearance of free electric charges in line 6, which move along line 6 from energy source 1 to the consumer - the electric motor 21, driving the wheels 26 of the vehicle 10. Due to electrostatic induction and the use of an alternating electrostatic field through an air capacitor in the current collector 15, an electric charge is formed the poison and current that enter through the step-down transformer 5 into the receiving resonant circuit 3, which is tuned to a frequency f 0 = 0.1-100 kHz of the transmitting circuit 2, the electrical oscillations of the current and voltage in the receiving resonant circuit 3 are allocated at the resonant frequency f 0 and come through the rectifier 18, the battery 19 and the control unit 20 to the traction motor 21 of the vehicle 10.

Электрическая мощность, которая передается через воздушный конденсатор 13 с емкостью с на транспортное средство 10, определяется по формуле:The electric power that is transmitted through the air condenser 13 with a capacity of c to the vehicle 10 is determined by the formula:

Figure 00000004
Figure 00000004

где V - напряжение в линии 6.where V is the voltage in line 6.

Принимая f0=5 кГц, с=10·10-9Ф, V=10 кВ, получим Рэл=31,4 кВт.Taking f 0 = 5 kHz, c = 10 · 10 -9 F, V = 10 kV, we get P el = 31.4 kW.

Преимущество предлагаемого способа электропитания электротранспортных средств при подземной прокладке однопроводниковой линии 6 заключается в освобождении дороги от опор, тросов, проводов и троллеев и в возможности электропитания грузовых и легковых автомашин, автобусов, инвалидных колясок, внутрискладского транспорта. Однопроводниковая линия 6 выполняется изолированной и безопасна в отличие от голого контактного провода при троллейном способе электропитания. Предлагаемые способ и устройство электропитания электротранспортных средств имеют более высокую надежность по сравнению с троллейным способом электропитания благодаря отсутствию износа и искрения при бесконтактном методе передачи электроэнергии.The advantage of the proposed method for powering electric vehicles with the underground laying of a single-conductor line 6 is to free the road from poles, cables, wires and trolleys and the possibility of powering trucks and cars, buses, wheelchairs, and internal storage. The single-conductor line 6 is insulated and safe, in contrast to the bare contact wire with the trolley power supply method. The proposed method and device for power supply of electric vehicles have higher reliability compared to the trolley way of power supply due to the absence of wear and sparking with a non-contact method of electric power transmission.

Claims (2)

1. Способ питания электротранспортных средств, предусматривающий подачу электрической энергии через высоковольтный высокочастотный преобразователь и однопроводниковую контактную сеть к индивидуальным токоприемникам транспортных средств, отличающийся тем, что подачу питания к электротранспортному средству осуществляют методом электростатической индукции через воздушный промежуток между изолированной однопроводниковой линией, установленной в дорожном покрытии или в земле непосредственно около поверхности, и токоприемником, установленным под днищем электротранспортного средства, от резонансной однопроводниковой системы электропитания на частоте 0,1-100 кГц и напряжении в линии 0,5-500 кВ, напряжение на токоприемнике понижают, преобразуют в напряжение постоянного тока, аккумулируют электрическую энергию и преобразуют электрическую энергию в механическую энергию перемещения транспортного средства.1. A method of powering electric vehicles, providing for the supply of electric energy through a high-voltage high-frequency converter and a single-wire contact network to individual current collectors of vehicles, characterized in that the power supply to the electric vehicle is carried out by electrostatic induction through the air gap between an isolated single-conductor line installed in the road surface or in the ground directly near the surface, and a current collector, mouth updated under the bottom of the electric vehicle, from a resonant single-conductor power supply system at a frequency of 0.1-100 kHz and a voltage in the line of 0.5-500 kV, the voltage at the current collector is reduced, converted to DC voltage, accumulated electrical energy and converted electrical energy into mechanical vehicle moving energy. 2. Устройство электропитания электротранспортного средства, содержащее источник электрической энергии, к которому присоединен преобразователь частоты, однопроводниковую линию для каждой полосы движения и токоприемники электротранспортных средств, отличающееся тем, что устройство выполнено в виде резонансной электрической системы с резонансной частотой 0,1-100 кГц и напряжением однопроводниковой линии 0,5-500 кВ с воздушным зазором 0,1-50 м между электроизолированной от земли однопроводниковой линией, установленной в дорожном покрытии или земле в непосредственной близости от поверхности, и токоприемником, установленным под днищем транспортного средства, устройство содержит два резонансных контура, один передающий и один приемный, настроенных на одинаковую частоту f0=0,1-100 кГц, вход передающего контура присоединен к преобразователю частоты, а выход через резонансный повышающий трансформатор и однопроводниковую линию через воздушный зазор - к токоприемнику, токоприемник выполнен в виде тонкого изолированного листа из проводящего материала и установлен на транспортном средстве параллельно однопроводниковой линии, вход второго приемного резонансного контура присоединен к токоприемнику через резонансный понижающий трансформатор, а выход через выпрямитель, аккумулятор и блок управления - к электродвигателю электротранспортного средства.2. The power supply device of an electric vehicle, containing a source of electric energy, to which a frequency converter is connected, a single-conductor line for each lane and current collectors of electric vehicles, characterized in that the device is made in the form of a resonant electric system with a resonant frequency of 0.1-100 kHz and voltage of a single-conductor line 0.5-500 kV with an air gap of 0.1-50 m between a single-conductor line electrically insulated from earth installed in the road surface or emle in the vicinity of the surface and the susceptor, installed under the floor of the vehicle, the device comprises two resonant circuits, one transmitter and one receiver tuned to the same frequency f 0 = 0.1-100 kHz, the input of the transmitting circuit is connected to the frequency converter, and the output through the resonant step-up transformer and a single-conductor line through the air gap to the current collector, the current collector is made in the form of a thin insulated sheet of conductive material and mounted on a transport cf dstve parallel single-conductor line, a second input receiving a resonant circuit coupled to the current collector through a resonant step-down transformer, and an output from a rectifier, battery and control unit - to the motor electric vehicle.
RU2005131639/11A 2005-10-13 2005-10-13 Method of and device to supply electric vehicles RU2297928C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005131639/11A RU2297928C1 (en) 2005-10-13 2005-10-13 Method of and device to supply electric vehicles

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005131639/11A RU2297928C1 (en) 2005-10-13 2005-10-13 Method of and device to supply electric vehicles

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2297928C1 true RU2297928C1 (en) 2007-04-27

Family

ID=38106877

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2005131639/11A RU2297928C1 (en) 2005-10-13 2005-10-13 Method of and device to supply electric vehicles

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2297928C1 (en)

Cited By (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8008888B2 (en) 2007-10-25 2011-08-30 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Electrical powered vehicle and power feeding device for vehicle
RU2466042C1 (en) * 2008-11-07 2012-11-10 Тойота Дзидося Кабусики Кайся Vehicle power supply system, electric vehicle and power supply for vehicle
WO2013012585A1 (en) * 2011-07-21 2013-01-24 Ut-Battelle, Llc Wireless power transfer electric vehicle supply equipment installation and validation tool
RU2480355C2 (en) * 2007-09-26 2013-04-27 Сименс Акциенгезелльшафт Electric power supply system
RU2480354C2 (en) * 2008-07-04 2013-04-27 Бомбардир Транспортацион Гмбх System and method for electric power transfer to vehicle
RU2481968C2 (en) * 2008-07-04 2013-05-20 Бомбардир Транспортацион Гмбх Transmission of electric power to vehicle
RU2490146C2 (en) * 2011-10-31 2013-08-20 Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства Российской академии сельскохозяйственных наук (ГНУ ВИЭСХ Россельхозакадемии) System and method for electric power contactless transfer to vehicle
RU2496659C2 (en) * 2009-07-14 2013-10-27 Кондуктикс-Вампфлер Гмбх Device for electric power inductive transmission
RU2498912C2 (en) * 2008-09-19 2013-11-20 Бомбардир Транспортацион Гмбх Inductive receipt of electric power for transport facility
RU2499693C2 (en) * 2009-09-03 2013-11-27 Кондуктикс-Вампфлер Гмбх Method and device for inductive transmission of electric power to moving using vehicle
RU2505427C2 (en) * 2011-12-28 2014-01-27 Российская академия сельскохозяйственных наук Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства Российской академии сельскохозяйственных наук (ГНУ ВИЭСХ Россельхозакадемии) Contactless method of powering electric vehicles
US8798829B2 (en) 2008-11-07 2014-08-05 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Power feeding system for vehicle, electrically powered vehicle and power feeding apparatus for vehicle
CN104097540A (en) * 2013-04-11 2014-10-15 陈辉 Highway for long-distance traveling of electric car
RU2549741C2 (en) * 2009-12-21 2015-04-27 Бомбардир Транспортацион Гмбх System for energy transfer to vehicle and operation method for such system
US9073442B2 (en) 2010-03-16 2015-07-07 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Inductively charged vehicle with automatic positioning
US9197093B2 (en) 2010-12-24 2015-11-24 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Non-contact charging system, non-contact charging method, non-contact charging type vehicle, and non-contact charging management apparatus
US9365104B2 (en) 2010-04-21 2016-06-14 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Parking assist device for vehicle and electrically powered vehicle including the same
RU2591002C2 (en) * 2011-06-10 2016-07-10 Бомбардир Транспортацион Гмбх System and method for electric energy transmission to vehicle using segments of conducting structure, which can be operated independently
RU2596003C1 (en) * 2013-04-12 2016-08-27 Ниссан Мотор Ко., Лтд. Contactless power supply device
RU2605579C2 (en) * 2011-06-10 2016-12-20 Бомбардир Транспортацион Гмбх System and method for transferring electric energy to a vehicle using a plurality of segments of a conductor arrangement
US9536655B2 (en) 2010-12-01 2017-01-03 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Wireless power feeding apparatus, vehicle, and method of controlling wireless power feeding system
RU2607856C2 (en) * 2012-02-17 2017-01-20 Бомбардир Транспортацион Гмбх Providing vehicle with energy using inductance coil and rectifier
RU2669241C1 (en) * 2016-09-05 2018-10-09 Тойота Дзидося Кабусики Кайся Vehicle

Cited By (34)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2480355C2 (en) * 2007-09-26 2013-04-27 Сименс Акциенгезелльшафт Electric power supply system
US9024575B2 (en) 2007-10-25 2015-05-05 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Electrical powered vehicle and power feeding device for vehicle
RU2428329C1 (en) * 2007-10-25 2011-09-10 Тойота Дзидося Кабусики Кайся Electrically driven vehicle and power feeder therefor
US9180779B2 (en) 2007-10-25 2015-11-10 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Electrical powered vehicle and power feeding device for vehicle
US9421868B2 (en) 2007-10-25 2016-08-23 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Electrical powered vehicle and power feeding device for vehicle
RU2499694C2 (en) * 2007-10-25 2013-11-27 Тойота Дзидося Кабусики Кайся Electrically driven vehicle and electric power feeder for said vehicle
US8008888B2 (en) 2007-10-25 2011-08-30 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Electrical powered vehicle and power feeding device for vehicle
RU2480354C2 (en) * 2008-07-04 2013-04-27 Бомбардир Транспортацион Гмбх System and method for electric power transfer to vehicle
RU2481968C2 (en) * 2008-07-04 2013-05-20 Бомбардир Транспортацион Гмбх Transmission of electric power to vehicle
RU2498912C2 (en) * 2008-09-19 2013-11-20 Бомбардир Транспортацион Гмбх Inductive receipt of electric power for transport facility
RU2498912C9 (en) * 2008-09-19 2014-02-27 Бомбардир Транспортацион Гмбх Inductive receipt of electric power for transport facility
US9902271B2 (en) 2008-11-07 2018-02-27 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Power feeding system for vehicle, electrically powered vehicle and power feeding apparatus for vehicle
US10618411B2 (en) 2008-11-07 2020-04-14 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Power feeding system for vehicle, electrically powered vehicle and power feeding apparatus for vehicle
RU2466042C1 (en) * 2008-11-07 2012-11-10 Тойота Дзидося Кабусики Кайся Vehicle power supply system, electric vehicle and power supply for vehicle
US8798829B2 (en) 2008-11-07 2014-08-05 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Power feeding system for vehicle, electrically powered vehicle and power feeding apparatus for vehicle
RU2496659C2 (en) * 2009-07-14 2013-10-27 Кондуктикс-Вампфлер Гмбх Device for electric power inductive transmission
RU2499693C2 (en) * 2009-09-03 2013-11-27 Кондуктикс-Вампфлер Гмбх Method and device for inductive transmission of electric power to moving using vehicle
RU2549741C2 (en) * 2009-12-21 2015-04-27 Бомбардир Транспортацион Гмбх System for energy transfer to vehicle and operation method for such system
US9981566B2 (en) 2010-03-16 2018-05-29 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Inductively charged vehicle with automatic positioning
US9073442B2 (en) 2010-03-16 2015-07-07 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Inductively charged vehicle with automatic positioning
US9365104B2 (en) 2010-04-21 2016-06-14 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Parking assist device for vehicle and electrically powered vehicle including the same
US9536655B2 (en) 2010-12-01 2017-01-03 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Wireless power feeding apparatus, vehicle, and method of controlling wireless power feeding system
US9197093B2 (en) 2010-12-24 2015-11-24 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Non-contact charging system, non-contact charging method, non-contact charging type vehicle, and non-contact charging management apparatus
USRE48659E1 (en) 2010-12-24 2021-07-27 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Non-contact charging system, non-contact charging method, non-contact charging type vehicle, and non-contact charging management apparatus
RU2591002C2 (en) * 2011-06-10 2016-07-10 Бомбардир Транспортацион Гмбх System and method for electric energy transmission to vehicle using segments of conducting structure, which can be operated independently
RU2605579C2 (en) * 2011-06-10 2016-12-20 Бомбардир Транспортацион Гмбх System and method for transferring electric energy to a vehicle using a plurality of segments of a conductor arrangement
US9260026B2 (en) 2011-07-21 2016-02-16 Ut-Battelle, Llc Vehicle to wireless power transfer coupling coil alignment sensor
WO2013012585A1 (en) * 2011-07-21 2013-01-24 Ut-Battelle, Llc Wireless power transfer electric vehicle supply equipment installation and validation tool
RU2490146C2 (en) * 2011-10-31 2013-08-20 Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства Российской академии сельскохозяйственных наук (ГНУ ВИЭСХ Россельхозакадемии) System and method for electric power contactless transfer to vehicle
RU2505427C2 (en) * 2011-12-28 2014-01-27 Российская академия сельскохозяйственных наук Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства Российской академии сельскохозяйственных наук (ГНУ ВИЭСХ Россельхозакадемии) Contactless method of powering electric vehicles
RU2607856C2 (en) * 2012-02-17 2017-01-20 Бомбардир Транспортацион Гмбх Providing vehicle with energy using inductance coil and rectifier
CN104097540A (en) * 2013-04-11 2014-10-15 陈辉 Highway for long-distance traveling of electric car
RU2596003C1 (en) * 2013-04-12 2016-08-27 Ниссан Мотор Ко., Лтд. Contactless power supply device
RU2669241C1 (en) * 2016-09-05 2018-10-09 Тойота Дзидося Кабусики Кайся Vehicle

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2297928C1 (en) Method of and device to supply electric vehicles
RU2408476C2 (en) Method of wireless electric power transmission and device to this end (versions)
JP7211820B2 (en) Systems and methods for powering electric vehicles on the road via wireless power transfer
JP2667054B2 (en) Induction power distribution system
KR101930601B1 (en) Arrangement, system and a method for a vehicle with electric energy
CN102348574B (en) Electric vehicle
US8292052B2 (en) Power transfer system and method
CN102177042B (en) Non-contact power transmission device and vehicle having non-contact power transmission device
KR101710731B1 (en) Transferring electric energy to a vehicle
US5839554A (en) Power collector for inductive power transfer
WO2013122703A1 (en) Wireless power charging using point of load controlled high frequency power converters
CN107710357B (en) Primary and secondary side arrangement of a winding structure, system for inductive power transfer and method for inductively supplying power to a vehicle
CN106663528B (en) Inductive power system suitable for electric vehicle
RU2411142C2 (en) Method of electric power wireless transmission and device to this end
EP2552735A1 (en) A system adapted for one or more electrically propellable vehicles (arrangement for metal detection)
CN102963262A (en) Power supply system for urban transportation vehicle
RU2353531C1 (en) Method of powering electric vehicles and device to this end
Turki et al. Dynamic wireless EV charging fed from railway grid: Magnetic topology comparison
RU2490146C2 (en) System and method for electric power contactless transfer to vehicle
RU2505427C2 (en) Contactless method of powering electric vehicles
Ahmad et al. Dynamic Wireless Power Transfer (DWPT) for Charging Application of Electric Vehicle
CN202923412U (en) Urban traffic vehicle power supply system
Momidi Wireless Electric Vehicle Charging System (WEVCS)
CN109435718B (en) Electric energy transmission system
RU2136515C1 (en) Method and device for feeding electrified transport

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20131014