CH654258A5

CH654258A5 - Stromversorgungseinrichtung fuer batteriestromgespeiste nicht schienengebundene elektrofahrzeuge.

Info

Publication number: CH654258A5
Application number: CH304/81A
Authority: CH
Inventors: Gregor Friedel; Friedrich Ottowitz
Original assignee: Siemens Ag
Priority date: 1980-01-22
Filing date: 1981-01-19
Publication date: 1986-02-14
Also published as: ATA33280A; AT370043B; DE3101655A1; DE3101655C2

Description

Die Erfindung betrifft eine Stromversorgungseinrichtung für batteriestromgespeiste, nicht schienengebundene Elektrofahrzeuge.

Die Verwendung von elektrischen Batterien als Stromquelle für freibewegliche Elektrofahrzeuge, beispielsweise Elektroautobusse, oder im Falle schienengebundener Fahrzeuge, beispielsweise elektrischer Vollbahnen zur Überbrük-kung kritischer Fahrbereiche bei Ausfall der Fahrleitungsspannung, ist seit langem bekannt.

Im ersteren Fall handelt es sich jedoch so gut wie ausschliesslich um Batteriefahrzeuge, welche innerhalb eines engbeschränkten Flächenbereiches, beispielsweise im Bereiche einer Ortschaft oder einer ausgedehnten Industrieanlage zum Einsatz gelangen, Im anderen Fall reicht die Kapazität der Batterie lediglich aus, um im Notfall die Zugsgarnitur einige hundert Meter aus dem unmittelbaren Gefahrenbereich, etwa einer Strassenkreuzung, wegzuführen.

Im Falle der erstbeschriebenen Fahrzeuge erfolgt die Stromversorgung der Batterien bei ihrer Aufladung meist nur an einem einzigen Ladepunkt, welcher etwa im Rahmen eines Garagenbetriebes über Nacht den nötigen Strom zur Verfügung stellt, so dass der Einsatz des Fahrzeuges tagsüber durch die Batteriekapazität begrenzt ist bzw. dass das Fahrzeug bei Abfall der Restenergie der Batterien allenfalls auch vorzeitig zum Ladepunkt zurückkehren muss. Im zweiten Fall erfolgt die Aufladung der Batterien wohl während des Fahrbetriebes, so dass derartige Probleme nicht auftreten, es ist jedoch wie erwähnt durch die geringe Batteriekapazität nur eine sehr geringe Manövrierbarkeit gegeben.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Stromversorgungseinrichtung anzugeben, welches die Vorteile einer praktisch unbegrenzten Flächenbedeckung mit den Annehmlichkeiten des Batteriebetriebes von nicht schienengebundenen Fahrzeugen zu vereinigen gestattet. Insbesondere soll dabei erreicht werden, dass durch die Verbindung von streckenweisem Fahrleitungsbetrieb mit freier Beweglichkeit der Fahrzeuge eine besonders rationelle Ausnützung von Fahrleitungs- und Batterieverkehr und damit eine so gut wie lückenlose Überdeckung der zu versorgenden Verkehrsflächen bei geringstem Leitungsaufwand mit all seinen Nachteilen zustand kommt.

Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäss dadurch, dass im Verkehrsbereich der Fahrzeuge Haltestellen mit jeweils begrenzten stromführenden Fahrleitungsstrecken vorgesehen sind und dass die Fahrzeuge mit Stromabnehmern versehen sind, welche die Aufenthalt an einer Haltestellt mit der Fahrleitung in Verbindung bringbar sind und durch Schaltelemente die Fahrzeugbatterien aufladen, wobei die als Haltestellen vorgesehenen Fahrleitungsstrecken gesamthaft gegenüber der gesamten Länge des Streckennetzes eine um ein Mehrfaches kleinere Länge aufweisen.

Die Vorteile der erfindungsgemässen Lösung liegen in erster Linie in der beträchtlichen Einsparung von Fahrleitungsmaterial einerseits und andererseits in der Vergrösse-rung des Streckennetzes ohne weiteren Aufwand sowie in der umweltfreundlichen Ausgestaltung des gesamten Fahrbetriebes.

Nach der Erfindung ist vorgesehen, im Bereich des befahrenen Streckennetzes eine Mehrzahl von als Haltestellen bezeichneten Fahrleitungsbereichen vorzusehen, welche von den sich in ihrem Fahrleitungsnetz befindlichen Fahrzeugen durch ausfahrbare Stromabnehmer über entsprechende Regeleinrichtungen mit den Fahrzeugbatterien in Verbindung gebracht werden. Es ist somit beispielsweise möglich, kurze Teilstrecken im Fahrleitungsbetrieb zu befahren, was beispielsweise bei verschiedenen Rangier- oder Kurzstreckenbetriebsarten insofern von praktischen Vorteil ist, als während dieser Manöver auch gleichzeitig die Batterien neu aufgeladen bzw. nachgeladen werden können. Nach Abschluss derartiger Betriebsweisen kann nach Einziehen des Stromabnehmers das Fahrzeug als freibewegliches, nicht mehr an die Fahrleitung gebundenes Verkehrselement eingesetzt werden. Es liegt auf der Hand, dass bei einer entsprechenden Flächenverteilung derartiger Ladezonen das Verkehrsnetz theoretisch unbegrenzt erweiterbar ist und dass die Flächenbelegung der verkehrserfassten Bereiche so gut wie unbegrenzt ist.

Die Einzelheiten einer erfindungsgemässen Einrichtung sollen im folgenden an Hand der schematischen Zeichnung erläutert werden. Darin zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht einer Haltestelle,

Fig. 2 eine Längsansicht der Haltestelle gemäss Fig. 1,

Fig. 3 die Anordnung der Fahrleitungsdrähte im Haltestellenbereich und

Fig. 4 die Anordnung eines Stromabnehmers in Verbindung mit den Fahrleitungsdrähten sowie in schematischer Darstellung die Ladeeinheit und die Fahrzeugbatterie.

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Die erfindungsgemässe Stromversorgungseinrichtung für batteriestromgespeiste Elektrofahrzeuge besitzt im Verkehrsbereich der Fahrzeuge Haltestellen mit begrenzten stromführenden Fahrleitungsstrecken 1. Die Fahrzeuge 6 sind mit Stromabnehmern 4 versehen, wwlche beim Aufenthalt an einer Haltestelle mit einer Fahrleitung 1 in Verbindung gebracht werden und über an sich bekannte Schaltelemente 7 die Fahrzeugbatterien 8 aufladen, wobei die als Haltestellen bezeichneten Streckenelemente gegenüber der gesamten Länge des Streckennetzes eine vergleichsweise geringfügige Länge aufweisen.

Die Fahrleitungsstrecke 1 besteht-wie Fig. 1 in Verbindung mit Fig. 2 bis 4 zeigt - aus mehreren in Fährlängsrichtung parallel angeordneten, in einer Ebene liegenden und gegeneinander isolierten Leiterstücken 1', welche zwischen Tragmasten 2 durch Polygonseilzüge 3 gespannt sind. Die Leiterstücke 1' sind in einer vorgegebenen Reihenfolge mit verschiedenen definierten Spannungen beispielsweise mit den drei Phasen eines Drehstromnetzes verbunden. Der Stromabnehmer 4 ist mit voneinander isoüerten Schleifstücken 5 versehen, deren Breite geringer ist als der kleinste Abstand . der von ihnen beschliffenen Leiterstücke 1', so dass eine Verbindung zwischen diesen Leiterstücken 1' durch die Schleifstücke 5, welche einen Kurzschluss herbeiführen könnte, mit

Sicherheit auszuschliessen ist. Die Schleifstücke 5 sind nach einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform an ihren seitlichen Enden in Längsrichtung des Stromabnehmers 4, also senkrecht zur Längsausdehnung der Leiterstücke 1 ' abgeflacht, so dass die erforderliche Querbeweglichkeit beim Manövrieren des Fahrzeuges 6 im Haltestellenbereich mit Sicherheit gewährleistet ist.

Die Leiterstücke Y führen in einer vorgegebenen Reihenfolge verschieden definierte Spannungen. Im dargestellten Fall ist angenommen, dass die Leiterstücke Y zyklisch aufeinander folgend an die drei Phasen einer Drehstromquelle, welche in der Zeichnung nicht dargestellt ist, angeschlossen sind, so dass bei einer seitlichen Bewegung des Fahrzeuges stets alle drei Phasen, wenn auch in verschiedener Anordnung über den Stromabnahmer und die mit ihm verbundene Schaltelementengruppe 7 (Fig. 4) mit der Fahrzeugbatterie 8 verbunden ist und diese auflädt. In der Zeichnung ist auf die Verbindung der Fahrzeugbatterie 8 mit den Fahrmotoren sowie auf vorzusehende Nutzbremsschaltungen* nicht besonders Bedacht genommen worden, da derartige Massnahmen das Wesen der Erfindung nicht berühren und nach dem heutigen Stand der Technik für den DurchschnittsfaGhmànn naheliegend sind.

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1 Blatt Zeichnungen

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654258 PATENTANSPRÜCHE

1. Stromversorgungseinrichtung für batteriestromgespei-ste, nicht schienengebundene Elektrofahrzeuge, dadurch gekennzeichnet, dass im Verkehrsbereich der Fahrzeuge Haltestellen mit jeweils begrenzten stromführenden Fahrleitungsstrecken (1) vorgesehen sind und dass die Fahrzeuge (6) mit Stromabnehmern (4) versehen sind, welche beim Aufenthalt an einer Haltestelle mit einer Fahrleitung (1) in Verbindung bringbar sind und über Schaltelemente (7) die Fahrzeugbatterie (8) aufladen, wobei die als Haltestellen vorgesehenen Fahrleitungsstrecken gesamthaft gegenüber der gesamten Länge des Streckennetzes eine um ein Mehrfaches kleinere Länge aufweisen.

2. Stromversorgungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweils Fahrleitungsstrecke (1) aus mehreren in Fahrlängsrichtung parallel angeordneten, in einer Ebene liegenden gegeneinander isolierten Leiterstücken (1') besteht.

3. Stromversorgungseinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterstücke (1') durch einen zwischen Tragmasten (2) angeordneten Polygonseilzug (3) gespannt sind.

4. Stromversorgungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterstücke (1') in einer vorgegebenen Reihenfolge verschieden definierte Spannungen führen.

5. Stromversorgungseinrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Stromabnehmer (4) mit voneinander isolierten Schleifstücken (5) versehen sind, deren Breite geringer ist als der kleinste Abstand zwischen den von ihnen beschliffenen Leiterstücken (1').

6. Stromversorgungseinrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Schleifstücke (4) an ihren seitlichen Enden in Längsrichtung des Stromabnehmers (4) angeflacht sind.

7. Stromversorgungseinrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterstücke (1') zyklisch aufeinander folgend an die drei Phasen einer Drehstromquelle angeschlossen sind.

8. Stromversorgungseinrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Schleifstücken (5) des Stromabnehmers (4) und der Fahrzeugbatterie (8) elektrische Stromwandel- und Regeleinrichtungen (7) vorgesehen sind.