CH714566B1 - Oberleitungsbus mit einem Trenntransformator in der Stromversorgung. - Google Patents

Abstract

Ein erfindungsgemässer Oberleitungsbus umfasst einen Stromabnehmer (11) zur Kontaktierung einer Gleichstrom führenden Oberleitung, mindestens einen Antriebsmotor (52, 57) zum Antreiben einer Antriebsachse, eine Stromversorgung zur Versorgung des mindestens einen Antriebsmotors (52, 57) mit Antriebsstrom und einen Hochleistungs-Energiespeicher (41, 42) zur Zwischenspeicherung von über den Stromabnehmer (11) aufgenommener elektrischer Energie. Die Stromversorgung umfasst einen Trenntransformator, der einen ersten, mit dem Stromabnehmer (11) verbundenen, Abschnitt der Stromversorgung von einem zweiten Abschnitt der Stromversorgung galvanisch trennt, wobei der mindestens eine Antriebsmotor (52, 57) und der Hochleistungs-Energiespeicher (41, 42) im zweiten Abschnitt angeordnet sind. Durch die galvanische Trennung werden im zweiten Abschnitt der Stromversorgung die üblichen Spannungsspitzen vermieden. Entsprechend können elektrische Komponenten im zweiten Abschnitt, z.B. Umrichter, einfacher und damit leichter und kompakter aufgebaut werden. Ferner wird die Verwendung von flüssigkeitsgekühlten Komponenten ermöglicht.

Description

Beschreibung

Technisches Gebiet [0001] Die Erfindung betrifft einen Oberleitungsbus mit einem Stromabnehmer zur Kontaktierung einer Gleichstrom führenden Oberleitung, mindestens einem Antriebsmotor zum Antreiben einer Antriebsachse, einer Stromversorgung zur Versorgung des mindestens einen Antriebsmotors mit Antriebsstrom und einem Hochleistungs-Energiespeicher zur Zwischenspeicherung von über den Stromabnehmer aufgenommener elektrischer Energie.

Stand der Technik [0002] Oberleitungsbusse (Synonym: Trolleybusse) der genannten Art sind bekannt. Üblicherweise wird der Gleichstrom der Oberleitung mittels des Stromabnehmers abgenommen und über einen Motorumrichter einem oder mehreren als Drehstrom-Asynchronmotoren ausgebildeten Antriebsmotoren zugeführt. Der Hochleistungs-Energiespeicher, z.B. eine Batterie, wird über ein vorgeordnetes Schaltnetzteil in die Stromversorgung eingebunden. Dieses Schaltnetzteil, die Motorumrichter der Antriebsmotoren sowie Umrichter, die weiteren Verbrauchern (z.B. Pneumatik- oder Hydraulikaggregaten) zugeordnet sind, sind derart ausgebildet, dass sie die Spannungsspitzen, die im Oberleitungs-Gleichstrom auftreten können, schadlos überstehen.

[0003] Aufgrund der nicht garantierbaren bzw. fehlenden Erdung und der hohen möglichen Spannungen ist zum Schutz der Fahrgäste eine besonders starke Isolierung notwendig. Die Antriebsmotoren und sonstige Aggregate sind luftgekühlt, weil eine Flüssigkeitskühlung mit den Isolationsanforderungen nur schwer vereinbar wäre.

[0004] Die benötigten besonders robusten Umrichter, die luftgekühlten Motoren und Aggregate und die zusätzliche Isolation verleihen dem Oberleitungsbus ein hohes Gewicht und führen damit zu einem erhöhten Energieverbrauch. Weil der Verbrauchs- oder Ladestrom zwischen der Batterie und dem Antriebsmotor (welcher bei der Rekuperation als Generator wirkt) sowohl das der Batterie vorgeschaltete Netzteil als auch den aufwändig aufgebauten Motorumrichter passieren muss, ist der erreichbare Wirkungsgrad beim batteriegestützten Betrieb und beim Rekuperieren (also der Rückgewinnung von Energie beim Bremsen) zudem beschränkt.

Darstellung der Erfindung [0005] Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, einen dem eingangs genannten technischen Gebiet zugehörenden Oberleitungsbus zu schaffen, welcher einen reduzierten Energieverbrauch aufweist und eine höhere Effizienz beim batteriegestützten Betrieb und beim Rekuperieren ermöglicht.

[0006] Die Lösung der Aufgabe ist durch die Merkmale des Anspruchs 1 definiert. Gemäss der Erfindung umfasst die Stromversorgung einen Trenntransformator, der einen ersten, mit dem Stromabnehmer verbundenen, Abschnitt der Stromversorgung von einem zweiten Abschnitt der Stromversorgung galvanisch trennt, wobei der mindestens eine Antriebsmotor und der Hochleistungs-Energiespeicher im zweiten Abschnitt angeordnet sind.

[0007] Der Antriebsmotor und der Energiespeicher befinden sich also gemeinsam in einem Abschnitt der Stromversorgung, welcher durch den Trenntransformator galvanisch vom Stromabnehmer getrennt ist. Durch die galvanische Trennung werden im zweiten Abschnitt der Stromversorgung die üblichen Spannungsspitzen vermieden. Entsprechend können elektrische Komponenten im zweiten Abschnitt, z.B. Umrichter, einfacher und damit leichter und kompakter aufgebaut werden. Die Anforderungen an die Isolierung werden ebenfalls reduziert. Beides hat dank Gewichtsreduktion und teilweise reduzierter Verlustleistung einen geringeren Energieverbrauch zur Folge. Im zweiten Abschnitt können generell Komponenten zum Einsatz kommen, wie sie im Bereich Elektromobilität allgemein üblich und im Handel verfügbar sind. Entsprechend ergeben sich nebst reduziertem Gewicht und Platzbedarf auch reduzierte Beschaffungskosten.

[0008] Weitere Vorteile ergeben sich bei den im Oberleitungsbusbetrieb häufigen Beschleunigungs-, Brems- und Stoppvorgängen, weil aufgrund der dem zweiten Abschnitt vorgeordneten Trennung der Energiespeicher und der (zeitweise als Generator arbeitende) Antriebsmotor nicht wie bisher üblich über zwei Wandler miteinander verbunden werden müssen. Im Wesentlichen wird nur der Motorumrichter passiert. Dadurch können Verluste minimiert werden.

[0009] Der erfindungsgemässe Oberleitungsbus ist also ein Hybridbus mit dessen generellen Vorteilen: - Bremsenergie lässt sich auch dann rekuperieren, wenn im selben Netzabschnitt gerade kein Verbraucher vorhanden ist, der über die Oberleitung rückgespiesene Energie verwerten könnte; - Je nach Kapazität des Hochleistungs-Energiespeichers kann über eine gewisse Strecke (namentlich auf einer nicht mit Oberleitung versehenen Teilstrecke) energiespeicherbasiert gefahren werden, somit oberleitungs- und emissionsfrei; - Die Netzbelastung lässt sich vergleichmässigen, indem bei Lastspitzen ein Teil der benötigten Energie aus dem Energiespeicher bezogen wird.

[0010] Im Weiteren ergeben sich die spezifischen Vorteile der erfindungsgemässen Lösung: - leichteres Gesamtgewicht der benötigten elektrischen Komponenten (inklusive Isolation); - höhere Effizienz bzw. geringere Verluste; - Verwendbarkeit üblicher Komponenten für die Elektromobilität; - Reduktion des Platzbedarfs der elektrischen Komponenten, dadurch ein höheres Raumangebot.

[0011] Mit Vorteil ist der Trenntransformator Teil eines Gleichspannungswandlers (DC-DC-Wandler). Der Gleichspannungswandler wandelt den von der Oberleitung bezogenen Strom derart um, dass er im zweiten Abschnitt für die entsprechenden Verbraucher und zum Laden des Energiespeichers verwendbar ist. Beispielsweise wird Oberleitungs-Gleichstrom mit einer Nennspannung von 600 V oder 750 V in Gleichstrom mit einer Nennspannung von 600 V gewandelt. Der Trenntransformator zur galvanischen Trennung des ersten und des zweiten Abschnitts der Stromversorgung ist nun bevorzugt in den Gleichspannungswandler integriert. Für einen Oberleitungsbus muss eine Leistung von ca. 200 kW bereitgestellt werden. Es ist somit in der Regel sinnvoll, mehrere Gleichspannungswandler parallel zueinander einzusetzen. Eine entsprechende Komponente umfasst beispielsweise: a. am Eingang angeordnete Komponenten: Eingangsklemme, Vorlastkomponente, Überspannungsschutz und ggf. weitere Filter, Strom- und Spannungsmessgeräte; b. daran einer oder mehrere parallel angeschlossene DC-DC-Wandler mit galvanischer Trennung: Schalter, Trenntransformator, Ausgangsgleichrichter, Ausgangsfilter.

[0012] Ein Gleichspannungswandler mit einer Leistung von 200 kW umfasst beispielsweise 6 solcher DC/DC-Wandler.

[0013] Bevorzugt umfasst die Stromversorgung eine Stromverteilung im zweiten Abschnitt, wobei der Hochleistungs-Energiespeicher und der mindestens eine Antriebsmotor parallel an der Stromverteilung angeschlossen sind. Diese einfache Topologie wird durch die galvanische Trennung von der Oberleitungs-Stromquelle ermöglicht.

[0014] Alternativ wird eine andere, z.B. (teilweise) sternförmige, Topologie gewählt.

[0015] Der mindestens eine Antriebsmotor ist als Permanentmagnetmotor ausgebildet. Gegenüber den üblicherweise verwendeten Drehstrom-Asynchronmotoren weisen sie eine höhere Effizienz, ein geringeres Gewicht und ein geringeres Volumen auf und sind deshalb für den Betrieb als Antriebsmotoren in Bussen sehr gut geeignet. Der Energiebedarf wird reduziert, bei gegebener Batteriekapazität kann deshalb die Netzunabhängigkeit verbessert und/oder die Lebensdauer der Batterie verlängert werden.

[0016] Permanentmagnetmotoren sind in der Regel flüssigkeitsgekühlt. Dank der erfindungsgemässen Stromverteilung ist eine derartige Flüssigkeitskühlung - im Gegensatz zum Stand der Technik - auch im Rahmen von Oberleitungsbussen möglich. Mit Vorteil ist deshalb der mindestens eine Antriebsmotor flüssigkeitsgekühlt. Dies führt wiederum zu einem reduzierten Gesamtgewicht.

[0017] Alternativ sind auch luftgekühlte oder luft-/flüssigkeitsgekühlte Motoren einsetzbar.

[0018] Bevorzugt umfasst der Oberleitungsbus weitere flüssigkeitsgekühlte Versorgungsgeräte, beispielsweise für Luftkompressoren oder Komponenten von Klimaanlagen. Diese lassen sich dank der galvanischen Trennung des zweiten Abschnitts mit leichten, kompakten und einfachen Umrichtern betreiben. Die weiteren Versorgungsgeräte lassen sich insbesondere wie die Antriebsmotoren und Energiespeicher parallel zu diesen an die Stromverteilung anschliessen.

[0019] Die Stromversorgung umfasst einen Schaltmechanismus zur Trennung eines Motorumrichters des mindestens einen Antriebsmotors vom zweiten Abschnitt.

[0020] Bei Permanentmagnetmotoren bewirken gewisse Störungen, z.B. ein Kurzschluss auf der DC-Seite, nicht wie bei üblichen Asynchronmotoren, dass der Rotor frei dreht, sondern können dazu führen, dass eine starke Bremswirkung auf den Rotor ausgeübt wird; Permanentmagnetmotoren wirken in solchen Fällen als ungeregelte Generatoren. Da ein Blockieren im Fährbetrieb sehr gefährlich ist, sorgt der Schaltmechanismus dafür, dass die Phasen physisch von der Stromversorgung und damit von einer möglichen Last für den Generator getrennt werden. Somit wird die Blockierung verhindert.

[0021] Der Schaltmechanismus ist bevorzugt vor dem Motorumrichter (d.h. stromversorgungsseitig) angeordnet, weil so nur zwei Phasen (oder gar nur eine Phase) zu trennen sind. Alternativ kann der Schaltmechanismus zwischen Motorumrichter und Motor vorgesehen werden.

[0022] Der Schaltmechanismus kann auf verschiedene Art und Weise gesteuert werden. Die Öffnung des Schaltmechanismus kann beispielsweise erfolgen, wenn im elektronischen Bremssystem (EBS) eine Blockierung detektiert wird. Alternativ kann auch der Motorumrichter überwacht werden: Tritt ein Kurzschluss oder eine andere Unregelmässigkeit auf, wird der Schaltmechanismus aktiviert.

[0023] Mit Vorteil ist der Schaltmechanismus in einem Dachbereich des Oberleitungsbusses angeordnet. Dort ist ausreichend Raum vorhanden, so dass ein zusätzlicher Raumbedarf im Unterbodenbereich vermieden werden kann.

[0024] Bevorzugt ist der Hochleistungs-Energiespeicher durch eine Batterie gebildet. Batterien mit ausreichender Kapazität und ausreichender Leistung sind im Handel verfügbar und ermöglichen einen oberleitungsunabhängigen Betrieb auf verhältnismässig langen Strecken.

[0025] Andere Hochleistungs-Energiespeicher, z.B. Hochleistungskondensatoren, sind ebenfalls einsetzbar. Es können auch Energiespeicherverschiedener Bauart miteinander kombiniert werden, z.B. um kurzfristigen, mittelfristigen und langfristigen Energiebedarf mit einem Energiespeicher des jeweils geeignetsten Prinzips abzudecken.

[0026] Vorzugsweise entspricht eine Leistung des Hochleistungs-Energiespeichers mindestens der Nennleistung des mindestens einen Antriebsmotors. Generell soll die Gesamtleistung aller vorhandenen Hochleistungs-Energiespeicher mindestens die Nennleistung aller vorhandenen Antriebsmotoren erreichen. Dies ermöglicht einen oberleitungsunabhängigen Fährbetrieb ohne substanzielle Einschränkungen der Fahrleistungen.

[0027] Alternativ ist die Leistung des Hochleistungs-Energiespeichers geringer. Dies bedeutet gewisse Einschränkungen im oberleitungsfreien Betrieb, z.B. eine Reduktion der erreichbaren Geschwindigkeit bzw. Beschleunigung oder der maximal bewältigbaren Steigung. Auf gewissen Strecken kann dies aber ausreichend sein.

[0028] Mit Vorteil ist der Trenntransformator in einem Dachbereich des Oberleitungsbusses angeordnet.

[0029] Bevorzugt ist auch der Hochleistungs-Energiespeicher im Dachbereich angeordnet. Weil der Platzbedarf für die Umrichter der weiteren Aggregate durch die galvanische Trennung stark reduziert ist, steht im Dachbereich ausreichend Platz für den Hochleistungs-Energiespeicher zur Verfügung.

[0030] Es sind im Rahmen der Erfindung auch andere Anordnungen der Komponenten zwischen Dachbereich, Unterbodenbereich und Kabine möglich.

[0031] Aus der nachfolgenden Detailbeschreibung und der Gesamtheit der Patentansprüche ergeben sich weitere vorteilhafte Ausführungsformen und Merkmalskombinationen der Erfindung.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen [0032] Die zur Erläuterung des Ausführungsbeispiels verwendeten Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 ein schematisches Blockschaltbild der Stromversorgung eines erfindungsgemässen Oberleitungsbusses;

Fig. 2A eine schematische Darstellung des Dachbereichs des erfindungsgemässen Busses mit den Komponenten der Stromversorgung; und

Fig. 2B eine schematische Seitenansicht des Oberleitungsbusses.

Grundsätzlich sind in den Figuren gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen.

Wege zur Ausführung der Erfindung [0033] Die Fig. 1 ist ein schematisches Blockschaltbild der Stromversorgung eines erfindungsgemässen Oberleitungsbusses. Diese umfasst eine Stromabnehmereinrichtung 10 mit einem Stromabnehmer 11 mit zwei Ruten zur Kontaktierung zweier Oberleitungs-Fahrdrähte unterschiedlicher Polarität und einer Stromabnehmerlagerung 12 zur mechanischen Anbringung und elektrischen Kontaktierung der beiden Ruten.

[0034] Die Stromabnehmereinrichtung 10 ist elektrisch mit einer Gleichspannungswandlerbox 20 gekoppelt. Diese umfasst eingangsseitig zunächst einen Verpolungsschutz 21, welcher auch bei umgekehrter Eingangspolarität die nachfolgenden Komponenten korrekt ansteuert. Im Anschluss ist ein Haupttrenner 22 angeordnet, mittels welchem alle nachfolgenden Komponenten physikalisch von der Stromabnehmereinrichtung 10 getrennt werden können. Dahinter folgt der eigentliche Gleichspannungswandler 23. Dieser umfasst eine mit den Eingangsklemmen verbundene erste Baugruppe mit einer Vorlastkomponente, einem Überspannungsschutz, weiteren üblichen Eingangsfiltern sowie Strom- und Spannungsmessgeräten. An diese erste Baugruppe sind sechs eigentliche Gleichspannungswandler angeschlossen. Diese umfassen je eine Schaltkomponente, einen Trenntransformator, einen Ausgangsgleichrichter sowie Ausgangsfilter. Die Schaltfrequenz beträgt 140 kHz. Sekundärseitig sind die Ausgänge der Gleichspannungswandler parallel miteinander verbunden.

[0035] Die Gleichspannungswandlerbox 20 bezieht von der Stromabnehmereinrichtung 10 Strom mit einer Gleichspannung von 600 oder 750 V und liefert eine stabilisierte Gleichspannung von 600 V. Sie stellt aufgrund der Trenntransformatoren der sechs Gleichspannungswandler eine galvanische Trennung zwischen der Stromabnehmereinrichtung 10 und nachfolgenden Komponenten der Stromversorgung sicher. Die maximale Leistung beträgt 200 kW. Überspannungen werden gemäss den einschlägigen Normen (IEC 61 287 i. V. mit IEC 60 850) toleriert. Die Gleichspannungswandlerbox 20 ist luftgekühlt.

[0036] Der Ausgang der Gleichspannungswandlerbox 20 ist an einen Stromverteiler 30 angeschlossen. Dieser umfasst mehrere parallel geschaltete zweipolige elektrische Anschlüsse. An zwei dieser Anschlüsse ist je eine Batterie 41,42 einer Energiespeichervorrichtung 40 angeschlossen. Die Energiespeichervorrichtung erreicht eine Dauerleistung von 180 kW, sowohl für den Lade- als auch den Entladevorgang. Die Kapazität beträgt 30 kWh, kann für eine bessere Fahrleistung im Batteriebetrieb oder bei einer grösseren oberleitungsfrei zu überwindenden Distanz aber höher gewählt werden. Die Batterie 41, 42 umfasst dabei nebst dem eigentlichen Energiespeicher in an sich bekannter Weise auch vorgeordnete

Komponenten zur Lade- und Entladesteuerung sowie Sicherungen. Zwischen dem Ausgang der Gleichspannungswandlerbox 20 und dem Eingang der Batterie 41,42 werden keine Trenner benötigt. Grundsätzlich lässt sich die Batterie 41,42 unmittelbar mit dem vom Stromverteiler 30 bezogenen Strom laden bzw. kann ihre Energie unmittelbar über den Stromverteiler 30 in die Stromversorgung abgeben.

[0037] Am Stromverteiler 30 angeschlossen sind weiter eine Reihe von Verbrauchern. Zunächst die Antriebsmotoren 52, 57, bei denen es sich um Permanentmagnetmotoren handelt. Geeignet sind beispielsweise Permanentmagnetmotoren des Typs TM4 SUMO MD (Typ LSM200C-HV2100) mit zugehörigem Motorumrichter des Typs C0200, wie sie von der Firma TM4, Quebec, Kanada erhältlich sind. Diese Motoren weisen eine maximale mechanische Ausgangsleistung von je 200 kW auf und können mit einer Spannung von 300 bis 750 V Gleichstrom betrieben werden. Sie sind flüssigkeitsgekühlt (40% destilliertes Wasser/60% Glykol).

[0038] Die Antriebsmotoren 52, 57 sind über die jeweils zugeordneten Motorumrichter 51,56 und eine Freischalteinrichtung 50 am Stromverteiler 30 angeschlossen. Die Freischalteinrichtung 50 wird anhand von Messwerten des elektronischen Bremssystems des Oberleitungsbusses gesteuert: Wird eine Blockierung einer der Antriebsachsen festgestellt, was auf eine elektrische Störung im Bereich der Antriebsmotoren hindeuten könnte, z.B. einen Kurzschluss zwischen Motorumrichter und Antriebsmotor, wird die Freischalteinrichtung 50 betätigt und die Motorumrichter 51, 56 von der Stromversorgung getrennt. Damit wird verhindert, dass der von der Störung betroffene Antriebsmotorals ungeregelter Generator wirkt und seine Leistung über die Stromversorgung an daran angeschlossene Lasten abgibt. Entsprechend wird auch die damit verbundene Bremswirkung, die bis zum Blockieren führen kann, aufgehoben. Als Trennschalter für die Freischalteinrichtung 50 wird ein für die auftretenden Ströme und Spannungen geeigneter Schalter verwendet. Derartige Schalter sind auf dem Markt erhältlich.

[0039] Nebst den Antriebsmotoren 52, 57 sind weitere Verbraucher 60 am Stromverteiler 30 angeschlossen, namentlich hydraulische und pneumatische Aggregate 62,64,66, die jeweils über einen Wandler 61,63,65 gespeist sind. Als Wandler geeignet sind beispielsweise die von der Firma Schmidhauser AG, Romanshorn, Schweiz angebotenen Geräte der Serie «MOBILE», z.B. MOBILE DCU PSU XX/5.6 (mit einer dem Verbraucher angepassten Inverter-Leistung). Die Wandler lassen sich gleichzeitig an der 24-V-Fahrzeugbatterie anbinden.

[0040] Weiter kann am Stromverteiler 30 ein Chopper 67 für Brems- und Heizeinrichtungen 68 angeschlossen werden. Die Wandler 61,63, 65, der Chopper 67 und die Freischalteinrichtung 50 lassen sich platzsparend in einer gemeinsamen Box 70 unterbringen.

[0041] Die Fig. 2A ist eine schematische Darstellung des Dachbereichs des erfindungsgemässen Busses mit den Komponenten der Stromversorgung. Die Fig. 2B zeigt eine schematische Seitenansicht des Oberleitungsbusses 1.

[0042] Beim Oberleitungsbus 1 handelt es sich um einen Gelenkbus mit einem vorderen Wagenteil 2 mit zwei Achsen 6.1,6.2 und einem über einen Gelenkteil 4 damit verbundenen hinteren Wagenteil 3 mit einer Achse 6.3. Die notwendigen Verbindungen (Strom, ggf. Kühlfluide) zwischen dem vorderen und hinteren Wagenteil 2, 3 werden über eine Energiekette 7 im Bereich des Gelenkteils 4 geschaffen.

[0043] Auf dem Dach 5 ist im mittleren Bereich des hinteren Wagenteils 3 die Stromabnehmerlagerung 12 mit dem Stromabnehmer 11 angeordnet; in den Figuren ist der Stromabnehmer 11 in abgesenkter Position gezeigt. Vor der Stromabnehmerlagerung 12 befindet sich auf dem Dach 5 des hinteren Wagenteils 3 die Gleichspannungswandlerbox 20. Diese weist eine Breite von 1800 mm, eine Länge von 800 mm und eine Höhe von 457 mm auf. Ihr Gewicht beträgt weniger als 350 kg.

[0044] Auf dem vorderen Wagenteil 2 sind nebst weiteren Komponenten, z.B. zur Klimatisierung des Fahrgastraums, die Batterien 41,42 der Energiespeichervorrichtung 40 und davor die Box 70 mit den Wandlern 61,63, 65, dem Chopper 67 und der Freischalteinrichtung 50 auf dem Dach 5 angeordnet. Die Wandler 61,63,65 und der Chopper 67 sind mit je ca. 10 kg deutlich leichter (und auch deutlich platzsparender) als diejenigen Vorrichtungen, die bei üblichen Oberleitungsbussen ohne galvanisch abgetrennten Stromversorgungsabschnitt zum Einsatz kommen.

[0045] Der dargestellte Oberleitungsbus 1 umfasst zwei Antriebsmotoren 52, 54, welche auf die zweite Achse 6.2 des vorderen Wagenteils 2 und die Achse 6.3 des hinteren Wagenteils 3 wirken. Die Antriebsmotoren 52, 54 sind längs und mit ihrer Abtriebsachse leicht nach unten geneigt im Unterbodenbereich des Oberleitungsbusses 1 eingebaut. Der Antriebsmotor 52 zum Antreiben der hinteren Achse 6.2 des vorderen Wagenteils 2 befindet sich dabei vor der angetriebenen Achse 6.2, während sich der Antriebsmotor 54 zum Antreiben der Achse 6.3 des hinteren Wagenteils 3 hinter der angetriebenen Achse 6.3 befindet. Der Motorumrichter 51 für den Antriebsmotor 52 im vorderen Wagenteil 2 ist senkrecht hinter dem Antriebsmotor 52 montiert. Der Motorumrichter 53 für den Antriebsmotor 54 im hinteren Wagenteil 3 ist horizontal hinter dem Antriebsmotor 54 montiert. Sowohl die Antriebsmotoren 52, 54 als auch die Motorumrichter 51,53 lassen sich ohne weiteres in den bei üblichen Oberleitungsbussen im Unterbodenbereich vorhandenen Aufnahmeraum einbauen.

[0046] Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt. So lassen sich beispielsweise Details der einzelnen Komponenten der Stromversorgung und deren Anordnung am Fahrzeug auf andere Art und Weise ausführen.

[0047] Zusammenfassend ist festzustellen, dass durch die Erfindung ein Oberleitungsbus geschaffen wird, welcher einen reduzierten Energieverbrauch aufweist und eine höhere Effizienz beim batteriegestützten Betrieb und beim Rekuperieren ermöglicht.

Claims (10)

Patentansprüche

1. Oberleitungsbus, umfassend a) einen Stromabnehmer zur Kontaktierung einer Gleichstrom führenden Oberleitung; b) mindestens einen Antriebsmotor zum Antreiben einer Antriebsachse; c) eine Stromversorgung zur Versorgung des mindestens einen Antriebsmotors mit Antriebsstrom; und d) einen Hochleistungs-Energiespeicher zur Zwischenspeicherung von über den Stromabnehmer aufgenommener elektrischer Energie; wobei e) die Stromversorgung einen Trenntransformator umfasst, der einen ersten, mit dem Stromabnehmer verbundenen Abschnitt der Stromversorgung von einem zweiten Abschnitt der Stromversorgung galvanisch trennt, wobei der mindestens eine Antriebsmotor und der Hochleistungs-Energiespeicher im zweiten Abschnitt angeordnet sind; f) der mindestens eine Antriebsmotor als Permanentmagnetmotor ausgebildet ist; und g) der Oberleitungsbus einen Schaltmechanismus zur Trennung eines Motorumrichters des mindestens einen Antriebsmotors vom zweiten Abschnitt umfasst.

2. Oberleitungsbus nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Trenntransformator Teil eines Gleichspannungswandlers ist.

3. Oberleitungsbus nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine Stromverteilung im zweiten Abschnitt, wobei der Hochleistungs-Energiespeicher und der mindestens eine Antriebsmotor parallel an der Stromverteilung angeschlossen sind.

4. Oberleitungsbus nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Antriebsmotor flüssigkeitsgekühlt ist.

5. Oberleitungsbus nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch weitere flüssigkeitsgekühlte Aggregate.

6. Oberleitungsbus nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaltmechanismus in einem Dachbereich des Oberleitungsbusses angeordnet ist.

7. Oberleitungsbus nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Hochleistungs-Energiespeicher durch eine Batterie gebildet ist.

8. Oberleitungsbus nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine Leistung des Hochleistungs-Energiespeichers mindestens 75% der Nennleistung des mindestens einen Antriebsmotors, bevorzugt der gesamten Nennleistung des mindestens einen Antriebsmotors, entspricht.

9. Oberleitungsbus nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Trenntransformator in einem Dachbereich des Oberleitungsbusses angeordnet ist.

10. Oberleitungsbus nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Hochleistungs-Energiespeicher im Dachbereich angeordnet ist.