CN107690398A - 用于通过产生磁场而将能量传输至车辆的布置结构和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种布置结构，其用于通过产生磁场并通过在车辆(1)的接收装置(4)中感应出电压而将能量传输至车辆(1)，所述布置结构包括：‑多个产生装置(T1，T2，T3，T4，T5，T6)，其用于产生磁场，‑控制器，其连接至产生装置(T1，T2，T3，T4，T5，T6)，控制器(15)适于与其他产生装置(T1，T2，T3，T4，T5，T6)独立地且分别地对产生装置(T1，T2，T3，T4，T5，T6)中的每个的操作进行控制，其中，所述多个产生装置(T1，T2，T3，T4，T5，T6)沿着车辆(1)的行驶路径一个接一个地布置成序列，其中，所述多个产生装置(T1，T2，T3，T4，T5，T6)中的第一产生装置(T2)定位于车辆停止位置处，在该车辆停止位置处，行驶路径被设计成用于停止的车辆(1)，从而能够向停止的车辆(1)提供由第一产生装置(T2)产生的磁场能量，其中，所述多个产生装置(T1，T2，T3，T4，T5，T6)中的至少一个第二产生装置(T1，T3，T4，T5)沿着行驶路径的加速区段布置，在该加速区段，车辆(1)能够减速以停在车辆停止位置处或车辆(1)能够加速以从车辆停止位置出发。

Description

用于通过产生磁场而将能量传输至车辆的布置结构和方法
技术领域
本发明涉及一种布置结构，其用于通过产生磁场并通过在车辆的接收装置中感应出电压而将能量传输至车辆。另外，本发明涉及一种通过产生磁场而将能量传输至车辆的方法，从而车辆的接收装置能够接收磁场且能够在车辆的接收装置中感应出电压。
背景技术
原则上，产生静磁场将足以将磁场能量传输给车辆。然而，在实际中，大多数系统产生交变电磁场。因此，在接收装置中感应出交流电压。通常，使用由接收装置产生的电能对比如电池的车载能量存储器进行充电。在接收装置中感应出交流电压的情况下，相应的交流电由整流器整流，且整流电流用于对存储器充电和/或直接馈送至车辆的车载电网。
WO2010/031595A2公开了一种用于向车辆、特别是轨道车辆提供电能的布置结构，其中，该布置结构包括适于接收交变电磁场并通过电磁感应产生交流电的接收装置。当车辆行驶时，能量从沿着行驶路径延伸的轨道侧电导体布置结构传输至车辆。在下文中，将这种向车辆的能量传输称为动态传输。
WO2014/057100A1公开了可将能量传输至陆上车辆，特别是轨道车辆、例如铁路车辆，但是也可传输至道路汽车，例如个人(私人)乘用车或公共运输车辆(例如，公共汽车)。产生装置的初级侧导体布置结构产生交变电磁场并被集成于车辆的轨道、道路或停车区域中，以使得初级侧导体布置结构的电线在与其上可行驶或可停放车辆的道路、轨道或停车区域的表面几乎平行的平面中延伸。在下文中，将在车辆停止时向车辆的能量传输称为静态传输。
本发明可应用于WO2010/031595A2和WO2014/057100A1中描述的布置结构和系统，或应用于类似的系统。例如，产生磁场的产生装置可包括这些文件中描述的导体布置结构中的至少一个。附加地或替代地，导体布置结构可集成在车辆的轨道、道路或停车区域中，从而车辆可行驶和/或停在产生装置的导体布置结构上方。
当车辆在路侧产生装置(特别是所谓的充电垫)附近(特别是上方)停止且从产生装置接收磁场时，这称为静态传输。静态传输对于在高功率水平下将能量传输至车辆是有效的，尤其用于以短时间区间对车辆电池充电。一个缺点是车辆(例如公共运输车辆)在能量传输期间不能移动。如果车辆专门或主要使用电能来操作，静态传输就要求将车载能量存储器充电至一充电水平，该充电水平足以在行驶到下一个产生装置期间操作车辆。尤其地，可预先确定从静态传输位置开始的行驶路径，且可预先计算相应的充电水平。
动态传输的优点是，如果需要的话，车辆可在行驶期间接收能量。尤其地，可通过接收磁场能量而在行驶期间对车载存储器进行充电。然而，用于动态传输的典型系统不具有沿整个行驶路径的产生装置。车辆通过动态传输可接收的能量的量取决于传输功率和车辆沿着产生磁场的产生装置中的一个行驶的时间区间的持续时间。例如，假设动态传输的功率水平不变，更长的行驶路径区段必须配备有产生装置，以便增加可传输至车辆的能量。因此，增加了沿行驶路径安装和操作产生装置的工作量。另外，如果车辆以更高的速度行驶，则动态传输的时间区间的持续时间就减少。另外，为了保护可能受到磁场影响的人、动物和其他技术装置，在公共场合要遵守磁场强度的最大值。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种通过产生磁场而将能量传输给车辆的布置结构，并提供一种通过产生磁场而将能量传输至车辆的方法，其使得能够在安装和操作产生装置方面以适中的工作量来进行有效的能量传输，并能够调整要传输至车辆的能量的量。
根据本发明的基本思想，提出了到车辆的静态和动态能量传输的组合。这提供了在至少一个停车区域中传输能量的机会，例如在公共运输车辆的情况下，其可以是预定行驶路径上的预定停车区域。附加地或替代地，在预定的或非预定的行驶路径上或行驶路径附近可能存在至少一个非预定停车区域。在下文中，车辆可停止以通过静态传输接收能量的位置称为车辆停止位置。
用于产生磁场的第一产生装置(该第一产生装置位于车辆停止位置处)与用于在行驶路径上的车辆停止位置附近或一距离处产生磁场的至少一个另外的、第二产生装置相组合。该第二产生装置或第二产生装置中的一个可沿着行驶路径的一区段延伸，该区段靠近行驶路径的第一区段或直接在行驶路径的第一区段处开始或结束，第一产生装置沿着第一区段延伸。第一区段是车辆停止位置。由于第一产生装置和第二产生装置彼此靠近地布置，因此，行驶在行驶路径上的车辆不仅可在车辆停止位置处通过静态传输来接收能量，而且也可在其行驶至车辆停止位置和/或从车辆停止位置出发时接收能量。
尤其地，第二产生装置的操作可取决于需要传输至车辆的能量的量和/或车辆在车辆停止位置停止时的时间区间的持续时间。如果不需要动态传输，则第二产生装置可能不操作。例如，车辆的车载控制装置可将除了通过静态传输接收的能量之外所要求的能量的量或用于指示能量需求的要求信号通信至与产生装置连接的控制器。如果该路侧控制器判定车辆还应该通过动态传输接收能量和/或如果路侧控制器从车辆接收到相应的信号，它就控制第二产生装置的操作，从而在车辆接近车辆停止位置和/或从车辆停止位置出发时将能量传输至车辆。尤其地，可提供/操作第二产生装置中的两个，其中的一个在行驶路径上在车辆停止位置之前，另一个在车辆停止位置之后。这些第二产生装置与任何其他产生装置的区别在于，在行驶路径上在第二产生装置和车辆停止位置之间不存在其他产生装置。然而，通过至少一个其它产生装置与第一产生装置分开的任何其它产生装置也被称为第二产生装置，只要车辆在靠近该产生装置的行驶路径区段中预期减速或加速。使用靠近车辆停止位置的第二产生装置具有的优点是，车辆在沿着第二产生装置行驶时以低速行驶。
尤其地，提出了以下方面：一种布置结构，其用于通过产生磁场以及通过在车辆的接收装置中感应出电压而将能量传输至车辆，所述布置结构包括：
-多个产生装置，其用于产生磁场，
-控制器，其连接至产生装置，所述控制器适于与其他产生装置独立地且分别地对产生装置中的每个的操作进行控制，
其中，所述多个产生装置沿着车辆的行驶路径一个接一个地布置成序列，其中，所述多个产生装置中的第一产生装置定位于车辆停止位置处，在该车辆停止位置处，行驶路径被设计成用于停止的车辆，从而能够向所述停止的车辆提供由第一产生装置产生的磁场能量，其中，所述多个产生装置中的至少一个第二产生装置沿着行驶路径的加速区段布置，在该加速区段，车辆能够减速以停在车辆停止位置或车辆能够加速以从车辆停止位置出发。因此，术语加速区段也包括车辆减速(负加速)的区段。
另外，提出了一种通过产生磁场而将能量传输至车辆的方法，从而车辆的接收装置能够接收磁场且能够在车辆的接收装置中感应出电压，该方法包括：
-操作多个产生装置以产生磁场，其中，所述多个产生装置沿着车辆的行驶路径一个接一个地布置成序列，
-与其他产生装置独立地且分别地对产生装置中的每个的操作进行控制，
-操作所述多个产生装置中的第一产生装置，以便在车辆停在车辆停止位置时将能量传输至车辆，
-操作所述多个产生装置中的至少一个第二产生装置，以便在车辆减速以停在车辆停止位置时或在车辆加速以从车辆停止位置出发时将能量传输至车辆。
与其他产生装置独立地且分别地对产生装置中的每个的操作进行控制意味着，产生装置中的每个的操作可独立于任何其他产生装置的操作来启动和停止。例如，如果单个车辆在行驶路径上行驶，则可操作产生装置中的一个，从而在车辆靠近产生装置时产生磁场，这意味着与正在操作的产生装置相比不存在更靠近车辆的其他产生装置。一次仅可操作一个产生装置。然而，优选的是，在车辆到达产生装置之前或一旦到达产生装置或到达沿着产生装置的预定位置，下一产生装置沿着行驶路径在序列中接着操作中的产生装置。
一般来说，优选的是，检测靠近产生装置中的至少一个且优选靠近产生装置中的每个的车辆存在性和/或车辆相对于产生装置中的一个或每个的位置，尤其是通过与产生装置或产生装置中的每个组合的检测装置来检测。WO2011/103999A1公开了这种检测装置的一些示例。
沿着行驶路径的产生装置的序列尤其意味着产生装置中的每个均沿着行驶路径的一区段延伸，且这些区段以相继的次序形成行驶路径，且车辆可通过由产生装置中的至少一个所产生的磁场来接收能量。
产生装置中的每个均可包括一个或多于一个的导体布置结构，其中，在多个导体布置结构的情况下，这些导体布置结构可仅同时操作。导体布置结构可形成至少一个电导体(例如电缆)的线圈。替代地，至少一个导体可以以蜿蜒形式铺设，从而沿着行驶路径延伸。例如，图1中WO2010/031595A2示出了这种蛇形构型。
例如，车辆可是公共汽车，特别是通常在公共汽车站停留短时间区间的BRT(busrapid transit，快速公交)。任何公共交通车辆只能在停靠车站停留相对较短的时间区间，除非停靠站是终点站。
一般而言，本发明的优点在于，静态传输所需的时间区间的持续时间相对较小，因为在离车辆停止位置的一距离处沿着行驶路径延伸的至少一个附加产生装置可用于动态传输能量。与纯动态传输系统相比，沿着行驶路径延伸的所有产生装置所需的长度显着降低。此外，对于所使用的产生装置的类型以及对于路侧的产生装置与车辆车载的接收装置的相对位置而言，静态传输与动态传输相比可以以不同的方式进行。尤其地，静态传输可在产生装置和接收装置彼此几乎完全对准时进行。因此，与动态传输相比，可实现更高功率水平的能量传输。此外，与动态传输相比，在静态传输期间，接收装置可定位成更靠近产生装置。例如，当车辆停止时，接收装置可从车辆底部朝着产生装置降低。因此，能量传输的效率增加，且较少的场能散布到周围区域。另一优点是能量可在车辆加速时动态地传输至车辆，因此需要特别高功率的动力。
此外，在静态传输期间，能够更容易地保护产生装置和接收装置周围的人、动物和技术装置免受高磁场强度影响。一个原因是，车辆可完全覆盖产生装置所在的区域。另一原因是，在静态传输期间，例如包括导电和/或导磁材料的屏蔽设备可布置在产生装置和/或接收设备侧旁。
在动态传输的情况下，附加的屏蔽是困难的或需要大量工作。如果不使用或几乎没有屏蔽，则可通过使用在操作期间被车辆尽可能多地覆盖的短产生装置来减少对磁场的环境暴露。然而，与在行驶路径的较长区段上延伸的较少数量的产生装置相比，对于多个短产生装置的成本和操作工作量明显更高。
因此，相应的问题是提供一种布置结构和一种方法，其能减少对磁场的环境暴露，但是也成本有效且需要适中的操作工作量。
建议仅在车辆至少部分地覆盖产生装置的情况下操作用于动态传输的产生装置。优选地，这同样适用于静态传输。
尤其地，控制器适于操作产生装置中的每个，以用于仅在车辆至少部分地覆盖产生装置的情况下，才将能量传输至在行驶路径上停止的或行驶的车辆。如果例如通过将产生装置集成到轨道或地面而将产生装置优选置于车辆下方，则产生装置在车辆位于产生装置上方时被车辆覆盖。然而，也可能的是，产生装置布置在车辆侧旁，或在行驶期间被车辆横过的空间侧旁。在这种情况下，如果从车辆的相反侧观察，则当车辆靠近产生装置时覆盖相应的产生装置。产生装置的背面可例如使用导电和/或导磁材料来屏蔽。
根据该方法的相应实施例，产生装置中的每个仅在产生装置至少部分地被车辆覆盖的情况下操作。“至少部分地”还包括相应的产生装置仅在产生装置被车辆完全覆盖时才操作的情况。
优选地，存在检测装置，以用于检测产生装置附近的人、动物和/或异物(例如金属物体，特别是另一车辆)。如果检测装置向产生装置的控制器输出相应的信号，则相应的产生装置优选不操作。一般来说，如果检测到人、动物和/或异物存在于产生装置附近，则产生装置可能不操作。关于这种布置结构，控制器可适于在这种情况下不操作产生装置。
为了解决对磁场的环境暴露问题，还建议使用不同长度的产生装置。尤其地，第一产生装置可沿着行驶路径在第一长度上延伸，且第二产生装置可沿着行驶路径在第二长度上延伸，其中，第一长度小于第二长度。这意味着，与用于静态传输的产生装置相比，具有较大长度的产生装置被用于动态传输。关于该方法，第一产生装置沿着行驶路径在第一长度上延伸，从而在车辆停在车辆停止位置时在第一长度上产生磁场，且第二产生装置沿着行驶路径在第二长度上延伸，从而在车辆沿着第二长度行驶时在第二长度上产生磁场，其中，第一长度小于第二长度。
由于第二产生装置的长度大于第一产生装置的长度，因此，在第二产生装置的操作过程中对磁场的环境暴露更大。另一方面，由于第二产生装置被操作用于动态传输、即车辆在行驶时传输，因此，操作第二产生装置的时间区间小于操作第一产生装置的时间区间。尤其地，操作第二产生装置的时间区间可小于操作第一产生装置的时间区间的三分之一，优选小于五分之一。
不同产生装置长度的思想可扩展到其他产生装置。
尤其地，该序列可包括所述多个产生装置中的第三产生装置，在车辆的行驶方向上或相反于行驶方向，第三产生装置之后接着是第二产生装置或多个第二产生装置，所述第二产生装置或多个第二产生装置再之后接着是第一产生装置，其中，第三产生装置沿着行驶路径在第三长度上延伸，其中，第三长度大于第二长度。关于该方法，可操作所述多个产生装置中的第三产生装置，其中，关于所述多个产生装置的所述序列而言，在车辆的行驶方向上或相反于行驶方向，第三产生装置之后接着是第二产生装置或多个第二产生装置，所述第二产生装置或多个第二产生装置再之后接着是第一产生装置，其中，第三产生装置沿着行驶路径在第三长度上延伸，其中，第三长度大于第二长度。
如果车辆停在车辆停止位置且在从第三产生装置经由第二产生装置朝着第一产生装置行驶过程中减速和/或在从第一产生装置出发经由第二产生装置至第三产生装置时加速，则与第二产生装置相比，车辆速度在沿着第三产生装置驾驶时更大。因此，与第二产生装置相比，第三产生装置的长度可更长，而不会显著增加或完全不会增加对磁场的环境暴露。
附图说明
本发明的示例将参照附图进行描述。附图的各个图示出了：
图1示意性地示出了停在道路上的车辆停止位置处的道路车辆，其中，产生装置集成在道路中，
图2示意性地示出了用于将能量传输至车辆的布置结构，该布置结构包括用于产生磁场的多个产生装置，其中，车辆停在车辆停止位置，以及
图3示出了图2所示的布置结构，其中，车辆正从车辆停止位置出发，且由定位在离车辆停止位置一距离处的产生装置来提供能量。
具体实施方式
如图1示意性所示，车辆1(特别是公共交通汽车)可在行驶路径2、比如道路上行驶。产生装置3集成在行驶路径中，以用于在图1所示的车辆位置产生磁场。通过操作产生装置3，可将磁场能量(如箭头所示)传输至车辆1车载的、位于车辆底部处的接收装置4。在车辆1上，接收装置4连接至整流器6，整流器6又连接至车辆1的电网7，且经由充电器8连接至能量存储器9。
图2示意性地示出了分别沿着在图中从左到右延伸的行驶路径的相继区段中的不同区段延伸的六个产生装置T1，T2，T3，T4，T5，T6。产生装置T1，T2，T3，T4，T5，T6(实际上，可提供更少的或其他的产生装置)可彼此分别地和独立地操作(即通电)。用于控制产生装置T1，T2，T3，T4，T5，T6的操作的控制装置15经由控制线路分别连接至相应的一个开关M1，M2，M3，M4，M5，M6，以用于接通和断开分配的产生装置T1，T2，T3，T4，T5，T6。替代地，产生装置T1，T2，T3，T4，T5，T6的操作可通过单独的控制器来控制。开关M1，M2，M3，M4，M5，M6连接至三相电源线路13，以用于传导由逆变器55产生并经由连接线路11提供的三相交流电。
可选地，可存在也沿着相应的产生装置T的每个行驶路径区段延伸的电线(未示出)的环路。每个环路可例如是电导体的单个或多个绕组。由车辆的信号发射器产生的电磁波在环路中感应出相应的电压。替代地，每个环路的有效电感随着附近车辆的存在性而变化，且电感的变化被检测。每个环路可直接或间接地连接至控制器15。
产生装置T2定位于车辆停止位置处，比如公交车站或车辆经常停车的、具有交通灯的交叉路口处的停止位置。其他可能的停止位置例如是车辆停车位。在这种情况下，用于能量动态传输的产生装置可集成在车辆进入和离开停车位所使用的进入车道中。
通常，所述多个产生装置沿着行驶路径一个接一个地布置成序列。在图2和图3所示的示例中，在产生装置的序列中，在车辆停止位置处的产生装置T2之前存在一个产生装置T1，在产生装置T2之后存在四个产生装置T3，T4，T5，T6。产生装置T1，T3定位成靠近第一产生装置T2。这两个产生装置T1，T3和另外两个产生装置T4，T5被设计成用于在车辆的减速(装置T1)和加速(装置T3，T4，T5)过程中动态传输能量。这四个装置T1，T3，T4，T5具有相同的长度，其长度大于第一产生装置T2的长度。在该示例中，第二产生装置T1，T3，T4，T5的长度是第一产生装置T2的长度的两倍。在产生装置的序列的末尾存在第三产生装置T6。它被设计成用于在更高的车辆速度下、特别是当车辆已经达到其不变的行驶速度时动态传输能量。
在下文中，参照图2和图3来说明将能量传输至车辆的方法的一个优选示例。当车辆接近车辆停止位置时，车辆减速并在速度减小的同时沿着车辆停止位置之前的第二产生装置T1行驶。例如，通过检测车辆在行驶路径上的位置和/或通过检测靠近第二产生装置T1的车辆的存在性，判定可通过第二产生装置T1向车辆提供能量。因此，控制器15接通开关M1，且第二产生装置T1通过逆变器55经由线路11，13被提供电能，并产生磁场。
当检测到车辆正在离开靠近第二产生装置T1(特别是位于第二产生装置T1上方)的行驶路径区段时，或当检测到车辆已经离开该区段时，控制器15断开开关M1。因此，第二产生装置T1停止操作。
在断开开关M1之前、同时或之后，控制器15接通开关M2。该切换动作可由相同的事件(例如，检测到车辆已经离开靠近第二产生装置T1的区段)或由另一事件(比如检测到车辆已经到达车辆停止位置且完全覆盖第一产生装置T2)触发。当开关M2接通时，第一产生装置T2开始操作，且产生用于静态能量传输的相应磁场。传输功率可显著高于第二产生装置T1，T3，T4，T5的和第三产生装置T6的传输功率。图2示出了车辆位于车辆停止位置，且在从上方观察的情况下完全覆盖第一产生装置T2。
当车辆开始加速时，或当车辆正在离开或已经离开靠近第一产生装置T2的区段(即，车辆停止位置)时，可执行相应的检测，且控制器15断开开关M2。由相同的检测或由另一检测(比如车辆已经到达或完全进入靠近第二产生装置T3的区段)触发，控制器15接通开关M3，且第二产生装置T3开始操作。
以这种方式，当车辆加速且进一步从车辆停止位置出发时，通过接通和断开分配的开关M3，M4，M5，M6来启动和停止相继的产生装置T3，T4，T5，T6。如前文对于产生装置T1，T2以及对于产生装置T2，T3所述，下一个接着的产生装置T4，T5，T6可在之前的产生装置T3，T4，T5停止操作之前、同时或之后开始操作。尤其地，前述的检测可以以相应的方式执行。
图3示出了当车辆几乎完全离开靠近第二产生装置T3的区段时的情况。优选地，第二产生装置的操作在之前停止，且第二产生装置T4的操作在之前已经开始。
当车辆到达靠近第三产生装置T6的区段时，自从车辆离开车辆停止位置以来进行的加速终止，且车辆以不变的速度行驶。
可对图2和图3所示的程序和布置结构进行修改。例如，在车辆停止位置处的第一产生装置之前和/或之后的产生装置的数量可以是不同的。附加地或替代地，沿着行驶路径的减速和加速区段布置的第二产生装置的长度可不像如图3所示的那样不变，而是可以是不同的。尤其地，与其他第二产生装置相比，离车辆停止位置具有更大距离的第二产生装置具有更长的长度。对于图2和图3，可将第二产生装置T4和T5的长度修改为大于第二产生装置T3的长度，但小于第三产生装置T6的长度。更一般来说，在靠近相应的产生装置的区段中预期的车辆速度越高，产生装置沿着行驶路径的方向就越长。因此，对磁场的环境暴露减少，同时安装和操作布置结构的工作是适中的。

Claims (8)

1.一种用于将能量传输至车辆(1)的布置结构，其通过产生磁场并通过在车辆(1)的接收装置(4)中感应出电压而将能量传输至车辆(1)，所述布置结构包括：
-多个产生装置(T1，T2，T3，T4，T5，T6)，其用于产生磁场，
-控制器，其连接至产生装置(T1，T2，T3，T4，T5，T6)，所述控制器(15)适于与其他产生装置(T1，T2，T3，T4，T5，T6)独立地且分别地对产生装置(T1，T2，T3，T4，T5，T6)中的每个的操作进行控制，
其中，所述多个产生装置(T1，T2，T3，T4，T5，T6)沿着车辆(1)的行驶路径一个接一个地布置成序列，
其中，所述多个产生装置(T1，T2，T3，T4，T5，T6)中的第一产生装置(T2)定位于车辆停止位置处，在该车辆停止位置处，行驶路径被设计成用于停止的车辆(1)，从而能够向所述停止的车辆(1)提供由第一产生装置(T2)产生的磁场能量，
其中，所述多个产生装置(T1，T2，T3，T4，T5，T6)中的至少一个第二产生装置(T1，T3，T4，T5)沿着行驶路径的加速区段布置，在该加速区段，车辆(1)能够减速以停在车辆停止位置处或车辆(1)能够加速以从车辆停止位置出发，以及
其中，第一产生装置(T2)沿着行驶路径在第一长度上延伸，且第二产生装置(T1，T3，T4，T5)沿着行驶路径在第二长度上延伸，其中，第一长度小于第二长度。
2.根据权利要求1所述的布置结构，其中，所述序列包括所述多个产生装置(T1，T2，T3，T4，T5，T6)中的第三产生装置(T6)，在车辆(1)的行驶方向上或相反于行驶方向，所述第三产生装置(T6)之后接着是第二产生装置或多个第二产生装置(T3，T4，T5)，所述第二产生装置或多个第二产生装置(T3，T4，T5)再之后接着是第一产生装置(T2)，其中，第三产生装置(T6)沿着行驶路径在第三长度上延伸，其中，第三长度大于第二长度。
3.根据权利要求1或2所述的布置结构，其中，控制器(15)适于仅在车辆(1)至少部分地覆盖产生装置(T1，T2，T3，T4，T5，T6)时操作产生装置(T1，T2，T3，T4，T5，T6)中的每个，以用于将能量传输至在行驶路径上停止的或行驶的车辆(1)。
4.根据权利要求3所述的布置结构，其中，控制器(15)适于在检测到人、动物和/或异物存在于产生装置(T1，T2，T3，T4，T5，T6)附近的情况下不操作产生装置(T1，T2，T3，T4，T5，T6)。
5.一种通过产生磁场而将能量传输至车辆(1)的方法，从而车辆(1)的接收装置(4)能够接收磁场且能够在车辆(1)的接收装置(4)中感应出电压，该方法包括：
-操作多个产生装置(T1，T2，T3，T4，T5，T6)以产生磁场，其中，所述多个产生装置(T1，T2，T3，T4，T5，T6)沿着车辆(1)的行驶路径一个接一个地布置成序列，
-与其他产生装置(T1，T2，T3，T4，T5，T6)独立地且分别地对产生装置(T1，T2，T3，T4，T5，T6)中的每个的操作进行控制，
-操作所述多个产生装置(T1，T2，T3，T4，T5，T6)中的第一产生装置(T2)，以便在车辆(1)停在车辆停止位置时将能量传输至车辆(1)，-操作所述多个产生装置(T1，T2，T3，T4，T5，T6)中的至少一个第二产生装置(T1，T3，T4，T5)，以便在车辆(1)减速以停在车辆停止位置时或在车辆(1)加速以从车辆停止位置出发时将能量传输至车辆(1)，
其中，第一产生装置(T2)沿着行驶路径在第一长度上延伸，从而在车辆(1)停在车辆停止位置时在第一长度上产生磁场，且第二产生装置(T1，T3，T4，T5)沿着行驶路径在第二长度上延伸，从而在车辆(1)沿着第二长度行驶时在第二长度上产生磁场，其中，第一长度小于第二长度。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述多个产生装置(T1，T2，T3，T4，T5，T6)中的第三产生装置(T6)被操作，其中，关于所述多个产生装置(T1，T2，T3，T4，T5，T6)的序列而言，在车辆(1)的行驶方向上或相反于行驶方向，第三产生装置(T6)之后接着是第二产生装置或多个第二产生装置(T3，T4，T5)，所述第二产生装置或多个第二产生装置(T3，T4，T5)再之后接着是第一产生装置(T2)，其中，第三产生装置(T6)沿着行驶路径在第三长度上延伸，其中，第三长度大于第二长度。
7.根据权利要求5或6所述的方法，其中，产生装置(T1，T2，T3，T4，T5，T6)中的每个仅在产生装置至少部分地被车辆(1)覆盖时操作。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，产生装置(T1，T2，T3，T4，T5，T6)在检测到人、动物和/或异物存在于产生装置(T1，T2，T3，T4，T5，T6)附近的情况下不操作。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109094400A (zh) * 2018-08-17 2018-12-28 广西电网有限责任公司电力科学研究院 一种基于车载rfid标签的动态无线充电系统

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0289868A2 (en) * 1987-05-08 1988-11-09 Inductran Corporation Roadway power and control system for inductively coupled trans portation system
US6421600B1 (en) * 1994-05-05 2002-07-16 H. R. Ross Industries, Inc. Roadway-powered electric vehicle system having automatic guidance and demand-based dispatch features
US20110184842A1 (en) * 2010-01-28 2011-07-28 Roger D Melen Energy transfer systems and methods for mobile vehicles
CN102271961A (zh) * 2009-11-24 2011-12-07 北口弘正 在车辆行驶过程中充电的交通系统
DE102011005915A1 (de) * 2011-03-22 2012-09-27 Siemens Aktiengesellschaft System zur kurzfristigen Ladung von elektrisch betriebenen Fahrzeugen
CN103003117A (zh) * 2010-07-08 2013-03-27 斯堪尼亚商用车有限公司 混合动力车辆的能量控制系统和方法
KR101252591B1 (ko) * 2011-08-19 2013-04-10 한국과학기술원 주행환경에 최적화된 급전도로 시스템
CN103879407A (zh) * 2012-12-20 2014-06-25 罗伯特·博世有限公司 用于车辆的能量管理的方法
WO2014166942A2 (en) * 2013-04-09 2014-10-16 Bombardier Transportation Gmbh Inductive power transfer pad and system for inductive power transfer
CN104584372A (zh) * 2012-08-31 2015-04-29 西门子公司 用于给蓄电池无线充电的蓄电池充电系统和方法

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0289868A2 (en) * 1987-05-08 1988-11-09 Inductran Corporation Roadway power and control system for inductively coupled trans portation system
US6421600B1 (en) * 1994-05-05 2002-07-16 H. R. Ross Industries, Inc. Roadway-powered electric vehicle system having automatic guidance and demand-based dispatch features
CN102271961A (zh) * 2009-11-24 2011-12-07 北口弘正 在车辆行驶过程中充电的交通系统
US20110184842A1 (en) * 2010-01-28 2011-07-28 Roger D Melen Energy transfer systems and methods for mobile vehicles
CN103003117A (zh) * 2010-07-08 2013-03-27 斯堪尼亚商用车有限公司 混合动力车辆的能量控制系统和方法
DE102011005915A1 (de) * 2011-03-22 2012-09-27 Siemens Aktiengesellschaft System zur kurzfristigen Ladung von elektrisch betriebenen Fahrzeugen
KR101252591B1 (ko) * 2011-08-19 2013-04-10 한국과학기술원 주행환경에 최적화된 급전도로 시스템
CN104584372A (zh) * 2012-08-31 2015-04-29 西门子公司 用于给蓄电池无线充电的蓄电池充电系统和方法
CN103879407A (zh) * 2012-12-20 2014-06-25 罗伯特·博世有限公司 用于车辆的能量管理的方法
WO2014166942A2 (en) * 2013-04-09 2014-10-16 Bombardier Transportation Gmbh Inductive power transfer pad and system for inductive power transfer

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109094400A (zh) * 2018-08-17 2018-12-28 广西电网有限责任公司电力科学研究院 一种基于车载rfid标签的动态无线充电系统

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