CN110525238A - 用于轨道交通系统的无线充电系统和轨道交通系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于轨道交通系统的无线充电系统和轨道交通系统，无线充电系统包括发射装置、接收装置和定位装置，接收装置包括次级线圈和车载控制器，次级线圈与轨道车辆的储能装置相连且与初级线圈配合以对储能装置充电，初级线圈和次级线圈中的其中一个可沿轨道的长度方向移动；定位装置用于检测轨道车辆的停车误差、并将检测结果传送至车载控制器，当轨道车辆停车时车载控制器控制初级线圈和次级线圈中的上述其中一个相对于轨道车辆沿轨道车辆的长度方向移动以使初级线圈和次级线圈正对设置。根据本发明的用于轨道交通系统的无线充电系统，减小了轨道车辆的停车误差，有效提升了轨道车辆的充电效率。

Description

用于轨道交通系统的无线充电系统和轨道交通系统

技术领域

本发明涉及轨道交通技术领域，尤其是涉及一种用于轨道交通系统的无线充电系统和轨道交通系统。

背景技术

随着城镇化进程的不断推进，城市轨道交通进入了建设的高峰期。与此同时，“新能源”成为了行业发展的一个方向，并将其应用于轨道交通中，使得轨道车辆搭载了储能电池，利用储能电池中储存的电能驱动和牵引轨道车辆运行。然而，受到储能电池能量密度的限制，轨道车辆的续航里程与储能电池的数量成正比，如果实现较大的续航里程，需要增加储能电池的数量，但随着储能电池数量的增加，导致了轨道车辆的整体重量的增加。因此，在不增加过多储能电池数量的前提下、保证轨道车辆较大的续航里程成为行业发展的主流方向。基于此，无线充电技术孕育而生。

相关技术中，已将无线充电技术运用在轨道车辆上，然而，充电距离难以保证和控制，而且由于线圈沿线布置，大大增加了线路的成本；当充电线圈线路一旦被破坏，将会直接影响轨道车辆的行车安全及运营平稳性；此外，由于充电线圈(初级线圈和次级线圈)的安装位置比较固定，当轨道车辆停车时，无法实现精准停车，使得轨道车辆与理想停车位置之间存在停车误差，导致充电线圈无法完全对正，使得轨道车辆的充电效率大大折扣。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种用于轨道交通系统的无线充电系统，所述无线充电系统可以减小轨道车辆的停车误差，有效提升轨道车辆的充电效率。

本发明还提出一种具有上述无线充电系统的轨道交通系统。

根据本发明第一方面实施例的用于轨道交通系统的无线充电系统，所述轨道交通系统包括轨道和沿所述轨道运行的轨道车辆，所述无线充电系统包括：发射装置，所述发射装置适于安装在地面或所述轨道上，所述发射装置包括初级线圈；接收装置，所述接收装置适于设在所述轨道车辆上，所述接收装置包括次级线圈和车载控制器，所述次级线圈与所述轨道车辆的储能装置相连且与所述初级线圈配合以对所述储能装置充电，所述初级线圈和所述次级线圈中的其中一个可沿所述轨道的长度方向移动；定位装置，所述定位装置用于检测所述轨道车辆的停车误差、并将检测结果传送至所述车载控制器，当所述轨道车辆停车时所述车载控制器控制所述初级线圈和所述次级线圈中的上述其中一个相对于所述轨道车辆沿所述轨道车辆的长度方向移动以使所述初级线圈和所述次级线圈正对设置。

根据本发明实施例的用于轨道交通系统的无线充电系统，通过设置定位装置，使得定位装置可以检测的轨道车辆的停车误差、并将检测结果传送至车载控制器，车载控制器控制初级线圈和次级线圈中的其中一个相对于轨道车辆沿轨道车辆的长度方向移动以使初级线圈和次级线圈正对设置，此时次级线圈和初级线圈之间的正对面积最大，从而有效提升了轨道车辆的充电效率，同时提升了初级线圈的电能利用率。

根据本发明的一些实施例，所述次级线圈通过传送机构可移动地设在所述轨道车辆上，所述传送机构设在所述轨道车辆上且包括：驱动装置，所述车载控制器与所述驱动装置相连以控制所述驱动装置的运行；传送装置，所述次级线圈固定在所述传送装置上，当所述轨道车辆停车时所述驱动装置与所述传送装置相连以驱动所述传送装置带动所述次级线圈相对于所述轨道车辆沿所述轨道车辆的长度方向移动。

根据本发明的一些实施例，所述传送装置包括：两个传送轮，两个所述传送轮可转动地设在所述轨道车辆上；传送件，所述传送件绕设在两个所述传送轮上，所述次级线圈固定在所述传送件上，两个所述传送轮转动以通过所述传送件带动所述次级线圈移动。

根据本发明的一些实施例，所述传送件为传送带或传送链。

根据本发明的一些实施例，沿所述轨道的长度方向、所述次级线圈的端部与对应所述传送轮的中心轴线之间的距离分别大于或等于所述停车误差的最大值。

根据本发明的一些实施例，所述驱动装置为驱动电机，所述驱动装置为一个，所述驱动装置可双向转动且与两个所述传送轮中的其中一个相连；或者，所述驱动装置为两个，两个所述驱动装置分别与两个所述传送轮对应相连，两个所述驱动装置单向转动且运行方向相反，当两个所述驱动装置中的其中一个运行时，两个所述驱动装置中的另外一个停止运行。

根据本发明的一些实施例，所述定位装置包括发射器和接收器，所述发射器和所述接收器中的其中一个设在所述轨道车辆上、另外一个安装在所述地面或所述轨道上，所述接收器接收所述发射器发出的信号、并将所述信号传递至所述车载控制器。

根据本发明的一些实施例，所述定位装置为光栅定位装置，所述发射器和所述接收器之间设有光栅，所述发射器发出的信号穿过所述光栅以传递至所述接收器，所述光栅具有沿所述轨道车辆的长度方向依次设置的光栅负位、光栅零位和光栅正位，所述光栅负位的刻纹形状和所述光栅正位的刻纹形状互不相同，沿所述光栅的长度方向、所述光栅负位的刻纹宽度和所述光栅正位的刻纹宽度分别逐增或逐减。

根据本发明的一些实施例，所述初级线圈包括沿所述轨道长度方向设置的多个子初级线圈，所述次级线圈包括与多个所述子初级线圈对应设置的多个子次级线圈，所述接收器设在多个所述子初级线圈沿所述轨道车辆的行驶方向的最后一个对应设置，所述发射器设在所述轨道车辆上且与所述多个子次级线圈沿所述轨道车辆的行驶方向的最后一个对应设置。

根据本发明的一些实施例，沿所述轨道的长度方向、所述光栅负位的长度和所述光栅正位的长度均大于所述停车误差的最大值。

根据本发明的一些实施例，所述发射装置进一步包括：线圈控制器，所述线圈控制器用于控制所述初级线圈的通电或断电，当所述初级线圈和所述次级线圈正对设置时，所述线圈控制器控制所述初级线圈通电。

根据本发明第二方面实施例的轨道交通系统，包括：无线充电系统，所述无线充电系统为根据本发明上述第一方面实施例的用于轨道交通系统的无线充电系统。

根据本发明实施例的轨道交通系统，通过采用上述的无线充电系统，减小了轨道车辆的停车误差，有效提升了轨道车辆的充电效率。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本发明实施例的轨道交通系统的局部结构示意图；

图2是根据本发明实施例的传送机构与次级线圈的装配示意图；

图3是根据本发明另一个实施例的传送机构的示意图；

图4是根据本发明实施例的光栅与子初级线圈的配合示意图。

附图标记：

轨道交通系统200、

轨道101、轨道车辆102、

初级线圈11、子初级线圈111

次级线圈21、子次级线圈211、车载控制器22、

发射器31、光栅33、

光栅零位331、光栅负位332、光栅正位333、

安装座40、驱动装置41、传送装置42、第一传动轴420a、第二传动轴420b、

第一传送轮421a、第二传送轮421b、传送件422。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面参考图1-图4描述根据本发明实施例的用于轨道交通系统200的无线充电系统，轨道交通系统200包括轨道101和沿轨道101运行的轨道车辆102，轨道101可以位于轨道车辆102的上方或下方，例如，轨道车辆102可以为跨座式单轨列车或悬挂式单轨列车等，但不限于此。在本申请下面的描述中，以轨道101位于轨道车辆102的下方为例进行说明。

如图1-图4所示，根据本发明实施例的无线充电系统，包括发射装置、接收装置和定位装置。

发射装置适于安装在地面或轨道101上，发射装置包括初级线圈11，接收装置适于设在轨道车辆102上，接收装置包括次级线圈21和车载控制器22，次级线圈21与轨道车辆102的储能装置(图未示出)相连且次级线圈21与初级线圈11配合以对储能装置充电，初级线圈11和次级线圈21中的其中一个可沿轨道101的长度方向移动。定位装置用于检测轨道车辆102的停车误差、并将检测结果传送至车载控制器22，当轨道车辆102停车时车载控制器22控制初级线圈11和次级线圈21中的上述其中一个相对于轨道车辆102沿轨道车辆102的长度方向移动以使初级线圈11和次级线圈21正对设置。

例如，如图1-图4所示，发射装置可以安装在轨道101上以使初级线圈11和次级线圈21上下相对设置，初级线圈11安装在轨道101的朝向轨道车辆102的一侧，次级线圈21可以安装在轨道车辆102的朝向轨道101的一侧，车载控制器22可以设在轨道车辆102内。当轨道车辆102行驶至次级线圈21和初级线圈11上下相对时，初级线圈11可以通电，由于初级线圈11内通有一定频率的交流电，初级线圈11产生有变化的磁场使得次级线圈21的磁通量发生变化，次级线圈21会产生电动势，从而次级线圈21与储能装置相连以形成回路时、次级线圈21可以对储能装置进行充电；当次级线圈21和初级线圈11上下正对时，轨道车辆102的充电效率可以达到最大值。

其中，次级线圈21可以沿轨道101的长度方向移动，而初级线圈11可以固定安装在轨道101上。当轨道车辆102沿轨道101行驶至充电区域或车站时，轨道车辆102逐渐减速、停车以对轨道车辆102进行充电，由于轨道车辆102存在停车误差，次级线圈21和初级线圈11未上下正对，此时定位装置可以检测轨道车辆102的停车误差、并将检测结果传送至车载控制器22，车载控制器22控制次级线圈21移动，使得次级线圈21相对于轨道车辆102沿轨道101的长度方向向前或向后移动至与初级线圈11上下正对设置，此时次级线圈21和初级线圈11之间的正对面积最大，从而有效提升了轨道车辆102的充电效率。

这里，需要说明的是，“停车误差”是指轨道车辆102停车后、轨道车辆102的停车位置与理想停车位置之间的间隔，而“理想停车位置”是指轨道车辆102停在该位置时、次级线圈21与初级线圈11正对，此时次级线圈21和初级线圈11之间的正对面积最大，轨道车辆102的充电效率高。

当然，初级线圈11还可以沿轨道101的长度方向移动，此时次级线圈21可以固定安装在轨道车辆102上，同样可以通过移动初级线圈11以使初级线圈11和次级线圈21正对设置，提高轨道车辆102的充电效率。

此外，发射装置还可以安装在地面上，例如轨道101铺设在地面上时，发射装置可以安装在地面上。这里，需要说明的是，不论发射装置安装在地面上，还是安装在轨道101上，发射装置的具体位置可以根据实际需求具体设置，例如发射装置可以安装在地面或轨道101的位于轨道车辆102的车站的部分上、也可以安装在地面或轨道101的位于充电区域内的部分上，使得轨道车辆102进站停车或进入充电区域停车后、便可以实现充电，保证轨道车辆102的续航里程。其中，初级线圈11和次级线圈21的沿轨道101长度方向上的长度可以根据实际情况具体设置，从而在保证充电效率的前提下、降低成本，更好地满足实际需求。

根据本发明实施例的用于轨道交通系统200的无线充电系统，通过设置定位装置，使得定位装置可以检测的轨道车辆102的停车误差、并将检测结果传送至车载控制器22，车载控制器22控制初级线圈11和次级线圈21中的其中一个相对于轨道车辆102沿轨道车辆102的长度方向移动以使初级线圈11和次级线圈21正对设置，此时次级线圈21和初级线圈11之间的正对面积最大，从而有效提升了轨道车辆102的充电效率，同时提升了初级线圈11的电能利用率。

在本发明的一些具体实施例中，如图2和图3所示，次级线圈21通过传送机构可移动地设在轨道车辆102上，传送机构设在轨道车辆102上且传送机构包括驱动装置41和传送装置42，车载控制器22与驱动装置41相连以控制驱动装置41的运行，次级线圈21固定在传送装置42上，当轨道车辆102停车时驱动装置41与传送装置42相连以驱动传送装置42带动次级线圈21相对于轨道车辆102沿轨道车辆102的长度方向移动。由此，通过在轨道车辆102上设置传送机构，从而实现了次级线圈21的移动。

具体地，当轨道车辆102停车后，由于轨道车辆102存在停车误差，次级线圈21和初级线圈11未上下正对，此时定位装置可以检测轨道车辆102的停车误差、并将检测结果传送至车载控制器22，车载控制器22控制驱动装置41运行以通过传送装置42带动次级线圈21移动，使得次级线圈21相对于轨道车辆102沿轨道的长度方向向前或向后移动至与初级线圈11上下正对设置，有效提升了轨道车辆102的充电效率。

可以理解的是，当初级线圈11沿轨道的长度方向移动、且次级线圈21固定安装在轨道车辆102上时，传送机构可以设在地面或轨道101上，以实现初级线圈11的移动，同样可以提升轨道车辆102的充电效率。

可选地，传送装置42包括传送件422和两个传送轮，两个传送轮可转动地设在轨道车辆102上，传送件422绕设在两个传送轮上，次级线圈21固定在传送件422上，两个传送轮转动以通过传送件422带动次级线圈21移动。例如，在图2和图3的示例中，两个传送轮分别为第一传送轮421a和第二传送轮421b，传送件422的两端分别绕设在第一传送轮421a和第二传送轮421b上，从而当第一传送轮421a或第二传送轮421b转动时，可以带动传送件422运动，从而带动次级线圈21移动以与初级线圈11正对，从而传送装置42结构简单、便于实现。其中，驱动装置41可以与第一传送轮421a和/或第二传送轮421b相连，例如，当驱动装置41仅与第一传送轮421a相连时，第一传送轮421a为主动轮、第二传送轮421b为从动轮，驱动装置41运行，第一传送轮421a转动以通过传送件422带动第二传送轮421b转动；又例如，当驱动装置41仅与第二传送轮421b相连时，第二传送轮421b为主动轮、第一传送轮421a为从动轮，驱动装置41运行，第二传送轮421b转动以通过传送件422带动第一传送轮421a转动。但不限于此。

例如，在图2的示例中，驱动装置41为一个，且驱动装置41为电机，驱动装置41可以双向转动且驱动装置41与第一传送轮421a相连。当驱动装置41正向转动时，第一传送轮421a正向转动以带动传送件422沿轨道101的长度方向向前移动；当驱动装置41反向转动时，第一传送轮421a反向转动以带动传送件422沿轨道101的长度方向向后移动，从而实现了传送件422的双向移动，提升了传送机构的适用性，且结构简单、便于实现。当然，驱动装置41还可以与第二传送轮421b相连，以带动传送件422向前或向后移动。

又例如，在图3的示例中，驱动装置41为两个，且两个驱动装置41均为电机，两个驱动装置41分别与第一传送轮421a、第二传送轮421b相连，两个驱动装置41单向转动且两个驱动装置41的运行方向相反，当两个驱动装置41中的其中一个运行时，两个驱动装置41中的另外一个停止运行。当与第一传送轮421a相连的驱动装置41正向转动时，与第二传送轮421b相连的驱动装置41停止转动，第一传送轮421a正向转动以带动传送件422沿轨道101的长度方向向前移动；当与第二传送轮421b相连的驱动装置41反向转动时，与第一传送轮421a相连的驱动装置41停止转动，第二传送轮421b反向转动以带动传送件422沿轨道101的长度方向向后移动，同样实现了传送件422的双向移动，提升了传送机构的适用性。

这里，需要说明的是，“驱动装置41单向转动”可以是驱动装置41主动运行时，仅能朝向一个方向运行，例如仅能正向转动，而驱动装置41被动转动时，可以仅能朝一个方向运行、也可以同时能朝两个方向运行；例如对于上述与第一传送轮421a相连的驱动装置41，该驱动装置41主动运行以带动第一传送轮421a转动时，仅能正向转动，而第一传送轮421a转动以带动该驱动装置41转动，使得该驱动装置41被动运行时，该驱动装置41可以反向转动；“当两个驱动装置41中的其中一个运行时，两个驱动装置41中的另外一个停止运行”中的“两个驱动装置41中的另外一个停止运行”是指两个驱动装置41中的上述另外一个停止主动运行，以避免两个驱动装置41运行时发生干涉。

进一步可选地，传送件422为传送带或传送链。当传送件422为传送带时(例如，如图2和图3所示)，传送带的宽度较大，次级线圈21可以固定在传送件422的外表面上，例如次级线圈21可以与传送件422粘接相连；当传送件422为传送链时，传送链可以为多个，次级线圈21可以固定在多个传送链的外表面上。这里，需要说明的是，方向“外”是指远离传送件422中心的方向。

进一步地，沿轨道101的长度方向、次级线圈21的端部与对应传送轮的中心轴线之间的距离分别大于停车误差的最大值。例如，在图2和图3的示例中，轨道101可以沿前后方向延伸，在前后方向上、第二传送轮421b位于第一传送轮421a的前侧，当次级线圈21位于其初始位置时、次级线圈21可以位于第一传送轮421a和第二传送轮421b的中间，第二传送轮421b的中心轴线与次级线圈21的前端在轨道101长度方向上的距离大于轨道车辆102停车误差的最大值，且第一传送轮421a的中心轴线与次级线圈21的后端在轨道101长度方向上的距离大于轨道车辆102停车误差的最大值，当次级线圈21自其初始位置向前或向后移动时、由于次级线圈21移动的距离大致等于轨道车辆102的停车误差，从而保证了次级线圈21在移动的过程中始终位于传送件422的下表面上，避免次级线圈21移动至传送件422的绕设在第一传送轮421a或第二传送轮421b的部分上，进一步保证了次级线圈21和初级线圈11的正对面积最大，保证了轨道车辆102的充电效率。

在本发明的一些可选实施例中，定位装置包括发射器31和接收器(图未示出)，发射器31和接收器中的其中一个设在轨道车辆102上、另外一个安装在地面或轨道101上，接收器接收发射器31发出的信号、并将信号传递至车载控制器22，以便于车载控制器22根据其接收到的信号控制驱动装置41的运行。例如，在图1的示例中，发射器31可以设在轨道车辆102上，接收器可以安装在轨道101上。当然，当发射器31设在轨道车辆102上时，接收器还可以安装在地面上，接收器同样可以接收发射器31发出的信号、并将信号传递至车载控制器22。

可以理解的是，发射器31可选为激光发射器，当轨道车辆102进入车站或充电区域时、或者轨道车辆102停车以准备充电时，可以将发射器31激活，以使发射器31发出信号。其中，发射器31的激活可以通过导通发射器31的电路来实现。

例如，当发射器31设在轨道车辆102上、接收器安装在轨道101或地面上、且次级线圈21沿轨道101的长度方向可移动、初级线圈11固定安装在轨道101或地面上时，发射器31可以随着次级线圈21的移动而沿轨道车辆102的长度方向同步移动，由于发射器31的位置变化而使得接收器可以实时接收到不同的信号，从而将信号实时传递至车载控制器22，进而车载控制器22可以实时调控驱动装置41的运行，提升车载控制器22的控制精确性；当轨道车辆102充电完成后，车载控制器22可以控制驱动装置41运行实现次级线圈21的复位，同时实现了发射器31的复位。又例如，当发射器31设在轨道车辆102上、接收器安装在轨道101或地面上、且次级线圈21沿轨道101的长度方向可移动、初级线圈11固定安装在轨道101或地面上时，发射器31可以不随着次级线圈21的移动而移动，发射器31固定在轨道车辆102上，此时接收器接收到发射器31发出的信号、并传递至车载控制器22，车载控制器22可以根据该信号计算出次级线圈21需要移动的距离及移动方向，从而控制驱动装置41运行以使次级线圈21移动相应的距离；当轨道车辆102充电完成后，车载控制器22可以控制驱动装置41运行实现次级线圈21的复位。

例如，当接收器设在轨道车辆102上、发射器31安装在轨道101或地面上、且次级线圈21沿轨道的长度方向可移动、初级线圈11固定安装在轨道101或地面上时，接收器可以随着次级线圈21的移动而沿轨道车辆102的长度方向同步移动，由于接收器的位置变化而使得接收器可以实时接收到不同的信号，从而将信号实时传递至车载控制器22，进而车载控制器22可以实时调控驱动装置41的运行，提升车载控制器22的控制精确性；当轨道车辆102充电完成后，车载控制器22可以控制驱动装置41运行实现次级线圈21的复位，同时实现了接收器的复位。又例如，当接收器设在轨道车辆102上、发射器31安装在轨道101或地面上、且次级线圈21沿轨道101的长度方向可移动、初级线圈11固定安装在轨道101或地面上时，接收器可以不随着次级线圈21的移动而移动，接收器固定在轨道车辆102上，此时接收器接收到发射器31发出的信号、并传递至车载控制器22，车载控制器22可以根据该信号计算出次级线圈21需要移动的距离及移动方向，从而控制驱动装置41运行以使次级线圈21移动相应的距离；当轨道车辆102充电完成后，车载控制器22可以控制驱动装置41运行实现次级线圈21的复位。

例如，当发射器31设在轨道车辆102上、接收器安装在轨道101或地面上、且初级线圈11沿轨道101的长度方向可移动、次级线圈21固定安装在轨道车辆102上时，接收器可以随着初级线圈11的移动而沿轨道车辆102的长度方向同步移动，由于接收器的位置变化而使得接收器可以实时接收到不同的信号，从而将信号实时传递至车载控制器22，进而车载控制器22可以实时调控驱动装置41的运行，提升车载控制器22的控制精确性；当轨道车辆102充电完成后，车载控制器22可以控制驱动装置41运行实现初级线圈11的复位，同时实现了接收器的复位。又例如，当发射器31设在轨道车辆102上、接收器安装在轨道101或地面上、且初级线圈11沿轨道101的长度方向可移动、初级线圈11固定安装在轨道车辆102上时，接收器可以不随着次级线圈21的移动而移动，发射器31固定在轨道车辆102上，此时接收器接收到发射器31发出的信号、并传递至车载控制器22，车载控制器22可以根据该信号计算出初级线圈11需要移动的距离及移动方向，从而控制驱动装置41运行以使初级线圈11移动相应的距离；当轨道车辆102充电完成后，车载控制器22可以控制驱动装置41运行实现初级线圈11的复位。

例如，当接收器设在轨道车辆102上、发射器31安装在轨道101或地面上、且初级线圈11沿轨道101的长度方向可移动、次级线圈21固定安装在轨道车辆102上时，发射器31可以随着初级线圈11的移动而沿轨道车辆102的长度方向同步移动，由于发射器31的位置变化而使得接收器可以实时接收到不同的信号，从而将信号实时传递至车载控制器22，进而车载控制器22可以实时调控驱动装置41的运行，提升车载控制器22的控制精确性；当轨道车辆102充电完成后，车载控制器22可以控制驱动装置41运行实现初级线圈11的复位，同时实现了发射器31的复位。又例如，当接收器设在轨道车辆102上、发射器31安装在轨道101或地面上、且初级线圈11沿轨道101的长度方向可移动、次级线圈21固定安装在轨道车辆102上时，发射器31可以不随着初级线圈11的移动而移动，发射器31固定在轨道车辆102上，此时接收器接收到发射器31发出的信号、并传递至车载控制器22，车载控制器22可以根据该信号计算出初级线圈11需要移动的距离及移动方向，从而控制驱动装置41运行以使初级线圈11移动相应的距离；当轨道车辆102充电完成后，车载控制器22可以控制驱动装置41运行实现初级线圈11的复位。

具体地，在图1和图4的示例中，定位装置为光栅定位装置，发射器31和接收器之间设有光栅33，发射器31发出的信号穿过光栅33以传递至接收器，光栅33具有沿轨道车辆102的长度方向依次设置的光栅负位332、光栅零位331和光栅正位333，光栅负位333的刻纹形状和光栅正位333的刻纹形状互不相同，使得发射器31发出的信号穿过光栅33上的不同位置时、接收器接收到的信号不同，从而次级线圈21的移动方向不同。具体地，发射器31可以设在轨道车辆102上、接收器可以设在地面或轨道101上，当轨道车辆102停车时，发射器31发出的信号穿过光栅零位331，接收器接收到该信号、并传递至车载控制器22，车载控制器22对信号进行分析以使驱动装置41不运行，使得轨道车辆102保持在其理想停车位置，次级线圈21与初级线圈11正对设置，次级线圈21或初级线圈11无需发生移动；当发射器31发出的信号穿过光栅正位333时，接收器接收到该信号、并传递至车载控制器22，车载控制器22对信号进行分析以控制驱动装置41的运行，使得次级线圈21向后移动或者初级线圈11向前移动；当发射器31发出的信号穿过光栅负位332时，接收器接收到该信号、并传递至车载控制器22，车载控制器22对信号进行分析以控制驱动装置41的运行，使得次级线圈21向前移动或者初级线圈11向后移动。

可以理解的是，光栅零位331可以是一段无刻纹光栅，当轨道车辆102停车在理想停车位置时，光栅零位331的中心可以与轨道车辆102的屏蔽门的开闭中心线对齐。

其中，沿光栅33的长度方向、光栅负位332的刻纹宽度和光栅正位333的刻纹宽度分别逐增或逐减。例如，自前向后、光栅负位332的刻纹宽度逐增且光栅正位333的刻纹宽度逐减，发射器31发出的信号穿过光栅正位333或光栅负位332上的不同位置时，由于刻纹疏密程度不同，接收器接收到的信号不同，车载控制器22可以根据该信号计算出发射器31发出信号在光栅33上的穿设位置与光栅零位331的中心之间在轨道长度方向上的距离，从而控制驱动装置41运行以带动次级线圈21或初级线圈11移动相应的距离，以实现次级线圈21和初级线圈11的正对设置。又例如，自前向后、光栅负位332的刻纹宽度和光栅正位333的刻纹宽度均逐减，发射器31发出的信号穿过光栅正位333或光栅负位332上的不同位置时，由于刻纹疏密程度不同，接收器接收到的信号不同，车载控制器22可以根据该信号计算出发射器31发出信号在光栅33上的穿设位置与光栅零位331的中心之间在轨道长度方向上的距离，从而控制驱动装置41运行以带动次级线圈21或初级线圈11移动相应的距离，以实现次级线圈21和初级线圈11的正对设置。但不限于此。

具体地，初级线圈11包括沿轨道101长度方向设置的多个子初级线圈111，次级线圈21包括与多个子初级线圈111对应设置的多个子次级线圈211，接收器设在多个子初级线圈111沿轨道车辆102的行驶方向的最后一个对应设置，发射器31设在轨道车辆102上且发射器31与多个子次级线圈211沿轨道车辆102的行驶方向的最后一个对应设置。例如，如图1-图4所示，多个子初级线圈111可以串联或并联设置，每个子初级线圈111可以均大致形成为环形，多个子次级线圈211可以串联或并联设置，每个子次级线圈211也可以均大致形成为环形，多个子次级线圈211可以与多个子初级线圈111一一对应设置，接收器可以设在轨道101上且接收器可以设在多个子初级线圈111沿轨道车辆102的行驶方向的最后一个内，发射器31可以设在多个子次级线圈211沿轨道车辆102的行驶方向的最后一个内，当次级线圈21沿轨道车辆102的长度方向可以移动时，发射器31可以随着次级线圈21的移动而同步移动，从而可以实时改变接收器接收到的信号，使得接收器可以实时将信号传递至车载控制器22，车载控制器22可以实时调整驱动装置41的运行状态，提升了车载控制器22的控制精确性，保证了次级线圈21可以准确地移动至与初级线圈11正对设置。其中，当轨道车辆102充电完成后，车载控制器22可以控制驱动装置41运行实现次级线圈21的复位，使得次级线圈21移动至其初始位置。

这里，需要说明的是，“发射器31设在子次级线圈211内”是指在子次级线圈211的径向上，发射器31的外边缘位于相应子次级线圈211的内侧，而在子次级线圈211的轴向上、发射器31和子次级线圈211的相对位置关系可以根据实际情况具体设置，例如在子次级线圈211的轴向上、发射器31可以位于相应子次级线圈211的上侧、中部或者下侧，但不限于此。“接收器设在子初级线圈111内”是指在子初级线圈111的径向上，接收器的外边缘位于相应子初级线圈111的内侧，而在子初级线圈11的轴向上、接收器和子初级线圈111的相对位置关系可以根据实际情况具体设置，例如在子初级线圈111的轴向上、接收器可以位于相应子初级线圈111的上侧、中部或者下侧，只需保证接收器可以接收发射器31发出的信号即可，但不限于此。

当然，接收器还可以设在多个子初级线圈111沿轨道车辆102的行驶方向的最后一个外，发射器31可以设在多个子次级线圈211沿轨道车辆102的行驶方向的最后一个外，此时接收器和与其对应的子初级线圈111可以沿轨道车辆102的宽度方向布置，发射器31和与其对应的子次级线圈211可以沿轨道车辆102的宽度方向设置，但不限于此。

进一步地，如图4所示，沿轨道101的长度方向、光栅负位332的长度和光栅正位333的长度均大于停车误差的最大值，避免停车误差大于光栅负位332或光栅正位333的长度时、发射器31发出的信号无法穿过光栅33，保证轨道车辆102停车时、发射器31发出的信号可以穿过光栅33后再被接收器接收，提升了定位装置的使用可靠性。

进一步地，发射装置进一步包括线圈控制器(图未示出)，线圈控制器用于控制初级线圈11的通电或断电，当初级线圈11和次级线圈21正对设置时，线圈控制器控制初级线圈11通电，使得轨道车辆102开始充电，避免了初级线圈11和次级线圈21未正对时、就将初级线圈11通电以对轨道车辆102进行充电而造成电能的浪费。

根据本发明第二方面实施例的轨道交通系统200，包括轨道101、轨道车辆102和无线充电系统，轨道车辆102沿轨道101运行，无线充电系统为根据本发明上述第一方面实施例的用于轨道交通系统200的无线充电系统。

根据本发明实施例的轨道交通系统200，通过采用上述的无线充电系统，减小了轨道车辆102的停车误差，有效提升了轨道车辆102的充电效率。

根据本发明实施例的轨道交通系统200的其他构成以及操作对于本领域普通技术人员而言都是已知的，这里不再详细描述。

下面参考图1-图4以两个具体的实施例详细描述根据本发明实施例的轨道交通系统200。值得理解的是，下述描述仅是示例性说明，而不是对发明的具体限制。

实施例一

如图1、图2和图4所示，轨道交通系统200包括轨道101、轨道车辆102和无线充电系统，轨道车辆102沿轨道101运行，无线充电系统包括发射装置、接收装置和定位装置。

发射装置适于固定安装在轨道101上，发射装置包括初级线圈11和线圈控制器，初级线圈11包括沿轨道101长度方向设置的多个子初级线圈111，多个子初级线圈111可以彼此间隔布置，且多个子初级线圈111串联设置，每个子初级线圈111均大致形成为方形；线圈控制器可以控制初级线圈11的通电或断电，当初级线圈11和次级线圈21正对设置时，线圈控制器控制初级线圈11通电。

接收装置适于设在轨道车辆102上，接收装置包括次级线圈21和车载控制器22，次级线圈21与轨道车辆102的储能装置(图未示出)相连且次级线圈21与初级线圈11配合以对储能装置充电，次级线圈21通过传送机构可移动地设在轨道车辆102的车身底架上，且次级线圈21可沿轨道101的长度方向移动。次级线圈21包括与多个子初级线圈111一一对应设置的多个子次级线圈211，多个子次级线圈211串联设置，每个子次级线圈211均大致形成为方形，车载控制器22设在轨道车辆102内。

如图2所示，传送机构设在轨道车辆102的底部，传送机构包括一个驱动装置41和传送装置42，驱动装置41为电机，车载控制器22与驱动装置41相连以控制驱动装置41的运行，传送装置42包括传送件422和两个传送轮，两个传送轮分别为第一传送轮421a和第二传送轮421b，驱动装置41与第一传送轮421a相连，第一传送轮421a和第二传送轮421b分别可转动地设在轨道车辆102上，传送件422的两端分别绕设在第一传送轮421a和第二传送轮421b上，次级线圈21固定在传送件422的下表面上。当轨道车辆102停车时，驱动装置41运行以带动第一传送轮421a转动，第一传送轮421a通过摩擦力以带动传送件422运动，进而带动第二传送轮421b转动，同时实现了传送件422的运动，使得传送件422带动次级线圈21相对于轨道车辆102沿轨道车辆102的长度方向移动。其中，由于驱动装置41可双向转动，从而实现了次级线圈21向前或向后移动；传送件422为传送带。

进一步地，如图2所示，轨道车辆102的底部设有平行且间隔设置的第一传动轴420a和第二传动轴420b，第一传送轮421a设在第一传动轴420a上，第二传送轮421b设在第二传动轴420b上，第一传动轴420a和第二传动轴420b的轴向两端分别设有安装座40以支撑第一传动轴420a和第二传动轴420b，驱动装置41与第一传动轴420a相连以驱动第一传动轴420a转动以带动第一传送轮421a转动。

定位装置用于检测轨道车辆102的停车误差、并将检测结果传送至车载控制器22，当轨道车辆102停车时车载控制器22控制初级线圈11和次级线圈21中的上述其中一个相对于轨道车辆102沿轨道车辆102的长度方向移动以使初级线圈11和次级线圈21正对设置。

具体地，如图1和图4所示，定位装置为光栅定位装置，定位装置包括发射器31和接收器，发射器31和接收器之间设有光栅33，发射器31设在轨道车辆102上，发射器31设在多个子次级线圈211沿轨道车辆102的行驶方向的最后一个内且发射器31与该子次级线圈211同步运动；光栅33和接收器固定安装在地面或轨道101上，且光栅33和接收器设在多个子初级线圈111沿轨道车辆102的行驶方向的最后一个内。轨道车辆102停车时，发射器31发出的信号穿过光栅33以被接收器接收，接收器将信号传递至车载控制器22，车载控制器22根据其接收到的信号控制驱动装置41的运行。

如图4所示，光栅33具有沿轨道车辆102的长度方向依次设置的光栅负位332、光栅零位331和光栅正位333，光栅负位333的刻纹形状和光栅正位333的刻纹形状互不相同，使得发射器31发出的信号穿过光栅33上的不同位置时、接收器接收到的信号不同，从而次级线圈21的移动方向不同。当轨道车辆102停车时，发射器31发出的信号穿过光栅零位331，接收器接收到该信号、并传递至车载控制器22，车载控制器22对信号进行分析以使驱动装置41不运行，使得轨道车辆102保持在其理想停车位置，次级线圈21与初级线圈11正对设置，次级线圈21无需发生移动；当发射器31发出的信号穿过光栅正位333时，接收器接收到该信号、并传递至车载控制器22，车载控制器22对信号进行分析以控制驱动装置41的运行，使得次级线圈21向后移动；当发射器31发出的信号穿过光栅负位332时，接收器接收到该信号、并传递至车载控制器22，车载控制器22对信号进行分析以控制驱动装置41的运行，使得次级线圈21向前移动。

其中，自前向后、光栅负位332的刻纹宽度逐增且光栅正位333的刻纹宽度逐减，发射器31发出的信号穿过光栅正位333或光栅负位332上的不同位置时，由于刻纹疏密程度不同，接收器接收到的信号不同，车载控制器22可以根据该信号计算出发射器31发出信号在光栅33上的穿设位置与光栅零位331的中心之间在轨道长度方向上的距离，从而控制驱动装置41运行以带动次级线圈21移动相应的距离，以实现次级线圈21和初级线圈11的正对设置。当次级线圈21和初级线圈11的正对设置后，定位装置可以向线圈控制器发出信号以使初始线圈21通电，轨道车辆102的充电模式正式启动。

可以理解的是，当轨道车辆102充电完成时，车载控制器22可以控制驱动装置41运行实现次级线圈21的复位，同时实现了光栅33和接收器的复位。当轨道车辆102开始启动以沿轨道101行驶时，轨道车辆102的行驶距离大于预设值时，车载控制器22可以自动向线圈控制器发出信号以使初始线圈11断电，轨道车辆102的充电模式结束；当然，结束充电还可以由驾驶员操作控制。

根据本发明实施例的轨道交通系统200，，减小了轨道车辆102的停车误差，有效提升了轨道车辆102的充电效率。

实施例二

如图1、图3和图4所示，本实施例与实施例一的结构大致相同，其中相同的部件采用相同的附图标记，不同之处在于：驱动装置41为两个，两个驱动装置41分别与第一传送轮421a、第二传送轮421b相连，两个驱动装置41单向转动且两个驱动装置41的运行方向相反，当两个驱动装置41中的其中一个运行时，两个驱动装置41中的另外一个停止运行。当与第一传送轮421a相连的驱动装置41正向转动时，第一传送轮421a正向转动以带动传送件422沿轨道101的长度方向向前移动；当与第二传送轮421b相连的驱动装置41反向转动时，第二传送轮421b反向转动以带动传送件422沿轨道101的长度方向向后移动。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (12)

1.一种用于轨道交通系统的无线充电系统，所述轨道交通系统包括轨道和沿所述轨道运行的轨道车辆，其特征在于，所述无线充电系统包括：

发射装置，所述发射装置适于安装在地面或所述轨道上，所述发射装置包括初级线圈；

接收装置，所述接收装置适于设在所述轨道车辆上，所述接收装置包括次级线圈和车载控制器，所述次级线圈与所述轨道车辆的储能装置相连且与所述初级线圈配合以对所述储能装置充电，所述初级线圈和所述次级线圈中的其中一个可沿所述轨道的长度方向移动；

定位装置，所述定位装置用于检测所述轨道车辆的停车误差、并将检测结果传送至所述车载控制器，当所述轨道车辆停车时所述车载控制器控制所述初级线圈和所述次级线圈中的上述其中一个相对于所述轨道车辆沿所述轨道车辆的长度方向移动以使所述初级线圈和所述次级线圈正对设置。

2.根据权利要求1所述的用于轨道交通系统的无线充电系统，其特征在于，所述次级线圈通过传送机构可移动地设在所述轨道车辆上，所述传送机构设在所述轨道车辆上且包括：

驱动装置，所述车载控制器与所述驱动装置相连以控制所述驱动装置的运行；

传送装置，所述次级线圈固定在所述传送装置上，当所述轨道车辆停车时所述驱动装置与所述传送装置相连以驱动所述传送装置带动所述次级线圈相对于所述轨道车辆沿所述轨道车辆的长度方向移动。

3.根据权利要求2所述的用于轨道交通系统的无线充电系统，其特征在于，所述传送装置包括：

两个传送轮，两个所述传送轮可转动地设在所述轨道车辆上；

传送件，所述传送件绕设在两个所述传送轮上，所述次级线圈固定在所述传送件上，两个所述传送轮转动以通过所述传送件带动所述次级线圈移动。

4.根据权利要求3所述的用于轨道交通系统的无线充电系统，其特征在于，所述传送件为传送带或传送链。

5.根据权利要求3所述的用于轨道交通系统的无线充电系统，其特征在于，沿所述轨道的长度方向、所述次级线圈的端部与对应所述传送轮的中心轴线之间的距离分别大于或等于所述停车误差的最大值。

6.根据权利要求3所述的用于轨道交通系统的无线充电系统，其特征在于，所述驱动装置为驱动电机，

所述驱动装置为一个，所述驱动装置可双向转动且与两个所述传送轮中的其中一个相连；或者，

所述驱动装置为两个，两个所述驱动装置分别与两个所述传送轮对应相连，两个所述驱动装置单向转动且运行方向相反，当两个所述驱动装置中的其中一个运行时，两个所述驱动装置中的另外一个停止运行。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的用于轨道交通系统的无线充电系统，其特征在于，所述定位装置包括发射器和接收器，所述发射器和所述接收器中的其中一个设在所述轨道车辆上、另外一个安装在所述地面或所述轨道上，所述接收器接收所述发射器发出的信号、并将所述信号传递至所述车载控制器。

8.根据权利要求7所述的用于轨道交通系统的无线充电系统，其特征在于，所述定位装置为光栅定位装置，

所述发射器和所述接收器之间设有光栅，所述发射器发出的信号穿过所述光栅以传递至所述接收器，所述光栅具有沿所述轨道车辆的长度方向依次设置的光栅负位、光栅零位和光栅正位，所述光栅负位的刻纹形状和所述光栅正位的刻纹形状互不相同，沿所述光栅的长度方向、所述光栅负位的刻纹宽度和所述光栅正位的刻纹宽度分别逐增或逐减。

9.根据权利要求8所述的用于轨道交通系统的无线充电系统，其特征在于，所述初级线圈包括沿所述轨道长度方向设置的多个子初级线圈，所述次级线圈包括与多个所述子初级线圈对应设置的多个子次级线圈，所述接收器设在多个所述子初级线圈沿所述轨道车辆的行驶方向的最后一个对应设置，所述发射器设在所述轨道车辆上且与所述多个子次级线圈沿所述轨道车辆的行驶方向的最后一个对应设置。

10.根据权利要求8所述的用于轨道交通系统的无线充电系统，其特征在于，沿所述轨道的长度方向、所述光栅负位的长度和所述光栅正位的长度均大于所述停车误差的最大值。

11.根据权利要求1所述的用于轨道交通系统的无线充电系统，其特征在于，所述发射装置进一步包括：

线圈控制器，所述线圈控制器用于控制所述初级线圈的通电或断电，

当所述初级线圈和所述次级线圈正对设置时，所述线圈控制器控制所述初级线圈通电。

12.一种轨道交通系统，其特征在于，包括：

无线充电系统，所述无线充电系统为根据权利要求1-11中任一项所述的用于轨道交通系统的无线充电系统。