CN110525239B - 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和接收装置，发射装置包括初级线圈和多个第一子定位线圈，沿轨道车辆的行驶方向、多个第一子定位线圈的任意一个为终止线圈；接收装置包括次级线圈、第二定位线圈和车载控制器，次级线圈与初级线圈配合以对储能装置充电。当轨道车辆沿轨道行驶时，第二定位线圈与至少一个第一子定位线圈依次配合，并将电信号传递至车载控制器，车载控制器对电信号分析以适于调整轨道车辆的速度，使得轨道车辆停止时、次级线圈与初级线圈正对。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，实现了轨道车辆的精准停车。

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

随着轨道交通和无线充电技术的同步发展，对无线充电在轨道领域的技术研究已投入了越来越多的精力。相关技术中，已将无线充电技术应用到了汽车或轻轨等车辆上，然而，充电线圈(初级线圈和次级线圈)只适于沿线铺设，车辆停车充电时，由于车辆无法实现精准停车，使得车辆与理想停车位置之间存在停车误差，导致充电线圈无法对正，从而大大降低了无线充电的效率；而且，充电线圈沿线铺设使得充电不稳定、充电耗能高。

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，实现轨道车辆的精准停车。

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和第一定位线圈，所述第一定位线圈包括沿所述轨道的长度方向依次设置的多个第一子定位线圈，沿所述轨道车辆的行驶方向、多个所述第一子定位线圈的任意一个为终止线圈；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、第二定位线圈和车载控制器，所述次级线圈适于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，所述第二定位线圈与所述车载控制器相连，当所述轨道车辆沿所述轨道行驶时，所述第一定位线圈通电使所述第二定位线圈在所述轨道车辆沿所述轨道行驶的过程中与至少一个所述第一子定位线圈依次配合，并将所述第二定位线圈与所述第一子定位线圈配合产生的电信号传递至所述车载控制器，所述车载控制器对所述电信号分析以适于调整所述轨道车辆的速度，使得所述轨道车辆停止时、所述终止线圈与所述第二定位线圈对应设置并使所述次级线圈与所述初级线圈正对。

根据本发明实施例的用于轨道交通系统的无线充电系统，通过设置多个第一子定位线圈和第二定位线圈，使得轨道车辆沿轨道行驶的过程中、第二定位线圈与至少一个第一子定位线圈依次配合，并通过第二定位线圈将其产生的电信号传递至车载控制器，从而车载控制器可以对电信号进行分析以调整轨道车辆的速度，使得轨道车辆停止时、终止线圈与第二定位线圈对应设置以使次级线圈与初级线圈正对，进而减小了轨道车辆的停车误差，提升了轨道车辆的停车位置精度，提升了轨道车辆的充电效率。

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，多个所述第一子定位线圈与多个所述子初级线圈一一对应并分别设在多个所述子初级线圈内，所述第二定位线圈设在所述多个子次级线圈中的任意一个内。

根据本发明的一些实施例，所述无线充电系统进一步包括：至少一个第一导磁材料件，所述第一导磁材料件对应设在所述第一子定位线圈内；第二导磁材料件，所述第二导磁材料件对应设在所述第二定位线圈内。

根据本发明的一些实施例，所述无线充电系统进一步包括：至少一个第三导磁材料件，所述第三导磁材料件对应设在所述子次级线圈内。

根据本发明的一些实施例，所述第一导磁材料件、所述第二导磁材料件和所述第三导磁材料件均沿上下方向竖直设置。

根据本发明的一些实施例，所述第一导磁材料件的个数等于所述第二导磁材料件的个数与所述第三导磁材料件的个数之和。

根据本发明的一些实施例，所述第一导磁材料件、所述第二导磁材料件和所述第三导磁材料件均形成为铁芯件。

根据本发明的一些实施例，沿所述轨道车辆的行驶方向、多个所述第一子定位线圈中的最后一个为所述终止线圈，所述多个子次级线圈中的最后一个内设有所述第二定位线圈。

根据本发明的一些实施例，多个所述第一子定位线圈所述轨道的长度方向等间隔设置。

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、所述第一定位线圈的通电或断电，当所述第二定位线圈开始依次与多个所述第一子定位线圈配合时，所述线圈控制器控制所述第一定位线圈通电，当所述第二定位线圈与所述终止线圈对应设置时，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，实现了轨道车辆的精准停车，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初级线圈与第一导磁材料件的配合示意图；

图3是根据本发明实施例的子初级线圈111、子次级线圈211、第一导磁材料件3和第二导磁材料件4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、第一子定位线圈121、

第一控制器131、第二控制器132、

子次级线圈211、第二定位线圈22、车载控制器23、

第一导磁材料件3、第二导磁材料件4、第三导磁材料件5。

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3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3所示，根据本发明实施例的无线充电系统，包括发射装置和接收装置。

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和第一定位线圈，第一定位线圈包括沿轨道101的长度方向依次设置的多个第一子定位线圈121，沿轨道车辆102的行驶方向、多个第一子定位线圈121的任意一个为终止线圈。接收装置适于设在轨道车辆102上，接收装置包括次级线圈、第二定位线圈22和车载控制器23，次级线圈适于与轨道车辆102的储能装置(图未示出)相连且次级线圈与初级线圈11配合以对储能装置充电，第二定位线圈22与车载控制器23相连。

当轨道车辆102沿轨道101行驶时，第一定位线圈通电使第二定位线圈22在轨道车辆102沿轨道101行驶的过程中与至少一个第一子定位线圈121依次配合，并将第二定位线圈22与第一子定位线圈121配合产生的电信号传递至车载控制器23，车载控制器23对电信号分析以适于调整轨道车辆102的速度，使得轨道车辆102停止时、终止线圈与第二定位线圈22对应设置并使次级线圈与初级线圈11正对。

例如，如图1-图3所示，发射装置可以固定安装在轨道101上以使初级线圈11和次级线圈上下相对设置，初级线圈11和第一定位线圈均可以固定安装在轨道101的朝向轨道车辆102的一侧，多个第一子定位线圈121可以沿轨道101的延伸方向间隔布置，多个第一子定位线圈121中的任意一个第一子定位线圈121形成为终止线圈，终止线圈与轨道车辆102的理想停车位置对应设置，例如终止线圈的中心可以与轨道车辆102的屏蔽门的中心线对齐设置，但不限于此。

次级线圈和第二定位线圈22均可以固定安装在轨道车辆102的朝向轨道101的一侧，车载控制器23可以设在轨道车辆102内。当轨道车辆102行驶至次级线圈和初级线圈11上下相对时，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的磁通量发生变化，次级线圈会产生电动势，从而次级线圈与储能装置相连以形成回路时、次级线圈可以对储能装置进行充电；当次级线圈和初级线圈11上下正对时，轨道车辆102的充电效率可以达到最大值。

当轨道车辆102沿轨道行驶时，多个第一子定位线圈121可以通有一定频率的交流电，第二定位线圈22在轨道车辆102行驶的过程中依次经过第1个第一子定位线圈121、第2个第一子定位线圈121…第n(n≥2且n为正整数)个第一子定位线圈121，使得第二定位线圈22与一个第一子定位线圈121、两个第一子定位线圈121…n个第一子定位线圈121依次配合，从而第二定位线圈22可以产生第1个电信号、第2个电信号…第n个电信号，第二定位线圈22将电信号传递给车载控制器23，车载控制器23可以对电信号的个数进行分析、并结合终止线圈和与第二定位线圈22配合的第一子定位线圈121之间的间隔，计算出轨道车辆102的行车速度曲线、并控制轨道车辆102的速度使得轨道车辆102行驶到理想停车位置时就停车。其中，电信号可以为脉冲信号。

具体而言，以n≥3、且终止线圈为第n个第一子定位线圈121为例进行说明。初级线圈11可以设在轨道101的位于轨道车辆102的车站的部分上，当轨道车辆102开始进站时，多个第一子定位线圈121可以开始通一定频率的交流电，第二定位线圈22在轨道车辆102行驶的过程中、首先经过第1个第一子定位线圈121、并与第1个第一子定位线圈121配合，此时第二定位线圈22上产生第1个电信号，第二定位线圈22将该电信号传递给车载控制器23，车载控制器23接收到该信号后、可以结合终止线圈和第1个第一子定位线圈121之间的间隔，计算出轨道车辆102的行车速度曲线、并控制轨道车辆102的速度使得轨道车辆102行驶至第二定位线圈22与终止线圈配合时就停车；轨道车辆102继续沿轨道101行驶，当第二定位线圈22经过第2个第一子定位线圈121、并与第2个第一子定位线圈121配合时，第二定位线圈22上产生第2个电信号，第二定位线圈22将该电信号传递给车载控制器23，车载控制器23接收到该信号后、可以结合终止线圈和第2个第一子定位线圈121之间的间隔，计算出轨道车辆102的行车速度曲线、并进一步控制轨道车辆102的速度使得轨道车辆102行驶至第二定位线圈22与终止线圈配合时就停车，此时的行车速度曲线可以是对前一个行车速度曲线的调整；如此，轨道车辆102每经过一个第一子定位线圈121，车载控制器23都可以对行车速度曲线做相应调整，使得行车速度曲线更加精确，从而大大降低了轨道车辆102的停车误差，进而实现了轨道车辆102的精准停车，提升了轨道车辆102的充电效率。其中，“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、次级线圈与初级线圈11正对，此时次级线圈和初级线圈11之间的正对面积最大，轨道车辆102的充电效率高。

当然，n还可以等于2，轨道车辆102行驶使得第二定位线圈22经过一个第1个第一子定位线圈121时，车载控制器23可以计算出轨道车辆102的行车速度曲线，轨道车辆102行驶使第二定位线圈22经过第2个第一子定位线圈121时，车载控制器23可以调整行程速度曲线，提升轨道车辆102的停车位置精度，减小停车误差，提升轨道车辆102的充电效率。

此外，发射装置还可以固定安装在地面上，例如轨道101铺设在地面上时，发射装置可以固定安装在地面上。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，以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，通过设置多个第一子定位线圈121和第二定位线圈22，使得轨道车辆102沿轨道101行驶的过程中、第二定位线圈22与至少一个第一子定位线圈121依次配合，并通过第二定位线圈22将其产生的电信号传递至车载控制器23，从而车载控制器23可以对电信号进行分析以调整轨道车辆102的速度，使得轨道车辆102停止时、终止线圈与第二定位线圈22对应设置以使次级线圈与初级线圈11正对，进而减小了轨道车辆102的停车误差，提升了轨道车辆102的停车位置精度，提升了轨道车辆102的充电效率。

在本发明的一些具体实施例中，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，次级线圈包括与多个子初级线圈111对应设置的多个子次级线圈211，多个第一子定位线圈121与多个子初级线圈111一一对应并分别设在多个子初级线圈111内，第二定位线圈22设在多个子次级线圈211中的任意一个内。例如，如图1-图3所示，每个子初级线圈111可以均大致形成为环形，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，多个第一子定位线圈121分别一一对应设在多个子初级线圈111内，以减少发射装置的占用空间，便于发射装置的布置，其中，每个第一子定位线圈121的中心轴线可以和与其对应的子初级线圈111的中心轴线平行设置，以便于第一子定位线圈121和子初级线圈111的布置，第二定位线圈22的中心轴线可以和与其对应的子次级线圈211的中心轴线平行设置，以便于第二定位线圈22和子次级线圈211的布置，减少接收装置的占用空间。

这里，需要说明的是，“第一子定位线圈121设在子初级线圈111内”是指在子初级线圈111的径向上，第一子定位线圈121的外边缘位于相应子初级线圈111的内侧，而在子初级线圈111的轴向上、第一子定位线圈121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、第一子定位线圈121可以位于相应子初级线圈111的上侧、中部或者下侧，但不限于此。“第二定位线圈22设在多个子次级线圈211中的任意一个内”是指在该子次级线圈211的径向上，第二定位线圈22的外边缘位于该子次级线圈211的内侧，在而该子次级线圈211的轴向上、第二定位线圈22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、第二定位线圈22可以位于相应子次级线圈1211的上侧、中部或者下侧，但不限于此。

当然，多个第一子定位线圈121还可以分别一一对应设在多个子初级线圈111外，此时每个第一子定位线圈121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，第一子定位线圈121的中心轴线和与其对应的子初级线圈111的中心轴线可以平行设置、也可以不平行设置，其中第一子定位线圈121的个数与子初级线圈111的个数可以相等、也可以不相等。

可以理解的是，多个第一子定位线圈121还可以与多个子初级线圈111不一一对应设置，此时第一子定位线圈121的个数与子初级线圈111的个数可以相等、也可以不相等，只需保证。例如，当第一子定位线圈121的个数与子初级线圈111的个数相等、且多个第一子定位线圈121与多个子初级线圈111不一一对应设置时，第一定位线圈可以与初级线圈11沿轨道车辆102的长度方向依次布置；当第一子定位线圈121的个数与子初级线圈111的个数不相等、且多个第一子定位线圈121与多个子初级线圈111不一一对应设置时，第一定位线圈可以与初级线圈11沿轨道车辆102的长度方向依次布置，但不限于此。

在本发明的进一步实施例中，无线充电系统进一步包括至少一个第一导磁材料件3和第二导磁材料件4，第一导磁材料件3对应设在第一子定位线圈121内，第二导磁材料件4对应设在第二定位线圈22内。例如，如图1-图3所示，第一子定位线圈121可以对应绕设在第一导磁材料件3外，第二定位线圈22可以绕设在第二导磁材料件4外，当第一子定位线圈121通电时，第一导磁材料件3可以增强第一子定位线圈121产生的磁场，当第二定位线圈22通电时，第二导磁材料件4可以增强第二定位线圈22产生的磁场，使得第二定位线圈22可以更好的与第一子定位线圈121配合，保证轨道车辆102的停车精度。

可以理解的是，当第一导磁材料件3为一个时，该第一导磁材料件3可以设在多个第一子定位线圈121的任意一个内；当第一导磁材料件3为多个时，多个第一导磁材料件3可以一一对应设在多个第一子定位线圈121内，此时第一导磁材料件3的个数可以小于或等于第一子定位线圈121的个数。

例如，在图1-图3的示例中，第一导磁材料件3为多个，且第一导磁材料件3的个数与第一子定位线圈121的个数相等，多个第一导磁材料件3可以一一对应设在多个第一子定位线圈121内，由于多个第一子定位线圈121一一对应并分别设在多个子初级线圈111内，从而多个第一导磁材料件3一一对应并分别设在多个子初级线圈111内，当初级线圈11通电时，每个子初级线圈111均产生磁场，第一导磁材料件3具有导磁作用，可以引导对应子初级线圈111产生的磁场的方向，减少磁漏损耗，从而进一步提高了轨道车辆102的充电效率。第二导磁材料件4为一个，第二导磁材料件4设在第二定位线圈22内，由于第二定位线圈22设在多个子次级线圈211中的任意一个内，从而第二导磁材料件4设在上述子次级线圈211内，以进一步减小该子次级线圈211和与其对应的子初级线圈111之间的磁间隙，进一步减少了磁漏损耗、提升了充电效率。

这里，需要说明的是，“第一导磁材料件3设在子初级线圈111内”是指在子初级线圈111的径向上，第一导磁材料件3的外边缘位于相应子初级线圈111的内侧，而在子初级线圈111的轴向上、第一导磁材料件3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、第一导磁材料件3可以位于相应子初级线圈111的上侧、中部或者下侧，但不限于此。“第二导磁材料件4设在第二定位线圈22内”是指在第二定位线圈22的径向上，第二导磁材料件4的外边缘位于第二定位线圈22的内侧，而在第二定位线圈221的轴向上、第二导磁材料件4和第二定位线圈22的相对位置关系可以根据实际情况具体设置，例如在第二定位线圈221的轴向上、第二导磁材料件4可以位于第二定位线圈22的上侧、中部或者下侧，但不限于此。

进一步地，如图1-图3所示，无线充电系统进一步包括至少一个第三导磁材料件5，第三导磁材料件5对应设在子次级线圈211内，当子次级线圈211通电时，由于第三导磁材料件5具有导磁作用，第三导磁材料件5可以引导子次级线圈211产生的磁场的方向，使得子次级线圈211产生的磁场较为集中，减小了子次级线圈211和与其对应的子初级线圈111之间的气隙，减少了磁漏损耗，进一步提升了轨道车辆102的充电效率。

可以理解的是，当第三导磁材料件5为一个时，该第三导磁材料件5可以设在多个子次级线圈211的任意一个内；当第三导磁材料件5为多个时，多个第三导磁材料件5可以一一对应设在多个子次级线圈211内，此时第三导磁材料件5的个数可以小于或等于子次级线圈211的个数。

这里，需要说明的是，“第三导磁材料件5设在子次级线圈211内”是指在子次级线圈211的径向上，第三导磁材料件5的外边缘位于子次级线圈211的内侧，而在子次级线圈211的轴向上、第三导磁材料件5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、第三导磁材料件5可以位于子次级线圈211的上侧、中部或者下侧，但不限于此。

在本发明的具体实施例中，如图1-图3所示，第一导磁材料件3、第二导磁材料件4和第三导磁材料件5均沿上下方向竖直设置，此时第一导磁材料件3的布置方向可以与第一子定位线圈121的中心轴向平行，第二导磁材料件4的布置方向可以与第二定位线圈22的中心轴向平行，从而第一导磁材料件3可以更好地引导第一子定位线圈121产生的磁场的方向以增强第一子定位线圈121产生的磁场、第二导磁材料件4可以更好地引导第二定位线圈22产生的磁场的方向以增强第二定位线圈22产生的磁场，第三导磁材料件5的布置方向可以与子次级线圈211的中心轴向平行，从而第三导磁材料件5可以更好地引导子次级线圈211产生的磁场的方向，提高充电效率。

在本发明的一些具体实施例中，如图1-图3所示，第一导磁材料件3的个数等于第二导磁材料件4的个数与第三导磁材料件5的个数之和，在提高充电效率的同时、提高了第一导磁材料件3、第二导磁材料件4和第三导磁材料件5的材料利用率，降低成本。

可选地，第一导磁材料件3、第二导磁材料件4和第三导磁材料件5均形成为铁芯件，也就是说，第一导磁材料件3为铁芯件、第二导磁材料件4为铁芯件且第三导磁材料件5为铁芯件，使得第一导磁材料件3、第二导磁材料件4和第三导磁材料件5均具有良好的导磁能力，从而进一步提升了轨道车辆102的充电效率。

具体地，沿轨道车辆102的行驶方向、多个第一子定位线圈121中的最后一个为终止线圈，多个子次级线圈211中的最后一个内设有第二定位线圈22。例如，在图1-图3的示例中，轨道车辆102沿轨道101自右向左行驶，多个第一定位线圈1沿左右方向依次布置，自右向左、多个第一子定位线圈121的最后一个为终止线圈，第二定位线圈22设在多个子次级线圈211自右向左的最后一个内，从而在轨道车辆102沿轨道101自右向左行驶的过程中、第二定位线圈22可以依次与所有第一子定位线圈121依次配合，车载控制器可以对轨道车辆102的行车曲线进行多次调整，提升了轨道车辆102行车曲线的精度，进一步提升了轨道车辆102的停车精确度。

例如，当第一子定位线圈121为n个时，且沿轨道车辆102的行驶方向、第n个第一子定位线圈121为终止线圈，在轨道车辆102沿轨道101行驶的过程中、第二定位线圈22可以依次与n个第一子定位线圈121依次配合，车载控制器可以对轨道车辆102的行车曲线进行n-1次调整，提升了轨道车辆102的停车精确度。

可选地，多个第一子定位线圈121轨道的长度方向等间隔设置，也就是说，多个第一子定位线圈121中任意相邻两个第一子定位线圈121之间的距离相等，从而简化了车载控制器23的计算，便于车载控制器23的快速分析以计算出行车速度曲线。

进一步地，发射装置进一步包括线圈控制器，线圈控制器用于控制初级线圈11、第一定位线圈的通电或断电，也就是说，线圈控制器不仅可以控制初级线圈11的通电或断电，还可以控制第一定位线圈的通电或断电。当第二定位线圈22开始依次与多个第一子定位线圈121配合时，线圈控制器控制第一定位线圈通电，此时，每个第一子定位线圈121均通电，第二定位线圈22在轨道车辆102沿轨道行驶的过程中、可以依次感应第一子定位线圈121的通电产生的磁场，从而第二定位线圈22可以将电信号传递至车载控制器23。当第二定位线圈22与终止线圈对应设置时，初级线圈11和次级线圈正对，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，避免了电能的浪费。

可以理解的是，线圈控制器在控制初级线圈11、第一定位线圈的通电或断电的过程中，线圈控制器可以同时控制初级线圈11和第一定位线圈同时通电或断电，线圈控制器也可以控制初级线圈11和第一定位线圈不同时通电或断电，此时线圈控制器可以包括第一控制器131和第二控制器132，其中第一控制器131可以控制初级线圈11的通电或断电，第二控制器132可以控制第一定位线圈的通电或断电，且第一控制器131和第二控制器132之间互不干扰。

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，实现了轨道车辆102的精准停车，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3以一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。

如图1-图3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，无线充电系统包括发射装置、接收装置、九个第一导磁材料件3、一个第二导磁材料件4和八个第三导磁材料件5，第一导磁材料件3、第二导磁材料件4和第三导磁材料件5均形成为铁芯件。

轨道101沿左右方向延伸，轨道车辆102在轨道101的上方沿轨道101行驶，发射装置适于安装在轨道101上，发射装置包括初级线圈11、第一定位线圈和线圈控制器，初级线圈11包括沿轨道101长度方向等间隔设置的九个子初级线圈111，每个子初级线圈111的横截面均大致形成为方形，九个子初级线圈111沿左右方向等间隔设置且九个子初级线圈111串联设置，以实现九个子初级线圈111的同时通电或断电；第一定位线圈包括沿轨道101的长度方向依次设置的九个第一子定位线圈121，九个第一子定位线圈121沿左右方向等间隔设置且九个第一子定位线圈121分别一一对应设在九个子初级线圈111内，沿轨道车辆102的行驶方向、九个第一子定位线圈121的最后一个为终止线圈，也就是说，自右向左、最后一个第一子定位线圈121为终止线圈。

线圈控制器包括第一控制器131和第二控制器132，第一控制器131控制初级线圈11的通电或断电，第二控制器132控制第一定位线圈的通电或断电，且第一控制器131和第二控制器132之间互不干扰。例如，第一控制器131可以控制第一电源的开关，当第一电源打开时，第一电源可以给初级线圈11进行供电，初级线圈11处于通电状态，此时九个子初级线圈11均处于通电状态；当第一电源关闭时，初级线圈11处于断电状态，此时九个子初级线圈111均处于断电状态。第二控制器132可以控制第二电源的开关，当第二电源打开时，第二电源可以给第一定位线圈供电，第一定位线圈处于通电状态；当第二电源关闭时，第一定位线圈处于断电状态。

其中，九个第一子定位线圈121可以分别与第二电源相连，此时九个第一子定位线圈121可以同时通电、断电，或者九个第一子定位线圈121可以不同时通电、断电，也就是说，九个第一子定位线圈121的状态可以完全相同、也可以不完全相同。

接收装置设在轨道车辆102上，接收装置包括次级线圈、第二定位线圈22和车载控制器23，次级线圈安装在轨道车辆102的车身底架上，次级线圈与轨道车辆102的储能装置相连且次级线圈与初级线圈11配合以对储能装置充电，第二定位线圈22与车载控制器23相连，车载控制器23设在轨道车辆102上。次级线圈包括与九个子初级线圈111一一对应设置的九个子次级线圈211，每个子次级线圈211的横截面均大致形成为方形，九个子次级线圈211沿左右方向等间隔设置且九个子次级线圈211串联设置，以实现九个子次级线圈211的同时通电或断电，沿轨道车辆102的行驶方向、第二定位线圈22设在九个子次级线圈211的最后一个内，也就是说，自右向左、最后一个子次级线圈22内设有第二定位线圈22。

第一导磁材料件3、第二导磁材料件4和第三导磁材料件5均沿上下方向竖直设置，九个第一导磁材料件3一一对应设在九个第一子定位线圈121内，即每个第一子定位线圈121对应绕设在第一导磁材料件3的外周壁上，第一导磁材料件3和与其对应的子初级线圈111同轴设置；第二导磁材料件4对应设在第二定位线圈22内，即第二定位线圈22绕设在第二导磁材料件4的外周壁上，自右向左、最后一个第一导磁材料件3与第二导磁材料件4同轴设置，第二导磁材料件4和与其对应的子次级线圈211同轴设置；未对应设置第二定位线圈22的其余八个子次级线圈211内均设有一个第三导磁材料件5，八个第三导磁材料件5与八个第一导磁材料件3同轴设置。

具体地，初级线圈11设在轨道101的位于轨道车辆102的车站的部分上，当轨道车辆102开始进站时，第二控制器132控制第一定位线圈通电，九个第一子定位线圈121内通一定频率的交流电，第二定位线圈22在轨道车辆102行驶的过程中、首先经过第1个第一子定位线圈121、并与第1个第一子定位线圈121配合，第二定位线圈22可以与第1个第一子定位线圈121形成变压器，此时第二定位线圈22上产生相同频率的第1个电信号，第二定位线圈22将该电信号传递给车载控制器23，车载控制器23接收到该信号后、可以结合终止线圈和第1个第一子定位线圈121之间的间隔，计算出轨道车辆102的行车速度曲线、并控制轨道车辆102的速度使得轨道车辆102行驶至第二定位线圈22与终止线圈配合时就停车；轨道车辆102继续沿轨道101行驶，当第二定位线圈22经过第2个第一子定位线圈121、并与第2个第一子定位线圈121配合时，第二定位线圈22上产生第2个电信号，第二定位线圈22将该电信号传递给车载控制器23，车载控制器23接收到该信号后、可以结合终止线圈和第2个第一子定位线圈121之间的间隔，计算出轨道车辆102的行车速度曲线、并进一步控制轨道车辆102的速度使得轨道车辆102行驶至第二定位线圈22与终止线圈配合时就停车，此时的行车速度曲线可以是对前一个行车速度曲线的调整；如此，轨道车辆102每经过一个第一子定位线圈121，车载控制器23都可以对行车速度曲线做相应调整，车载控制器23对行车速度曲线做了八次调整，使得行车速度曲线更加精确，从而大大降低了轨道车辆102的停车误差，进而实现了轨道车辆102的精准停车；当轨道车辆102停车后，此时第二控制器132可以控制第一定位线圈断电、第一控制器131控制初级线圈11通电，次级线圈与初级线圈11配合，次级线圈内产生于初级线圈11相同频率的交流电，轨道车辆102的整流装置对该交流电进行整流后对轨道车辆102的储能装置充电，提升了轨道车辆102的充电效率。其中，储能装置为储能电池。当轨道车辆102充电完成后，第一控制器131控制初级线圈11的断电以结束充电。

其中，由于九个第一子定位线圈121的状态可以不完全相同，例如，九个第一子定位线圈121中的至少一个可以处于断电状态、其余的第一子定位线圈121可以处于通电状态，此时第二电源可以包括九个子电源，九个子电源可以分别与九个第一子定位线圈121一一对应相连，而不限于此。

具体地，轨道车辆102开始进站时，第二控制器132控制第一定位线圈通电，九个第一子定位线圈121内通一定频率的交流电，第二定位线圈22首先与第1个第一子定位线圈121配合，第二定位线圈22上产生相同频率的第1个电信号，第二定位线圈22将该电信号传递给车载控制器23，此时第1个第一子定位线圈121可以断电、其余八个第一子定位线圈121仍处于通电状态；随着轨道车辆102的运行，与第二定位线圈22依次完成配合的第一子定位线圈121可以依次断电，从而进一步减少了能量损耗，实现节能的效果。

根据本发明实施例的轨道交通系统200，实现了轨道车辆102的精准停车，提升了轨道车辆102的充电效率，磁漏损耗低、充电能耗低，具有较低的能量损失。

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 (10)

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和第一定位线圈，所述第一定位线圈包括沿所述轨道的长度方向依次设置的多个第一子定位线圈，沿所述轨道车辆的行驶方向、多个所述第一子定位线圈的任意一个为终止线圈；

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、第二定位线圈和车载控制器，所述次级线圈适于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，所述第二定位线圈与所述车载控制器相连，

当所述轨道车辆沿所述轨道行驶时，所述第一定位线圈通电使所述第二定位线圈在所述轨道车辆沿所述轨道行驶的过程中与至少一个所述第一子定位线圈依次配合，并将所述第二定位线圈与所述第一子定位线圈配合产生的电信号传递至所述车载控制器，所述车载控制器对所述电信号分析以适于调整所述轨道车辆的速度，使得所述轨道车辆停止时、所述终止线圈与所述第二定位线圈对应设置并使所述次级线圈与所述初级线圈正对；

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，多个所述第一子定位线圈与多个所述子初级线圈一一对应并分别设在多个所述子初级线圈内，所述第二定位线圈设在所述多个子次级线圈中的任意一个内；

其中，所述轨道车辆每经过一个所述第一子定位线圈，所述车载控制器对所述轨道车辆的速度做相应调整。

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，进一步包括：

至少一个第一导磁材料件，所述第一导磁材料件对应设在所述第一子定位线圈内；

第二导磁材料件，所述第二导磁材料件对应设在所述第二定位线圈内。

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，进一步包括：

至少一个第三导磁材料件，所述第三导磁材料件对应设在所述子次级线圈内。

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，所述第一导磁材料件、所述第二导磁材料件和所述第三导磁材料件均沿上下方向竖直设置。

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，所述第一导磁材料件的个数等于所述第二导磁材料件的个数与所述第三导磁材料件的个数之和。

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，所述第一导磁材料件、所述第二导磁材料件和所述第三导磁材料件均形成为铁芯件。

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，沿所述轨道车辆的行驶方向、多个所述第一子定位线圈中的最后一个为所述终止线圈，所述多个子次级线圈中的最后一个内设有所述第二定位线圈。

8.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，多个所述第一子定位线圈所述轨道的长度方向等间隔设置。

9.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、所述第一定位线圈的通电或断电，

当所述第二定位线圈开始依次与多个所述第一子定位线圈配合时，所述线圈控制器控制所述第一定位线圈通电，

当所述第二定位线圈与所述终止线圈对应设置时，所述线圈控制器控制所述初级线圈通电。

10.一种轨道交通系统，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1-9中任一项所述的用于轨道交通系统的无线充电系统。

Images