CN217649324U - 一种电车充电系统及电车 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种电车充电系统，包括充电轨、控制器及检测器，其中：充电轨，与站内电源连接，电车进站滑行时受电弓与所述充电轨进站端接触，出站滑行时所述受电弓离开所述充电轨；检测器，检测所述电车的进出站信息，并向所述控制器发送所述电车的进出站信息；控制器，接收到所述检测器发送的进站信息时，控制所述充电轨开始充电，接收到出站信息时，控制所述充电轨停止充电。本实用新型进一步提供了利用前文所述的充电系统进行充电的电车。本实用新型提供一种电车充电系统及电车，对电车的进出站状态进行检测，根据检测信号控制充电状态，提高充电效率。

Description

一种电车充电系统及电车

技术领域

本实用新型涉及轨道车辆技术领域，尤其是电车充电系统及电车。

背景技术

为保证高速动车组的正常运行，并为乘客提供更舒适的乘车环境，轨道车辆(包括有轨电车)上通常设有大量的用电设备，由车载动力电池或是超级电容储能装置进行供电，以保证各用电设备的正常运转。带有车载动力电池或是超级电容储能装置的有轨电车在相邻两车站间行驶时，无需电网供电，由电池或是储能装置提供整车用电需求，维持用电设备和行驶需要。电车进站时或在回到总站时，通过充电桩给储能装置充电，保证电车的续航能力。但在车站停靠充电时，由于有轨电车为地面非独立路权运行，无完备的信号系统检测车辆的进出站，只能在电车进站停稳后开始充电，车辆启动离开时停止充电，在车站内的充电状态无法与电车的进站状态和进站时间配套，充电时间短，导致充电效率低，无法有效保障电车的续航能力。

实用新型内容

本实用新型主要目的在于解决上述问题和不足，提供一种电车充电系统，对电车的进出站状态进行检测，根据检测信号控制充电状态，提高充电效率，并进一步提供了设置所述充电系统的电车。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种电车充电系统，其技术方案是：

一种电车充电系统，包括充电轨、控制器及检测器，其中：

充电轨，与站内电源连接，电车进站滑行时受电弓与所述充电轨进站端接触，出站滑行时所述受电弓离开所述充电轨；

检测器，检测所述电车的进出站信息，并向所述控制器发送所述电车的进出站信息；

控制器，接收到所述检测器发送的进站信息时，控制所述充电轨开始充电，接收到出站信息时，控制所述充电轨停止充电。

进一步的，所述检测器包括设置在站内的读卡器及在所述电车上对应设置的电子信标，所述读卡器与所述电子信标信号连接以检测所述电车的进出站信息。

进一步的，所述充电轨进站端和出站端各设有一个所述读卡器，在所述电车进出站时，先后与所述电子信标信号连接检测所述电车的进出站信息。

进一步的，所述读卡器分别设置在所述充电轨进站端和出站端的上方。

进一步的，所述电子信标放置在所述电车的车顶，所述电子信标与所述受电弓前端在车顶上投影的位置之间的垂直距离需满足位于进站端的所述读卡器检测到所述电子信标时所述充电弓已与所述充电轨可靠接触，出站端所述读卡器检测到所述电子信标时，所述受电弓即将脱离所述充电轨。

进一步的，还包括与所述站内电源连接的充电桩，所述充电桩通过供电电缆与所述充电轨连接并供电，所述控制器与所述充电桩电连接，根据所述电车的进出站信息，控制所述充电桩的供电状态。

进一步的，所述电车在站内充电时，所述升电弓处于升弓状态。

进一步的，所述电车在站内充电时，所述电车的牵引装置通过所述受电弓从所述充电轨取电供所电车启动使用。

进一步的，所述电车站内充电时，所述电车的辅助系统通过所述受电弓从所述充电轨取电供车内负载使用。

为实现第二发明目的，进一步提供了一种电车，采用如下技术方案：

一种电车，所述电车的受电弓与前文所述的充电系统的充电轨接触取电。

综上所述，本实用新型提供的一种电车充电系统及电车，与现有技术相比，具有如下技术优势：

1.采用读卡器与电子信标的组合，实现车辆进出站的无接触检测，布置方案简单、可靠，避免了接触检测的不便性，节省了安装空间，维护检测均比较便利；

2.从电车滑行进站即可开始充电，到车辆滑行离站结束充电，延长储能装置的充电时间，提高充电效率，以保证车辆的续航能力；

3.车辆停稳再启动时所需的功率较大，此时电车处于滑行启动阶段，可利用充电桩的大功率输出为车辆牵引启动提供动力源从而减轻储能装置的负担，减少储能的消耗，进一步保证车辆的续航能力。

附图说明：

图1：本实用新型提供的一种电车充电系统整体结构示意图；

其中，读卡器1，信号线2，控制器3，充电桩4，供电电缆5，充电轨6，受电弓7，电子信标8，电车9。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本实用新型作进一步的详细描述。

本实用新型提供了一种电车充电系统，包括电车、充电轨6、控制器3及检测器，其中，

充电轨6，与站内电源连接，具有额定长度，电车9进站滑行时受电弓7与充电轨6进站端接触，出站滑行时受电弓7离开充电轨6；

检测器，检测电车9的进出站信息，并向控制器3发送所述电车的进出站信息；

控制器3，接收到所述检测器发送的进站信息时，控制充电轨6开始充电，接收到出站信息时，控制充电轨6停止充电。

本实用新型提供的一种电车充电系统，设置在电车途径的车站站内，如图1所示，包括与站内电源电连接的充电轨6，在本实施例中，站内电源可为高压市电电源，充电轨6可直接与高压市电电源连接，也可如图1所示，在站内设置充电桩4，充电桩4与高压市电电源连接受电，并与充电轨6电连接，向充电轨6供电，再由充电轨6向停靠站内的电车9充电。充电桩4处设置控制器3，由控制器3根据预定程序控制充电桩4的供电状态，即控制器3控制充电轨6的带电情况，从而控制充电轨6的充电状态。

站内设置的充电轨6，通过供电电缆5与充电桩4连接受电，在实际应用中也可直接与站内电源连接，由站内电源直接供电，此时，控制器3可直接与站内电源连接，控制站内电源的供电状态，或与充电轨6连接，控制充电轨6的带电情况，从而控制整个充电过程。充电轨6在站内挑高设置，高度与受电弓7升弓状态下的高度相同，如图1所示，充电轨6的两端具有向上的弧形折弯，便于受电弓6的滑入与滑出，也避免受电弓6的端部与充电轨6硬接触而导致受电弓损伤。电车9经受电弓7从充电轨6取电，为储能装置持续充电，此时，电车9的储能装置通过受电弓7从受电轨6处取电，在充电过程中，电车9的辅助系统也经受电弓从充电轨6吸取电流(取电，后同)，直接供给车内负载使用而不消耗电车9储能装置的电量，减少储能装置的能量消耗，提高电车9的续航能力。进一步的，电车9的牵引系统也可以经受电弓从充电轨6吸取电流，提供电车9再次启动时所需的高功率，避免电车启动时耗用储能装置存储的能量，提高电车9的续航能力。受电弓7与充电轨6的接触并受电实现充电的过程、方式、方法采用现有技术或将来可能出现的任意技术，可实现相应操作即可。

为确保安全充电，避免无电车9进站充电时充电轨6仍处于带电状态，带来不必要的危险，在本实施例中，充电桩4处设置有控制器3，由控制器3控制充电桩4的供电状态，即控制器3可控制充电轨6的带电状态，控制器3控制供电桩4处于供电状态时，充电轨6带电，受电弓7可从充电轨6取电，向储能装置充电，控制器控制供电桩4停止供电，充电轨6不带电，无法进行充电操作。

为提高电车9进出站期间的充电时间，在本实施例中，设置可检测电车9进出站信息的检测器，控制器3根据接收到的检测器检测到的电车9进出站信息，控制充电桩4的供电状态，使电车9在进站和出站期间均处于充电状态。进一步的，在本实施例中，检测器包括设置在站内的读卡器1及对应设置在电车9上的电子信标8，读卡器1与电子信标8信号连接，通过读卡器1读取电子信标8的发射信号，确定电车9的进出站信息，并将电车9的进出站信息发送给控制器3，控制器3根据预定程序，控制充电桩4的供电状态，以实现充电轨6的高效率充电操作。为确保准确检测电车9的进出站信息，防止因站内环境或人员流动产生的干扰而导致检测结果不准确或无法准确检测进出站信息，电子信标8设置在车顶，或车体侧部的上方，避免站内的流动人员遮挡住电子信标8，导致读卡器1无法准确获取电子信标8的发射信号。读卡器1为两个，分别设置在充电轨6的进站端和出站端，顺序检测进站后电车9上设置的电子信标8发射的信号，以确认电车9的进出站信息，且设置在进出站两端的上方，避免高压的充电轨6对读卡器8产生电磁干扰，导致无法有效检测电子信标8的发射信号。进一步的，电子信标8推荐设置在车体顶部，受电弓7的附近，且电子信标8与受电弓7顶端在车顶上的投影之间留有一定的距离，这个距离需确保当电车9滑行进站时，进站端的读卡器1检测到电子信标8信号时，受电弓7已与受电轨6稳定且可靠接触，当电车停靠结束，滑行出站，出站端的读卡器1检测到电子信标8信号时，受电弓7仍与受电轨6处于接触状态，且即将脱离受电轨6，最大限度延长充电时间。在实际应用中，检测器可采用其他任意现有或将来可能出现的其他技术，可实现电车9进出站信息检测即可。读卡器可通过信号线2与控制器3连接，也可通过无线信号与控制器3连接，如红外、蓝牙等方式。需要说明的是，出站端的读卡器1检测到电子信标8信号时，受电弓即将脱离充电轨6，可为受电弓7已滑行到充电轨6的末端，末端可为充电轨6直线段与弧形折弯段连接处，或为弧形段的尾端，即将脱离可为检测到出站信号的同时受电弓7与充电轨6脱离，或检测到出站信号后，在预定时间内如1-10秒内将会脱离充电桩6，或检测到出站信号后，电车继续滑行/行驶预定距离如0.1-1.5m后，受电弓7脱离充电轨6。

在实际应用中，电车9需停靠的站内设置前文所述的充电系统，电车正常行驶过程中，受电弓7始终处于升弓状态，车辆进站处于滑行阶段时，当进站端的读卡器1检测到电子信标8时，视为检测到电车的进站信息，并向控制器3发送信号，确认电车9已开始进站，且如前文所述，此时受电弓7已与受电轨6稳定、可靠接触，控制器3接收到进站信息后，控制充电桩4向充电轨6供电，充电轨6带电进入充电模式，经受电弓向储能装置充电，同时供给车辆辅助系统用电，即电车9在滑行进站阶段就开始受电，进行充电操作；车辆停稳后，利用停站时间，充电轨6继续给储能装置充电，此时辅助系统继续从充电轨6处取电，供给车辆负载使用；在车辆启动至驶离车站的过程中，储能装置、牵引装置系统和辅助系统均经受电弓从充电轨6处吸取电流，尤其是牵引装置，在车辆重新启动时，从充电轨6处取电，而非消耗储能装置的存储电量，减少储能装置的能量消耗，提高续航能力。当充电轨6出站端的读卡器1检测到该车辆的电子信标8时，确定车辆已处于滑行出站阶段，受电弓7即将脱离充电轨6，并向控制器3发送电车出关信息，控制器3控制充电桩4立即停止供电，在受电弓7真正脱离前，输出电流降为零，停止充电，以免造成受电弓7与充电轨6脱离的瞬间产生拉弧现象。从而完成电车在滑行进站到站内停靠至滑行出站期间的充电过程，较常规充电过程增加了滑行进站和滑行出站两个充电时间段，延长充电时间，提高电车9在进站至出站期间的充电效率。

如图1所示，读卡器1设置在充电轨6弧形折弯结束后的平直段，靠近折弯处，使得受电弓7与充电轨6接触并进入平直段接触稳定且可靠后即可开始充电，延长充电时间的同时，还可确保充电效果。为了更好的保证车辆受电，电车9在充电轨6处受电时，降弓操作将不被允许，受电弓始终处于升弓状态，可通过充电信号串入降弓环路实现，以免拉弧损坏受电弓7或充电轨6。

可在电车9途径的每个车站站内均设置本实用新型提供的充电系统，或根据电车9的续航能力、交通情况确定充电系统在各个车站站内的设置情况，也可根据各车站停靠的不同电车9的型号特征、受电弓7的高度等技术区别，在站内设置一个或多个不同类型的充电轨6，供不同电车9站内充电使用；当站内停靠同类型车辆较多情况下，在站内也可设置多个同类型充电轨6，进站电车9根据站内各充电轨6的使用情况或预定程序，确定要与其接触的充电轨6。不同电车9的电子信标8发射的信号不同，由读卡器1或控制器3自行区分信号类型，以有效区分不同电车9的进出站信息，避免因信号接收错误，导致控制器3的充电控制过程中出现偏差。

前文所述，电车9在行驶过程中，受电弓7处于升弓状态，且在充电过程始终处于升弓状态，不允许降弓操作，在实际运行中，电车可为储能电车，电车9行驶路线中无充电线，因此在行驶过程中，受电弓7可处于降弓状态，仅在进站前升弓，升弓后与充电轨6接触并受电。牵引装置系统和辅助系统分别与受电弓7及储能装置电连接，常态下(电车行驶过程中)，牵引装置系统和辅助系统与受电弓7的电连接断开，从储能装置处取电，受电弓7受电时，牵引装置系统和辅助系统与储能装置的电连接断开，牵引装置系统和辅助系统经受电弓从充电轨6处吸取电流，避免使用储能装置储蓄的电力，提高电车的续航能力。

本实用新型还提供了一种电车，通过前文所述的充电系统进行充电及充电控制，电车进出站时，受电弓与充电系统的充电轨接触，并如前所述，从所述充电轨取电。

综上所述，本实用新型提供的一种电车充电系统及电车，与现有技术相比，具有如下技术优势：

1.采用读卡器与电子信标的组合，实现车辆进出站的无接触检测，布置方案简单、可靠，避免了接触检测的不便性，节省了安装空间，维护检测均比较便利；

2.从电车滑行进站即可开始充电，到车辆滑行离站结束充电，延长储能装置的充电时间，提高充电效率，以保证车辆的续航能力；

3.车辆停稳再启动时所需的功率较大，此时电车处于滑行启动阶段，可利用充电桩的大功率输出为车辆牵引启动提供动力源从而减轻储能装置的负担，减少储能的消耗，进一步保证车辆的续航能力。

如上所述，结合所给出的方案内容，可以衍生出类似的技术方案。但凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种电车充电系统，其特征在于：包括充电轨、控制器及检测器，其中，

充电轨，与站内电源连接，电车进站滑行时受电弓与所述充电轨进站端接触，出站滑行时所述受电弓离开所述充电轨；

检测器，检测所述电车的进出站信息，并向所述控制器发送所述电车的进出站信息；

控制器，接收到所述检测器发送的进站信息时，控制所述充电轨开始充电，接收到出站信息时，控制所述充电轨停止充电。

2.如权利要求1所述的一种电车充电系统，其特征在于：所述检测器包括设置在站内的读卡器及在所述电车上对应设置的电子信标，所述读卡器与所述电子信标信号连接以检测所述电车的进出站信息。

3.如权利要求2所述的一种电车充电系统，其特征在于：所述充电轨进站端和出站端各设有一个所述读卡器，在所述电车进出站时，先后与所述电子信标信号连接检测所述电车的进出站信息。

4.如权利要求3所述的一种电车充电系统，其特征在于：所述读卡器分别设置在所述充电轨进站端和出站端的上方。

5.如权利要求4所述的一种电车充电系统，其特征在于：所述电子信标放置在所述电车的车顶，所述电子信标与所述受电弓前端在车顶上投影的位置之间的垂直距离需满足位于进站端的所述读卡器检测到所述电子信标时所述受电弓已与所述充电轨可靠接触，出站端所述读卡器检测到所述电子信标时，所述受电弓即将脱离所述充电轨。

6.如权利要求1至5任一项所述的一种电车充电系统，其特征在于：还包括与所述站内电源连接的充电桩，所述充电桩通过供电电缆与所述充电轨连接并供电，所述控制器与所述充电桩电连接，根据所述电车的进出站信息，控制所述充电桩的供电状态。

7.如权利要求1至5任一项所述的一种电车充电系统，其特征在于：所述电车在站内充电时，所述受电弓处于升弓状态。

8.如权利要求1至5任一项所述的一种电车充电系统，其特征在于：所述电车在站内充电时，所述电车的牵引装置通过所述受电弓从所述充电轨取电供所电车启动使用。

9.如权利要求1至5任一项所述的一种电车充电系统，其特征在于：所述电车站内充电时，所述电车的辅助系统通过所述受电弓从所述充电轨取电供车内负载使用。

10.一种电车，其特征在于：所述电车的受电弓与权利要求1至9任一项所述的充电系统的充电轨接触取电。

Images