DE102017100287A1

DE102017100287A1 - Rückgewinnung von Bremsenergie über dynamische mobile drahtlose Leistungsübertragung

Info

Publication number: DE102017100287A1
Application number: DE102017100287.1A
Authority: DE
Inventors: Scott Vincent Myers; Venkatapathi Raju Nallapa; Fazal Urrahman Syed; Michael Edward Loftus
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2016-01-12
Filing date: 2017-01-09
Publication date: 2017-07-13
Also published as: MX2017000534A; RU2016149769A; US20170197518A1; CN106961160A

Abstract

Systeme und Verfahren zum Zurückgewinnen von Bremsenergie über dynamische drahtlose Leistungsübertragung. Das System kann eine erste Lade-Anschlussfläche enthalten, die an einem ersten Ort einer Straßenstruktur angeordnet ist und konfiguriert ist, eine elektrische Leistung von einem beitragenden Fahrzeug drahtlos zu empfangen. Das System kann ferner eine zweite Lade-Anschlussfläche enthalten, die an einem zweiten Ort der Straßenstruktur angeordnet ist und konfiguriert ist, die elektrische Leistung von der ersten Lade-Anschlussfläche zu empfangen und ein empfangendes Fahrzeugs mit wenigstens einem Anteil der elektrischen Leistung drahtlos zu laden.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich im Allgemeinen auf regenerative Energie und spezieller auf Verfahren und Systeme zum Zurückgewinnen von Bremsenergie über eine dynamische mobile drahtlose Leistungsübertragung.
HINTERGRUND
Als Ganzes betrachtet verschwendet eine auf der Straße fahrende Gruppe von Fahrzeugen aufgrund der einzelnen Beschleunigungs- und Verzögerungsoperationen viel Energie. Bei einer Beschleunigungsoperation erfordert ein Fahrzeug oft Energie, um seine Geschwindigkeit zu erhöhen, sei es ein mit Kraftstoff angetriebenes, ein mit Elektrizität angetriebenes oder ein Hybridfahrzeug. Andererseits verbraucht ein Fahrzeug außerdem bei einer Verzögerungsoperation Energie. Wenn ein Fahrzeug verzögert, verbraucht es Energie durch das Verlieren seiner kinetischen Energie durch die durch ein Bremssystem des Fahrzeugs bereitgestellte Reibung. Die unerwünschte kinetische Energie wird folglich hauptsächlich in der Form abgeführter Wärme "verschwendet".
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Es werden nicht einschränkende und nicht erschöpfende Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung bezüglich der folgenden Figuren beschrieben, in denen sich gleiche Bezugszeichen überall in den verschiedenen Figuren auf gleiche Teile beziehen, wenn es nicht anderweitig spezifiziert ist.
1 ist eine graphische Darstellung, die ein beispielhaftes System gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt.
2 ist eine graphische Darstellung, die ein beispielhaftes System gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt.
3 ist eine graphische Darstellung, die ein beispielhaftes System gemäß einer noch weiteren Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt.
4 ist eine graphische Darstellung, die ein beispielhaftes System gemäß einer noch weiteren Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt.
5 ist eine graphische Darstellung, die ein beispielhaftes System gemäß einer zusätzlichen Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt.
6 ist eine graphische Darstellung, die ein beispielhaftes System gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt.
7 ist ein Ablaufplan eines beispielhaften Prozesses gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
In der folgenden Beschreibung wird auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen, die einen Teil von ihr bilden und in denen zur Veranschaulichung spezifische beispielhafte Ausführungsformen, in denen die Offenbarung praktiziert werden kann, gezeigt sind. Diese Ausführungsformen sind ausreichend ausführlich beschrieben, um es den Fachleuten auf dem Gebiet zu ermöglichen, die hier offenbarten Konzepte zu praktizieren, wobei es selbstverständlich ist, dass Modifikationen an den verschiedenen offenbarten Ausführungsformen vorgenommen werden können und andere Ausführungsformen verwendet werden können, ohne vom Schutzumfang der vorliegenden Offenbarung abzuweichen. Die folgende ausführliche Beschreibung ist deshalb nicht in einem einschränkenden Sinn auszulegen.
Wie vorher dargelegt worden ist, verbraucht ein Fahrzeug sowohl bei den Beschleunigungs- als auch bei den Verzögerungsoperationen Energie. Wenn ein Fahrzeug verzögert, wird insbesondere aufgrund dessen, dass die unerwünschte kinetische Energie des Fahrzeugs durch die durch das Bremssystem des Fahrzeugs bereitgestellte Reibung als Wärme abgeleitet wird, viel Energie verschwendet. Es folgt deshalb logisch, dass es nicht so viel verschwendete Energie geben würde, falls die unerwünschte Energie während des Verzögerungsprozesses eines Fahrzeugs irgendwie "wiedergewonnen" oder anderweitig nutzbar gemacht werden und vorteilhaft zu einem Fahrzeug in der Nähe, das Leistung erfordert, um eine Beschleunigungsoperation auszuführen, übertragen werden kann. Das heißt, gemäß den Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung kann die durch ein Fahrzeug abgeleitete Energie nutzbar gemacht und gespeichert werden und schließlich verwendet werden, um ein weiteres Fahrzeug zu laden. In dieser Weise wird die Energie optimal zwischen den Fahrzeugen verteilt, wenn sie als Ganzes betrachtet werden.
Die vorliegende Offenbarung fördert einen Mechanismus oder ein Schema, in dem die unerwünschte kinetische Energie während des Verzögerungsprozesses durch eine Rückgewinnungsbremsvorrichtung, mit der das Fahrzeug ausgerüstet ist, wiedergewonnen oder anderweitig nutzbar gemacht wird. Wenn die Rückgewinnungsbremsvorrichtung eingerückt ist, setzt sie wenigstens einen Teil der kinetischen Energie des Fahrzeugs in eine andere Form, normalerweise in die Form elektrischer Leistung, um. Die Rückgewinnungsbremsvorrichtung ist auf ein Fahrzeug, das wenigstens teilweise durch Elektrizität angetrieben ist, wie z. B. ein Elektrofahrzeug (EV) oder ein Hybridelektrofahrzeug (HEV), leicht anwendbar. Während des Verzögerungsprozesses kann die unerwünschte kinetische Energie des Fahrzeugs folglich wenigstens teilweise durch die Rückgewinnungsbremsvorrichtung in elektrische Leistung umgesetzt und in einer Batterie des Fahrzeugs gespeichert werden. Die nutzbar gemachte elektrische Leistung oder elektrische Energie ist folglich verfügbar, um durch das Fahrzeug bei einer nächsten Operation, die Leistung erfordert, wie z. B. eine folgende Beschleunigungsoperation, verwendet zu werden.
Obwohl eine Rückgewinnungsbremsvorrichtung hauptsächlich in EVs und HEVs anwendbar ist, ist sie nicht darauf eingeschränkt, dass nur derartige Fahrzeuge mit ihr ausgerüstet sind und sie nur durch derartige Fahrzeuge verwendet wird. Stattdessen kann ebenso ein herkömmliches, nicht elektrisch angetriebenes Fahrzeug mit einer Rückgewinnungsbremsvorrichtung ausgerüstet sein und eine Rückgewinnungsbremsvorrichtung verwenden. Zusätzlich kann als ein Beispiel ein Arbeits-Lastkraftwagen, der durch eine Dieselkraftmaschine angetrieben ist, irgendwelche Geräte transportieren, die viel Elektrizität erfordern, wie z. B. ein elektrischer Schleppkran, wobei die Elektrizität durch eine Rückgewinnungsbremsvorrichtung bereitgestellt werden kann, mit der er ausgerüstet ist. Als ein weiteres Beispiel verbraucht ein Feuerwehrfahrzeug oder ein Polizeifahrzeug für seine lauten Sirenen und seine hell blinkenden Leuchten zweifellos viel elektrische Leistung, wobei es die durch eine Rückgewinnungsbremsvorrichtung, falls sie verfügbar ist, wiedergewonnene elektrische Leistung verwenden kann.
Eine leicht erkannte Einschränkung eines derartigen Szenarios des Wiedergewinnens und Verwendens der Bremsenergie ist, dass es nur eine bestimmte Kapazität der Batterie, mit der das Fahrzeug ausgerüstet ist oder die sich "an Bord" befindet, gibt. Die bordinterne Batterie weist eine bestimmte Kapazität auf, wobei es offensichtlich ist, dass die Bremsenergie nicht über die Kapazität der bordinternen Batterie hinaus zurückgewonnen und wiedergewonnen werden kann. Sobald die bordinterne Batterie voll ist, kann die unerwünschte kinetische Energie des Fahrzeugs nicht weiter zurückgewonnen und gespeichert werden, selbst wenn die Rückgewinnungsbremsvorrichtung eingerückt ist. Folglich wird die kinetische Energie immer noch verloren und verschwendet.
Eine weitere Einschränkung des obenerwähnten Szenarios liegt darin, dass eine herkömmliche mit Kraftstoff angetriebene Limousine oder ein herkömmlicher mit Kraftstoff angetriebener Personenkraftwagen in der typischen täglichen Verwendung nicht an dieser energieeffizienten Herangehensweise teilnimmt und folglich die unerwünschte kinetische Energie während einer Verzögerungsoperation vollständig als abgeführte Wärme und Schwingung verschwendet würde. Das heißt, ein derartiger Personenkraftwagen würde keinen Platz aufweisen, zu dem die während einer Verzögerungsoperation wiedergewonnene kinetische Energie geht, selbst wenn er mit einer Rückgewinnungsbremsvorrichtung ausgerüstet ist. Selbst wenn die Scheinwerfer und das Autoradio berücksichtigt werden, gibt es ferner wenig Bedarf an Elektrizität für einen derartigen Personenkraftwagen, wobei der Bedarf an Elektrizität bereits leicht durch seine bordinterne Batterie mit kleiner Kapazität zugeführt wird.
Bei diesen erkannten Einschränkungen dient die vorliegende Offenbarung dazu, eine Verwendung einer drahtlosen Leistungsübertragung zu befürworten, um die über die Rückgewinnungsbremsvorrichtung zurückgewonnene elektrische Leistung aus dem Fahrzeug zu übertragen. Das heißt, durch die drahtlose Leistungsübertragung kann ein Fahrzeug die zurückgewonnene elektrische Leistung wenigstens teilweise drahtlos zu einem Ziel, einem Speicher oder einem empfangenden Objekt, das sich außerhalb des Fahrzeugs befindet, übertragen. Die drahtlos übertragene elektrische Energie kann anschließend durch das empfangende Objekt verwendet oder einfach für die spätere Verwendung durch ein weiteres Objekt, das elektrische Leistung erfordert, in dem Speicher gespeichert werden. In diesem Szenario werden mit der dynamischen drahtlosen Leistungsübertragung die obenerwähnten Einschränkungen aufgehoben, wobei folglich ein Leistungsrückgewinnungs- und -wiederverwendungssystem zwischen dem Fahrzeug, das die elektrische Leistung aus sich selbst heraus überträgt (d. h., dem "beitragenden Fahrzeug"), und dem anderen Objekt, das elektrische Leistung erfordert, ausgebildet ist. In einigen Ausführungsformen ist das andere Objekt, das elektrische Leistung erfordert, ein weiteres Fahrzeug (d. h., das "empfangende Fahrzeug").
In einigen Ausführungsformen kann der Speicher eine Batterie oder ein elektrischer Kondensator sein, die bzw. der sich sowohl außerhalb des beitragenden Fahrzeugs als auch außerhalb des empfangenden Fahrzeugs befindet. Da sich der Leistungsspeicher außerhalb eines Fahrzeugs befindet und sich am wahrscheinlichsten in der Umgebung des Platzes befindet, wo die Energierückgewinnung stattfindet, kann die Kapazität des Speichers im hohen Maße vergrößert sein. Bei einer ausreichend großen Kapazität zum Speichern der zurückgewonnenen Energie kann im Wesentlichen eine unbegrenzte Menge der Bremsenergie zurückgewonnen und in einer Form elektrischer Leistung für die spätere Verwendung gespeichert werden. Es wird angegeben, dass der Leistungsspeicher vorteilhaft nah bei dem beitragenden Fahrzeug und dem empfangenden Fahrzeug angeordnet ist, um einen Übertragungsverlust eines signifikanten Anteils der zurückgewonnenen Bremsenergie über eine andernfalls Langstrecken-Leistungsleitungsübertragung zu vermeiden.
In einigen Ausführungsformen kann es keinen Speicher geben, der in dem Leistungsrückgewinnungs- und -wiederverwendungssystem enthalten ist, wobei in diesem Fall die wiedergewonnene Energie sogleich an das empfangende Fahrzeug gesendet und verwendet wird (d. h., das empfangende Fahrzeug "lädt"). In einigen Ausführungsformen, in denen eine Batterie und/oder ein Kondensator als die Speichermedien enthalten sind, kann das empfangende Fahrzeug dasselbe wie das beitragende Fahrzeug sein. Ein Fahrzeug kann nämlich die zurückgewonnene Bremsenergie in der Form von Elektrizität drahtlos zu den Speichermedien übertragen, so dass sie gespeichert wird, wobei dann die Speichermedien zu einem späteren Zeitpunkt dasselbe Fahrzeug durch das drahtlose Übertragen der zurückgewonnenen Bremsenergie zurück zu dem Fahrzeug laden.
In einigen Ausführungsformen können die drahtlosen Leistungsübertragungs- und Ladeoperationen, die oben offenbart worden sind, unter Verwendung einer sogenannten "induktiven Leistungsübertragung" implementiert oder verwirklicht sein. Eine Lade-Anschlussfläche, die induktive Spulen enthält, kann auf der Oberfläche einer lokalen Straßenstruktur angeordnet sein, unter der Oberfläche einer lokalen Straßenstruktur vergraben sein oder in die Oberfläche einer lokalen Straßenstruktur eingebettet sein. Wenn ein Fahrzeug, das mit einer Rückgewinnungsbremsvorrichtung ausgerüstet ist, auf der oder in der Nähe der Lade-Anschlussfläche fährt, kann die elektrische Leistungsübertragung so konfiguriert sein, dass sie zwischen der Lade-Anschlussfläche und dem Fahrzeug stattfindet. Die Richtung der Energieübertragung kann wie gewünscht konfiguriert sein, entweder von dem Fahrzeug zu der Lade-Anschlussfläche (in dem Fall, in dem das Fahrzeug ein beitragendes Fahrzeug ist) oder von der Lade-Anschlussfläche zu dem Fahrzeug (in dem Fall, in dem das Fahrzeug ein empfangendes Fahrzeug ist). Die induktive Leistungsübertragung ist eine kontaktlose Leistungsübertragung, die über eine Strecke zwischen der Leistungsquelle und einer empfangenden Partei funktionieren kann. Deshalb muss sich ein Fahrzeug nicht mit einem ladenden Fahrzeug in Kontakt befinden, damit die induktive Leistungsübertragung stattfindet. Das heißt, die durch die vorliegende Offenbarung befürwortete drahtlose Leistungsübertragung ist "dynamischer" Art, wobei ein Fahrzeug frei ist, um zu fahren und die verschiedenen Lade-Anschlussflächen zu laden (d. h., elektrische Energie zu den verschiedenen Lade-Anschlussflächen zu übertragen) oder die verschiedenen Lade-Anschlussflächen zu entladen (d. h., elektrische Leistung von den verschiedenen Lade-Anschlussflächen zu übertragen), wenn das Fahrzeug an ihnen vorbeifährt oder in ihrer Nähe fährt. Eine weitere Art der induktiven Leistungsübertragung ist, dass der Übertragungswirkungsgrad nicht 100 % betragen kann. Das heißt, ein beitragendes Fahrzeug kann imstande sein, nur einen Teil der zurückgewonnenen elektrischen Energie zu einer Lade-Anschlussfläche zu übertragen. Aus dem gleichen Grund kann eine Lade-Anschlussfläche imstande sein, nur einen Teil der verfügbaren elektrischen Energie zu einem empfangenden Fahrzeug zu übertragen.
Es wird angegeben, dass aus dem gleichen Grund wie für die vorher erwähnte Energiespeicherung die Lade-Anschlussflächen außerdem vorteilhaft nah an dem beitragenden Fahrzeug und dem empfangenden Fahrzeug angeordnet sind, um den Übertragungsverlust eines signifikanten Anteils der zurückgewonnenen Bremsenergie über eine andernfalls Langstrecken-Leistungsleitungsübertragung zu vermeiden. Vorzugsweise befinden sich die Lade-Anschlussflächen und die Energiespeichermedien gegebenenfalls innerhalb oder in der Umgebung einer lokalen Straßenstruktur, wie z. B. eines Autobahnzubringers, einer Unterführung, einer Überführung, eines Straßenabschnitts mit Gegenverkehr, der sich an einer Steigung befindet, eines Straßenabschnitts, der eine Bodensenke, ein Stoppschild, eine Mautstelle oder eine Bushaltestelle aufweist, eines Straßenabschnitts, der eine Kurve aufweist, eines Autobahnkreuzes in Form eines Kleeblatts oder eines Kreisverkehrs.
Es ist außerdem wert, zu bemerken, dass der Einsatz von Speicherbatterien außerhalb des Fahrzeugs in Verbindung mit der dynamischen drahtlosen Leistungsübertragung eine neue Kategorie der Quellen für regenerative Leistung eröffnet, nämlich die mit Kraftstoff angetriebenen Schwerlast-Lastkraftwagen, gewerblichen Lastkraftwagen, Wohnmobile (RVs) und dergleichen. Ein Fahrzeug in dieser Kategorie transportiert bei seiner großen Masse im Vergleich zu einer typischen Limousine eine gewaltige Menge kinetischer Energie. Dies bedeutet aber außerdem, dass eine riesige Menge kinetischer Energie übrig ist, die bei einer Verzögerungsoperation verschwendet und als Wärme abgeleitet wird, wenn es nicht mit einer Rückgewinnungsbremsvorrichtung ausgerüstet ist. Es gibt jedoch wegen der riesigen Masse der Fahrzeuge, die es im Wesentlichen verhindert, dass sie elektrische Leistung selbst als einen Teil der Quelle ihrer Antriebsleistung verwenden, wenig Anreiz, dass diese Schwerlastfahrzeuge eine Rückgewinnungsbremsvorrichtung enthalten. Folglich wird die riesige Menge kinetischer Energie bei einer Verzögerungsoperation nicht wiedergewonnen und wiederverwendet. Dank der Speicherbatterien außerhalb des Fahrzeugs in Verbindung mit der dynamischen drahtlosen Leistungsübertragung, die beide in der vorliegenden Offenbarung befürwortet werden, ist den Schwerlast-Lastkraftwagen und ähnlichen Vorrichtungen eine machbare und praktikable Weise bereitgestellt, ihre riesige Menge Bremsenergie wiederzugewinnen. Dies stellt eine neue Kategorie der Quellen für regenerative Leistung bereit, damit andere Fahrzeuge und Objekte profitieren, die Leistung erfordern. Ein derartiges Energierückgewinnungssystem kann z. B. an einer Einrichtung für Lastkraftwagen für UPS- oder FedEx-Fracht implementiert sein, die sich nah an einem Autobahnzubringer befindet, wobei die zurückgewonnene Bremsenergie von hunderten von Schwerlast-Lastkraftwagen, die jeden Tag von der schrägen Ausfahrt des Autobahnzubringers herunterkommen, sehr gut ausreichend sein kann, um die tägliche Verwendung von Elektrizität des Energieversorgers der Einrichtung abzudecken.
1 veranschaulicht ein beispielhaftes Energierückgewinnungssystem 100 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. 1 zeigt eine lokale Straßenstruktur eines Autobahnzubringers, der eine schräge Ausfahrt 110 und eine schräge Auffahrt 120 enthält. Die schräge Ausfahrt 110 leitet die Fahrzeuge, wie z. B. die Fahrzeuge 161 und 163, um die Autobahn 150 zu verlassen, während die schräge Auffahrt 120 die Fahrzeuge, wie z. B. die Fahrzeuge 164 und 162 leitet, um auf die Autobahn 150 aufzufahren. Die auf der schrägen Ausfahrt 110 fahrenden Fahrzeuge kommen von der Autobahn 150, wobei folglich die meisten von ihnen eine Verzögerungsoperation ausführen können. Jedes der Fahrzeuge 161 und 163 ist mit einer Rückgewinnungsbremsvorrichtung ausgerüstet, die es dem jeweiligen Fahrzeug ermöglicht, die Bremsenergie während des Verzögerungsprozesses zurückzugewinnen, während es auf der schrägen Ausfahrt 110 fährt.
Das Energierückgewinnungssystem 100 enthält die Lade-Anschlussflächen 141 und 143, von denen jede auf der Oberfläche der schrägen Ausfahrt 110 angeordnet, unter der Oberfläche der schrägen Ausfahrt 110 vergraben oder in die Oberfläche der schrägen Ausfahrt 110 eingebettet sein kann. In speziellen Ausführungsformen können die Lade-Anschlussflächen 141 und 143 aus einem Metall, einer Legierung oder einem anderen leitfähigen (oder supraleitfähigen) Material hergestellt sein. In einigen Ausführungsformen enthalten die Lade-Anschlussflächen 141 und 143 Spulen, die durch ein Material ummantelt sind, das die Lade-Anschlussflächen von den Umweltelementen, wie z. B. Schnee, Regen, Reifenkontakt, den durch Reifenkontakt verursachten Verschleiß und dergleichen, schützt. Das Material, das die Lade-Anschlussflächen 141 und 143 ummantelt, schützt die Spulen, ohne die induktive Leistungsübertragung zu stören. Die Lade-Anschlussflächen 141 und 143 können im Wesentlichen plan mit der Straßenoberfläche positioniert sein. In alternativen Ausführungsformen sind die Lade-Anschlussflächen 141 und 143 etwas unter der Straßenoberfläche positioniert, um die Wahrscheinlichkeit der Beschädigung durch Schneepflüge und dergleichen zu verringern.
Wenn das Fahrzeug 161 nah an die oder auf die Lade-Anschlussfläche 141 gelangt, kann es eine Verzögerungsoperation ausführen, wobei die aufgrund der Verzögerung durch die Rückgewinnungsbremsvorrichtung, mit der das Fahrzeug 161 ausgerüstet ist, erzeugte elektrische Leistung von dem Fahrzeug 161 drahtlos zu der Lade-Anschlussfläche 141 übertragen werden kann. Ähnlich kann das Fahrzeug 163, wenn es nah an die oder auf die Lade-Anschlussfläche 143 gelangt, eine Verzögerungsoperation ausführen, wobei die aufgrund der Verzögerung durch die Rückgewinnungsbremsvorrichtung, mit der das Fahrzeug 163 ausgerüstet ist, erzeugte elektrische Leistung von dem Fahrzeug 163 drahtlos zu der Lade-Anschlussfläche 143 übertragen werden kann.
Das Energierückgewinnungssystem 100 enthält außerdem die Lade-Anschlussflächen 142 und 144, von denen jede auf der Oberfläche der schrägen Auffahrt 120 angeordnet, unter der Oberfläche der schrägen Auffahrt 120 vergraben oder in die Oberfläche der schrägen Auffahrt 120 eingebettet sein kann. Wenn das Fahrzeug 162 nah an die oder auf die Lade-Anschlussfläche 142 gelangt, kann es eine Beschleunigungsoperation ausführen, die mehr elektrische Leistung erfordert. Die Lade-Anschlussfläche 142 kann wenigstens einen Teil der durch das Fahrzeug 161 erzeugten elektrischen Leistung über die Übertragungsleitung 170 von der Lade-Anschlussfläche 141 empfangen und dann die elektrische Leistung dem Fahrzeug 162 für die Beschleunigungsoperation drahtlos zuführen. Wenn ähnlich das Fahrzeug 164 nah an die oder auf die Lade-Anschlussfläche 144 gelangt, kann es eine Beschleunigungsoperation ausführen, die mehr elektrische Leistung erfordert. Die Lade-Anschlussfläche 144 kann wenigstens einen Teil der durch das Fahrzeug 163 erzeugten elektrischen Leistung von der Lade-Anschlussfläche 143 über einen ersten Abschnitt 173 einer Übertragungsleitung 175, eine Batterie 153 und einen zweiten Abschnitt 174 der Übertragungsleitung 175 empfangen und dann die elektrische Leistung dem Fahrzeug 164 für die Beschleunigungsoperation drahtlos zuführen.
Das Energierückgewinnungssystem 100 kann außerdem ein oder mehrere Energiespeichermedien, wie z. B. die Batterien 151, 152 und 153, wie in 1 gezeigt ist, enthalten. Die Energiespeichermedien sind nicht auf Batterien eingeschränkt; wobei sie elektrische Kondensatoren oder andere Medien, die elektrische Energie aufnehmen können, sein können. Wie in 1 veranschaulicht ist, ist die Batterie 151 elektrisch an die Lade-Anschlussflächen 141 bzw. 144 gekoppelt. Dies ermöglicht, dass die von der Lade-Anschlussfläche 141 empfangene zurückgewonnene elektrische Energie zuerst in der Batterie 151 gespeichert wird und dann anschließend (vielleicht zu einem späteren Zeitpunkt) wenigstens teilweise von der Batterie 151 zu der Lade-Anschlussfläche 144 übertragen wird, falls sich das Fahrzeug 164 auf der oder in der Nähe der Lade-Anschlussfläche 144 befindet und elektrische Leistung erfordert. Ähnlich ist die Batterie 152 elektrisch an die Lade-Anschlussflächen 142 bzw. 143 gekoppelt. Dies ermöglicht es, dass die durch die Lade-Anschlussfläche 143 empfangene zurückgewonnene elektrische Energie zuerst in der Batterie 152 gespeichert wird und dann anschließend (vielleicht zu einem späteren Zeitpunkt) wenigstens teilweise von der Batterie 152 zu der Lade-Anschlussfläche 142 übertragen wird, falls sich das Fahrzeug 162 auf der oder in der Nähe der Lade-Anschlussfläche 142 befindet und elektrische Leistung erfordert. Aus dem gleichen Grund ist die Batterie 153 über die Übertragungsleitung 175 elektrisch an die Lade-Anschlussflächen 142 bzw. 143 gekoppelt. Dies ermöglicht es, dass die von der Lade-Anschlussfläche 143 empfangene zurückgewonnene elektrische Energie zuerst in der Batterie 153 gespeichert wird und dann anschließend (vielleicht zu einem späteren Zeitpunkt) wenigstens teilweise von der Batterie 153 zu der Lade-Anschlussfläche 144 übertragen wird, falls sich das Fahrzeug 164 auf der oder in der Nähe der Lade-Anschlussfläche 144 befindet und elektrische Leistung erfordert.
Das Energierückgewinnungssystem 100 kann außerdem eines oder beide der Fahrzeuge 161 und 163 enthalten, die zurückgewonnene Bremsenergie in der Form elektrischer Leistung zu dem System 100 beitragen können, und kann außerdem eines oder beide der Fahrzeuge 162 und 164 enthalten, die wenigstens einen Teil der zurückgewonnenen Bremsenergie von dem System 100 in der Form elektrischer Leistung empfangen können, um ihre jeweiligen bordinternen Batterien zu laden, die die Antriebsleistung der Fahrzeuge 162 und 164 bereitstellen.
2 veranschaulicht ein weiteres beispielhaftes Energierückgewinnungssystem gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. 2 zeigt eine lokale Straßenstruktur, eine Überführung 200, die sowohl eine Aufwärtsrampe 220, auf der ein Fahrzeug 262 fährt, als auch eine Abwärtsrampe 210, auf der ein Fahrzeug 261 fährt, enthält. Typischerweise ist es wahrscheinlicher, dass die auf der Aufwärtsrampe 220 fahrenden Fahrzeuge eine Beschleunigungsoperation als eine Verzögerungsoperation ausführen, während die auf der Abwärtsrampe 210 fahrenden Fahrzeuge wahrscheinlicher eine Verzögerungsoperation als eine Beschleunigungsoperation ausführen. Das Fahrzeug 261 ist mit einer Rückgewinnungsbremsvorrichtung ausgerüstet, die konfiguriert ist, die unerwünschte kinetische Energie des Fahrzeugs 261 aufgrund einer Verzögerungsoperation zurückzugewinnen, während es die Abwärtsrampe 210 der Überführung 200 herunterkommt. Die zurückgewonnene kinetische Energie kann in der Form elektrischer Leistung von dem Fahrzeug 261 durch induktive Leistungsübertragung drahtlos zu der Lade-Anschlussfläche 241 übertragen werden. Die Lade-Anschlussfläche 241 ist elektrisch an die Batterien 251 bzw. 253 gekoppelt, wobei die Batterie 253 elektrisch an die Lade-Anschlussfläche 242 gekoppelt ist, so dass ein Teil der durch die Batterie 253 von der Lade-Anschlussfläche 241 empfangenen elektrischen Leistung zu der Lade-Anschlussfläche 242 übertragen werden kann. Die Lade-Anschlussfläche 242 ist konfiguriert, eine bordinterne Batterie des Fahrzeugs 262 zu laden, wenn sich das Fahrzeug auf der oder in der Nähe der Lade-Anschlussfläche 242 befindet, da das Fahrzeug 262 Leistung von der bordinternen Batterie für eine mögliche Beschleunigungsoperation beim Fahren auf der Aufwärtsrampe 220 der Überführung 200 erfordern kann. Die Lade-Anschlussfläche 242 kann außerdem elektrisch an eine Batterie oder einen Kondensator 252 gekoppelt sein und elektrische Leistung darin speichern.
Das in 2 veranschaulichte beispielhafte Energierückgewinnungssystem kann die Lade-Anschlussflächen 241 und 242 enthalten, die an der Abwärtsrampe 210 bzw. der Aufwärtsrampe 220 der Überführung 200 angeordnet sind. Das System kann außerdem eine oder mehrere Batterien oder einen oder mehrere Kondensatoren 251, 252 und 253 enthalten. Das System kann ferner die Fahrzeuge 261 und 262 enthalten.
3 veranschaulicht ein noch weiteres beispielhaftes Energierückgewinnungssystem gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. 3 zeigt eine lokale Straßenstruktur, eine Unterführung 300, die sowohl eine Abwärtsrampe 310, auf der ein Fahrzeug 361 fährt, als auch eine Aufwärtsrampe 320, auf der ein Fahrzeug 362 fährt, enthält. Die auf der Abwärtsrampe 310 fahrenden Fahrzeuge führen typischerweise wahrscheinlicher eine Verzögerungsoperation als eine Beschleunigungsoperation aus, während die auf der Aufwärtsrampe 320 fahrenden Fahrzeuge wahrscheinlicher eine Beschleunigungsoperation als eine Verzögerungsoperation ausführen. Das Fahrzeug 361 ist mit einer Rückgewinnungsbremsvorrichtung ausgerüstet, die konfiguriert ist, die unerwünschte kinetische Energie des Fahrzeugs 361 aufgrund einer Verzögerungsoperation zurückzugewinnen, während es die Abwärtsrampe 310 der Unterführung 300 herunterkommt. Die zurückgewonnene kinetische Energie kann in der Form elektrischer Leistung von dem Fahrzeug 361 durch induktive Leistungsübertragung drahtlos zu der Lade-Anschlussfläche 341 übertragen werden. Die Lade-Anschlussfläche 341 ist elektrisch an eine Batterie 353 gekoppelt, wobei die Batterie 353 elektrisch an eine Lade-Anschlussfläche 342 gekoppelt ist, so dass ein Teil der durch die Batterie 353 von der Lade-Anschlussfläche 341 empfangenen elektrischen Leistung zu der Lade-Anschlussfläche 342 übertragen werden kann. Die Lade-Anschlussfläche 342 ist konfiguriert, eine bordinterne Batterie des Fahrzeugs 362 zu laden, wenn sich das Fahrzeug auf der oder in der Nähe der Lade-Anschlussfläche 342 befindet, da das Fahrzeug 362 Leistung von der bordinternen Batterie für eine mögliche Beschleunigungsoperation beim Fahren auf der Aufwärtsrampe 320 der Unterführung 300 erfordern kann.
Das in 3 veranschaulichte beispielhafte Energierückgewinnungssystem kann die Lade-Anschlussflächen 341 und 342 enthalten, die an der Abwärtsrampe 310 bzw. der Aufwärtsrampe 320 der Unterführung 300 angeordnet sind. Das System kann außerdem die Batterie 353 enthalten. Das System kann ferner die Fahrzeuge 361 und 362 enthalten.
4 veranschaulicht ein noch weiteres beispielhaftes Energierückgewinnungssystem 400 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. 4 zeigt eine lokale Straßenstruktur, einen Straßenabschnitt mit Gegenverkehr, der sich an einer Steigung 480 befindet, der sowohl eine Bergab-Fahrbahn 410, auf der ein Fahrzeug 461 fährt, als auch eine Bergauf-Fahrbahn 420, auf der ein Fahrzeug 462 fährt, enthält. Typischerweise ist es wahrscheinlicher, dass die auf der Bergauf-Fahrbahn 420 fahrenden Fahrzeuge eine Beschleunigungsoperation als eine Verzögerungsoperation ausführen, während die auf der Bergab-Fahrbahn 410 fahrenden Fahrzeuge wahrscheinlicher eine Verzögerungsoperation als eine Beschleunigungsoperation ausführen. Das Fahrzeug 461 ist mit einer Rückgewinnungsbremsvorrichtung ausgerüstet, die konfiguriert ist, die unerwünschte kinetische Energie des Fahrzeugs 461 aufgrund einer Verzögerungsoperation, während es die Bergab-Fahrbahn 410 des Straßenabschnitts mit Gegenverkehr herunterkommt, zurückzugewinnen. Die zurückgewonnene kinetische Energie kann in der Form elektrischer Leistung von dem Fahrzeug 461 durch induktive Leistungsübertragung drahtlos zu der Lade-Anschlussfläche 441 übertragen werden. Die Lade-Anschlussfläche 441 ist elektrisch an eine Batterie 453 gekoppelt, wobei die Batterie 453 elektrisch an eine Lade-Anschlussfläche 442 gekoppelt ist, so dass ein Teil der durch die Batterie 453 von der Lade-Anschlussfläche 441 empfangenen elektrischen Leistung zu der Lade-Anschlussfläche 442 übertragen werden kann. Die Lade-Anschlussfläche 442 ist konfiguriert, eine bordinterne Batterie des Fahrzeugs 462 zu laden, wenn sich das Fahrzeug auf der oder in der Nähe der Lade-Anschlussfläche 442 befindet, da das Fahrzeug 462 für eine mögliche Beschleunigungsoperation beim Fahren auf der Bergauf-Fahrbahn 420 des Straßenabschnitts mit Gegenverkehr Leistung von der bordinternen Batterie erfordern kann.
Das beispielhafte Energierückgewinnungssystem 400 kann die Lade-Anschlussflächen 441 und 442, die an der Bergab-Fahrbahn 410 bzw. der Bergauf-Fahrbahn 420 des Straßenabschnitts mit Gegenverkehr in 4 angeordnet sind, enthalten. Das System kann außerdem die Batterie 453 enthalten. Das System kann ferner die Fahrzeuge 461 und 462 enthalten.
5 veranschaulicht ein weiteres beispielhaftes Energierückgewinnungssystem 500 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. 5 zeigt eine lokale Straßenstruktur, einen Straßenabschnitt mit einem Stoppschild 580. Der Straßenabschnitt mit dem Stoppschild 580 enthält einen ersten Abschnitt 510 des Straßenabschnitts vor dem Stoppschild 580, auf dem ein Fahrzeug 561 fährt. Der Straßenabschnitt mit dem Stoppschild 580 enthält außerdem einen zweiten Abschnitt 520 des Straßenabschnitts nach dem Stoppschild 580, auf dem ein Fahrzeug 562 fährt. Typischerweise ist es wahrscheinlicher, dass die Fahrzeuge, die auf dem ersten Abschnitt 510 des Straßenabschnitts vor dem Stoppschild 580 fahren, eine Verzögerungsoperation als eine Beschleunigungsoperation ausführen, während die Fahrzeuge, die auf dem zweiten Abschnitt 520 des Straßenabschnitts nach dem Stoppschild 580 fahren, wahrscheinlicher eine Beschleunigungsoperation als eine Verzögerungsoperation ausführen. Das Fahrzeug 561 ist mit einer Rückgewinnungsbremsvorrichtung ausgerüstet, die konfiguriert ist, die unerwünschte kinetische Energie des Fahrzeugs 561 aufgrund der Verzögerungsoperation, wenn sich das Fahrzeug 561 dem Stoppschild 580 nähert, zurückzugewinnen. Die zurückgewonnene kinetische Energie kann in der Form elektrischer Leistung von dem Fahrzeug 561 durch induktive Leistungsübertragung drahtlos zu der Lade-Anschlussfläche 541 übertragen werden. Die Lade-Anschlussfläche 541 ist elektrisch an eine Batterie 553 gekoppelt, wobei die Batterie 553 elektrisch an eine Lade-Anschlussfläche 542 gekoppelt ist, so dass ein Teil der durch die Batterie 553 von der Lade-Anschlussfläche 541 empfangenen elektrischen Leistung zu der Lade-Anschlussfläche 542 übertragen werden kann. Die Lade-Anschlussfläche 542 ist konfiguriert, eine bordinterne Batterie des Fahrzeugs 562 zu laden, wenn sich das Fahrzeug auf der oder in der Nähe der Lade-Anschlussfläche 542 befindet, da das Fahrzeug 542 Leistung von der bordinternen Batterie für eine mögliche Beschleunigungsoperation erfordern kann, wenn das Fahrzeug 562 beginnt, nach dem Stoppen an dem Stoppschild 580 an dem Stoppschild 580 vorbeizufahren.
In einigen Ausführungsformen können das Fahrzeug 561 und das Fahrzeug 562 in 5 dasselbe Fahrzeug zu zwei verschiedenen Zeitpunkten sein. Das heißt, ein Fahrzeug kann durch das Bezugszeichen 561 in 5 repräsentiert sein, wenn es sich dem Stoppschild 580 nähert und dann an dem Stoppschild 580 stoppt, wobei es seine zurückgewonnene Bremsenergie in einer Form elektrischer Energie zu der Lade-Anschlussfläche 541 überträgt, die wiederum wenigstens einen Teil der elektrischen Energie zu der Batterie 553 überträgt, so dass sie gespeichert wird. Wenn das Fahrzeug abermals nach dem Stopp an dem Stoppschild 580 fährt, an dem Stoppschild 580 vorbeifährt und vorwärtsfährt, ist das Fahrzeug durch das Bezugszeichen 562 in 5 repräsentiert. Während das Fahrzeug auf dem zweiten Abschnitt 520 des Straßenabschnitts nach dem Stoppschild 580 fährt, wird zu diesem Zeitpunkt eine bordinterne Batterie des Fahrzeugs durch die Lade-Anschlussfläche 542 mit der durch die Batterie 553 zugeführten elektrischen Leistung geladen, wobei die erforderliche Leistung, damit das Fahrzeug weiterfährt, bereitgestellt wird.
Ein ähnlicher Mechanismus und eine ähnliche Operation, wie sie durch das Energierückgewinnungssystem 500 nach 5 offenbart sind, können für andere ähnliche Ausführungsformen gelten, wie z. B. in dem Fall eines Straßenabschnitts, der eine Bodensenke, eine Mautstelle oder eine Bushaltestelle aufweist.
Das beispielhafte Energierückgewinnungssystem 500 kann die Lade-Anschlussflächen 541, die in dem ersten Abschnitt 510 des Straßenabschnitts vor dem Stoppschild 580 angeordnet sind, enthalten. Das beispielhafte Energierückgewinnungssystem 500 kann außerdem die Lade-Anschlussflächen 542 enthalten, die in dem zweiten Abschnitt 520 des Straßenabschnitts nach dem Stoppschild 580 angeordnet sind. Das System kann außerdem die Batterie 553 enthalten. Das System kann ferner die Fahrzeuge 561 und 562 enthalten.
6 veranschaulicht ein noch weiteres beispielhaftes Energierückgewinnungssystem gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. 6 zeigt eine lokale Straßenstruktur, einen Straßenabschnitt mit einer Kurve 600. Der Straßenabschnitt mit der Kurve 600 enthält einen ersten Abschnitt 610 des Straßenabschnitts vor dem Mittelpunkt 680 der Kurve 600, auf dem ein Fahrzeug 661 fährt. Der Straßenabschnitt mit der Kurve 600 enthält außerdem einen zweiten Abschnitt 620 des Straßenabschnitts nach dem Mittelpunkt 680 der Kurve 600, auf dem ein Fahrzeug 662 fährt. Die Fahrzeuge, die auf dem ersten Abschnitt 610 des Straßenabschnitts vor dem Mittelpunkt 680 fahren, führen typischerweise wahrscheinlicher eine Verzögerungsoperation als eine Beschleunigungsoperation aus, während die Fahrzeuge, die auf dem zweiten Abschnitt 620 des Straßenabschnitts nach dem Mittelpunkt 680 fahren, wahrscheinlicher eine Beschleunigungsoperation als eine Verzögerungsoperation ausführen. Das Fahrzeug 661 ist mit einer Rückgewinnungsbremsvorrichtung ausgerüstet, die konfiguriert ist, die unerwünschte kinetische Energie des Fahrzeugs 661 aufgrund der Verzögerungsoperation, wenn sich das Fahrzeug 661 dem Mittelpunkt 680 nähert, zurückzugewinnen. Die zurückgewonnene kinetische Energie kann in der Form elektrischer Leistung von dem Fahrzeug 661 durch induktive Leistungsübertragung drahtlos zu einer Lade-Anschlussfläche 641 übertragen werden. Die Lade-Anschlussfläche 641 ist elektrisch mit einer Batterie 653 gekoppelt, wobei die Batterie 653 elektrisch mit einer Lade-Anschlussfläche 642 gekoppelt ist, so dass ein Teil der durch die Batterie 653 von der Lade-Anschlussfläche 641 empfangenen elektrischen Leistung zu der Lade-Anschlussfläche 642 übertragen werden kann. Die Lade-Anschlussfläche 642 ist konfiguriert, eine bordinterne Batterie des Fahrzeugs 662 zu laden, wenn sich das Fahrzeug auf der oder in der Nähe der Lade-Anschlussfläche 642 befindet, da das Fahrzeug 662 für eine mögliche Beschleunigungsoperation, wenn das Fahrzeug 662 beginnt, an dem Mittelpunkt 680 der Kurve 600 vorbeizufahren und weiterzufahren, Leistung von der bordinternen Batterie erfordern kann.
In einigen Ausführungsformen können das Fahrzeug 661 und das Fahrzeug 662 in 6 dasselbe Fahrzeug zu zwei verschiedenen Zeitpunkten sein. Das heißt, ein Fahrzeug kann durch das Bezugszeichen 661 in 6 repräsentiert sein, wenn es sich dem Mittelpunkt 680 der Kurve 600 nähert, wobei es seine zurückgewonnene Bremsenergie in einer Form elektrischer Energie zu der Lade-Anschlussfläche 641 überträgt, die wiederum wenigstens einen Teil der elektrischen Energie zu der Batterie 653 überträgt, so dass sie gespeichert wird. Wenn das Fahrzeug nach dem Vorbeifahren an dem Mittelpunkt 680 der Kurve 600 abermals fährt und vorwärtsfährt, ist das Fahrzeug durch das Bezugszeichen 662 in 6 repräsentiert. Während das Fahrzeug auf dem zweiten Abschnitt 620 des Straßenabschnitts nach dem Mittelpunkt 680 fährt, wird zu diesem Zeitpunkt eine bordinterne Batterie des Fahrzeugs durch die Lade-Anschlussfläche 642 mit der durch die Batterie 653 zugeführten elektrischen Leistung geladen, wobei die notwendige Leistung, damit das Fahrzeug weiterfährt, bereitgestellt wird.
Ein ähnlicher Mechanismus und eine ähnliche Operation, wie sie durch das Energierückgewinnungssystem 500 nach 5 offenbart sind, können für andere ähnliche Ausführungsformen gelten, wie z. B. in dem Fall eines Autobahnkreuzes in Form eines Kleeblatts oder eines Kreisverkehrs.
Das beispielhafte Energierückgewinnungssystem, das in 6 veranschaulicht ist, kann die Lade-Anschlussflächen 641 enthalten, die in einem ersten Abschnitt 610 des Straßenabschnitts vor dem Mittelpunkt 680 der Kurve 600 angeordnet sind. Das System kann außerdem die Lade-Anschlussflächen 642 enthalten, die in dem zweiten Abschnitt 620 des Straßenabschnitts nach dem Mittelpunkt 680 der Kurve 600 angeordnet sind. Das System kann außerdem die Batterie 653 enthalten. Das System kann ferner die Fahrzeuge 661 und 662 enthalten.
7 veranschaulicht einen beispielhaften Prozess 700 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. Der Prozess 700 kann eine oder mehrere Operationen, Handlungen oder Funktionen enthalten, die sowohl als die Blöcke, wie z. B. 710, 720 und 730, als auch als die Unterblöcke 722 und 724 gezeigt sind. Obwohl die verschiedenen Blöcke des Prozesses 700 als diskrete Blöcke veranschaulicht sind, können sie in Abhängigkeit von der gewünschten Implementierung in zusätzliche Blöcke aufgeteilt, in weniger Blöcke kombiniert oder eliminiert sein. Der Prozess 700 kann sowohl durch irgendeines der Energierückgewinnungssysteme 100, 400 und 500 als auch durch die in den 2, 3 und 6 veranschaulichten Energierückgewinnungssysteme implementiert sein. Für die Einfachheit der Beschreibung und den Schutzumfang der vorliegenden Offenbarung nicht einschränkend wird der Prozess 700 im Folgenden im Kontext des beispielhaften Energierückgewinnungssystems 100 beschrieben. Der Prozess 700 kann mit dem Block 710 beginnen.
Bei 710 kann der Prozess 700 umfassen, dass die Lade-Anschlussfläche 143 eines Autobahnzubringers eine durch eine Rückgewinnungsbremsvorrichtung des Fahrzeugs 163 erzeugte elektrische Leistung drahtlos empfängt. Dem Block 710 kann der Block 720 folgen.
Bei 720 kann der Prozess 700 umfassen, dass die Lade-Anschlussfläche 144 desselben Autobahnzubringers die elektrische Leistung von der Lade-Anschlussfläche 143 über die Übertragungsleitung 175 empfängt. Dies kann die durch die Unterblöcke 722 und 724 ausgeführten Operationen umfassen. Bei 722 kann der Prozess 700 umfassen, dass ein oder mehrere Energiespeichermedien (z. B. die Batterie 153) die elektrische Leistung von der Lade-Anschlussfläche 143 über den ersten Abschnitt 173 der Übertragungsleitung 175 empfangen. Dem Unterblock 722 kann der Unterblock 724 folgen. Bei 724 kann der Prozess 700 umfassen, dass die Lade-Anschlussfläche 144 die elektrische Leistung von der Batterie 153 über den zweiten Abschnitt 174 der Übertragungsleitung 175 empfängt. Dem Unterblock 724 kann der Block 730 folgen.
Bei 730 kann der Prozess 700 umfassen, dass die Lade-Anschlussfläche 144 das Fahrzeug 164 mit wenigstens einem Anteil der durch die Rückgewinnungsbremsvorrichtung des Fahrzeugs 163 erzeugten elektrischen Leistung drahtlos lädt.
In einigen Ausführungsformen kann der Prozess 700 beim Empfangen der elektrischen Leistung durch die Lade-Anschlussfläche 144 von der Lade-Anschlussfläche 143 umfassen, dass die Batterie 153 die elektrische Leistung von der Lade-Anschlussfläche 143 über den ersten Abschnitt 173 der Übertragungsleitung 175 empfängt. Der Prozess 700 kann außerdem umfassen, dass die Lade-Anschlussfläche 144 die elektrische Leistung von der Batterie 153 über den zweiten Abschnitt 174 der Übertragungsleitung 175 empfängt.
In speziellen Ausführungsformen werden eine Schaltungsanordnung und Software in dem Fahrzeug verwendet, um während der Verzögerung Elektrizität zu erzeugen und die erzeugte Elektrizität zu speichern. Die Schaltungsanordnung und Software in dem Fahrzeug können die gespeicherte Leistung während der Beschleunigungen, der Änderungen der Höhe oder des Überwindens des Luftwiderstands, der Reibung und dergleichen verwenden. Zusätzlich können die Schaltungsanordnung und Software in dem Fahrzeug etwas der Leistung zu einem empfangenden Element (d. h., einer Lade-Anschlussfläche) in der Straßenoberfläche drahtlos übertragen.
In einigen Ausführungsformen enthalten die beschriebenen Systeme eine Schaltungsanordnung und Software, die ähnlich zu einem Stromversorgungsnetz Leistung übertragen und Leistung vorübergehend speichern. Die überschüssige Leistung kann zu einem normalen Stromversorgungsnetz verteilt werden. In einigen Ausführungsformen sind die hier beschriebenen Systeme in den Bereichen installiert, in denen die Fahrzeuge regelmäßig beschleunigen und verzögern, so dass die während der Verzögerung erzeugte Leistung anderen Fahrzeugen während der Beschleunigung lokal bereitgestellt werden kann. In speziellen Ausführungsformen kommunizieren die Fahrzeuge drahtlos mit dem Stromversorgungsnetz, um anzukündigen, wie viel Leistung das Fahrzeug zu dem Stromversorgungsnetz beitragen (d. h., übertragen) kann und/oder wie viel Leistung das Fahrzeug empfangen muss (oder in seinem Batteriespeichersystem empfangen kann).
In einigen Ausführungsformen kann der Prozess 700 beim drahtlosen Empfangen der durch die Rückgewinnungsbremsvorrichtung des beitragenden Fahrzeugs erzeugten elektrischen Leistung umfassen, dass die Lade-Anschlussfläche 143 die elektrische Leistung durch induktive Leistungsübertragung empfängt.
In einigen Ausführungsformen kann der Prozess 700 beim drahtlosen Laden des empfangenden Fahrzeugs mit wenigstens einem Anteil der elektrischen Leistung umfassen, dass die Lade-Anschlussfläche 144 eine Batterie des empfangenden Fahrzeugs durch induktive Leistungsübertragung mit der elektrischen Leistung lädt.
Gemäß den Systemen und Verfahren gemäß den verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung ergeben sich zahlreiche Vorteile. Die Vorteile enthalten wenigstens eine unbegrenzte Bremsenergierückgewinnung aufgrund der Speicherbatterien außerhalb des Fahrzeugs, eine längere Nachhaltigkeit und/oder eine kleinere Größe der bordinternen Batterie des empfangenden Fahrzeugs, einen geringen Leistungsübertragungsverlust aufgrund der Kurzstrecken-Leistungsübertragung und weniger Verschleiß und eine längere Lebensdauer der Bremsbeläge, um nur einige zu nennen.
Die Artikel "ein" und "eine" werden hier verwendet, um auf eines oder mehr als eines (d. h., auf wenigstens eines) des grammatischen Objekts des Artikels Bezug zu nehmen. Beispielhaft bedeutet "ein Anwender" einen Anwender oder mehr als einen Anwender. Überall in dieser Beschreibung bedeutet die Bezugnahme auf "eine Ausführungsform", "eine Ausführungsform", "ein Beispiel" oder "ein Beispiel", dass ein spezielles Merkmal, eine spezielle Struktur oder eine spezielle Eigenschaft, die im Zusammenhang mit der Ausführungsform oder dem Beispiel beschrieben wird, in wenigstens einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung enthalten ist. Folglich beziehen sich die Vorkommen der Ausdrücke "in einer Ausführungsform", "in einer Ausführungsform", "ein Beispiel" oder "ein Beispiel" an verschiedenen Stellen überall in dieser Beschreibung nicht notwendigerweise alle auf dieselbe Ausführungsform oder dasselbe Beispiel. Weiterhin können die speziellen Merkmale, Strukturen, Datenbanken oder Eigenschaften in irgendwelchen geeigneten Kombinationen und/oder Unterkombinationen in einer oder mehreren Ausführungsformen oder Beispielen kombiniert sein. Zusätzlich sollte erkannt werden, dass die hiermit bereitgestellten Figuren für Erklärungszwecke für die Durchschnittsfachleute auf dem Gebiet sind und dass die Zeichnungen nicht notwendigerweise maßstabsgerecht gezeichnet sind.
Die Ausführungsformen gemäß der vorliegenden Offenbarung können als eine Vorrichtung, ein Verfahren oder ein Computerprogrammprodukt verkörpert sein. Entsprechend kann die vorliegende Offenbarung die Form einer völlig aus Hardware bestehenden Ausführungsform, einer völlig aus Software bestehenden Ausführungsform (einschließlich Firmware, speicherresistenter Software, Mikrocode oder dergleichen) oder einer Ausführungsform, die Software- und Hardware-Aspekte kombiniert, die hier alle im Allgemeinen als eine "Schaltung", ein "Modul" oder ein "System" bezeichnet werden können, annehmen. Weiterhin können die Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung die Form eines Computerprogrammprodukts annehmen, das in irgendeinem greifbaren Ausdrucksmedium verkörpert ist, das einen in dem Medium verkörperten computerverwendbaren Programmcode aufweist.
Die Ablaufpläne und die Blockschaltpläne in den beigefügten Figuren veranschaulichen die Architektur, die Funktionalität und den Betrieb der möglichen Implementierungen der Systeme, Verfahren und Computerprogrammprodukte gemäß den verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung. In dieser Hinsicht kann jeder Block in den Ablaufplänen oder den Blockschaltplänen ein Modul, ein Segment oder einen Anteil des Codes repräsentieren, der eine oder mehrere ausführbare Anweisungen zum Implementieren der spezifizierten logischen Funktion(en) umfasst. Es wird außerdem angegeben, dass jeder Block der Blockschaltpläne und/oder der Ablaufpläne und die Kombinationen der Blöcke in den Blockschaltplänen und/oder den Ablaufplänen durch hardware-basierte Spezialsysteme, die spezifizierte Funktionen oder Handlungen ausführen, oder durch Kombinationen aus Spezial-Hardware und Computeranweisungen implementiert sein können. Diese Computerprogrammanweisungen können außerdem in einem computerlesbaren Medium gespeichert sein, das einen Computer oder eine andere programmierbare Datenverarbeitungsvorrichtung steuern kann, in einer speziellen Weise zu funktionieren, so dass die in dem computerlesbaren Medium gespeicherten Anweisungen einen Herstellungsartikel erzeugen, der Anweisungsmittel enthält, die die Funktion/Handlung implementieren, die in dem Block oder den Blöcken des Ablaufplans und/oder des Blockschaltplans spezifiziert ist.
Obwohl die vorliegende Offenbarung hinsichtlich bestimmter Ausführungsformen beschrieben worden ist, werden andere Ausführungsformen für die Durchschnittsfachleute auf dem Gebiet in Anbetracht des Vorteils dieser Offenbarung offensichtlich sein, einschließlich der Ausführungsformen, die nicht alle der hier dargelegten Vorteile und Merkmale bereitstellen, die sich außerdem innerhalb des Schutzumfangs dieser Offenbarung befinden. Es ist selbstverständlich, dass andere Ausführungsformen verwendet werden können, ohne vom Schutzumfang der vorliegenden Offenbarung abzuweichen.

Claims

System, das Folgendes umfasst: eine erste Lade-Anschlussfläche, die an einem ersten Ort einer Straßenstruktur angeordnet ist und konfiguriert ist, eine elektrische Leistung von einem beitragenden Fahrzeug drahtlos zu empfangen; und eine zweite Lade-Anschlussfläche, die an einem zweiten Ort der Straßenstruktur angeordnet ist und konfiguriert ist, die elektrische Leistung von der ersten Lade-Anschlussfläche zu empfangen und ein empfangendes Fahrzeug mit wenigstens einem Anteil der elektrischen Leistung drahtlos zu laden.
System nach Anspruch 1, wobei die erste Lade-Anschlussfläche auf, unter oder in einem ersten Abschnitt der Straßenstruktur angeordnet ist, wo mehr Fahrzeuge verzögern als beschleunigen, und wobei die zweite Lade-Anschlussfläche auf, unter oder in einem zweiten Abschnitt der Straßenstruktur angeordnet ist, wo mehr Fahrzeuge beschleunigen als verzögern.
System nach Anspruch 2, wobei die Straßenstruktur einen Autobahnzubringer umfasst, wobei der erste Abschnitt der Straßenstruktur eine schräge Ausfahrt des Autobahnzubringers umfasst und wobei der zweite Abschnitt der Straßenstruktur eine schräge Auffahrt des Autobahnzubringers umfasst.
System nach Anspruch 2, wobei die Straßenstruktur eine Unterführung oder eine Überführung umfasst, wobei der erste Abschnitt der Straßenstruktur eine Abwärtsrampe der Unterführung oder der Überführung umfasst und wobei der zweite Abschnitt der Straßenstruktur eine Aufwärtsrampe der Unterführung oder der Überführung umfasst.
System nach Anspruch 2, wobei die Straßenstruktur einen Straßenabschnitt mit Gegenverkehr, der sich an einer Steigung befindet, umfasst, wobei der erste Abschnitt der Straßenstruktur eine Bergab-Fahrbahn des Straßenabschnitts mit Gegenverkehr umfasst und wobei der zweite Abschnitt der Straßenstruktur eine Bergauf-Fahrbahn des Straßenabschnitts mit Gegenverkehr umfasst.
System nach Anspruch 2, wobei die Straßenstruktur einen Straßenabschnitt umfasst, der eine Bodensenke, ein Stoppschild, eine Mautstelle oder eine Bushaltestelle aufweist, wobei der erste Abschnitt der Straßenstruktur einen Abschnitt des Straßenabschnitts vor der Bodensenke, dem Stoppschild, der Mautstelle oder der Bushaltestelle umfasst und wobei der zweite Abschnitt der Straßenstruktur einen Abschnitt des Straßenabschnitts nach der Bodensenke, dem Stoppschild oder der Mautstelle umfasst.
System nach Anspruch 2, wobei die Straßenstruktur einen Straßenabschnitt umfasst, der eine Kurve umfasst, wobei der erste Abschnitt der Straßenstruktur einen Abschnitt des Straßenabschnitts vor einem Mittelpunkt der Kurve umfasst und wobei der zweite Abschnitt der Straßenstruktur einen Abschnitt des Straßenabschnitts nach dem Mittelpunkt der Kurve umfasst.
System nach Anspruch 2, wobei die Straßenstruktur ein Autobahnkreuz in Form eines Kleeblatts oder einen Kreisverkehr umfasst.
System nach einem der Ansprüche 1 bis 8, das ferner Folgendes umfasst: ein oder mehrere Energiespeichermedien, die konfiguriert sind, wenigstens einen Anteil der elektrischen Energie zu speichern, wobei jedes des einen oder der mehreren Energiespeichermedien mit irgendeiner oder beiden der ersten Lade-Anschlussfläche und der zweiten Lade-Anschlussfläche elektrisch gekoppelt ist.
System nach Anspruch 9, wobei das eine oder die mehreren Energiespeichermedien eine Batterie oder einen Kondensator umfassen und wobei die Batterie oder der Kondensator innerhalb der Straßenstruktur angeordnet ist.
System nach Anspruch 9, wobei das eine oder die mehreren Energiespeichermedien eine Batterie oder einen Kondensator umfassen und wobei die Batterie oder der Kondensator in einer Umgebung der Straßenstruktur angeordnet ist.
System nach einem der Ansprüche 1 bis 11, das ferner das beitragende Fahrzeug umfasst, wobei das beitragende Fahrzeug ein Elektrofahrzeug, ein Hybridelektrofahrzeug oder ein nicht elektrisches Fahrzeug umfasst, wobei das beitragende Fahrzeug mit einer Rückgewinnungsbremsvorrichtung ausgerüstet ist und wobei die elektrische Leistung über die Rückgewinnungsbremsvorrichtung des beitragenden Fahrzeugs erzeugt wird.
System nach einem der Ansprüche 1 bis 12, das ferner das empfangende Fahrzeug umfasst, wobei das empfangende Fahrzeug mit einer Batterie ausgerüstet ist, die konfiguriert ist, mit dem wenigstens einen Anteil der elektrischen Leistung durch die zweite Lade-Anschlussfläche drahtlos geladen zu werden, und wobei die Batterie wenigstens einen Anteil des Elektrizitätsverbrauchs des empfangenden Fahrzeugs bereitstellt.
System nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei die erste Lade-Anschlussfläche konfiguriert ist, die elektrische Leistung durch induktive Leistungsübertragung drahtlos zu empfangen und wobei die zweite Lade-Anschlussfläche konfiguriert ist, das empfangende Fahrzeug durch induktive Leistungsübertragung drahtlos zu laden.
Verfahren zum Rückgewinnen von Bremsenergie, wobei das Verfahren Folgendes umfasst: drahtloses Empfangen durch eine erste Lade-Anschlussfläche einer Straßenstruktur einer durch eine Rückgewinnungsbremsvorrichtung eines beitragenden Fahrzeugs erzeugten elektrischen Leistung; Empfangen durch eine zweite Lade-Anschlussfläche der Straßenstruktur der elektrischen Leistung von der ersten Lade-Anschlussfläche über eine Übertragungsleitung; und drahtloses Laden durch die zweite Lade-Anschlussfläche eines empfangenden Fahrzeugs mit wenigstens einem Anteil der elektrischen Leistung.
Verfahren zum Rückgewinnen von Bremsenergie nach Anspruch 15, wobei das Empfangen der elektrischen Leistung von der ersten Lade-Anschlussfläche zu der zweiten Lade-Anschlussfläche Folgendes umfasst: Empfangen der elektrischen Leistung durch ein oder mehrere Energiespeichermedien von der ersten Lade-Anschlussfläche über einen ersten Abschnitt der Übertragungsleitung; und Empfangen der elektrischen Leistung durch die zweite Lade-Anschlussfläche von dem einen oder den mehreren Energiespeichermedien über einen zweiten Abschnitt der Übertragungsleitung.
Verfahren zum Rückgewinnen von Bremsenergie nach Anspruch 16, wobei das eine oder die mehreren Energiespeichermedien eine Batterie oder einen Kondensator umfassen und wobei die Batterie oder der Kondensator innerhalb der oder in einer Umgebung der Straßenstruktur angeordnet ist.
Verfahren zum Rückgewinnen von Bremsenergie nach einem der Ansprüche 15 bis 17, wobei das drahtlose Empfangen der von der Rückgewinnungsbremsvorrichtung des beitragenden Fahrzeugs erzeugten elektrischen Leistung das Empfangen der elektrischen Leistung durch induktive Leistungsübertragung umfasst.
Verfahren zum Rückgewinnen von Bremsenergie nach einem der Ansprüche 15 bis 18, wobei das drahtlose Laden des empfangenden Fahrzeugs mit wenigstens einem Anteil der elektrischen Leistung das Laden einer Batterie des empfangenden Fahrzeugs mit der elektrischen Leistung durch induktive Leistungsübertragung umfasst.
Verfahren zum Rückgewinnen von Bremsenergie nach einem der Ansprüche 15 bis 19, wobei die erste Lade-Anschlussfläche auf, unter oder in einem ersten Abschnitt der Straßenstruktur angeordnet ist, wo mehr Fahrzeuge verzögern als beschleunigen, und wobei die zweite Lade-Anschlussfläche auf, unter oder in einem zweiten Abschnitt der Straßenstruktur angeordnet ist, wo mehr Fahrzeuge beschleunigen als verzögern.