JP2000078702A - 電気牽引車用電源システム - Google Patents

電気牽引車用電源システム

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 設計の簡素化、コスト削減および容易な設置
を可能にする、大容量自律路面電車用の電気エネルギ供
給システムを提供する。 【解決手段】 牽引システムによって給電する電気牽引
モータ（Ｍ１−Ｍ４）と、牽引システム（１）を懸垂線
（３）に接続するパンタグラフ手段（２）とを装備した
電気牽引車両のための電源システムである。このシステ
ムは、更に、車両上に搭載し、フライホイールを形成す
る回転子を有し、モータとしてまたは発電機として動作
する回転機械を有する運動エネルギ蓄積システム（５）
を含む自律電源装置と、充電期間中車両の駅内での停止
の間、運動エネルギ蓄積システム（５）を主電源に接続
し、放電期間中牽引システム（１）に接続する手段
（２，１８）と、を組み合わせて含む。運動エネルギ蓄
積システム（５）は、車両の制動エネルギを回復するシ
ステムである。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電気牽引公共輸送
車両への電気エネルギ供給に関し、更に特定すれば、路
面電車（tram）への電気エネルギ供給に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】都市交通の増大により、長さが３０ない
し４０ｍまでの大容量路面電車のような公共輸送車両を
走らせ、特に、あらゆる種類の設備に満ち溢れた町の中
心部において、輸送システムの必要条件に適合する商業
的な速度および性能レベルを保証しつつ、懸垂線（cate
nary）ベースの電源を採用せずに、これを行うことを可
能にする必要性が生じつつある。今日まで、広軌の路面
電車において、懸垂線に関する自律性（autonomy）の問
題に対する解決策は知られていない。懸垂線を用いない
電気車両の自律走行を支援する解決策は、３０トン程度
の低容量および低質量の小型車両に関するものに限定さ
れている。地面を通じて電気エネルギを連続的に取り込
むシステムがあるが、これらのシステムには、困難かつ
高価な土木技術が伴いまた安全性に問題がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来技術の
装置の欠点を補うことを目的とし、大容量の自律路面電
車に電気エネルギを供給するシステムを創作し、設計の
簡素性と、安価なコスト価格（cost price）および比較
的容易な設置とを融合させるものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明の主題は、牽引シ
ステムによって給電する電気牽引モータと、牽引システ
ムを懸垂線に接続するパンタグラフ手段とを装備した電
気牽引車両のための電源システムであって、更に、車両
上に搭載し、フライホイールを形成する回転子を有し、
モータとしてまたは発電機として動作する回転機械を有
する運動エネルギ蓄積システムを含む自律電源装置と、
充電期間中車両の駅内での停止の間、運動エネルギ蓄積
システムを主電源に接続し、放電期間中牽引システムに
接続する手段と、を組み合わせて含み、前記運動エネル
ギ蓄積システムが、車両の制動エネルギを回復するシス
テムであることを特徴とする。
【０００５】本発明のその他の特徴によれば、 −自律電源装置が、更に、バックアップ予備システムを
備え、このバックアップ予備システムは、その再充電の
ために主電源に、または低下モードにおける後者の給電
のために牽引システムにリンクすることができ、更に、
牽引バッテリおよび主電源からの前記バッテリの充電器
と、バックアップ予備システムを牽引システムまたは主
電源のいずれかに切り替える手段と、を含む。 −電源システムは、更に、各駅において、牽引システム
を懸垂線に接続する前記手段を介して、主電源から運動
エネルギ蓄積システムに給電するための接触ワイヤを備
える。 −電源システムは、更に、車両が駅に到着すると直ちに
接触ワイヤに接触させるために、パンタグラフ接続手段
を制御する手段と、車両が駅を離れるときに、接触ワイ
ヤに対するパンタグラフ接続手段の後退を制御する手段
と、を備える。 −電源システムは、車両が前記システムのエネルギを最
大限利用できるように、運動エネルギ蓄積システムのエ
ネルギを管理し、高電圧主電源からの再充電と再充電と
の間に、２つの連続する駅を走行可能とする手段と、運
動エネルギ蓄積システムが引き込みそして牽引システム
に供給する電流のセンサと、車両の少なくとも２つの電
気牽引モータの回転速度、および車両が移動する距離を
判定するタコメータ手段と、前記管理手段と関連した運
動エネルギ蓄積システムの回転機械のフライホイールの
速度センサと、を備える。 −前記管理手段は、車載コンピュータ化ネットワークに
よって牽引システムの電子制御回路および運動エネルギ
蓄積システムの電子制御回路にリンクした車載中央コン
ピュータを備える。 −車両の車載中央コンピュータが、車両の次の駅におけ
る停止までに供給すべき残りのエネルギに対応する速度
値を含み、前記エネルギ値は、運動エネルギ蓄積システ
ムにおいてまだ使用可能なエネルギとの比較を行い、車
両が牽引状態にあるとき、牽引システムに速度制限プリ
セット命令を送出するためのものである。 −運動エネルギ蓄積システムの電子制御回路が、運動エ
ネルギ蓄積システム内で使用可能なエネルギが所定の最
小値に到達し、通常の停止期間中に駅内ではもはや運動
エネルギ蓄積システムを再充電できない場合に、前記手
段を活性化させてバックアップ予備システムを牽引シス
テム側に切り替えさせる手段を備える。 本発明は、添付図面を参照しつつ、一例として与えるだ
けの、以下の説明の助けによってより良く理解されよ
う。
【０００６】
【発明の実施の形態】路上の殆どの部分を自律モードで
移動しなければならない車両に電気エネルギを供給する
問題を解決するために、本出願人は以下の解決策を考え
た。 −車両が駅に停車している間に、運動エネルギ蓄積シス
テムを急速に再充電すること。 −車両の制動エネルギの回復。 −パンタグラフ、牽引機器、モータ等のような路面電車
の基本的構成部分の、自律モードにおける最適な再利用
を図ること。 −バッテリ・バックアップ・モードにおける電力消費の
能動的制御により、車両上でエネルギを電子的に管理す
ること。 −都市地帯の外側では、懸垂線によるエネルギの取り込
みにより、従来のモードで走行させること。
【０００７】図１に示すのは、先に掲示した多数の解決
策を組み合わせた、自律路面電車の電力回路図である。
この回路は、車両の車輪を駆動するためのモータＭ１，
Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４に給電する牽引システム１を構成す
る。牽引システム１には、一方では従来方式（conventi
onal regime）で懸垂線３からパンタグラフ２を介して
給電し、他方では自律方式で、車両上で携行する自律電
源装置によって給電する。自律電源装置には全体として
参照番号４を付してある。
【０００８】車載装置４は、運動エネルギ蓄積システム
５と、バックアップ予備システム６とを備え、これら双
方は、懸垂線３からの供給エネルギを伝送するパンタグ
ラフ２と共に共通点７に接続してある。運動エネルギ蓄
積システム５は、永久磁石を有する多相同期モータ１０
を備え、その回転子は、それ自体公知の態様で、外側に
取り付けてあり、慣性質量として作用する。このモータ
には、可変周波数電子電源装置１１を関連させてあり、
モータ１０の速度の関数として、固定電圧を調整できる
ようにしてある。ＩＧＢＴトランジスタ・ブリッジ１２
を補助として用いて、モータ１０の一相に給電する場合
を図１に示す。
【０００９】再充電期間（recharging regime）では、
モータ１０の回転子の質量を高速で駆動する。放電期間
（discharging regime）では、モータは発電機として機
能し、牽引システム１にエネルギを供給する。高電圧ネ
ットワーク上における運動エネルギ蓄積システムの供給
電圧は、７００Ｖないし８００Ｖの間の値に固定してあ
り、こうして牽引システム１が懸垂線を通じて給電を受
けても（典型的に７５０Ｖの電圧）、運動エネルギ蓄積
システム５を通じて給電を受けても、牽引システム１は
同様に機能することができるようにしてある。
【００１０】具体的には、これによって次のことが可能
となる。 −自律モードにおいて良好な性能レベルを車両に確保す
ること。 −電圧変換用電子システムや電磁接続部材を全く採用す
ることなく、懸垂線供給と運動エネルギ蓄積システム５
による供給との間で、容易に切り替えること。 −牽引システム１から回復する制動エネルギに基づき、
運動エネルギ蓄積システム５の再充電容量を高めるこ
と。バックアップ予備システム６は、牽引バッテリ１４
を備えており、これには、パンタグラフ２に接続した充
電器１６を関連させ、懸垂線３または外部の電源回路の
いずれかにリンクさせるようにしてある。外部電源回路
については、図２を参照して説明する。
【００１１】バックアップ予備システム６は、回路遮断
器１７を回路遮断器１８と組み合わせることによって、
牽引システム１に接続することができる。また、回路遮
断器１９を介して、主電源３に接続し、牽引バッテリ１
４を充電することもできる。接続部２０は、システム５
が牽引システム１に運動蓄積エネルギを供給できるよう
にする。図２に概略的に示すのは、本発明の電源システ
ムを装備した路面電車の停車駅である。この駅は、接触
ワイヤ２３を支持する天蓋２２を備えている。接触ワイ
ヤ２３は、軌道２４上に位置し、高電圧主電源によって
給電を行う。このワイヤは、路面電車のパンタグラフ２
と協同し、路面電車が駅に停車している間に、運動エネ
ルギ蓄積システム５およびバックアップ予備システム６
を再充電するためのものである。
【００１２】このアーキテクチャの新規性は、特に、自
律モードにおいて、運動エネルギ蓄積システム５が、路
面電車の補助機器および牽引システム１に、それ自体に
よるエネルギを供給するという事実にある。運動エネル
ギ蓄積システムと並行して、熱的、電気化学的または電
気的エネルギの追加はない。しかしながら、これは、以
下の構成を備えさえすれば、十分なレベルの性能および
信頼性を得ることができる。 −駅においてエネルギ蓄積システム５を再充電する。再
充電の原理については、駅における簡単な取り込みおよ
び土木構造を通じて以下で説明する。 −以下で説明するような、利用可能なエネルギのリアル
・タイム管理。この管理は、路線および駆動方法によっ
て決まる消費特性に関して、自律モードにおける性能の
最適化を可能にする。更に、バックアップ予備システム
６は、運動エネルギ蓄積システム５の放電という極端な
場合に、車両が、次の駅または頭上に懸垂線がある地帯
まで、低下モードで低速運転することを可能にする（典
型的に２５ｋｍ／ｈ）。
【００１３】この連続動作の様子は次の通りである。頭
上に懸垂線がある地帯から自律地帯まで、車両を動かす
場合を例として取り上げる。 １）駅（図２）に停車する際、運転手の命令で従来の制
御装置（図示せず）によってパンタグラフ２を下ろし、
補助機器を低電力に移行させ、エネルギ発生器に切り替
わった運動エネルギ蓄積システム５によって給電させ
る。 ２）次に、牽引システム１の命令により、運動エネルギ
蓄積システム５は必要な電力を供給することによって、
車両を起動させ、速度を次第に上昇させる。制動中、牽
引システム１は、運動エネルギ蓄積システム５にエネル
ギを送る。 ３）牽引を再開させる必要がある場合、または運転の都
合または路線によって不意の停止を強行した場合、運動
エネルギ蓄積システム５上の消費は大幅に増加する。し
たがって、図３を参照して説明するエネルギ管理によっ
て、車両が次の駅に到達するための十分なエネルギを確
保しつつ車両の牽引性能を最適化することによって、こ
の消費を制限することを可能にする。 ４）次の駅において、パンタグラフ２を上げて、エネル
ギ取り込みを最短時間だけ有効にし、接触ワイヤ２３
（図２）を通じた運動エネルギ蓄積システム５の再充
電、および車両の補助機器への最大電力の給電を可能に
する。
【００１４】運動エネルギ蓄積システム５、懸垂線３お
よび接触ワイヤ２３によって得られる電圧レベルはコン
パチブルなので、これら電源のユーザ・エンドの負荷に
対する切り替えを容易に行うことができる。本発明によ
るシステムの自律モードにおける動作は次の通りであ
る。２つの駅間の５００ｍに及ぶ典型的な走行におい
て、最大速度を５０ないし６０ｋｍ／ｈとした場合、制
動によって、牽引で消費されるエネルギの約３０ないし
４０％の回復が可能となることが、計算によって示すこ
とができる。更に、放電のレベルによって異なるが、典
型的に１５ないし２０秒間の駅における停車中に、運動
エネルギ蓄積システム５の再充電動作によって、追加の
エネルギを容易に回復することができる。
【００１５】この動作によって、新たな路面電車の路線
上における懸垂線を不要とすることが、特に、速度が通
常５０ｋｍ／ｈに制限される町の中心部において、可能
となる。このように、懸垂線が必要なのは、かなり傾斜
がきつい特定のプロフィール（profile）の路線、ある
いは駅間の距離が非常に長い郊外地帯、または高い最大
速度を必要とする場合だけである。駅におけるエネルギ
の取り込みは次のように行う。駅構内での取り込みの原
理は、頭上の懸垂線と同一である。ここでもパンタグラ
フ２を用い、駅の天蓋２２の下に最少の高さ（典型的
に、３．６０ｍないし４ｍ）に位置するワイヤ２３を通
じて、取り込みを行う。このワイヤは、可撓性でも剛性
でもよく、図２に示すように、駅の建造物および基本計
画内に組み込むことができる。
【００１６】この解決策は、懸垂線による取り込みと同
一であるため、安全性に関する問題は特に生じない。駅
内に到着した際に、パンタグラフ２の上昇時間を最短に
するためには、動作を補助するためのビーコンを用い、
各駅の入口にこれを配し、車両がそれを検出すると、パ
ンタグラフ２を上げるコマンドを発行することが考えら
れる。パンタグラフは、運転手のゴー・コマンド（go c
ommand）によって下降させ、車両の出発を遅らせて、パ
ンタグラフ２のダウン・キュー（down cue）が戻された
ときにのみ有効とする。この取り込み高さにおけるパン
タグラフの上昇および下降時間は、約１ｓである。既に
示したように、本発明によるシステムの正しい機能は、
利用可能なエネルギの厳密な管理によって調整する。
【００１７】図３は、本発明による電源システム内に実
施した管理手段を概略的に示す。これらの管理手段は、
タコメータ・リグ２６に接続した牽引モータＭ１ないし
Ｍ４の内２つの回転速度センサ２５を備えている。更
に、牽引システムに関連して電子制御回路２８があり、
一方では運転ハンドル３０にリンクし、他方ではコンピ
ュータ化した車載ネットワーク３２にリンクする。この
ネットワーク３２から速度のプリセット値を受け取る。
コンピュータ化した車載ネットワーク３２は、車載中央
コンピュータ３４およびタコメータ・リグ２６にリンク
してある。更に、運動エネルギ蓄積システム５と関連し
た電子制御回路３６までリンクしてあり、運動エネルギ
蓄積システム５の回転機械１０は、フライホイール速度
センサ３８にリンクしてある。運動エネルギ蓄積システ
ム５を牽引システム１にリンクするラインに、電流セン
サ４０を接続してある。
【００１８】本発明のシステムのエネルギ管理は、次の
ように行う。運動エネルギ蓄積システム５は、その回転
速度Ωに比例する消費電力Ｐ＝ｋ１Ωを送出または消費
する。運動エネルギ蓄積システム５内に蓄積される全エ
ネルギＥは、慣性モーメント、即ち、Ｅ＝ｋ２Ω2に比
例する。したがって、速度Ωの各点毎に、ある面（電
力、エネルギ）において、各速度変動ΔΩ、電力変動Δ
Ｐ＝ｋ１ΔΩおよびエネルギ変動ΔＥ＝ｋ２ΔΩ2につ
いて、運動エネルギ蓄積システムのエネルギ制御を行
う。瞬時的な電力の関数として消費されるエネルギのグ
ラフは、運動エネルギ蓄積システムの最大エネルギＥｍ
および最大回転速度Ωｍに対する最大電力Ｐｍの点を通
過する放物線の形状を取ることがわかる。
【００１９】測定の簡便化のため、および高精度化のた
めに、エネルギ測定を行う際、運動エネルギ蓄積システ
ムが消費または回復する（その符号に依存する）電流Ｉ
を測定する。何故なら、運動エネルギ蓄積システムは、
非常に広い回転範囲内において一定電圧に規制するから
であり、これは、電流Ｉが電力Ｐに比例することを意味
する。この測定は、電流センサ４０と関連した運動エネ
ルギ蓄積システムの電子制御回路３６によって行い、積
分によって、サンプリング間隔で消費したエネルギおよ
び残っているエネルギを計算し、更に、この計算には対
応する効率値も考慮に入れている。
【００２０】車両の走行記録は次のようにして行う。路
面電車は、従来のように、速度測定機器（タコメータ・
リグ２６）を有し、これが牽引モータＭ１，Ｍ４の２つ
の速度測定値を受け取り、これらから車両の基準速度
値、および所与の時点から移動した距離の値を導出する
（走行距離計の機能）。これによって、車両の中央コン
ピュータ３４は、行程（駅間の間隔および駅間の間隔に
おける位置）に沿った実際の位置を知ることができる。
また、行程の種々の地点に配置した無線ビーコン（図示
せず）によって、車両の位置を記録することも可能であ
る。この構成は随意であるが、一般に運転を補佐するた
めに、最近の路線では慣例的に見受けられる。各２駅間
の間隔における名目上の（nominal）路面電車運転およ
び動作状態下のエネルギ消費を、種々の最大速度に対し
て、路線上での暫定的な試行段階において測定し、各車
両の中央コンピュータ３４に格納する。
【００２１】したがって、各駅間の間隔、そして車両の
長さ（３０ないし４０ｍ）程度の距離間隔ｐｋで与えら
れる地点毎に、車載中央コンピュータ３４は、次の駅に
停止するまでの、種々の最大速度に対して供給される名
目上のエネルギＥ（ｖ，ｐｋ）の消費がわかっている。
牽引中、および少なくとも２区間の距離間隔で、中央コ
ンピュータ３４が運動エネルギ蓄積システムにおける過
剰消費を検出した場合（例えば、調節可能なスレシホル
ドを用い、約２０％の過剰消費に設定する）、そのメモ
リ内の消費テーブルを探索し、次の駅で停車するまでに
供給される残りのエネルギ（制動力を積分することによ
って）が、この駅で予定している停車時間中にフライホ
イールの再充電を可能とするように計算した制限スレシ
ホルドよりも僅かに低下するときの速度値ｖ＝Ｖｒを求
める。
【００２２】次に、この速度値Ｖｒを、車載コンピュー
タ３４によって牽引システム１に出力する。牽引システ
ム１は、運転ハンドル３０が牽引位置にあるときにこの
速度制限プリセット値を適用する。減速指示は、乗務員
室（cabin）内の運転手にも出力する。制動の間、この
減速を禁止し、エネルギの回復を最大化する。減速が余
りに多過ぎる場合、または運動エネルギ蓄積システムの
速度センサ３８がモータ１０のフライホイールの最低速
度スレシホルドを検出した場合、運動エネルギ蓄積シス
テムは、低くなった出力電圧を調整し、この電圧を、こ
れまで蓄えていたバックアップ予備システム６の電圧に
一致させる。次いで、電子制御回路３６によって回路遮
断器１７（図１）を閉じることにより、このバックアッ
プ・システム６への自動切り替えを行う。
【００２３】バッテリ・システム１４は、次の駅で停止
するまで、車両を低速（典型的に２５ｋｍ／ｈ）の低下
モードで走行させる。このモードは例外的なモードであ
り、バッテリ１４は、サイクル数したがって寿命に関
し、要求（demand）をほとんど受けない。バッテリ・シ
ステムは、補給所において特定の充電器によって、また
は路線が懸垂線（図１）を有する地帯を車両が移動して
いるときには懸垂線３から再充電する。エネルギの能動
的制御の原理を、以下の駅間距離の例によって、図４に
概略的に示す。最初の始動および車両が停止するまでの
最初の走行は、単一の矢印で示すループによって表す。
全消費電力は、運動エネルギ蓄積システム５において得
られる最大電力未満である。この最初のサイクルの間、
速度は地点Ｅ1において最大値に達し、次いでこの値を
直線Ｅ1Ｆ1の間維持する。直線Ｆ1Ａ2の間、エネルギ回
復を伴う制動が行われる。
【００２４】２回目の始動および車両の次の停止までの
２回目の走行は、二重矢印で示すループＡ2Ｂ2Ｃ2Ｄ2Ｅ
2Ａ3で表す。消費電力は、運動エネルギ蓄積システム５
の最大特性の限界において、牽引システムによって規制
する。牽引段階の間、中央コンピュータ２４は、この駅
間の間隔において格納した消費特性に関して、運動エネ
ルギ蓄積システム５の過剰消費を測定する。したがっ
て、車両に減速を強制する。直線Ｂ2Ｃ2の間、速度は上
昇するが、最大速度に維持することはできないので、直
線Ｂ2Ｃ2の間、速度のプリセット値を減少させることに
よって、エネルギ・テンプレート（energy template）
と比較して、消費エネルギを制御する。直線Ｃ2Ｄ2の
間、新たな速度水平域に達する。平面域Ｅ1Ｆ1の間の速
度未満のこの速度を、水平域Ｄ2Ｅ2の間維持する。次
に、直線Ｅ2Ａ3の間、車両が停止するまで、エネルギ回
復を伴う制動が生ずる。
【００２５】３回目の始動は予定外であると仮定する。
したがって、過剰消費が発生し、最大の減速を招く。３
回目の始動および停止までの３回目の走行は、三重矢印
で示すループＡ3Ｂ3Ｃ3Ｄ3Ｅ3Ｆ3によって表す。直線Ａ
3Ｂ3の間、車両は静止状態から、運動エネルギ蓄積シス
テム５において使用可能な残りのエネルギに適合した最
大速度まで移行する。直線Ｂ3Ｃ3の間、再びプリセット
速度の低下があり、直線Ｃ3Ｄ3の間、車両の速度は、水
平域に向かって進み、直線Ｄ3Ｅ3の間維持する。この水
平域の間、水平点線Ｌで示す、フライホイール１０（図
１）の放電の限界帯域を踏み越えることがわかる。しか
しながら、直線Ｅ3Ｆ3の間の制動によってエネルギが回
復し、車両が地点Ｆ３において停止するとき、使用可能
なエネルギをフライホイールの放電の限度まで戻すた
め、地点Ｆ3における停止が、充電手段を有する駅にお
けるのであれば、モータのフライホイール１０を再度活
性化し、車両が静止状態にある時間中に十分なエネルギ
に到達することができ、その移動を正常に続けることが
可能となる。
【００２６】逆に、点線の矢印Ｆで示すように、速度の
水平域が直線Ｄ3Ｅ3を越えた場合、バックアップ予備シ
ステム６への切り替えを行い、牽引システム１に給電
し、路面電車が、速度約２５ｋｍ／ｈの低下領域で、次
の駅まで辿り着くことができるようにする。この切り替
えは、電子制御回路３６が回路遮断器１７（図１）を閉
じることによって行う。これまで説明してきたレイアウ
トのために、電気牽引車両用電源システムは、車両が都
市走行に非常に適した性能レベルを発揮することを可能
にする。更に、このようなシステムのコストは、得られ
る性能レベルに対して比較的低いが、その安全性および
信頼性は特筆に値する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による路面電車用電気エネルギ供給装置
の電力回路の電気回路図である。
【図２】車両上に搭載した再充電可能手段に電気エネル
ギを供給する手段を備えた、路面電車停留所の概略図で
ある。
【図３】路面電車に供給するエネルギを管理するシステ
ムの概略図である。
【図４】運動エネルギ回復システムのフライホイールに
おいて消費される電力の管理を表すグラフである。
【符号の説明】
１ 牽引システム ２ パンタグラフ ４ 自律電源装置 ５ 運動エネルギ蓄積システム ６ バックアップ予備システム ７ 共通点 １０ 多相同期モータ １２ ＩＧＢＴトランジスタ・ブリッジ １４ 牽引バッテリ １６ 充電器 １７，１８，１９ 回路遮断器 ２０ 接続部 ２２ 天蓋 ２３ 接触ワイヤ ２４ 軌道 ２５ 回転速度センサ ２６ タコメータ・リグ ２８ 電子制御回路 ３０ 運転ハンドル ３２ 車載ネットワーク ３４ 車載中央コンピュータ ３６ 電子制御回路 ３８ フライホイール速度センサ ４０ 電流センサ

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 牽引システム（１）によって給電する電
    気牽引モータ（Ｍ１−Ｍ４）と、前記牽引システムを懸
    垂線（３）に接続するパンタグラフ手段（２）とを装備
    した電気牽引車両のための電源システムであって、更
    に、車両上に搭載し、フライホイールを形成する回転子
    を有し、モータとしてまたは発電機として動作する回転
    機械を有する運動エネルギ蓄積システム（５）を含む自
    律電源装置と、充電期間中前記車両の駅内での停止の
    間、前記運動エネルギ蓄積システム（５）を主電源に接
    続し、放電期間中前記牽引システム（１）に接続する手
    段（２，１８）と、を組み合わせて含み、前記運動エネ
    ルギ蓄積システム（５）が、前記車両の制動エネルギを
    回復するシステムであること、を特徴とする電源システ
    ム。
  2. 【請求項２】 請求項１記載の電源システムにおいて、
    前記自律電源装置（４）が、更に、バックアップ予備シ
    ステム（６）を備え、該バックアップ予備システム
    （６）は、その再充電のために前記主電源に、または低
    下モードにおける後者の給電のために前記牽引システム
    （１）にリンクすることができ、更に、前記バックアッ
    プ予備システム（６）は、牽引バッテリ（１４）および
    前記主電源からの前記バッテリの充電器（１６）と、前
    記バックアップ予備システム（６）を前記牽引システム
    または前記主電源のいずれかに切り替える手段（１７，
    １９）とを含むこと、を特徴とする電源システム。
  3. 【請求項３】 請求項１および２の一方に記載の電源シ
    ステムにおいて、更に、各駅において、前記牽引システ
    ムを前記懸垂線（３）に接続する前記手段（２，１８）
    を介して、前記主電源から前記運動エネルギ蓄積システ
    ム（５）に給電するための接触ワイヤ（２３）を備える
    こと、を特徴とする電源システム。
  4. 【請求項４】 請求項３記載の電源システムにおいて、
    更に、前記車両が駅に到着すると直ちに前記接触ワイヤ
    （２３）に接触させるために、前記パンタグラフ接続手
    段（２）を制御する手段と、前記車両が前記駅を離れる
    ときに、前記接触ワイヤ（２３）に対する前記パンタグ
    ラフ接続手段（２）の後退を制御する手段とを備えるこ
    と、を特徴とする電源システム。
  5. 【請求項５】 請求項１ないし４のいずれか１項に記載
    の電源システムにおいて、前記車両が前記システムのエ
    ネルギを最大限利用できるように、前記運動エネルギ蓄
    積システム（５）のエネルギを管理し、前記高電圧主電
    源からの再充電と再充電との間に、２つの連続する駅を
    走行可能とする手段（２８，３２，３４，３６）と、前
    記運動エネルギ蓄積システム（５）が引き込みそして前
    記牽引システム（１）に供給する電流のセンサ（４０）
    と、前記車両の少なくとも２つの電気牽引モータ（Ｍ
    １，Ｍ４）の回転速度、および前記車両が移動する距離
    を判定するタコメータ手段（２５，２６）と、前記管理
    手段と関連し、前記運動エネルギ蓄積システムの回転機
    械（１０）のフライホイールの速度センサ（３８）と、
    を備えることを特徴とする電源システム。
  6. 【請求項６】 請求項５記載の電源システムにおいて、
    前記管理手段が、車載コンピュータ化ネットワーク（３
    ２）によって前記牽引システム（１）の電子制御回路
    （２８）および前記運動エネルギ蓄積システム（５）の
    電子制御回路（３６）にリンクした車載中央コンピュー
    タ（３４）を備えること、を特徴とする電源システム。
  7. 【請求項７】 請求項６記載の電源システムにおいて、
    前記車両の前記車載中央コンピュータ（３４）が、前記
    車両の次の駅における停止までに供給すべき残りのエネ
    ルギに対応する速度値を含み、前記エネルギ値は、前記
    運動エネルギ蓄積システム（５）においてまだ使用可能
    なエネルギとの比較を行い、前記車両が牽引状態にある
    とき、前記牽引システム（１）に速度制限プリセット命
    令を送出するためのものであること、を特徴とする電源
    システム。
  8. 【請求項８】 請求項６記載の電源システムにおいて、
    前記運動エネルギ蓄積システム（５）の前記電子制御回
    路（３６）が、前記運動エネルギ蓄積システム（５）内
    で使用可能なエネルギが所定の最小値に到達し、通常の
    停止期間中に駅内ではもはや前記運動エネルギ蓄積シス
    テム（５）を再充電できない場合に、前記手段（１７）
    を活性化させて前記バックアップ予備システム（６）を
    前記牽引システム（１）側に切り替えさせる手段を備え
    ること、を特徴とする電源システム。
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