TW201231321A - Transferring electric energy to a vehicle by induction - Google Patents

Transferring electric energy to a vehicle by induction Download PDF

Info

Publication number
TW201231321A
TW201231321A TW100142556A TW100142556A TW201231321A TW 201231321 A TW201231321 A TW 201231321A TW 100142556 A TW100142556 A TW 100142556A TW 100142556 A TW100142556 A TW 100142556A TW 201231321 A TW201231321 A TW 201231321A
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
shield
core
vehicle
line
magnetic field
Prior art date
Application number
TW100142556A
Other languages
English (en)
Inventor
Robert Czainski
John Whaley
Jurgen Meins
Original Assignee
Bombardier Transp Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Bombardier Transp Gmbh filed Critical Bombardier Transp Gmbh
Publication of TW201231321A publication Critical patent/TW201231321A/zh

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L53/00Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
    • B60L53/10Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles characterised by the energy transfer between the charging station and the vehicle
    • B60L53/12Inductive energy transfer
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L5/00Current collectors for power supply lines of electrically-propelled vehicles
    • B60L5/005Current collectors for power supply lines of electrically-propelled vehicles without mechanical contact between the collector and the power supply line
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L50/00Electric propulsion with power supplied within the vehicle
    • B60L50/50Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells
    • B60L50/53Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells in combination with an external power supply, e.g. from overhead contact lines
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L9/00Electric propulsion with power supply external to the vehicle
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60MPOWER SUPPLY LINES, AND DEVICES ALONG RAILS, FOR ELECTRICALLY- PROPELLED VEHICLES
    • B60M1/00Power supply lines for contact with collector on vehicle
    • B60M1/30Power rails
    • B60M1/34Power rails in slotted conduits
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60MPOWER SUPPLY LINES, AND DEVICES ALONG RAILS, FOR ELECTRICALLY- PROPELLED VEHICLES
    • B60M7/00Power lines or rails specially adapted for electrically-propelled vehicles of special types, e.g. suspension tramway, ropeway, underground railway
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60MPOWER SUPPLY LINES, AND DEVICES ALONG RAILS, FOR ELECTRICALLY- PROPELLED VEHICLES
    • B60M7/00Power lines or rails specially adapted for electrically-propelled vehicles of special types, e.g. suspension tramway, ropeway, underground railway
    • B60M7/003Power lines or rails specially adapted for electrically-propelled vehicles of special types, e.g. suspension tramway, ropeway, underground railway for vehicles using stored power (e.g. charging stations)
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F41/00Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties
    • H01F41/02Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for manufacturing cores, coils, or magnets
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J50/00Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
    • H02J50/10Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using inductive coupling
    • H02J50/12Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using inductive coupling of the resonant type
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2200/00Type of vehicles
    • B60L2200/26Rail vehicles
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60YINDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2200/00Type of vehicle
    • B60Y2200/10Road Vehicles
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60YINDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2200/00Type of vehicle
    • B60Y2200/30Railway vehicles
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60YINDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2200/00Type of vehicle
    • B60Y2200/90Vehicles comprising electric prime movers
    • B60Y2200/91Electric vehicles
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00Metal working
    • Y10T29/49Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49002Electrical device making
    • Y10T29/4902Electromagnet, transformer or inductor
    • Y10T29/49075Electromagnet, transformer or inductor including permanent magnet or core

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Shielding Devices Or Components To Electric Or Magnetic Fields (AREA)
  • Current-Collector Devices For Electrically Propelled Vehicles (AREA)
  • Control Of Vehicles With Linear Motors And Vehicles That Are Magnetically Levitated (AREA)

Description

201231321 六、發明說明: I:發明戶斤屬之技術領域3 本發明係關於一種用於將電能傳輸至交通工具之系 統,特定而言傳輸至道路汽車或傳輸至諸如輕軌交通工具 (例如有軌電車)之有軌交通工具。有軌交通工具之實例為習 知軌交通工具、單軌交通工具、地鐵及公共汽車(該等有軌 交通工具可在軌道上由光學構件或軌條之外機械構件導 引)。
L 有軌交通工具,尤其是用於公眾乘客運輸之交通工 具,通常包含用於沿軌道以機械方式且電接觸線路導線之 接觸器,諸如電執條或架空線路。通常,交通工具機載之 至少一個推進馬達係以來自外部軌道或線路之電功率饋電 且產生機械推進能量。另外或替代地,傳輸之能量可用於 操作交通工具之輔助系統。此等輔助系統為例如照明系 統、加熱及/或空氣調節系統、空氣通風及乘客資訊系統, 該等輔助系統不產生交通工具之牽引力。不僅有執交通工 具(諸如有軌電車)而且道路汽車(例如具有含輪胎之四個輪 以在道路上行駛)亦可使用電能來操作。 若行進交通工具與電執條或電線之間的沿路線連續電 接觸並非所要的,則電能可自機載能量儲存器抽出或可自 路線之電氣線路之配置藉感應接收。 電能藉感應傳輸至交通工具形成本發明之背景。路線 側(一次側)導體布設產生磁場,該磁場尤其為交流電磁場分 201231321 量。此磁場係由交通工具之機載線圈(二次側)接收,以便磁 場藉由感應產生電壓。傳輸之能量可用於交通工具之推進 及/或用於其他目的,諸如為交通工具之輔助系統(例如加熱 和通風系統)提供能量。 大體而言,交通工具可為例如具有電操作驅動馬達之 交通工具。然而,交通工具亦可為具有混合驅動系統之交 通工具,該混合驅動系統例如可由電能或由其他能量操作 之系統,該其他能量諸如使用燃料(例如天然氣、柴油燃 料、汽油或氫)提供之能量。 WO 95/30556 A2描述一種系統,其中電運輸工具係用 來自車行道之能量來供應。全電氣式交通工具具有一或更 多機載能量儲存元件或裝置,該一或更多機載能量儲存元 件或裝置可用自電流獲得之能量快速充電或供應,例如機 電電池組之網路。能量儲存元件可在交通工具處於操作中 時充電。充電貫穿嵌入軌道中之功率耦合元件之網路而發 生,該等功率耦合元件例如線圈。感應線圈定位於乘客站 處,以提高乘客安全性。 US 4,836,344揭示一種電模組化車行道系統,該電模組 化車行道系統經調適用於發射功率至在該電模組化車行道 系統上行進之感應耦合交通工具並控制該等感應耦合交通 工具。系統包含多個狹長的、電連接電感器模組,該多個 電感器模組以對準端對端空間分離次序配置,以形成連續 交通工具路徑。每一模組皆具有磁心及功率繞組,該磁心 及該等功率繞組產生在道路表面上方延伸之磁場。模組係 201231321 嵌入地面中,以便與車行道表面齊平,交通工具可在該車 行道表面上行進。每一模組皆為均勻寬度及厚度之狹長結 構,以使可容易地大量製造該等模組且容易地以最少人工 及設備將該等模組安裝於路基中。每一模組皆包含鐵心, 圍繞該鐵心包覆有功率繞組,該功率繞組包含一系列線圈。 儘管電導線係配置於緊靠地面上方或係埋設於地面 中,但是在導體布設下方可存在系統或裝置,且因此可存 在保持電磁場或磁場之強度為小的所需之電磁相容性 (EMC)。 【發明内容】 本發明之目的在於提供一種上文所述種類之系統及一 種構建此系統之方法,該系統減少導體布設下方之電磁場 強度且並不顯著劣化能量藉感應傳輸至交通工具之效率。 此外,諸如鐵磁材料的昂貴材料之量應保持為少的。 本發明之基本觀念在於使用屏蔽體及磁心之組合,該 屏蔽體屏蔽由導體布設產生之磁場。 大體上,例如一層鋁板的屏蔽體通常足以減少導體布 設下方之場強度。因此,屏蔽體可幫助避免使用昂貴的鐵 磁材料,諸如肥粒鐵。然而,尤其對於使用交通工具之二 次側上之各別導體布設之共振頻率的頻率之交流電流操作 之較佳導體布設而言,屏蔽體將使由一次側導體布設及二 次側導體布設構成之總布設關於能量之有效傳輸(該能量 之傳輸應以二次側之共振頻率發生)不協調。另外,導電材 料之屏蔽效應係由渦流產生,以便屏蔽效應引起能量損失。 201231321 另一方面,磁心材料之單獨使用將增加磁通量,但亦 將使一次側/二次側導體布㈣協調。大體上,有可能藉由 在導體布設下方提供磁W捕(勒減少一次 側導體布設下方之場強度。由於鐵磁性f,磁通量線將在 層内經導引幾乎平行於層表面,以使磁心材料下方或超過 磁心材料之通量將為幾乎零。然而,此將需要大量磁心材 料’由於層寬度(沿水準方向)需要如-次料體布設之寬度 -般大’纟其是》導體布設之電氣線路遵循沿行進方向延 伸之曲折路徑(如較佳,見下文)。因此,導體布設之寬度對 於典型鐵路或機動運輸工具路線將在幾十公分之範圍内, 且磁心材料之所需量將極大。 因此’使用導電材料之屏蔽體(該導電材料為非鐵磁性) 及磁心之組合。較佳地,磁心材料之量及由磁心及屏蔽體 構成之配置之幾何組態經調適,使得交通工具内或交通工 具上之一次側導體布設及二次側導體布設之總系統關於電 磁能之共振頻率傳輸協調《亦即,由一次側導體布設產生 之電磁場之頻率引起以二次側導體布設之共振頻率之電磁 流感應。導電屏蔽體材料具有減少共振頻率之效應,且磁 心材料具有增加共振頻率之效應。因此,屏蔽體及磁心之 組合可產生配置’該配置由於補償效應而不改變二次側導 體布設之共振頻率。 實務上,首先可提供屏蔽體,且可改變磁心材料之量 及/或幾何配置’以尋求屏蔽體及磁心之組合,該組合對共 振頻率具有所要的效應(亦即較佳地無效應)。 201231321 特定言之,將磁心材料置放在一次側導體布設之—或 更多電氣線路下方,該一或更多電氣線路產生電磁場。與 US 4,836,344(見上文)中揭示之配置相反,—或更多—次側 電氣線路並非圍繞磁心捲繞。實情為,較佳地,一次側導 體布設之一或更多電氣線路大體上水準延伸,此意謂—或 更多電氣線路之曲線及彎曲在大體上水平面内延伸。「水準 的」是指交通工具行進所在之軌道或道路不具有傾斜之狀 況。若存在此傾斜,職佳地減水平面傾斜以遵循軌道 或路線之傾斜及延伸。例如根據us 4 836,344,一或更多 電氣線路在大體上水平面内之延伸與圍繞磁心捲繞之電氣 線路之下降及上升延伸形成對比。 較佳地’磁心沿行進方向延伸,尤其連續地延伸亦 即無中斷地延伸m'材料之連魏之_小間隙 並非被視為中斷m情將為比—次側導體布設 之一或更多電氣線路之寬度更寬的間隙。 特疋言之,磁心可具有小於一次側導體布設之寬度之 30% ’較佳地小於—次側導體布設之寬度之獅的寬度(不 包括至執道或路線—側之裝置之任何電接頭)。使用沿行進 方向延伸之窄磁心之觀念背後的基本發現在於,具有與導 體布设之寬度相同數量級之寬度的導電材料之屏蔽體充分 地屏蔽屏蔽體下方之區域免於磁場,且即使磁心為窄的, 該磁心亦充分地補償屏蔽體之效應。如上文所提及補償 不僅用於保持總系統關於二次側之共振頻率協調,而且補 償亦具有一次側與二次側之間的範圍内之場磁通量不小於 201231321 或不顯著小於減祕情況下之通4的錢。 =或更多電氣線路之線路區段橫跨行進方向而延伸之= 貫施例之狀況下’窄磁心將在磁心上方之區 =通量,但將不會顯著增加—次側導體布設與二次側導= =之間的其他區域中之通量。然而,磁心増力^橫向延 伸電氧線路區段之延伸上之總磁通量。 伸線路區段之長度上之磁通量而例如計算總磁通=向延 代替僅-個磁心的狀況,系統可包含沿行進里方向延伸 ^個或兩個以上磁心。此多個磁心增加磁通量在橫向延 伸線路區段之方向上之均一性。 舉例而言,可藉由改變磁心沿垂直方向之厚度及/或磁 心至-或更多電氣線路及/或至屏蔽體之距離,來設定由一 或更多磁心產生之所要的補償效應。「改變」意謂尋求一次 側電氣導體布設、屏蔽體及-或更多磁心之組合的組態。 對於給定組態而言,該—或更多磁心之厚度較佳地在沿行 進方向之延伸上恆定。 舉例而言,將磁心材料置放於預製模組之凹槽及/或凹 部中,該㈣製模_於承紐料且㈣定—或更多交流 電流線路。下文將描述此模組之實例。可使用黏著劑將由 磁心材料構成之塊固定至預製模組。 特疋5之’下文提出:一種用於傳輸電能至交通工具 之系統’尤其傳輸至道路汽車或傳輸至諸如輕軌交通工具 之有軌交通:η具’其中③系統包含電氣導體布設,該導體 布設用於產生磁場及用於藉此傳輸能量至交通工具,其中 201231321 路電氣導體布設包含至少—個電流線路,其中每-電流線 ' ;承载產生磁場之電流或適於承載產生磁場之並行電 流中之一者,且其中: 該或更多電流線路以第一高度位準延伸, _該系統包含用於屏蔽該磁場之導電屏蔽體,其中該 屏蔽體在該執道之下延伸且在該第一高度位準下方 延伸,以及 -磁心以第二高度位準沿該轨道延伸且在該屏蔽體上 方延伸。 此外,提出一種構建用於傳輸電能至交通工具之系統 之方法’尤其用於傳輸電能至道路汽車或至諸如輕軌交通 工具之有軌交通工具,其中提供電氣導體布設,該電氣導 體布設用於產生磁場及用於藉此傳輸能量至交通工具,其 中為該電氣導體布設提供至少-個電流線路,每一電流線 路適於承生磁場之電流或適於承載產生磁場之並行電 流中之一者,且其中: -該-或更多電流線路經配置以第—高度位準延伸, -提供導電屏蔽體賴屏蔽磁場,其中該屏蔽體經配 置以使該屏蔽體在執道之下延伸且以使該屏蔽體在 第一高度位準下方延伸,以及 -提供磁心,以使該磁心以第二高度位準沿執道延伸 且以使該磁心在該屏蔽體上方延伸。 以第-高度位準延伸意謂,-或更多電流線路參考假 想平面(例如,在軌交通工具之狀況下包括執條表面之^ 201231321 面或在道路汽車之狀況下道路之表面)在高度範圍内延 伸,父通工具在該假想平面上行進。然而,一或更多交流 電流線路之部分可Μ同高度位準延伸,尤其在第-高度 位準下方延伸。此等部分可為—或更多交流電流線路自軌 道側之裝置(諸如開關、反換器、電容器、電感器及上述 裝置之組合)至軌道巾及成之τ的線路區段之接頭,該等線 路區&產生用於為交通玉具提供能量之電磁場。此意謂一 或更多交流電流線路之線路區段之至少多數(就線路之長 度而s)以第一高度位準延伸。 磁%延伸之第二高度位準可低於第一高度位準,其中 較佳地提供該磁心,以使該磁心在屏蔽體與—或更多電流 線路之間延伸。 較佳地提供磁心,以使該磁心沿行進方向延伸。上文 描述優點及實施例。 可由各種方式實現沿執道配置電導線。大體上導線 或線路可為如常在道路構造或地下錄工程巾敷設於地面 中之電缓。然而,尤其對於道路構造而言,具有凹槽或用 於收納=更多線路之其他構件之預製模組為有利的。 特疋δ之,一種用於交通工具尤其用於道路汽車之路 線,該等转工具在祕線之表面上行駛,可具有以下特 該路線包含多個成形塊,該多個成形塊適於定置及, 或以固持一或更多電氣線路之多個線路區段, 201231321 每一成形塊皆包含形成空間 ^ 間之凹部及/或劃界用於 收納該4線路區段中之至少— 一者之空間的突出物, 一或更多電氣線路延伸穿過該空間, 一或更多電氣線路沿交通工 磾工具之行進方向上及/或 交通工具之行進方向附近之败始生 a略線表面延伸,該等交 通工具正在該路線上行駛, -成形塊及-或更多電氣線路係由路線之基層支撐, -成形塊及-或更多電氣線㈣由路線之覆蓋層覆 -覆蓋層之材料係亦定位於成形塊_側之路線之區部 中’以便成形塊及覆蓋層在基層之頂部上形成整合 層0 -較佳地,將屏蔽體置放在基層與成形塊之間。 特定言之,將磁心材料置放於預製模組(諸如上文提及 之成形塊)之凹槽及/或凹部中,以便模組承載材料,其中一 或更多電流線路係由該模組固定。舉例而言,在構造軌道 或路線過程中在原位置放模組之前,可將導電屏蔽體整合 於預製軌道模組中或可將該導電屏蔽體附接至模組。然 而’較佳地,首先置放導電屏蔽體,然後將模組或模組之 部分置放於該屏蔽體之頂部上巧擇性地,在置放用於定 置電氣線路區段之模組之成形塊之前,可將任何額外材料 及/或7L件置放於屏蔽體之頂部上。 A最佳地或更多電流線路經配置,以使該-或更多 電次路包含多個線路區段,該多個線路區段橫跨行進方 11 201231321 線路區段具::r:時為交通工具提供能量之橫向延伸 磁場彼此補叙優點,其中⑽ =為由線路所遵循之曲折路徑之部分。特別地,、以第 南度位準來定位此等(且較 第 營祐兆齡社 斤有)軼向延伸線路區段。儘 w ,,但是連接橫向延伸線路區段之盆#@ I 之部分可在第_ H隹 線路區段 〜且甚至在屏蔽體下方延伸。 卜,杈向延伸線路區段具有二次側可呈 導體布設€ 〃 —次側 诵工星… 優點在該二次側處感應發生於交 右—次側與二次側之間的距離不大於橫向㈣ 線路區段之長度之約30%’則屏蔽 二次側無效應。 、,且α將仍對 屏蔽體材料為非鐵磁 生屏結體马導電材枓。磁場產 ^嶋中之渦流,_流亦補償屏蔽體以外的磁 屏蔽體可大體上平行於執道而延伸’交通工具可切 軌道上彳了進。屏蔽體可讀上水平地,尤其在射延伸。4 行的」意絲交通工具正沿水平面或大體上水平面行進, 則屏蔽體在水平面或大體上水平面(見上文)中延伸。 •τ’在道㈣通工具之㈣下,屏蔽體平行於或大體上平 行於道路之表面而延伸。 屏蔽體可包含多個導電材料板,例如滅。或者,屏 蔽體可為金屬網,例如銅網。舉例而言,可將屏蔽體整人 於預製軌道模組之混凝土或其他材料中。在此狀況下,保 護屏蔽體以免損壞。可將屏蔽體,尤其是網,用螺检釘或 12 201231321 =其=方式固定至執道或路線構造之底部分。另— 建軌道或路線處置放金屬板形式之屏蔽體時,損 放二:之且可藉由將構建材料(諸如混凝土或柏油)之岸置 置放:上來固定該屏蔽體。肢言之,可將屏蔽體 置放於其他㈣之 間層或頂層之間。中層之間料置放於基層與中 下方在(較:圭地,相對於連續延伸之行進方向)執道 延伸’交通工具可在該軌道上行進 在屏蔽體之元件(例如板)之間不存在顯著間隙侧也体 何間隙小於-或更多電氣線路之寬度。 体 較佳地’由電氣導體布設產生之磁場為交流電磁場之 磁場分量’亦即,交流電流過用於產生磁場之—或更 氣線路。另外,較佳地,至少—個電流線路為交流電線路, 其中每-交流電線路適於承載交流電流之唯—相或多個相 中之一者(較佳地三個相中之一者)。流過導體布設之交流電 之頻率可在脸至刚kHZ之範圍内,尤其在職ζ至 30kHz之範圍内’較佳地約20kHz。 磁心材料較佳地具有300與10_之間的範圍内之相對 導磁率h。隸鐵或練鐵化合物作為磁叫料為較佳的。 圖式簡單說明 將參考附圖描述本發明之實例及較佳實施例,其中: 第1圖示意地圖示具有兩個車道之道路,其中電氣線路 係使用預製成形塊敷設在車道中之一者之表面下方, 第2圖圖示穿過例如為第!圖中所示之道路之部分的路 13 201231321 線之第一較佳實施例之垂直橫截面, 第3圖圖示第2圖之部分之分解視圖, 第4圖圖示成形塊之較佳實施例之透視圖,該成形塊可 用作用於支撐電氣線路(尤其是電纜)之支撐元件, 第5圖圖示第4圖中所示之成形塊之俯視圖, 第6圖圖示貫穿第4圖及第5圖之塊之一半的垂直橫截 面, 第7圖圖示貫穿路線(亦即軌交通工具之軌道)之第二較 佳實施例之垂直橫截面, 第8圖圖示鐵路執道之第二第一實施例之橫截面的分 解視圖, 第9圖圖示用於產生電磁場之導體布設之連續段,該導 體布設可整合於路線中, 第10圖圖示在導體布設之兩個連續段之過渡帶處的三 相導體布設之較佳實施例,其中至少一個成形塊之切口用 來將路線内之電纜導引至路線一側之裝置及/或接頭, 第11圖圖示與第10圖中所示之配置類似的配置,其中 切口用來形成連續段之三個相之兩個中性點接頭, 第12圖示意地圖示路線之簡單構造,該路線包含電氣 線路區段及磁心’該電氣線路區段橫跨行進方向而延伸, 第13圖示意地圖示用於感應傳輸能量至交通工具之系 統側視圖,該系統包括一次側電氣線路及二次側電氣線路, 第14圖圖示類似於第13圖之配置之側視圖,但是該配 置包括屏蔽體,及 14 201231321 第15圖圖示類似於第13圖及第14圖之配置之側視圖, 但是該配置包括磁心。 【實施方式3 第1圖之示意性俯視圖圖示道路丨,該道路i具有兩個車 道19a、19b。車道19係由外緣處之實線3a、3b限定且係由 線路段9a、%、9e、9d、9e、9f、9g、9h所組成之共用虛線 限定。S此’行進方向在第i圖中自左向右或自右向左延 伸。車道19之寬度為足夠大,以便交通工具可在車道19&或 車道19b上行進或以便兩個交通工具可在車道19上緊鄰彼 此而行進。 車道中之-者’亦即車道19a,具備用於產生電磁場之 導體布設7a、7b、7e。若自上方觀察道路,則導線7(例如導 體布設之每一段中之三個電氣相位線路)及將導線固持於 適當位置中之成形塊4實務上不可見。然而,第lgJ圖示導 線7,及連續成形塊4a、4b、4c、4d、4e、4f、4g之線路。 連續成形塊之線路向右延續超過第丨圖之界限。導體布設包 含至少三個連續段7a、7b、7c,該至少三個連續段%、几、 7c可彼此分離地操作。此意謂,例如,當交通工具(未圖示) 在段上方行進時操作導線7a,而不操作其他段几、几。若 交通工具到達段7b,則接通此段且切斷段7&。可將相應開 關及/或反換器整合於第1圖之頂區部中所示之裝置52a、 52b、52c 中。 敷設導線7之較佳方式為形成一或更多曲折路徑,此意 謂導線具有橫跨行進方向而延伸之區段。舉例而言,導線 15 201231321 7a具有成形塊4a處之三個橫向延倾段、輯續祕之過 渡帶處之-個橫向延伸區段、在塊4b之區部中之三個橫向 延伸區段及塊44之-個橫向延伸區段,在該塊如處導線 二連接至裝置52b。實務上’將至少兩個相用於導體布設之 每一段為較佳的。 在第i圖之中間區段中存在橫跨行進方向而延伸之兩 個平行祕。此科路為路線段之末端處之祕,該等路 線段彼此之間具有間隙·,用於允許相對運動及/或熱膨 脹或收縮。間隙200定位於兩個連續成形塊如、^之間,且 導線7b延伸越過可充填彈性可變形材料之間隙2〇〇,該彈性 可變形材料諸如瀝青。 第2圖圖示貫穿路線之較佳實施例之垂直橫截面,其中 交通工具在路線上行進之行進方向垂直於第2圖之像平面 而延伸。第2圖可圖示例如第丨圖之車道19a之橫截面且圖示 應急車道之橫截面,該應急車道可定位於第i圖中圖示裝置 52之頂區部中。在第2圖中應急車道係由元件符號指示。 在一側,在應急車道29之右手側,第2圖中圖示裝置52中之 一者。 車道19a包含基層31,該基層31可具有例如2〇cm之層厚 度。在基層31之頂部上,敷設導電材料(諸如鋁板)之層2〇, 該層20例如具有5mm之厚度。層2〇之目的在於屏蔽電磁 場’亦即’防止或減少層2〇下方之電磁波。層2〇比車道19a 之寬度窄且可在成形塊4之寬度之範圍内,該成形塊4係置 放於層20上方。 201231321 屏蔽層20係嵌入中間層33中,該中間層33可具有例如 5cm之厚度。在中間層33之頂部上,置放成形塊4,用於類 似於第1圖中所示之配置地以曲折方式固持電氣線路17。塊 4可具有例如15cm之厚度。在第2圖中圖示電氣線路17自塊4 向下連接至中間層33之上表面及在一側穿過應急車道29連 接至裝置55。 塊4係嵌入覆蓋層35中,該覆蓋層35可具有20cm之厚 度。選擇性地,可提供頂層37,以形成車道19a及應急車道 29之表面。 基層31在車道19a之全部寬度上延伸。應急車道29可具 有相同材料之基層31a ’但較佳地具有例如8cin之較小厚 度。覆蓋層35在車道19a之全部寬度上延伸,此意謂覆蓋層 35具有塊4之兩側上之區部(以上文所使用之措辭,該等區 部為成形塊一側之區部),且此意謂塊4一側之覆蓋層35之 厚度大於塊4之頂部上之覆蓋層35之厚度。應急車道29可具 有相同材料之覆蓋層35a,該覆蓋層35a具有恆定厚度。然 而,為屏蔽導線Π,可將電絕緣材料之層21定位於緊靠導 v'之接頭上方之覆蓋層之底部處,該電絕緣材料例如 紹(例如具有1Cm之厚度)。藉丨此屏蔽層2卜顯著減少電磁 發射至J哀境,該屏蔽層21較佳地在應急車道29之全部寬度 上延伸。若導體枝之段僅在交通工具正在該段上行進^ 操作,則交通工具屏蔽環境免於由導體布設產生之電磁 %因此’屏蔽應急車道29與成形塊4之間的導線Η之區段 將僅產生較少改良。 17 201231321 ^基層可由砂拌水泥製成。_間層33可由柏油製成。成 开/塊4及覆蓋層35可由纖維混凝土製成。 圖圖示對應於第2圖中所示之構造之車道i9a構造 的刀解視圖。相同元件符號代表構造之相同部分。 由於屏蔽層2G係在產生中間層33之前提供,故中間廣 33將具有,24,屏蔽層2G定位於該凹部24處。 、也如第3圖之頂區部中示意地指示,成形塊4内 之凹部收納材料部分41a、41b及42,該成形塊4面朝上且該 /鬼3有電氣線路之區段37&、371)、37<:,且該成形塊4 車乂佳地亦在塊4之中線中之凹部95内含有磁心材料39。此等 材料區部更佳地填充電氣線路區段37或磁心、材料39與凹部 壁之間的所有錢乎所有剩餘間隙。 3〇4之透視圖’且第頂圖示成形塊 之俯視圖,該成形塊304包含六個凹部315a-315f,談六 個凹部315a-3l5f垂直於中線31〇而征妯 入' 八盔 罝於中線⑽而延伸,該中線31G將塊304 ^半。若塊取形敍通工具之路線之部分,則中線31〇 /〇交通工具之行進方向延伸。 :細彼此平行且係配置於平行物圖之平面之相 ^平面内。凹部315沿寬度方向(第5_中之《方向)㈣ :伽之總寬度之約四分之三。該等凹部315相 310對稱地配置。 、甲,、策 二第5圖中所不之虛線為凹部315之中線。在直凹部315之 兩個相對末端中之每—者處,存 叉人式彎曲凹部區部 18 201231321 316,該馨餘 卞又又式彎曲凹部區部316形成至周邊設備直凹部 317之過浐 ^ 尺,该周邊設備直凹部317沿塊3〇4之側向邊緣延 申電纜可用自直凹部315連續延伸穿過彎曲凹部區部316 進周邊'^備直凹部317之方式來敷設,藉此將延伸方向自 垂直於行進方向改變為平行於行進方向。電氣線路(例如電 乡見)之配置實例係圖示於第10圖及第11圖中,且稍後將描述 該等實例。 f曲凹部區部316允許置放延伸穿過凹部315之電纜, 以使得若沿凹部315之直方向觀察,電纜延伸至左側或右 側。舉例而言,電纜(第4圖及第5圖中未圖示)可延伸穿過凹 部315b’可向右轉——當延伸穿過凹部區部316時——且然 後可延伸穿過直凹部317,該直凹部317在彎曲凹部區部316 之相對側上垂直於凹部315而延伸。在塊304之相對側上存 在兩個周邊設備直凹部區部317。然後,電纜可向右轉穿過 凹部315e之末端處之凹部區部316,且然後可延伸穿過凹部 315e。在第5圖之下部分中所示之凹部315e之末端處,電纜 可再次左轉穿過凹部區部316進入其他直凹部317中。其他 凹部315可用於兩個其他電纜。 如第6圖中所示,凹部315、316、317之深度不同。凹 部315之深度足以收納一個電缓。彎曲凹部區部3丨6之深度 如由第6圖中之虛線所指示自凹部315之末端增加至凹部 317。彎曲凹部區部316之底部輪廓並未完全圖示於第6圖 中,由於剖視圖包括並非凹入之塊3〇4之區部319。彎曲凹 部區部316中之每一者皆包含此島狀區部319 ’該島狀區部 19 201231321 319定位於彎曲凹部區部316之兩個彎曲分支之間。一個分 支在第6圖之平面上方延伸且另一分支在第6圖之平面下方 延伸。另外,島狀區部319定位於直凹部317與彎曲凹部區 部316之兩個分支之間。 由於彎曲凹部區部316之深度朝向直凹部317增加,故 可將不同電纜敷設在彼此上。直凹部317之深度足以將沿相 同直方向延伸之兩個電纜配置於彼此上。 舉例而言,第一電纜可延伸穿過第5圖中之較低凹部 317且可左轉穿過第5圖之底部左部分中所示之凹部區部 316進入凹部315b。另外,第二電纜可延伸穿過凹部315a、 可轉入凹部317中,進而交叉(若自上方觀察)第一電纜。 關於上文所給出之電纜或電氣線路之延伸之實例代表 用於敷設三個曲折電纜之一個特定應用。然而,第4圖至第 6圖中所示之成形塊304之使用並不局限於此應用。實情 為,例如可使用第5圖及第6圖中所示之塊304來敷設少於或 多於三個電纜。 第4圖中所示之塊304之側表面包含凹部(尤其是 孔)290a、290b、292a、292b、292c。其他凹部定位於第4 圖中不可見之側表面處。在所示之實例中,沿行進方向延 伸之側表面(在第4圖中之右手側)包含三個凹部292a、 292b、292c。所有凹部292皆含有固定錨294a、294c,其中 未圖示固定錨或凹部292b。固定錨294如來自側表面之突出 物延伸。當提供覆蓋層以填充塊3〇4一側之區部時,固定錨 294係由覆蓋層之材料嵌入。 20 201231321 面向行進方向之側表面之凹部290a、290b亦包含固定 錨291,其中在第4圖中未圖示凹部290a之固定錨。此等固 定錨係在將鄰近塊(在第4圖中未圖示)置放於側表面附近之 前固定於凹部290内。朝向塊304之側表面移動鄰近塊,以 將固定錨291插入鄰近塊之相應凹部中。然後,或緊鄰之 前,將填充材料引入鄰近塊之相應凹部中’以填充固定錨 291與相應凹部之間的間隙。填充材料可為二組分黏著劑。 第7圖圖示貫穿用於軌交通工具之轨道之構造的橫截 面。第8圖圖示貫穿用於軌交通工具之轨道之經修改構造的 分解橫截面圖。在第7圖及第8圖中,平行於彼此延伸之兩 個軌條係由303a' 303b表示。在軌條303兩者之間,置放塊 304用於收納電纜。塊3〇4可為第4圖之預製成形塊。在第7 圖及第8圖中所示之實施例關於基層10不同,該基層10在第 8圖中為矩形且在第7圖中為ϋ形。另外,第7圖圖示地下電 纔35。此外,第7圖圖示在軌道之兩側上之地面12之兩個部 分。在下文中將使用相同的元件符號來描述根據第7圖及第 8圖之路線構造之共用部分及元件。將強調差異,例如關於 磁心之差異。 為準備預製執道模組(由多個元件構成)之佈局,地下電 變包含混凝土之基層10。另外,在基層1〇之兩個相對側上, 敷·»又管道361(僅在第8圖中圖示)。特定言之,此等管道361 用=置放用於連接軌道模組之電裝置及電子裝置之電接頭 。此等魏為功率供應線路之部分,進而例如連接反 換器,該等反換器定位於空腔中之軌道一側。 21 201231321 除敷設在預製軌道模組之頂表面上之碑層34g之外,第 8圖中所示之所有其他部分皆為預製軌道模組之部分。碑層 340在軌條303及其料分所在之預製軌额組之中心區部 之兩側上延伸,層3_來形成執道構造之幾乎水準延伸 表面(參見第7圖)。代替磚層,地面12與轨道模組之中心部 分之間的間隙可由另一 材料填充,該另一材料諸如混凝土。 第8圖及第7圖中所示之軌道模組之實施例包含U形底 層15 ’該U形底層15較佳地由混凝土製成。可使用任何種類 之混凝土㈣’諸如習Μ凝土、包含塑性材料之混凝土 及纖維強化混凝土。尤其,混凝土可由習知金屬網加固。 然而’使用包含詩加強之纖維雌及包含贿元件之輕 質混凝土為較佳的m材料具有進—步優點,亦即, 衰減由在軌道上行進之任域交通X具㈣起之振動。 u形底層15界定軌道模組之中㈣部,道模組幻 於U之兩個臂之間的切σ區域中。此中心切σ區域頂部敞f 且自下而上包含層345、屏蔽元件355、支撐元件遍及外」 351,該層345由彈性體材料製成用於進-步阻尼振動,該 支樓元件304用於支揮導體布設(在第8圖及第7圖中未圖 示),該外罩351由橡膠製成。 層345在軌道模組之中心區部之全部長度上沿水準方 向延伸。在中心、區部之側邊緣之區部中,將兩個轨條303a、 遍置放於層345頂部。如此項技術中大體上已知,使用内 固定元件335及外固定元件336將軌條3_持於適當位 置,該等内固定το件335及該等外固定元件336較佳地由塑 22 201231321 性材料製成,諸如聚胺基曱酸酯。支撐元件304包含凹部 315、317且可如第1圖至第5圖中所示建構。將支撐元件3〇4 緊密地裝配於内固定元件336之間。 在支撐元件3〇4下方,用於屏蔽由導體布設產生之電磁 場之屏蔽體355在模座299a與模座299b之間延伸,進而電接 觸模座336。在一替代性實施例中,可將屏蔽體僅連接至軌 條中之一者。若軌道與交通工具偵測系統結合,則使用此 實施例’該交通工具偵測系統使用交通工具電連接兩個轨 條之效應。 外罩351在兩個執條303之上部分之間延伸且係藉由向 下突出至支撐元件304與軌條303之間的凹槽内而機械固 定。除第8圖中所示之外,首先製造包含部分15、345、355、 335、336、304及351(且選擇性地包含其他部分,諸如導體 布設)之預製軌道模組,然後將該預製軌道模組設置在基層 10之頂部上。然而,可原位移除軌道模組之不同部分,例 如用於將導體布設置放至凹部315、317中之外罩351。在敷 設導體布設之後,可再次將外罩放於適當位置。如先前提 及,導體布5又可替代地為預製軌道模組之部分,以使無需 移除外罩351 ’除非進行維護及維修。 較佳地,將導體布設置放於支撐元件之凹部内,以使 得導體布3又之線路或電線不突出超過凹部之邊緣高度位 準。因此,具有對著支撐元件之幾乎平坦表面之外罩可靜 置於支撐元件之最大可能上表面上。 第7圖中所示之構造包含中間層341之下側上之凹部 23 201231321 339,該中間層341係置放在屏蔽體355與成形模組304之 間。與第8圖中所示之構造相反,第7圖之成形模組304並非 延伸至屏蔽體355,而是藉由中間層341與屏蔽體355分離。 替代第7圖中所示之構造,凹部339可定位於中間層341 之上側上且/或玎定位於成形模組304之下側上,類似於第8 圖中所示之構造。然而,第8圖之成形模組304沿垂直方向 延伸至屏蔽體355,亦即成形模組304與屏蔽體355之間不存 在中間層》用於第8圖中所示之構造中之磁心之凹部係由元 件符號349表示。 第7圖及第8圖中所示之凹部339、349沿行進方向延 伸,該行進方向垂直於圖之影像平面。類似於第12圖中所 示之示意圖,至少部分之凹部339、349關於垂直方向被充 填磁心材料(在第7圖及第8圖中未圖示)。然而,第12圖圖示 變體’在該變體中凹部439係提供於成形塊或材料層4〇4之 上側上且因此頂部敞開。在路線之構造期間,將使凹部439 充填磁心材料39至某一預訂高度,然後敷設一次側導體布 設之一或更多線路。在第12圖中圖示一個線路區段4〇7,該 線路區段407橫跨行進方向(行進方向垂直於第12圖之影像 平面)而延伸。可將屏蔽體(在第12圖中未圖示)定位於成形 模組或材料層404之底表面處,或可將該屏蔽體定位得更 低0 在第7圖中所示之實施例中,首先敷設屏蔽體355,然 後將預製中間層341置放於屏蔽體355之頂部上,該預製中 間層341在凹部339内已包括磁心材料。舉例而言,可使用 24 201231321 黏著劑將磁心材料固定至中間層模組341。或者,可首先將 磁心材料置放在屏蔽體355之頂部上,然後可由非固體原料 產生中間層341,該非固定原料諸如混凝土。 可由與先前對於第7圖中所示之構造所闡釋之相同的 方式來執行第8圖中所示之構造中之磁心之產生。然而,在 第8圖中不存在中間層’以使在將成形模組3〇4置放於屏蔽 體355之頂部上之前將磁心材料固定至成形模組3〇4或在將 成形模組304置放於配置之頂部上之前首先將磁心材料置 放於屏蔽體355之頂部上。 第9圖圖示導體布設之六個段,亦即段157a至段157f, 該六個段沿交通工具(未圖示)之行進路徑(自右至左或反之 亦然)延伸。段157可獨立於彼此而操作。該等段157以並聯 方式彼此電連接。交通工具可包含用於接收由段157中之一 者或多於一者產生之電磁場之接收裝置。若例如交通工具 之接收裝置定位於段157c上方,則至少此段157c經操作以 產生電磁場並提供能量至交通工具。此外,交通工具可包 含能量儲存器,若未自段157接收充分的能量,則該等能量 儲存器可用來操作交通工具。 在兩個連續段157之間的每一介面處,提供反換器152a 至反換器152e,該等反換器置放於空腔内,較佳地置放於 路線一側之地面内。在第9圖中亦圖示直流電(direct current ; DC)功率供應線路141a、141b。DC功率供應線路 141a、141b連接至能量源151,諸如產生直流電之發電廠。 第10圖藉由虛線示意地圖示執道或軌道之部分之外界 25 201231321 限504,除存在用於實施通向及/或來自軌道之線路之區域 609之外’該軌道可由第4圖中所示之種類之成形塊304界 定。舉例而言,可將區域609定位於塊之一個側處之切口 341 中。此切口促進完成導體布設,該導體布設由電氣線路製 成,該等電氣線路係由塊固持於適當位置。 第10圖中所示之導體布設為三相導體布設,亦即,第 10圖中所示之導體布設之兩個段中之每一者皆包含三個相 位線路507a、507b、507c ; 508a、508b、508c,用於實施 三相交流電流之三個相。三個相中之一者507a、5〇8a由單 線指示’三個相中之第二者5〇7b、508b由雙線指示,且三 個相中之第三者507c、508c由三線指示。所有電氣線路皆 沿行進方向(自左至右或反之亦然)以曲折方式延伸。第1〇 圖中所示之區部為導體布設之兩個連續段之過渡區部。每 一段皆可獨立於彼此而操作,但該等段亦可同時操作。第 10圖圖示基本概念(亦即連續段之重疊區之概念)之較佳實 施例。較佳地,屏蔽體(未圖示,例如平行於第10圖之影像 平面而定位之屏蔽體)覆蓋由虛線504劃界之區域、區域609 及將線路507、508引導至軌道或路線一側之裝置所在之區 域。 若以不同方式進行連接至外部裝置,則亦可實現下文 中所述之曲折三相導體布設。在第_中之左手側所干之 段包含相位線路507a、鳩、·。繼此等相㈣路_自 左至右延伸之後,到達切口區域_之每—相位線路鱗 引導遠離成形塊之連續線路朝向操作相位線路5Q7之任何 26 201231321
未圖不)。她言,相位線路㈣到達切嗜終止 =之切鳴。與相轉請b贼,相㈣物W =Γ09,並且具有自成形塊之線路之相_^ 609延伸之線路區段。 三個相位料5财自Μ财行财㈣ =段。此等橫向延伸區段沿行進方向形成相之重複順 507b I F卩帛相位線路Μ%之區段歡以第二相位線路 f段’該第二相⑽路鳩繼之以第三相位線路 c之線路區段料。為繼續相位線路之此重複順序,鄰 近段之相錢路5嶋(第二她驗朗丨導料切口區域 _’以便該相位線路鳩在其他段之第—相位線路抓與 第相位線路5〇7c之間形成橫向延伸線路區段,其中兮 相位線路到達區域_。換言之,第二段之第二相料路 508b替換第—段之第二相位線路獅,以便繼續彳目位線路 之重複順序。第—段之其他相位線路,亦即第—相位線路 508a及第二相位線路5Q8e,以相應方式經引導穿過切口區 域609, Μ使若考慮沿行進方向之延伸,則相之順序與用於 第10圖之左手側之第—段相同。 、 第11圖圖示類似配置,其中區域6_於不同目的。第 10圖及第11圖中之相同元件符號代表相同特徵結構 件。 第11圖圖不兩個連續段之過渡區部,該兩個連續段例 如第10圖中之右手側所示之段及導體布設之另—段。此另 段之相位線路係由該另一段之509a(第一相位線路)、 27 201231321 由糾-1目位線路)及5G9e(第三相位線路)表示。在第11圖 不之貫施例中,切口 609係用作用於建立每一段之三個 相位之間的電接頭(亦即為每—段製作中性點接頭)之區 域^性點係由仙或㈣表示。較佳地,中性點511之位 置处;至覆蓋層之上表面比至相位線路之線路區段更大的 处其中相位線路定位於由成形塊界定之凹部或空間 内因此’很好地保護中性點接頭。 第13圖至第15圖圖示用於感應傳輸能量至交通工具之 系統之側視示意圖’該系統包括—次側電氣線路及二次側 電氣線路 次側線路係圖示為小矩形501a-501〇。此等矩 形象徵二相導體布設(例如第10圖及第11圖中所示之配置) 之電乳線路之橫向延伸線路ϋ段的橫截©。此等橫向延伸 線路區段5G1產生交流電磁場,且尤其產生磁波,該磁波移 動至行進方向中或與行進方向相反而移動。行進方向在第 13圖至第15圖中自左至右或自右至左延伸。 在第13圖至第15圖中之較高位置處,圖示且由 502a-502i來表示交通工具之二次側配置之導線。此等二次 側導線亦橫跨行進方向而延伸。在二次側導線5〇2之頂部 上’存在一層磁心材料510。然而,磁心510之高度並非按 比例繪製,以展示磁通量線之線圈。此適用於第14圖及第 15圖中所示之磁心510、530。與一次側導線及二次側導線 之垂直延伸及此等導線之間的垂直距離相比,所有此等磁 心較佳地在豎直方向上較小。 第13圖至第15圖亦圖示磁通量線(亦即由用於圖中所 28 201231321 示之橫截面之三個不同組態及/或位置之一次側導線5 〇 1產 生之磁場之場線)。 在第13圖圖示之組態中,在一次側導線501下方不存在 導電材料之屏蔽體,且在一次側導線501下方或在該一次側 導線501處不存在磁心材料。因此,磁通線深入地穿透一次 側導體布設下方之區域中。 在第14圖圖示之組態中,在一次側導線501下方存在導 電材料之屏蔽體520。屏蔽體520幾乎完全防止磁場線穿透 屏蔽體520。因此,場線在屏蔽體520上方轉向,以使該等 場線在屏蔽體520與二次側導體布設502之間幾乎水準地延 伸。然而,由於由屏蔽體520内之渦流所引起之能量損失, 減少二次側導體布設處之磁通量。 第15圖中所示之組態包含磁心材料530之層或線路,而 非第14圖中所示之組態之屏蔽體52〇。磁心材料530之垂直 位置比第14圖中之屏蔽體520之垂直位置稍高。 磁心材料530之效應在於,磁場線受吸引,亦即幾乎垂 直於磁心材料530地延伸,但由磁心材料530改向以遵循層 或線路之水準延伸。此外,磁心材料53〇增加二次側導體布 设處之磁通量。 回至第12圖中所示之組態,若在水準延伸之(亦即平行 於橫向延伸線路區段407)磁心材料39下方存在額外屏蔽 體,則第15圖中所示之組態相應於由第12圖中之虛線χιν 所指不之橫截面。亦即,第14圖中所示之橫截面將在虛線 XIV處垂直於第12圖之影像平面而延伸。類似地,第Μ圖中 29 201231321 所示之橫截面將在虛線XV處垂直於第12圖之影像平面而 延伸,該虛線XV交叉磁心39。此意謂,第14圖中所示之組 態及第14圖中所示之結果磁通量線表示近似第12圖中之虛 線XIV之區域中之情形,且第15圖中所示之組態及磁通量線 表示第12圖中之虛線XV處之情形。導電材料之屏蔽體對第 15圖中所示之情形不具影響之原因在於,磁心材料吸引並 改向磁通量線。然而,由於磁心材料之小厚度,故如在第 15圖中由磁心材料530下方之一個磁通量線所示,即使在磁 心材料緊接下方,相對小的磁通量亦為有效。 若在橫向延伸線路區段之長度上(亦即在第12圖中自 左至右)整合由二次側導體布設中之磁場所引起之感應,則 若磁心及屏蔽體經適當組態,則總感應及所得電流可相應 於不具有一次側處之屏蔽體及磁心之相應情形。屏蔽體減 少磁通量,但是幾乎屏蔽在屏蔽體下方之所有區域,且磁 心材料增加第12圖中所示之橫截面之中心區域中之磁通 量。換言之:屏蔽體幫助減少磁心材料之所要量,且屏蔽 體之通量減弱效應係由磁心材料補償。 I:圖式簡單說明3 第1圖示意地圖示具有兩個車道之道路,其中電氣線路 係使用預製成形塊敷設在車道中之一者之表面下方, 第2圖圖示穿過例如為第1圖中所示之道路之部分的路 線之第一較佳實施例之垂直橫截面, 第3圖圖示第2圖之部分之分解視圖, 第4圖圖示成形塊之較佳實施例之透視圖,該成形塊可 30 201231321 用作用於支撐電氣線路(尤其是電纜)之支撐元件, 第5圖圖示第4圖中所示之成形塊之俯視圖, 第6圖圖示貫穿第4圖及第5圖之塊之一半的垂直橫截 面, 第7圖圖示貫穿路線(亦即轨交通工具之軌道)之第二較 佳實施例之垂直橫截面, 第8圖圖示鐵路軌道之第二第一實施例之橫截面的分 解視圖, 第9圖圖示用於產生電磁場之導體布設之連續段,該導 體布設可整合於路線中, 第10圖圖示在導體布設之兩個連續段之過渡帶處的三 相導體布設之較佳實施例’其中至少一個成形塊之切口用 來將路線内之電纜導引至路線一側之裂置及/或接頭, 第11圖圖示與第10圖中所示之配置類似的配置,其中 切口用來形成連續段之三個相之兩個中性點接頭, 第12圖示意地圖示路線之簡單構造,該路線包含電氣 線路區段及磁心,該電氣線路區段橫跨行進方向而延伸, 第13圖示意地圖示用於感應傳輪能量至交通工具之系 統側視圖,該系統包括一次側雷备仏 ’' 电軋線路及二次側電氣線路, 第14圖圖示類似於第13圖 之配置之側視圖,但是該配 置包括屏蔽體,及 圖之配置之側視圖, 第15圖圖示類似於第13圖及第14 但是該配置包括磁心。 【主要元件符號說明】 31 201231321 1.. .道路 3a、3b…實線 4、4a~4g…成形塊 7a...導體布設/連續段/導線 7b、7c...導體布設/連續段 9a-9h...線路段 10、3卜 31a...基層 15.. .U形底層/部分 17.. .電氣線路/導線 19a、19b...車道 20、21...屏蔽層 24、95、315、315a~f、290a~b、 292a~c、339、349、439... 凹部 29.. .應急車道 33.. .中間層 35.. .覆蓋層/地下電纜 35a...覆蓋層 37.. .頂層/電氣線路區段 37a-37c...區段 39.. .磁心材料 41a〜b、42...材料部分 52、52a~c...裝置 141 a~b...功率供應線路 151.. .能量源 152a-152e...反換器 157a-157f...段 200.. .間隙 291、294a、294c...固定錨 299a〜b...模座 303a~b...執條 304.. .成形塊/支撐元件 310.. .中線 316··.雙叉式彎曲凹部區部 317.. .周邊設備直凹部 319.. .島狀區部 340…磚層 341.. .中間層/中間層模組/切口 345.. .層/部分 351.. .外罩/部分 355.. .屏蔽元件/部分 361.. .管道 404.. .成形塊/材料層/成形模組 407.. .橫向延伸線路區段 501a-501o··.小矩形 502a-502i···導線 504.. .外界限/虛線 507a-507c、508a-508c、 32 201231321 509a-509c...相位線路 510、530.··磁心材剩/•^心 511a~b...中性點 520.. .屏蔽體 609.. .區域/切口區域/切口 XIV、XV...虛線 33

Claims (1)

  1. 201231321 七、申請專利範圍: 1. 一種用於傳輸電能至交通工具之系統,尤其為用於傳輸 電能至一道路汽車或至諸如一輕軌交通工具之一有軌 交通工具者,其中該系統包含一電氣導體布設,該電氣 導體布設用於產生一磁場及用於藉此傳輸能量至該交 通工具,其中該電氣導體布設包含至少一個電流線路, 其中每一電流線路適於承載產生該磁場之電流或適於 承載產生該磁場之並行電流中之一者,且其中: 一或更多電流線路以一第一高度位準延伸, 該系統包含一導電屏蔽體,該導電屏蔽體用於屏蔽 該磁場,其中該屏蔽體在軌道之下延伸且在該第一高度 位準下方延伸,以及 一磁心以一第二高度位準沿該執道延伸且在該屏 蔽體上方延伸。 2. 如申請專利範圍第1項之系統,其中該磁心所延伸之該 第二高度位準低於該第一高度位準,且其中該磁心在該 屏蔽體與該一或更多電流線路之間延伸。 3. 如申請專利範圍第1或2項之系統,其中該磁心沿行進方 向延伸。 4. 如申請專利範圍第1項之系統,其中該磁心之材料係置 放於預製模組之凹槽及/或凹部中,該等預製模組適於 承載該材料並固定該一或更多電流線路。 5. 如申請專利範圍第1項之系統,其中該一或更多電流線 路包含多個線路區段,該等多個線路區段以該第一高度 34 201231321 位準橫跨該行進方向而延伸。 6. -種構建用於傳輸電能至交通工具之系統之方法,尤其 為用以傳輸電能至—道路汽車或至諸如-輕軌交通工 具之-有軌交通卫具者,其中提供—電氣導體布設,該 電=導體布設用於產生—磁場及用於藉此傳輸能量至 该父通工具,其巾為該電氣導體布設提供至少-個電流 線路’每—電流線路適於承載產生該磁場之電流或適於 承載產生該磁場之並行電流中之-者,且其中: 4 線路㈣置以—第—高度位準延 伸, 提供-導電屏蔽體,用於屏蔽該磁場,盆中該屏 蔽體經配置以使該屏㈣在純道之下延伸且 玄屏蔽體在該第—高度位準下方延伸,以及 提供一磁心,以使該磁心以一第二高度位準沿該 軌道延伸且使該磁心在該屏蔽體上方延伸。 7·如申=專利範圍第6項之方法,其中該磁心所延伸之該 第:度位準低於該第一高度位準,且其中提供該磁心 以使。亥磁〜在该屏蔽體與該一或更多電流線路之間延 伸0 8. 如申請專利範圍第6或7項之方法,其中提供該磁心,以 使該磁心沿行進方向延伸。 9. 如申4專利範圍第6項之方法,其中該磁心之材料係置 放於7些縣模組之凹槽及/心部巾,以使該等模組 承载騎料’且其中該_或更多電流線路係由該等模組 35 201231321 固定。 10.如申請專利範圍第6項之方法,其中該一或更多電流線 路經配置,以使該一或更多電流線路包含多個線路區 段,該等多個線路區段以該第一高度位準橫跨該行進方 向而延伸。 36
TW100142556A 2010-11-22 2011-11-21 Transferring electric energy to a vehicle by induction TW201231321A (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB1019800.0A GB2485617A (en) 2010-11-22 2010-11-22 Conductor arrangement for inductively transferring electric energy to a vehicle

Publications (1)

Publication Number Publication Date
TW201231321A true TW201231321A (en) 2012-08-01

Family

ID=43467133

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW100142556A TW201231321A (en) 2010-11-22 2011-11-21 Transferring electric energy to a vehicle by induction

Country Status (12)

Country Link
US (1) US8997955B2 (zh)
EP (1) EP2643184B1 (zh)
KR (1) KR101835914B1 (zh)
CN (1) CN103237675B (zh)
AU (1) AU2011333852B2 (zh)
CA (1) CA2818598C (zh)
DK (1) DK2643184T3 (zh)
ES (1) ES2610191T3 (zh)
GB (1) GB2485617A (zh)
NZ (1) NZ610869A (zh)
TW (1) TW201231321A (zh)
WO (1) WO2012069495A2 (zh)

Families Citing this family (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
IN2012DN01947A (zh) * 2009-08-07 2015-08-21 Auckland Uniservices Ltd
GB2477080A (en) * 2009-12-21 2011-07-27 Bombardier Transp Gmbh Modular track for vehicle using inductive energy transfer
GB2485617A (en) * 2010-11-22 2012-05-23 Bombardier Transp Gmbh Conductor arrangement for inductively transferring electric energy to a vehicle
GB2496433A (en) * 2011-11-10 2013-05-15 Bombardier Transp Gmbh Inductively transferring energy to an electric vehicle
US9283866B2 (en) * 2012-01-31 2016-03-15 Joy MM Deleware, Inc. Overhead power grid for mobile mining machines
GB2503484A (en) * 2012-06-27 2014-01-01 Bombardier Transp Gmbh Inductive vehicle charging station and method with lateral electromagnetic shielding
GB2505516A (en) * 2012-09-04 2014-03-05 Bombardier Transp Gmbh Pavement slab assembly having cable bearing element
WO2014119879A1 (ko) * 2013-02-04 2014-08-07 엘지전자 주식회사 무선 전력 전송장치 및 이를 구비하는 무선충전시스템
JP5374658B1 (ja) 2013-03-21 2013-12-25 東亜道路工業株式会社 トラフ、舗装構造体、及び舗装構造体の施工方法
JP5374657B1 (ja) 2013-03-21 2013-12-25 東亜道路工業株式会社 舗装構造体及び舗装構造体の施工方法
US10391871B2 (en) * 2014-01-10 2019-08-27 Witricity Corporation Controlling current flow path in wireless electric vehicle charging systems for mitigating RF radiated emissions
GB2526307A (en) * 2014-05-20 2015-11-25 Bombardier Transp Gmbh A housing for at least one object detection device, a primary unit and a pavement slab assembly
GB2535463A (en) 2015-02-16 2016-08-24 Bombardier Transp Gmbh Power transfer unit of a system for inductive power transfer, a method of manufacturing a power transfer unit and of operating a power transfer unit
US9944192B2 (en) 2015-11-13 2018-04-17 Nio Usa, Inc. Electric vehicle charging station system and method of use
US10189363B2 (en) 2015-11-13 2019-01-29 Nio Usa, Inc. Electric vehicle roadway charging system and method of use
US10632852B2 (en) 2015-11-13 2020-04-28 Nio Usa, Inc. Electric vehicle optical charging system and method of use
US10059213B2 (en) 2015-11-13 2018-08-28 Nio Usa, Inc. Charging devices within wheel portions
US10093195B2 (en) 2015-11-13 2018-10-09 Nio Usa, Inc. Integrated vehicle charging panel system and method of use
US10336194B2 (en) 2015-11-13 2019-07-02 Nio Usa, Inc. Electric vehicle charging device alignment and method of use
US10220717B2 (en) 2015-11-13 2019-03-05 Nio Usa, Inc. Electric vehicle emergency charging system and method of use
US10080318B2 (en) 2015-11-13 2018-09-18 Nio Usa, Inc. Safety shield for charging
US10427530B2 (en) 2015-11-13 2019-10-01 Nio Usa, Inc. Vehicle charge query and exchange system and method of use
US10532663B2 (en) 2015-11-13 2020-01-14 Nio Usa, Inc. Electric vehicle overhead charging system and method of use
US10011181B2 (en) 2016-09-27 2018-07-03 Ford Global Technologies, Llc Vehicle-to-vehicle charging system
US11845347B2 (en) 2021-05-12 2023-12-19 David Alan Copeland Precision charging control of an untethered vehicle with a modular vehicle charging roadway

Family Cites Families (30)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2432982A (en) * 1942-11-11 1947-12-23 Sperry Gyroscope Co Inc Inductive coupling
GB657035A (en) * 1946-03-26 1951-09-12 George Iljitch Babat High frequency electric transport system with contactless transmission of energy
US4836344A (en) * 1987-05-08 1989-06-06 Inductran Corporation Roadway power and control system for inductively coupled transportation system
DE4115568A1 (de) * 1991-05-13 1993-02-04 German Gresser Automobil der zukunft mit neuartigem elektromotorischen antriebs- und bremssystem sowie integrierter energierueckgewinnung
US5207304A (en) * 1991-12-03 1993-05-04 The Regents Of The University Of California Inductive energization system and method for vehicles
US6421600B1 (en) * 1994-05-05 2002-07-16 H. R. Ross Industries, Inc. Roadway-powered electric vehicle system having automatic guidance and demand-based dispatch features
US5669470A (en) * 1994-05-05 1997-09-23 H. R. Ross Industries, Inc. Roadway-powered electric vehicle system
US5573090A (en) 1994-05-05 1996-11-12 H. R. Ross Industries, Inc. Raodway-powered electric vehicle system having onboard power metering and communication channel features
EP0929926B1 (en) * 1997-08-08 2006-11-22 Jurgen G. Meins Method and apparatus for supplying contactless power
DE19746919A1 (de) * 1997-10-24 1999-05-06 Daimler Chrysler Ag Elektrische Übertragungsvorrichtung
DE10037362C1 (de) 2000-07-31 2001-12-06 Wampfler Ag Leitungsanordnung
EP1582395B1 (en) * 2004-02-02 2015-04-08 Rofa Industrial Automation AG Transport system with inductive energy transfer
DE102007009367B4 (de) * 2006-03-02 2016-01-07 Sew-Eurodrive Gmbh & Co Kg Kabelbrücke und Anlage
US7880337B2 (en) * 2006-10-25 2011-02-01 Laszlo Farkas High power wireless resonant energy transfer system
GB2461577A (en) * 2008-07-04 2010-01-06 Bombardier Transp Gmbh System and method for transferring electric energy to a vehicle
GB2461578A (en) * 2008-07-04 2010-01-06 Bombardier Transp Gmbh Transferring electric energy to a vehicle
GB2463693A (en) * 2008-09-19 2010-03-24 Bombardier Transp Gmbh A system for transferring electric energy to a vehicle
GB2463692A (en) * 2008-09-19 2010-03-24 Bombardier Transp Gmbh An arrangement for providing a vehicle with electric energy
DE102008048822A1 (de) * 2008-09-22 2010-04-01 Bombardier Transportation Gmbh Verlegung von elektischen Leitungen entlang einem Fahrweg eines Fahrzeuges
EP2407338B1 (en) * 2009-03-12 2020-04-29 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Electric vehicle
GB2474867A (en) * 2009-10-28 2011-05-04 Bombardier Transp Gmbh Transferring electric energy to a vehicle using consecutive segments
GB2476313A (en) * 2009-12-21 2011-06-22 Bombardier Transp Gmbh Cooling of electronic devices located in a ground cavity
US8292052B2 (en) * 2010-06-24 2012-10-23 General Electric Company Power transfer system and method
CA2804873C (en) * 2010-07-29 2019-01-08 Ats Automation Tooling Systems Inc. System and method for providing power to a moving element
FR2965758B1 (fr) * 2010-10-07 2014-12-26 Alstom Transport Sa Systeme d'alimentation par le sol pour vehicule de transport et procedes associes.
GB2485616A (en) * 2010-11-22 2012-05-23 Bombardier Transp Gmbh Route for transferring electric energy to vehicles
GB2485617A (en) * 2010-11-22 2012-05-23 Bombardier Transp Gmbh Conductor arrangement for inductively transferring electric energy to a vehicle
GB2491651A (en) * 2011-06-10 2012-12-12 Bombardier Transp Gmbh System and Method for Transferring Electric Energy to a Vehicle Using Constant Current Operation of Segments of a Conductor Arrangement at resonance frequency
GB2492824A (en) * 2011-07-13 2013-01-16 Bombardier Transp Gmbh Route or roadway providing inductive power transfer to a vehicle, in particular a road vehicle
JP5716725B2 (ja) * 2012-11-21 2015-05-13 トヨタ自動車株式会社 送電装置および電力伝送システム

Also Published As

Publication number Publication date
ES2610191T8 (es) 2017-05-10
EP2643184A2 (en) 2013-10-02
DK2643184T3 (en) 2017-02-06
NZ610869A (en) 2015-03-27
ES2610191T3 (es) 2017-04-26
GB201019800D0 (en) 2011-01-05
CN103237675B (zh) 2015-07-08
KR101835914B1 (ko) 2018-03-07
WO2012069495A2 (en) 2012-05-31
GB2485617A (en) 2012-05-23
AU2011333852B2 (en) 2015-03-12
EP2643184B1 (en) 2016-10-26
WO2012069495A3 (en) 2013-04-04
US8997955B2 (en) 2015-04-07
CN103237675A (zh) 2013-08-07
US20130248311A1 (en) 2013-09-26
KR20130137007A (ko) 2013-12-13
CA2818598A1 (en) 2012-05-31
CA2818598C (en) 2019-05-07
AU2011333852A1 (en) 2013-06-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TW201231321A (en) Transferring electric energy to a vehicle by induction
AU2011333851B2 (en) Route for vehicles and method of building the route
AU2010335485B2 (en) Track for a track bound vehicle
EP2731819B1 (en) Conductor arrangement for producing an electromagnetic field and route for vehicles, in particular for road automobiles, comprising the conductor arrangement
US20140151175A1 (en) Route for Vehicles, in Particular for Road Automobiles