DE3101655A1

DE3101655A1 - Stromversorgungseinrichtung fuer elektrofahrzeuge

Info

Publication number: DE3101655A1
Application number: DE19813101655
Authority: DE
Inventors: Gregor Dipl.-Ing. 1100 Wien Friedel; Friedrich 1210 Wien Ottowitz
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1980-01-22
Filing date: 1981-01-20
Publication date: 1981-12-03
Also published as: ATA33280A; DE3101655C2; CH654258A5; AT370043B

Description

Stromversorgunrseinrichtunr für Elektrofahrzeuge
Die Erfindung betrifft eine Stromversorgungseinrichtung für batteriestromgespeiste, nicht schienengebundene Elektrofahrzeuge.
Die Verwendung von elektrischen Batterien als Stromquelle für freibewegliche Elektrofahrzeuge, beispielsweise Elektroautobusse, oder im Falle schienengebundener Fahrzeuge, beispielsweise elektrischer Vollbahnen zur Uberbrückung kritischer Fahrbereiche bei Ausfall der Fahrleitungsspannung, ist seit langem bekannt.
Im ersteren Fall handelt es sich jedoch so gut wie ausschließlich um Batteriefahrzeuge, welche innerhalb einea engbeschränkten Flächenbereiches, beispielsweise im Bereiche einer Ortschaft oder einer ausgedehnten Industrieanlage zum Einsatz gelangen, im anderen Fall reicht die Kapazität der Batterie lediglich aus, um im Notfall die Zugsgarnitur einige hundert Meter aus dem unmittelbaren Gefahrenbereich, etwa einer Straßenkreuzung, wegzuführen.
Im Falle der erstbeschriebenen Fahrzeuge erfolgt die Stromversorgung der Batterien bei ihrer Aufladung meist nur an einem einzigen Ladepunkt, welcher etwa im Rahmen eines Garagenbetriebes über Nacht den nötigen Strom zur Verfügung stellt, so daß der Einsatz des Fahrzeuges tagsüber durch die Batteriekapazität begrenzt ist bzw.
daß das Fahrzeug bei Abfall der Restenergie der Batterien allenfalls auch vorzeitig zum Ladepunkt zurückkehren muß. Im zweiten Fall erfolgt die Aufladung der Batterien wohl während des Fahrbetriebes, so daß derartige Probleme nicht auftreten, es ist jedoch wie erwähnt durch die geringe Batteriekapazität nur eine sehr geringe Manövrierbarkeit gegeben.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Fahrsystem anzugeben, welches die Vorteile einer praktisch unbegrenzten Flächenbedeckung mit den Annehmlichkeiten des Batteriebetriebes von nicht schienengebundenen Fahrzeugen zu vereinigen gestattet. Insbesondere soll dabei erreicht werden, daß durch die Verbindung von streckenweisem Fahrleitungsbetrieb mit freier Beweglichkeit der Fahrzeuge eine besonders rationelle Ausnutzung von Fahrleitungs- und Batterieverkehr und damit eine so gut wie lückenlose Uberdeckung der zu versorgenden Verkehrsflächen bei geringstem Leitungsaufwand mit all seinen Nachteilen zustande kommt.
Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, daß im Verkehrsbereich der Fahrzeuge Haltestellen mit begrenzten stromführenden Fahrleitungsstrecken vorgesehen sind und daß die Fahrzeuge mit Stromabnehmern versehen sind, welche bei Aufenthalt an einer Haltestelle mit der Fahrleitung in Verbindung gebracht werden und durch an sich bekannte Schaltelemente die Fahrzeugbatterien aufladen, wobei die als Haltestellen bezeichneten Streckenelemente gegenüber der gesamten Länge des Streckennetzes eine vergleichsweise geringfügige Länge aufweisen.
Die Vorteile der erfindungsgemäßen Lösung liegen in erster Linie in der beträchtlichen Einsparung von Fahrleitungsmaterial einerseits und andererseits in der Vergrößerung des Streckennetzes ohne weiteren Aufwand sowie in der umweltfreundlichen Ausgestaltung des gesamten Fahrbetriebes.
Nach der Erfindung ist vorgesehen, im Bereich des befahrenen Streckennetzes eine Mehrzahl von als Haltestellen bezeichneten Fahrleitungsbenddhen vorzusehen, welche von den sich in ihrem Fahrleitungsnetz befindlichen Fahrzeugen durch ausfahrbare Stromabnehmer über entsprechende Regeleinrichtungen mit den Fahrzeugbatterien in Verbindung gebracht werden. Es ist somit beispielsweise möglich, kurze Teilstrecken im Fahrleitungsbetrieb zu befahren, was beispielsweise bei verschiedenen Rangier- oder Kurzstreckenbetriebsarten insofern von praktischem Vorteil ist, als während dieser Manöver auch gleichzeitig die Batterien neu aufgeladen bzw. nachgeladen werden können. Nach Abschluß derartiger Betriebsweisen kann nach Einziehen des Stromabnehmers das Fahrzeug als freibewegliches, nicht mehr an die Fahrleitung gebundenes Verkehrselement eingesetzt werden. Es liegt alls der Wand. daß bei @@@@@ en+nwenden Flächenverteilung derartiger Ladezonen Qas Vel ehrsnetz theoretisch unbegrenzt erweiterbar ist und daß die Flächenbelegung der verkehrserfaßten Bereiche so gut wie unbegrenzt ist.
Die Einzelheiten einer erfindungsgemäßen Einrichtung sollen im folgenden an Hand der schematischen Zeichnung erläutert werden. Darin zeigen: Fig. 1 eine Seitenansicht einer Haltestelle, Fig. 2 eine Längsansicht der Haltestelle gemäß Fig. 1, Fig. 3 die Anordnung der Fahrleitungsdrähte im Haltestellenbereich und Fig. 4 die Anordnung eines Stromabnehmers in Verbindung mit den Fahrleitungsdrähten sowie in schematischer Darstellung die Ladeeinheit und die Fahrzeugbatterie.
Die erfindungsgemäße Stromversorgungseinrichtung für batteriestromgespeiste Elektrofahrzeuge besitzt im Verkehrsbereich der Fahrzeuge Haltestellen mit begrenzten stromführenden Fahrleitungsstrecken 1. Die Fahrzeuge 6 sind mit Stromabnehmern 4 versehen, welche beim Aufenthalt an einer Haltestelle mit einer Fahrleitung 1 in Verbindung gebracht werden und über an sich bekannte Schaltelemente 7 die Fahrzeugbatterien 8 aufladen, wobei die als Haltestellen bezeichneten Streckenelemente gegenüber der gesamten Länge des Streckennetzes eine vergleichsweise geringfügige Länge aufweisen.
Die Fahrleitungsstrecke 1 besteht - wie Fig. 1 in Verbindung mit Fig. 2 bis 4 zeigt - aua mehreren in Fahrlängsrichtung parallel angeordneten, in einer Ebene liegenden und gegeneinander isolierten Leiterstücken 1', welche zwischen Tragmasten 2 durch Polygonseilzüge 3 gespannt sind. Die Leiterstücke 1' sind in einer vorgegebenen Reihenfolge mit verschieden definierten Spannungen beispielsweise mit den drei Phasen eines Drehstromnetzes verbunden. Der Stromabnehmer 4 ist nach der Erfindung mit voneinander isolierten Schleifstücken 5 versehen, deren Breite geringer ist als der kleinste Abstand der von ihnen beschliffenen Leiterstücke 1', so daß eine Verbindung zwischen diesen Leiterstücken 1 durch die Schleifstücke 5, welche einen Kurzschluß herbeiführen könnte, mit Sicherheit auszuschließen ist.
Die Schleifstücke 5 sind nach einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform an ihren seitlichen Enden in Längsrichtung des Stromabnehmers 4, also senkrecht zur Längsausdehnung der Leiterstücke 1' abgeflacht, so daß die erforderliche Querbeweglichkeit beim Manövrieren des Fahrzeuges 6 im Haltestellenbereich mit Sicherheit gewährleistet ist.
Die Leiterstücke 1 führen in einer vorgegebenen Reihenfolge verschieden definierte Spannungen. Im dargestellten Fall ist angenommen, daß die Leiterstücke 1 zyklisch aufeinander folgend an die drei Phasen einer Drehstromquelle, welche in der Zeichnung nicht dargestellt ist, angeschlossen sind, so daß bei einer seitlichen Bewegung des Fahrzeuges stets alle drei Phasen, wenn auch in verschiedener Anordnung über den Stromabnehmer und die mit ihm verbundene Schaltelementengruppe 7 (Fig. 4) mit der Fahrzeugbatterie 8 verbunden ist und diese auflädt. In der Zeichnung ist auf die Verbindung der Fahrzeugbatterie 8 mit den Fahrmotoren sowie auf vorzusehende Nutzbremsschaltungen nicht besonders Bedacht genommen worden, da derartige Maßnahmen das Wesen der Erfindung nicht berühren und nach dem heutigen Stand der Technik für den Durchschnittsfachmann naheliegend sind.
4 Figuren 8 Patentansprüche Bezugszeichenliste 1 Fahrleitungsstrecke 1' Leiterstück 2 Tragmast 3 Polygonzug 4 Stromabnehmer 5 Schleifstück 6 Fahrzeug 7 Schaltelemente (elek. Stromwandel- u. Regeleinrichtung) 8 Fahrzeugbatterie

Claims

Patentansprüche 1. Stromversorgungseinrichtung für batteriestromgeerste, nicht schienengebundene Elektrofahrzeuge, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß im Verkehrsbereich der Fahrzeuge Haltestellen mit begrenzten stromführenden Fahrleitungsstrecken (1) vorgesehen sind und daß die Fahrzeuge (6) mit Stromabnehmern (4) versehen sind, welche beim Aufenthalt an einer Haltestelle mit einer Fahrleitung (1) in Verbindung gebracht werden und über an sich bekannte Schaltelemente (7) die Fahrzeugbatterie (8) aufladen, wobei die als Haltestellen bezeichneten Streckenelemente gegenüber der gesamten Länge des Streckennetzes eine vergleichsweise geringfügige Länge aufweisen.
2. Stromversorgungseinrichtung nach Anspruch 1, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Fahrleitungsstrecken (1) aus mehreren in Fahrlängsrichtung parallel angeordneten, in einer Ebene liegenden gegeneinander isolierten Leiterstücken (1') bestehen,
3. Stromversorgungseinrichtung nach Anspruch 1 und 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die iterstücke (1') durch einen zwischen Tragmasten (2) angeardneten Polygonseilzug (3) gespannt sind.
4. Stromversorgungseinrichtung nach Anspruch 1, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Leiterstücke (1') in einer vorgegebenen Reihenfolge verschieden definierte Spannungen führen
5. Stromversorgungseinrichtung nach Anspruch 1 bis 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Stromabnehmer (4) mit voneinander isolierten Schleifstücken (5) versehen sind, deren Breite geringer ist als der kleinste Abstand zwischen den von ihnen beschliffenen Leiterstücken (1').
6. Stromversorgungseinrichtung nach Anspruch 1 bis 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Schleifstücke (4) an ihren seitlichen Enden in Längsrichtung des Stromabnehmers (4) angeflacht sind.
7. Stromversorgungseinrichtung nach Anspruch 1 bis 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Leiterstücke (1') zyklisch aufeinander folgend an die drei Phasen einer Drehstromquelle angeschlossen sind.
8. Stromversorgungseinrichtung nach Anspruch 1 bis 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß zwischen den Schleif stücken (5) des Stromabnehmers (4) und der Fahrzeugbatterie (8) elektrische Stromwandel- und Regeleinrichtungen (7) vorgesehen sind.