專利名稱：軌道車輛及其供電方法、站內(nèi)供電系統(tǒng)、車載儲(chǔ)能系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于能源領(lǐng)域，涉及軌道車輛的供電系統(tǒng)和方法，尤其涉及對(duì)具有車載儲(chǔ)能系統(tǒng)的軌道車輛進(jìn)行供電的系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
一般而言，電動(dòng)公共運(yùn)輸車輛是利用車輛和其接駁導(dǎo)軌之間的經(jīng)由閘瓦的電連接，或車輛和其懸鏈線之間的經(jīng)由受電弓的電連接供電，為車輛提供外部電力。車輛也適合于在獨(dú)立供電模式下利用車載能量存儲(chǔ)系統(tǒng)行進(jìn)至少一部分行程，而不需要外部供電電源，從而不需要在車輛和其接駁軌道或懸鏈線之間建立永久的電連接。 在獨(dú)立供電模式下的操作能夠?qū)崿F(xiàn)審美保護(hù)(景觀的保護(hù)，例如附近的受保護(hù)文物，等等)或克服技術(shù)限制(例如，禁止架設(shè)高空電纜，讓特殊車隊(duì)通過(guò)，等等)。這樣的車載供電系統(tǒng)包括能量存儲(chǔ)模塊(例如超級(jí)電容和/或飛輪和/或電池，等等)和直流-直流電壓轉(zhuǎn)換器(斬波器)，該直流-直流電壓轉(zhuǎn)換器能夠?qū)⑺峁┑某?、放電電能的性能適配給所述存儲(chǔ)模塊。嚴(yán)格來(lái)說(shuō)，車載供電系統(tǒng)允許電能的接收、轉(zhuǎn)換和存儲(chǔ)以便向在處于獨(dú)立供電模式的軌道車輛上的多個(gè)設(shè)備供電。經(jīng)由斬波器對(duì)存儲(chǔ)模塊的充電可通過(guò)回收制動(dòng)能量，通過(guò)在外部供電模式下行進(jìn)所預(yù)先獲取的來(lái)自受電弓或閘瓦的電接觸的能量，或當(dāng)車輛停止在站點(diǎn)時(shí)實(shí)現(xiàn)。專利文獻(xiàn)EP 1765631描述了這種包括能量存儲(chǔ)系統(tǒng)的供電設(shè)備，該能量存儲(chǔ)系統(tǒng)包括一個(gè)或多個(gè)飛輪、一個(gè)或多個(gè)電池以及一個(gè)或多個(gè)超級(jí)電容組件。一般而言，預(yù)先充好的電(例如通過(guò)停站時(shí)的快速充電)只能允許車輛以獨(dú)立模式通過(guò)一個(gè)“容易的”站距，即，兩站之間的路徑相當(dāng)短且具有相對(duì)小的坡度地形。這取決于充電時(shí)間，而該時(shí)間一般不超過(guò)乘客的上下車時(shí)間。如今的車載斬波器被用于在站點(diǎn)和在行駛中向存儲(chǔ)模塊供電。該車載斬波器被設(shè)計(jì)成需要的尺寸以在行駛中收回制動(dòng)能量，但當(dāng)市場(chǎng)上可買到存儲(chǔ)能量越來(lái)越大的電容器時(shí)，人們提出新的需求能否在停站時(shí)，在與乘客上下車時(shí)間相匹配的時(shí)間內(nèi)，向能量存儲(chǔ)電容器充更多的能量，使車輛能夠在站點(diǎn)間行進(jìn)更長(zhǎng)的距離，或通過(guò)坡度差異更大的站距，或能夠在兩個(gè)站點(diǎn)之間的延長(zhǎng)停留期間對(duì)附屬設(shè)備供電。然而，車載斬波器不能處理非常大的傳輸功率，這限制了在站點(diǎn)規(guī)定的停留時(shí)間內(nèi)所充的能量。此外，主要限制在于車載供電系統(tǒng)的尺寸。事實(shí)上，車廂內(nèi)必須是便于通行的，尤其需要考慮行動(dòng)不便和攜帶有嬰兒推車的人的通行，因此供電系統(tǒng)的元件必須位于車輛頂部、占據(jù)盡可能小的空間以及具有合理的重量。以上提及的大強(qiáng)度的停站充電則需要過(guò)大的斬波器以用于行駛時(shí)的能量回收功能并且不再能夠安裝在軌道車輛上。
發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種用于包括一車載儲(chǔ)能系統(tǒng)的軌道車輛的供電方法，其中由位于所述軌道車輛的一站臺(tái)的一站臺(tái)靜態(tài)能量轉(zhuǎn)換器接收電能；將所述軌道車輛停止在所述站臺(tái)，由所述站臺(tái)靜態(tài)能量轉(zhuǎn)換器將所接收到的電能傳輸給所述車載儲(chǔ)能系統(tǒng)，所述站臺(tái)靜態(tài)能量轉(zhuǎn)換器將提供給車載儲(chǔ)能系統(tǒng)的電壓轉(zhuǎn)換為所述車載儲(chǔ)能系統(tǒng)的一充電狀態(tài)的一函數(shù)；以在站臺(tái)靜態(tài)能量轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換后的電壓下 所傳輸?shù)哪芰康囊缓瘮?shù)對(duì)所述車載儲(chǔ)能系統(tǒng)進(jìn)行充電。該供電方法可以通過(guò)一斬波器實(shí)現(xiàn)在站臺(tái)對(duì)車輛進(jìn)行再充電，使得充電后的車輛可以在如下情況下獨(dú)立運(yùn)作·當(dāng)相鄰兩個(gè)站點(diǎn)之間的軌道段較難行駛(長(zhǎng)度和坡度)；·當(dāng)線路上出現(xiàn)延長(zhǎng)的停靠時(shí)間使得站點(diǎn)間的軌道段較難通過(guò)；·當(dāng)通過(guò)相鄰站點(diǎn)間的多個(gè)軌道段時(shí)。所述充電總是在非常短的時(shí)間內(nèi)(約20秒)完成，與乘客在站點(diǎn)上下車的時(shí)間相對(duì)應(yīng)。事實(shí)上，目前的車載獨(dú)立系統(tǒng)中的斬波器只能傳輸大約300kW的能量而非大約750kW，使得上述相鄰站點(diǎn)之間較難通行的軌道段根本無(wú)法通過(guò)，而本發(fā)明卻可以做到?？紤]到前述對(duì)軌道車輛尺寸的限制，一般不會(huì)使用超過(guò)500kW的車載斬波器。在某些實(shí)施例中，本發(fā)明的供電方法還包括如下一個(gè)或多個(gè)特征所述車載儲(chǔ)能系統(tǒng)包括一車載靜態(tài)能量轉(zhuǎn)換器和一能量存儲(chǔ)模塊，所述車載靜態(tài)能量轉(zhuǎn)換器適于通過(guò)將提供給能量存儲(chǔ)模塊的電壓轉(zhuǎn)換為所述能量存儲(chǔ)模塊的一充電狀態(tài)的一函數(shù)將能量傳輸給能量存儲(chǔ)模塊，其中，在由站臺(tái)靜態(tài)能量轉(zhuǎn)換器向車載儲(chǔ)能系統(tǒng)傳輸能量的過(guò)程中，所述站臺(tái)靜態(tài)能量轉(zhuǎn)換器和所述車載靜態(tài)能量轉(zhuǎn)換器配合運(yùn)作；在由站臺(tái)靜態(tài)能量轉(zhuǎn)換器向車載儲(chǔ)能系統(tǒng)傳輸能量的過(guò)程中，所述車載靜態(tài)能量轉(zhuǎn)換器監(jiān)控所述能量存儲(chǔ)模塊的狀態(tài)，并將所述站臺(tái)靜態(tài)能量轉(zhuǎn)換器的運(yùn)作操控為所監(jiān)控到的狀態(tài)的一函數(shù)；所述站臺(tái)靜態(tài)能量轉(zhuǎn)換器的傳輸功率在500kW到3000kW之間；所述車載靜態(tài)能量轉(zhuǎn)換器的傳輸功率在300kW到500kW之間；所述站臺(tái)靜態(tài)能量轉(zhuǎn)換器和所述車載靜態(tài)能量轉(zhuǎn)換器均包括斬波器，且相應(yīng)地所述能量存儲(chǔ)模塊包括超級(jí)電容。根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供了一種用于為包括一車載儲(chǔ)能系統(tǒng)的軌道車輛供電的站內(nèi)供電系統(tǒng)，所述站內(nèi)供電系統(tǒng)包括一站臺(tái)靜態(tài)能量轉(zhuǎn)換器，其位于所述軌道車輛的一站臺(tái)，適于接收一電能并當(dāng)所述軌道車輛停止在所述站臺(tái)時(shí)向所述車載儲(chǔ)能系統(tǒng)進(jìn)行所述電能的傳輸，所述站臺(tái)靜態(tài)能量轉(zhuǎn)換器將提供給車載儲(chǔ)能系統(tǒng)的電壓轉(zhuǎn)換為所述車載儲(chǔ)能系統(tǒng)的一充電狀態(tài)的一函數(shù)。根據(jù)本發(fā)明的第三方面，提供了一種用于軌道車輛的車載儲(chǔ)能系統(tǒng)，包括一車載靜態(tài)能量轉(zhuǎn)換器和一能量存儲(chǔ)模塊，所述車載靜態(tài)能量轉(zhuǎn)換器適于通過(guò)將提供給能量存儲(chǔ)模塊的電壓轉(zhuǎn)換為所述能量存儲(chǔ)模塊的一充電狀態(tài)的一函數(shù)將能量傳輸給能量存儲(chǔ)模塊，其中，所述車載靜態(tài)能量轉(zhuǎn)換器適于在由位于所述軌道車輛的一站臺(tái)的一站臺(tái)靜態(tài)能量轉(zhuǎn)換器向所述能量存儲(chǔ)模塊傳輸能量的過(guò)程中與所述站臺(tái)靜態(tài)能量轉(zhuǎn)換器配合運(yùn)作，以在站臺(tái)靜態(tài)能量轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換后的電壓下所傳輸?shù)哪芰康囊缓瘮?shù)對(duì)所述能量存儲(chǔ)模塊進(jìn)行充電。根據(jù)本發(fā)明的第四方面，還提供了一種包括如本發(fā)明第三方面所述的車載儲(chǔ)能系統(tǒng)的軌道車輛。
下面將結(jié)合實(shí)施例及附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行更詳細(xì)的描述，所述附圖僅作為示意，而并非用于限制本發(fā)明，其中圖I是根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的公共交通車輛的示意圖。
具體實(shí)施例方式圖I示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的車輛1，例如有軌電車。 該有軌電車I用于搭載乘客。本發(fā)明所述的車輛還可以是無(wú)軌車輛(巴士、電車等)或可被設(shè)計(jì)成用于運(yùn)載貨物，等等。該有軌電車I包括-拉力元件,具體包括至少一個(gè)電動(dòng)機(jī)4,當(dāng)所述拉力元件被供電時(shí),所述電動(dòng)機(jī)4用于生成驅(qū)動(dòng)有軌電車的車輪6的拉力扭矩；-車載供電系統(tǒng)7；-附屬設(shè)備(未示出)，諸如空調(diào)、照明設(shè)備、供暖設(shè)備、車門開(kāi)/關(guān)管理設(shè)備等等，這些附屬設(shè)備不參與拉動(dòng)車輛。所述車載供電系統(tǒng)7包括電能存儲(chǔ)裝置2。在本例中，該電能存儲(chǔ)裝置2包括串聯(lián)或并聯(lián)連接的超級(jí)電容模塊，在下文中通過(guò)標(biāo)號(hào)2指代。所述車載供電系統(tǒng)7還包括車載靜態(tài)能量轉(zhuǎn)換器3,在本例中車載靜態(tài)能量轉(zhuǎn)換器3包括斬波器“Hemb”，在下文中通過(guò)標(biāo)號(hào)3指代。在本例中，斬波器“Hemb” 3是可反轉(zhuǎn)的(即，能量能夠從兩個(gè)方向通過(guò))。由于有軌電車的體積限制，靜態(tài)轉(zhuǎn)換器3和超級(jí)電容模塊2被置于有軌電車I的車頂。作為示例，超級(jí)電容模塊2的性能，用傳輸能量來(lái)表示，為4kWh到20kWh，用傳輸功率來(lái)表示，為500kW到3000kW。作為示例，斬波器3的性能，用傳輸能量來(lái)表示，為300kW到500kW，且斬波器3的體積約為I. 5立方米。作為清楚起見(jiàn)，超級(jí)電容是通過(guò)產(chǎn)生雙電化學(xué)層形成的用于存儲(chǔ)電荷的靜電元件。超級(jí)電容包括兩個(gè)含有活性炭的導(dǎo)電電極，所述導(dǎo)電電極通過(guò)離子溶液分隔開(kāi)，電荷在離子溶液和電極之間的界面上積累。超級(jí)電容的充電/放電與具有不同極性的介質(zhì)層之間的離子運(yùn)動(dòng)有關(guān)，電荷之間的界面作為電介質(zhì)，所存儲(chǔ)的能量是電容效應(yīng)的結(jié)果，不發(fā)生氧化-還原反應(yīng)。超級(jí)電容模塊兩端的充電或放電電壓是直流電壓，根據(jù)超級(jí)電容的充電狀態(tài)可發(fā)生很大變化，例如在400V和800V之間(包含在超級(jí)電容系統(tǒng)中的能量是超級(jí)電容模塊兩端的電壓的平方的函數(shù))。有軌電車I包括開(kāi)關(guān)設(shè)備“Semb”5，當(dāng)有軌電車在獨(dú)立供電模式時(shí)，開(kāi)關(guān)設(shè)備“Semb” 5用于將包含在車載供電系統(tǒng)7中的能量提供給拉力元件4和附屬設(shè)備。開(kāi)關(guān)設(shè)備“Semb” 5也用于當(dāng)有軌電車在開(kāi)動(dòng)中通過(guò)外部電源經(jīng)由受電弓或地面上的觸點(diǎn)供電時(shí)，向拉力元件4和附屬設(shè)備，以及可以向車載供電系統(tǒng)7提供來(lái)自外部電源的能量。開(kāi)關(guān)設(shè)備“Semb” 5還使得當(dāng)有軌電車制動(dòng)時(shí)，將所有或部分回收到的制動(dòng)能量提供給車載存儲(chǔ)系統(tǒng)7和/或?qū)⑺谢虿糠只厥盏降闹苿?dòng)能量經(jīng)由受電弓或地面上的觸點(diǎn)提供給外部電網(wǎng)。下面將首先描述有軌電車在站與站之間的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，處于外部供電模式時(shí)的操作，然后描述處于獨(dú)立供電模式時(shí)的操作。
隨后將描述當(dāng)有軌電車到站時(shí)的操作。第一部分有軌電車I沿著導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)。在有軌電車運(yùn)行在各段行程中時(shí)，其連接至一外部電源，所述外部電源提供大體上為固定值(例如750V)的直流電壓。有軌電車?yán)缋檬茈姽蛻益溇€或通過(guò)位于地面的接駁導(dǎo)軌(未示出)來(lái)捕獲該能量。該能量由開(kāi)關(guān)設(shè)備“Semb” 5接收，并將其全部或部分提供給發(fā)動(dòng)機(jī)4以及提供給有軌電車的其他一些耗能設(shè)備。在一個(gè)實(shí)施例中，部分能量以例如750V的直流電壓Vl的形式提供給車載存儲(chǔ)系統(tǒng)7。車載斬波器“Hemb”3接收所述電壓VI，并將其轉(zhuǎn)換為超級(jí)電容模塊2的充電狀態(tài)的函數(shù)，然后將轉(zhuǎn)換得到的直流電壓V2提供給超級(jí)電容模塊2，從而為超級(jí)電容模塊充電。該轉(zhuǎn)換貫穿整個(gè)充電過(guò)程。電動(dòng)機(jī)4是可反轉(zhuǎn)的并且用于在制動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生供電的制動(dòng)扭矩。在本例中的有軌電車1，在有軌電車I的制動(dòng)操作過(guò)程中，用于回收由電動(dòng)機(jī)4所提供的制動(dòng)能量并經(jīng)由開(kāi)關(guān)設(shè)備5通過(guò)懸鏈線將其部分或全部傳送給外部網(wǎng)絡(luò)(用于向另一有軌電車或外部存儲(chǔ)元件供電)和/或車載供電系統(tǒng)7以與上述相同的方式對(duì)超級(jí)電容模塊2進(jìn)行再充電。此外，在行程的一段或多段中，有軌電車I也可能不與任何外部供電電源連接。此時(shí)僅通過(guò)車載存儲(chǔ)系統(tǒng)7為有軌電車供電，處于所謂的獨(dú)立供電模式。在該獨(dú)立供電模式，超級(jí)電容模塊2放電并將直流電壓V2提供給斬波器“Hemb ”3。電壓V2作為超級(jí)電容模塊2的充電狀態(tài)的函數(shù)是可變的，斬波器“Hemb”3轉(zhuǎn)換所接收的作為輸入的電壓，并將適用于有軌電車上需要電源的設(shè)備的直流電壓Vl提供給開(kāi)關(guān)設(shè)備5。當(dāng)有軌電車在獨(dú)立供電模式的行程中制動(dòng)時(shí)，制動(dòng)能量可被提供給車載存儲(chǔ)系統(tǒng)，用于上述再充電。第二部分有軌電車I也用于在被稱為站點(diǎn)的預(yù)定地理位置停留，以允許旅客進(jìn)入和/離開(kāi)車廂。這些停站的持續(xù)時(shí)間一般在20秒到40秒之間，例如在本例中為20秒。圖I示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的站點(diǎn)10。在該站點(diǎn)10中具有一站臺(tái)供電系統(tǒng)13，所述站臺(tái)供電系統(tǒng)13包括連接至Sstat能源12 (例如提供750V直流電壓的站臺(tái)電網(wǎng))的斬波器11。斬波器11用于當(dāng)有軌電車進(jìn)站時(shí)，傳輸足夠的電能以部分或全部充滿電能存儲(chǔ)裝置2。在本例中，靜態(tài)轉(zhuǎn)換器11包括斬波器“ Hstat ”，在下文中通過(guò)標(biāo)號(hào)11指代。作為示例，斬波器“Hstat”ll的性能例如用傳輸功率來(lái)表示為500kW到3000kW，并且其所占據(jù)的體積為2到5立方米。 在本例中，斬波器“Hstat” 11被置于地面上，位于有軌電車停站時(shí)的停車區(qū)下方。用于在斬波器“Hstat” 11和有軌電車I之間提供電連接的裝置位于地面并且一旦被啟用，例如當(dāng)檢測(cè)到有軌電車出現(xiàn)時(shí)，能夠電連接斬波器“Hstat” 11和車載超級(jí)電容模塊2。因此，一旦有軌電車2停在站點(diǎn)10并且該電連接在斬波器“Hstat ”11和超級(jí)電容模塊2之間被啟用時(shí)，就開(kāi)始能量傳輸能源12將與電壓“Vstat”相應(yīng)的能量提供給斬波器“Hstat” 11，斬波器“Hstat” 11將該電壓轉(zhuǎn)換為超級(jí)電容模塊2的充電狀態(tài)的函數(shù)并將直流電壓V3傳輸給超級(jí)電容模塊2以對(duì)其充電。該轉(zhuǎn)換貫穿整個(gè)充電過(guò)程。此外,在一個(gè)實(shí)施例中，車載斬波器“Hemb”3用于監(jiān)測(cè)超級(jí)電容模塊2在站點(diǎn)充電期間的狀態(tài)并且與斬波器“Hstat” 11交換信息。在一個(gè)實(shí)施例中，斬波器“Hemb”3檢測(cè)故障，例如過(guò)熱和/或異常充電現(xiàn)象。斬波器“Hemb” 3可檢測(cè)車載存儲(chǔ)系統(tǒng)7的超級(jí)電容模塊2的充電狀態(tài)。在一個(gè)實(shí)施例中，斬波器“Hstat” 11所進(jìn)行的電壓轉(zhuǎn)換可看作是斬波器“Hemb” 3所提供的數(shù)據(jù)的函數(shù)并能反映出斬波器“Hemb” 3所檢測(cè)到的狀態(tài)。在一個(gè)實(shí)施例中，斬波器“Hemb”3用于命令站點(diǎn)的斬波器“Hstat” 11停止充電，例如當(dāng)檢測(cè)到故障和/或當(dāng)超級(jí)電容模塊2被充滿時(shí)。在另一實(shí)施例中，斬波器“Hstat” 11和超級(jí)電容模塊2的電連接例如可以通過(guò)使用受電弓或任何其他裝置實(shí)現(xiàn)。在另一實(shí)施例中，斬波器不是設(shè)置在地下，而是位于地面的設(shè)備間內(nèi)或采用任何其他配置。站點(diǎn)中的斬波器“Hstat” 11適合于進(jìn)行功率范圍為500kW到3000kW的充電，例如在本例中為750kW，從而使得超級(jí)電容模塊2能夠在有限的停站時(shí)間(例如20秒)內(nèi)充滿。本發(fā)明的車載斬波器“Hemb”3，在適合于有軌電車所允許的體積下，能夠?qū)⒃谡军c(diǎn)10或類似站點(diǎn)所充的電轉(zhuǎn)換為超級(jí)電容模塊2的電壓，為在兩相鄰站點(diǎn)之間的軌道區(qū)段以獨(dú)立供電模式運(yùn)行做好準(zhǔn)備。斬波器“Hemb” 3適合在200kW到500kW的功率范圍內(nèi)充電，例如在本例中為300kW，該功率已足夠在制動(dòng)或開(kāi)動(dòng)過(guò)程中對(duì)超級(jí)電容模塊進(jìn)行充電。在一個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)由斬波器“Hemb”3所傳輸并轉(zhuǎn)換的電壓對(duì)超級(jí)電容模塊2充電時(shí)，或者當(dāng)由站點(diǎn)的斬波器“Hstat” 11所傳輸并轉(zhuǎn)換的電壓對(duì)超級(jí)電容模塊2充電時(shí)，斬波器“Hemb”3都會(huì)監(jiān)測(cè)超級(jí)電容模塊2的狀態(tài)并操控充電過(guò)程。這樣的設(shè)計(jì)可以實(shí)現(xiàn)控制裝置的合并利用并簡(jiǎn)化站點(diǎn)斬波器的配置。本發(fā)明的以上描述中的轉(zhuǎn)換器3和11均包括斬波器，可用于超級(jí)電容模塊2的充電。在另一實(shí)施例中，能量存儲(chǔ)系統(tǒng)可采用電化學(xué)電池替代超級(jí)電容模塊，或在超級(jí)電容模塊以外再設(shè)置一電化學(xué)電池，而所述靜態(tài)轉(zhuǎn)換器3和11則包括被設(shè)計(jì)成使“Semb”和“ Sstat ”電源適用于電池的電壓轉(zhuǎn)換器。在一個(gè)實(shí)施例中，靜態(tài)轉(zhuǎn)換器3也用于在獨(dú)立供電模式下使電池提供的能量適用于電動(dòng)機(jī)。
在另一實(shí)施例中，能量存儲(chǔ)系統(tǒng)可采用飛輪替代超級(jí)電容模塊，或在超級(jí)電容模塊以外再設(shè)置一飛輪，而所述靜態(tài)轉(zhuǎn)換器3和11則包括被設(shè)計(jì)成使“Semb”和“Sstat”電源適用于飛輪(將直流電流轉(zhuǎn)換成交流電流)的電壓轉(zhuǎn)換器。在一個(gè)實(shí)施例中，靜態(tài)轉(zhuǎn)換器3也用于在獨(dú)立供電模式下使飛輪所提供的能量適用于電動(dòng)機(jī)(將交流電流轉(zhuǎn)換成直流電流)。在一個(gè)實(shí)施例中，站臺(tái)靜態(tài)轉(zhuǎn)換器，例如斬波器，是可反轉(zhuǎn)的并且可適用于接收車輛中的車載儲(chǔ)能系統(tǒng)所提供的能量。 這樣的設(shè)計(jì)在車載儲(chǔ)能系統(tǒng)累積過(guò)多能量并且能夠再次從相鄰站點(diǎn)間的軌道區(qū)段回收能量(例如下陡坡)時(shí)尤其有用。由斬波器所傳輸?shù)膩?lái)自車載儲(chǔ)能系統(tǒng)的該能量，而后例如經(jīng)由可反轉(zhuǎn)的分站被提供給直接外部網(wǎng)絡(luò)或存儲(chǔ)在地面上的合適系統(tǒng)中。
權(quán)利要求
1.一種用于包括一車載儲(chǔ)能系統(tǒng)(7)的軌道車輛(I)的供電方法，其特征在于，包括 由位于所述軌道車輛的一站臺(tái)(10)的一站臺(tái)靜態(tài)能量轉(zhuǎn)換器(11)接收電能； 將所述軌道車輛停止在所述站臺(tái)，由所述站臺(tái)靜態(tài)能量轉(zhuǎn)換器(11)將所接收到的電能傳輸給所述車載儲(chǔ)能系統(tǒng)(7)，所述站臺(tái)靜態(tài)能量轉(zhuǎn)換器(11)將提供給車載儲(chǔ)能系統(tǒng)的電壓(V3)轉(zhuǎn)換為所述車載儲(chǔ)能系統(tǒng)的一充電狀態(tài)的一函數(shù)； 以在站臺(tái)靜態(tài)能量轉(zhuǎn)換器(11)轉(zhuǎn)換后的電壓(V3)下所傳輸?shù)哪芰康囊缓瘮?shù)對(duì)所述車載儲(chǔ)能系統(tǒng)(7)進(jìn)行充電。
2.如權(quán)利要求I所述的供電方法，其特征在于 所述車載儲(chǔ)能系統(tǒng)(7)包括一車載靜態(tài)能量轉(zhuǎn)換器(3)和一能量存儲(chǔ)模塊(2); 所述車載靜態(tài)能量轉(zhuǎn)換器(3)適于通過(guò)將提供給能量存儲(chǔ)模塊(2)的電壓(V2)轉(zhuǎn)換為所述能量存儲(chǔ)模塊的一充電狀態(tài)的一函數(shù)將能量傳輸給能量存儲(chǔ)模塊； 其中，在由站臺(tái)靜態(tài)能量轉(zhuǎn)換器(11)向車載儲(chǔ)能系統(tǒng)傳輸能量的過(guò)程中，所述站臺(tái)靜態(tài)能量轉(zhuǎn)換器和所述車載靜態(tài)能量轉(zhuǎn)換器(3)配合運(yùn)作。
3.如權(quán)利要求I或2所述的供電方法，其特征在于，在由站臺(tái)靜態(tài)能量轉(zhuǎn)換器(11)向車載儲(chǔ)能系統(tǒng)(7)傳輸能量的過(guò)程中，所述車載靜態(tài)能量轉(zhuǎn)換器監(jiān)控所述能量存儲(chǔ)模塊的狀態(tài)，并將所述站臺(tái)靜態(tài)能量轉(zhuǎn)換器的運(yùn)作操控為所監(jiān)控到的狀態(tài)的一函數(shù)。
4.如前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的供電方法，其特征在于 所述站臺(tái)靜態(tài)能量轉(zhuǎn)換器(11)的傳輸功率在500kW到3000kW之間； 所述車載靜態(tài)能量轉(zhuǎn)換器(3)的傳輸功率在300kW到500kW之間。
5.如前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的供電方法，其特征在于，所述站臺(tái)靜態(tài)能量轉(zhuǎn)換器(11)和所述車載靜態(tài)能量轉(zhuǎn)換器(3)均包括斬波器，且相應(yīng)地所述能量存儲(chǔ)模塊包括超級(jí)電容。
6.一種用于為包括一車載儲(chǔ)能系統(tǒng)(7)的軌道車輛⑴供電的站內(nèi)供電系統(tǒng)(13),其特征在于，所述站內(nèi)供電系統(tǒng)包括一站臺(tái)靜態(tài)能量轉(zhuǎn)換器(11)，其位于所述軌道車輛的一站臺(tái)，適于接收一電能并當(dāng)所述軌道車輛停止在所述站臺(tái)時(shí)向所述車載儲(chǔ)能系統(tǒng)(7)進(jìn)行所述電能的傳輸，所述站臺(tái)靜態(tài)能量轉(zhuǎn)換器(11)將提供給車載儲(chǔ)能系統(tǒng)(7)的電壓(V3)轉(zhuǎn)換為所述車載儲(chǔ)能系統(tǒng)的一充電狀態(tài)的一函數(shù)。
7.如權(quán)利要求6所述的站內(nèi)供電系統(tǒng)(13)，其特征在于，所述站臺(tái)靜態(tài)能量轉(zhuǎn)換器(11)適于在所述傳輸中與軌道車輛內(nèi)的車載儲(chǔ)能系統(tǒng)的一車載靜態(tài)能量轉(zhuǎn)換器(3)配合運(yùn)作，所述車載靜態(tài)能量轉(zhuǎn)換器用于通過(guò)將提供給所述車載儲(chǔ)能系統(tǒng)(7)的一能量存儲(chǔ)模塊(2)的電壓(V2)轉(zhuǎn)換為所述能量存儲(chǔ)模塊的一充電狀態(tài)的一函數(shù)，將能量傳輸給所述能量存儲(chǔ)模塊。
8.如權(quán)利要求6或7所述的站內(nèi)供電系統(tǒng)(13)，其特征在于，在所述傳輸中，所述站臺(tái)靜態(tài)能量轉(zhuǎn)換器(11)的運(yùn)作被轉(zhuǎn)換為由車載靜態(tài)能量轉(zhuǎn)換器(3)提供的操控?cái)?shù)據(jù)的一函數(shù)。
9.如權(quán)利要求6至8中任一項(xiàng)所述的站內(nèi)供電系統(tǒng)(13)，其特征在于，所述站臺(tái)靜態(tài)能量轉(zhuǎn)換器(11)的傳輸功率在500kW到3000kW之間。
10.如權(quán)利要求6至9中任一項(xiàng)所述的站內(nèi)供電系統(tǒng)(13)，其特征在于，所述站臺(tái)靜態(tài)能量轉(zhuǎn)換器(11)包括一斬波器。
11.如權(quán)利要求6至10中任一項(xiàng)所述的站內(nèi)供電系統(tǒng)(13)，其特征在于，所述站臺(tái)靜態(tài)能量轉(zhuǎn)換器是可反轉(zhuǎn)的，并適于接收由軌道車輛內(nèi)的車載儲(chǔ)能系統(tǒng)提供的能量。
12.一種用于軌道車輛(I)的車載儲(chǔ)能系統(tǒng)(7)，其特征在于，包括一車載靜態(tài)能量轉(zhuǎn)換器(3)和一能量存儲(chǔ)模塊(2); 所述車載靜態(tài)能量轉(zhuǎn)換器(3)適于通過(guò)將提供給能量存儲(chǔ)模塊(2)的電壓(V2)轉(zhuǎn)換為所述能量存儲(chǔ)模塊的一充電狀態(tài)的一函數(shù)將能量傳輸給能量存儲(chǔ)模塊； 其中，所述車載靜態(tài)能量轉(zhuǎn)換器(3)適于在由位于所述軌道車輛的一站臺(tái)的一站臺(tái)靜態(tài)能量轉(zhuǎn)換器(11)向所述能量存儲(chǔ)模塊(2)傳輸能量的過(guò)程中與所述站臺(tái)靜態(tài)能量轉(zhuǎn)換器(11)配合運(yùn)作，以在站臺(tái)靜態(tài)能量轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換后的電壓(V3)下所傳輸?shù)哪芰康囊缓瘮?shù)對(duì)所述能量存儲(chǔ)模塊(2)進(jìn)行充電。
13.如權(quán)利要求12所述的車載儲(chǔ)能系統(tǒng)(7)，其特征在于，在由所述站臺(tái)靜態(tài)能量轉(zhuǎn)換器(11)向所述能量存儲(chǔ)模塊(2)進(jìn)行能量傳輸?shù)倪^(guò)程中，所述車載靜態(tài)能量轉(zhuǎn)換器(3)適于監(jiān)控所述能量存儲(chǔ)模塊的狀態(tài)，并將所述站臺(tái)靜態(tài)能量轉(zhuǎn)換器的運(yùn)作操控為所監(jiān)控到的狀態(tài)的一函數(shù)。
14.如權(quán)利要求12或13所述的車載儲(chǔ)能系統(tǒng)(7)，其特征在于所述車載靜態(tài)能量轉(zhuǎn)換器(3)的傳輸功率在300kW到500kW之間。
15.如權(quán)利要求12至14中任一項(xiàng)所述的車載儲(chǔ)能系統(tǒng)(7)，其特征在于，所述車載靜態(tài)能量轉(zhuǎn)換器(3)包括一斬波器，所述能量存儲(chǔ)模塊(2)包括超級(jí)電容。
16.一種包括如權(quán)利要求12至15中任一項(xiàng)所述的車載儲(chǔ)能系統(tǒng)(7)的軌道車輛(I)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種供電方法，應(yīng)用于包括一車載儲(chǔ)能系統(tǒng)(7)的軌道車輛(1)，所述方法包括由位于所述軌道車輛的一站臺(tái)(10)的一站臺(tái)靜態(tài)能量轉(zhuǎn)換器(11)接收電能；將所述軌道車輛停止在所述站臺(tái)，由所述站臺(tái)靜態(tài)能量轉(zhuǎn)換器(11)將所接收到的電能傳輸給所述車載儲(chǔ)能系統(tǒng)(7)，所述站臺(tái)靜態(tài)能量轉(zhuǎn)換器將提供給車載儲(chǔ)能系統(tǒng)的電壓(V3)轉(zhuǎn)換為所述車載儲(chǔ)能系統(tǒng)的一充電狀態(tài)的一函數(shù)；以及以在站臺(tái)靜態(tài)能量轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換后的電壓(V3)下所傳輸?shù)哪芰康囊缓瘮?shù)對(duì)所述車載儲(chǔ)能系統(tǒng)(7)進(jìn)行充電。本發(fā)明還涉及站內(nèi)供電系統(tǒng)、車載儲(chǔ)能系統(tǒng)及軌道車輛。
文檔編號(hào)B60M7/00GK102785592SQ201210154619
公開(kāi)日2012年11月21日 申請(qǐng)日期2012年5月17日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月19日
發(fā)明者O·尚塔爾 申請(qǐng)人:阿爾斯通運(yùn)輸股份有限公司