КОНТАКТНОЕ УСТРОЙСТВО, ТРАНСПОРТНОЕ СРЕДСТВО И ЗАРЯДНАЯ СТАНЦИЯ
CONTACT DEVICE, VEHICLE AND CHARGING STATION

Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к контактному устройству для размещения на электроприводном транспортном средстве, в частности электробусе или тому подобном, или на зарядной станции для электроприводного транспортного средства, к электроприводному транспортному средству и к зарядной станции для электроприводного транспортного средства, причем контактное устройство имеет по меньшей мере две контактные колодочные конструкции, каждая из которых содержит один контактный колодочный держатель и по меньшей мере одну контактную колодку, расположенную на контактном колодочном держателе и выполненную с возможностью контактирования с зарядным контактом зарядного контактного держателя зарядного контактного устройства зарядной станции или с контактной колодкой транспортного средства, при этом контактная колодка имеет соединительное устройство для соединения контактной колодки с электрическим проводом, который может быть подведен к транспортному средству или к зарядной станции.
Уровень техники
Такие контактные устройства, электроприводные транспортные средства и зарядные станции известны из уровня техники, контактные устройства указанного в начале типа обычно используют для зарядки электроприводных транспортных средств на остановке или остановочном пункте. Электроприводные транспортные средства ближнего сообщения, такие как электробусы, могут, помимо прочего, непрерывно получать электроэнергию по воздушной линии. Чтобы воспользоваться преимуществами электропривода даже без сети воздушных линий, известна возможность оснащения транспортных средств общественного транспорта батареями или накопителями энергии другого типа. Однако продолжительная работа транспортного средства может быть обеспечена только в том случае, если во время остановки транспортного средства на остановке осуществляется зарядка батарей. Из уровня техники известны различные контактные устройства для создания электропроводящего соединения между стационарной зарядной станцией в области остановки и транспортным средством или электробусом. В случае электробуса так называемый токосъемник с контактной колодкой может быть расположен на крыше электробуса, при этом рельс, продольно проходящий в направлении движения электробуса, или зарядный контакт подвешен над проезжей частью в области остановки. При остановке электробуса на остановке токосъемник перемещается вверх от крыши автобуса к рельсу или зарядному контакту, в результате чего образуется электрическое соединение на время запланированной остановки электробуса на остановке, так что в этот промежуток времени может производиться зарядка. Также из уровня техники известно расположение контактной колодки непосредственно на крыше электробуса, при этом над проезжей частью в области остановки подвешено позиционирующее устройство или качающийся рычаг с расположенным на нем зарядным контактом. В этом случае зарядный контакт перемещают вниз к контактной колодке с помощью позиционирующего устройства или качающегося рычага, так чтобы была возможность произвести соответствующую зарядку.
Кроме того, контактные колодки могут потребоваться, например, для линии управления, заземления или передачи данных. Тогда на контактном устройстве размещают несколько контактных колодок, которые могут быть приведены в контакт с соответствующим количеством зарядных контактов, которые расположены в направлении движения электробуса и которые могут быть выполнены, например, в виде параллельных рельсов. Таким образом, большее количество контактных пар может быть изготовлено одновременно или принимая во внимание конкретную последовательность. В частности, таким образом, могут быть использованы дополнительно выполненные электрические соединительные линии между стационарной зарядной станцией и транспортным средством, например, для управления и отслеживания процесса зарядки.
В известном контактном устройстве два контактных блока, каждый из которых содержит две контактные колодочные конструкции, расположены параллельно друг другу на крыше электроприводного транспортного средства, причем обе контактные колодочные конструкции расположены друг за другом и рядом друг с другом внутри контактного блока. Контактные колодочные конструкции контактного блока также могут быть соединены друг с другом. В этом случае каждая контактная колодочная конструкция содержит контактный колодочный держатель и одну контактную колодку, расположенную на контактном колодочном держателе и выполненную с возможностью контактирования с зарядным контактом зарядного контактного держателя зарядного контактного устройства зарядной станции, подвешенной над проезжей частью в области остановки. Кроме того, каждая контактная колодка имеет соединительное устройство для соединения контактной колодки с электрическим проводом, таким как кабель, который может быть подведен к транспортному средству или к батарее транспортного средства. В качестве соединительного устройства обычно используют винт, который ввинчен в сквозное отверстие поверхности верхней стороны контактной колодки или контактной поверхности контактной колодки. В данном случае недостатком является то, что, с одной стороны, головка винта, выступающая за пределы контактной поверхности, снижает качество потока зарядного тока, образованного между контактной колодкой и зарядным контактом, или качество передачи тока, и, с другой стороны, головка винта оставляет на зарядном контакте рисунок в виде сварной точки при контактировании с зарядным контактом, что ведет к постепенному ослаблению материала зарядного контакта. Таким образом, качество передачи тока снижается еще больше. Кроме того, нагрев винта, происходящий во время процесса зарядки, иногда приводит к удлинению винта, что обычно приводит к отсоединению электрического провода от контактной колодки. Кроме того, соединительное устройство обычно выполнено таким образом, что только один электрический провод, имеющий предварительно заданное поперечное сечение провода, может быть соединен с контактной колодкой постоянно, что, не в последнюю очередь, приводит к ограничению максимальной силы тока зарядки и делает невозможным гибкое использование контактного устройства. Таким образом, простая замена провода, соединенного с контактной колодкой и имеющего поперечное сечение, проводом, имеющим поперечное сечение, отличное от указанного поперечного сечения, невозможна. Другой недостаток этого контактного устройства связан с тем обстоятельством, что на практике контактная колодка имеет только одно сквозное отверстие, так что провод не может быть зафиксирован на контактной колодке в свободно выбираемом положении.
Кроме того, известно обеспечение контактной колодки нагревательным устройством, при этом нагревательные нити на практике вводятся в полость контактной колодки под контактной поверхностью контактной колодки. Проблемой является то, что нагревательные нити просто вставлены в полость, так что между нагревательными нитями и материалом контактной колодки обычно образуется воздушный зазор. В результате этого нагревательные нити не могут развить полную мощность нагрева.
Раскрытие сущности изобретения
Ввиду вышеуказанного задачей настоящего изобретения является предложение контактного устройства для размещения на электроприводном транспортном средстве, электроприводного транспортного средства, а также зарядной станции для электроприводного транспортного средства, которые обеспечивают лучшую передачу тока.
Указанная задача решена контактным устройством с признаками п. 1 формулы, электроприводным транспортным средством с признаками п. 16 формулы, и зарядной станцией с признаками п. 18 формулы.
Контактное устройство согласно изобретению для размещения на электроприводном транспортном средстве, в частности электробусе или тому подобном, или на зарядной станции для электроприводного транспортного средства, имеет по меньшей мере две контактные колодочные конструкции, каждая из которых содержит контактный колодочный держатель и по меньшей мере одну контактную колодку, расположенную на контактном колодочном держателе и выполненную с возможностью контактирования с зарядным контактом зарядного контактного держателя зарядного контактного устройства зарядной станции или с контактной колодкой транспортного средства, при этом контактная колодка имеет соединительное устройство для соединения контактной колодки с электрическим проводом, который может быть подведен к транспортному средству или к зарядной станции, при этом соединительное устройство содержит канавку, проходящую в продольном направлении в контактной колодке, и прикрепленный к канавке соединительный элемент для соединения с электрическим проводом.
Следовательно, соединительное устройство в этом случае выполнено не в виде винта, ввинченного в сквозное отверстие поверхности верхней стороны контактной колодки или контактной поверхности контактной колодки, или тому подобного, а содержит канавку, проходящую в продольном направлении в контактной колодке, а также прикрепленный к канавке соединительный элемент, посредством которого электрический провод соединяют с контактной колодкой. Таким образом, провод можно закрепить на контактной колодке в свободно выбираемом положении, благодаря чему контактное устройство может использоваться более гибким образом. При этом соединительный элемент может быть выполнен в соответствии с формой канавки и может быть соединен с канавкой с геометрическим замыканием, так что соединительный элемент не нуждается в дополнительном закреплении. Однако также возможно, что соединительный элемент дополнительно соединен с канавкой с силовым замыканием. Предпочтительно, канавка проходит по всей длине контактной колодки. Соединительный элемент может по меньшей мере частично входить в канавку. Предпочтительно соединительный элемент также может быть выполнен из электропроводящего материала. В целом, за счет такого исполнения соединительного устройства, с одной стороны, можно повысить качество передачи тока между контактной колодой и зарядным контактом, а, с другой стороны, можно избежать образования рисунков в виде сварочных точек, которые ослабляют материал зарядного контакта.
Согласно конструктивно выгодному варианту осуществления изобретения канавка может быть выполнена в виде Т-образного паза. В этом случае соединительный элемент может быть очень надежно прикреплен к канавке. Также возможна канавка в форме ласточкиного хвоста.
В дальнейшем усовершенствовании изобретения соединительный элемент может быть выполнен с возможностью перемещения в продольном направлении канавки. Тогда соединительный элемент можно вручную перемещать в канавке. Таким образом, положение соединительного элемента в канавке может быть свободно выбрано в любое время. Таким образом, можно выгодно адаптировать положение соединительного элемента на направляющей электрического провода, отходящей от транспортного средства. Для уменьшения трения между канавкой и соединительным элементом в канавке также может быть предусмотрено средство для скольжения или смазка.
В одном варианте осуществления изобретения соединительное устройство может иметь разъем для провода, соединенный с соединительным элементом. В качестве разъема для провода могут быть предусмотрены кабельный наконечник, клемма или втулка. В частности, электрический провод может быть надежно прикреплен к контактной колодке без использования винта.
В соответствии с предпочтительным конструктивным вариантом осуществления изобретения разъем для провода может быть соединен с соединительным элементом с возможностью отсоединения. Тогда разъем для провода может быть адаптирован к поперечному сечению электрического провода. Таким образом, контактное устройство может использоваться еще более гибким способом.
Два или более соединительных элемента также могут быть прикреплены к канавке. Тогда к каждому соединительному элементу может быть подключен электрический провод, так что максимальная скорость зарядки может быть выгодно увеличена с увеличением количества соединительных элементов или электрических проводов. Это может привести к сокращению времени зарядки.
Предпочтительно, чтобы канавка была расположена на нижней стороне контактной колодки. Тогда канавка хорошо защищена от внешних воздействий, в частности, от погодных воздействий. Канавка также может проходить в продольном направлении по боковой поверхности контактной колодки, которая не имеет контактной поверхности.
В одном варианте осуществления изобретения поверхность верхней стороны контактной колодки может быть выполнена герметично закрытой по отношению к окружающей среде. Под верхней стороной контактной колодки следует понимать сторону контактной колодки, которая имеет контактную поверхность, причем контактная поверхность выполнена с возможностью контактирования с зарядным контактом. Предпочтительно, контактная поверхность может занимать всю поверхность верхней стороны контактной колодки, обеспечивая тем самым хорошую передачу тока. Благодаря тому, что поверхность выполнена герметично закрытой, что означает, в частности, что головка винта не выступает за пределы поверхности, качество передачи тока может быть дополнительно улучшено.
В одном варианте осуществления изобретения контактная колодка может иметь нагревательное устройство. Тепло, генерируемое нагревательным устройством, может эффективно удалять слой льда, инея или тому подобного с контактной колодки, так что даже в относительно прохладных или зимних погодных условиях может быть обеспечена оптимальная передача тока.
В выгодном варианте осуществления изобретения нагревательное устройство может быть выполнено в виде по меньшей мере одной нагревательной нити, встроенной в канавку. При этом канавка может иметь углубление, в которое может быть вставлена нагревательная нить таким образом, чтобы нагревательная нить по меньшей мере частично была соединена с канавкой с геометрическим замыканием.
В особом варианте осуществления изобретения нагревательная нить может быть по меньшей мере частично, предпочтительно полностью, отформована в материале, введенном в канавку. Таким образом, может быть достигнуто, что нагревательная нить прилегает к поверхности прилегания канавки без образования воздушного зазора между нагревательной нитью и материалом контактной колодки, так что нагревательная нить способна развить свою полную нагревательную мощность. Под материалом, введенным в канавку, можно понимать термостойкий диэлектрический материал, такой как силиконовая смола или эпоксидная смола.
Особенно предпочтительно, контактное устройство может содержать два контактных блока, каждый из которых содержит две контактные колодочные конструкции. Предпочтительно, каждая контактная колодочная конструкция содержит один контактный колодочный держатель и ровно одну контактную колодку, расположенную на контактном колодочном держателе. При этом две контактные колодочные конструкции могут быть расположены внутри контактного блока друг за другом и рядом друг с другом. Контактные блоки могут быть выровнены параллельно друг другу. Предпочтительно, дополнительные контактные колодки или контактные колодочные держатели могут быть использованы для управления и отслеживания процесса зарядки или для заземления или для передачи данных.
Контактные колодочные держатели могут соединяться друг с другом. Для этого, например, могут быть предусмотрены винты.
В одном варианте осуществления изобретения контактный колодочный держатель может иметь первую опорную конструкцию, расположенную на первом конце контактной колодки, и вторую опорную конструкцию, расположенную на втором конце контактной колодки. Первая и вторая опорные конструкции могут иметь сквозные отверстия для соединения опорных конструкций с транспортным средством с помощью винтов. Кроме того, по меньшей мере одна из опорных конструкций может иметь соединения для нагревательного устройства контактной колодки, такого как нагревательные нити, а также для подачи питания на нагревательное устройство.
В выгодном варианте осуществления изобретения соединительное устройство может иметь пазовый сухарь. Тогда соединительный элемент можно легко прикрепить вдоль канавки в нужном положении. Пазовый сухарь может иметь резьбу, так что соединительный элемент может быть свинчен с пазовым сухарем с помощью винта.
Приведенное выше описание контактного устройства в первую очередь описывает вариант осуществления, в котором контактное устройство расположено на электроприводном транспортном средстве. Разумеется, специалист в данной области перенесет все признаки, содержащиеся в приведенном выше описании, с соответствующими изменениями на вариант осуществления, в котором контактное устройство расположено на зарядной станции для электроприводного транспортного средства.
Электроприводное транспортное средство согласно изобретению, в частности электробус или тому подобное, имеет контактное устройство согласно изобретению. Для описания преимуществ транспортного средства согласно изобретению делается ссылка на выгодные эффекты контактного устройства согласно изобретению.
В одном варианте осуществления контактные колодочные конструкции могут быть расположены параллельно друг другу на транспортном средстве. В этом расположении контактная колодка контактной колодочной конструкции выровнена параллельно контактной колодке другой контактной колодочной конструкции.
Прочие выгодные варианты осуществления транспортного средства очевидны из раскрытия признаков зависимых пунктов формулы изобретения, подчиненных пункту 1 формулы на устройство.
Зарядная станция согласно изобретению для электроприводного транспортного средства, в частности электробуса или тому подобного, имеет контактное устройство согласно изобретению. Для описания преимуществ зарядной станции согласно изобретению делается ссылка на выгодные эффекты контактного устройства согласно изобретению.
Прочие выгодные варианты осуществления зарядной станции очевидны из раскрытия признаков зависимых пунктов формулы изобретения, подчиненных пункту 1 формулы на устройство.
Краткое описание чертежей
Далее предпочтительные варианты осуществления изобретения будут описаны более подробно со ссылкой на прилагаемые чертежи.
На фиг. 1 показан вид в аксонометрии контактной колодочной конструкции в одном варианте осуществления;
На фиг. 2 показан вид в разрезе контактной колодочной конструкции вдоль линии А-А;
На фиг. 3 показан вид снизу контактной колодочной конструкции в другом варианте осуществления;
На фиг. 4 показан вид сбоку контактной колодочной конструкции, показанной на фиг. 3;
На фиг. 5 показан вид сверху контактного устройства;
На фиг. 6 показана контактная колодочная конструкция, известная из уровня техники.
Осуществление изобретения
На фиг. 1 и фиг. 2 показана контактная колодочная конструкция 10, которая содержит контактный колодочный держатель 11 и расположенную на контактном колодочном держателе 11 контактную колодку 12, выполненную с возможностью контактирования с зарядным контактом (не показан). Кроме того, контактная колодка 12 имеет соединительное устройство 13 для соединения контактной колодки 12 с электрическим проводом 14, который может быть подведен к электроприводному транспортному средству (не показано). В частности, электрический провод 14 может быть соединен с батарей (не показана) электроприводного транспортного средства. Соединительное устройство 13, в свою очередь, содержит канавку 15, которая проходит в продольном направлении в контактной колодке 12 и которая в данном случае выполнена в виде Т-образного паза, и соединительный элемент 16, прикрепленный к канавке 15, для соединения с электрическим проводом 14. При этом соединительный элемент 16 выполнен с возможностью перемещения вдоль канавки 15 и может быть закреплен без возможности перемещения или смещения в произвольном положении вдоль канавки 15 с помощью винта 17 соединительного устройства 13 и не показанного пазового сухаря соединительного устройства 13. Кроме того, соединительное устройство 13 имеет разъем 18 для провода, который свинчен с соединительным элементом 16 и в данном случае выполнен в виде кабельного наконечника.
Поверхность 19 верхней стороны 20 контактной колодки 12 герметично закрыта по отношению к окружающей среде. Контактный колодочный держатель 11 содержит первую опорную конструкцию 22, расположенную на первом конце 21 контактной колодки 12, и вторую опорную конструкцию 24, расположенную на втором конце 23 контактной колодки 12, при этом опорные конструкции 22 или 24 могут быть соединены с транспортным средством с помощью винтов 25 или 26. Кроме того, контактная колодка 12 имеет нагревательное устройство 27, которое выполнено в виде нагревательной нити 28, встроенной в канавку 15. Нагревательная нить 28 полностью отформована в материале 29, введенном в канавку 15. Первая опорная конструкция 22 содержит соединение 30 для нагревательной нити 28, а также выполненное в виде муфты соединение 31 для подключения кабеля (не показан) для питания нагревательного устройства 27.
На фиг. 2 показан вид в разрезе контактной колодочной конструкции 10 вдоль линии А-А с видом в направлении R, т.е. в направлении первой опорной конструкции 22.
На фиг. 3 и фиг. 4 показана контактная колодочная конструкция 32, которая по существу соответствует контактной колодочной конструкции 10. В частности, можно увидеть первую опорную конструкцию 33 с соединением 34 для не показанного здесь кабеля для подачи питания в непоказанное нагревательное устройство и соединительное устройство 35, причем соединительный элемент 38 может быть закреплен в продольном направлении канавки 37 в произвольном положении с помощью винта 36.
На фиг. 5 показано контактное устройство 39, которое содержит четыре контактные колодочные конструкции 40. Электрические провода 41 соединены с контактным устройством 39 посредством соединительного устройства (не показано). При этом каждая из двух контактных колодочных конструкций 40 соединена в один контактный блок 42, при этом контактные блоки 42 расположены параллельно друг другу. Внутри контактных блоков 42 контактные колодочные конструкции 40 расположены друг за другом таким образом, что первые опорные конструкции 43 примыкают друг к другу или соединены друг с другом.
На фиг. 6 показана известная из уровня техники контактная колодочная конструкция 44, содержащая контактный колодочный держатель 45 и контактную колодку 46, которая имеет сквозное отверстие 47. Не показанный на фигуре электрический провод соединен с контактной колодкой 46 с помощью также не показанного винта таким образом, что непоказанная головка винта выступает за контактную поверхность 49 контактной колодки 46. Кроме того, контактный колодочный держатель 45 имеет нагревательное устройство 48, нагревательная нить, не показанная на фиг. 6, вставлена в непоказанную полость, расположенную ниже контактной поверхности 49 контактной колодки 46.
Описание, чертежи и формула изобретения содержат множество признаков в комбинации. Специалист в данной области также рассмотрит целесообразным образом эти признаки индивидуально и объединит их в другие полезные комбинации. Например, если зависимый пункт формулы, подчиненный независимому пункту формулы, включающему в себя совокупность признаков А, содержит, например, признак В и признак С, специалисту в данной области будет целесообразно также рассмотреть комбинацию признаков А с признаком В без признака С. В частности, специалист в данной области также будет объединять признаки различных вариантов осуществления, проиллюстрированных на чертежах.