專利名稱：用于將能量傳送至車輛的系統(tǒng)及操作該系統(tǒng)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于將能量傳送至車輛，特別是諸如輕軌車輛的軌道車輛的系統(tǒng)。具體來說，該輕軌車輛可以是有軌電車。本發(fā)明還涉及操作這樣系統(tǒng)的方法，并且其涉及制造這樣系統(tǒng)的方法
背景技術(shù)：
有軌電車通常經(jīng)由接觸如架空線或?qū)щ娷壍膶w的受電弓(pantograph)，而被提供電能。然而，在諸如城市的歷史中心內(nèi)的特定環(huán)境下，由于美觀原因，這樣的導體并不受歡迎。另ー方面，埋設(shè)在地面內(nèi)的導電軌會造成安全問題。為了克服這個問題，能量可被電感地傳送至車輛。軌道側(cè)導體配置產(chǎn)生電磁場。該場由車輛上的線圈接收，以使得該場通過感應(yīng)產(chǎn)生電壓。傳送的能量可用于推進該車輛和/或用于諸如為該車輛的輔助系統(tǒng)(例如供暖與通風系統(tǒng))提供能量的其它目的。將能量傳送至包括電導體配置的車輛的系統(tǒng)也可以包括適于操作該導體配置的電氣和/或電子裝置。該裝置之一可以是從直流電流生成交流電流的逆變器。該直流電流可由將電能供應(yīng)至導體配置的電源線路攜載。該交流電流可以是由該導體配置攜載以產(chǎn)生電磁場的電流。由于該車輛需要相對高的功率，相應(yīng)的功率逆變器將產(chǎn)生熱功率形式的顯著損耗。然而，用于操作該電導體配置的電氣和/或電子裝置可以包括其它類型的裝置，諸如接通及關(guān)斷該電導體配置的區(qū)段的功率開關(guān)、檢測車輛存在的檢測裝置以及其它裝置。這些裝置可被設(shè)置在地面上的箱體或其它殼體中。因此，由這些裝置產(chǎn)生的熱損耗可易于傳送至周圍環(huán)境。然而，如果使用通風機進行強制冷卻，這會導致產(chǎn)生無法接受的噪音。另外，尤其在城市的歷史性地區(qū)中，地面上的殼體是無法接受的。另ー方面，將這些裝置埋設(shè)在地面內(nèi)將惡化對周圍環(huán)境的傳熱。諸如土壌、巖石及砂的典型地面材料是不良的導熱體。直接將這些裝置埋設(shè)于地面內(nèi)是ー種選擇。DE 699 29 353 T2公開將變壓器直接埋設(shè)在地面內(nèi)，其中該變壓器的一次繞組與二次繞組以絕緣材料鑄成，而變壓器的磁心未被覆蓋以將熱傳送至周圍土壌。然而，直接埋設(shè)用于操作導體配置的裝置將使得難以進行裝置的維護以及必要時部件的替換。另外，特別是諸如半導體開關(guān)的電子裝置需要至少某種保護以避免水及污物。另外，天然地面材料的導熱率很小，因此不利于從變壓器中消除熱量。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供ー種上述種類的系統(tǒng)，其中待被冷卻的裝置不需要地面上的殼體而被有效冷卻。而且，將能夠不費カ地執(zhí)行這些裝置的維護及修理。進ー步的目的是提供ー種操作這樣系統(tǒng)的方法及ー種制造這樣系統(tǒng)的方法。本發(fā)明的基本構(gòu)想是使用地面內(nèi)的腔體，以容納待被冷卻的ー個或多個裝置。由蓋體在腔體的頂部封閉該腔體，并且該蓋體形成地面的表面的一部分。“表面的一部分”包括一些諸如土壤或污物的松散顆?？赡艽嬖谟谏w體的頂部上的情況。然而，優(yōu)選的是這樣的顆粒層薄于1cm，優(yōu)選薄于O. 2cm。優(yōu)選地，該蓋體由傳熱系數(shù)顯著高于諸如土壌、巖石及砂的天然地面材料的ー種或多種材料制成。“顯著”意味著傳熱系數(shù)至少大于五倍，優(yōu)選十倍。蓋體的優(yōu)選材料是金屬，例如鋼。術(shù)語“地面”包括諸如鐵路軌道部分的人造或人工地面。例如，可以移除天然地面，而在該位置可替代地建 造鐵路軌道，包括限定出該腔體的地面。人工地面的另ー示例是城市內(nèi)的任意人造地面。將待被冷卻的裝置布置于地面內(nèi)的腔體內(nèi)使該裝置不可見。因而這樣的配置即使對于城市的歷史性地區(qū)也是可接受的。不存在地面上的空間消耗。而且，因為在腔體頂部具有蓋體，所以移除蓋體以執(zhí)行裝置的維護和/或修理的工作相對較小。另外，該蓋體可適于承載任意重量或負荷，包括車輛，諸如公路汽車或?qū)⑹褂秒妼w配置提供電能的軌道車輛。發(fā)明人已經(jīng)認識到待被冷卻的裝置僅在車輛行進在該電導體配置的附近時暫時產(chǎn)生熱的事實。持久操作該導體配置會造成大量能量損失，并且會產(chǎn)生不期望的電磁場。優(yōu)選的是該電導體配置僅在車輛行進在該導體配置的正上方時被操作。為了控制電導體配置的暫時操作，可使用位于腔體中的待被冷卻的裝置中的至少ー個。例如，可以關(guān)斷上述種類的逆變器，以使得該逆變器不從電源線路對該電導體配置饋送電能。具體來說，提出ー種用于將能量傳送至車輛的系統(tǒng)，其中該車輛可以是諸如輕軌車輛的軌道車輛，其中-該系統(tǒng)包括適于產(chǎn)生電磁場的電導體配置，該電磁場可由車輛接收，從而將能量傳送至車輛；-該系統(tǒng)包括適于操作電導體配置的電氣和/或電子裝置，其中所述裝置在操作所述導體配置的同時產(chǎn)生熱量，并且因而待被冷卻；-該系統(tǒng)的冷卻配置包括〇具有腔體的結(jié)構(gòu)，待被冷卻的所述裝置中的至少ー個位于所述腔體內(nèi)；〇其中該結(jié)構(gòu)包括在頂部限定該腔體的蓋體，其中待被冷卻的裝置位于與該蓋體具有一距尚處；〇其中該結(jié)構(gòu)以該蓋體形成地面的表面的一部分的方式，整合在車輛行進的路徑的地面中。該具有腔體的結(jié)構(gòu)可以為任意結(jié)構(gòu)，特別是固體材料的結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)可以是整體的，可由ー個或ー個以上的材料構(gòu)成，和/或可具有帶有或不帶有開ロ的壁。例如這樣的壁的開ロ可用于容納將ー個或多個該裝置電連接至外部設(shè)備的電線和/或電纜。該結(jié)構(gòu)的優(yōu)選材料是金屬，因為金屬通常具有加速熱從腔體傳送至環(huán)境并且有助于避免結(jié)構(gòu)材料內(nèi)的熱點的良好導熱性。根據(jù)特定實施例，該結(jié)構(gòu)可具有五個與各自相鄰壁垂直延伸的平面壁，其中該五個壁形成底壁及四個側(cè)壁。該結(jié)構(gòu)頂部開放，并且在操作期間蓋體封閉該腔體?？梢砸瞥撋w體以觸及腔體的內(nèi)部，尤其是為了維護及修理腔體內(nèi)的待被冷卻的ー個或多個該裝置。例如，該結(jié)構(gòu)的高度可在20cm至I. 5m的范圍內(nèi)，優(yōu)選為30_50cm，該結(jié)構(gòu)的寬度可在30至70cm的范圍內(nèi)，優(yōu)選大約50cm，和/或該結(jié)構(gòu)的長度可在60cm至I. 5m范圍內(nèi)，優(yōu)選大約80cm。優(yōu)選地，在將布置腔體的位置周圍的土壤在將該結(jié)構(gòu)埋入該土壤之前被壓緊?？蛇x擇地，如在下文中描述的，也可以埋設(shè)附加材料。將該結(jié)構(gòu)外側(cè)的土壌和/或其它材料用作儲熱器。由腔體內(nèi)的ー個或多個裝置產(chǎn)生的大部分熱量經(jīng)由蓋體直接傳送至周圍，或者在傳送至結(jié)構(gòu)外的土壌或其它材料之后再傳送至環(huán)境。例如，如果因為周圍環(huán)境空氣溫度太高或因為陽光已加熱該蓋體，熱量不能經(jīng)由蓋體直接傳送至環(huán)境時，則所產(chǎn)生的大量熱量被傳送至該結(jié)構(gòu)外部的土壌和/或其它材料，并且一旦可經(jīng)由蓋體將熱量傳送至周圍吋，則所產(chǎn)生的大量熱量傳回至結(jié)構(gòu)的內(nèi)部、或傳回至該結(jié)構(gòu)的壁或其它元件。因為土壤的傳熱系數(shù)小，所以極少的熱量能夠持久地消散在地面內(nèi)。多巖石或多砂的地面，或土壌、巖石和/或砂的混合物也是如此。 待被冷卻的裝置中的至少ー個可以是適于將由電源線路攜載的直流電流逆變?yōu)橛蓪w配置攜載的交流電流的逆變器，其中該逆變器被電連接至該導體配置。逆變器每時間間隔產(chǎn)生特別高的熱量，特別當它們提供交流電以產(chǎn)生用于推進能量傳送的電磁場吋。以上給出了裝置的其它示例。優(yōu)選的是，待被冷卻的ー個或多個裝置不僅位干與該蓋體具有一距離處，而且該ー個或多個裝置還位于該腔體的底部。具體來說，該ー個或多個裝置可以布置在-向下延伸通過所述結(jié)構(gòu)的底部區(qū)域材料的導熱材料上，或者-所述結(jié)構(gòu)的底部區(qū)域材料上，其中導熱材料從所述底部區(qū)域材料向下延伸，其中導熱材料具有與底部區(qū)域材料相同或比底部區(qū)域材料更高的導熱率。優(yōu)選地，可以將附加元件布置在待被冷卻的裝置與導熱材料或底部區(qū)域材料之間。該附加元件的目的在于在與從裝置傳熱至導熱材料或底部區(qū)域材料的方向垂直的方向上將熱量散開。例如，如果該導熱材料或底部區(qū)域材料具有平坦及平面的上表面，并且如果該裝置的下表面也是平面，則該附加元件可以是由具有極高導熱系數(shù)，例如在300至500ff/(m*K)范圍內(nèi)的材料制成的薄墊。這樣薄墊的示例是美國俄亥俄州巴爾馬市雪大道12900 號的 GrafTech International 公司的 SPREADERSHIELD 2-D 散熱器。通常而言，石墨材料或碳材料可用作該裝置與導熱材料之間的附加元件的材料。這樣的材料的優(yōu)點在于熱量散布在該導熱材料或底部區(qū)域材料的表面上方，以使得熱量傳送至該導熱材料或底部區(qū)域材料，從而改進至結(jié)構(gòu)外部的傳熱。該附加元件的可替換或附加目的在于確保該裝置與該底部區(qū)域材料之間的良好熱接觸。例如，硅可用于確保熱接觸。熱接ロ材料的替代物例如是涂覆有相變化合物(例如，由DetaktaHans-Herbert von Saenger Isolier—und Messtechnik GmbH & Co. KG,Hans- Bockier-Ring 19，D-22851 Norderstedt, Germany 提供，產(chǎn)品名稱ThermaPhase)
及導熱且電絕緣的単一或多成分聚合物，并選擇性地由陶瓷及導熱材料(例如，由KerafolKeramische Foiien GmbH， Industriegebiet Stegenthumbach 4—6，D—92676 Eschenbach,Germany提供,產(chǎn)品名稱Keratherm)填充的聚酰亞胺箱。優(yōu)選地,該裝置與底部區(qū)域材料之間的附加材料是電絕緣的，尤其是如果底部區(qū)域材料是導電的吋。這有助于待被冷卻的裝置的絕緣。將該ー個或多個裝置布置在腔體底部的優(yōu)點在于一方面，熱量可由強制或自然對流而傳送至蓋體下側(cè)。另ー方面，如果蓋體溫度高于待被冷卻的ー個或多個裝置的溫度，則腔體內(nèi)的空氣是良好的絕熱體。這在周圍環(huán)境的空氣溫度高和/或陽光加熱蓋體時可能會發(fā)生。
如上所述，在結(jié)構(gòu)外側(cè)可以有另ー非天然地面材料的材料。優(yōu)選地，該結(jié)構(gòu)嵌入固體材料的外殼中，該固體材料的該結(jié)構(gòu)的每體積熱容量高于該結(jié)構(gòu)的材料的每體積熱容量。特別地，該固體材料可以是混凝土?；炷恋耐鈿ひ子谥圃臁＠?，其中布置有混凝土外殼的地面可以首先被壓緊，并且隨后可以去除相應(yīng)體積的地面。該體積對應(yīng)于外殼加上該結(jié)構(gòu)加上該腔體。隨后，該外殼可被產(chǎn)生和/或被插入該體積中。另外，可在插入或制造外殼之后或同吋，插入該結(jié)構(gòu)。優(yōu)選地，該結(jié)構(gòu)首先布置在該體積中，并且該結(jié)構(gòu)在插入該材料特別是混凝土時，用于限定外殼的區(qū)域。如上所述，如果在結(jié)構(gòu)的底部使用導熱材料，則該導熱材料優(yōu)選延伸至位于該結(jié)構(gòu)的底部的外殼中，并且更加優(yōu)選地，通過該外殼延伸至地面中。該導熱材料改善了至外殼 和/或外殼下方的地面的傳熱。為了通過對流提高熱量從腔體內(nèi)的ー個或多個裝置傳送至腔體的蓋體，該結(jié)構(gòu)可包括位于該腔體內(nèi)的通風機，用以強制腔體內(nèi)的空氣對流。優(yōu)選地，該結(jié)構(gòu)與位于蓋體的第一溫度傳感器結(jié)合，并且與位于待被冷卻的裝置的第二溫度傳感器結(jié)合，其中該通風機與控制器結(jié)合，該控制器適于根據(jù)溫度傳感器測量的溫度來控制該通風機的操作。如果蓋體的溫度高于待被冷卻的裝置的溫度，則可以由該控制器關(guān)斷通風機。因此，腔體內(nèi)的空氣可形成溫度從底部到頂部升高的穩(wěn)定水平延伸層，這有效地使該ー個或多個裝置與蓋體隔離。優(yōu)選地，密封該結(jié)構(gòu)以防止空氣傳入或傳出該腔體。例如，該結(jié)構(gòu)可由壁組成，并且在壁的上邊緣可以具有密封件以將腔體與蓋體密封。相對周圍環(huán)境空氣來密封該腔體以避免在周圍環(huán)境溫度高的情況下對于腔體內(nèi)部的加熱。另外，可以防止?jié)窨諝膺M入腔體。濕空氣會干擾裝置并且會導致電觸點及金屬部件的氧化。優(yōu)選地，該結(jié)構(gòu)適于防止顆粒和/或水侵入腔體內(nèi)。這可以由如上所述的在壁的上邊緣與蓋體之間具有密封件的相同結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)。諸如灰塵或煙塵的顆粒以及水會干擾裝置的操作和/或會導致操作的故障。另外，提出ー種用于將能量傳送至車輛，特別是諸如輕軌車輛的軌道車輛的系統(tǒng)的操作方法，其中該系統(tǒng)的電導體用于產(chǎn)生電磁場，該電磁場可由該車輛接收，從而將能量傳送至該車輛，-該系統(tǒng)的電氣和/或電子裝置用于操作所述電導體配置，其中所述裝置在操作導體配置的同時產(chǎn)生熱量，并且因而待被冷卻；-待被冷卻的所述裝置中的至少ー個在腔體內(nèi)被操作，而所述腔體由在頂部限定腔體的蓋體覆蓋，其中待被冷卻的ー個或多個裝置位干與所述蓋體具有一距離處，其中腔體以蓋體形成地面的表面的一部分的方式，定位于車輛行進的路徑的地面中。該方法的實施例及可選的特征由所附權(quán)利要求限定，并且該系統(tǒng)的描述相應(yīng)地適用。另外，提出ー種操作系統(tǒng)的方法，該系統(tǒng)用于將能量傳送至車輛，特別是諸如輕軌車輛的軌道車輛，該方法包括-提供適于產(chǎn)生電磁場的電導體配置，電磁場可由所述車輛接收，從而將所述能量傳送至車輛；-提供適于操作電導體配置的電氣和/或電子裝置，其中裝置在操作導體配置的同時產(chǎn)生熱量，并且因而待被冷卻；-提供冷卻配置，該冷卻配置包括〇具有腔體的結(jié)構(gòu)，待被冷卻的裝置中的至少ー個位于所述腔體內(nèi)；〇其中設(shè)置在頂部限定該腔體的蓋體，其中待被冷卻的裝置位干與所述蓋體具有一距離處；〇其中所述結(jié)構(gòu)以所述蓋體形成地面的表面的一部分的方式，整合在車輛行進的路徑的地面內(nèi)。該方法的實施例及可選的特征由所附權(quán)利要求限定，并且該系統(tǒng)的描述相應(yīng)地適
用。由待被冷卻的裝置操作的電導體配置可以-包括以蜿蜒方式(即在各種情況下，在行進方向延伸的線路緊接與行進方向成橫向延伸的區(qū)段，繼而再緊接在行進方向延伸的區(qū)段)沿車輛行進路線延伸的至少一條電氣線路；在多相系統(tǒng)情況中，該導體配置的全部線路優(yōu)選均以該方式布置；表述“蜿蜒(serpentine)”涵蓋具有彎曲結(jié)構(gòu)和/或具有與相鄰區(qū)段的急劇彎曲過渡區(qū)的直線區(qū)段的線路；直線區(qū)段是優(yōu)選的，因為它們產(chǎn)生更均勻的磁場。-包括至少兩條電氣線路，其中每條線路適于攜載交流電流的不同相；優(yōu)選地，該電導體配置包括三條線路，每條線路攜載三相交流電流的不同相；-包括多個片段，其中每一片段沿車輛行進路徑的不同區(qū)段延伸；每一片段可包括至少兩條線路的區(qū)段，并且每一片段可適于與其它片段単獨接通及關(guān)斷。每一片段的一個或多個相線路可以電連接至任意連續(xù)片段的對應(yīng)相線路(相線路的串聯(lián)連接)?？商鎿Q地，該連續(xù)片段的ー個或多個相線路可彼此隔離，并且例如可經(jīng)由每一片段的単獨逆變器連接至電源(相線路的并聯(lián)連接)。本發(fā)明的優(yōu)選應(yīng)用涉及供應(yīng)能量至鐵軌車輛。具體來說，用于產(chǎn)生電磁場的電導體配置可以位于(如果從頂部觀察)鉄路的兩鐵軌之間。例如，該導體配置的一條或多條電氣線路可被整合在鐵路的軌枕中，或可被埋入地面中。 在任意情況中，優(yōu)選的是包括待被冷卻的ー個或多個裝置的腔體位于鐵軌之一的旁邊，即并非位于兩鐵軌之間。因此，該導體配置的一條或多條線路可易于與該腔體內(nèi)的一個或多個裝置連接。如果該電導體配置包括多個片段(如上所述)，則優(yōu)選至少ー個腔體與每一片段相鄰，更優(yōu)選地該至少ー個腔體在兩連續(xù)片段之間的接ロ處。


將參考附圖來描述示例。附圖示出圖I示出鉄路的區(qū)段的三維視圖，其中將部分鐵路結(jié)構(gòu)剖開；圖2示意性示出穿過具有腔體的結(jié)構(gòu)的剖面圖，其中將該結(jié)構(gòu)嵌入地面內(nèi)的固體材料中；圖3示意性示出穿過具有腔體的結(jié)構(gòu)及穿過車輛軌道的另ー剖面圖；圖4示意性示出用于產(chǎn)生電磁場以便對行進在該軌道上的車輛提供能量的導體配置的第一實施例；
圖5示出導體配置的連續(xù)片段的區(qū)段，包括將直流電流逆變?yōu)榻涣麟娏饕责佀偷綄w配置的逆變器。
具體實施例方式圖I中示出的鐵路11布置在可由諸如土壌、砂和/或巖石的天然地面材料構(gòu)成的底層10上。然而，底層10可替換地是人造的，諸如通常作為基層用于建筑工程的壓縮材料。在該底層10的頂部，布置至少另ー層15。該層可例如由混凝土制成，但是可替換地，可由任意其它適于鉄路建筑的材料制成。層15在圖I左前方中的區(qū)域被切棹，以便顯示鉄路其它部分的結(jié)構(gòu)。層15包括凹槽，以用于容納兩鐵軌13a、13b的下部、容納攜載和/或容納導體配置17的支撐材料16、及容納諸如將鐵軌13固定在所期望位置并對齊的部件的其它可選部件。根據(jù)該特定實施例，導體配置17包括三個線路17a、17b、17c，以攜載三相交流電流的三相。每條線路17a、17b、17c沿著由鐵軌13限定的軌道延伸，但遵循蜿蜒狀的路徑。 然而，布置該導體配置的其它方式也是可能的。導體配置17由也設(shè)置在兩鐵軌13之間的保護層18覆蓋。結(jié)構(gòu)12布置在支撐材料16 —側(cè)，S卩，結(jié)構(gòu)12未布置在鐵軌13之間，而布置在兩鐵軌13外側(cè)。在圖I所示的特定實施例中，結(jié)構(gòu)12是矩形平行六面體(epiped)。將參考圖2及圖3描述該六面體的特定實施例的細節(jié)。結(jié)構(gòu)12的頂面在與層15的表面相同的高度上延伸。層15鄰接在該結(jié)構(gòu)的相對側(cè)表面上(圖I中未示出，因為層15被部分切掉)。在結(jié)構(gòu)12與導體配置17之間最近距離的位置處，布置電接觸線路17a、17b、17c的配置20，以在導體配置17與結(jié)構(gòu)12內(nèi)的ー個或ー個以上裝置之間實現(xiàn)電連接。在圖I中所示的視圖的右下部，可識別出直線形結(jié)構(gòu)19，其可以用于將電能供應(yīng)至結(jié)構(gòu)12內(nèi)的ー個或多個裝置。圖I中未示出結(jié)構(gòu)19與該ー個或多個裝置之間的電連接。圖2的示意圖是沿穿過結(jié)構(gòu)12的特定實施例的垂直平面的剖面圖，結(jié)構(gòu)12具有其中布置有電氣和/或電子裝置I的腔體144。替代ー個裝置1，可以在結(jié)構(gòu)12內(nèi)的腔體144的底部布置兩個或兩個以上的待被冷卻的裝置。結(jié)構(gòu)12可以是圖I所示的結(jié)構(gòu)。在此情況中，圖2的剖面圖的垂直平面幾乎平行于軌道13延伸。腔體144還包括通風機7，用以強制腔體144內(nèi)的空氣通風，即，由該通風機強制空氣對流。優(yōu)選地，通風機7的控制方式是如果腔體144的頂部溫度高于裝置I的溫度則不操作。結(jié)構(gòu)12由可移除蓋體25覆蓋。因此，可以從上方進入結(jié)構(gòu)12的內(nèi)部。圖I所示的視圖包括切掉區(qū)。具體而言，中間層14與覆蓋層15延伸至結(jié)構(gòu)12的壁，以使得結(jié)構(gòu)12除了頂面以外的所有面均以固體材料嵌入。然而，結(jié)構(gòu)12的所有的五個面并非包括相同材料或相同材料層。更確切地，結(jié)構(gòu)12與支撐材料16或接觸配置20之間的間隙可以采用另ー材料填充，尤其是支撐鐵軌的材料。另外，圖I前方所示的結(jié)構(gòu)12的外側(cè)可由諸如天然土壤的另一材料來覆蓋。結(jié)構(gòu)12包括多個金屬制成的從腔體144底部向下延伸的肋片(fin)。待被冷卻的裝置I直接布置在結(jié)構(gòu)12的底壁7上，底壁7如肋片3 —祥也由金屬制成。因此，裝置I產(chǎn)生的熱經(jīng)由底壁7傳送至肋片3中，并且從而傳送到周圍材料2中。周圍材料2形成結(jié)構(gòu)12的外殼，該外殼包圍結(jié)構(gòu)12的五個側(cè)面圖2中所示的右側(cè)面及左側(cè)面、結(jié)構(gòu)12的底側(cè)面(未示于圖2中)、前側(cè)面與后側(cè)面。蓋體25上的頂面無固體材料，S卩，周圍環(huán)境的空氣可經(jīng)過蓋體25的頂面，并且可從蓋體25去除熱量。結(jié)構(gòu)12的外殼優(yōu)選沿著壁的整個表面與該結(jié)構(gòu)的壁的外側(cè)接觸。因此，提高了從壁材料到殼2材料的傳熱。殼2可由混凝土制成。另ー方面，殼2嵌入在可以為人工(即人造)和/或自然地面材料的地面材料4中。在圖2中所示的實施例中，肋片3未從殼2延伸到地面4中。然而，在其它實施例中類似肋片3的導熱結(jié)構(gòu)可延伸進入殼下方的材料中。對于圖2中所示的實施例的可替換方式，腔體底部的導熱材料可延伸通過結(jié)構(gòu)12的底壁7，并且該一個或多個待被冷卻的裝置可布置在位于腔體底部的附加基座元件上。 圖3中所示的剖面圖沿垂直平面提取，該垂直平面不僅切割具有容納ー個或ー個以上待被冷卻裝置的腔體的結(jié)構(gòu)12，并且還切割被提供能量的車輛的軌道。圖3中所示的結(jié)構(gòu)12可以是圖2的結(jié)構(gòu)12或另ー結(jié)構(gòu)。然而，在圖2及圖3中使用相同的附圖標記用于相同或?qū)?yīng)的部分。此外，具有其中嵌入結(jié)構(gòu)12的外殼2。待被冷卻的裝置I布置在腔體144底部，并且蓋體25在頂部封閉腔體144。軌道31，即車輛沿其行進的路徑，也包括由附圖標記32表示的ー個或ー個以上材料層，其不僅支撐車輛，而且也支撐導體配置。圖3中未詳細示出導體配置及軌道的任何的另外部分(諸如鐵路情況下的鐵軌)。支撐材料32及結(jié)構(gòu)12的外殼2嵌入地面4中。經(jīng)由位于腔體144內(nèi)的線路或電纜27，經(jīng)由位于結(jié)構(gòu)12的側(cè)壁37上部中的連接器35，以及經(jīng)由腔體144外側(cè)的線路或電纜29，將該待被冷卻的裝置電連接。線路或電線的數(shù)量取決于由導體配置和腔體內(nèi)待被冷卻的ー個或多個裝置實現(xiàn)的電路的類型。將結(jié)合圖5來描述電路的ー個不例。圖4示出導體配置的沿著車輛162行進的路徑延伸的六個片段157a至157f。片段157可以獨立于彼此進行操作。車輛162可包括接收裝置161，用以接收由ー個或ー個以上的片段157產(chǎn)生的電磁場。在圖4中所示的情況中，接收裝置161位于片段157c上方，并且至少該片段157c被操作以產(chǎn)生電磁場，從而對車輛提供能量。另外，該車輛可以包括儲能器163a、163b，該儲能器163a、163b可在如果未從片段157接收到足夠能量時用于操作該車輛。兩個連續(xù)片段157之間的每一接ロ處設(shè)置逆變器152a至152e，將該逆變器152a至152e布置在腔體內(nèi)，并且從而根據(jù)本發(fā)明埋設(shè)在地面中。例如，逆變器152可以根據(jù)圖5的電路圖來實現(xiàn)。圖4中還示出了 DC (直流)電源線路141a、141b。該電源線路141a、141b連接至諸如產(chǎn)生直流電流的發(fā)電站的能量源151。圖5示出電路圖。在該圖中部分示出了用于產(chǎn)生電磁場的電導體配置的一列連續(xù)片段137、138、139。僅完全示出ー個片段，即片段138。片段137、138、139各包括三相線路135a、135b、135c。這些相線路135可以例如以圖I中所示的方式來實現(xiàn)。姆一片段137、138、139的姆一相線路135包括位于相線路135的一端的電容140,用以補償相線路135的電感。因此，阻抗為零。電容可以是位于結(jié)構(gòu)12(圖I至圖3)的腔體內(nèi)的裝置的一部分。在連續(xù)片段137、138、139之間的接ロ處，每ー相線路135連接至DC電源線路141a、141b。每ー相線路135在所有情況下經(jīng)由一個開關(guān)147、148連接至DC電源線路141的正負電位。例如，相線路135a經(jīng)由連接144a連接至正電位及負電位。在連接144a內(nèi)，相線路135a與正電位之間的開關(guān)由附圖標記147表示，而相線路135a與負電位之間的開關(guān)由148表示。相線路135b、135c到正負電位(線路141a、141b)的連接144b、144c以相同方式構(gòu)建。 片段137與片段138之間的接ロ 142的以上描述相應(yīng)地適用于片段138與片段139之間的接ロ。相線路135與DC電源線路141之間的連接由附圖標記145a、145b、145c表示。相線路135與線路141a的正電位之間的開關(guān)由149表示，并且 與負電位的開關(guān)由150表不。因此，每ー接ロ 142、143可以通過操作開關(guān)147、148或149、150，而連接至電源線路141或與電源線路141斷開。開關(guān)147、148與圖5中未示出的開關(guān)147、148的控制器一起構(gòu)成第一逆變器。以相同方式，開關(guān)149、150以及控制這些開關(guān)的切換操作的相應(yīng)控制器構(gòu)成位于接ロ 143處的第二逆變器。在逆變器操作期間，逆變器的開關(guān)重復(fù)接通及關(guān)斷，以在接ロ 142、143處，S卩，在片段137、138、139其中之一的端部產(chǎn)生所期望的交流電流。例如，用于將DC電源線路141連接至相線路135a的連接144a因而包括串聯(lián)連接的開關(guān)147與開關(guān)148，其中在相線路135a與開關(guān)147、148間的觸點之間建立連接。每ー逆變器均可以布置在地面內(nèi)用于冷卻目的的單獨腔體中。然而，除了圖5中所示的之外，該導體配置還能夠可替換地連接至交流電流線路，以將電能供應(yīng)至該導體配置。
權(quán)利要求
1.ー種用于將能量傳送至車輛，特別是諸如輕軌車輛的軌道車輛(162)的系統(tǒng)，其中 -所述系統(tǒng)包括適于產(chǎn)生電磁場的電導體配置(17)，所述電磁場可由所述車輛接收，從而將所述能量傳送至所述車輛； -所述系統(tǒng)包括適于操作所述電導體配置(17)的電氣和/或電子裝置(I )，其中所述裝置(I)在操作所述導體配置(17)的同時產(chǎn)生熱量，并且因而待被冷卻； -所述系統(tǒng)的冷卻配置包括 〇具有腔體(144)的結(jié)構(gòu)(12)，待被冷卻的所述裝置(I)中的至少ー個位于所述腔體(144)中； 〇其中，所述結(jié)構(gòu)(12)包括在頂部限定所述腔體(144)的蓋體(25)，其中待被冷卻的所述裝置位干與所述蓋體(25)具有一距離處； 〇其中，所述結(jié)構(gòu)(12)以所述蓋體(25)形成地面(4)的表面的一部分的方式，整合在所述車輛行進的路徑的地面(4)中。
2.根據(jù)前述權(quán)利要求所述的系統(tǒng)，其中，待被冷卻的所述裝置(I)中的至少ー個是逆變器(152)，所述逆變器(152)適于將由電源線路攜載的直流電流逆變?yōu)橛伤鰧w配置(17)攜載的交流電流，并且其中所述逆變器(152)電連接至所述導體配置(17)。
3.根據(jù)前述權(quán)利要求中一項所述的系統(tǒng)，其中，在所述腔體(144)中的所述裝置中的至少ー個位于所述腔體(144)的底部。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求所述的系統(tǒng)，其中，位于所述腔體(144)的底部的ー個或多個所述裝置(I)布置在 -導熱材料上，所述導熱材料向下延伸通過所述結(jié)構(gòu)(12)的底部區(qū)域材料，或者-所述結(jié)構(gòu)(12)的底部區(qū)域材料上，其中導熱材料(3)從所述底部區(qū)域材料(7)向下延伸， 其中，所述導熱材料(3)具有與所述底部區(qū)域材料相同或比所述底部區(qū)域材料更高的導熱率。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中一項所述的系統(tǒng)，其中，所述結(jié)構(gòu)(12)嵌入固體材料的外殼中，所述固體材料的每表面積熱容量高于所述結(jié)構(gòu)(12)的材料的每表面積熱容量。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求所述的系統(tǒng)，其中，所述固體材料是混凝土。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求中一項所述的系統(tǒng)，其中，所述結(jié)構(gòu)(12)包括所述腔體(144)內(nèi)的通風機，用以強制所述腔體(144)內(nèi)的空氣對流。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求中一項所述的系統(tǒng)，其中，所述結(jié)構(gòu)(12)與位于所述蓋體(25)的第一溫度傳感器以及位于待被冷卻的所述裝置的第二溫度傳感器結(jié)合，其中所述通風機與控制器結(jié)合，所述控制器適于根據(jù)由所述溫度傳感器測量的溫度來控制所述通風機的操作。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求中一項所述的系統(tǒng)，其中，所述結(jié)構(gòu)(12)被密封以防止空氣傳入或傳出所述腔體(144)。
10.根據(jù)前述權(quán)利要求所述的系統(tǒng)，其中，所述結(jié)構(gòu)(12)適于防止顆粒和/或水侵入所述腔體(144)內(nèi)。
11.ー種操作系統(tǒng)的方法，所述系統(tǒng)用于將能量傳送至車輛，特別是諸如輕軌車輛的軌道車輛，其中-所述系統(tǒng)的電導體配置(17)用于產(chǎn)生電磁場，所述電磁場可由所述車輛接收，從而將所述能量傳送至所述車輛； -所述系統(tǒng)的電氣和/或電子裝置(I)用于操作所述電導體配置(17)，其中所述裝置(I)在操作所述導體配置(17)的同時產(chǎn)生熱量，并且因而待被冷卻； -待被冷卻的所述裝置(I)中的至少ー個在腔體(144)內(nèi)被操作，所述腔體(144)由在頂部限定所述腔體(144)的蓋體(25)覆蓋，其中待被冷卻的所述裝置位干與所述蓋體(25)具有一距離處，其中所述腔體(144)以所述蓋體(25)形成地面(4)的表面的一部分的方式，定位于所述車輛行進的路徑的地面(4)中。
12.根據(jù)前述權(quán)利要求所述的方法，其中，待被冷卻的所述裝置(I)中的至少ー個是逆變器(152)，所述逆變器(152)適于將由電源線路攜載的直流電流逆變?yōu)橛伤鰧w配置(17)攜載的交流電流，并且其中所述逆變器(152)電連接至所述導體配置(17)。
13.根據(jù)前述權(quán)利要求中一項所述的方法，其中，在所述裝置被操作時，所述腔體(144)中的所述裝置中的至少ー個位于所述腔體(144)的底部。
14.根據(jù)前述權(quán)利要求所述的方法，其中，位于所述腔體(144)的底部的ー個或多個所述裝置(I)操作在 -導熱材料上，所述導熱材料向下延伸通過所述結(jié)構(gòu)(12)的底部區(qū)域材料，或者 -所述結(jié)構(gòu)(12)的底部區(qū)域材料上，其中導熱材料(3)從所述底部區(qū)域材料(7)向下延伸， 其中，所述導熱材料(3)具有與所述底部區(qū)域材料(7)相同或比所述底部區(qū)域材料(7)更高的導熱率。
15.根據(jù)前述權(quán)利要求中一項所述的方法，其中，所述腔體(144)由位于固體材料的外殼中的結(jié)構(gòu)(12)形成，所述固體材料的所述結(jié)構(gòu)(12)的每表面積熱容量高于所述結(jié)構(gòu)(12)的材料的每表面積熱容量。
16.根據(jù)前述權(quán)利要求所述的方法，其中，所述固體材料是混凝土。
17.根據(jù)前述權(quán)利要求中一項所述的方法，其中，所述結(jié)構(gòu)(12)包括所述腔體(144)內(nèi)的通風機，用以強制所述腔體(144)內(nèi)的空氣對流。
18.根據(jù)前述權(quán)利要求所述的方法，其中，使用位于所述蓋體(25)的第一溫度傳感器，并且使用位于待被冷卻的所述裝置的第二溫度傳感器，其中根據(jù)由所述溫度傳感器測量的溫度，來控制所述通風機。
19.根據(jù)前述權(quán)利要求所述的方法，其中，在所述腔體(144)被密封以防止空氣傳入或傳出所述腔體(144)時，所述腔體(144)內(nèi)的所述裝置被操作。
20.根據(jù)前述權(quán)利要求所述的方法，其中，在所述腔體(144)被密封以防止顆粒和/或水侵入所述腔體(144)內(nèi)時，所述腔體(144)內(nèi)的所述裝置被操作。
21.一種制造系統(tǒng)的方法，所述系統(tǒng)用于將能量傳送至車輛，特別是諸如輕軌車輛的軌道車輛，所述方法包括 -提供適于產(chǎn)生電磁場的電導體配置(17)，所述電磁場可由所述車輛接收，從而將所述能量傳送至所述車輛； -提供適于操作所述電導體配置(17)的電氣和/或電子裝置(I )，其中所述裝置(I)在操作所述導體配置(17)的同時產(chǎn)生熱量，并且因而待被冷卻；-提供冷卻配置，所述冷卻配置包括 〇具有腔體(144)的結(jié)構(gòu)(12)，待被冷卻的所述裝置(I)中的至少ー個位于所述腔體(144)中； 〇其中，設(shè)置在頂部限定所述腔體(144)的蓋體(25)，其中待被冷卻的所述裝置位于與所述蓋體(25)具有一距離處； 〇其中，所述結(jié)構(gòu)(12)以所述蓋體(25)形成地面(4)的表面的一部分的方式，整合在所述車輛行進的路徑的地面(4)中。
22.根據(jù)前述權(quán)利要求所述的方法，其中，待被冷卻的所述裝置(I)中的至少ー個是逆變器(152)，所述逆變器(152)適于將由電源線路攜載的直流電流逆變?yōu)橛伤鰧w配置(17)攜載的交流電流，并且其中所述逆變器(152)電連接至所述導體配置(17)。
23.根據(jù)前述權(quán)利要求中一項所述的方法，其中，所述腔體(144)中的所述裝置中的至少ー個位于所述腔體(144)的底部。
24.根據(jù)前述權(quán)利要求所述的方法，其中，位于所述腔體(144)的底部的ー個或多個所述裝置(I)布置在 -導熱材料上，所述導熱材料向下延伸通過所述結(jié)構(gòu)(12)的底部區(qū)域材料，或者 -所述結(jié)構(gòu)(12)的底部區(qū)域材料上，其中導熱材料(3)從所述底部區(qū)域材料(7)向下延伸， 其中，所述導熱材料(3)具有與所述底部區(qū)域材料(7)相同或比所述底部區(qū)域材料(7)更高的導熱率。
25.根據(jù)前述權(quán)利要求中一項所述的方法，其中，所述結(jié)構(gòu)(12)嵌入固體材料的外殼中，所述固體材料的所述結(jié)構(gòu)(12)的每表面積熱容量高于所述結(jié)構(gòu)(12)的材料的每表面積熱容量。
26.根據(jù)前述權(quán)利要求所述的方法，其中，所述固體材料是混凝土。
27.根據(jù)前述權(quán)利要求中一項所述的方法，其中，將通風機設(shè)置在所述腔體(144)內(nèi)，用以強制所述腔體(144)內(nèi)的空氣對流。
28.根據(jù)前述權(quán)利要求中一項所述的方法，其中，設(shè)置位于所述蓋體(25)的第一溫度傳感器以及位于待被冷卻的所述裝置的第二溫度傳感器，其中所述通風機與控制器結(jié)合，所述控制器適于根據(jù)由所述溫度傳感器測量的溫度來控制所述通風機的操作。
29.根據(jù)前述權(quán)利要求中一項所述的方法，其中，所述結(jié)構(gòu)(12)被密封以防止空氣傳入及傳出所述腔體(144)。
30.根據(jù)前述權(quán)利要求所述的方法，其中，所述結(jié)構(gòu)(12)適于防止顆粒和/或水侵入所述腔體(144)內(nèi)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于將能量傳送至車輛，特別是諸如輕軌車輛的軌道車輛(162)的系統(tǒng)，其中所述系統(tǒng)包括適于產(chǎn)生電磁場的電導體配置(31)，所述電磁場可由所述車輛接收，從而將所述能量傳送至所述車輛；所述系統(tǒng)包括適于操作所述電導體配置(31)的電氣和/或電子裝置(1)，其中所述裝置(1)在操作所述導體配置(31)的同時產(chǎn)生熱量，并且因而待被冷卻；所述系統(tǒng)的冷卻配置包括具有腔體(144)的結(jié)構(gòu)(12)，待被冷卻的所述裝置(1)中的至少一個位于所述腔體(144)內(nèi)；其中所述結(jié)構(gòu)(12)包括在頂部限定該腔體(144)的蓋體(25)，其中待被冷卻的所述裝置位于與所述蓋體(25)具有一距離處；其中所述結(jié)構(gòu)(12)以所述蓋體(25)形成所述地面(4)的表面的一部分的方式，整合在所述車輛行進的路徑的地面(4)中。
文檔編號B60M3/04GK102666181SQ201080058014
公開日2012年9月12日 申請日期2010年12月21日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月21日
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