КОНТАКТНЫЙ БЛОК Российский патент 2023 года по МПК B60L5/36 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к контактному блоку системы быстрой зарядки транспортных средств с электрическим приводом, в частности электробусов или иных транспортных средств с электрическим приводом, причем система быстрой зарядки содержит зарядное контактное устройство и контактное устройство с держателем контактного блока, причем держатель контактного блока содержит контактный блок, причем предусмотрена возможность приведения в контакт зарядного контакта зарядного контактного устройства с контактным блоком для формирования контактной пары, причем контактное устройство или зарядное контактное устройство содержит устройство позиционирования, причем устройство позиционирования выполнено с возможностью позиционирования держателя контактного блока относительно зарядного контактного устройства таким образом, чтобы между транспортным средством и стационарной зарядной станцией могло быть образовано электропроводящее соединение, причем контактный блок содержит контактный элемент, причем контактный блок содержит соединительный кабель для подсоединения к транспортному средству или зарядной станции.

Уровень техники

Подобные контактные блоки известны в уровне техники и часто применяются в качестве модуля контактного устройства для быстрой зарядки транспортных средств с электрическим приводом на остановках или остановочных пунктах. Это позволяет непрерывно снабжать электроэнергией транспортные средства с электрическим приводом, используемые в местном сообщении, например, автобусы, по контактной сети. Однако для этого необходимо наличие или содержание в исправности системы контактной сети. Чтобы преимущества электрического привода можно было использовать даже в отсутствие контактной сети, общественный транспорт в уровне техники оснащают аккумуляторными батареями или другими видами накопителей энергии. Непрерывную эксплуатацию транспортного средства можно гарантировать путем осуществления быстрой зарядки аккумуляторов во время стоянки транспортного средства на остановке.

В уровне техники известны различные системы быстрой зарядки для образования электропроводящего соединения между стационарной зарядной станцией на остановочном пункте и транспортным средством или электробусом (автобусом с электрическим приводом). Например, так называемый токоприемник с контактной накладкой может быть расположен на крыше электробуса, причем контактный рельс, ориентированный вдоль направления движения электробуса, подвешен над проезжей частью в области остановочного пункта. Когда электробус останавливается на остановочном пункте, токоприемник перемещается вверх от крыши электробуса к контактному рельсу, причем на время предполагаемой стоянки электробуса на остановочном пункте устанавливается электрическое соединение, что позволяет осуществлять быструю зарядку в течение этого периода. В частности, для формирования зарядной цепи требуется два независимых токоприемника и соответствующие контактные участки на контактном рельсе.

Дополнительные контактные элементы могут потребоваться, например, для линии управления, заземления или передачи данных. В этом случае на контактном устройстве токоприемника или системы быстрой зарядки располагают несколько контактных элементов, которые могут вступать в контакт с соответствующим количеством зарядных контактных элементов, которые расположены в направлении движения электробуса и могут быть выполнены, например, в виде параллельных контактных рельсов. Это позволяет увеличить количество контактных пар.

В патентной заявке WO 2015/01 887 А1 раскрыта система быстрой зарядки, в которой зарядное контактное устройство в форме крыши образует контакт с ответным держателем контактного блока в составе контактного устройства. Держатель контактного блока приводят в положение контакта за счет того, что контактные элементы в держателе контактного блока могут скользить вдоль скосов зарядного контактного устройства в форме крыши таким образом, чтобы держатель контактного блока был центрирован в зарядном контактном устройстве.

Каждый контактный элемент представляет собой часть контактного блока, прочно закрепленного в держателе контактного блока. Каждый контактный блок содержит направляющую контактных элементов, внутри которой соответствующий контактный элемент подпружинен и может перемещаться в направлении своей продольной оси относительно держателя контактного блока. Это позволяет компенсировать возможное угловое смещение при соединении держателя контактного блока и зарядного контактного устройства или компенсировать наклон электробуса на остановке в результате изменения нагрузки или опускания электробуса, постоянно обеспечивая надежный контакт. Соответствующие контактные блоки соединены с транспортным средством одним или несколькими соединительными кабелями. В частности, соединительные кабели привинчены к направляющей контактных элементов посредством кабельных наконечников. Поэтому ток передается, например, от электропроводящей шины зарядного контактного устройства к контактному элементу и далее через зазор, позволяющий перемещать контактный элемент в направляющей контактных элементов, к направляющей контактных элементов, в которой зажат соединительный кабель.

Для надежной передачи тока от контактного элемента к направляющей контактных элементов используют контактную смазку и контактную пластину или пластинчатое кольцо. Недостаток такого решения заключается в том, что держатель контактного блока подвергается воздействию факторов окружающей среды, в частности, снега или дождя, а также грязи и пыли, которые могут проникать в контактный элемент или зазор на контактном элементе, несмотря на наличие кольцевого уплотнения. В некоторых случаях это может привести к блокировке или заклиниванию контактного элемента в направляющей контактных элементов и, соответственно, невозможности образования контакта или неопределенной последовательности установления контактов с риском возникновения электрической дуги. Во избежание отказа в холодную погоду может также потребоваться установка нагревательного элемента на направляющую контактных элементов. Также в уровне техники применяют покрытие контактных элементов серебром, что благоприятно влияет на переходное сопротивление в области направляющей контактных элементов. При выходе из строя одного контактного блока через оставшиеся контактные блоки протекают высокие токи, что может привести к избыточному нагреву и отказу системы быстрой зарядки в целом. Поэтому для обеспечения надежного соединения необходимо регулярно заменять или обслуживать контактные блоки.

Раскрытие сущности изобретения

Таким образом, задачей настоящего изобретения является разработка контактного блока, контактного устройства с контактным блоком и системы быстрой зарядки, которые позволят экономично эксплуатировать транспортное средство и обеспечат образование надежного контакта.

Поставленная задача решена контактным блоком с признаками, раскрытыми в пункте 1 формулы изобретения, контактным устройством с признаками, раскрытыми в пункте 16 формулы, и системой быстрой зарядки с признаками, раскрытыми в пункте 21 формулы.

В предложенном изобретением контактном блоке для системы быстрой зарядки транспортных средств с электрическим приводом, в частности, электробусов или иных транспортных средств с электрическим приводом, причем система быстрой зарядки содержит зарядное контактное устройство и контактное устройство с держателем контактного блока, держатель контактного блока содержит контактный блок, причем предусмотрена возможность приведения в контакт зарядного контакта зарядного контактного устройства с контактным блоком для формирования контактной пары, причем контактное устройство или зарядное контактное устройство содержит устройство позиционирования, причем устройство позиционирования выполнено с возможностью позиционирования держателя контактного блока относительно зарядного контактного устройства таким образом, чтобы между транспортным средством и стационарной зарядной станцией могло быть образовано электропроводящее соединение, причем контактный блок содержит контактный элемент, причем контактный блок содержит соединительный кабель для подсоединения к транспортному средству или зарядной станции, причем контактный элемент установлен на поворотной опоре контактного блока с возможностью поворота относительно держателя контактного блока.

Благодаря тому, что контактный элемент установлен на поворотной опоре контактного блока с возможностью поворота относительно держателя контактного блока, можно легко обеспечить подвижность контактного элемента. Риск заклинивания контактного элемента на поворотной опоре значительно ниже риска заклинивания в известных в уровне техники направляющих контактных элементов. Кроме того, поворотная опора проста в изготовлении и может быть легко защищена от воздействия окружающей среды. В целом, интервалы между проведением технического обслуживания для проверки и при необходимости замены контактного блока можно значительно увеличить, что повышает экономичность эксплуатации транспортных средств. Кроме того, вероятность блокировки контактного элемента очень мала, что повышает эксплуатационную надежность системы быстрой зарядки.

Предпочтительно, контактный элемент может быть образован подъемным рычагом, соединенным с поворотной опорой и содержащим контактный выступ в форме стержня, причем контактный выступ в форме стержня может образовывать контактную поверхность для образования контакта с зарядным контактом и может быть выполнен с возможностью поворота в направлении своей продольной оси на поворотной опоре. Это позволяет особенно легко изготавливать контактный элемент и, например, осуществить точечный контакт с зарядным контактом зарядного контактного устройства. Также предпочтителен вариант, в котором контактный элемент в форме стержня имеет закругленные кромки или полностью закруглен на стороне контакта. Это позволяет перемещать контактный элемент вдоль зарядного контакта без существенных механических повреждений зарядного контакта или контактного элемента. В альтернативном варианте контактный элемент может иметь иное подходящее исполнение. Если контактный выступ в форме стержня выполнен с возможностью поворота в направлении своей продольной оси на поворотной опоре, то продольная ось всегда ориентирована поперек, предпочтительно под углом 90° к поворотной опоре. Контактный выступ в форме стержня может быть выполнен таким образом, чтобы продольная ось была ориентирована по касательной к радиусу поворота поворотной опоры. В этом случае подъемный рычаг соединяет контактный выступ с поворотной опорой. Кроме того, контактный элемент может быть изготовлен из меди или медного сплава и/или не иметь серебряного покрытия. Медь особенно хорошо подходит для использования с электропроводящими компонентами, причем соединительный кабель также может быть выполнен из меди. В частности, медные сплавы обладают сравнительно высокой износостойкостью и устойчивостью к образованию оксидной пленки. Так как ток не должен передаваться от поверхности контактного элемента к поворотной опоре, можно полностью отказаться от покрытия контактного элемента серебром, что значительно снизит затраты на изготовление контактного элемента.

Кроме того, контактный элемент может быть выполнен в виде цельной или составной детали. В этом случае контактный элемент может быть изготовлен из различных материалов, каждый из которых имеет свое назначение. Тем не менее, можно также выполнить контактный элемент цельным, что упростит его монтаж.

Соединительный кабель может быть закреплен непосредственно на контактном элементе. В этом случае для передачи токов более не потребуется зазор между направляющей контактных элементов и контактным элементом, используемый в уровне техники в контактных элементах с направляющей контактных элементов. Кроме того, это позволяет перемещать соединительный кабель вместе с контактным элементом. Кроме того, отпадает необходимость в электропроводящих смазках или других компонентах для облегчения передачи тока в области направляющих контактных элементов или поворотной опоры. Это позволяет существенно снизить переходное сопротивление между соединительным кабелем и контактным элементом.

Соединительный кабель может иметь поперечное сечение проводника не менее 50 мм², предпочтительно 95 мм². Это позволяет передавать через контактный блок особенно высокие токи. В контактных блоках, известных в уровне техники, несколько соединительных кабелей прикручивают к направляющим контактных элементов посредством кабельных наконечников. Если соединительный кабель закреплен непосредственно на контактном элементе, то через соединительный кабель также можно передавать более высокие токи, в связи с чем можно выбрать такое большое поперечное сечение проводника. В результате можно предотвратить нежелательный нагрев соединительного кабеля. По существу, форму поперечного сечения соединительного кабеля выбирают произвольно, поэтому соединительный кабель может быть, например, ленточным многожильным. Тем не менее, по существу, соединительный кабель может иметь жилы любого поперечного сечения.

Поворотная опора на своей оси может содержать опорную втулку из диэлектрического материала. По существу, материал опорной втулки можно выбирать произвольно, причем опорная втулка может быть изготовлена из алюминия, пластмассы или другого диэлектрического материала. Это возможно благодаря тому, что чрезмерный нагрев контактного блока в области поворотной опоры, обусловленный переходным сопротивлением, более не ожидается, если соединительный кабель закреплен непосредственно на контактном элементе. Например, опорная втулка может быть изготовлена из материала с хорошими антифрикционными или уплотняющими свойствами, например, ПТФЭ. Ось поворотной опоры можно легко выполнить из стержня или винта. Опорная втулка из диэлектрического материала позволяет электрически изолировать контактный элемент от других компонентов контактного блока.

На контактный элемент может воздействовать пружина контактного блока своим усилием пружины, выдавливая контактный элемент в направлении зарядного контакта. Подпружиненная установка контактного элемента может быть реализована с использованием нажимной пружины, в частности, спиральной пружины, на контактном элементе или в области поворотной опоры. В результате точечный контакт с зарядным контактом может быть образован под действием предварительного напряжения пружины. Усилие пружины может быть выбрано таким образом, чтобы контактный элемент всегда выдавливался в направлении зарядного контакта и перемещался в переднее конечное положение, когда контактный элемент не соприкасается с зарядным контактом.

Пружина может представлять собой витую торсионную пружину, которая может быть установлена на оси поворотной опоры. Торсионная пружина может быть намотана вокруг оси поворотной опоры подобно винтовой пружине. Каждый конец пружины может быть свободным в радиальном направлении, вследствие чего концы пружины могут поворачиваться друг относительно друга вокруг оси под действием усилия пружины. Один конец торсионной пружины можно опереть на контактный элемент или закрепить на нем, а другой конец торсионной пружины можно закрепить на поворотной опоре или другом элементе контактного блока, например, на соединительном элементе. Это облегчает поворот контактного элемента на поворотной опоре в конечное положение посредством созданного таким образом усилия пружины.

Поворотная опора может содержать электрический резистивный нагревательный элемент. Электрический резистивный нагревательный элемент может быть выполнен, например, в виде нагревательной втулки или патрона. Нагревательный патрон можно легко вставить в отверстие внутри оси поворотной опоры или отверстие в корпусе поворотной опоры. Это позволяет эффективно предотвращать замерзание поворотной опоры даже при низких температурах.

Контактный блок может содержать соединительный элемент, посредством которого контактный элемент может быть установлен на держателе контактного блока, причем контактный элемент может быть соединен с соединительным элементом посредством поворотной опоры. Таким образом, поворотная опора с соединительным элементом может быть закреплена на держателе контактного блока таким образом, чтобы контактный элемент мог поворачиваться на держателе контактного блока. В особенно простом варианте осуществления соединительный элемент может быть закреплен на держателе контактного блока резьбовым соединением и может образовывать ось, на которую можно просто надеть контактный элемент. Ось может быть также образована винтом, вставленным в отверстие или сквозное отверстие в соединительном элементе.

Кроме того, соединительный элемент может содержать упор, ограничивающий поворотное движение контактного элемента относительно держателя контактного блока. Например, упором может служить область уменьшения диаметра на поворотной опоре или уступ на соединительном элементе, в который может упираться контактный элемент. Кроме того, упор может быть образован простым стержнем, закрепленным на соединительном или контактном элементе. Упор позволяет ограничить поворот контактного элемента в направлении зарядного контакта и/или противоположном направлении. Таким образом, можно задать определенное переднее и заднее конечное положение контактного элемента на поворотной опоре.

В предпочтительном варианте осуществления соединительный элемент может образовывать соединительный мост, посредством которого можно соединить две параллельные боковые стенки держателя контактного блока. Соединительный элемент может служить не только опорой контактного элемента, но и элементом держателя контактного блока, соединяющим его боковые стенки. Например, соединительный элемент может быть выполнен в виде соединительного продольного профиля, противоположные концы которого присоединены к боковым стенкам штифтовыми и/или резьбовыми соединениями. Ось поворотной опоры может быть расположена относительно боковых стенок параллельно или перпендикулярно соединительному элементу или соединительному мосту.

Кроме того, контактный блок может содержать два контактных элемента, каждый из которых закреплен на поворотной опоре с возможностью поворота относительно держателя контактного блока, причем в этом случае соединительный элемент может удерживать оба контактных элемента. Соединительный элемент может быть выполнен таким образом, чтобы на соединительном элементе были расположены или сформированы две поворотные опоры, причем поворотные опоры могут быть расположены параллельно друг другу. Это позволяет значительно упростить конструкцию держателя контактного блока. При этом можно также предусмотреть электрическую изоляцию соответствующих контактных элементов друг от друга над поворотной опорой, причем сам соединительный элемент также может быть изготовлен из диэлектрического материала. Это возможно, в частности, в том случае, если соответствующий соединительный кабель проложен непосредственно на соответствующем контактном элементе.

Поворотные опоры могут быть расположены в поперечном направлении друг относительно друга на соединительном элементе. Это позволяет увеличить компактность контактного блока. В частности, поворотные опоры могут быть расположены перпендикулярно друг другу.

Контактный блок может быть выполнен таким образом, чтобы через него можно было передавать ток от 500 до 1000 А, предпочтительно 800 А с напряжением 750 В. Следовательно, через контактный блок можно передавать мощность от 375 до 750 кВт, предпочтительно 600 кВт. Поэтому для подсоединения к контактному элементу может быть достаточно одного соединительного кабеля. При этом можно ускорить зарядку транспортного средства, так как появляется возможность передачи более высоких токов за более короткое время. При необходимости количество контактных блоков на держателе контактного блока можно уменьшить, что удешевит изготовление контактного устройства.

Предложенное изобретением контактное устройство содержит контактный блок, описываемый изобретением. Контактное устройство может также содержать несколько контактных блоков, например, для разных фаз, заземления или передачи данных.

Устройство позиционирования может содержать пантограф или качающийся рычаг, посредством которого держатель контактного блока может быть позиционирован по меньшей мере вертикально относительно зарядного контактного блока, причем контактное устройство может быть расположено на транспортном средстве или зарядной станции. В случае качающегося рычага может быть предусмотрена дополнительная соединительная муфта, стабилизирующая держатель контактного блока относительно зарядного контактного устройства или выравнивающая его в соответствующем направлении. Пантограф или качающийся рычаг или соответствующий механический привод могут быть особенно просты и экономичны в изготовлении. Кроме того, устройство позиционирования может содержать поперечную направляющую, посредством которой держатель контактного блока можно позиционировать в поперечном направлении относительно зарядного контактного устройства или направления движения транспортного средства. Поперечная направляющая может быть установлена на транспортном средстве, пантографе или качающемся рычаге устройства позиционирования. В обоих случаях устройство позиционирования или держатель контактного блока, расположенный на устройстве позиционирования, может смещаться в поперечном направлении относительно направления движения транспортного средства. Такой возможностью смещения можно, например, компенсировать неправильное позиционирование транспортного средства на остановке в направлении, поперечном относительно направления движения. Кроме того, возможные перемещения транспортного средства в результате одностороннего опускания транспортного средства для входа и выхода пассажиров можно компенсировать таким образом, чтобы держатель контактного блока не мог смещаться относительно зарядного контактного устройства в поперечном направлении. Контактное устройство может быть расположено, например, на крыше транспортного средства таким образом, чтобы держатель контактного блока можно было перемещать от крыши транспортного средства к зарядному контактному устройству и обратно с помощью устройства позиционирования. В альтернативном варианте контактное устройство может быть расположено на зарядной станции, причем в этом случае держатель контактного блока можно перемещать от держателя, например, мачты или моста, на остановочном пункте в направлении крыши транспортного средства с зарядным контактным устройством, и обратно.

По меньшей мере два контактных элемента могут выступать на разную высоту относительно поверхности держателя контактного блока, обращенной к одному из зарядных контактных блоков. Это позволяет обеспечить определенную последовательность формирования по меньшей мере двух контактных пар между каждым контактным элементом и зарядным контактом. В результате при соединении держателя контактного блока и зарядного контактного устройства неизбежно соблюдается последовательность установления контактов, обеспечиваемая геометрическим расположением контактных элементов относительно поверхности держателя контактного блока. Это позволяет легко предотвратить непреднамеренное или неправильное установление контакта или образование контактных пар.

Держатель контактного блока может содержать корпус со сквозными отверстиями. Таким образом, корпус может быть открытым, то есть через него может проходить воздух. Если корпус содержит несколько сквозных отверстий, то находящиеся в корпусе контактные элементы могут легко охлаждаться воздухом, что позволяет простыми средствами снизить нежелательный нагрев контактных элементов вследствие передачи тока во время процесса зарядки. Кроме того, можно снизить массу корпуса и, тем самым, держателя контактного блока.

Корпус может быть образован двумя параллельными боковыми стенками из диэлектрического материала, причем боковые стенки могут быть соединены между собой соединительными мостами.

Корпус может быть изготовлен, например, из пластмассы, причем параллельные боковые стенки могут быть также выполнены из армированной волокном пластмассы. Таким образом, боковые стенки можно изготавливать особенно просто, надежно и экономично. Корпус можно сформировать путем соединения боковых стенок соединительными мостами. В этом случае соединительные мосты задают относительное расстояние между боковыми стенками и могут быть, например, привинчены к боковым стенкам. Соединительные мосты могут быть также изготовлены из пластмассы или металла и могут быть выполнены в виде простой прямоугольной полосы. В соединительных мостах могут быть выполнены сквозные отверстия, в которые затем при необходимости вставляют и фиксируют контактный блок. Отдельная электрическая изоляция контактных блоков или соединительных мостов не требуется, если боковые стенки выполнены из диэлектрического материала.

Прочие предпочтительные варианты осуществления контактного устройства вытекают из зависимых пунктов, относящихся к пункту 1 формулы.

Предложенная изобретением система быстрой зарядки содержит зарядное контактное устройство и предложенное изобретением контактное устройство.

Зарядное контактное устройство может образовывать приемное отверстие для держателя контактного блока, причем держатель контактного блока может быть выполнен с возможностью вставки в приемное отверстие зарядного контактного устройства. При этом приемное отверстие, предпочтительно, может иметь V-образную форму. В случае относительного отклонения держателя контактного блока во время соединения держателя контактного блока и зарядного контактного устройства в сторону приемного отверстия V-образная форма приемного отверстия способствует центрированию держателя контактного блока. В результате приемное отверстие образует направляющую для держателя контактного блока, позволяющую компенсировать отклонение от контактного положения на зарядном контактном устройстве.

В альтернативном варианте держатель контактного блока может образовывать приемное отверстие для зарядного контактного устройства, причем зарядное контактное устройство может быть выполнено с возможностью вставки в приемное отверстие держателя контактного блока. Приемное отверстие может также иметь, предпочтительно, V-образную форму. Приемное отверстие также образует направляющую для зарядного контактного устройства.

Зарядное контактное устройство и/или поперечная направляющая устройства позиционирования могут содержать электрический резистивный нагревательный элемент. Нагрев зарядного контактного устройства с помощью электрического резистивного нагревательного элемента позволяет, например, предотвратить отложение инея, льда или снега на зарядном контактном устройстве. Поперечная направляющая устройства позиционирования также может нагреваться электрическим резистивным нагревательным элементом, благодаря чему поперечная направляющая сохраняет подвижность даже при низких температурах и не может примерзать.

Предпочтительные варианты осуществления системы быстрой зарядки раскрыты в зависимых пунктах, относящихся к пунктам 16-20 формулы.

По существу, изобретение может быть применено на любом транспортном средстве с электрическим приводом, питающемся от аккумуляторов, требующих подзарядки.

Краткое описание чертежей

Предпочтительные варианты осуществления изобретения раскрыты ниже со ссылкой на прилагаемые фигуры, на которых изображено:

Фигура 1: держатель контактного блока согласно уровню техники на виде сбоку.

Фигура 2: первый вариант осуществления контактного блока на виде в аксонометрии.

Фигура 3: контактный блок, изображенный на фиг.2, на виде сбоку.

Фигура 4: разрез вдоль линии !V-IV, показанной на фиг. 3.

Фигура 5: разрез вдоль линии V-V, показанной на фиг. 3.

Фигура 6: второй вариант осуществления контактного блока, на виде в аксонометрии.

Фигура 7: контактный блок, изображенный на фиг. 6, на виде сбоку.

Фигура 8: контактный блок, изображенный на фиг. 6, на виде сзади.

Фигура 9: контактный блок, изображенный на фиг. 6, на виде снизу.

Фигура 10: разрез вдоль линии Х-Х, показанной на фиг. 9.

Фигура 11: третий вариант осуществления контактного блока, на виде в аксонометрии.

Фигура 12: контактный блок, изображенный на фиг. 11, на виде сверху.

Фигура 13: разрез вдоль линии XIII-XIII, показанной на фиг. 12.

Фигура 14: контактный блок, изображенный на фиг. 11, на виде сбоку.

Осуществление изобретения

На фигуре 1 изображен держатель 10 контактного блока, известный в уровне техники. Держатель 10 контактного блока является компонентом контактного устройства, не показанного на фигуре, и расположен на устройстве позиционирования контактного устройства таким образом, чтобы держатель 10 контактного блока можно было перемещать относительно зарядного контактного устройства, которое также не показано на фигуре, и приводить в контакт с этим устройством. Держатель 10 контактного блока содержит корпус 11 с контактными блоками 12, 13 и направляющими элементами 14 для крепления к поперечной направляющей устройства позиционирования. Каждый контактный блок 12 и 13 содержит контактный элемент 15, направляющие 16 или 17 контактных элементов и соединительные кабели 18. Соединительные кабели образованы проводниками 19 с кабельными наконечниками 20, причем кабельные наконечники 20 привинчены к направляющей 16, 17 контактных элементов для образования электрического контакта. Контактные элементы 15 могут перемещаться в направлении своей продольной оси 21 в направляющей 16 контактных элементов, выступают над поверхностью 22 корпуса 11 и нагружены усилием пружины. Для формирования контактной пары контактный конец 23 соприкасается с зарядным контактом зарядного контактного устройства, причем контактный элемент 15 немного вдавливается в направляющую 16 контактного элемента. При этом ток от зарядного контакта передается на контактный элемент 15 и далее на направляющую 16 или 17 контактного элемента, которая, в свою очередь, соединена с соединительным кабелем 18. В частности, к направляющим 17 контактных элементов прикреплены два соединительных кабеля 18, чтобы через соединительные кабели 18 можно было проводить высокие токи.

На фиг. 2-5 в обобщенном виде показан контактный блок 24, который может быть закреплен на корпусе контактного блока, подробно не показанном на фигуре. Контактный блок 24 содержит контактный элемент 25, поворотную опору 26 и соединительный элемент 27, образующие соединительный мост 28. На соответствующих концах 29 соединительного элемента 27 предусмотрены отверстия 30 для соединения с боковыми стенками, не показанными на фигуре. Контактный элемент 25 состоит из подъемного рычага 31 и контактного выступа 32 в форме стержня. Контактный выступ 32 установлен на поворотной опоре 26 с возможностью поворота в направлении своей продольной оси 33 и может входить в контакт с зарядным контактом зарядного контактного устройства, не показанного на рисунке, поверхностью 34 на контактном конце 35 контактного выступа 32.

Подъемный рычаг 31 содержит сквозное отверстие 36, в которое вставлен винт 37 для зажимания кабельных наконечников 38 соединительных кабелей, не показанных на фигуре, на контактном элементе 25. Кроме того, в соединительном элементе 27 выполнено сквозное отверстие 39, в которое вставлена ось 40 поворотной опоры 26 и зафиксирована резьбовым соединением. В данном случае на конце 41 подъемного рычага 31, обращенном в противоположную контактному выступу 32 сторону, также предусмотрено сквозное отверстие 42 и канавка 43, проходящая в поперечном направлении относительно сквозного отверстия 42. Вкладыши 44 и 45 опоры расположены на оси 40 таким образом, чтобы подъемный рычаг 31 или контактный элемент 25 можно было поворачивать на поворотной опоре 26 с минимально возможным люфтом. В канавке 43 расположена пружина 46 контактного блока 24, окружающая ось 40, причем один конец 47 пружины прилегает к соединительному элементу 27, а другой конец 48 пружины, как показано на фигуре, прилегает к подъемному рычагу 31 внутри канавки 43, в результате чего на подъемный рычаг 31 действует усилие пружины, обусловленное предварительным напряжением пружины 46.

В пределах верхней поверхности 49 соединительного элемента 27 выполнено сквозное отверстие 50 для контактного выступа 32, вследствие чего контактный выступ 32 выступает над верхней поверхностью 49. Нижняя поверхность 51 соединительного элемента 27 в зоне сквозного отверстия 50 в данном случае служит упором 52 для задания верхнего конечного положения 53 контактного элемента 25, показанного на этой фигуре. Если контактный элемент 25 или контактный выступ 32 соприкасаются с зарядным контактом, не показанным на фигуре, то контактный выступ 32 вдавливается в сквозное отверстия 50, преодолевая усилие пружины 46, и поворачивается при этом вокруг поворотной опоры 26.

На фиг. 6-10 изображен контактный блок 54 с контактными элементами 55 и 56, поворотными опорами 57 и 58 и соединительным элементом 59. Каждая из поворотных опор 57, 58 сформирована на соединительном элементе 59 с помощью винта 60, причем винт 60 образует ось 63 поворотной опоры 57, 58. В ось 63 вставлен электрический резистивный нагревательный элемент 64 для нагрева поворотной опоры 57, 58. Кроме того, ось 63 окружена пружиной 65. Каждый из контактных элементов 55, 56 имеет контактный выступ 66, 67 в форме стержня и подъемный рычаг 68, 69, закрепленный на поворотной опоре 57, 58 винтом 60. Непосредственно к контактному элементу 55 прикреплен кабельный наконечник 70 соединительного кабеля, не показанного на фигуре, а непосредственно к контактному элементу 56 - многожильный ленточный кабель 71. Кроме того, концы 72 соединительного элемента 59 могут быть закреплены на боковых стенках корпуса контактного устройства, не показанных на фигуре.

На фиг. 11-14 изображен контактный блок 73, содержащий контактный элемент 74, поворотную опору 75 и соединительный элемент 76. В данном случае конец 77 соединительного элемента 76 может быть закреплен на боковой стенке корпуса держателя контактного блока или контактного устройства, не показанной на фигуре. В соединительном элементе 76 выполнено сквозное отверстие 78, в которое вставлена и привинчена ось 79 поворотной опоры 75. На оси 79 установлен вкладыш 80 опоры и пружина 81. Контактный элемент 74 в данном случае состоит из контактного выступа 82 в форме стержня и подъемного рычага 83, привинченных друг к другу. В подъемном рычаге 83 также выполнено сквозное отверстие 84, а подъемный рычаг 83 надет на вкладыш 80 опоры посредством сквозного отверстия 84. Таким образом, контактный выступ 82 в форме стержня может поворачиваться вокруг поворотной опоры 75 в направлении своей продольной оси 85. Один конец 86 пружины 81 прилегает к подъемному рычагу 83 или закреплен на нем, в то время как другой конец 87 пружины прилегает к стержню 88 оси 79. Предварительное напряжение пружины 81 позволяет приложить усилие пружины к подъемному рычагу 83 и тем самым в направлении его продольной оси 85.

Группа изобретений относится к контактному блоку для системы быстрой зарядки транспортных средств, контактному устройству и системе быстрой зарядки. Система быстрой зарядки содержит зарядное контактное устройство и контактное устройство с держателем контактного блока. Держатель контактного блока содержит контактный блок. Зарядный контакт с контактным блоком формируют контактную пару. Контактное устройство или зарядное контактное устройство содержит устройство позиционирования. Устройство позиционирования выполнено с возможностью позиционирования держателя контактного блока относительно зарядного контактного устройства для образования между транспортным средством и стационарной зарядной станцией электропроводящего соединения. Контактный блок содержит контактный элемент и соединительный кабель для подсоединения к транспортному средству или зарядной станции. Контактный элемент установлен на поворотной опоре контактного блока с возможностью поворота относительно держателя контактного блока. Контактный элемент образован подъемным рычагом, соединенным с поворотной опорой и содержащим контактный выступ в форме стержня. Контактный выступ образует контактную поверхность для образования контакта с зарядным контактом и выполнен с возможностью поворота в направлении своей продольной оси на поворотной опоре. Достигается образование надежного зарядного контакта. 3 н. и 20 з.п. ф-лы, 14 ил.

1. Контактный блок (24, 54, 73) для системы быстрой зарядки транспортных средств с электрическим приводом, в частности электробусов или иных транспортных средств с электрическим приводом, причем система быстрой зарядки содержит зарядное контактное устройство и контактное устройство с держателем контактного блока, причем держатель контактного блока содержит контактный блок, причем предусмотрена возможность приведения в контакт зарядного контакта зарядного контактного устройства с контактным блоком для формирования контактной пары, причем контактное устройство или зарядное контактное устройство содержит устройство позиционирования, причем устройство позиционирования выполнено с возможностью позиционирования держателя контактного блока относительно зарядного контактного устройства таким образом, чтобы между транспортным средством и стационарной зарядной станцией могло быть образовано электропроводящее соединение, причем контактный блок содержит контактный элемент (25, 55, 56, 74), причем контактный блок содержит соединительный кабель (38, 70, 71) для подсоединения к транспортному средству или зарядной станции, отличающийся тем, что контактный элемент установлен на поворотной опоре (26, 57, 58, 75) контактного блока с возможностью поворота относительно держателя контактного блока, причем контактный элемент (25, 55, 56, 74) образован подъемным рычагом (31, 68, 69, 83), соединенным с поворотной опорой (26, 57, 58, 75) и содержащим контактный выступ (32, 66, 67, 82) в форме стержня, причем контактный выступ в форме стержня образует контактную поверхность (34) для образования контакта с зарядным контактом и выполнен с возможностью поворота в направлении своей продольной оси (33, 85) на поворотной опоре.

2. Блок по п. 1, отличающийся тем, что контактный элемент (25, 55, 56, 74) выполнен в виде цельной или составной детали.

3. Блок по одному из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что соединительный кабель (38, 70, 71) закреплен непосредственно на контактном элементе (25, 55, 56, 74).

4. Блок по одному из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что соединительный кабель (38, 70, 71) имеет поперечное сечение проводника по меньшей мере 50 мм², предпочтительно 95 мм².

5. Блок по одному из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что поворотная опора (26, 57, 58, 75) на своей оси (40, 63, 79) содержит опорную втулку (44, 45, 80) из диэлектрического материала.

6. Блок по одному из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что на контактный элемент (25, 55, 56, 74) воздействует пружина (46, 65, 81) контактного блока (24, 54, 73) своим усилием пружины, выдавливая контактный элемент в направлении зарядного контакта.

7. Блок по п. 6, отличающийся тем, что пружина (46, 65, 81) представляет собой витую торсионную пружину, удерживаемую на оси (40, 63, 79) поворотной опоры (26, 57, 58, 75).

8. Блок по одному из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что поворотная опора (26, 57, 58, 75) содержит электрический резистивный нагревательный элемент (64).

9. Блок по одному из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что контактный блок (24, 54, 73) содержит соединительный элемент (27, 59, 76), посредством которого контактный элемент (25, 55, 56, 74) может быть установлен на держателе контактного блока, причем контактный элемент соединен с соединительным элементом посредством поворотной опоры (26, 57, 58, 75).

10. Блок по п. 9, отличающийся тем, что соединительный элемент (27, 59, 76) содержит упор (52), ограничивающий поворотное движение контактного элемента (25, 55, 56, 74) относительно держателя контактного блока.

11. Блок по п. 9 или 10, отличающийся тем, что соединительный элемент (27, 59, 76) образует соединительный мост (28), посредством которого могут быть соединены две параллельные боковые стенки держателя контактного блока.

12. Блок по одному из пп. 9-11, отличающийся тем, что контактный блок (24, 54, 73) содержит два контактных элемента (25, 55, 56, 74), каждый из которых закреплен на поворотной опоре (26, 57, 58, 75) с возможностью поворота относительно держателя контактного блока, причем соединительный элемент (27, 59, 76) удерживает оба контактных элемента.

13. Блок по одному из пп. 9-12, отличающийся тем, что поворотные опоры (26, 57, 58, 75) расположены в поперечном направлении относительно друг друга на соединительном элементе (27, 59, 76).

14. Блок по одному из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что контактный блок (24, 54, 73) выполнен таким образом, чтобы через него можно было передавать ток от 500 до 1000 А, предпочтительно 800 А с напряжением 750 В.

15. Контактное устройство с контактным блоком (24, 54, 73) по одному из предыдущих пунктов.

16. Контактное устройство по одному из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что устройство позиционирования содержит пантограф или качающийся рычаг, посредством которого держатель контактного блока может быть позиционирован по меньшей мере вертикально относительно зарядного контактного блока, причем контактное устройство может быть расположено на транспортном средстве или зарядной станции.

17. Контактное устройство по п. 15 или 16, отличающееся тем, что по меньшей мере два контактных элемента (25, 55, 56, 74) выступают на разную высоту относительно поверхности (49) держателя контактного блока, обращенной к одному из зарядных контактных блоков.

18. Контактное устройство по одному из пп. 15-17, отличающееся тем, что держатель контактного блока содержит корпус со сквозными отверстиями.

19. Контактное устройство по п. 18, отличающееся тем, что корпус образован двумя параллельными боковыми стенками из диэлектрического материала, причем боковые стенки соединены между собой соединительными мостами (28).

20. Система быстрой зарядки с зарядным контактным устройством и контактным устройством по одному из пп. 15-19.

21. Система по п. 20, отличающаяся тем, что зарядное контактное устройство образует приемное отверстие для держателя контактного блока, причем держатель контактного блока выполнен с возможностью вставки в приемное отверстие зарядного контактного устройства.

22. Система по п. 20, отличающаяся тем, что держатель контактного блока образует приемное отверстие для зарядного контактного устройства, причем зарядное контактное устройство выполнено с возможностью вставки в приемное отверстие держателя контактного блока.

23. Система по одному из пп. 20-22, отличающаяся тем, что зарядное контактное устройство и/или поперечная направляющая устройства позиционирования содержит электрический резистивный нагревательный элемент.