AT515562B1 - Fahrzeugpositionsabhängige hochenergetisch-elektromagnetische Energieeinspeisung zwischen Fahrbahn und Fahrzeug - Google Patents

Fahrzeugpositionsabhängige hochenergetisch-elektromagnetische Energieeinspeisung zwischen Fahrbahn und Fahrzeug Download PDF

Info

Publication number
AT515562B1
AT515562B1 ATA203/2014A AT2032014A AT515562B1 AT 515562 B1 AT515562 B1 AT 515562B1 AT 2032014 A AT2032014 A AT 2032014A AT 515562 B1 AT515562 B1 AT 515562B1
Authority
AT
Austria
Prior art keywords
vehicle
roadway
radiation
energy
radiator
Prior art date
Application number
ATA203/2014A
Other languages
English (en)
Other versions
AT515562A1 (de
Inventor
Peter Ing Kuntschitsch
Original Assignee
Peter Ing Kuntschitsch
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Peter Ing Kuntschitsch filed Critical Peter Ing Kuntschitsch
Priority to ATA203/2014A priority Critical patent/AT515562B1/de
Publication of AT515562A1 publication Critical patent/AT515562A1/de
Application granted granted Critical
Publication of AT515562B1 publication Critical patent/AT515562B1/de

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L5/00Current collectors for power supply lines of electrically-propelled vehicles
    • B60L5/005Current collectors for power supply lines of electrically-propelled vehicles without mechanical contact between the collector and the power supply line
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/27Adaptation for use in or on movable bodies
    • H01Q1/32Adaptation for use in or on road or rail vehicles
    • H01Q1/3208Adaptation for use in or on road or rail vehicles characterised by the application wherein the antenna is used
    • H01Q1/3225Cooperation with the rails or the road
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/27Adaptation for use in or on movable bodies
    • H01Q1/32Adaptation for use in or on road or rail vehicles
    • H01Q1/325Adaptation for use in or on road or rail vehicles characterised by the location of the antenna on the vehicle
    • H01Q1/3275Adaptation for use in or on road or rail vehicles characterised by the location of the antenna on the vehicle mounted on a horizontal surface of the vehicle, e.g. on roof, hood, trunk
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q13/00Waveguide horns or mouths; Slot antennas; Leaky-waveguide antennas; Equivalent structures causing radiation along the transmission path of a guided wave
    • H01Q13/10Resonant slot antennas
    • H01Q13/18Resonant slot antennas the slot being backed by, or formed in boundary wall of, a resonant cavity ; Open cavity antennas
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B5/00Near-field transmission systems, e.g. inductive or capacitive transmission systems
    • H04B5/70Near-field transmission systems, e.g. inductive or capacitive transmission systems specially adapted for specific purposes
    • H04B5/79Near-field transmission systems, e.g. inductive or capacitive transmission systems specially adapted for specific purposes for data transfer in combination with power transfer
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/10Technologies relating to charging of electric vehicles
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/10Technologies relating to charging of electric vehicles
    • Y02T90/16Information or communication technologies improving the operation of electric vehicles

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)

Abstract

Die Erfindung ermöglicht eine elektronisch von der Fahrzeug-position abhängige hochenergetische, elektromagnetische Energieeinspeisung (22) zwischen Fahrbahn (3) und Fahrzeug (21). Darüber hinaus wird mit dieser Erfindung eine Erhöhung der Bodenhaftung durch elektronisch gesteuerte Fahrzeug-Elektromagneten (7) in elektrisch betriebenem Fahrzeug (21) und Fahrbahn (3) über magnetische Kräfte ermöglicht. Darüber hinaus wird es mit dieser Erfindung möglich, Fahrzeuge (21) in einem Straßenröhre (20), vorzugsweise mit Unterdruck zu betreiben, energiesparend im Betrieb und ohne Emissionen. Darüber hinaus sind damit selbstlenkende Fahrzeuge (21) mit zentraler Verkehrsleitwarte möglich. Darüber hinaus sind in Kombination mit dynamisch einstellbaren magnetischen Kraftfeldern zwischen Fahrzeug (21) und Fahrbahn (3) berührungsfreie Schwebeantriebe möglich. Darüber hinaus sind im verkleinerten Masstab damit Anwendungen insbesondere in der Robotik kontaktlos und frei programmierbar möglich. Die derzeitige Mikrowellen-Technik mit Magnetronmodulen (18), erlaubt eine abstrahlbare Mikrowellenleistung von 100 Watt/cm² = 1 Megawatt/m² durch die Fahrbahn (3) an die Fahrzeugunterseite (8). Damit sind ganz neue Leistungsklassen an Personen- und Nutzfahrzeugen wie auch Geschwindigkeiten bei geringerem Energieverbrauch zu erwarten, sodaß diese Erfindung Schlüssel-Technologie würdig ist.

Description

Beschreibung [0001] Die im Straßenverkehr eingesetzten Personen- und Nutzfahrzeuge basieren massiv aufVerbrennungskraftmaschinen, und sind damit eine Hauptursache für klimaändernde Treibhaus¬gase.
[0002] Die angebotenen Elektrofahrzeuge für den Straßenverkehr haben auch unter optimalenUmgebungsbedingungen im Verhältnis zu Verbrennungskraft betriebene Fahrzeuge, geringeEinsatzreichweiten, sind durch langzeitige Ladevorgänge vom Betrieb blockiert, benötigenschwere und sehr teure Batterie-Einheiten die als Leergewicht ständig mitzuführen sind. DieReichweiten-Varianz wird noch zusätzlich vergrößert, durch Straßensteigungen, niedrige Tem¬peraturen, rasche Alterung der Batterien.
[0003] Elektro-LKW für den Straßenverkehr gibt es keine.
[0004] Verbrennungskraftmaschinen für den Straßenverkehr benötigen viel Sauerstoff aus derAtmosphäre, und sind daher nur unter gewöhnlichen Luftdruckverhältnissen praktikabel zubetreiben. Dieser Luftdruck ist vor allem bei hohen gefahrenen Geschwindigkeiten, der größteEnergieverbraucher der Fahrzeuge.
[0005] Die Bodenhaftung im Fährbetrieb von Fahrzeugen ist durch die Schwerkraft und dieHaftreibung der Reifen begrenzt.
[0006] Jedes Straßenfahrzeug wird von Menschen individuell gesteuert und ist in Bezug aufVerkehrsmanöver im Wesentlichen durch gesetzliche Regeln reguliert. (Vertrauensgrundsatz)Menschliches Fehlverhalten ist dadurch die Hauptursache für Verkehrsunfälle.
[0007] Ein Informationsaustausch zwischen einzelnen Fahrzeugen untereinander und einerzentralen Verkehrsleitzentrale findet derzeit direkt nicht statt.
[0008] Die nachfolgende Erfindung erfüllt die technische Aufgabe die zuvor genannten Nachtei¬le zu überwinden.
[0009] Dabei wird die für das Fahrzeug (21) benötigte Betriebsenergie, durch hochenergeti¬sche, elektromagnetische Strahlung (22), vorzugsweise aus dem Mikrowellen-Frequenzbereich,positionsabhängig von der Fahrbahn (3) an eine Strahlungs-Absorberkammer (4) die unterhalbeines Fahrzeuges (21) angeordnet ist, abgestrahlt.
[0010] An der Fahrbahn (3) wird dazu in den Straßenunterbau (16), Strahler-Array-Modul (2)eingelassen, die aus einem Array von Strahler Einzelelementen (10) bestehen, und direkt oderüber angeordnete Hohlleiter (11) die hochenergetische, elektromagnetische Strahlung (22)gerichtet abstrahlen.
[0011] Am Fahrzeug (21) an der Fahrzeugunterseite (8) ist mindestens eine mittels Luftüber¬druck (*) auf einem dünnen Luftspalt (*) schwebend gehaltene Strahlungs-Absorberkammer (4)angeordnet. Die Strahlungs-Absorberkammer (4) ist beweglich, und stabil mit dem Fahrzeug(21) verbunden, und kann bei Bedarf auch komplett in das Fahrzeug (21) eingefahren werden,um gröbere Hindernisse schadfrei überwinden zu können.
[0012] Zwischen Fahrzeug (21) und Fahrbahn (3) wird eine synchronisierte Fahrzeug-Positionssteuerung (26) und Straßensteuer-Elektronik (30) angeordnet, sodass sich die Ortspo¬sition der im Fahrzeug angeordneten Strahlungs-Absorberkammer (4) auf wenige Zentimetergenau ermittelt wird. Abhängig von dieser Ortsposition und dem Energiebedarfes des Fahrzeu¬ges (21), werden aus dem Strahler-Array-Modul (2) Strahler Einzelelemente (10) so aktiviert,das die abgegebene hochenergetische, elektromagnetische Strahlung (22) vollständig in dieInnenseite der Strahlungs-Absorberkammer (4) abgestrahlt wird.
[0013] Die Strahlungs-Absorberkammer (4) ist seitlich mit segmentierten, hochleitfähigen,flexiblen, Schürzen (5) gegen die Fahrbahn (3) abgeschlossen. Zusätzlich wird unterhalb derSchütze (5) ein weiterer Luftvorhang (6) angeordnet, sodass die im Inneren der Strahlungs-Absorberkammer (4) vorhandene hochenergetische, elektromagnetische Strahlung (22) am
Austritt in die Umwelt gehindert wird. Die Strahlungs-Absorberkammer (4) wird im Inneren übereinen Überdruckventilator (27) schwebend auf einem dünnen Spalt (28) über der Fahrbahn (3)flexibel angepasst.
[0014] Die Strahlungs-Absorberkammer (4) ist an der Innenseite mit einem Antennenarray (1)angeordnet. Die von mindestens einem Strahler-Array-Modul (2) direkt oder über Reflexioneneingestrahlte hochenergetische, elektromagnetische Strahlung (22) wird von den Antennen¬array (1) absorbiert, und nachfolgend mindestens ein Gleichrichter-Siebglied (23) zugeführt,und steht danach dem Fahrzeug (21) als elektrisch Gleichspannung und Gleichstrom zur Verfü¬gung.
[0015] Die im Strahler-Array-Modul (2) angeordneten Strahler Einzelelement (10) sind so auf¬zubauen, das sie mit verschiedenen Frequenzen betrieben werden. Die im Strahler- Array-Modul (2) angeordneten Strahler Einzelelemente (10) sind so aufzubauen, das sie abhängigvon der eingesetzten Variante mit linearer, zirkulärer oder elliptischer Polarisation betriebenwerden. Diese Maßnahmen dienen dazu, um auf der Fahrbahn (3) störende Materialien, wieNässe, Schnee, Eis, Verschmutzungen, absorptionsneutral zu durchdringen, und damit denWirkungsgrad der Energieübertragung zwischen Fahrbahn (3) Strahler-Array-Modul (2) undFahrzeugunterseite (8) zu maximieren.
[0016] Die im Strahler-Array-Modul (2) angeordneten Strahler Einzelelement (10) sind so auf¬zubauen, das sie von der Kombination aus Fahrzeug-Positionssteuerung (26) und Straßen¬steuer-Elektronik (30) einzeln ansteuerbar sind. Die Ansteuerung der Strahler Einzelelement(10) erfolgt am Fahrzeug (21) Energiebedarf orientiert.
[0017] Die Varianten der Ausführung zur hochenergetischen, elektromagnetischen Energieein¬speisung (22) in das elektrisch betriebene Fahrzeug (21) kann über verschiedene Einrichtungenerfolgen. Beispiele sind: Maser, Gunn-Leistungs-Dioden, Magnetronmodul (18). Je nach Aus¬führung ergeben sich daraus unterschiedliche Vorteile. Im Falle der Strahlungserzeugung mit¬tels einem Maser ist die Energiedichte der elektromagnetischen Strahlung durch die kohärenteStrahlungseinspeisung kleiner zu halten. Im Falle der Ausführung mittels Gunn-Leistungs-Dioden, besteht die Möglichkeit der Modulation der elektromagnetischen Strahlung um zusätz¬lich Information zwischen Fahrzeug (21) und Straßennetz zu übertragen. Zusätzlich lassen sichGunn-Elemente so anordnen, das neben linearer Polarisationsebene, auch zirkulare Polarisati¬on oder elliptische Polarisation einspeisen lässt, mit dem Vorteil der Richtungsunabhängigkeitvon Fahrzeugen (21). Im Falle der Ausführung mit Magnetronmodul (18) Arrays lassen sich diebesten Wirkungsgrade der Energieausbeute erzeugen, und die höchsten Energiedichten ingegebenen Raumelementen einspeisen. Typischerweise 100 Watt/cm2 oder 1 Megawatt/m2.
[0018] Die Strahler Einzelelemente (10) sind, abhängig von der Ausführungsvariante, in derLeistung regelbar und so auszuführen, dass sich zwischen Fahrzeug (21) und Fahrbahn (3)zusätzlich auch eine Informationsübertragung erfolgt. Das System ist vorzugsweise so anzu¬ordnen, dass der Informationsaustausch zwischen Fahrzeugen (21) einerseits und Fahrzeug(21) und zentraler Verkehrsplanung andererseits aufgebaut ist. Durch die exakte Positionser¬kennung jedes einzelnen Fahrzeuges (21) mit dieser Erfindung lassen sich Kollisionsvermei¬dungen, Geschwindigkeitsanpassungen an Straßenverhältnisse, und in weiterer Folge fahrerlo¬ser Fährbetrieb mit so betriebenen Fahrzeugen (21) erwirtschaften.
[0019] Die Strahler-Array-Modul (2) sind entweder einzeln über die Fahrbahn (3) verteilt, odervollflächig in die Fahrbahn (3) eingelassen, oder über Hohlleiter (11) und Array Hohlleiterver¬längerung (19), vom Strahler-Array-Modul (2) seitlich entlang der Fahrbahn (3) gespeist.
[0020] Die im Strahler-Array-Modul (2) enthaltene Straßensteuer-Elektronik (30) ist so anzuord¬nen, das sie skalierbar aufgebaut ist.
[0021] Das elektrisch betriebene Fahrbahn (3) wird mit einem Bufferakku und Ladeelektronik (24) so aufgebaut, dass das Fahrzeug (21) auch kurze Distanzen ohne Energie-Einspeisungüberwinden kann.
[0022] Durch die mittels der Erfindung im Fahrzeug (21) massiv verfügbare elektrische Energielassen sich weitere naheliegende Zusatzmaßnahmen anordnen, die der Erhöhung der Fahr¬zeugstabilität, Bremswegverkürzungen, verbesserte Bodenhaftung. Dazu werden an der Fahr¬zeugunterseite (8) ansteuerbare Fahrzeug-Elektromagneten (7) angeordnet und im Gegenzugin den Strahler-Array-Modulen (2) je nach Ausführungsvariante, die eine regelbare Zusatzkraftzwischen Fahrbahn (3) und Fahrzeug (21) einbringen. Dazu sind die Strahler-Array-Modul (2)oder in die Fahrbahn (3) unabhängig zusätzlich mit ferromagnetischen Materialien (29) oder mitFahrbahn-Permanentmagnet (14) oder mit regelbaren Fahrbahn-Elektromagneten (13) zusätz¬lich ausgestattet.
[0023] Eine weitere Ausführungsvariante die sich im Zusammenhang mit dieser Erfindungergibt, ist die Anwendung einer Straßenröhre (20) die mit Unterdrück betrieben wird. An denvorzugsweise bei Autobahnen anzuwendenden Zufahrten und Abfahrten, wird ein Schleusen¬system angefügt, um die nach außen hin, luftdicht betriebenen Fahrzeuge (21), an den Unter¬drück der Röhren anzupassen. Der dadurch sich ergebende Vorteil ist die Reduktion der Luft¬reibung im Fährbetrieb, bei vergleichbaren Geschwindigkeiten unter normaler Atmosphäre. DerEnergie-Einsparungseffekt ist dabei umso größer je höher die damit betriebenen Geschwindig¬keiten der Fahrzeuge (21) sind und damit sind auch neue Bauhöhen vorzugsweise an Nutzfahr¬zeugen möglich, die weitere Energieeinsparungen, und Effizienzsteigerungen nahelegen.
[0024] Eine vorzugsweise Ausführungsvariante für die Anlieferung der elektrischen Be¬triebsenergie ist es, diese mit Hochspannungsgleichspannung (15), ohne Phasenverluste ent¬lang des Straßennetzes so zu betreiben, das die Hochspannungsgleichspannung (15) speziellim Fall des Betriebes mit Magnetronmodul (18) als Strahler Einzelelement (10) direkt ohneweitere elektrische Umwandlung eingespeist sind.
[0025] Das vorzugsweise Hochspannungsgleichspannung (15) Netz wird gespeist von DC/DCWandler (31) die direkt von der entlang der Straße angeordneten Schallschutz-Solarmodul (17)Kombinationen Strom verlustarm einspeisen. Auf diese Weise sind von externen Gleichstrom-Anbietern verlustarm Energie einzuspeisen. Durch den Betrieb mit Gleichspannung ist dieverfügbare Betriebsenergie im so betriebenen elektrischen Netz auch im Teilbetrieb möglich,und kann leicht auf die einzelnen Fahrzeuge (21) verteilt werden und damit eine höhere Aus¬fallssicherheit des Systems erreichen.
[0026] Eine weitere Komponente dieser Erfindung ist es, die bei den heute typischen am Tageerwirtschafteten Energie-Überschüsse von Verbundbetreibern, günstig einzuspeisen. Damit istder dann gefahrene Kilometer von den Kosten her, abhängig von der im Verbundnetz zu die¬sem Zeitpunkt vorhandenen Energiemenge. Praktisch gesehen, können damit soziale Tarifie¬rungen für einkommensstarke und einkommensschwache Personen entwickelt werden. DasFahren am Tag bei Sonnenschein wird dann zu erwarten wesentlich günstiger sein, als wennjemand bei Nacht oder schlechtem Wetter mit dem Fahrzeug (21) unterwegs sein muss.
[0027] Fig.1: hochenergetische elektromagnetisches Strahler- Array-Modul (2), das mit einer Hohlwellenleiter-Deckschicht (9) und Hohlleiter-Füllkörper (12), in dieFahrbahn (3) modular eingebaut ist.
[0028] Fig.2: Nachträglicher Einbau von Strahler-Array-Modul (2) ein in bestehendes Stra¬
ßennetz. Die Fahrzeug-Positionssteuerung (26) aktiviert das Strahler Ein¬zelelement (9) des Strahler-Array-Modul (2) über die Straßensteuer-Elektronik(30), dass die Strahlungs-Absorberkammer (4) die abgestrahlte hochenergeti¬sche, elektromagnetische Strahlung (21), über die Schürze (5) und Luftvor¬hang (6) abdeckt, und ins Strahlungs-Absorberkammer (4) Innere reflektiert.Die Antennenarray (1) absorbieren die hochenergetische, elektromagnetischeStrahlung (22) und leiten sie an ein nachgeschaltenes Gleichrichter-Siebglied(23) zur Umwandlung in Gleichspannung und Gleichstrom weiter. DiesemGleichrichter-Siebglied (23) ist ein Bufferakku und Ladeelektronik (24) nach¬geschalten. Die Straßensteuer-Elektronik (30) wird über ein Hochspannungs¬gleichspannung (15) mit Betriebsenergie gespeist, das von externen DC/DC
Wandlern (31) versorgt wird. Die Externen DC/DC Wandler (31) sind vorzugs¬weise von Schallschutz-Solarelement (17) mit Betriebsenergie versorgt.
[0029] Fig.3: Vollflächiger Einbau von Strahler-Array-Modul (2) links in Fig.3 in Straßennetz.
Alternativ rechts in Fig.3 vorzugsweise mit Hohlleiterverlängerung (19) imStraßenunterbau (16) verlegt, und an den Straßenrand ausgelagerten Strah¬ler-Array-Modul (2).
[0030] Fig.4: Anordnung der hochenergetischen, elektromagnetischen Energieeinspeisung (22) in Draufsicht auf der Fahrzeugunterseite (8). Die Strahlungs-Absorberkammer (4) wird durch die aktivierten Hohlleiter (11) mit hochenerge¬tische, elektromagnetische Strahlung (22) in schwarz gezeichnet, angerei¬chert, und durch die Schürze (5) und den Luftvorhang (6) im Inneren derStrahlungs-Absorberkammer (4) gehalten.
[0031] Fig.5: Anordnung der Strahlungs-Absorberkammer (4) an der Fahrzeugunterseite (8) und den Strahler-Array-Modul (2) in der Fahrbahn (3). Die Strahlungs-Absorberkammer (4) wird seitlich von einer hochleitfähigen, flexiblen, segmen¬tierten Schürze (5), die hochgezogen werden kann begrenzt, und zur zusätzli¬chen elektromagnetischen Abschirmung mit einem flexiblen, hochleitfähigenLuftvorhang (6) betrieben. Der flexible, hochleitfähige Luftvorhang (6) gleitetüber einen dünner Spalt (28) berührungslos über die Fahrbahn (3), der Konturder Fahrbahn (3) folgend. Im Inneren der Strahlungs-Absorberkammer (4) istein Luftüberdruck durch einen Überdruckventilator (27) erzeugt.
[0032] Fig.6: Anordnung Strahler Einzelelement (10) zur hochenergetischen, elektromagne¬ tischen Strahlungserzeugung (22) und Straßensteuer-Elektronik (30), vor¬zugsweise mit Mikrowellen. Strahlungsweiterleitung erfolgt über einen Hohllei¬terverlängerung (19), und ist zur Fahrbahn (3) hin, durch Hohlleiter-Füllkörper (12) abgedichtet.
[0033] Fig.7: Anordnung wie Fig.6, zusätzlich ausgeführt mit einem Fahrbahn-Elektromag¬ net (13) zur Kraftkopplung mit den Fahrzeug-Elektromagneten (7).
[0034] Fig.8: Anordnung wie Fig.6, zusätzlich ausgeführt mit einem Fahrbahn-Permanent¬ magnet (14) zur Kraftkopplung mit dem Fahrzeug-Elektromagneten (7).
[0035] Fig.9: Anordnung von Magnetronmodul (18) zu einem Array-Ausschnitt verbaut, mit
Hohlleiter (11) und Straßensteuer-Elektronik (30) als Variante ausgeführt.
[0036] Fig.10: Anordnung von in Strahler-Array-Modul (2) zusätzlich eingelassenen Fahr¬ bahn-Elektromagnet (13) mit Ansteuerelektronik (13) oder als Variante Fahr¬bahn-Permanentmagnet (14) ausgeführt, oder als Variante ferromagnetischesMaterial (29) ausgeführt, oder eine Kombination davon.
[0037] Fig.11: Anordnung von Fahrzeugen (21), Fahrbahn (3) in einer geschlossenen Stra¬ ßenröhre (20), vorzugsweise mit Unterdrück betrieben. LEGENDE ZU DEN EINZELNEN ZEICHNUNGSFIGUREN: 1 Antennenarray, Absorption der hochenergetischen elektromagnetischen Strahlung,vorzugsweise Mikrowellenstrahlung. 2 Strahler-Array-Modul, vorzugsweise Mikrowellenstrahlung 3 Fahrbahn 4 Strahlungs-Absorberkammer, vorzugsweise Mikrowellenstrahlung, segmentiert, hoch¬leitfähig, flexibel 5 Schürze, hochleitfähig, flexibel, segmentiert 6 Luftvorhang, flexibel, hochleitfähig 7 Fahrzeug-Elektromagneten, höhenverstellbar 8 Fahrzeugunterseite 9 Hohlwellenleiter-Deckschicht, Mikrowellen durchlässig 10 Strahler Einzelelement zur hochenergetischen elektromagnetischen Strahlungserzeu¬gung 11 Hohlleiter 12 Hohlleiter-Füllkörper, abriebfest, strahlungstransparent 13 Fahrbahn-Elektromagnet mit Ansteuerelektronik 14 Fahrbahn-Permanentmagnet 15 Hochspannungsgleichspannung, Stromnetz 16 Straßenunterbau 17 Schallschutz-Solarelement 18 Magnetronmodul 19 Hohlleiterverlängerung, Wartungsmöglichkeit im Betrieb 20 Straßenröhre, vorzugsweise mit Unterdrück betrieben 21 Elektrisch betriebenes Fahrzeug 22 Hochenergetische elektromagnetische Strahlung, vorzugsweise Mikrowellenstrahlung 23 Gleichrichter-Siebglied, mikrowellentauglich 24 Bufferakku und Ladeelektronik 25 Straßenpositionssensoren 26 Fahrzeug-Positionssteuerung 27 Überdruckventilator 28 Dünner Spalt 29 ferromagnetisches Material 30 Straßensteuer-Elektronik 31 DC/DC Wandler

Claims (24)

  1. Patentansprüche 1. Verfahren zur Energieeinspeisung zwischen Fahrbahn (3) und einem elektrisch betriebe¬nen Fahrzeug (21), dadurch gekennzeichnet, - dass elektrische Energie in hochenergetische, elektromagnetische Strahlung (22) um¬gewandelt wird, die über Hohlleiter (11) durch eine Fahrbahn (3) abgestrahlt und über eineStrahlungs-Absorberkammer (4) an der Fahrzeugunterseite (8), insbesondere von Anten¬nen, absorbiert wird, und - dass die absorbierte hochenergetische, elektromagnetische Strahlung (22) durch we¬nigstens ein nachfolgendes Gleichrichter-Siebglied (23) in das Fahrzeug (21) als elektri¬sche Energie eingespeist wird.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Frequenz der eingesetz¬ten Strahler-Einzelelemente (10) veränderbar gesteuert wird.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Polarisation derhochenergetischen, elektromagnetischen Strahlung (22) der eingesetzten Strahler-Einzelelemente (10) variabel, vorzugsweise linear polarisiert, zirkular polarisiert oder ellip¬tisch polarisiert, ist.
  4. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Relativ¬position des Fahrzeugs bezogen auf die Fahrbahn (3) ermittelt wird, insbesondere mittelseines globalen Positionierungssystems und mittels Straßenpositionssensoren (25), unddass die Position der Strahlungs-Absorberkammer (4) des Fahrzeugs auf einen einzelnenHohlleiter (11) genau ermittelt wird.
  5. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass zum Ver¬bessern der Bodenhaftung von Fahrzeugen (21), insbesondere höhenverstellbare, Fahr-zeug-Elektromagnete (7) an der Fahrzeugunterseite (8) mit dem in Fahrbahn (3) eingelas¬senen ferromagnetischen Material (29) eine regelbare Kraftwirkung zwischen elektrisch be¬triebenem Fahrzeug (21) und Fahrbahn (3) erzeugen.
  6. 6. Verfahren nach Anspruch 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass das in der Fahrbahn(3) befindliche ferromagnetische Material (29) durch einen Fahrbahn-Elektromagneten (13)und/oder Permanent-Magneten (14) abhängig von der ermittelten Relativposition des Fahr¬zeug-Magneten (7) magnetische Kraft-Kopplung gesteuert ist.
  7. 7. Verfahren nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass aufgrund der ermitteltenRelativposition diejenigen Strahler-Einzelelemente (10) des Strahler-Array-Moduls (2) akti¬viert werden, dass die abgegebene Strahlung (22) vollständig in die Innenseite der Strah¬lungs-Absorberkammer (4) des Fahrzeugs (21) abgestrahlt sind.
  8. 8. Verfahren nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass abhängig vom Energie¬bedarf des Fahrzeugs (21) die Anzahl der zu aktivierenden Strahler-Einzelelemente (10)ausgewählt sind.
  9. 9. Elektrisch betriebene Vorrichtung, insbesondere Fahrzeug (21), umfassend eine, insbe¬sondere zur Fahrbahn (3) hin ausgerichtete, Strahlungs-Absorberkammer (4) zur Aufnah¬me von elektrischer Energie in Form von einer aus der Fahrbahn (3) abgestrahlten elekt¬romagnetischen Strahlung (22), wobei die Strahlungs-Absorptionskammer (4), insbesonde¬re mit einem Antennen-Array (1), zur Absorption elektromagnetischer Strahlung ausgebil¬det ist.
  10. 10. Vorrichtung, insbesondere Fahrzeug (21), nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet,dass das Fahrzeug (21) eine Schürze (5) und einen Luftvorhang (6) aufweist, die die Ab¬sorberkammer (4) elektromagnetisch strahlungsdicht nach außen abschließen, wobei ge¬gebenenfalls im Bereich der Absorberkammer-Oberseite ein Überdruckventilator (27) vor¬gesehen ist, der Luft in das Innere der Absorberkammer (4) einbläst, sodass zwischen demLuftvorhang (6) und der Fahrbahn (3) unterhalb der Absorberkammer (4) ein dünner Spalt (28) besteht, über den der Luftvorhang (6) berührungslos gleitet.
  11. 11. Vorrichtung, insbesondere Fahrzeug (21), nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekenn¬zeichnet, dass die an der Stahlungs-Absorberkammer (4) befestigte Schürze (5) und Luft¬vorhang (6) hochziehbar angeordnet ist.
  12. 12. Vorrichtung, insbesondere Fahrzeug, nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch ge¬kennzeichnet, dass das Antennen-Array (1) eine Anzahl von einzelnen Antennen umfasst,die mit mindestens einem nachgeschalteten Gleichrichter-Siebglied (23) zusammenge¬schaltet sind, und dass insbesondere der so erzeugte Gleichstrom und die Gleichspannungan einen Bufferakku und/oder dessen zugeordnete Ladeelektronik (24) innerhalb deselektrisch betriebenen Fahrzeugs (21) weitergeleitet wird.
  13. 13. Vorrichtung, insbesondere Fahrzeug (21), nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet,dass im elektrisch betriebenen Fahrzeug (21) ein Bufferakku mit Ladeelektronik (24) vor¬gesehen ist, der dem Gleichrichter-Siebglied (23) nachgeschaltet ist und dem der vomGleichrichter-Siebglied (23) erzeugte Gleichstrom zugeführt ist.
  14. 14. Vorrichtung, insbesondere Fahrzeug (21), nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurchgekennzeichnet, dass in das Fahrzeug (21) höhenverstellbare Elektromagneten (7) einge¬lassen sind, und über die Fahrbahn (3) eingelassenes ferromagnetische Material (29) miteinem Fahrzeug-Elektromagnet (7) und/oder Fahrbahn-Elektromagnet (13) über die Positi¬onssteuerung (26) angesteuert sind.
  15. 15. Vorrichtung zur Einspeisung von Energie in elektrisch betriebene Fahrzeuge (21) umfas¬send eine Fahrbahn (3) sowie ein Strahler-Array-Modul (2) mit einer Anzahl von Strahler-Einzelelementen (10), insbesondere in Form von Magnetron-Modulen, sowie Hohlleitern(11) zur gerichteten Abstrahlung der von den Strahler-Einzelelementen (10), abgegebenenStrahlung.
  16. 16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Hohlleiter (11) in dieFahrbahn (3) eingebaut sind, und dass das Strahler-Array-Modul (2) bis an die Fahrbahn(3) herangeführt sind und dessen Hohlleiter-Füllkörper (12) mit abriebfestem, strahlungs-durchlässigem Material gefüllt sind.
  17. 17. Vorrichtung nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass eine Positions¬steuerung (26) zur Detektion der Relativposition eines Fahrzeugs gegenüber der Fahrbahn(3) vorgesehen ist, und dass jedes Strahler-Einzelelement (10) einzeln von der Positions¬steuerung (26) angesteuert sind.
  18. 18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Positionssteuerung(26) mittels eines globalen Positionierungssystems und mit Straßenpositionssensoren (25)die Position eines Fahrzeugs und/oder von dessen Strahlungs-Absorberkammer (4) auf ei¬nen einzelnen Hohlleiter (11) genau ermittelt sind.
  19. 19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass in dieFahrbahn (3) ferromagnetisches Material (29) eingelassen ist, und dass das eingelasseneferromagnetische Material (29) mit einem Fahrbahn-Elektromagnet (13) über die Positions¬steuerung (26) über die an der Fahrzeug-Unterseite höhenverstellbaren Elektromagneten(7) zur magnetischen Kraftkopplung zwischen Fahrzeug (21) und Fahrbahn-Modul (2) an¬gesteuert sind.
  20. 20. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass das eingelassene ferro¬magnetische Material (29) mit Fahrbahn-Permanentmagnet (14) ausgeführt ist, und insbe¬sondere das Fahrzeug (21) über an der Fahrzeug-Unterseite höhenverstellbaren Elektro¬magneten (7) an das Fahrbahn-Modul (2) durch magnetische Kraft gekoppelt, angesteuertsind.
  21. 21. Vorrichtung nach Anspruch 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Positions¬steuerung (26) aufgrund der ermittelten Relativposition diejenigen Strahler-Einzelelemente(10) des Strahler-Array-Moduls (2) aktiviert, dass die abgegebene Strahlung (22) vollstän¬dig in die Innenseite der Strahlungs-Absorberkammer (4) eines oberhalb der Fahrbahn be¬findlichen Fahrzeugs (21) abgestrahlt wird.
  22. 22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 21, dadurch gekennzeichnet, - dass eine Straßensteuer-Elektronik (30) zur Ansteuerung des Strahler-Array-Moduls (2)vorgesehen ist, wobei insbesondere die Vorrichtung an eine Hochspannungsgleichspan¬nung (15) angeschlossen ist, die direkt an die Straßensteuer-Elektronik (30) angeschlos¬sen ist und/oder, - dass Betriebsenergie über DC/DC-Wandler (31) von externen Stromanbietern, vorzugs¬weise durch Schallschutz-Solarelement - Module (17) eingespeist sind.
  23. 23. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass dieFahrbahn (3) in einer Straßenröhre (20) angeordnet ist, die gegebenenfalls mit Unterdrückbeaufschlagt ist.
  24. 24. Anordnung umfassend eine Anzahl von Vorrichtungen nach einem der Ansprüche 15 bis23, dadurch gekennzeichnet, dass die Straßensteuer-Elektronik (30) die gesamte imHochspannungsgleichspannungs-Netz (15) verfügbare Energie auf die einzelnen, elek¬trisch betriebenen auf den Vorrichtungen befindlichen Fahrzeuge (21) lastoptimiert verteilt. Hierzu 5 Blatt Zeichnungen
ATA203/2014A 2014-03-20 2014-03-20 Fahrzeugpositionsabhängige hochenergetisch-elektromagnetische Energieeinspeisung zwischen Fahrbahn und Fahrzeug AT515562B1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ATA203/2014A AT515562B1 (de) 2014-03-20 2014-03-20 Fahrzeugpositionsabhängige hochenergetisch-elektromagnetische Energieeinspeisung zwischen Fahrbahn und Fahrzeug

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ATA203/2014A AT515562B1 (de) 2014-03-20 2014-03-20 Fahrzeugpositionsabhängige hochenergetisch-elektromagnetische Energieeinspeisung zwischen Fahrbahn und Fahrzeug

Publications (2)

Publication Number Publication Date
AT515562A1 AT515562A1 (de) 2015-10-15
AT515562B1 true AT515562B1 (de) 2016-01-15

Family

ID=54253324

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ATA203/2014A AT515562B1 (de) 2014-03-20 2014-03-20 Fahrzeugpositionsabhängige hochenergetisch-elektromagnetische Energieeinspeisung zwischen Fahrbahn und Fahrzeug

Country Status (1)

Country Link
AT (1) AT515562B1 (de)

Citations (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3648172A (en) * 1968-10-02 1972-03-07 Sumitomo Electric Industries Circular leaky waveguide train communication system
US3781687A (en) * 1968-12-28 1973-12-25 Sumitomo Electric Industries Wireless communication system for railway vehicle including an open type transmission line mounted on a radiowave absorbent support
FR2612715A1 (fr) * 1987-03-18 1988-09-23 Alsthom Dispositif de transmission d'informations et/ou d'instructions entre des vehicules routiers et un poste de controle
US4932617A (en) * 1986-12-12 1990-06-12 Societe Anonyme Dite: Alsthom System for transmitting broadband data and/or instructions between a moving element and a control station
EP0529581A1 (de) * 1991-08-30 1993-03-03 Gec Alsthom Sa Ordnungsanlage mittels elektromagnetischer Wellen ultrahoher Frequenz
US5271047A (en) * 1991-08-01 1993-12-14 Acb Method of acting remotely on a nuclear power station site
DE19512523A1 (de) * 1995-04-03 1996-10-10 Daimler Benz Ag Transportelement
DE19512107A1 (de) * 1995-04-03 1996-10-24 Daimler Benz Ag Spurgeführtes Transportsystem mit berührungsloser Energieübertragung
US6089512A (en) * 1995-04-03 2000-07-18 Daimler-Benz Aktiengesellschaft Track-guided transport system with power and data transmission
JP2006138172A (ja) * 2004-11-15 2006-06-01 Yoshihiko Kondo 融雪用発熱舗装体及び舗装体の融雪方法
EP1998403A1 (de) * 2007-05-31 2008-12-03 Alstom Transport S.A. Hohlleiter-antenne eingebettet in ein schienenfahrzeug
US20100116821A1 (en) * 2008-11-13 2010-05-13 Kabushiki-Kaisha Takumi Structure heating system by microwave, microwave oscillation waveguide apparatus and microwave oscillator cooling method
EP2186941A1 (de) * 2008-11-17 2010-05-19 Kabushiki Kaisha Takumi Strukturerhitzungssystem mittels Mikrowelle, Mikrowellenoszillationswellenleitervorrichtung und Mikrowellenoszillatorkühlverfahren
JP2011205632A (ja) * 2006-03-24 2011-10-13 Hitoshi Kitayoshi 無線タグ装置、受電力回路、および無線タグ読み取り方法

Patent Citations (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3648172A (en) * 1968-10-02 1972-03-07 Sumitomo Electric Industries Circular leaky waveguide train communication system
US3781687A (en) * 1968-12-28 1973-12-25 Sumitomo Electric Industries Wireless communication system for railway vehicle including an open type transmission line mounted on a radiowave absorbent support
US4932617A (en) * 1986-12-12 1990-06-12 Societe Anonyme Dite: Alsthom System for transmitting broadband data and/or instructions between a moving element and a control station
FR2612715A1 (fr) * 1987-03-18 1988-09-23 Alsthom Dispositif de transmission d'informations et/ou d'instructions entre des vehicules routiers et un poste de controle
US5271047A (en) * 1991-08-01 1993-12-14 Acb Method of acting remotely on a nuclear power station site
EP0529581A1 (de) * 1991-08-30 1993-03-03 Gec Alsthom Sa Ordnungsanlage mittels elektromagnetischer Wellen ultrahoher Frequenz
DE19512523A1 (de) * 1995-04-03 1996-10-10 Daimler Benz Ag Transportelement
DE19512107A1 (de) * 1995-04-03 1996-10-24 Daimler Benz Ag Spurgeführtes Transportsystem mit berührungsloser Energieübertragung
US6089512A (en) * 1995-04-03 2000-07-18 Daimler-Benz Aktiengesellschaft Track-guided transport system with power and data transmission
JP2006138172A (ja) * 2004-11-15 2006-06-01 Yoshihiko Kondo 融雪用発熱舗装体及び舗装体の融雪方法
JP2011205632A (ja) * 2006-03-24 2011-10-13 Hitoshi Kitayoshi 無線タグ装置、受電力回路、および無線タグ読み取り方法
EP1998403A1 (de) * 2007-05-31 2008-12-03 Alstom Transport S.A. Hohlleiter-antenne eingebettet in ein schienenfahrzeug
US20100116821A1 (en) * 2008-11-13 2010-05-13 Kabushiki-Kaisha Takumi Structure heating system by microwave, microwave oscillation waveguide apparatus and microwave oscillator cooling method
EP2186941A1 (de) * 2008-11-17 2010-05-19 Kabushiki Kaisha Takumi Strukturerhitzungssystem mittels Mikrowelle, Mikrowellenoszillationswellenleitervorrichtung und Mikrowellenoszillatorkühlverfahren

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
NAOKI S.; "Power without wires." In: IEEE Microwave Magazine, Nr.12, 1. Dezember 2011 (01.12.2011). Journal Artikel. IEEE, USA. Seiten 564-573. *
ZHANG X. et al.; "The application of non-contact power transmission technology (NPT) in the modern transport system." In: International Conference on Mechatronics and Automation (ICMA), 2010. Proceeding. 4. August 2010 (01.08.2010). IEEE, USA. Seiten 345-349. *

Also Published As

Publication number Publication date
AT515562A1 (de) 2015-10-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110401399B (zh) 风光生物能储供充电气化智慧化运输系统
US20210402882A1 (en) Inductive power coupling systems for roadways
CA2616857A1 (en) Multiple layer solar energy harvesting composition and method, solar energy harvesting buckyball, inductive coupling device; vehicle chassis; atmospheric intake hydrogen motor; electrical energy generating tire; and mechanical energy harvesting device
US20230249664A1 (en) Transportation system including a hovering vehicle
EP2373128B1 (de) Verkehrsflächenbeleuchtungsvorrichtung
CN105186707B (zh) 应用于电动汽车无线供电的空心t型供电轨道及含有该供电轨道的轨道设备
CN109795332A (zh) 悬挂式磁浮交通轨道系统、悬浮架系统、磁浮车辆及磁浮系统
CN207037929U (zh) 一种便于移动的节能环保道路交通信号灯
CN105568875B (zh) 一种叠置式多层防风阻沙综合结构体
AT515562B1 (de) Fahrzeugpositionsabhängige hochenergetisch-elektromagnetische Energieeinspeisung zwischen Fahrbahn und Fahrzeug
CN201882023U (zh) 一种汽车吸钉器
DE202009011611U1 (de) Elektrische Straßenfahrzeuge mit Stromversorgung aus einem Stromnetz in der Fahrbahn und Bordgenerator von einem Verbrennungsmotor angetrieben
GB2460132A (en) A system and a method for converting the kinetic energy stored in landing aircraft into electricity
CN104924911A (zh) 新能源电动汽车高速公路行驶充电系统
RU2556828C2 (ru) Система транспортировки летательного аппарата от места стоянки до места взлета и от места посадки до места стоянки
CN206376206U (zh) 一种公路装置
CN103382706A (zh) 用于弯道路段的单色激光立体投射警示标线装置
CN103490705A (zh) 应用于高速公路上且能实现可伸缩调向的太阳能发电站
CN116676828A (zh) 一种基于感应式路面充电技术的智慧路面
CN107905132B (zh) 高速公路事故现场随车激光导引道路封锁装置
CN208337240U (zh) 一种用于交通工具的无线供电系统及交通运输系统
DE102008036948A1 (de) Fahrweg für auf vorgefertigten Verkehrswegen magnetschwebebahnähnlich fahrende Kraftfahrzeuge
CN204858758U (zh) 应用于电动汽车无线供电的单c交错排列型供电轨道
CN204885903U (zh) 一种高安全性户外变电箱
CN107512268B (zh) 一种空中轨道电车站台系统

Legal Events

Date Code Title Description
MM01 Lapse because of not paying annual fees

Effective date: 20190320