阅读说明：本技术 用于轨道车辆的至少一个储能器充能的方法和装置 (Method and device for charging at least energy stores for rail vehicles ) 是由 C.亨塞尔迈耶 A.谢弗-恩克勒 于 2019-07-16 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种用于控制用于轨道车辆的至少一个储能器的充电的过程的方法,其中,所述储能器用于给轨道车辆的驱动装置供应电能并且所述储能器的充电借助布置在轨道路网的线路段的受限的区域中的电导体进行,并且其中,由在路段侧的充电装置可以向所述导体施加充电电压,否则在该导体上施加低电压。(The invention relates to a method for controlling a process for charging at least energy stores for rail vehicles, wherein the energy stores are used to supply electrical energy to drives of the rail vehicles and the charging of the energy stores takes place by means of electrical conductors arranged in a limited region of a line section of a rail network, and wherein a charging voltage can be applied to the conductors by a road-section-side charging device, and otherwise a low voltage is applied to the conductors.)

用于轨道车辆的至少一个储能器充能的方法和装置

技术领域

本发明涉及一种用于控制轨道车辆的至少一个储能器的充电的方法、一种具有用于执行该方法的器件的设备布局和在路段侧的和/或在车辆侧的装置以及一种具有这种车辆侧的装置的轨道车辆。

背景技术

电驱动的轨道车辆、尤其有轨电车、市郊列车、城市有轨电车或者机车传统上借助沿轨道路网布置的架空导线或者供电轨供应电能。为了实现这种轨道车辆在未电气化或未完全电气化的轨道路网中运行，以便尤其为跨越所谓最后几英里，这些轨道车辆越来越多地装备了电气储能器，尤其驱动电池或者驱动电池和大功率电容构成的组合物。由于在轨道车辆中针对安装所需的安装空间和额外的重量负载，这种电气储能器的允许容量是有限的。有限的容量导致在轨道车辆的正常行驶运行期间需要对储能器充电。在针对客运的轨道车辆的情况下例如可以利用轨道车辆在车站处停车的时间段实施充电过程，以便避免充电过程导致的额外的延误造成针对乘客的旅行时间的可能的延长。为此可以在车站区域中布置适用于对轨道车辆的储能器充电的充电设施、尤其充电装置。

例如由文献EP 2 576 277 B1已知借助充电站对车辆、尤其轨道车辆的储能器充电。通过使用位置识别器件检测车辆的位置地点并且以此确定向充电站中的驶入和之后从充电站的离开的结论。根据该结论建立并且再次断开在车辆的受电器和被能源供能的架空导线或者供电轨之间的电连接。为了避免在车辆的受电器和架空导线或者供电轨之间建立和断开所述电连接时的大电流和高电压以及尤其构成电弧，在建立所述连接前使得储能器的和能源的电压这样地相互接近，即电流被降低，以及在断开该连接之前这样地影响在储能器和能源之间的电流，使得在断开时没有电流或者仅有很小的电流流动。此外可以配设开关，该开关根据车辆的位置接通和关断充电站的能源，其中，该位置通过地点固定的传感器检测。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，如何实现一种相对于已知的方法对轨道车辆中的储能器的耗费更有利的充电。该技术问题通过按照独立权利要求的特征的方法、设备布局、装置以及轨道车辆解决。改进设计在本发明中说明。

按照本发明的第一方面，建议一种用于控制用于轨道车辆的至少一个储能器的充电的过程的方法。在此，储能器用于给轨道车辆的驱动装置供应电能，并且储能器的充电借助布置在轨道路网的线路段的受限的区域中的电导体进行。此外，由在路段侧的充电装置可以向该导体施加充电电压，否则在该导体上施加低电压。针对充电过程的开始，至少一个与车辆侧的充电装置连接的受电器与该电导体连接。在通过车辆侧的充电装置识别到在该导体上施加有低电压之后，把电负载接到受电器上。在通过路段侧的充电装置识别到负载电流在该导体中流动之后，则结束低电压的施加并且把充电电压施加到该导体上。最终，在通过车辆侧的充电装置识别到低电压不再施加在该导体上之后，把电负载从受电器断开，并且在通过车辆侧的充电装置识别到充电电压施加在导体上之后，把车辆侧的充电装置的与储能器电连接的充电调节器与受电器电连接。

按照本发明的方法涉及在车辆侧的和在路段侧的充电装置之间借助电压和电流利用用于供给充电电流的路段侧的导体简单的通信。在此有利地尤其保证，当轨道车辆的受电器与导体电连接时，通常较高的充电电压才施加到该导体上。由此一方面避免可能的电飞弧，另一方面实现对人和动物的保护，因为只有当轨道车辆处于该导体的范围内时才施加上充电电压，否则施加有对人无害的低电压。

轨道车辆尤其设计为针对客运的短途和/或长途交通运输所用的动车组。然而，按照本发明的方法的优点也以相同的方式出现在其他车辆类型中，尤其城市有轨电车、地铁、机车或者其他类型的轨道车辆。

轨道车辆的电储能器例如设计为所谓的牵引电池。然而以相同的方式可以考虑将储能器设计为一个或者多个超级电容、尤其多个蓄电池块的组合。在此，储能器的容量被这样地设计，即保证在确定的行驶路段上对轨道车辆的驱动装置的电能供应。储能器必要时通过作为升压或者降压变压器的直流变压器给例如变流器的中间电路馈送直流电。由该中间电路馈电的牵引逆变器以此产生交流电压，该交流电压相应地定义电驱动机的期望的转速和转矩。车辆侧的充电调节器也可以与变流器的中间电路连接，并且通过该中间电路对储能器或者说牵引蓄电池充电，其中，充电调节器备选地也可以与储能器直接连接。若充电调节器电气地布置在该中间电路和储能器之间，则充电调节器也可以承担直流变压器的功能或者相反地该直流变压器可以承担充电调节器的功能。

除了驱动装置，储能器也可以用于对轨道车辆的所谓辅助运行装置、尤其对用于冷却和加热客舱的空调设备供能，其中，辅助运行装置也可以以已知的方式由变流器的中间电路或者直接由储能器、尤其通过辅助运行装置逆变器供电。若充电电流被馈送到中间电路中，并且充电调节器和辅助运行装置都由该中间电路供电，则在充电过程期间可以借助充电电流实现辅助运行装置的供能。

根据储能器的容量和待由轨道车辆行驶的路线或者说相应的路段的长度，配设有在路段侧的充电装置以及与其相连的电导体，所述充电装置以及电导体能够给蓄能器充载为在下一个路段上继续行驶或者说继续行驶至至下一个充电装置足够量的电能。在针对客运的轨道车辆的情况下，为此适合的是车站、尤其终点站以及中间车站，轨道车辆在这些车站、尤其终点站以及中间车站上停止一时间段，以便实现乘客的上下车。该时间段可以用于储能器的充电，以此可以避免充电过程需要的在专门的充电站处额外的停靠导致旅行时间可能的延长。在此，根据储能器的容量和轨道车辆的能耗，仅在确定的车站处配设路段侧的充电装置是足够的。

与充电装置连接的导体的长度例如基本上与车站的站台的长度一致，然而其中，该导体也可以在一侧或者两侧超出站台。至少，导体的长度应这样地确定，即在停靠在车站处的情况下，轨道车辆的受电器能可靠地与该导体建立电连接，而不必使得轨道车辆为此专门沿站台定位。

该电导体尤其可以设计为供电轨，如以已知方式用于给轨道车辆供应电能的供电轨。这种供电轨通常布置在支承轨道车辆的铁轨之间的道床中，或者供电轨侧向地布置在轨道旁、尤其在靠近地面处。相对于在开始所述现有技术中针对充电过程使用的已知的架空电线不同的是，布置在道床中或者在道床附近避免了触碰供电轨造成的对人和动物的潜在危险。为了防止这种危险，除了充电过程的时间段之外，按照本发明地把低电压加到电导体上。在施加所谓的保护特低电压(英语：Protective Extra Low Voltage，PELV)时，由于使用低电压、通常小于25V的交流电压或者60V直流电压，所以还不需要专门的接触保护装置。若电导体布置在铁轨侧向，则电导体应该优选布置在轨道车辆的背离用于乘客的上车区域的侧面上，以便在充电过程期间进一步减小乘客接触带有随后施加的充电电压、例如400V交流电压或者600V直流电压的电导体的潜在危险。

车辆侧的受电器可以根据已知的受电器设计，如针对与上述供电轨的触点接通所使用的那样。该受电器通常具有受电弓，受电弓侧向地从上或者从下扫过供电轨并且以此建立电连接。电导体以及受电器可以这样地布置在铁轨区域中或者车辆上，使得在轨道车辆驶入其中布置有该导体的线路段的区域中时，自动地建立机械的接触和以此实现的电接触，并且在轨道车辆从该区域驶出时或者说在到达该导体的终端时又被断开。备选地，该触点连接例如甚至在车辆停止时才进行，其中，它可以自动地或者通过车辆驾驶员人工地进行。在此，受电器或者受电弓有时所需的向导体的方向或者从导体远离的运动可以例如借助已知的电气的、气动的或者液压的执行器进行。

车辆侧的充电装置例如具有已知的电压传感器，借助电压传感器可以识别低电压在导体上的施加。在识别该低电压之后，车辆侧的充电装置按照本发明地把负载接到受电器上。该负载例如可以设计为具有用于调节电流的前置的功率半导体的大小确定的电阻。接上负载造成确定的负载电流在导体中流动，该负载电流例如借助在路段侧的充电装置中的已知的电流传感器被识别或者探测。该流动的负载电流的识别或者探测在路段侧的充电装置中导致在导体上低电压的施加被终结。低电压不再存在于该导体上又被车辆侧的充电装置的电压传感器识别到，并且接到受电器上的负载被断开或者关断，以便避免在接着施加充电电压时对电子组件可能的损坏。后续地施加在导体上的更高的充电电压借助车辆侧的充电装置的电压传感器识别，并且受电器最终与充电调节器直接或者通过上述中间电路电连接，接着充电电流流动并且轨道车辆的储能器可以被充电。

尤其地，“通过车辆侧的充电装置接上确定的负载”这一按照本发明的步骤保证了，仅当确定的充电电流被路段侧的充电装置识别到时才进行后续的充电电压的接入，而例如由于导体被人或者动物触碰造成的电流不导致充电电压的接入。

按照本发明的改进设计方案，针对充电过程的结束，充电电流的流动借助充电调节器减小至低于预先规定的阈值或者充电调节器从受电器断开。在通过路段侧的充电装置识别到充电电流低于该阈值或者在导体中不再有充电电流流动之后，低电压又被施加到导体上。

在储能器充分充电之后和/或在规定用于充电的时间段到期之后，充电调节器减小流动中的充电电流，使得充电电流低于预先规定的阈值。备选地，充电调节器可以从受电器断开，以便完全终结充电电流的流动。当充电调节器直接与受电器连接时，这种断开可以通过相应地设计的开关的断开进行，所述开关也可以在受负载的情况下切换。如上示例性所述，若充电调节器和充电电流都与中间电路连接，相应地应把受电器从中间电路断开，以便避免充电电流例如向辅助运行装置的可能的流动。这同样可以通过可在负载下切换的和相应地设计的开关进行。仅有低于阈值的充电电流流动或者不再有充电电流流动的事实被路段侧的充电装置借助电流传感器识别，随后终结充电电压的施加并且又将低电压施加到导体上。低电压的施加又被车辆侧的充电装置借助电压传感器识别。车辆侧的充电装置由此得出，可以在没有飞弧危险的情况下实现受电器与导体的电连接的断开。上述按照本发明的、接入负载的步骤在识别到低电压之后不接着再次执行。

按照所述方法的另外的改进设计方案，在轨道车辆驶入其中布置有该导体的路段的区域中时，受电器与该导体电连接，和/或在轨道车辆从路段的该区域驶出时，受电器与该导体的电连接被断开。

甚至通过利用轨道车辆已经处于或仍处于其中布置有导体的区域中然而还在运动中或重新开始运动的时间，也能够有利地延长可供储能器充电所用的时间段并且以此例如提高可存储电能的量。此外，在上述示例性地把充电电流馈送到驱动装置的中间电路中时，该能量甚至可以用于启动过程，在所述启动过程中，通常有使得储能器承受很大负载的电流流过。同样如上文所述，若轨道车辆的辅助运行装置也由中间电路供能，则辅助运行装置可以以同样的方式在更长的时间段由充电电流供电，这同样导致储能器的更小的负载。

尤其在为轨道车辆的启动过程使用充电电流时必须保证，在受电器从导体或者由于达到导体的终端或者被控制地断开时，在导体上不再施加充电电压，因为否则的话就存在飞弧的危险。因此需要的是，在车辆侧的充电装置方面借助充电调节器减小充电电流或者在这种情况之前进行充电调节器从受电器的断开，使得在受电器从导体断开之前，为从路段侧的充电装置方面识别不再有充电电流流动并且为在导体上再次施加低电压保留足够的时间。

按照本发明的另外的改进设计方案，针对充电过程的开始，若轨道车辆具有多个受电器，则当所有针对充电过程使用的受电器与导体电连接时，才通过路段侧的充电装置结束低电压的施加。

当轨道车辆具有多个驱动装置、尤其多机牵引时，轨道车辆例如具有多个受电器。在上述示例性所述的动车组的情况下，例如可以在列车尾车中布置各个驱动装置，驱动装置的储能器相互独立地通过各个受电器和车辆侧的充电装置充电。此外，轨道车辆也可以由两个联结成一个列车单元的动车组构成，其中，每个动车组都具有一个或者多个驱动装置以及储能器。

当所有针对充电过程使用的受电器与导体连接时，才把充电电压施加到导体上，这例如可以通过下述方式保证，即当所有受电器与导体电连接时，电负载才被接到受电器上。尤其在上述的、在轨道车辆驶入其中布置了该导体的区域中期间已经施加充电电压的情况下，就会在第一受电器与导体的电接触之后执行上述的按照本发明的步骤，并且导致由路段侧的充电装置施加充电电压。随后才与导体电接触的、例如后续的车厢的或者联接的动车组的受电器在此情况中会直接处于充电电压的电势并且引起可能的飞弧。

按照所述方法的另外的改进设计方案，车辆侧的充电装置向路段侧的充电装置以信号通知关于轨道车辆的身份验证、针对充电过程使用的受电器的数量和/或这个或者这些受电器与导体的电连接的信息。

尤其地，当轨道车辆具有多个受电器时，一方面以信号通知针对充电过程待连接的受电器的数量，另一方面以信号通知受电器与导体的各个连接的状态，这两方面实现了当所有规定用于充电过程的受电器与导体连接时才从路段侧的充电装置施加充电电压。备选地，当在路段侧的充电装置中例如存在具有有关相应的轨道车辆和/或轨道车辆型号的进一步信息的数据库时，受电器的数量也可以隐含地通过轨道车辆的验证信息、尤其轨道车辆的和/或轨道车辆型号的明确的验证码向路段侧的充电装置被信号化。

若轨道车辆例如在上述多机牵引的情况下具有多个在车辆侧的充电装置，则该信号通知例如通过一个充电装置、优选由其受电器首先与导体电连接的充电装置进行。以此有利地保证关于受电器数量和必要时受电器的相应状态的信息尽可能早地提供给路段侧的充电装置，并且以此减小在所有规定用于充电过程的受电器与导体连接之前就有充电电压施加到导体上的危险。受电器的相应的状态备选地也可以由相应的车辆侧的充电装置以信号通知，或者当在所有受电器上连接电负载时，根据流动的电流由路段侧的充电装置识别。

当在车辆侧充电装置中存在具有相对于路段侧充电装置的进一步信息的数据库时，也可以由路段侧的充电装置向车辆侧的充电装置以信号通知例如关于路段侧充电装置的验证和/或导体的长度的信息，其中，关于导体长度的信息又已经隐含地与验证信息相匹配。在此，对导体长度的了解尤其可以用于在针对启动过程利用充电电流时及时地在到达导体的终端之前减小充电电流或者把充电调节器从受电器断开，以便在尤其沿行驶方向的第一个受电器的连接从导体断开之前，使得低电压通过路段侧充电装置施加在导体上。

按照基于上述改进设计方案的设计，所述信息以有线方式通过导体被信号化。

有利的是，用于使路段侧充电装置与车辆侧充电装置的电连接的导体以此也用作用于传输尤其在上述改进设计方案中所述信息的介质，从而不需要通过例如单独的无线电接口传输该信息。这种经由导体的这种信号通知按照基于线缆的通信协议、尤其针对所谓Powerline Communication(电力通信协议)的已知协议进行。这些协议也实现通过多个车辆侧充电装置的独立进行的信号通知，其中，信号隔离例如通过时间和/或频率调制进行。

按照本发明的第二方面建议一种设备布局，其用于控制用于轨道车辆的至少一个储能器的充电的过程，其中，储能器用于给轨道车辆的驱动装置供应电能。在此，该设备布局具有在路段侧的充电装置和在车辆侧的充电装置，在路段侧的充电装置与布置在轨道路网的线路段的受限的区域中的电导体连接，在车辆侧的充电装置与储能器和至少一个用于与电导体连接的受电器连接。为了控制充电过程的开始，设计有路段侧的充电装置的控制设备，用于可选择地把充电电压或者低电压施加到电导体上，并且设计有车辆侧充电装置的控制设备，用于识别低电压在导体上的施加和把电负载接到受电器上，其中，路段侧的充电装置的控制设备还设计用于，识别导体中充电电流的流动、结束低电压的施加和把充电电压施加到电导体上，并且，车辆侧充电装置的控制设备还被设计用于，识别在导体上充电电压的施加，把电负载从受电器断开和把与储能器电连接的充电调节器与受电器电连接。

按照该设备布局的改进设计，为了控制充电过程的结束，车辆侧充电装置还被设计用于，借助充电调节器把充电电流的流动减小至低于预定的阈值或者把充电调节器与受电器的电连接断开，并且路段侧充电装置还被设计用于，识别低于阈值的充电电流在导体中流动或者不再有充电电流在导体中流动，以及再把低电压施加到导体上。若需要，车辆侧充电装置也可以控制受电器与导体的电连接的断开，作为对低电压在导体上施加的识别的补充。

按照所述设备布局的另外的改进设计方案，车辆侧充电装置还设计用于，在轨道车辆驶入线路段的所述区域中时把受电器与导体电连接，和/或在轨道车辆从线路段的该区域驶出时把受电器与该导体的电连接断开。

按照该设备布局的另外的改进设计，为了控制充电过程的开始，若轨道车辆具有多个受电器，则此外还将路段侧充电装置设计用于，当所有用于充电过程的受电器与导体连接时才结束低电压的施加，或者车辆侧的充电装置设计用于当所有用于充电过程的受电器与导体连接时才把电负载接到至少一个受电器上。

按照所述设备布局的另外的改进设计方案，车辆侧的充电装置还设计用于以信号通知路段侧充电装置关于轨道车辆的身份验证、针对充电过程使用的受电器的数量和/或一个或者多个所述受电器与导体的电连接的信息。

按照所述设备布局的基于上述改进设计方案的设计，车辆侧充电装置和路段侧充电装置分别设计用于通过导体以信号通知或者接收这些信息。

本发明的第三方面涉及在轨道车辆中的充电装置，该充电装置与用于给轨道车辆的驱动装置供能的至少一个储能器连接，并且可以通过受电器与布置在轨道路网的线路段的受限的区域中的电导体连接。车辆侧的充电装置具有控制设备，控制设备用于控制为给蓄能器进行充电的充电过程的开始，其中，控制设备设计为识别在导体上低电压的施加、在识别该低电压的施加之后把电负载接到受电器上、识别在导体上充电电压的施加和在识别充电电压施加之后把电负载从受电器断开并且把与储能器电连接的充电调节器与受电器电连接。

按照车辆侧充电装置的改进设计，该控制设备还设计用于控制充电过程的结束、借助充电调节器把充电电流的流动减小至低于预定的阈值、断开充电调节器与受电器的电连接并且在识别又有低电压施加在导体上之后断开受电器与导体的电连接。

按照本发明的第四方面，轨道车辆具有至少一个电气的驱动装置、至少一个用于给该驱动装置供应电能的储能器、用于与在路段侧布置的电导体连接的受电器和按照本发明的第三方面的车辆侧充电装置。

这种轨道车辆尤其可以设计为动车组、机车、城市轻轨、地铁或者其他已知的用于短途和长途交通的轨道车辆。

本发明的第五方面涉及一种在轨道路网上的充电装置，该充电装置与在该轨道路网的线路段的受限的区域中布置的电导体连接并且在充电过程期间把充电电压施加到导体上，在充电过程之外就把低电压施加到导体上。路段侧的充电装置具有控制设备，控制设备用于控制通过导体为轨道车辆的至少一个储能器进行充电的充电过程的开始，充电过程用于通过，其中，控制设备设计为，识别导体中充电电流的流动，并且在识别充电电流的流动之后结束低电压的施加并且把充电电压施加到导体上。

按照路段侧充电装置的改进设计方案，控制设备还设计用于控制充电过程的结束，在识别在导体中充电电流低于预定阈值或者不再有充电电流之后，再把低电压施加到导体上。

附图说明

下面根据实施例进一步阐述本发明。附图中：

图1示出轨道车辆的示意性侧视图，

图2示出充电过程需要的车辆侧和路段侧组件的示意图，

图3示出具有两个车站和相应路段侧充电装置的轨道路网的线路段，

图4示出针对具有一个受电器的轨道车辆的充电过程的流程，

图5示出针对具有两个受电器的轨道车辆的充电过程的流程。

为清楚起见，在附图中针对相同的或者近似相同地作用的组件使用同一附图标记。

具体实施方式

图1示意性示出轨道车辆，其例如设计为动车组TZ。动车组通常由两个列车尾车EW以及一个或者多个在两个列车尾车之间布置的中间车MW组成。列车尾车EW和中间车MW都分别具有车厢WK，车厢通过底盘、尤其转向架支承在轨道路网的轨道GL上。在图1中，列车尾车EW例如具有两个动轮转向架TDG，而中间车具有两个从轮转向架LDG。动轮转向架TDG与从轮转向架LDG的区别尤其在于，转向架的一个或者多个车轴被电的驱动电机或者牵引电机驱动并且以此保证轨道车辆的推进。底盘的其他已知布置或者设计以相同的方式可用。

该动车组TZ的示例性列车尾车EW除了所述动轮转向架TDG连同牵引电动机之外还具有用于驱动车辆的其他组件。这些组件包括变流器SR，变流器SR具有由直流电压中间电路ZK供电的牵引逆变器WR，牵引逆变器WR控制在动轮转向架TDG中的牵引电机的相应转速和转矩。直流电压中间电路ZK在图1的示例中又通过直流变压器GW由电储能器、尤其所谓的牵引蓄电池TB供应电能。直流变压器GW在此例如设计为所谓的升压斩波器，升压斩波器把牵引蓄电池TB的初始电压转换为中间电路ZK的通常更高的直流电压。通过中间电路ZK也可以对除了牵引逆变器WR以外在图1中未示出的动车组TZ的辅助运行装置、例如用于列车的车厢WK中客舱的空气调节的空调设施供电，其中，它们根据相应的工作电压同样可以通过直流变压器或者辅助运行装置逆变器与中间电路ZK连接。

驱动装置的所述组件以及动车组其他组件的控制例如以已知方式通过中央的驱动控制装置AST进行。

图2示例性示出图1的动车组TZ中的另外的组件以及用于给牵引蓄电池TB充电的在路段侧的组件。路段侧的充电装置SLV与同样在路段侧的能源EQ以及与导体LT连接，为进行充电过程通过所述能源EQ为路段侧的充电装置SLV供应电能。导体LT例如设计为已知的供电轨并且布置在道床的区域中。在图2中，导体示例性居中地并且相对于轨道升高地布置，然而该导体的另外的布局、尤其侧向于轨道的布局可以以相同的方式实现。车辆侧的充电装置FLV与牵引蓄电池TB以及受电器SA连接，车辆侧的充电装置FLV借助受电器SA可以与导体LT电连接。受电器SA这样地布置在列车尾车上，使得例如受电弓与导体LT的机械接触能被可靠建立。在此，若需要，受电器SA的高度例如可以借助已知的、然而在图2中未专门示出的执行器改变。

路段侧的充电装置SLV和车辆侧的充电装置FLV都具有相应的控制设备ST，控制设备ST控制各个下文所述的组件。在此，车辆侧的充电装置FLV的控制设备ST也可以实现为相对于图1所述的驱动控制装置AST的一部分。这种控制设备以已知方式实现为电路，所述电路具有一个或者多个处理器以及至少一个用于存储控制软件以及控制所需信息的数据存储器。

在充电过程之外，由路段侧充电装置SLV的低电压设备KS在导体LT上施加低电压或者说保护特低电压。低电压设备KS例如可以由能源EQ供电，备选地也可以实现为具有后置的变压器的蓄电池，其中，该蓄电池又可以用能源EQ的电能充电。由低电压设备KS产生的低电压可以是直流电压或者交流电压，并且例如根据针对保护特低电压的规定具有在25V至60V之间的电压范围中的稳定的电压。必要时，低电压不必持续施加在导体LT上，而是当动车组TZ靠近其中布置有该导体LT的区域时才被施加。这可以以已知的方式通过检测动车组的当前位置确认，例如在驶过道床中合适的、相对于所述区域以确定的间距布置的传感器时确认。

一旦动车组TZ的受电器SA例如在驶入所述区域时和必要时受控制地通过控制设备ST已经与导体LT建立电连接，则借助在车辆侧充电装置中的电压传感器SS识别低电压的施加。在识别出低电压之后，在控制设备ST的控制下把电负载L接到受电器SA上。这例如可以借助车辆侧充电装置FLV的转换器U的相应切换进行。被接上的负载L，例如具有确定电阻值的电阻以及前置连接的功率半导体导致在导体LT中的被调节的电流。该电流被借助在路段侧充电装置SLV中的电流传感器SS识别，接着在路段侧充电装置SLV的控制设备ST的控制下停止通过低电压设备KS施加低电压。在此，低电压设备KS从导体LT的结束或者说断开例如可以借助路段侧充电装置SLV的转换器U的由控制设备ST控制的切换进行。

接着，再次在控制设备ST的控制下，由充电电压设备LS提供的充电电压被施加在导体LT上。这可以以相同的方式借助转换器U的切换进行，转换器U建立在充电电压设备LS和导体LT之间的电连接。充电电压设备LS将由能源EQ提供的馈电电压产生、例如在控制设备ST的控制下产生充电电压。根据提供的馈电电压和期望的充电电压，相应地选择或者说控制充电电压设备LS。若馈电电压和充电电压都是交流电压，则可以例如使用交流变压器作为充电电压设备LS，交流变压器把馈电电压转换成充电电压的期望的电压水平。相反，若直流电压被用作充电电压，则可以例如使用整流器，整流器执行从交流电压到直流电压的转换，也提供充电电压的期望的电压水平。

充电电压在导体LT上的施加由车辆侧的充电装置FLV借助电压传感器SS识别，接着电负载L从受电器SA断开并且充电调节器LR与受电器SA连接。这也可以由控制设备ST控制地借助转换器U的相应切换进行。充电调节器LR尤其在控制设备ST的控制下根据当前充电状态以及牵引蓄电池TB的其他可能影响充电过程的参数来调节蓄电池充电电压和充电电流。

在图2的示例中，充电调节器LR作为车辆侧充电装置FLV的一部分直接与牵引蓄电池TB连接。在此，它可以使用牵引蓄电池TB的与图1示例相同的用于与直流变压器GW电连接的电连接端。然而，充电调节器LR的备选设计方案以及充电调节器LR相对于变流器SR其他组件的布局同样是可行的。若充电电压是直流电压并且与直流电压中间电路ZK的电压水平一致，则充电电压也可以施加在中间电路ZK上并且直流变压器GW执行充电调节器LR的功能。若充电电压不具有中间电路ZK的电压水平或者是交流电压，则充电电压例如可以借助额外的直流变压器或者整流器转换到中间电路的电压水平，并且直流变压器GW也执行充电调节器LR的功能。

当由充电调节器LR或者由控制设备ST确认牵引蓄电池TB被充分充电或者可供充电所用的时间到期，则充电调节器LR从受电器SA断开，使得充电电流不再向充电调节器LR或者中间电路ZK中流动。该断开也可以由控制设备ST控制地借助转换器U的相应切换进行。由路段侧充电装置SLV借助电流传感器SS识别出不再有充电电流流动，接着在路段侧充电装置SLV的控制设备ST的控制下结束充电电压的施加和再把低电压设备KS的低电压施加到导体上。充电电压的施加的结束例如借助充电电压设备LS从导体LT的断开进行，并且低电压的再施加借助低电压设备KS与导体LT的连接进行。这种断开和连接可以再次在控制设备ST的控制下借助在路段侧充电装置SLV中的转换器U的相应的切换进行。

低电压在导体LT上的再施加由车辆侧的充电装置FLV借助电压传感器SS识别。控制设备ST由此获知，受电器SA从导体LT的断开是安全地可行的并且控制例如受电器SA的执行器(若有)，执行器以机械方式把受电器SA从导体LT取下并且建立足够的间距。若尤其在驶入线路段或者轨道路段的其中布置了该导体LT的区域和从线路段或者轨道路段的其中布置了该导体LT的区域驶出时，受电器SA自动建立并且再次断开与导体LT的接触，则控制设备ST以此保证不会由于仍施加着充电电压的电压电势而出现飞弧。

相对于上述示例备选的是，动车组TZ也可以具有多个受电器SA。这例如可以是在具有在每个列车尾车中相应的驱动组件和相应的牵引蓄电池TB的多机牵引时的情况。优选地，车辆侧的和路段侧的充电装置FLV、SLV具有相应的通信设备KOM。借助该设备例如可以把实现动车组的或者动车组型号的身份认证的信息从车辆侧的充电装置FLV的通信设备KOM以信号通知给路段侧的充电装置SLV的通信设备KOM。在此，信息的传输例如通过导体LT在使用已知通信协议、尤其所谓Powerline Communication的协议的情况下进行。当例如动车组TZ的受电器SA的数量明确匹配于动车组的或者动车组型号的身份并且存储在控制设备ST的存储设备中时，路段侧充电装置SLV的控制设备ST还可以由信号化的动车组的或者动车组型号的身份推导出例如动车组TZ的受电器SA的数量。知晓受电器SA的数量对于控制设备ST特别重要，以便当所有受电器SA与导体电连接时才控制在导体LT上充电电压的施加。

作为动车组TZ的受电器SA的数量的直接或者间接的信号化的补充，也可以将为开始的充电过程所使用的受电器的数量信号化，尤其当该数量与动车组TZ的受电器SA的总数量不一致时。该情况例如会发生在仅一个或者两个牵引蓄电池TB应被充电时，使得只有它们的受电器SA与导体LT电连接。甚至相应受电器SA与导体LT的电连接的状态的信号化也是有意义的，以便在路段侧充电装置SLV中的控制设备ST在尽可能早的时刻知晓所有使用的受电器SA与导体LT电连接，以便接着把充电电压施加在导体LT上。

相对于上述通过导体LT传输信息备选的是，在充电装置FLV、SLV或者它们的控制设备ST之间的通信也基于无线电地进行。为此，在充电装置FLV、SLV中的控制设备ST必须具有相应的无线电接口或者与相应的无线电接口连接。针对这种无线电通信可行的通信协议例如是基于已知的IEEE 802.11或者GSM-R标准的协议。

图3示例性示出轨道路网的线路段，其中分别在车站HS的区域中布置路段侧充电装置SLV以及导体LT。车站HS以已知的方式供乘客登乘进入示例性示出的动车组TZ并且从示例性示出的动车组TZ下车。相应于上述说明地，导体LT布置在轨道GL的道床中。此外，导体LT示例性地在两侧超出车站HS的长度、尤其超出车站的站台的长度，以便一方面延长为动车组TZ的牵引蓄电池充电可用的时间段，另一方面也可以把通过导体的能量输入用于动车组TZ的启动过程。在停留在车站HS期间，动车组TZ的牵引蓄电池至少通过导体LT被输入如下所述的电能，从而为动车组的驱动装置以及必要时辅助运行装置提供足以使动车组TZ随后沿行驶方向FR驶至下一个车站HS的电能，在所述下一个车站处牵引蓄电池又可以被充电。

图4示例性示出动车组TZ在车站HS的区域中充电过程的时间流程。与在图3的示例中一样，动车组TZ例如由两个列车尾车组成，其中，仅沿行驶方向FR的第一列车尾车具有驱动装置以及受电器。受电器这样地布置在所述第一列车尾车上，使得它的受电弓自动地与导体LT建立机械的接触并且以此使得车辆侧充电装置与导体LT和路段侧充电装置SLV电连接。在上方的第一视图中，动车组TZ驶入车站HS的区域中并且前方的列车尾车的受电器与导体LT建立接触。所述方法相应于上述说明地运行并且充电电流从路段侧充电装置施加在导体LT上。若该过程运行得足够快，则在驶入并直至动车组TZ停在车站中的期间，动车组的牵引蓄电池就已经可以借助充电电流被充电。图4的第二个视图示出动车组在车站中停车的情况，例如以便实现乘客的上下车。在停车期间，动车组的牵引蓄电池继续通过导体由路段侧的充电装置充电。在图4的第三个视图中，动车组又启动并且加速离开车站的区域。充电电流继续施加在导体上并且用于动车组的驱动装置。相应于上述说明地，充电电流的施加必须在到达导体终端之前及时地被终结，以便避免在导体和受电器的受电弓之间的机械接触断开的时刻可能的飞弧。随着低电压又通过路段侧充电装置被施加到导体上，在该停车站上的充电过程结束。在图4的下方第四个视图中，受电器从导体断开并且通过由牵引蓄电池对驱动装置的供电进行动车组的继续加速和行驶，直至牵引蓄电池在下一个车站被再次充电。

图5示出充电过程的另外的时间上的流程，其中，动车组TZ在此情况中示例性由两个列车尾车以及在列车尾车之间布置的两个中间车组成。两个列车尾车分别具有带有牵引蓄电池以及受电器的驱动装置。以相同的方式，例如两个在图4中示出的动车组也可以联接成一个列车单元。在图5的示例中，列车尾车的受电器并非自动地建立与导体的机械接触和以此建立电接触，而是在路段的其中布置有导体的区域中例如由车辆侧的充电装置或者人工地由车辆驾驶员控制地与导体形成接触。关于该区域的信息、尤其导体的起点和终点和/或导体的长度例如由路段侧布置的路标以信号通知给动车组，在动车组上相应地兼容的接收器接收信息的发送。导体的起点例如通过传输准确的位置坐标或者相对于路标的位置的间距以信号通知给动车组。在知晓导体起点的情况下，可以相应地控制受电器或者以机械方式移动所述受电器的装置，使得受电器或者以机械方式移动所述受电器的装置与导体建立机械接触，在该导体上施加有低电压，如图5的上方的第一视图中所示。然而，因为在第一视图的情况中只是动车组TZ的两个受电器的第一受电器与导体LT机械地连接并且以此电连接，所以在沿行驶方向FR位于前方的列车尾车中的车辆侧充电装置还未把电负载接到受电器上，而是等待，直至位于后方的列车尾车中的第二受电器也与导体电连接，如图5的第二视图所示。如上所述，接上电负载导致通过路段侧充电装置SLV把充电电压施加到导体上，使得在列车尾车中的牵引蓄电池可以被充电。

如图5的第三视图中所示，在动车组在车站处停留期间，牵引蓄电池的充电进行或者说一直进行，直至牵引蓄电池又完全充满，或者至少被充入的电能可以实现动车组继续行驶至可以充下一次电。在图5的第四个视图中，动车组又启动并且加速，并且在为启动过程使用充电电流的情况下离开车站的区域。在知晓导体终点的情况下，在位于前方的列车尾车的受电器到达导体的终点之前，在列车尾车中的两个充电装置从所述列车尾车的相应的受电器断开。如上所述，这又导致路段侧充电装置又把低电压施加到导体上并且车辆侧的充电装置的受电器可以从导体机械地和电气地断开，而不产生飞弧的危险。在图5的第五视图中，前方的列车尾车以及第一中间车已经离开导体的区域，后方的列车尾车的受电器已经机械地从导体断开。两个列车尾车的驱动装置仅由相应的牵引蓄电池供电。

由图5的示例可知，由于受电器在动车组的两个终端，所以用于驶入和驶出车站的区域的时间相比于图4的示例更少地用于牵引蓄电池的充电以及用于启动，这是因为如上所述在通过沿行驶方向位于最后方的受电器接触导体之后才可以进行或者说必须进行充电电压的施加，并且在由最前方的受电器从导体断开之前已经可以进行或者说必须进行低电压的再次施加。在图5的示例中，该时间可以通过导体在车站的该区域之前和之后的更大的长度延长。针对该区域就至少要保证，在施加充电电压期间该区域被保护防止与人的可能的接触。备选地，该时间也可以通过受电器的动车组上另外的布置延长，例如通过受电器布置在中间车的下方，尤其减小它们的间距，或者通过使用例如在前方的列车尾车中的仅一个受电器，该受电器与在列车尾车中的两个充电装置连接。