公路上電動(dòng)汽車即時(shí)供電的方法與流程

本發(fā)明屬于電動(dòng)汽車領(lǐng)域，特別是涉及公路上電動(dòng)汽車即時(shí)供電的方法，適用于所有電池供電的汽車，包括純電動(dòng)汽車，燃油、電池兩用汽車。

技術(shù)背景

目前，電動(dòng)汽車電池續(xù)航能力有限是制約電動(dòng)汽車發(fā)展的主要因素。在公路上，特別是在高速公路上，還沒有一種通過供電線路的電源對(duì)電動(dòng)汽車供電的技術(shù)方案或產(chǎn)品。如果采用沿高速公路設(shè)置電動(dòng)汽車充電樁的方法，投資巨大，維護(hù)手續(xù)復(fù)雜，成本過高，因此市場上急需一種低成本高效率的電動(dòng)汽車供電技術(shù)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本技術(shù)針對(duì)現(xiàn)有電動(dòng)汽車?yán)m(xù)航能力有限而發(fā)明。通過在公路上設(shè)置導(dǎo)電軌道，配合電動(dòng)汽車上的電源引導(dǎo)裝置，將電源引導(dǎo)到電動(dòng)汽車上。電動(dòng)汽車行駛過程中，電源引導(dǎo)裝置與導(dǎo)電軌道可以隨時(shí)連通或斷開，當(dāng)電動(dòng)汽車的電源引導(dǎo)裝置連通導(dǎo)電軌道的時(shí)候，公路電源對(duì)電動(dòng)汽車供電或充電，當(dāng)電動(dòng)汽車因需要超車或者其他原因離開導(dǎo)電軌道的時(shí)候，電源引導(dǎo)裝置與導(dǎo)電軌道斷開，此時(shí)電動(dòng)汽車使用配備的電池或者燃油動(dòng)力繼續(xù)行駛。這樣電動(dòng)汽車就做到了大部分時(shí)間靠公路電源供電或充電，而其他短時(shí)間的機(jī)動(dòng)路線行駛可以使用自帶的電池或者燃油提供動(dòng)力。

實(shí)現(xiàn)本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是，沿公路設(shè)置有配電裝置，配電裝置通過供電線路給導(dǎo)電軌道供電，導(dǎo)電軌道沿公路路面縱向設(shè)置；電動(dòng)汽車上設(shè)置有電源引導(dǎo)裝置，通過電源引導(dǎo)裝置，將導(dǎo)電軌道上的電源引導(dǎo)連接到電動(dòng)汽車上，電源引導(dǎo)裝置與導(dǎo)電軌道的接觸通過導(dǎo)電輪胎或磁性材料的吸合 完成，且可以隨時(shí)連通或斷開。這樣既大大增加了電動(dòng)汽車的續(xù)航里程，而且也大大降低了能耗成本。公路電源包括大型發(fā)電廠的供電線路、小型發(fā)電廠補(bǔ)充供電以及太陽能發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電、水力發(fā)電等的補(bǔ)充電源等。

附圖說明

圖1是公路上電動(dòng)汽車即時(shí)供電方法的原理及關(guān)系示意圖。

圖2是凹槽型導(dǎo)電軌道構(gòu)造及與公路相對(duì)關(guān)系立體示意圖。

圖3是平面型導(dǎo)電軌道剖面示意圖。

圖4是平面型導(dǎo)電軌道與電動(dòng)汽車輪胎相對(duì)關(guān)系剖面示意圖。

圖5是電動(dòng)汽車在公路上行駛與凹槽型導(dǎo)電軌道關(guān)系示意圖。

圖6是側(cè)壁式凹槽型導(dǎo)電軌道示意圖。

圖7是導(dǎo)電輪胎上設(shè)置環(huán)形導(dǎo)電圈及電刷的立體示意圖。

圖8是導(dǎo)電輪胎上設(shè)置環(huán)形導(dǎo)電圈的剖面示意圖。

圖9是凹槽型導(dǎo)電軌道與絕緣層關(guān)系示意圖。

圖10是受電頭之刷電頭、引導(dǎo)體、磁控塊位置關(guān)系示意圖。

圖中，1.供電總線，2.配電裝置，3.供電分線，4.導(dǎo)電軌道，5.電源動(dòng)態(tài)引導(dǎo)裝置，6.電動(dòng)汽車，7.變壓裝置，8.整流裝置，9.漏電保護(hù)裝置，10.手動(dòng)開關(guān)，11.變頻裝置，12.公路，13.凹槽型導(dǎo)電軌道，14.導(dǎo)電軌道絕緣層，15.低矮型側(cè)壁，16.軌道動(dòng)態(tài)自動(dòng)開關(guān)，17.支撐住，18.平面型導(dǎo)電軌道，19.導(dǎo)電輪胎，20.受電桿，21.受電桿分支，22.受電頭，23.著地滾輪，24.受電桿收放裝置，25.受電桿引導(dǎo)裝置，26.受電桿伸縮裝置，27.環(huán)形導(dǎo)電圈，28.電刷，29.電刷引線，30.導(dǎo)電軌道引線，31.軌道排水孔，32.軌道排水管，33.環(huán)形導(dǎo)電圈彈性裝置，34.刷電頭，35.引導(dǎo)體，36.磁控塊。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖加以說明。

公路上電動(dòng)汽車即時(shí)供電分為兩類，一類是公路上設(shè)置平面型導(dǎo)電軌道18，平面型導(dǎo)電軌道18連接到沿公路設(shè)置的配電裝置2上，配合電動(dòng)汽車6上的導(dǎo)電輪胎19完成電源對(duì)電動(dòng)汽車6的供電。平面型導(dǎo)電軌道18一般設(shè)置與公路路面處于同一平面高度，平面型導(dǎo)電軌道18與公路12之間用絕緣材料絕緣。電動(dòng)汽車6上有兩個(gè)導(dǎo)電輪胎19，分別設(shè)置在左右各一個(gè)，一般設(shè)置在前輪。在汽車行駛過程中，只要前輪的左右兩個(gè)導(dǎo)電輪胎19同時(shí)接觸到公路上的平面型導(dǎo)電軌道18，導(dǎo)電軌道的電源即與電動(dòng)汽車6用電器形成回路，電源即可對(duì)電動(dòng)汽車6用電器進(jìn)行供電。在行駛過程中，如果需要超車或其他原因汽車輪胎偏離平面型導(dǎo)電軌道18，供電即終止，此時(shí)電動(dòng)汽車6靠自身的電池動(dòng)力或者燃油動(dòng)力繼續(xù)行駛。當(dāng)電動(dòng)汽車6需要再一次靠公路上電源供電時(shí)，只需要繼續(xù)行駛在平面型導(dǎo)電軌道18上即可。

另一類是在公路上設(shè)置凹槽型導(dǎo)電軌道13。凹槽型導(dǎo)電軌道13可以有多種方法設(shè)置，凹槽型導(dǎo)電軌道13的凹槽邊緣一般與公路路面等高，凹槽底部低于公路路面。凹槽可以有各種形狀，可以是V字型，可以是U字型，可以是W型，當(dāng)然也可以是其它形狀。凹槽型導(dǎo)電軌道13必須與配置受電桿20的電動(dòng)汽車6相配套才能使用。受電桿20類似于無軌公交電車的受電桿。不同之處是無軌公交車的受電桿是伸向空中到空中線路上獲取電源，而本技術(shù)的受電桿20是拖在地上的，受電桿20的受電頭22與凹槽型導(dǎo)電軌道13相接觸完成取電。受電頭22一般為永磁材料，也可以設(shè)計(jì)為電磁體，當(dāng)受電頭22移動(dòng)到公路上的凹槽型導(dǎo)電軌道13，便會(huì)自動(dòng)與鐵基材料的軌道相互吸合；其接觸可以是滾動(dòng)摩擦也可以是滑動(dòng)摩擦，也可以是二者的結(jié)合。

圖1是公路上電動(dòng)汽車即時(shí)供電方法的原理及關(guān)系示意。沿公路設(shè)置供 電總線1，供電總線1連接到配電裝置2，配電裝置2包括變壓裝置7、整流裝置8、手動(dòng)開關(guān)10、漏電保護(hù)裝置9等。配電裝置2通過供電分線3給導(dǎo)電軌道4供電。導(dǎo)電軌道4通過導(dǎo)電軌道絕緣層14與公路電絕緣。導(dǎo)電軌道4通過電源動(dòng)態(tài)引導(dǎo)裝置5完成對(duì)電動(dòng)汽車6的供電。設(shè)置漏電保護(hù)裝置9的作用，主要是用于當(dāng)公路上下雨、下雪以及有物體將公路導(dǎo)電軌到短路時(shí)，能夠自動(dòng)切斷電源。如果采用交流供電，則不需要整流裝置8。

圖2是凹槽型導(dǎo)電軌道構(gòu)造及與公路相對(duì)關(guān)系立體示意圖。凹槽型導(dǎo)電軌道13一般為鐵基材料，受電頭22一般為永磁體。二者的形狀盡量吻合。凹槽型導(dǎo)電軌道13底部設(shè)有軌道排水孔31，軌道排水孔31下方有軌道排水管道32，便于將下雨時(shí)積累的雨水排掉。凹槽型導(dǎo)電軌道13與公路12之間有導(dǎo)電軌道絕緣層14，一般來說，最好將凹槽型導(dǎo)電軌道13的邊緣設(shè)置的比導(dǎo)電軌道絕緣層14邊緣低一點(diǎn)，以期當(dāng)人腳他上去之后也不容易接觸到凹槽型導(dǎo)電軌道13，有利于防止觸電事故的發(fā)生。

圖3平面型導(dǎo)電軌道剖面示意圖。平面型導(dǎo)電軌道18為導(dǎo)電材料，可以是金屬、導(dǎo)電橡膠以及任何其他材料導(dǎo)電材料。平面型導(dǎo)電軌道18通過導(dǎo)電軌道絕緣層14與公路12電絕緣。平面型導(dǎo)電軌道18通過導(dǎo)電軌道引線連30連接到配電裝置2上。平面型導(dǎo)電軌道18可以直接鋪設(shè)在現(xiàn)有公路路面上，這樣的話，平面型導(dǎo)電軌道18就會(huì)略高于公路路面。也可以將現(xiàn)有公路路面稍微剖掉一層，以便將平面型導(dǎo)電軌道18鋪設(shè)其上，這樣就保證了平面型導(dǎo)電軌道18與公路路面基本等高。

圖4是平面型導(dǎo)電軌道與電動(dòng)汽車輪胎相對(duì)關(guān)系剖面示意圖。導(dǎo)電輪胎19是在輪胎上設(shè)置環(huán)形導(dǎo)電圈27，其與電刷28配合完成從平面型導(dǎo)電軌道18的取電。當(dāng)左右兩個(gè)導(dǎo)電輪胎19的環(huán)形導(dǎo)電圈27與平面型導(dǎo)電軌道18 接觸的時(shí)候，就完成了電源對(duì)電動(dòng)汽車6的供電。

圖5是電動(dòng)汽車在公路上行駛與凹槽型軌道關(guān)系示意圖。沿公路設(shè)置的供電總線1通過配電裝置2連接到凹槽型導(dǎo)電軌道13上。電動(dòng)汽車6通過受電桿20的受電頭22接觸到凹槽型導(dǎo)電軌道13，并隨電動(dòng)汽車6的行駛而在凹槽型導(dǎo)電軌道13中移動(dòng)。由于受電頭22一般為永磁材料，而凹槽型導(dǎo)電軌道13是鐵基材料，所以它們之間相互吸合，這樣就形成了滾動(dòng)摩擦或者滑動(dòng)摩擦，因而完成了電動(dòng)汽車6從凹槽型導(dǎo)電軌道13的取電。

圖6是側(cè)壁型凹槽型導(dǎo)電軌道示意圖。側(cè)壁型導(dǎo)電軌道是在公路12上設(shè)置與公路12有一定夾角的低矮的側(cè)壁15，并將凹槽型導(dǎo)電軌道13設(shè)置在低矮型側(cè)壁15上。當(dāng)電動(dòng)汽車6行駛過程中，受電桿20的受電頭22移動(dòng)到低矮的側(cè)壁15的凹槽型導(dǎo)電軌道13并與其吸附，完成了取電。

圖7是導(dǎo)電輪胎上設(shè)置環(huán)形導(dǎo)電圈及電刷的立體示意圖。在輪胎上沿輪胎圓周設(shè)置有環(huán)形導(dǎo)電圈27，環(huán)形導(dǎo)電圈27為導(dǎo)電材料。緊貼環(huán)形導(dǎo)電圈27設(shè)置電刷28。當(dāng)環(huán)形導(dǎo)電圈27與公路上平面型導(dǎo)電軌道18接觸時(shí)，電刷28將環(huán)形導(dǎo)電圈27從平面型導(dǎo)電軌道18上獲取的電源輸送到電動(dòng)汽車6的用電器上。

圖8是導(dǎo)電輪胎上設(shè)置環(huán)形導(dǎo)電圈的剖面示意圖。在電動(dòng)汽車6輪胎上設(shè)置有環(huán)形導(dǎo)電圈27。環(huán)形導(dǎo)電圈27與輪胎之間有環(huán)形導(dǎo)電圈彈性裝置(33)。環(huán)形導(dǎo)電圈彈性裝置(33)將環(huán)形導(dǎo)電圈27頂起，使其突起于汽車輪胎表面，以便于在行駛過程中能與平面型導(dǎo)電軌道18充分接觸。環(huán)形導(dǎo)電圈彈性裝置(33)可以是彈簧、彈性橡膠、等任何彈性材料。

圖9是凹槽型導(dǎo)電軌道與絕緣層關(guān)系示意圖。在公路12與凹槽型導(dǎo)電軌道13之間有導(dǎo)電軌道絕緣層14，為了防止因?yàn)橛晁纫蛩貙?duì)導(dǎo)電軌道絕緣 層14性能的影響，提高導(dǎo)電軌道絕緣層14的絕緣性能，可以在凹槽型導(dǎo)電軌道13與導(dǎo)電軌道絕緣層14之間或?qū)щ娷壍澜^緣層14之間設(shè)置支撐住17，以便其盡量空氣隔離絕緣。

圖10是受電頭之刷電頭、引導(dǎo)體、磁控塊位置關(guān)系示意圖。受電頭22包括刷電頭34、引導(dǎo)體35和磁控塊36，刷電頭34為表面導(dǎo)電性能良好的金屬塊，可以是全金屬永磁體，也可以是永磁體上鍍一層導(dǎo)電金屬層，刷電頭34一端與受電桿分支21電連接，以便將其從凹槽型導(dǎo)電軌道13獲取的電源傳遞到電動(dòng)汽車6的用電器上，引導(dǎo)體35為永磁材料，且盡量做成長條形，以便其被吸附在凹槽型導(dǎo)電軌道13中時(shí)能在向前移動(dòng)的時(shí)候減少左右擺動(dòng)和避免脫軌，磁控塊36設(shè)置在引導(dǎo)體35前端，一般為永磁材料，以便于其在刷電頭34到達(dá)之前率先觸發(fā)軌道動(dòng)態(tài)自動(dòng)開關(guān)16，使其接觸到的那段凹槽型導(dǎo)電軌道13接通電源；受電頭22的磁控塊36和引導(dǎo)體35也可以省略。