一種能夠無限遠程續航的電動汽車及其有軌化移動充供電系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及電動汽車充供電技術領域，具體涉及一種能夠無限遠程續航的電動汽車及其有軌化移動充供電系統。
【背景技術】
[0002]發展電動汽車產業勢在必行:首先，解決大氣環境污染客觀要求發展電動汽車產業。燃油汽車會排放出大量破壞生態環境的有害氣體，電動汽車以電能為動力，行使時不僅沒有廢氣排出，而且噪音較小，是最被看好的“零污染”汽車。其次，化石能源不斷枯竭迫切要求發展電動汽車產業。隨著全球能源消耗的增加，地球的礦物能源將面臨枯竭，因此發展電動汽車也是應對化石能源不斷枯竭的客觀需要。另外，經濟實惠是發展電動汽車產業的內生動力。純電動汽車百公里耗電量19KWh左右，費用低于12元，隨著技術進步費用將進一步降低，而燃油汽車百公里平均耗油10升，費用高于65元，隨著化石資源的枯竭，費用將會快速升高，電動汽車能耗費用遠遠低于燃油汽車。
[0003]制約電動汽車產業快速發展的瓶頸:電動汽車作為一種新能源汽車，既然是零排放、無污染、使用費用低的交通工具，發展緩慢的主要原因是由于汽車電池電能存儲技術不過關，一是電池容量偏低，不能滿足長距離行駛需要。二是電池常規充電慢，快速充電損壞電池，無法像加油站那樣快捷方便地充電。
[0004]傳統思路無法解決電動汽車發展瓶頸:研究發現只有當每公斤電池的存電能力達到I度電時，電動汽車的里程憂慮問題才能得以解決，但這樣的電池短期內難以生產出來而且價格高達百萬元。僅僅依靠電池研發無疑將電動汽車的發展帶入死循環。
[0005]考慮到近80 %的汽車用戶每日實際行駛里程通常在80公里以內，而且隨著高速路網不斷拓展，絕大多數汽車用戶周邊100公里范圍內都能接續高速公路，這一現狀為本發明的技術實現提供了巨大可能:當前電動汽車的200公里左右的電池容量水平，使短途行駛依靠自身電池夜間充電即可保證足夠容量，超過100公里的遠程出行依靠高速電網供電實現無限續航，這樣儲電續航能力不足的電動汽車借助高速公路網的充供電系統，巧妙地解決了遠程無限續航的難題。

【發明內容】

[0006]針對當今電動汽車發展面臨的電池容量低、充電慢、成本高的瓶頸困擾，基于當前絕大多數電動汽車僅有100-150公里左右的電池容量水平和尚未很好突破充電技術，本發明打破常規，提供一種能夠無限遠程續航的電動汽車及其有軌化移動充供電系統；
[0007]其主要技術方案為:在高速公路中間隔離帶的兩側設置方便電動汽車取電的充供電系統，充供電系統主要通過并行設置的兩條耐磨導電滑軌外接來自高速公路的路網電源實現供電，所述兩條耐磨導電滑軌分別隱藏設置在絕緣管罩的兩個管腔中，絕緣管罩固定在隔離樁上，并在隔離柱外側設置防撞墻，防止充供電系統撞損。電動汽車由車內導航系統自動控制與充供電系統的距離，電動汽車尾部的左側設置取電伸縮臂，取電伸縮臂用記憶材料加工成的長帶狀導電金屬板，其里端連接卷盤裝置，外端連接的取電碳刷片經刷槽伸入絕緣管罩中貼合到耐磨導電滑軌上實現電動汽車在行駛過程中與充供電系統的連接取電，這樣基于200公里左右的電池儲電續航能力的電動汽車，借助高速公路網建設充供電系統，通過無軌電動汽車有軌化運行，既能利用電網供電續航，又可同步充電儲電，從而實現電動汽車的無限遠程續程。
[0008]在卷盤裝置驅動下，取電伸縮臂可盤卷收縮隱藏回車內，反向驅動卷盤裝置，取電伸縮臂可從車內伸展出來，取電碳刷片呈扁平狀，厚度比刷槽開縫寬度略窄，刷槽開縫寬度以人手不能伸入為宜。取電碳刷片與取電伸縮臂之間通過活動軸設置壓力彈簧，以保證取電碳刷片伸進絕緣管罩能與耐磨導電滑軌良好接觸貼合。
[0009]絕緣管罩的每個刷槽兩側的面罩倒角內凹，形成引導坡面，以引導取電碳刷片順坡面滑入刷槽，每個刷槽的上檐口相對下檐口略微外移錯位，以避免雨水流入絕緣管罩，在兩個刷槽之間的面罩形成的堤臺上設置截面呈梯形的導軌槽，在取電伸縮臂外端用絕緣的貫穿軸固定取電碳刷片和定向輪，定向輪沿導軌槽滾動可以控制取電伸縮臂水平定向滑行。兩個取電碳刷片外側分別與壓力彈簧同軸設置兩個定位輪，定位輪可穩定取電碳刷片，防止上下偏移抖動。
[0010]所述車內導航系統采取智能定位技術配合陀螺儀制導控制技術，智能定位技術可以采用衛星定位、雷達定位、攝像比較定位、光柵掃描定位或激光測距定位等方式獲得車輛具體位置的定位數據，導航控制系統采用以衛星導航控制為主，巡線導航控制和激光測距導航控制為備份，衛星導航控制是在所述充供電系統和電動汽車上配套安裝智能測控模塊，所述智能測控模塊包括在所述隔離樁上每隔一定距離設置一個定位信號器，并在所述電動汽車左側前端設置信號追蹤雷達，定位信號器作為定位基站，可以接轉衛星對該定位基站所在位置的定位數據和周邊一定區域的導航參數，所述信號追蹤雷達在接收來自定位信號器的定位數據和導航參數的同時，還時時遙測定位信號器所處方位和距離，并將所得的三方面數據參數即時傳輸給電動汽車的中控系統。汽車中控系統借助三角形定位原理，確定車輛的位置數據(坐標)，并將導航參數與車輛位置數據進行比對，測算出車輛實際偏離航線的數據，再結合車輛速度，超前計算出前方一定距離范圍內路徑導航修正數據；巡線導航控制是指在電動汽車專用車道的路面上，按照與充供電系統的耐磨導電滑軌平行的方向劃定一條車輛能夠識別的導航標識線，在所述車輛的底盤前端安裝導航線識別儀，導航線識別儀對車輛底部沿車輛行駛方向一定范圍實時掃描，掃描數據傳輸給車輛中控系統，中控系統根據掃描數據判斷電動汽車相對于導航標識線的具體位置，測算車輛偏離導航標識線的數據，繼而結合車速計算出前方一定距離范圍內路徑導航的修正數據；激光測距導航控制是指在車輛左側中部設置激光測距儀，實時測定電動汽車與位于車輛左側的充供電系統防護墻之間的垂直距離，將測定的所述垂直距離與設定的電動汽車與防護墻之間距離參數進行比對，計算出所述電動汽車偏離導航線的數據，繼而結合車速測算出前方一定距離范圍內路徑導航的修正數據，所述三種導航控制系統應采用聯合控制，相互彌補，以確保車輛在行駛時始終能夠受到至少一種導航控制系統的控制，設置在中控系統中的陀螺儀制導控制模塊根據接收到的導航修正數據按照主次順序，自動引導車輛進行糾偏，使車輛沿著設定的航線行駛。
[0011]在高速公路上獨立開辟電動汽車專用車道，電動汽車僅在需要利用所述充供電系統取電時進入所述專用車道(進行行駛，不需取電時可以像普通車輛一樣在其它車道正常行駛，其它車輛原則上不能在所述專用車道行駛，但隨著未來汽車充電技術的改進和充電用時的不斷縮短，電動汽車占軌時間有效縮短后，其它車輛在不影響在軌電動汽車正常行駛的情況下，可以臨時占用專用車道超車。
[0012]本發明的有益效果是:
[0013]I)本發明實現了電動汽車利用高速公路充供電系統在行駛中移動取電同步充電，長途不用停車充電，解決了電動汽車電池容量小、充電慢制約遠程續航的問題，便于電動汽車盡早推廣和產業化。
[0014]2)本發明技術充分利用高速公路中間的隔離帶的空間設置充供電系統，便于統一建設、統一管理，可以避免了建設充電樁的選址占地麻煩，也不需要頻繁更換電池，具有實施可行性，能夠加快發展清潔環保的電動汽車產業，積極應對化石能源不斷枯竭的嚴峻形勢。
[0015]3)本發明由于創新了充電路徑，簡化了充電設備，降低了電池增容要求，省去了油箱、發動機、油路系統、冷卻系統和排氣系統，大大節省車廂空間、降低電池成本，可使節能環保的電動汽車更容易進入平民百姓家庭。
[0016]4)本發明可以使無軌電動汽車通過現代智能導航控制技術實現有軌化行駛，提高車輛行駛的智能化和有序性，增強道路安全性，有效增加道路的車流量。
[0017]5)本發明可以簡化電動汽車的用電計費方式，電動汽車進入高速公路使用電網取電充電時，可采用高速公路行駛費與電費綜合計費方式，按行駛公里進行一次性收費。
[0018]6)本發明由于省去了油箱、發動機、油路系統、冷卻系統和排氣系統，大大減輕了車體自重，有利于節約能耗，同時考慮車體自重降低過多，使車胎與路面之間摩擦力減小，不利于提高車速，會導致車輛行駛發飄，影響方向控制和剎車制動，不利于車輛安全行駛，這為采用自重大、廉價的常規鉛酸蓄電池代替自重過輕、價格昂貴的鋰電池提供了可能，而且自重大的鉛酸蓄電池設置在車輛底盤，可以降低車輛重心，有利于提高車輛行駛安全性。
【附圖說明】
[0019]圖1為電動汽車在軌移動取電結構示意圖；
[0020]圖2為電動汽車、充供電系統與車道分布俯視圖；
[0021]圖3為充供電裝置側視圖；
[0022]圖4為充供電系統結構圖；
[0023]圖5為取電伸縮臂結構示意圖；
[0024]圖6為取電碳刷片受力示意圖。
[0025]附圖標記:1-電動汽車；2_取電伸縮臂；3_隔離樁；4_隔離帶；5_防撞墻；6-信號追蹤雷達；7_激光測距儀；8_導航線識別儀；9_導航標識線；10_應急車道；11_普通行車道；12_超車道；13_電動車專用道；14_耐磨導電滑軌；15_刷槽；16_絕緣管罩；17_定位信號器；18_導軌槽；19_引導坡面A ；20-定位輪；21_引導坡面B ;22_絕緣支撐軸；23_導向輪；24_取電碳刷片；25_電纜線；26_穿線管；27_卷盤裝置；28_壓力彈簧；29_活動軸；30-自然狀態及受力狀態。
【具體實施方式】
[0026]為了使本發明實現的技術手段、創作特征、達成目的與功效易于明白了解，下面結合具體圖示，進一步闡述本發明。
[0027]結合圖1、圖2、圖3、圖4、圖5、圖6，本實施例是將高速公路中間的隔離帶改造成充供電系統，即在隔離帶⑷兩側分別沿路埋設隔離樁(3)，隔離樁(3)外側設置堅固的防撞墻(5)，以保護充供電系統被失控的車輛碰撞損毀。在隔離樁(3)上橫向固定絕緣管罩(16)，在絕緣管罩(16)的上下管腔里側內壁上分別隱藏設置一條耐磨導電滑軌(14)。絕緣管罩(16)的上下管腔外側面的面罩上分別開一個刷槽(15)，便于取電碳刷片(24)伸進絕緣管罩(16)與耐磨導電滑軌(14)貼合接觸取電。每個刷槽(15)兩側的面罩均呈呼應設置引導坡面(19)/(21)，以引導取