CN101850728A - 电动汽车与充电道路的组合系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电动汽车与充电道路的组合系统，包括电动汽车和供汽车行驶的道路，所述道路上至少有一行车道包括分布于二侧的相互绝缘的导电道路带以及置于该行车道中间的绝缘道路带，该导电道路带表面或下表面设置有与路面平行方向的低电阻导电网，所述电动汽车上电连接有至少二个导体，所述导体在电动汽车行驶在所述行车道时能与分别与所述导电道路带表面电连接，所述导体与电动汽车的需电设备电连接。本发明具有电动汽车不需携带大容量电池、续航能力好，结构简单，方便使用、使用费用低、自主灵活性好，电动汽车与充电道路的电传导电路为低电阻的优点。

Description

电动汽车与充电道路的组合系统
技术领域
本发明涉及一种电动汽车及其行驶的道路，尤其是涉及一种电动汽车不需携带大容量电池，汽车的自主灵活性好，电传导电路为低电阻的电动汽车与充电道路的组合系统。
背景技术
电动汽车具有环保、更适合城市道路的行驶、汽车造型不会受限于发动机及其附件的制约、行驶时的费用仅为传统汽车1/3～1/4等优点。但电动汽车目前还存在众多缺点，使它无法迅速普及，一百多年来，限制电动汽车发展的最大瓶颈就是蓄电池，而且这个事实在今天也没有改变，与传统油箱相比，后者每装1公斤汽油就可以储存12千瓦时的能量，而1公斤的锂离子蓄电池最多只能储存0.2千瓦时的能量。换句话说，一个储能相当于普通轿车油箱(40公斤)的锂离子蓄电池将重达2～3吨！即便考虑到电动机具有更高的效率，也需要700公斤左右的锂离子蓄电池才可以使电动汽车拥有像普通汽车一样的续驶里程，而这部分重量反过来又将使电动汽车的性能大大降低。所以目前所有的电动汽车蓄电池都不可能提供真正足够的能量。同时驮着将近半吨重的锂离子电池的城市型电动汽车最高时速只能达到120公里左右，并且电动汽车蓄电池充电不方便、充电时间长，锂离子电池占近半辆汽车的昂贵价格也增加了汽车的购置费用和使用费用。
轨道交通是一种不需携带大容量电池的电动汽车交通，但它由于必须有一导电轨道连接在汽车与道路之间，这样会局限汽车的行驶道路，使得汽车丧失其灵活性，这种交通模式只适合公共交通线路。现在市场上出现的电动汽车主要是以混合动力汽车，包括至少二种动力，其中的一种是内燃机，它的主要供能方式仍然是内燃机供能，因此它只能是一种过渡型汽车。续航能力好，结构简单，方便使用、使用费用低的环保型电动汽车一直是人们追求的目标。
发明内容
针对以上提出的问题，本发明目的在于提供一种不需携带大容量电池、续航能力好，结构简单，方便使用、使用费用低的电动汽车与充电道路的组合系统。
本发明通过以下技术措施实现的，一种电动汽车与充电道路的组合系统，包括电动汽车和供汽车行驶的道路，所述道路上至少有一行车道包括分布于二侧的相互绝缘的导电道路带以及置于该行车道中间的绝缘道路带，该导电道路带表面或下表面设置有与路面平行方向的低电阻导电网，所述电动汽车上电连接有至少二个导体，所述导体在电动汽车行驶在所述行车道时能与分别与所述导电道路带表面电连接，所述导体与电动汽车的需电设备电连接。
上述导电道路带优选表面或下表面设置有与路面平面平行的低电阻导电网的导电橡胶地面、导电水泥地面、导电柏油地面、导电涂料层中的任意一种或几种的组合。二侧导电道路带内部分别设置有导线网电连接在低电阻导电网和电源的正极或负极之间，该导线网可以是一根导线也可以是多根电连接的导线。
上述电动汽车上电连接的导体优选导电车轮、安装在车轮外围的导电套、安装在车底并垂落至地面的金属条中的任意一种或几种的组合。其中安装在车轮外围的导电套优选低电阻导电布、低电阻导电网车轮套或低电阻导电网与外层的导电橡胶层组合成的车轮套。
上述低电阻导电网优选铁丝网、铝丝网、铜丝网、碳纤维丝网、镀锌铁丝网、镀铜铁丝网、镀铜铝丝网、镀银铁丝网、镀银铝丝网、镀银铜丝网、镀银塑料网中的任意一种或几种的组合。
上述需电设备可以是驱动电机、照明设备、空调设备、音响设备、蓄电池、飞轮电池或蓄电电容中的任意一种或几种的组合。
作为一种控制道路在合法电动汽车通过时才供电的优选方式，在道路的分段入口处和出口处都可设置有无线感应开关，所述电动汽车上设置有与无线感应开关对应的无线收发器，该无线收发器在接收到入口处或出口处的无线感应开关发出的信号后能立即向外发射附带该电动汽车信息的信息信号，该信息信号能被入口处或出口处的无线感应开关接收到并传输给与入口处和出口处的无线感应开关电连接的中央计算机，中央计算机能对该信息信号进行识别从而控制该路段导电道路在接收到合法信息信号后带并入电网，在确定电动汽车离开后退出电网。为了计算电动汽车在该道路上经过时道路的供电量，该出口处的无线感应开关在电动汽车离开时向其发射耗电信号，该耗电信号包括该电动汽车在该导电道路带行驶时段该导电道路的总耗电量和中央计算机计算出该电动汽车的耗电量。
其中出口处的无线感应开关在电动汽车离开时向其发射耗电信号，该耗电信号包括该电动汽车在该导电道路带行驶时段该导电道路的总耗电量和中央计算机计算出该电动汽车的耗电量。
上述电动汽车的电池为可替换或可增加。
上述信息信号至少应包含有该电动汽车的唯一编码和该电动汽车发射信号时得到的电能总量。
本发明利用低电阻导电网与电连接在电动汽车上的导电车轮、导电车轮套等作为电动汽车与导电道路之间的主要电导体，使电动汽车在行驶或停泊在导电道路都能由导电道路为其供电。还可将低电阻导电网设置在导电橡胶地面、导电水泥地面或导电柏油地面的下表面或在低电阻导电网表面涂加一层导电涂料层，低电阻导电网与地表面之间是很薄的一层，这样既能避免导电涂料层、导电橡胶地面、导电水泥地面或导电柏油地面的高电阻而造成电能耗损过大，又利用了它们的导电性和可变形性，使电动汽车行驶在该导电道路上与其在其它道路上行驶没有差别，电动汽车与导电道路之间的传导电路为低电阻，使传导电路的电耗损低。本发明的电动汽车上的电池可设计为可替换或可增加的形式，这样当该电动汽车行驶在具有导电道路网的交通网时，使用较小容量的电池，而当其离开具有导电道路网的交通网时，可在导电道路网边租借大容量的电池进行替换或增加，从而保证其在不同道路上的续航能力。本发明的汽车不需携带大容量电池、续航能力好，结构简单，方便使用、使用费用低。
附图说明
图1为本发明实施例1的结构示意图；
图2为本发明实施例1的车道横切面结构示意图；
图3为本发明实施例1的车轮剖面结构示意图；
图4为本发明实施例2的结构示意图；
图5为本发明实施例2的车道横切面结构示意图；
图6为本发明实施例2的车轮剖面结构示意图；
图7为本发明实施例3的汽车结构示意图。
具体实施方式
下面结合实施例并对照附图对本发明作进一步详细说明。
实施例1
如图1、图2、图3所示的一种在传统公路中改造的城市电动公交线路系统，在传统公路中设定一专用的公交车道7，在专用的公交车道7的路面相隔30CM的两侧薄薄涂布一层与原地面粘合性好的涂料203，在涂料203未干时分别在上面平铺一层相应大小的铜丝网202，两侧的铜丝网202相互绝缘，并通过埋设在公交车道下方11的电线204分别电接在24V直流电源的两极，在铜丝网202表面平铺一层与其相应大小的导电涂料201成为两侧的导电道路带2和4，导电涂料201能导电并耐腐蚀，但面电阻较大，而其中间夹加的一层导电性能极好的铜丝网202，能有效降低电路系统的电阻；在中间30CM宽的绝缘带9平铺与两侧导电道路带等高或稍高的绝缘涂料。在该公交车道与人行道交汇处可平铺绝缘涂料，也可不铺涂料。一种能在充电公交车道7上获得电能的电动公交车1，该车的车轮5外围套有导电套6，该导电套6为中间夹有铜丝网601的导电橡胶套6，导电橡胶套6能紧密地套在每个车轮5的外围，铜丝网601通过导线602和安装在车轮轴上的电刷与公交车的驱动电机和蓄电池电连接，外边的导电橡胶603与导电道路带2或4接触时能与其电导通，其中间夹有的铜丝网601能降低电路中的电阻。在每段充电公交车道7都安装有一处理器10，在每段充电公交车道7的进口处有一与处理器10电连接的感应开关8，当带有发射模块13的公交车1驶入时，发射模块13发射的信号能被感应开关8接收，并通过与感应开关8相连接的处理器10确认其为合法车辆时，感应开关8命令24V直流电源工作，电流通过导电道路带2、4和导电套6给驱动电机供电，在蓄电池需充电时还同时给蓄电池充电，当充电公交车道7中无负载时间超过处理器10内预定的时间时处理器命令24V直流电源停止工作，当充电公交车道7电流异常时处理器10命令24V直流电源停止工作并同时向中央计算机发送信息，以通知工作人员进行检查维修。
实施例2
一种城市电动车线路系统，在专用的电动车道7的路面两侧为导电水泥地面2、4，中间为绝缘带9，导电水泥地面2、4从地基向上分为靠近地基的普通水泥层205和上层的导电水泥层201，其中普通水泥层205内埋设有多根电线204，导电水泥层201靠近地表面设置有三层与导电水泥地面2或4相应大小的镀锌铁丝网202，各层镀锌铁丝网202之间由多根镀锌铁丝电连接，两侧的镀锌铁丝网202相互绝缘，并分别通过埋设的多根电线204电接在24V直流电源的两极，导电水泥层201能导电并耐腐蚀，但体积电阻较大，在其中间夹加导电性能极好的镀锌铁丝网202，能有效降低系统的电阻，三层镀锌铁丝网202能保证有一层或二层损坏也不会影响系统的电导性能；在中间30CM宽的绝缘带9平铺与两侧导电道路2、4带等高或稍高的普通水泥层。在该电动车道7与人行道交汇处为普通水泥层。一种能在电动车道7上获得电能的电动汽车1，该车1的车轮为导电车轮5，该导电车轮5为近表面的内层夹有铜丝网502表面为导电橡胶501的车轮，铜丝网202通过导线503和安装在车轮轴上的电刷与驱动电机和蓄电池电连接，外边的导电橡胶501与导电水泥地面2或4接触时能与其电导通，其中间夹有的铜丝网502能降低电路中的电阻。
在每段电动车道7都安装有一处理器10，在每段电动车道7的进口处和出口处各有一与处理器10电连接的无线感应开关8、3，当带有发射模块13的电动汽车1驶入时，电动汽车1的发射模块13发射的信号能被进口处感应开关8接收，电动汽车1的发射模块13发射的信号至少应包含有该电动汽车1的唯一编码和该电动汽车1发射信号时得到的电能总量。通过与感应开关8相连接的处理器10确认其为合法车辆时，感应开关8命令24V直流电源工作，电流通过导电水泥地面2或4和导电车轮5给驱动电机供电，在蓄电池需充电时还同时给蓄电池充电，为了计算电动汽车1在该电动车道7上经过时电动车道7对该电动汽车1的供电量，出口处的无线感应开关3在电动汽车1刚离开时向其发射耗电信号，该耗电信号包括该电动汽车1在该导电道路7带行驶时段该导电道路7的总耗电量和处理器10计算出该电动汽车1的单车耗电量，设置在电动汽车1内的处理器计算其与本车实际得到的电能是否在合理的范围内，是则发送确认信号，否则进行再次通讯或交给更高层处理器来判断。
当电动车道7中无负载时间超过处理器10内预定的时间时处理器命令24V直流电源停止工作，当电动车道7电流异常时处理器10命令24V直流电源停止工作并同时向中央计算机发送信息，以通知工作人员进行检查维修。
实施例3
一种电动汽车与充电道路的组合系统，电动车道7和电动汽车1基本与实施例2相似，系统靠近边缘的道路边还设置有多个电池租借站，电动汽车1还设置有一大容量电池架12，在有电动车道的路网内电动汽车1只使用其中自带的能行驶10分钟的低容量蓄电池，当该电动汽车1要行驶至没有电动车道的路网时，可在电池租借站租借一能使用几小时的大容量蓄电池放置在大容量电池架12内使用，当该电动汽车1回到有电动车道的路网时，则在电池租借站归还大容量蓄电池。
以上是对本发明电动汽车与充电道路的组合系统进行了阐述，用于帮助理解本发明，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，任何未背离本发明原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电动汽车与充电道路的组合系统，包括电动汽车和供汽车行驶的道路，其特征在于：所述道路上至少有一行车道包括分布于二侧的相互绝缘的导电道路带以及置于该行车道中间的绝缘道路带，该导电道路带表面或下表面设置有与路面平行方向的低电阻导电网，所述电动汽车上电连接有至少二个导体，所述导体在电动汽车行驶在所述行车道时能与分别与所述导电道路带表面电连接，所述导体与电动汽车的需电设备电连接。
2.根据权利要求1所述的电动汽车与充电道路的组合系统，其特征在于：所述导电道路带为表面或下表面的水平方向设置有低电阻导电网的导电水泥地面、导电柏油地面、导电橡胶地面、导电涂料层中的任意一种或几种的组合。
3.根据权利要求1所述的电动汽车与充电道路的组合系统，其特征在于：所述二侧的导电道路带内部分别设置有导线网电连接在低电阻导电网和电源的正极或负极之间。
4.根据权利要求1所述的电动汽车与充电道路的组合系统，其特征在于：所述导体为导电车轮、安装在车轮外围的导电套、安装在车底并垂落至地面的金属条中的任意一种或几种的组合。
5.根据权利要求4所述的电动汽车与充电道路的组合系统，其特征在于：所述安装在车轮外围的导电套为低电阻导电布、低电阻导电网或低电阻导电网与外层的导电橡胶层组合成的车轮套。
6.根据权利要求1或2或5所述的电动汽车与充电道路的组合系统，其特征在于：所述低电阻导电网为铁丝网、铝丝网、铜丝网、碳纤维丝网、镀锌铁丝网、镀铜铁丝网、镀铜铝丝网、镀银铁丝网、镀银铝丝网、镀银铜丝网、镀银塑料网中的任意一种或几种的组合。
7.根据权利要求1所述的电动汽车与充电道路的组合系统，其特征在于：所述需电设备为驱动电机、照明设备、空调设备、音响设备、蓄电池、飞轮电池或蓄电电容中的任意一种或几种的组合。
8.根据权利要求1所述的电动汽车与充电道路的组合系统，其特征在于：所述道路的分段入口处和出口处都设置有无线感应开关，所述电动汽车上设置有与无线感应开关对应的无线收发器，该无线收发器在接收到入口处或出口处的无线感应开关发出的信号后能立即向外发射附带该电动汽车信息的信息信号，该信息信号能被入口处或出口处的无线感应开关接收到并传输给与入口处和出口处的无线感应开关电连接的中央计算机，中央计算机能对该信息信号进行识别从而控制该路段导电道路在接收到合法信息信号后带并入电网，在确定电动汽车离开后退出电网。
9.根据权利要求8所述的电动汽车与充电道路的组合系统，其特征在于：所述出口处的无线感应开关在电动汽车离开时向其发射耗电信号，该耗电信号包括该电动汽车在该导电道路带行驶时段该导电道路的总耗电量和中央计算机计算出该电动汽车的耗电量。
10.根据权利要求1所述的电动汽车与充电道路的组合系统，其特征在于：所述电动汽车的电池为可替换或可增加。
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