CN102498011A - 用于电力驱动车辆的系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于电力驱动车辆的系统(“S”)，通过一个或多个电池或电池组供电，沿道路和其路节或路段来驱动车辆(1)，包括：(a)一辆或多辆可由单独的电动机(5)或发动机驱动的车辆各车辆(1)上设有一个功率控制电路(100，“R1”)用于对车辆所需的功率进行控制和/或对车辆的速度进行控制，且可以对车辆的电池组(“B”，“II”)进行充电；还包括：(b)若干个路节或路段(2a，2b)，用于细分所述道路，每个路段具有用于对电池组(“B”，“II”)充电的车辆外部电站(“s1”，“III”)，从而对车辆(1)提供动力。车辆(1)底部设有可向上、向下和横向可移置的接触装置(4)，道路(2)和其路段(2b)具有长条型的轨道或凹槽(51，52，54)，各路段(2a1)支承设于凹槽内的两条路轨(4a，4b)，所述路轨设于路段下方。路轨(4a，4b)被加载电压或电流。接触装置(4)与控制装置配合用于对接触装置(4)与两路轨(4a，4b)的机械和电接触进行记录。

Description

用于电力驱动车辆的系统

技术领域

本发明涉及一种用于电力驱动车辆的系统，尤其涉及一种系统，具有一个或多个用于供电和能源储蓄的电池和/或电池组能够向前驱动所述车辆沿道路滚动或移动。

相关类型的系统是基于对路节或路段的利用，其中，在所述系统中，至少一个轨道或凹槽被设于所述道路的上表面上，且所述系统中设有可被加载电压的导电体，所述导电体具有非绝缘的表面部分。

本发明所述系统包括(a)若干路节或路段，用于对道路的总长度进行细分，每个路节或路段分配给至少一个导电体，所述路节或路段可通过开关与车辆外部的电站连接，所述电站作为车辆外部的能源，且所述电站邻近所述路节或路段设置，该电站对车辆的电池和/或电池组进行充电，但主要用于凭借所述电池或电池组推动或驱动所述车辆沿道路及路段或路节运动；(b)还包括一辆或多辆车辆，所述车辆由电动机或发动机组来驱动，其中，各所述车辆设有电力控制系统或电力调节系统，用于产生一个选定的且所需的推动或驱动效果，和/或对车速控制和/或对其它因素进行控制。

本发明能被应用于在一般且单独的道路上，用于驱动重型车辆或货运车辆沿所述道路行驶向，本发明还可以被应用于具有不同需求(如动力和能源的需求)的发电站中。

通过外部能源对电池组进行充电，本发明可用于电力和能源供应，从而可以满足驱动汽车沿向上或沿斜向上的道路运动的动力需求。

进一步，本发明表明一种无路轨的车辆的系统，例如卡车，当凭借与所述车辆连接的电池组驱动卡车沿着选定的路段行驶时，可从外部能源或从车辆的能源处进行电力的补充供应，所述能源例如柴油发动机。

本发明提出第一车辆能源，如柴油发动机，第二车辆能源，如电池组，和与车辆分离且位于车辆外部的第三车辆能源，如至少一个导电体，该导电体被加载电压，且设于一轨道内，所述轨道位于连续导向的路段中，被选路段的导电体和相邻的(后续的)路段的相应导电体间呈电绝缘状态。

本发明具有两个或两个以上的导电体，所述导电体设于位于路段中的轨道内，和所述轨道(不是导电体)从一个路段到另一个相邻的路段连续延伸设置。

被加载到这些导电体上的电压，可以是交流电压(车辆中具有整流器)或直流电压。

当选择直充电压时，其中的一个导电体为正电位，另一个导电体为负电位，而第三个导电体为地电位或0电位，由此车辆的发动机在双倍电压工作。

当选择交流电压时，两个导电体具有相对于地电位或“0”电位对称的反向电流相位。

发动机对车辆的驱动可以是直流式的，或交流式，此时需要用到直/交流转换器。

背景技术

上面提到的技术领域有关的方法，设置和结构及特征以多种不同的实施方式为大众所知。

电驱车可分为“有轨电车”或“无轨电车”。

“有轨电车”沿其道路和具有平行的路轨的路段上行驶，所述路段按所述道路的走向分布，且采用枕木来布置，并对车辆固定设置的车轮进行导向。

“无轨电车”通过车辆的操控或控制设备在道路或路段上行驶。

本发明是基于后者无轨电车和无轨技术来提出的，主要适用于重型卡车或货车，其后可连接或不连接拖车，美国专利公告号US-4129203-A公开了一种车辆的设置，其中，允许被设置于车辆的下面接触弹簧向上，向下及横向运动，接触弹簧位于车辆下面实现与导电体(14)的非绝缘表面机械和电配合，其中，所述导电体与各路段连接。

通道(18)内设有绝缘体(16)，用于支承路轨式的导电体。具有切口(12)的盖板(20)可拆卸地附着在通道(18)的上部和相对的侧壁部分上，和所述盖板(20)所在的平面与和路段的上表面(22)所在的平面为同一个平面。

图2和图3中提到的专利公开了一种车辆工作台(98)，该工作台设有可转动的的扶手(10)。与工作台(98)相连的传感器(30)产生信号，就相位和大小指明了从旋转轴(99)到盖板(20)的切口(12)的方向和距离，该信号为基于磁场变化的。工作台(98)和扶手(10)由放在预先确定的极限位和限位断路器之间的发动机(32)驱动。

专利公开号WO9310995-A的专利文献公开了一种用于沿道路及路段电力驱动车辆的系统。

上面提到的公开专利文献的图9阐明了基于结构的系统。

其中，道路(14)和路段具有导电路节(300a-300f)，一个路节对应于一个路段。

车辆(310)具有一个电动机(320)和设置于该车辆下方的两个(312、314)或三个(分别为312、312’和314)接触弹簧，用于实现与非绝缘导电体间的机械接触和电接触，其中，导电体的长度和路节的长度相等。

设于路节(300a-300f)中的导电体相继布置，且两个导电体间具有间隔空间(302a-302e)以避免滑动接触弹簧(分别为312、312、314)之间的短路。

当汽车在附近时，成一条直线的路节的每第二个路节部分(300b，300d，300f)和一参考电压(地电位)连接，剩余的或中间的路节(分别是300a，300c，300e)直接和直流电压源(440)连接或通过与开关装置(304a，304b，304c)与任何适当的电源(308)连接。

有一实施例公开了三个接触弹簧，接触弹簧之间的距离，两个或三个接触弹簧总是分别和两个具有相反的两极的路节电接触，由此两个接触点都不会使相邻的两个路节的间隔空间(302a-302e)出现短路现象。

该系统要求具有特殊结构的车辆(310)来实现其功能，其中，前触点(314)与后触点间的距离(312、312′)与路节的长度完全相等的，甚至比路节(300b，300d)的长度稍长一些。

因此，需要有一种具有前触点和后触点的拥有特殊结构的车辆，且各路节(300a-300f)具有彼此相等的长度，所述路节按车辆行驶的方向布置，具有彼此相同的张开和中间的空间(302a-302e)。

专利文献又公开了在一个路段(第5页，第11-13行)内设有带电压的单独的导电体或路轨，且要求带有电压并有一路段设置在所述汽车前面(第5页，第19-21行；第6页，第7-10行；第8页，第28-32行)。

此外，渠道(16)，被加载电压，其侧面具有的排水沟道(第9页，第1-4行)。

缺乏(或存在)激活信号，该信号能驱动一个控制单元(38)，(第8页，第23-27行)。

第10页第17-20行提到了车辆触点间接触的必要间距，由无线信号触发来触发使用行为，该无线信号分别在第11页，第2-4行和第14页第1-16行被指出。

此外，在第15页，第21-23行，第16页，第1-15行中，提出了使用一个霍尔元件(240)和将所述霍尔元件与一个放大器(246)连接。另外，也采用选择如第17页，第3-9行所述的元件。

通过一个能量感应转换器推动或驱动车辆沿道路行驶，该能量感应转换器在车辆和水平设于车辆下方的路段之间被启动。

已知的例子分别在专利公开号为US-3 914-A和US-4 007 817-562-A专利文献得到了公开。

本发明涉及道路的一种应用，其中公开了一种向上开口的轨道，所述轨道设于各路段上，每个所述轨道具有两对导电体，优选为三对导电体被插入其中，或两对，优选为三对被选的具有非绝缘的表面的轨道段，又公开了一种装置，用于确保对某一路段的后续路段上的导电体进行加载电压以前，对该后续路段进行跟踪或测试。

发明内容

如果从相关领域的技术人员角度为一个或多个技术问题提供解决方案，一方面，首先要对方法和/或方法的实施顺序做必要的理解，另一方面，要选择必要的单一的装置或多个装置，在此基础上，后序的技术问题与制造和开发本发明的产品有关系。

为此，本发明的提出的一种用于电力驱动车辆的系统，采用电力和通过一个或多个电池或一个电池组沿道路和路段驱动车辆，包括：

(a)若干个路节或路段，用于对道路进行细分，每个所述路节或路段具有一个或多个导电体，所述导电体可通过开关与一个或多个作为车辆外部电源的固定电站(以下称为第三能源)连接，用于对车辆的电池组进行充电，所述电站主要用于驱动车辆沿路段行驶；

还包括：

(b)一辆或多辆可由单独的电动机(5)或发动机驱动的车辆(1)，各车辆上设有一个功率控制电路和调节控制电路用于对车辆必需的功率进行控制和/或对车辆的速度进行控制，可采用相等或不等的加载了电压的平行导电体或路轨与相互绝缘的路段连接，从而通过选择导电体和其路段的长度来实现对车辆和其电池的充电；各路段长度长于车辆的总长，现有技术中，没有对路段的长度与车辆的长度的关系进行规定。

上述系统，其中，所述车辆底部设有所述车辆底部设有向上、向下和横向可移置的接触装置，所述接触装置移置时的方向与车辆的运动方向成交叉，长条型轨道或切口与路段连接，其中所述路段的下表面与可以被加载电压和电流的导电体连接，如路轨，且其中，所述接触装置与车辆控制装置配合，从而与所述导电体至少形成一个机械和电接触点。为了能够了解技术方案的意义所在和其优点，要求发明的系统，其中，所述路段的至少两个导电体相互配合，且可以被加载电压；所述车辆的接触装置通过滑动接触装置或滚动接触装置，如接触弹簧，与可以被加载电压的所述导电体或路轨实现电配合，用于支承车辆的路段通过导电体和外部电源接通连接装置或开关装置从而对电池组进行充电，而后续路段会根据路段的完整状态在接下来会得到控制；当测试到所述处于完整状态时，仅当车辆通过所述后续路段时，开启连接装置或开关从外部电源通过与其连接的连接装置或开关对后续路段加载直流或交流电压。

上述系统，其中，连接装置或开关装置和每个或仅仅被选的路段及其导电体连接，其中，所述开关装置与一具有未加载电压的导电体的后续路段连接，且所述连接装置用于通过监控或测试电路在测试到路段的电完整状态信号时发出清除信号，然后，开启连接装置或开关对所述导电体加载电压。

上述系统，其中，监控电路通过来自车辆的远程控制信号(无线电信号)来启动，从而一方面测试具有导电体的后续路段的是否处于完整状态，另一方面，对车辆的身份进行注册并开启开关装置或连接装置对导电体加载电压。

上述系统，两单接触装置中的每个接触装置与车辆前部连接，其中，所述单接触装置具有至少两个用于和同一个导电体连接的后续接触弹簧。

上述系统，其中，一个或多个路节或路段对应的一个或多个电站仅仅在所述连接装置与所述电站连接，通过传感器检测到系统的车辆的存在时才被启动。

上述系统，其中被加载直流或交流电压和电流的所述导电体用于在对具有瞬间高负载的电动机进行驱动时，对电池充电所需的电能进行传送。

上述系统，其中，所述轨道和与轨道相对应的槽体支承用于热传导和热辐射的导电电缆，所述导电电缆具有热辐射的电阻。

上述系统，所述接触装置和车辆配合，所述接触装置为滚动接触装置，具有一个或多个用于移除或接收电流的轮子或一个或多个用于移除或接收电流的滑动接触装置，例如单元刷。

上述系统，与轨道、槽体和/或导电体相对应的清理或清扫装置与所述车辆连接，且与接触装置相邻设置的。

一种系统和一种连接装置，其中，车辆的电池组具有电力的持续时间要长于在旅程中沿所选路段驱动车辆的时间，和由外部能源充电的时间，以及通过与车辆连接的第一能源(柴油机)在进行紧急充电期间对电池组进行补充充电能持续的时间。

上述系统和连接装置，其中，通过外部电源对车载电池或电池组进行补充充电，然而，在补充充电期间，需要根据车辆动力的瞬间需要，随着负载瞬间的增加，对所述电池组进行主动充电，比如，负载瞬间的增加为在具有较短或较长的斜坡道路上行驶，道路倾斜度，和/或车辆的速度和车重的变化。

上述系统和连接装置，车辆的接触装置和车辆控制装置配合，用于通过该控制装置实现所述接触装置和所述导电体或相同部件的“注册”关系(一种接触配合)。

上述系统和连接装置，加载电压的且与路段连接的路轨与车辆的接触装置间通过接触弹簧相互配合，其中，所述接触弹簧与被加载电压的路轨电配合，比如，与路轨的非电绝缘表面部分配合；仅在车辆通过该路段期间，外部电源对具有导电体的后续路段加载直流或交流电压。

上述系统，导电体的路段可选择具有任意标准的长度和/或相互都不同的长度，以便和周围路况，所需功率和/或功率传输及其他相关条件连接或相适应。

上述系统，被选定的路段具有一个或多个狭长的轨道或与相应狭长的宽度相匹配的切口，从而在无论是否具有盖体的情况下都能够盖住且包住所述可加载电流和电压的导电体。

上述系统，所述导电体设置在一个以轨道或切口方式成型的空腔内，且设于所述空腔相对的侧表面和/或底面上。

本发明的出发点是通过对现有技术进行介绍，从而提出一个用于传动的系统和/或连接装置。用于采用电力沿道路和路段驱动具有一个或多个电池和/或电池组和/或其它能源的车辆，其所包括的必要技术特征分别在权利要求1和权利要求12中的前序部分阐明。

为了能解决一个或多个上述提到的本发明的技术问题，更具体地对现有技术的补充已分别在权利要求1和权利要求12中的特征部分阐明。

此外，在从属权利要求中的附加的技术特征如具体实施方式所阐明的，被包括于本发明的基本概念的框架内。

本发明的技术方案具有以下优点：

1.本发明提出了一种系统，用于采用一个或多个电池以及电池组通过电力沿道路或路段驱动车辆行驶，和一种根据权利要求1-12前序部分的连接装置，其中车辆能够被驱动，和/或主要通过设于车辆外部的与单一路段连接的电源对车辆的电池进行补充充电。

2.发明提供了一种装置，其中，在将电压加载到后续路段和相应导电体上以后，通过所述装置可以对后续路段上的导电体进行测试和检查，所述导电体受支配于电压或设于后续路段的电源。

本发明所述系统的主要技术特征在权利要求1中得到了阐述，而本发明所述的连接装置在权利要求12中得到了阐述。

附图说明

现结合附图和具体实施方式来说明本发明相关的重要技术特征，其中：

图1A为一种车辆的透视图，此车辆可以是能过改装成电池驱动的福特车模型A，其中所述车辆具有电动机，用于控制速度的功率控制电路，操舵布置或转向控制设备，适用于瞬间负载的变化和提供必须的动力；

图1B为卡车透视图，其中所述卡车具有一个拖车，和一个功率控制电路，所述功率控制电路的工作原理与图1A中功率控制电路的工作原理一样；

图1C表示了两个车辆的能源，第一能源(″I″)为柴油发电机，第二能源(″II″)为电池或电池组，第三能源(″III″)作为车辆的外部能源，是两根平行设置的路轨，所述路轨设于路段的连续的轨道内，所述路段与车辆的控制电路协同工作，所述车辆控制电路选择所有的可用的电源，或它们的组合，通过功率控制实现对电动机的供电，本图中显示为节流阀，其动作受控于该控制电路；

图1D所示为″P/t″图(功率/时间)简图，其中，全功率或降低的功率通过功率控制电路被传输，从而用于驱动车辆沿马路，道路及路段行驶；

图2为车辆的电气装置，所述车辆具有控制装置，用于控制集电器或分流器与一对导电体电接触，从而可以接受来自一个或两个车辆能源(第一和第二能源)和/或车辆外部的固定能源(第三能源)的电能，从而实现车辆电动机的并行工作，其中，所述导电体为路轨；

图3为车辆的后视图，所述车辆具有两个向下设置的集电器，所述集电器为与一对加载了电压的导电体或路轨配合的滑动触头或接触端，所述导电体或路轨与路段相连且与一接地的第三端相连；

图4为电气装置示意图，其中，若干个路段具有平行导电体，每个导电体通过开关连接到远离车辆的电站处，且会当车辆经过位于某一路段的后续路段时，通过控制单元开启开关装置或它的开关对该后续路段加载电压；

图5所示为不同各类渠道的横截面图，其中，“A”表示了第一种实施例，具有两个加载了电压的导电体，其中，所述导电体为路轨且面向空腔的两个相对的侧面，或者设于空腔的底面上，所述空腔具有直角；上导电体部分与地电位连接，“B”表示了具有上封密盖的加载了电压的导电体的第二种实施例；“C”表示具有中央轨道或切口的用于通过相应的装置进行清扫或清理第三个实施例；″D1″和″D2″所示为具有集电器的第四个实施例，所述集电器可以被插入且可被弯成直角；″E1″和″E2″所示为具有集电器的第五个实施例，其中所述集电器为位于不同位置的两个圆弧体，每个圆弧体可沿中心轴旋转；″F″表示为第六个实施例，本实施例具有用于轨道或切口的且具有两个弹簧的盖体，所述轨道或切口具有接触路轨；″G1″和″G2″分别表示第七个实施例的两个投影图，其中第七个实施例具有轮状的集电器；″H1″和″H2″表示为第八个实施例的投影图，本实施例具有平行的轮状集电器。

图6所示为两个磁传感器的灵敏度曲线，其中所述磁传感器单元与被加载电压的导电体包围的轨道相关联；

图7所示为右边具有侧边电缆的部分的路节的部分视图，进一步阐明当通过一辆车时如何使单独的路节或路段被加载直流或交流电压而被激活的情况；

图8所示为清理装置的侧视图，其中所述清理装置用于清理和清扫具有中小颗粒的集电器的轨道或切口，所述小颗粒如雪、冰、水、沙子和其他颗粒；

图9所示为检测车辆的传感器的平面图，其中所述传感器用于采用射频识别技术(RDIF)对车辆是否正在离开某一个路部，且进入下一个新的路段进行检测；

图10所示为适用于本发明的三端双向可控硅开关；

图11所示为适用于本发明的绝缘栅双极晶体管(IGBT)开关，用于连接或断开双向交流电压；

图12所示为本发明的其中一个实施例，其中，第一车辆发射/接收电路用于将无线电信号传送给另一个之前路段或后续路段的发送/接收电路，同时也表示了IGBT开关的电路图，所述电路为监控或测试电路；

图13所示为用于展示将渠道置于路段上的侧视图，其中，所述渠道呈电缆状；

图14所示为第九个实施例渠道的横截面示意图，其中，本实施例具有两个能被加载电压的导电体，所述导电体朝向所述渠道的下部；

图15所示为第十个实施例的渠道的横截面示意图。

具体实施例

本发明通过以下描述的具体实施例来说明，相应实施例中的相关的重要技术特征通过以下的附图进行辅助说明，我们选择使用术语和专业用语，从而能更好地说明本发明的基本概念。

然而，实施例中所用的术语不应仅限制于本实施例中所使用和选择的术语，而应被理解为以每个被选择使用的术语所表示的意思都包括在具有相同或实质相同功能实现相同或实质相同的目的或技术结果的技术范围内。

因此，参照本发明的附图，本发明相关的重要技术特征通过以下更详细的具体实施例进行描述。

图1A所示为用于采用一个或多个电池或电池组通过用电力沿道路2和它的路段或路节2a1和2a1’对车辆1进行驱动的系统示意图。

车辆1的外形为一福特模型A，但已经改装成由电池驱动的车辆，所述车辆可与指定的外部电源″s1″；″III″连接。

本发明所述的车辆1还包括控制设备3(此处未指出)以便司机F(此处未指出)能驱动和控制车辆1沿所述道路2和其路段2a1行驶。

车辆1也可能包括一个齿轮箱和其他部件和组件，用于驱动车辆1，但这些部件为公知常识，不需要在此进行详细描述。

然而，电驱动的车辆1不需要用齿轮进行速度控制，因为，输出功率可以通过已知的与电动机5连接的电力电子电路来实现。

如图1A所示相同的方式，图1B所示为具有拖车1c的电驱动的卡车1，所述卡车可以沿道路2、2a及其路段2a1被驱动行驶。

图1C清楚显示了两个车辆相关的能源″I″和″II″，第一能源″I″为柴油发电机″G″，第二能源″II″为电池或电池组″B″，第三能源″III″为车辆外部能源，此处用平行的铅条，导电体或路轨，所述铅条，导电体或路轨可以通过连接装置或开关被加载电压，且被插入到道路2的轨道或空腔中。

图1C中所示为车辆控制电路100，允许选择能源″I″、″II″和″III″中的所有能源或任意两种能源进行组合，从而对电动发动机5供电。此处所示功率控制装置为节流阀100a，其向上和向下的动作分别由设于控制电路100内的操纵电路R2来控制，所述功率控制装置依次包括一个功率分配电路R1，用于在各能源间和从所述能源到发动机5且/或通过任何直流/交流转换器(此处未标出)进行功率和能源的分配。

图1D所示的″P/t″(功率/时间)图，说明车辆沿不同公路的路段2a或道路2在电路R1的帮助和操纵电路R2的控制下如何对全功率或低功率进行分配和转换。

图表中所示为在时间段t1-t2期间如何分别从三个电源″I″，″II″，和″III″的获取或使用功率的示意图，其中，从三个电源″I″，″II″，和″III″的获取功率如图中上中下三部分所示。

图表中所示为在时间段t3-t4期间对电源″I″″G″进行获取同样多功率的情况；从电源″II″″B″处获取更多的功率的情况，从而使发动机5消耗同样的总的功率，然而此处显示的能源″III″；″42″，″s1″为被断开状态。

图表中所示为在时间段t5-t6，期间，从能源″III″；″42″处获取功率，和从电源″M″；″B″获取较少功率的示意图。

在时间段t5-t6从能源″III″；″42″获取全功率的情况，且允许有多余功率用于维持对电池组″II″，″B″的充电状态，该多余功率取决于电动机5对电力的需求。

本发明为基于电池组″M″；″B″和第二电源″II″，主要通过功率分配和/或除法电路R1对电动机5供电，为此电池组″B″需要储存电能，具有足够的电压和可以在全功率下驱动电机5所需的电流。

电池组″II″，″B″在第一地点通过能源″III″；″s1″充电维持，而在第二地点通过能源″I″充电来维持工作。

每个电源″I″和″III″的功率可以选择电源″II″；″B″最大功率的5％-30％，例如25％：

给电动机5提供的电压可选择相对地电位或0电位+400伏和-400伏的直流电压，即总电压值800伏直流电压。

本发明所述系统″S″主要包括

(a)一个或多个均通过电动机5或发动机电驱动的车辆1、1b，其中，各车辆具有功率分配和/或功率控制电路R1，所述功率分配和/或功率控制电路R1设于控制电路100中，用于通过一个分配电路R2和节流阀100a产生必需的功率和/或速度控制。

给电动机5输出的所需的功率主要是由能源″II″；″B″提供的，其次通过能源″III″；″s1″维持其充电状态。道路2被细分成路段2a(2a1、2a2、2a3、2a1′、2a2′和2a3′)，而每个路段具有多个电站，而第一电站由″s1″表示。

车辆外部的一个或多个第三电源″III″；″s1″车辆和/或车辆的第一电源″I″；″G″可以被利用，从而在电池组内电能被消耗的合适时序中，对车辆的电池组″II″；″B″进行补充充电。

另外，还可以通过电池组″II″；″B″驱动车辆1，和在沿路段和长条型固定电站″s1″或电源“III”对电池组″II″；″B″进行补充充电期让，由车辆的电源″I″；″G″进行供电，从而获得驱动车辆行驶的电能，进而驱动车辆1在路段2a1上行驶。

图2所示为车辆1电/机械连接连接装置K、(1b)，具有车辆控制设备10，用于控制车辆的接触装置或集电器4与至少一对导电体电触头连接，其中所述导电体为路轨4a，从而实现电动机5与电池组″II″；″B″和/或固定电站″III″；″s1″和/或柴油发电机″I″，″G″的公共平行运行。

所述接触装置或集电器4与支座6连接，所述接触装置或所述集电器可以通过第一辅助电动机7在其高度方向上向上和向下移动，也可以通过第二辅助电动机8横向，向后或向前移动。

所述辅助发动机装置和控制没有在此做更细的描述，但对于本领域技术人员来说是公知常识，其中，所述辅助发动机装置和控制需要在传感器的帮助下分别实现上述的动作。

辅助电动机7或辅助电动机8被都能触发从而实现向前或向后运动，其中，第一个动作通过第一导电体7a和8a上的第一信号来触发，而第二个动作(反方向)是通过导电体7a和8a上的第二信号来触发；发动机7、8和所述支座6的瞬间设置位置通过一个或多个传感器(未显示)来检测，并分别通过第二导线7b和8b上的被发出信号来表示。

通过使用位置传感器(未标出)，第一导电体7a、8a中的上的信号在中央单元或控制电路100中产生，所述中央单元或控制电路100具有一个控制设备10；而第二导电体7b和8b上的信号同一中央单元100中产生。

具有控制设备10的中央单元100是一个复杂的单元，可通过传感器16检测一个或两个导电体4a、4b的存在及其朝向，然后通过辅助电动机7放下接触装置或集电器4且使其与两个导电体4a、4b电接触，图中所示为处于已被加载电压的状态。

通过与中央单元100及其电路″R2″连接的连接线10a，来控制功率，其中，所述功率可以通过功率分配电路R1对电动机5被传给发动机5。因此，电路″R1″必须被节流阀或类似装置100a直接或间接地控制，(如图1C所示)从而通过所述操纵线路″R2″向发动机5提供必需的功率。

在所示的位置处，接触装置或集电器4将电流和电压从能源″IM″；″s1″引到用于分配功率和电能的所述功率分配电路R1上。该电路或另一电路R2通过中央单元100检测电动机5对功率的需求，和主要对电动机5根据连接线或线路10a上的输入信号和连接线或线路10b上的输出信号来提供所需的电能，而固定电站″III″；″s1被加负载且通过电池组″II″，″B″被补充提供功率和电能。

可以通过功率分配电路“R1”和操纵电路“R2”来实现与从车辆取出的电源″III″，″s1″和车辆外部电源和电源″I″，″G″和/或电源″II″、″B″，的连通。

所需速度的信息和车辆1的功率由中央单元100通过电线10a来提供，电路″R1″通过内部电路来被启动，且通过导电体10b使电路R2和设备10工作。

图3所示为车辆1(1b)的后视图，其中，所述车辆具有向下延伸设置的两个接触装置或集电器4，所述接触装置或集电器与两个连接器或两个通电电线或路轨4a，4b机械或电配合，其中，所述导电体或通电电线被分配给了路段2a1′或路轨4a，4b和与地连接的中性连接器。

图4所示为一个电气连接装置″K1″，路段2a1、2a2和2a3及2a1′、2a2′and 2a3′后续的路段和上述各路段上的电站″s1″、″s2″、″s3″和″s1″、″s2″′和″s3″′后续的电站可被分别触发，和/或用于当车辆沿路段2a，2b行驶时，能通过路段2a的开关或连接装置43a，44a和45a和与所述道路2a相对设置的道路2b的开关或连接装置43a′，44a′和45a′，或从一个或相同的上一级充电电源″III″，42处接收电压。

因此，需要若干个用于与电站“S1”、“S2”.......连接的开关或连接装置，其中，连接和断开可通过与每个图中所示路段连接的固定传感器(未显示)来实现。

图5的″A″所示为渠道30的第一个实施例的截面图，其中，所述渠道具有至少两个加载电压的导电体或路轨4a、4b，所述导电体或路轨分别朝向开口空腔51、52的两个相对或相向的侧面51′和52′，所述开口空腔51、52为具有向上的直角的切口或凹槽，或所述导电体或路轨朝向空腔的底面53′。各导电体或路轨4a、4b和接地导电体4c如图所示可被移置。

图5的″B″所示为第二个实施例的横截面示意图，其中，两个加载电压的导电体或路轨4a、4b都放在具有可关闭的空腔51、52的渠道30内，如图所示，当可绕旋转轴旋转的可旋转盖51a和52a处于关闭位置时，空腔处于关闭状态，当所述可旋转盖处于图中虚线位置时空腔为打开状态。

图″C″是第三个实施例的横截面示意图，其中，所述渠道具有一个中央凹槽54，能在装置的帮助下完成清理和或清扫过程。所述渠道上成型有凹槽51、52，所述凹槽51、52，具有开口55、56从而可以将导电体或路轨4a、4b可与集电器4接触。(集电器4未标示)。

一个排水口57连同加热电缆57a一起被放置于渠道的最下部。

图D1″和″D2″所示为第四个实施例的横截面示意图，其中设有具有两个集电器4、4′，当所述集电器被插入所述渠道时，可以被被弯成一个直角状。如图″D1″所示为将集电器4、4′穿过位于中间的开口58的状态，图″D2″表示了将各集电器4，4′单独绕旋转轴旋转后被弯成一角度，从而实现与加载电流的路轨4a、4b的机械和电连接。

图″E1″和″E2″所示为第五个实施例的横截面示意图，具有弧形集电器4、4′，其可单独绕中心轴C、C′旋转。

图″E1″表示处于未插入状态时集电器4，4′的位置，图″E2″表示处于插入状态时集电器4、4′与导电路轨4a、4b机械和电配合的状态。

图″F″是第六个实施例的侧视图，具有两个朝上放置在弹簧装置59a，59b上的荷盖59a′和59b′，用于保护位于下面的平行接触路轨4a，4b。

图″G1″和″G2″为第七个实施例的两个投影视图，其中具有轮状集电器4，4′，图″G1″为集电器4、4′的前视图，而图″G2″为集电器4的侧视图。两个集电器为可绕公共旋转中心点″ca″旋转。

最后，图″H1″和″H2″作为第八个实施例表示了轮状集电器4，4′的侧面视图和侧面投影图。

图″H1″为轮状集电集4、4′的侧视图，而图″H2″为两个集电器4、4′的前视图，其中，集电器4、4′相互平行并可绕旋转轴心″Ca″旋转。

图″H2″表示了与两侧连接的集电器4，4′的导向。

图6中显示的曲线图61，62为磁传感器单元的灵敏度曲线图，其中，所述灵敏度曲线图表示的是当传感器从渠道30内的第一路轨4a到第二路轨4a′时的情况，所述路轨沿若干个路段沿伸设置，如路段2a1。

如图7所示，为路段2a1的横截面视图，其中，所述路段2a1与相邻导向的平行路段2a1′配合，图7进一步表示了单独短路段2a1，2a2，和2a3，在车辆通过这些路段时利用路段2a1，2a2，和2a3的低压直流电缆71和与变压器73连接的高压交流电缆72和整流桥74连续触发路段2a1，2a2和2a3。每个具有两个可加载直流电压的导电体4a，4b的路段分别和开关或连接装置43a，44a和45a，配合。

高压电缆72，变压器73及整流桥74为上一级装置。

如图8所示，装置81具有清理装置，用于清理一个或多个加载电压和电流的导电体4a，4b或导电体4a′，4b′的雪，冰，水，沙和其它小颗粒，从而可以将各导电体4a，4b，4a’，4b′上颗粒清理干急，其中，所述导电体4a′，4b′设于渠道30内且未加载电压。

如图5C所示的装置81能够沿其装置沿切口54被移置。

如图9所示的传感器，其中，所述传感器用于指示车辆离开路段2a1进入下一个新的路段2a2，从而采用射频识别技术(RDIP)能够检测该过渡状态。传感器16优先为设于汽车上。

图10表示为现有技术中的″三端双向可控″开关，图11表示的是现有技术中的绝缘栅双极晶体管(IGBT)开关，可作为图4中的开关43a，44a等中的其中一部分。

如图12所示，本发明基于上述图示和实施例试图专注于介绍单独路段和其两个导电体4a，4b通过开关43a，44a的电气连接。

因此，图12表示了路段2a1的加载电压的导电体4a，4b和车辆1的接触装置4，4′之间通过两个集电器配合的情况，所述集电器可为分别和两个导电体4a，4b电连接的接触弹簧4′，4″，其中，导电体可被加载电压，支承车辆1的路段2a1通过导电体4a，4b和外部电源″III″，″42″与开关43a配合可对电池组″II″，″B″和车辆发动机5进行充电。

位于路段2a1前面的路段2a2具有两个导电体4a′、4b′，仅当车辆通过路段2a2时，所述路段2a2针对其是否处于完整状态下被进行连续测试和控制；而如果所述路段2a2被发现处于完整状态时，从外部电源″III″；″42″通过与其连接的开关44a对路段2a2加载直流或交流电压。

开关或连接装置43a，44a与每个或唯一选定的路段2a1、2a2及其两个导电体4a、4b、4a′、4b′连接，其中，还未被触发的连接装置44a与具有导电体4a′、4b′的后续路段连接，以及在所述连接装置44a(即开关装置44a)被触发用于对导电体4a、4b提供直流或交流电压42以前，且当所述路段2a2被测试到处于完整状态时，测试或监控电路140通过发出“前进”信号来启动所述开关装置44a。

通过从来自车辆发送器S1的远程控制信号(无线电信号)，所述测试或监控电路140一方面对路段2a2和导电体4a′、4b′是否处于完整状态进行测试，另一方面对车辆1和/或其司机或车主的身分D1进行注册，然后，启动连接装置44a对所述导电体加载电压。

接触装置4两两设置在车辆1的前部。

如图12所示，车辆1具有一个发射器S1和接收器M1，用于和与中央单位100连接的固定的接收器M2和发射器S2配合。

发射和接收行为具体为对以下数据包进行发射和接收：带有引导包的数据包的，其中，所述引导包用于触发测试电路140；后序数据包142b，所述后续数据包用于传送车辆和/或司机的身份标识″ID″；以及附加数据包142c，用于表示路段2a2测量功率的要求或需求。

测试电路140结构可详见图10和图11所示的开关图。

当导电体4a′，4b′被加载电压以前，与地电位连接的阻抗被测量。如果阻抗太低、导电体4a′未被加载电压(导电体4b′通过相应的电路被测试)，这表明具有导电体的轨道中注入了水或者某些物体导致了短路现象的出现(比如从别的车辆上掉下来的破坏物)。

由于在电路140引入了两个电阻R1和R2，其中每个电阻对应一个导电体4a′，(4b′)，所述电阻与可被加载电压导电体4a′，(4b′)的大小相等，其加载的电压值由电阻R1和R2决定。如果两者的阻值相等，其被加载的电压值将会是从导电体42处获得的电压的低压电缆的电压Uc的一半。

如果半导体断路器44a出现问题，导致该电路就会一直处于连接状态，那么被加压电压将和低电压U₀一样。本实施例具有一个保护装置，断路器通过断开开关44a来断开低压电缆上的电压，从而使整个路段2a2上失去电压。

如果漏电流很大，电阻R_leak将显示低值。

另外，为实现仅在车辆通过时对路段2a2加载电压，可采用一个距离识别系统，如射频识别系统(RFID)。

该距离识别系统可对车辆1的身份信息″ID″进行传输，其中，所述身份表明某一车辆为属于该系统或是属于一辆汽车，且又表明了汽车的速度。

如果车辆缓慢前行或静止不动，对于一些站在路段2a2上的人来说是很危险的，在这种情况下，最好不对路段2a2的电压加载。

如果车辆1或任何其他装置显示的速度为72千米/小时，即20米/秒，路段的长度为40米，该路段可以被允许持续加载电压2秒钟，即为车辆通过路段2a1或2a2所需的时间。在这种加载电压的方式下，人接触到加载电压导电体或路轨4a，4b，和接地导电体4c所面临的危险是最小的。

图13所示为形状像沿路节2a1″弯曲的电缆的渠道30侧视图，且所述渠道具有如图14所示的横切面。两个可弯曲的且可加载电流的导电体4a′，4b′被设于渠道内。

图15所示为渠道30′的横截面示意图，其中，所述渠道具有一个设于轨道51底部的导电体4a，在轨道上边缘分别设置有地线4c，4c′。

两个所述渠道30′可以被相互紧密布置，来实现两个的导电体4a，(4b)的平行排布。

I应该特别指出的是，具有两个导电体的每个路段可通过开关具有同一个供电电压或电压极性。

路段可以选择任意长度且选择的长度完全独立于车辆的长度。

本发明显然不限于上述所描述的实施例，也可在本发明构思的框架内根据权利要求的进行相应的修改。

应该特别指出的是，在所述发明的框架内，每个被描述的单元和/或电路可以与所有其他单元和或电路相结合，从而能够达到本发明所预期的技术功能。

Claims (23)

1.一种用于电力驱动车辆的系统(″S″)，通过一个或多个电池或电池组供电，沿道路和其被分配的路节或路段来驱动车辆，包括：

(a)若干个路节或路段(2a1、2a2)，用于细分所述道路(2)，所述道路和各所述路节或路段具有一个或多个长条型的轨道或切口(51、52)，所述轨道或切口具有导电体(4a、4b)；所述导电体用于接入电压和电流，且可通过开关与一个或多个车辆外部电源(″III″)连接，例如车辆外部充电站(″s1″)，从而能对所述车辆的所述电池或电池组进行充电，但所述外部电源主要用于驱动车辆(1)沿所述道路(2)和其路节或路段(2a1)行驶；

还包括：

(b)一辆或多辆可由单独的电动机(5)或发动机驱动的车辆(1)，各车辆(1)上设有一个功率控制电路(100、″R1″)用于对车辆所需的功率进行控制和/或对车辆的速度进行控制，所述车辆底部设有向上、向下和横向可移置的具有电触头的接触装置(4)，所述接触装置(4)被移置时的运动方向与车辆的运动方向交叉，长条型的轨迹或切口沿所述道路(2)和路节或路段延伸设置，所述接触装置(4)和车辆控制装置(100、10)配合用于使所述接触装置与轨道的所述导电体(4a、4b)至少形成一个机械和电接触点，路节或路段(2a1)上具有电压的导电体(4a、4b)与车辆(1)的接触装置(4)通过集电器形成配合，例如以接触弹簧(4′、4″)的形式与通电的导电体(4a、4b)形成机械和电配合，

其特征在于：

每个路节或路段的长度大于车辆的长度，被选定的路节或路段(2a1)用于支承所述车辆(1)，所述路节或路段具有至少两个导电体(4a′、4b’)，所述导电体可被加载了来自于外部电源(″III″、42)的被选定电压和电流；所述路段(2a1)的两个所述导电体通过所述接触装置(4)和所述路段或路节(2a1)的车辆外部开关(43a)对与所述车辆连接的两个相邻设置的触头、电池组和/或车辆(1)的发动机(5)进行供电；与其相邻且后续的路段(2a2)至少具有两个导电体(4′a，4b′)与车辆外部开关(44a)连接但未被加载任何电压和电流，且在所述后续路段未被加载电压或电流期间，会对所述后续路段就其完整状态进行测试和控制；如果测试到其处于完整的状态时，仅仅在所述车辆(1)正在通过所述路节或路段(2a2)且每个具有导电体的路段通过相应的开关被加载相同两相电压期间，直流或交流电压才从外部电源((″III″，42)或另一个外部或内部动力源处通过后续路段的开关(44a)被加载到后续的所述路节或路段上。

2.根据权利要求1所述系统，其特征在于，一个开关装置或连接装置(43a、44a)和每个或唯一选定的路节或路段(2a1，2a2)连接，且和所述路节或路段的导电体(4a、4b)连接，其中所述连接装置(44a)和用于支承车辆(1)的路段(2a1)后续的路节或路段(2a2)相连接，此时，所述车辆的导电体(4a’、4b’)仍未被加载电压，当检测到所述路节或路段处于完整状态时通过测试和/或监控电路(140)发出前进信号，从而使所述连接装置(44a)根据所述信号触发所述开关装置(44a)实现对所述导电体(4a、4b)加载电压。

3.根据权利要求2所述系统，其特征在于，所述测试和/或监控电路(140)通过来自于车辆的远程控制信号(无线电信号)一方面对具有导电体(4a、4b)的设于前方的路段(2a2)的完整状态进行检查；又一方面，对车辆和/或司机的身份进行注册；然后，触发连接装置(44a)从而对导电体(4a，4b)加载电压。

4.根据权利要求1所述系统，其特征在于，车辆前部设有一个接触装置(4)，所述接触装置(4)具有至少两个触头。

5.根据上述权利要求中任一所述的系统，其特征在于：一个或多个路节或路段(2a2)对应的一个或多个电站(″s1″)仅仅在相应所述电站(″s1″)的所述连接装置(44a)通过传感器检测到系统的车辆存在时才被启动。

6.根据权利要求1所述系统，其特征在于，所述路节或路段具有可被加载电压的导电体(4a、4b)，主要用于相邻的路节或路段连接。

7.根据权利要求6所述系统，其特征在于：可被加载电流或电压的所述导电体用于在对具有瞬间高负载的电动机进行驱动时，对电池充电所需的电力进行传送。

8.根据权利要求1所述系统，其特征在于，所述轨道和分配给轨道的空腔(30)用于支承导电电缆，所述导电电缆用于散热或热辐射且具有与其连接的电阻设备。

9.根据权利要求1所述系统，其特征在于，所述接触装置为两个或两个以上的集电器，如滑动触头。

10.根据权利要求1所述系统，其特征在于，所述接触装置为两个或两个以上的集电器，如滚轮。

11.根据权利要求1所述系统，其特征在于，所述车辆(1)和紧密设置的接触装置(4)具有清理或清扫装置(81)，用于清理与其相对应的轨道和其空腔。

12.一种用于权利要求1-11任一所述系统的开关装置，其中，所述的系统通过一个或多个电池或电池组驱动和/或推动车辆沿道路和路节或路段行驶，所述开关装置包括：

(a)若干个路节或路段(2a1，2a2)，用于细分道路(2)，所述道路和各所述路节或路段具有一个或多个长条型的轨道或切口(51，52)，轨道或切口中具有至少两个电绝缘体和导电体(4a，4b)，所述导电体可通过一个开关与一个或多个车辆外部电源(″III″)连接并被加载电压和电流，例如车辆外部充电站(″s1″)，从而能对所述车辆的所述电池或电池组进行充电，但所述外部电源主要用于驱动车辆(1)沿所述道路(2)和其路节或路段(2a1)行驶；

还包括：

(b)一辆或多辆可由单独的电动机(5)或发动机驱动的车辆(1)，各车辆(1)上设有一个功率控制电路(100、″R1″)用于对车辆所需的功率进行控制和/或对车辆的速度进行控制；所述车辆底部设有向上、向下和横向可移置的具有电触头的接触装置(4)，所述接触装置(4)被移置时的运动方向与车辆的运动方向成交叉；长条型的轨迹或切口沿所述道路(2)和路节或路段延伸设置，所述接触装置(4)和车辆控制装置(100、10)配合用于使所述接触装置与轨道的所述导电体(4a、4b)至少形成一个机械和电接触点，路节或路段(2a1)上具有电压的导电体(4a、4b)与车辆(1)的接触装置(4)通过集电器形成配合，例如以接触弹簧(4′、4″)的形式与通电的导电体(4a、4b)形成机械和电配合，

其特征在于：

一个支承所述车辆(1)的路节或路段(2a1)，通过导电体(4a、4b)，开关(43a)和外部电源(″III″、42)被供电；电池组和/或车辆发动机通过所述开关(43a)与所述路节或路段(2a1)连接；相邻且后续的路节或路段(2a2)会根据导电体(4a、4b)就所述路节或路段(2a1)的完整状态被测试和控制；如果测试到所述路段处于完整的状态时，仅仅在所述车辆(1)正在通过所述后续的路节或路段(2a2)，且每个具有导电体的路节通过相应的开关被加载相同两相电压期间，电压才会通过触发所述后续路节或路段的开关(44a)从外部电源(“III”，42)上被加载到所述后续的路节或路段上。

13.根据权利要求12所述开关装置，其特征在于：开关装置(43a，44a)与每个或唯一选定的路节或路段(2a1，2a2)和其导电体(4a，4b)连接，其中，所述开关装置与具有未被加载电压的导电体(4a′，，4b′)的后续路段(2a2)连接，所述开关装置(44a)用于根据由测试或监控电路发出的信号对所述导电体(4a，4b)供电，其中，当检测到所述路节或路段处于完整状态时，所述测试或监控电路发出所述信号。

14.根据权利要求13所述开关装置，其特征在于，所述测试或监控电路，一方面，根据来自车辆的远程信号(无线电信号)测试具有导电体(4a′，4b′)的后续路节或路段(2a2)的完整状态，另一方面，对车辆的身份进行注册，以及触发开关装置(44a)从而给导电体(4a，4b)提供电压。

15.根据权利要求1所述开关装置，其特征在于：单独的接触装置(4)设于车辆前部，且具有至少两个触头。

16.根据权利要求12-15任一所述开关装置，其特征在于：一个或多个路节或路段(2a2)对应的一个或多个电站(″s1″)，仅仅在相应所述电站(″s1″)的所述连接装置(44a)通过传感器检测到系统的车辆存在时才被启动。

17.根据权利要求12所述开关装置，其特征在于，所述路节或路段具有可被加载电压和电流的导电体，所述导电体主要被分配给所述路节或路段。

18.根据权利要求12或17所述开关装置，其特征在于：所述被加载电压和电流的导电体用于在对具有瞬间高负载的电动机进行驱动时，对电池充电所需的电力进行传送。

19.根据权利要求12所述开关装置，其特征在于：所述轨道和与轨道相对应的槽体(30)支承用于热传导和热辐射的导电电缆，所述导电电缆具有热辐射的电阻。

20.根据权利要求12所述开关装置，其特征在于：所述接触装置(4)为两个或两个以上的集电器，如单元刷。

21.根据权利要求12所述开关装置，其特征在于，所述接触装置(4)为两个或两个以上集电器，如滚轮。

22.根据权利要求12所述配电装置，其特征在于与轨道、槽体和/或导电体相对应的清理或清扫装置(81)与所述车辆(1)连接，且与接触装置(4)相邻设置的。

23.根据权利要求12所述配电装置，其特征在于，具有路节或路段和相应轨道的第一道路与具有路节或路段和相应轨道的第二道路紧密设置(端对端)，其中，路节或路段上的轨道在不同的时间段通过其开关装置被供电，所述开关装置被触发后用于实现将一个外部电源与车辆连接。

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