CN102834286A - 电动车辆和用于其的电力供应设备 - Google Patents

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Abstract

在电动车辆中，电力单元(G)安装在每个前车轮和后车轮的轮胎(25)的内部空间区域(26)内。单元(G)具有布置在轮胎(25)的地面接触部(35)的内部周缘表面上的多个电力元件(27)。每个元件(27)包括由坡莫合金形成的芯(31)以及围绕芯(31)缠绕的电力线圈(32)。当周期性地变化的磁场由安装在道路中的电力供应设备在道路上方的区域中生成时，每个元件(27)生成电力。此电力通过配电系统(S)被供应到车辆的发动机。发动机驱动前车轮。电动车辆可以长距离地连续运行而不必在电池站处对电池充电。

Description

电动车辆和用于其的电力供应设备
技术领域
本发明涉及一种电动车辆，该电动车辆设计成在其运行或停止时直接或通过电磁感应从外部供应电力；并且涉及一种电力供应设备，该电力供应设备安装在电动车辆在其上运行或停止的道路上/内，并且设计成直接或通过电磁感应供应电力到电动车辆。
背景技术
目前为止，已经知晓一种电池供电的电动车辆，该电动车辆配备有蓄电池(二次电池、可再充电电池)，并且设计成利用蓄电池中存储的电力来旋转发动机，并且通过发动机的转矩驱动车轮(道路车轮)(见例如JP2001-219733A)。包括这种电池供电电动车辆的电动车辆通常结构简单，并且不排放诸如氮氧化物的空气污染物且不排放导致全球变暖的二氧化碳。因此，从环境角度讲，强烈需要其的加速扩散。
然而，尽管当蓄电池的充电数量降低到下限时电池供电的电动车辆需要对蓄电池充电，但存在这样的问题，即充电操作需要花费相当长的时间。例如，对于蓄电池在电池充电站处完全充电的情形，需要花费至少30分钟的充电时间，或者对于充电操作使用家用充电器进行的情形，需要花费若干小时的充电时间。
再者，与配备有汽油或柴油引擎的汽车相比，在电池供电的电动车辆中，基于一次充满电操作的可运行(可行驶)的距离明显较短。在当前市售汽车中，可运行距离典型在90至160km的范围，并且最大约为200km。因而，在使用电池供电的电动车辆长距离驾驶中，需要频繁停止在电池充电站并花相当长时间来对蓄电池充电。因而，电池供电的电动车辆存在给有很多长距离驾驶机会的大多数用户造成不便的问题。同上，尽管强烈需要电池供电的电动车辆的加速扩散，正是上述问题造成在实际促进该扩散中的困难。
发明内容
进行本发明从而解决上述传统问题，并且本发明的目的是提供一种电动车辆，其能够连续地特别是长距离地运行而不需要车辆停止进行电池充电，从而满足用户方便和环境保护二者。
为了实现上述目的，根据本发明第一方面的电动车辆包括：多个电力生成元件，其布置在多个车轮中每一个的轮胎的内部空间区域中；以及发动机，其适于由通过配电系统从电力生成元件供应的电力旋转。在此电动车辆中，多个电力生成元件布置成在具有给定宽度的轮胎的环形内部周缘表面的整个圆周上方接触(或者靠近)轮胎的内部周缘表面。每个电力生成元件适于通过由从道路表面的侧面应用的磁场或磁通密度的周期性变化引起的电磁感应而生成电力。发动机适于通过驱动力传送机构旋转驱动该车轮。如此处所使用，术语"道路表面"是指电动车辆运行或停止于其上的道路、广场等的上表面。
在根据本发明第一方面的电动车辆中，当在电动车辆停止期间，布置在轮胎的内部周缘表面上的每个电力生成元件置于靠近道路表面的位置，或者在电动车辆运行期间，根据车轮或轮胎的旋转每个电力生成元件经过靠近道路表面的位置时，感应电流即电力通过从道路表面的侧面应用的磁场或磁通密度的变化而生成。随后，电力生成元件生成的电力通过配电系统被供应到发动机，并且发动机通过供应的电力而旋转。发动机的转矩通过驱动力传送机构被传送到车轮。因而，车轮被驱动以允许电动车辆运行。换言之，基于通过电磁感应从道路表面的侧面应用的电力，电动车辆可以连续地运行。因而，根据本发明第一方面的电动车辆可以连续地运行而不需要车辆停止进行电池充电，特别是长距离地运行而不接收在电池充电站或类似物处的电池充电服务，从而满足用户方便和环境保护二者。
优选地，在根据本发明第一方面的电动车辆中，每个电力生成元件包括由例如坡莫合金(permalloy)或超级坡莫合金(supermalloy)的电磁材料制成的芯，该电磁材料具有极高的相对磁导率，并且电力生成线圈围绕芯的侧面缠绕。这种情况下，芯布置成使得其一个端表面接触(或者靠近)轮胎的内部周缘表面并且另一端表面与轮胎的旋转中心相对。另外，电力生成线圈由导电材料制成，并且电力生成线圈的相对端部的每一个电气连接到配电系统。根据这个特征，每个电力生成元件可以利用简单和紧凑的结构而生成更大的电力。
优选地，在根据本发明第一方面的电动车辆中，轮胎的地面接触部(胎面部分)含有铁磁材料。更优选地，轮胎的地面接触部由例如橡胶的弹性材料制成，该弹性材料含有例如坡莫合金或超级坡莫合金的铁磁材料的粉末、纤维和网状主体其中之一。这种情况下，位于道路表面和每个电力生成元件之间的地面接触部的相对磁导率变得极大，使得电力生成元件可以生成更大的电力。
优选地，根据本发明第一方面的电动车辆包括蓄电池，其适于存储由电力生成元件生成的电力的过量部分。这种情况下，蓄电池电气通过整流器和逆变器连接到配电系统。特别地，当由电力生成元件生成的电力的一部分未被发动机消耗时，蓄电池适于存储未消耗的过量电力。另外，当由电力生成元件生成的电力少于发动机所需电力时，或者当不由电力生成元件生成电力时，蓄电池适于供应存储的电力到发动机。根据这个特征，即使在在道路表面上方的区域中没有用于生成电场的设备的传统道路上，电动车辆可以基于从蓄电池供应的电力而运行。
一种用于通过电磁感应供应电力到根据本发明第一方面的电动车辆的电力供应设备，包括布置在道路表面下方且毗邻道路表面的磁场生成装置。磁场生成装置适于在道路表面上方的区域中在相对于给定方向(例如道路的延伸方向)的预定范围中生成周期性地变化的磁场或磁通量。
优选地，在上述电力供应设备中，磁场生成装置包括：多个磁场生成元件，其按照在给定方向(例如道路的延伸方向)上彼此隔开的方式并排布置，其中每个磁场生成元件具有磁芯和绕组；以及电源，其适于供应交变电流或脉动电流电力到每个磁场生成元件的绕组。这种情况下，磁芯由铁磁材料制成。另外，磁芯布置成使得其一个端表面暴露于道路表面。绕组由导电材料制成并且围绕磁芯的侧面缠绕。另外，绕组的相对端部的每一个电气连接到电源。
在上述电力供应设备中，作为多个磁场生成元件的替代物，磁场生成装置可包括：多个纵向线路，其由导电材料制成，并且布置在道路内部以及毗邻道路的道路表面从而沿着道路的延伸方向彼此平行地延伸。这种情况下，电源适于供应交变电流或脉动电流电力到每个纵向线路。
可替换地，在上述电力供应设备中，作为多个磁场生成元件的替代物，磁场生成装置可包括：多个横向线路，其由导电材料制成，并且布置在道路内部以及毗邻其道路表面从而沿着道路的延伸方向彼此平行地延伸。这种情况下，电源适于供应交变电流或脉动电流电力到每个横向线路。
一种根据本发明第二方面的电动车辆，包括：发动机，其用于通过驱动力传送机构旋转地驱动多个车轮；轮胎，其由导电材料制成并且附连到每个车轮；以及配电系统，其电气连接发动机和轮胎。在此电动车辆中，发动机适于由从布置在道路表面上的电源板通过轮胎供应的电力驱动。
在根据本发明第二方面的电动车辆中，电力从布置在道路表面上的电源板通过轮胎被供应到发动机，并且转子由供应的电力旋转。发动机的转矩通过驱动力传送机构被传送到车轮。因而，车轮被驱动以允许电动车辆运行。换言之，电动车辆可以基于从道路表面的侧面直接供应的电力而连续地运行。因而，根据本发明第二方面的电动车辆可以连续地运行而不需要车辆停止进行电池充电，特别是长距离地运行而不接收在电池充电站或类似物处的电池充电服务，从而满足用户方便和环境保护二者。
优选地，在根据本发明第二方面的电动车辆中，发动机适于旋转地驱动该车轮中前车轮和后车轮的其中一个(例如右和左前车轮)，并且由导电材料制成的轮胎附连到前车轮和后车轮的剩余的一个(例如右和左后车轮)。优选地，根据本发明第二方面的电动车辆包括蓄电池，当电力从电源板供应到电动车辆时，该蓄电池适于存储部分或全部的供应的电力，以及当电力不从电源板供应到电动车辆时，供应存储的电力到发动机。
一种电力供应设备，用于供应电力到根据本发明第二方面的电动车辆，该电力供应设备包括布置在道路表面的一个侧面上的第一电源板，布置在道路表面的另一个侧面上的第二电源板，布置在第一电源板和第二电源板之间从而在它们之间电气绝缘的绝缘部，以及适于在第一电源板和第二电源板之间应用电压的电源。
附图说明
图1为示意性示出根据本发明第一实施例的电动车辆的配置的俯视图。
图2为设有多个电力生成元件的轮胎的示意性部分截面侧视图。
图3为设有电力生成元件的轮胎的示意性部分截面正视图。
图4为安装在道路中并且用于图1中说明的电动车辆的电力供应设备的示意性透视图。
图5为图1中说明的电动车辆处于其在道路上运行的状态中的示意性图示。
图6为安装在负载中的电力供应设备的修改的一个示例的示意性透视图。
图7为安装在负载中的电力供应设备的修改的另一示例的示意性透视图。
图8为示意性示出根据本发明第二实施例的电动车辆的配置的俯视图。
图9为安装在道路中并且用于图8中说明的电动车辆的电力供应设备的示意性透视图。
图10为示意性示出根据本发明第二实施例的电动车辆的修改的一个示例的配置的俯视图。
图11为安装在道路中并且用于图10中说明的电动车辆的电力供应设备的示意性透视图。
具体实施方式
<第一实施例>
参考附图，现在将具体描述根据本发明第一实施例的电动车辆和电力供应设备。
如图1所示，在根据第一实施例的电动车辆1中，左前车轮3设于车辆主体2的前部区域的左侧上，并且右前车轮4设于车辆主体2的前部区域的右侧上。另外，左后车轮5设于车辆主体2的后部区域的左侧上，并且右后车轮6设于车辆主体2的后部区域的右侧上。在此电动车辆中1中，左前车轮3和右前车轮4为驱动车轮，并且按照同心关系附连到单一前车轮驱动轴7的相应的左端部和右端部之一。左后车轮5和右后车轮6中的每一个为从动车轮，并且按照同心关系附连到相应的左后车轮轴8和右后车轮轴9之一。前车轮3、4中的每一个或前车轮驱动轴7，并且后车轮5、6中的每一个或后车轮轴8、9中的每一个通过未说明的悬挂件分别安装到车辆主体2。
电动车辆1配备有发动机10，该发动机适于由作为其驱动源的交流(AC)电力旋转地驱动。驱动齿轮12a作为减速齿轮对12的部件按照同心关系被附连到发动机10的输出轴杆11。另外，从动齿轮12b作为减速齿轮对12的部件被附连到前车轮驱动轴7。驱动齿轮12a和从动齿轮12a彼此啮合以允许减速齿轮对12将发动机11的输出轴杆11的旋转传送到前车轮驱动轴7，同时在给定减速比(例如从转矩比角度，2至6)减小旋转速度。因而，当发动机10的输出轴杆11被旋转时，输出轴杆11的输出转矩通过减速齿轮对12和前车轮驱动轴7被传送到左前车轮3和右前车轮4，使得电动车辆1可以开始运行。
将在下文描述用于供应电力到发动机10的电源系统。在电动车辆1中，用于驱动发动机10的电力由四个电力生成单元G生成，每个电力生成单元G提供在相应一个前车轮3、4和后车轮5、6中。电力生成单元G的特定结构和功能将在稍后描述。每个电力生成单元G通过配电系统S电气连接到发动机10，其中发动机控制装置14插在配电系统S中。
电源系统设有从配电系统S分支和延伸的蓄电池线路15。蓄电池线路15具有连接到蓄电池16的远端部，该蓄电池为二次电池。整流器17(用于对交流电力整流)和换向开关18插在蓄电池线路15中。电源系统进一步设有连接换向开关18和发动机控制装置14的逆变器线路，其中逆变器20插在逆变器线路19中以将直流(DC)电力转换为具有任意频率的交流电力。为了毫无问题地将电力从位于旋转的车轮的侧面上的配电系统S的线路传送到位于不旋转的车辆主体的侧面上的配电系统S的线路，环形端子22附连到前车轮驱动轴7和后车轮驱动轴8、9中的每一个，并且电刷23按照可滑动接触环形端子22的方式设于车辆主体上。
在上述电源系统中，由电力生成单元G生成的交流电力通过发动机控制装置14基本上被供应到发动机10。取决于油门踏板(未说明)压下的数量、刹车操作的存在或不存在等等，发动机控制装置14根据从控制器21应用到其的指令信号是可操作的，从而控制将被供应到发动机10的电力。因而，发动机10基本上输出与油门踏板(未说明)压下数量对应的转矩，即所需要的转矩。控制器21为配备计算机的单元以用于全面控制电动车辆1。
当由电力生成单元G生成的总交流电力大于发动机10所需要的电力（即发动机10的需要电力）时，过量部分的交流电力被整流器17整流，并且得到的直流电力通过换向开关18被供应到蓄电池16。以此方式，蓄电池16被充电。在此操作期间，逆变器线路19被由控制器21控制的换向阀18切断。因而，没有电力被供应到逆变器20以及因此供应到发动机10。
否则，当由电力生成单元G生成的总交流电力小于发动机10所需的电力时，或者当电力不由电力生成单元G生成时，蓄电池16中存储的直流电力通过换向开关18被供应到逆变器20。随后，逆变器20根据从控制器21应用到其的指令信号是可操作的，从而生成具有适合于供应到发动机10的频率的交流电力。
更具体而言，逆变器是可操作的，从而向发动机10供应发动机10所需的电力和电力生成单元G生成的总电力之间的差异，即不足的电力。在此操作期间，蓄电池线路15被由控制器21控制的换向开关18切断。因而，没有电力从电力生成单元G供应到整流器17以及因此供应到蓄电池16。应理解，当电力生成单元G不生成电力，发动机10所有所需的电力仅仅从蓄电池通过逆变器20供应到发动机10。
将在下文描述设于前车轮3、4和后车轮5、6的每个中电力生成单元G的特定结构和功能。尽管下述描述将通过以设于左前车轮3中的电力生成单元G为示例来进行，应理解，此描述适用于其余电力生成单元G。
如图2和3所示，在左前车轮3中，电力生成单元G布置在其轮胎25的内部空间区域26中。电力生成单元G包括多个电力生成元件27。尽管在图2和3说明的实施例中的电力生成单元G包括16个电力生成元件27，应理解，电力生成元件27的数目不限于16，而可以小于或大于16。在图2中，双点划线表示轮胎25的内部周缘边缘。
电力生成元件27在圆周方向上按照等间距方式并排布置从而形成单一阵列，使得在内部周缘表面28的整个圆周上方，电力生成元件的一个端部接触具有给定宽度的轮胎25的环形内部周缘表面28。换言之，16个电力生成元件27在相应位置布置成环形圈形状，在所述相应位置处，每个电力生成元件27相对于轮胎25的旋转中心29的中心角为22.5度。在此实施例中，在轮胎的圆周方向上，毗邻的那些电力生成元件27之间设有给定距离，例如2至5cm的距离。另外，在轮胎的宽度方向上每个电力生成元件27的尺度设置为最大化。例如，它设置为轮胎的相对内侧面30之间的距离的80至90%。
电力生成元件27包括由铁磁材料制成的截顶金字塔形或大体上长方体形状的芯31，以及由导电材料(例如铜)制成并且围绕芯31的侧面缠绕的电力生成线圈32。电力生成线圈32具有涂覆有绝缘膜或绝缘材料的外部周缘表面。在此实施例中，芯31的一个端表面33(下文中称为"芯外端表面33")接触轮胎的内部周缘表面28。芯外端表面33形成为略微弯曲的形状从而可以与轮胎的内部周缘表面28啮合。另外，芯31的另一端表面34(下文中称为"芯内端表面34")与轮胎25的旋转中心29相对。芯内端表面34形成为平面形状。
优选使用坡莫合金或超级坡莫合金作为芯31的铁磁材料。坡莫合金或超级坡莫合金具有极高相对磁导率(例如100000至1000000)，使得有可能减小芯31的尺寸和重量，或者显著增强电力生成元件27的电力生成性能。然而，芯31的铁磁材料不限于坡莫合金或超级坡莫合金，而是可以使用任何其它低成本铁磁材料，诸如铁、钴、镍或其常用合金，不过电力生成元件27的电力生成性能将一定程度上劣化。
电力生成线圈32由单一导线(可以是多个导线)构成，并且按照与芯31的侧面贴紧或无缝隙方式以及按照多层方式(例如10至20层)围绕芯31的侧面缠绕，从而增强电力生成元件27的电力生成性能。另外，电力生成线圈32的两个相对端部的每一个电气连接到配电系统S(见图1)。因而，当周期性地或暂时变化或波动的磁场或磁通量(下文中称为"交变磁场")在电力生成元件27周围生成时，电力生成元件27是可操作的，从而通过电磁感应生成电力并且将生成的电力输出到配电系统S。
轮胎25的地面接触部35或胎面部分，即具有给定宽度的轮胎25的环形周缘部分，是由含有铁磁材料的粉末、纤维和网状主体其中之一的弹性材料制成。鉴于其极高的相对磁导率，优选使用坡莫合金或超级坡莫合金作为铁磁材料。鉴于其出色的地面接触性，优选使用橡胶作为弹性材料。为了提高地面接触部35的相对磁导率，地面接触部35中铁磁材料的含有率或含有量优选地被最大化到轮胎25的运行性能损坏的程度。轮胎25可以完全由含有铁磁材料的弹性材料制成。另外，可以使用坡莫合金或超级坡莫合金以外的铁磁材料，诸如铁、钴、镍或其常用合金。
电力生成元件27可以通过从道路的侧面应用的交变磁场引起的电磁感应而生成电力。另外，通过使用如上所述含有铁磁材料的弹性材料形成地面接触部35，地面接触部35的相对磁导率显著增大，使得有可能显著增强电力生成元件27的电力生成性能。如此处所使用，术语"最大磁通密度"是指周期性地变化的磁通密度的最大值。当最大磁通密度变得更大时，变化宽度或变化率变得更大，并且电力生成元件27的电力生成性能由此变得更高。
参考图4，将在下文描述用于在道路表面上方的区域中生成交变磁场的电力供应设备的特定结构和功能。如图4所示，电力供应设备40包括在道路41的延伸方向上按照彼此隔开方式布置的多个或者庞大数量(例如一百万至一千万)的磁场生成元件42，以及用于供应交流电力到每个磁场生成元件42的电源43。在电力供应设备40中，替代交流电源，可以使用用于供应脉动电流(PS)电力的直流电源。尽管图4以简化形式说明使得电源43仅供应电力到电场生成元件42，将理解，电源43也供应电力到每个剩余电场生成元件42。
电场生成元件42在道路41的延伸方向上在其相邻电场生成元件之间具有给定距离(例如10至50cm)地按照等间距方式并排布置，从而形成单一阵列。每个电场生成元件42在道路41的延伸方向上具有给定长度(例如5至20cm)，以及在道路42的宽度方向上在道路41的近似整个宽度上方延伸的长度。
电场生成元件42包括由铁磁材料制成的长方体形状或大体上长方体形状磁芯44，以及由导电材料(例如铜)制成且围绕磁芯44的侧面缠绕的绕组45。绕组45具有用绝缘膜或绝缘材料涂覆的外部周缘表面。磁芯44布置成使得其一个端表面46(下文中称为"磁芯上端表面46")和另一端表面47(下文中称为"磁芯下端表面47")的每一个变为平行或近似平行于道路41的道路表面。
磁芯上端表面46暴露于道路表面，从而防止在磁芯上端表面46和其周围的道路表面区域之间形成台阶。因而，道路41的表面大体上是平坦的，使得磁芯44不在电动车辆1运行中造成任何问题。为了保护磁芯44，磁芯上端表面46可以用合成树脂或类似物保护性地涂覆。优选使用较低成本的铁磁材料作为磁芯44的铁磁材料，诸如铁、钴、镍或其常用合金，因为磁芯44需要巨大数量的铁磁材料。
在每个电场生成元件42中，绕组45由单一导线(可以是多个导线)构成，并且按照与磁芯42的四个侧面(除了磁芯上端表面46和磁芯下端表面47之外的表面)贴紧或无缝隙方式以及按照多层方式(例如50至100层)，围绕磁芯42的这四个侧面缠绕，从而增强磁场生成元件42的磁场生成性能。另外，绕组45两个相对端部的每一个通过电源线路48电气连接到电源43。因而，当交流电力从电源43供应到电场生成元件42时，电场生成元件42是可操作的，从而在道路表面上方的区域中通过电磁感应生成交变磁场。
参考图5，将在下文描述用于致使电动车辆1在具有电力供应设备40的道路41上运行的机制或者用于对蓄电池16充电的机制。如图5所示，响应于当电动车辆1停止在道路41上或者在道路41上运行时，从电源43(见图4)供应交流电力到电力供应设备40的磁场生成元件42，交变磁场在道路41的整个区域上方的道路表面上方的区域中生成。在交变磁场中，最大磁通密度在毗邻道路表面的区域(例如从道路表面到道路表面上方10cm位置处的区域)中变为相当大的，并且在向上远离该高度位置的方向上锐减。
同上，在毗邻道路41的道路表面及其上方的区域中生成具有相当大最大磁通密度的交变磁场。因而，当布置在电动车辆1的轮胎25中的多个电力生成元件27中的特定一个位于靠近道路表面的区域中时，例如位于轮胎25的接触道路表面的地面接触部35(见图2)的区域正上方时，它通过电磁感应生成电力。
另外，如上所述，将位于道路表面和每个电力生成元件27的芯外端表面33之间的轮胎25的地面接触部具有相当大的相对磁导率。因而，该特定电力生成元件27周围的最大磁通密度或磁场的磁通量变化率变得更大，使得该特定电力生成元件27生成比较大的电力。在电动车辆运行期间1，电力生成元件27按照重复方式按顺序置于靠近道路表面的位置，并且每个电力生成元件27在其经过该位置时生成电力。因而，电力生成元件27的至少一个可以在电动车辆1停止和运行期间生成电力。
同上，在位于具有电力供应设备40的道路41上的电动车辆1中，在前车轮3、4和后车轮5、6中的每个电力生成单元G中生成电力，使得由电力生成单元G生成的总电力变为足够大的值，从而允许电动车辆1正常运行。此外，如上所述，由电力生成单元G生成的电力的过量部分存储在蓄电池16中，使得即使当发动机10所需的电力大于由电力生成单元G生成的总电力时，或者电动车辆1运行在没有电力供应设备40的道路上时，电动车辆1可以没有任何问题地运行。另外，在电动车辆停止期间1，由电力生成单元G生成的电力被全部供应到蓄电池16以对蓄电池16快速充电。
以此方式，基于从在道路41中提供的电力供应设备40供应的电力，电动车辆1可以长距离地连续运行。因此，根据第一实施例的电动车辆1可以满足用户方便和环境保护二者。
在第一实施例中，在道路41中提供的电力供应设备40包括所述多个或庞大数量的电场生成元件42，并且包括该电源43。然而，本发明中的电力供应设备不限于这种类型的电力供应设备40，而可以是任何其它合适类型，即当AC或PC电力从电源43供应到其时是可操作的，从而在道路表面上方的区域中在能够供应足够电力到电动车辆1的水平生成交变磁场。
例如，如图6所示，可以采用电力供应设备40'，其包括：多个纵向传导线路50，所述纵向传导线路布置在道路41内部并且毗邻道路表面从而沿着道路41的延伸方向彼此平行地延伸；以及电源43，该电源适于供应AC或PC电力到每个纵向线路。这种情况下，电力供应设备40'的结构显著简化。
可替换地，如图7所示，可以采用电力供应设备40"，其包括：多个横向传导线路51，所述横向传导线路布置在道路41内部并且毗邻道路表面从而在与道路41的延伸方向交叉的方向上(例如在道路41的宽度方向上)彼此平行地延伸；以及电源43，该电源适于供应AC或PC电力到每个纵向线路。这种情况下，电力供应设备40"的结构也显著简化。
在第一实施例中，电力生成单元G设于前车轮3、4以及后车轮5、6的每一个中。可替换地，它可以仅仅设于每个前车轮3、4中，或者可以仅仅设于每个后车轮5、6中。在第一实施例中，电力生成元件27在轮胎的内部周缘表面28的圆周方向上布置以形成单一阵列。可替换地，可以采用一种配置，其中每个电力生成元件27在宽度方向上的尺度设置为较小值，并且电力生成元件27在轮胎的内部周缘表面28的圆周方向上布置以形成多个平行阵列。在第一实施例中，每个电力供应设备40、40'、40"安装在道路中。然而，每个电力供应设备40、40'、40"可以安装在道路以外的任何合适地面上，例如广场、场地或游乐园的通道，只要它允许电动机1在其上运行或停止即可。
<第二实施例>
参考图8至11，现在将具体描述根据本发明第二实施例的电动车辆和电力供应设备。在第二实施例中，与图1至7说明的第一实施例相同的部件由与第一实施例相同的附图标记或代码定义以避免重复描述，并且将省略对其的详细描述。因此，在此说明书中，第一实施例的描述基本上可适用于第二实施例，除非否则其与下述描述不一致。
如上所述，在第一实施例1中，基于由设在轮胎25内部的电力生成单元G通过电磁感应生成的电力，发动机10被驱动，或者蓄电池16被充电。换言之，电力或电流不是直接地从道路侧面供应到电动车辆1。不同的是，在第二实施例中，左后车轮5和右后车轮6中的每个的轮胎25由导电材料制成，并且电力或电流从在道路41上提供的一对右和左电源板54、53(见图9和11)，通过每个轮胎25直接地供应到发动机10或蓄电池16。
如图8和9所示，在根据第二实施例2的电动车辆1中，左后车轮5和右后车轮6的每个轮胎25由诸如导电橡胶的导电材料制成。另一方面，左前车轮3和右前车轮4中的每一个的轮胎25为传统轮胎，即不是由导电材料制成。在此电动车辆中1，如第一实施例那样，发动机10适于驱动左前车轮3和右前车轮4。另外，左后车轮5和右后车轮6的轮胎25彼此绝缘，并且连接到配电系统S的两个端子中的相应端子。特别地，左后车轮5和右后车轮6的轮胎25通过配电系统S电气连接到发动机控制装置14的两个输入端子中的相应输入端子。另外，左后车轮5和右后车轮6的轮胎25通过配电系统S，并且通过整流器17、蓄电池线路15和切换开关18而电气连接到蓄电池。
电力供应设备40a安装在道路41中从而供应交流电力到电动车辆1。此电力供应设备40a包括AC电源43、电源线路48、第一和第二电源板53、54以及绝缘部55。第一电源板53布置在道路41的左半部上，从而在道路41的延伸方向上延伸。第一电源板53通过电源线路48连接到AC电源43的两个端子的其中一个。另一方面，第二电源板54布置在道路41的右半部上从而在道路41的延伸方向上延伸。第二电源板54通过电源线路48连接到AC电源43的另一端子。
绝缘部55布置在道路41的近似宽度方向中心区域毗邻第一和第二电源板53、54，从而在它们之间电气绝缘。AC电源43适于通过电源线路48在第一电源板53和第二电源板54之间应用电压。在第二实施例中，优选地设置道路41的宽度，使得即使电动车辆1位于道路41的任何宽度方向位置，左车轮5的轮胎25绝不进入道路41的右半部(即仅位于左半部)，并且右车轮6的轮胎25绝不进入道路41的左半部(即仅位于右半部)。对于从电源板53、54到电动车辆1的电力，而与电动车辆1的位置无关。
因而，当电动车辆1在其上安装有电力供应设备40a的道路41上运行时，或者停止在该道路41上时，交流电力从第一和第二电源板53、54通过左和右后车轮5、6的轮胎25供应到电动车辆1的配电系统S。随后，按照与第一实施例相同的方式，供应到配电系统S的电力通过发动机控制装置14被供应到发动机10。通过整流器17、蓄电池线路15和换向开关18，电力也被供应到蓄电池16。除了用于供电到配电系统S的技术的差异之外，根据第二实施例的电动车辆1与根据第一实施例的电动车辆1近似相同。
如上所述，在图8和9说明的电动车辆1中，交流电力从电力供应设备40a供应到电动车辆1。另外，作为电动车辆1的驱动源的发动机10为适于由交流电力驱动的AC发动机。然而在第二实施例中，当使用直流发动机作为发动机10时，直流电力可以从电力供应设备40a供应到电动车辆1。
图10和11示出使用直流发动机作为发动机10的电动车辆1以及用于供应直流电力到电动车辆1的电力供应设备40a的相应配置。在此电动车辆中1将使用的电力完全由直流电力构成，而不使用交流电力。因而，不同于图8中说明的电动车辆1，在此电动车辆1中不提供整流器17和逆变器20。另外，电力供应设备40b设有直流电源56。
因而，在第二实施例中，AC或DC电力从安装在道路41上的电源板53、54供应到轮胎25，使得电动车辆1可以基于供应的电力运行。换言之，电动车辆1可以基于从道路的侧面应用的电力而连续地运行。因而，电动车辆1可以连续地运行而不需要车辆停止进行电池充电，特别是长距离地运行而不接收在电池充电站或类似物处的电池充电服务，从而满足用户方便和环境保护二者。
尽管本发明已经结合其特定实施例予以描述，将理解的是，本领域技术人员将显见各种变化和修改。因此，本发明不由特定实施例限制，而仅由所附权利要求限制。
工业应用性
如上所述，本发明对于这样的电动车辆是有用的，该电动车辆能够连续地特别是长距离地运行而不需要车辆停止进行电池充电，从而满足用户方便和环境保护二者。

Claims (16)

1.一种电动车辆，包括：
多个电力生成元件，所述多个电力生成元件布置在多个车轮中每一个的轮胎的内部空间区域中从而在轮胎的环形内部周缘表面的整个圆周上接触轮胎的内部周缘表面，并且每个所述多个电力生成元件适于通过从道路表面的侧面应用的磁场中的周期性变化引起的电磁感应而生成电力；以及
发动机，该发动机适于由通过配电系统从电力生成元件供应的电力旋转，并且通过驱动力传送机构旋转地驱动车轮。
2.如权利要求1所述的电动车辆，其中每个电力生成元件包括：
芯，所述芯由电磁材料制成并且布置成使得其一个端表面接触轮胎的内部周缘表面，以及另一端表面与轮胎的旋转中心相对；以及
电力生成线圈，所述电力生成线圈由导电材料制成并且围绕芯的侧面缠绕，所述电力生成线圈具有每一个均电气连接到配电系统的相对端部。
3.如权利要求2所述的电动车辆，其中所述芯由坡莫合金或超级坡莫合金制成。
4.如权利要求2所述的电动车辆，其中轮胎的地面接触部含有铁磁材料。
5.如权利要求2所述的电动车辆，其中轮胎的地面接触部由含有铁磁材料的粉末、纤维和网状主体其中之一的弹性材料制成。
6.如权利要求5所述的电动车辆，其中轮胎的地面接触部中含有的铁磁材料为坡莫合金或超级坡莫合金，并且弹性材料为橡胶。
7.如权利要求1所述的电动车辆，其包括通过整流器和逆变器电气连接到配电系统的蓄电池，当由电力生成元件生成的电力的一部分未被发动机消耗时，该蓄电池适于存储未消耗的电力，以及当电力生成元件生成的电力少于发动机的所需电力时或者当不由电力生成元件生成电力时，该蓄电池适于供应存储的电力到发动机。
8.一种电力供应设备，用于通过电磁感应供应电力到如权利要求1至7中任意一项限定的电动车辆，该电力供应设备包括磁场生成装置，该磁场生成装置布置在道路表面下方且毗邻道路表面，并且适于在预定范围中相对于给定方向，在道路表面上方的区域中生成周期性地变化的磁场。
9.如权利要求8所述的电力供应设备，其中磁场生成装置包括：多个磁场生成元件，其按照在给定方向上彼此隔开的方式并排布置，每个磁场生成元件具有磁芯和绕组；以及电源，其适于供应交变电流或脉动电流电力到每个磁场生成元件的绕组，并且其中：
该磁芯由铁磁材料制成并且布置成使得其一个端表面暴露于道路表面或者置为毗邻道路表面；以及
该绕组由导电材料制成并且围绕磁芯的侧面缠绕，该绕组具有每一个均电气连接到电源的相对端部。
10.如权利要求9所述的电力供应设备，其中多个磁场生成元件按照在道路的延伸方向上彼此隔开的方式并排布置。
11.如权利要求8所述的电力供应设备，其中磁场生成装置包括：
多个纵向线路，所述多个纵向线路由导电材料制成，并且布置在道路内部以及毗邻其道路表面从而沿着道路的延伸方向彼此平行地延伸；以及
电源，该电源适于供应交变电流或脉动电流电力到每个纵向线路。
12.如权利要求8所述的电力供应设备，其中磁场生成装置包括：
多个横向线路，所述多个横向线路由导电材料制成，并且布置在道路内部以及毗邻其道路表面从而沿着道路的延伸方向彼此平行地延伸；以及
电源，该电源适于供应交变电流或脉动电流电力到每个横向线路。
13.一种电动车辆，包括：
发动机，其用于通过驱动力传送机构旋转地驱动多个车轮；
轮胎，其由导电材料制成并且附连到每个车轮；以及
配电系统，其电气连接发动机和轮胎，
其中发动机适于通过轮胎由电力驱动，该电力从布置在道路表面上的电源板供应。
14.如权利要求13所述的电动车辆，其中发动机适于旋转地驱动车轮中的前车轮和后车轮的其中之一，并且由导电材料制成的轮胎附连到前车轮和后车轮中的剩余一个。
15.如权利要求13所述的电动车辆，该电动车辆包括蓄电池，当电力从电源板供应到电动车辆时，该蓄电池适于存储部分或全部的供应的电力，以及当电力不从电源板供应到电动车辆时，该蓄电池适于供应存储的电力到发动机。
16.一种电力供应设备，用于供应电力到如权利要求13至15中任意一项限定的电动车辆，该电力供应设备包括：
第一电源板，其布置在道路表面的一个侧面上；
第二电源板，其布置在道路表面的另一个侧面上；
绝缘部，其布置在第一电源板和第二电源板之间从而在它们之间电气绝缘；以及
电源，其适于在第一电源板和第二电源板之间应用电压。
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