CN103619642B

CN103619642B - 电动车用充电装置

Info

Publication number: CN103619642B
Application number: CN201280003326.9A
Authority: CN
Inventors: 李镇局
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2011-11-24
Filing date: 2012-11-21
Publication date: 2016-01-20
Anticipated expiration: 2032-11-21
Also published as: WO2013077631A1; KR101231896B1; CN103619642A

Abstract

本发明涉及电动车用充电装置，沿着道路的路肩或中央隔离带在竖立于地上的支柱的上端或者地下或半地下铺设充电车行驶通道，速度被电控制的充电车能够在该充电车行驶通道高速行驶，在充电车行驶通道设有对行驶的充电车供给电源的供电用电力线，在所述充电车固定设置有与行驶中的电动车电连接的充电用电力线组件，作为沿充电车行驶通道行驶的充电车与供电用电力线之间的电连接方式，采用公知的接触式和非接触式的连接方式，在充电用电力线组件设有：固定于充电车的行驶杆；设于所述行驶杆的端部的伸缩单元；以及卷绕于伸缩单元且在末端设有插头的充电用电线。

Description

电动车用充电装置

技术领域

本发明涉及用于对电动车的电池进行充电的电动车用充电装置，所述电动车由充入电池的电能驱动，更详细来说，涉及下述这样的电动车用充电装置，对沿着在竖立于地上的桥墩的上端或地下铺设的充电车行驶通道自行行驶的充电车供给外部电源，并将充电车和电动车互相电连接，在电动车的行驶过程中进行充电，由此能够构建起可消除因充电引起的时间浪费的充电基础设施。

背景技术

最近，地球温室效应等作为环境问题正被不断提出，为了应对强化对CO₂排放量的限制、化石燃料的枯竭以及高油价问题等，正在增加对有益于环境的机动车的开发和绿色汽车的普及。

关于限制CO₂排放量等的环境变化，不仅要求开创新的市场，还要求在我们的现实生活中向与目前完全不同的层次变化，因此，各国投入大量的资本和技术，为了抢占市场而激烈竞争，占CO₂排放的大部分的运输部门要求从现有的内燃机机动车向有益于环境的机动车这样的无公害/低公害机动车变化。

现状是，对全世界的机动车公司来说，无公害/低公害机动车的开发与公司的生存问题直接相关，因此，正在加紧进行作为强有力的代替方案提出的电动车的开发。

为了电动车的开发、商用化以及普及，必须首先进行充电基础设施构建，是否构建有充电基础设施被作为电动车的普及和活力化所不可或缺的要素列出，其结果是，可以预想到，先构建充电基础设施的国家不但会获得经济利益，还可以确保市场支配力。

作为目前普及的绿色汽车，可以列举出混合动力车、插电式混合动力车、燃料电池机动车、电动车以及绿色柴油车等。

混合动力车是指并用两种以上动力源的机动车。通常是指并用汽油(或柴油)发动机和电动马达的车。在燃料的使用量较多时，采用电动马达来代替汽油发动机，由此减少燃料的使用量和废气量。电动马达工作所需要的电能全部通过发动机的驱动力来获得。

插电式混合动力车是指将家庭用电充入电池来使用的混合动力车。只要每天行驶不足50～60km，就能够仅利用充入的电力进行行驶，当前，机动车制造商正在致力于用于商用化的研究/开发。

与电动车同样，燃料电池机动车也仅借助电动马达的力来工作，只是在从燃料电池获得电能这一点上与现有的机动车不同。

燃料电池是指使氢和氧反应来产生电能的装置。预先将氢储存于车辆内，在需要的情况下，产生电能，并利用该能量使马达工作，从而使车移动。完全不产生废气，仅排出水。

但是，可以预想到，要达到实用水平需要相当长的开发周期。并且，氢的量产和氢在车辆内的储存方式等被作为障碍的重要原因被列出。

电动车是指没有发动机而仅借助电动马达的力进行行驶的机动车。所需要的电能完全通过充电来获取。

电动车不会引起大气污染，而且几乎也没有噪音。为了进行长距离的行驶且输出较快的速度，需要使储存于电池的电量非常多。以当前的技术，行驶大约200～300km的距离是极限。

今后，只要扩大电能充电设施，并利用风力或太阳光等新型可再生能源进行电能的供给，应该能够名副其实地作为绿色汽车而获得很高的评价。

当前，世界的机动车制造商开发了绿色柴油车作为应对二氧化碳的限制的中期的代替方案，正致力于柴油发动机技术的高度开发。

这些技术能够使二氧化碳的排放减少大约20～30％，而且，已知燃料电池机动车、电动车以及绿色柴油车比混合动力车或燃料电池机动车廉价。

这些技术的战略影响效果较高，且作为确保中期竞争力的重要的技术而引人注目。实际上已知，在2008年的巴黎车展上，雷诺日产机动车就发布了新型混合动力机动车，不过其也采用了雷诺的高效柴油发动机。

另一方面，在当前的电动车中使用的电池的价钱高，电池寿命短，且充电时间长。

为了消除这些问题，发表有涉及在行驶过程中进行充电的方法的技术，该技术为这样的技术：将供电的刚体架线沿着道路上的行车线设置成好像蜘蛛网状，并且，在电动车设置另行的作为接触器件的伸缩器(触轮)等，该技术不仅有损城市的美观性，机动车的外观性也较差，与现有的电动车的基于插头插入的充电方法不同，会产生电流或电磁波等，并且在现有的道路上进行电力供给用架线施工存在很多问题，因此，现状是未达到商用水平。

另外，现有的电动车的充电主要是如下述这样进行的：在未运行时，进入到居住区域内或充电场所后，在停车状态下将充电设备的插头插入到设于电动车的插座，可是，在当前的技术阶段，充电时间长，因此，现状是优先应用于采用小容量的电池的小型轻量的电动车，为了预防日益严重的大气污染，希望将所有的车辆更换为电动车等。

因此，构建充电基础设施当然也很重要，只要能够消除现有的电动车的电力供给方式和架线方式的缺点，仅发挥优点，在市中心区域内和外围循环道路或高速道路边的地下和地上设置能够在行驶过程中进行充电的系统，并同时执行停车时使用固定充电设备的充电和行驶过程中的充电，则能够积极进行电动车的普及。

作为现有的行驶过程中的充电技术，可以列举出2011年06月16日公开的“一边行驶一边充电的电动车运行系统”(例如，参照下述的专利文献1)、2010年02月08日公开的“电动车”(例如，参照下述的专利文献2)、2009年09月28日公开的“触轮电动车”(例如，参照下述的专利文献3))等。

可是，在这些现有技术中，利用道路边的电线杆将供电线设在车道的空中，并且，不得不将大型/重量大的伸缩器(触轮)装置搭载于电动车，这与现有的电动车的插电式充电方法相反，而且存在有损城市美观性的问题。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：大韩民国公开特许公报(A)10-2011-0065684号

专利文献2：大韩民国公开特许公报(A)10-2010-0012562号

专利文献3：大韩民国公开特许公报(A)10-2009-0101429号

发明内容

发明要解决的课题

因此，本发明者为了消除在上述的现有的电动车的充电基础设施中发现的各种问题而发奋努力，其结果是开发出了本发明的电动车用充电装置。本发明的目的在于提供下述这样的电动车用充电装置：对沿着在竖立于地上的桥墩的上端或地下铺设的充电车行驶通道自行行驶的充电车供给外部电源，并将充电车和电动车互相电连接，在电动车的行驶过程中进行充电，由此能够构建起可消除因充电引起的时间浪费的充电基础设施。

用于解决问题的方案

为了实现上述目的，在本发明中，沿着道路的路肩(路边)或中央隔离带在竖立于地上的支柱的上端或者地下或半地下铺设充电车行驶通道，速度被电控制的充电车能够在该充电车行驶通道高速行驶，选择对在充电车行驶通道行驶的充电车供给电源的供电用轨道及电力架线或使用路面的磁感应方式等而设于路面周围，在所述充电车固定地设置有将与行驶中的电动车电连接的充电用电力线组件。

此时，在本发明中，作为沿充电车行驶通道行驶的充电车与供电用电力线之间的电连接方式，采用公知的接触式和非接触式的连接方式，从而实现了充电车行驶通道和充电车的小型化。

所述充电用电力线组件具备：固定于充电车的行驶杆；设在所述行驶杆的端部的伸缩单元；以及充电用电线，该充电用电线卷绕于伸缩单元，且在该充电用电线的末端设有插头。

另外，在本发明中，在充电车也搭载有设于电动车来实时检测速度等的控制装置，使充电车以与电动车的行驶速度相应的速度行驶。

发明效果

在将本发明的电动车用充电装置设置于道路上的情况下，由于电动车在行驶过程中进行充电，因此能够划时代地增加电动车的普及率。

另外，能够维持电动车的外观与现有的乘用车相同。

另外，能够将电动车的充电方式作为插电方式进行标准化。除此之外，在将本发明的电动车用充电装置应用于中大型车且将现有的化石燃料车改造为电动车等来扩大电动车的普及的情况下，由于不排放CO₂，因此能够完全消除与CO2的排放相伴随的环境问题，对克服地球环境的污染源大大有用。

附图说明

图1是本发明的电动车用充电装置的概要示意图。

图2是本发明的电动车用充电装置的概要的主视结构图。

图3是示出本发明的电动车用充电装置中的充电车行驶通道的结构的主剖视图。

图4是示出本发明的电动车用充电装置中的充电车行驶通道的结构的俯视剖视图。

图5、图6和图7是对将本发明的电动车用充电装置应用于道路的情况进行例示的概要俯视图。

图8和图9是在设置于本发明的电动车用充电装置中的充电车的充电用电力线组件中应用的伸缩单元的结构图。

图10是对本发明的电动车用充电装置中的充电车和电动车的充电状态进行例示的概要俯视图。

具体实施方式

以下，基于附图，对本发明的电动车用充电装置的优选的实施方式进行说明。

图1是本发明的电动车用充电装置的概要示意图，图2是本发明的电动车用充电装置的概要的主视结构图，图3是示出本发明的电动车用充电装置中的充电车行驶通道的结构的主剖视图，并且，图4是示出本发明的电动车用充电装置中的充电车行驶通道的结构的俯视剖视图。

如图2所示，本发明的电动车用充电装置1具备：箱状的充电车行驶通道2，其沿着道路200的路肩(路边)或中央隔离带设置在竖立于地上的桥墩的上端或地下(包括半地下，以下，统称为“地下”。)；充电车3，其一边沿着充电车行驶通道2高速行驶一边被进行电控制；供电用电力线4，其沿着充电车行驶通道2设置，以便与高速行驶的充电车3电连接；以及充电用电力线组件5，其固定地设置于所述充电车3，并与行驶中的电动车100电连接。

在所述充电车行驶通道2呈隧道状形成有主体21，在主体21的上部的一侧沿长度方向形成有开口部22，并且，在地上或地下的出发点和到达点设有统制管理所300。并且，在该统制管理所300设有中央控制装置，从而能够一并管理后述的充电车3。

在将本发明的电动车用充电装置设置于地上的情况下，隔开预定的间隔竖立桥墩，以如桥梁的底板式隧道那样使开口部22的入口朝下的方式将充电车行驶通道2铺设于各桥墩的上部，在将本发明的电动车用充电装置设置于地下的情况下，使开口部22的入口朝上，使行驶杆51在地上露出，并将主体21埋入于地下的预定深度即可。

另外，在将本发明的电动车用充电装置设置于地下的情况下，如果与用于埋入高压线的高压线共用槽结合起来，则能够划时代地节省设置费用。

如该图所示，所述开口部22在呈隧道状形成的充电车行驶通道2的主体21的上侧朝向道路向上或向下开口，从而防止雨水等流入到充电车行驶通道2的内部。

为了进行故障修理等以使充电车3能够安全行驶，在充电车行驶通道2的内部也可以隔开预定间隔地设置紧急出入口等，但本发明并不限定于此，能够采用各种内部结构，在本发明中，省略对此的具体说明。

在本发明中，如图3和图4所示，将充电车行驶通道2和充电车3呈隧道状埋入地下，并在充电车行驶通道2的主体21的内部形成有路面23。并且，在充电车3设有借助驱动马达31进行旋转的橡胶制的车轮32，以便使车辆能够在路面23的上侧安全地行驶。

在所述充电车行驶通道2的主体21的内壁面设有多个轨条的供电用电力线4，供电用电力线4通过多种方式对充电车3供给电力。作为供电用电力线4与充电车3之间的电连接方式，能够采用刚体架线接触式和在线磁感应非接触式等公知的方式中的任意一种。

本发明中的供电可以通过使固定地设置于充电车行驶通道2的供电用电力线4和固定地设置于充电车3的集电装置的接触端子33互相摩擦来进行，但通过采用轻轨用第3轨条架线方式等公知的技术，能够安全运转。

而且，在集电装置的接触端子33的下侧和其相反侧这两侧还设有导辊34，所述导辊34与在充电车行驶通道2的主体21的内部设置的导轨24接触，从而实现了充电车3的安全行驶。

另一方面，在路面23的中央设有与中央控制装置连接来用于交换电信号的中央控制用检测线25，以便通过中央控制装置控制所述充电车3，在充电车3设有与中央控制用检测线25感应的检测装置35。

另外，优选本发明的充电车行驶通道2在俯视观察时形成为跑道状。

如图5所示，在道路200的路肩侧设有两列这样的跑道状的充电车行驶通道2的情况下，位于电动车100的行进方向侧的充电车3用于进行充电的用途，位于相反方向侧的充电车用于返回充电开始点的用途。

另外，如图6所示，也可以在道路200的路肩侧呈跑道状设置一列充电车行驶通道2，且将充电车行驶通道2的两端设置成横穿道路200的跑道状，如图7所示，也可以以中央隔离带为中心将充电车行驶通道2设成跑道状，将上行和下行的充电车3用于电动车100的充电来提高效率。

如图3和图4所示，在所述充电车3内置有下述部件等：驱动马达31，其利用被供给的电力驱动车轮32；有线无线控制型电子制动装置36，其使车轮32或驱动马达31前进或后退或者对车轮32或驱动马达31进行停止制动；以及电力转换器，其将供给至充电车3的外部电力转换为交流(AC)电力或直流(DC)电力等来对电动车100进行供电。并且，在所述充电车3还内置有控制装置37，所述控制装置37与驱动马达31及电子制动装置36电连接以控制充电车3的速度。并且，当充电车3完成充电后，统制管理所300利用铺设于路面的中央控制用检测线25通过无线操作使控制装置37工作，从而使充电车3从偏离充电轨道的返回点以沿着相反方向的路面轨道返回到初始位置的方式行驶。并且，在充电车3的前后方设有检测传感器38以能够调节充电车3与其他充电车3之间的间隔，从而防止过度接近。

所述控制装置37与电动车100电连接，并与电动车100的起动同时地进行工作，电动车100的工作状态保持原状态地同时传递至充电车3的控制装置37，以便自动控制充电车3的驱动马达31和电子制动装置36等，从而使充电车3始终以与电动车100相同的条件行驶。

在所述充电车3设有充电用电力线组件5，该充电用电力线组件5具有行驶杆51，该行驶杆51经由形成于充电车行驶通道2的开口部22而在外部露出。

所述行驶杆51设置成距离地面为预定高度。

如该图所示，在所述充电用电力线组件5设有行驶杆51和充电用电线53，所述行驶杆51固定于充电车3，在所述充电用电线53的末端经由在外部露出的行驶杆51设有插头52，为了隔开与电动车的距离，在充电车3或行驶杆51还设有能够任意调节充电用电线53的长度的各种伸缩单元6。

图3对将伸缩单元6设置于充电车3的情况进行了例示。参照该图，在充电车3设有卷绕着充电用电线53的卷绕滚筒61，所述卷绕滚筒61借助内置的螺旋弹簧62始终卷绕有充电用电线53并提供旋转力，并且以对电动车100的速度立即反应的方式使充电车3工作。

根据本发明的其他实施方式，如图8所示，采用销55将伸缩杆54以能够转动自如的方式安装于行驶杆51的上端，利用作为伸缩单元6的缓冲器将行驶杆51和伸缩杆54互相连结，在电动车100左右移动而使得充电用电线53被拉伸时，伸缩杆54移动。

根据本发明的其他实施方式，如图9所示，采用销55将伸缩杆54以能够转动自如的方式安装于行驶杆51的上端，并且，采用销55将第2伸缩杆56以能够转动自如的方式安装于伸缩杆54的端部，分别利用作为伸缩单元6的拉伸弹簧将行驶杆51与伸缩杆54、以及伸缩杆54与第2伸缩杆56互相连结，在电动车100左右移动而使得充电用电线53被拉伸时，伸缩杆54和第2伸缩杆56被展开或折叠而进行伸缩。

如该图所示，在本发明中，如上所述，在电动车100也设置有设于充电车3的控制装置37，并将其与实时检测速度及制动装置是否工作的控制装置110电连接，从而构成为将电动车100中的与输入相伴随的加速、减速、后退、停止等的电信号发送至充电车3的控制装置37，使电动车100与充电车3始终以相同的速度行驶。

电动车100的控制装置110与充电车3的控制装置37通过有线或无线的方式进行信号的交换，但优选的是，在充电过程中通过有线的方式进行信号的交换，并且，在返回时通过无线的方式进行信号的交换，在该无线的方式采用铺设于路面23的中央控制用检测线25。因此，在本发明中，将控制装置用电线57与充电用电力线组件5的充电用电线53并排设置，并在充电用电线53的端部和设于电动车100的插座120分别并排地设置控制装置用端子。

另一方面，虽然未图示，但是，所述插座120和插头52当然也可以构成为，在充电用电线53产生过度的张力时，插头52从设于电动车100的插座120脱离。

具有以上的结构的本发明的电动车用充电装置1主要能够设置于高速道路或机动车专用道路等各种道路进行使用，以下，对通过使用本发明的电动车用充电装置1而获得的作用进行说明。

在希望利用本发明的电动车用充电装置1对电动车100进行充电时，如果在将设置于充电用电力线组件5的充电用电线53的插头52插入于在电动车100的特定部位设置的插座120的状态下以通常的方法进行行驶，则带有充电用电力线组件5的充电车3沿充电车行驶通道2行驶。

此时，从沿充电车行驶通道2设置的刚体架线和供电轨道式等的多个轨条的供电用电力线4对充电车3供给所需要的电力以使其自行行驶，同时，充电车3经由充电用电力线组件5对电动车100供给电力，供给的电力的一部分用于使电动车100行驶，剩余的一部分用于对搭载于电动车100的电池充电。并且，为了快速充电，优选供给3相电源。

另一方面，根据本发明，由于电动车的行驶速度和在充电车行驶通道2内行驶的充电车3的行驶速度相同，因此，能够获得充电安全性。

即，根据本发明，使设于电动车100的控制装置110和设于充电车3的控制装置37联动，根据电动车100的速率实时控制充电车3的速度，因此，能够保证充电安全性。

另外，由于在本发明的行驶杆51等设有伸缩单元6，因此，即使电动车100在行驶过程中左右移动，也会从伸缩单元6自动送出充电用电力线53或者将充电用电力线53卷绕于伸缩单元6，因此，能够对电动车100的移动马上做出反应，从而维持安全的充电状态。

在本发明的详细的说明中，对具体的实施方式进行了说明，但只要是在不脱离本发明的范围内，当然能够进行各种变形。

因此，本发明的保护范围并不限定于上述的实施方式，不仅由后述的权利要求书限定，还由其等同内容限定。

产业上的可利用性

本发明涉及对电动车的电池进行充电的电动车用充电装置，存在工业上的可利用性，所述电动车由充入电池的电能驱动。

Claims

1.一种电动车用充电装置，其特征在于，

所述电动车用充电装置具备：

箱状的充电车行驶通道(2)，所述充电车行驶通道(2)沿着道路(200)的路肩或中央隔离带铺设在竖立于地上的桥墩上端或地下；

充电车(3)，所述充电车(3)的沿着充电车行驶通道(2)移动的速度被电控制；

供电用电力线(4)，所述供电用电力线(4)沿着充电车行驶通道(2)设置成与高速行驶的充电车(3)电连接；以及

充电用电力线组件(5)，所述充电用电力线组件(5)固定地设置于充电车(3)，并与行驶中的电动车(100)电连接。

2.根据权利要求1所述的电动车用充电装置，其特征在于，

在所述充电车行驶通道(2)呈隧道状形成有主体(21)，

在主体(21)的上部的一侧沿长度方向形成有开口部(22)，

在所述充电车行驶通道(2)的内部形成有路面(23)，

在充电车(3)设有借助驱动马达(31)进行旋转的橡胶制的车轮(32)，以便所述充电车(3)在所述路面(23)的上侧行驶，

在所述充电车行驶通道(2)的内侧设有对充电车(3)供给电源的电力线(4)，在充电车(3)设有接触端子(33)以被供给电力，

在充电车(3)的两侧还设有导辊(34)，所述导辊(34)与设于充电车行驶通道(2)的导轨(24)接触。

3.根据权利要求2所述的电动车用充电装置，其特征在于，

在路面(23)的中央设有与中央控制装置电连接的中央控制用检测线(25)，以便通过中央控制装置控制所述充电车(3)，所述中央控制装置由统制管理所(300)运用，

在充电车(3)设有与中央控制用检测线(25)感应的检测装置(35)。

4.根据权利要求1或2所述的电动车用充电装置，其特征在于，

在所述充电车(3)内设有驱动马达(31)和控制装置(37)，所述驱动马达(31)借助被供给的电力驱动车轮(32)，所述控制装置(37)对电子制动装置(36)进行控制，

所述控制装置(37)与电动车(100)电连接，并且所述控制装置(37)与电动车(100)的控制装置(110)一起工作，从而电动车(100)与充电车(3)始终以相同的速度行驶。

5.根据权利要求1或2所述的电动车用充电装置，其特征在于，

充电用电力线组件(5)具有行驶杆(51)，所述行驶杆(51)在固定于所述充电车(3)的状态下经由开口部(22)而露出至外部，在所述充电用电力线组件(5)还设有伸缩单元(6)，所述伸缩单元(6)能够任意调节充电用电线(53)的长度和控制装置用电线(57)的长度。

6.根据权利要求1或2所述的电动车用充电装置，其特征在于，

采用供电用电力线(4)通过接触式或非接触式对充电车(3)进行供电。