CN107139729A - 一种与电动汽车行驶充电相匹配的智能跟踪供电系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种与电动汽车行驶充电相匹配的跟踪供电系统，包括刷电导轨、测速装置、信号接发装置、充电触发器(继电器)、以及控制器，用于通过跟踪方式智能控制刷电导轨的临近车辆的供电单元局部载电和延时断电，并将这种局部短暂载电方式顺次向下游的供电单元传递来实现电网向充电车辆连续安全供电。该系统由刷电导轨分段跟踪供电方式实现，既能保障电动汽车行驶时每个触及的导电轨供电单元及时载电满足行驶充电需要的连续供电，又能保障刷电导轨在毗邻充电车辆以外区域的各个供电单元均处于断电状态，从而保障刷电导轨的用电安全。

Description

一种与电动汽车行驶充电相匹配的智能跟踪供电系统

技术领域

本发明涉及智能供电领域，具体地说是一种与电动汽车行驶充电相匹配的智能跟踪供电系统。

背景技术

目前，电动汽车受电池续航里程的限制，加之长途行驶电池充电难以像加油一样便捷，充电等候长久，进一步加剧了里程焦虑问题，影响电动汽车的推广普及，成为电动汽车产业快速发展的技术瓶颈，亟待破解。

在目前的电池续航里程限制下，为适应长途行驶，有多种解决方案：

首先是换电方案，该方案投资较大，当前困扰汽车产业的电池安全问题一直没有根本突破，锂电池自身要求加固在车辆底盘上并进行安全防护，不宜经常拆卸，加之充电车型号众多、电池种类复杂、设置不统一等问题，目前该方案难以推广。

目前破解里程焦虑难题的常规思路是：一方面提高电池的能量密度，积极增加续航里程，另一方面，广泛建设充电桩，设法提升电池充电速度。这种思路貌似能够解决问题，但实质上仍然不能从根本上解决里程焦虑的难题：因为电池容量与充电时间是一个矛盾体，通过增加电池容量来延长续航里程，势必会相对延长充电时间，尽管快充技术进步有利于缩短充电时间，但快充会减少电池循环次数、缩短电池寿命，加剧安全风险，并且还要受电网负荷制约，不可能像想象的那样无限地加快下去，存在一个极限无法继续突破，所以期望通过不断提升电池容量、不断加快充电速度，来达到与加油一样方便的设想是不现实的。即便理论上存在这样的技术产品，也是不可推广的，因为大容量快充车辆的造价极其昂贵，像特斯拉就是一个鲜活的例子，只有富人能享用和消费得起，难以成为国民车被大众接受。

仔细分析很容易发现这个常规思路实质上是沿用了燃油车辆停车加油的思维来解决电动汽车充电问题，希望像建设加油站一样建设充电桩来解决车辆充电问题，但实际上它忽视了电与油的存在形式差别，这种差别会导致电池与油箱充注效果明显不同，油箱对加油速度没有特定约束，但电池对充电速度存在着很多制约：过快充电会减少电池循环次数、缩短使用寿命，而且还受电网负荷制约，不能像想象的那样随意提高充电速度。电能难以像燃油先储存下来后，再像加油一样方便地给停下来车辆加注，总之停车充电永远不能像加油一样方便，这种思路难以破解里程焦虑问题。

倘若撇开这一固化思维，不难发现电能输送与燃油输送明显不同，燃油可以通过罐车送到加油站，便于停车定点加注，而电能具有极好的流动性，不必像加油一样采取停车加注，其优势是能够通过电网便捷传输并且可以随用随取、源源不断，可以像高铁一样从电网上移动着刷取，实现边行边供边充，若充电的过程又是行驶的过程，就可以避免停车等候的焦虑，结果移动充电比停车加油还要方便，汽车装载的电池也没必要达到300公里、400公里甚至500公里那样大的续航里程，这样思路一变，充电的难题就迎刃而解了，里程焦虑不再是问题了，车辆的成本也容易降低了。

目前这种移动充电的方案已经有人提出了，中国专利文献CN104527461B披露了一种电动汽车有轨化移动供电系统。采用取电伸缩臂从车体侧向伸出接触刷电导轨进行充电，该充电方式无需下车即可实现充电，与采用类似加油枪的充电枪相比，自主性更强。

但该方案由于刷电导轨在同一时间需要对多辆电动汽车充电，整个刷电导轨始终保持全程载电，虽然进行了刷电导轨隐藏设计，但依然存在较大安全隐患。

中国专利文献CN 104477035A披露了一种电动汽车移动充电系统，当充电条件满足后电动汽车移动充电功能才能启动，在汽车行驶过程中，受电头依次与顺次相连的供电电极接触；各供电电极控制单元依次接到开关信号；供电电极依次带电，并通过受电头对电动汽车充电，然后供电电极依次断电。

上述方案实现了顺次跟踪供电，供电安全大幅提升，然而，断电延时的控制手段有漏洞，其断电控制完全依赖于开关信号，当无开关信号输入或长时间开关有信号输入对应的供电电极控制单元时，相对应的供电电极将会断电。

发明内容

本发明的目的提供一种与电动汽车行驶充电相匹配的智能跟踪供电系统，以消除断电安全隐患。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

一种与电动汽车行驶充电相匹配的智能跟踪供电系统，包括刷电导轨、测速装置、信号接发装置、充电触发器(继电器)、以及控制器，用于通过跟踪方式智能控制刷电导轨的临近车辆的供电单元局部载电和延时断电，并将这种局部短暂载电方式顺次向下游的供电单元传递来实现电网向充电车辆连续安全供电。

进一步地，上述刷电导轨沿充电行驶方向划分为若干首尾相接又彼此绝缘的独立供电单元。

进一步地，上述刷电导轨的独立独立供电单元与电网连接的路径上均设置至少一充电触发器(继电器)、测速装置、信号接发装置和控制器。

进一步地，上述充电触发器(继电器)受所述控制器控制，所述信号接发装置用于接收车辆发给的电路闭合信号并转给所述控制器，控制器接到电路闭合信号后，启动电路给充电触发器供电，闭合该独立供电单元与电网连接的路径，并且根据测速装置测得的车速数据，计算出独立供电单元载电需要的最短延时时长数据，修正后形成延时进一步地，上述独立供电单元为直流供电单元或交流供电单元。

进一步地，上述充电触发器(继电器)、测速装置、信号接发装置和控制器相对于所连接的独立供电单元前置设置，以实现局部供电与车辆刷电同步。

进一步地，上述独立供电单元上设置有带电和断电指示灯。

进一步地，上述智能跟踪供电系统还包括在车辆上设置的充电请求装置，用于向信号接发装置发送电路闭合信号。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

采用以上技术方案，通过智能跟踪顺次接续供电方式，仅对充电车辆能触及的供电单元适时载电和延时断电，达到局部供电与车辆刷电同步，而对电刷接触不到的其他供电单元一律不予载电，实现电网向充电车辆连续安全供电，彻底消除断电安全隐患。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是根据本发明的电动车行驶充电的示意图；

图2是根据本发明的智能跟踪供电系统的结构示意图；以及

图3是根据本发明的与电动汽车行驶充电相匹配的智能跟踪供电系统的原理框图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

本发明通过沿充电行驶方向将所述刷电导轨划分为若干首尾相接又彼此绝缘的独立供电单元，利用跟踪技术智能控制刷电导轨临近车辆的局部供电单元适时载电和延时断电，并将这种局部短暂载电方式顺次向下游传递来实现电网向充电车辆连续安全供电，以消除安全隐患。

图1至图3示出了根据本发明的一些实施例。

结合参照图1和图2，所述刷电导轨10沿充电行驶方向延伸，划分为若干首尾相接又彼此绝缘的独立供电单元101和102。

结合参照图2和图3，本智能跟踪供电系统由刷电导轨10、测速装置20、信号接发装置30、充电触发器(继电器)40、控制器50组成，系统通过跟踪技术智能控制刷电导轨临近车辆的供电单元101局部载电和延时断电，并将这种局部短暂载电方式顺次向下游供电单元102传递来实现电网向充电车辆连续安全供电。

其中，所述刷电导轨10的每一独立供电单元与电网连接的路径上均设置有至少一充电触发器(继电器)40、测速装置20、信号接发装置30和控制器50。

在一实施例中，结合参照图2和图3，充电触发器(继电器)40受所述控制器50控制，所述信号接发装置30负责接收车辆70的充电请求装置90发给的电路闭合信号并转给所述控制器50，控制器接到电路闭合信号后，形成触发信号指令发送给充电触发器(继电器)40，使动触点与原来的静触点(常开触点)吸合，与电网关联的独立供电单元自行载电后可以对外供电，在启动电路给充电触发器供电的同时，根据测速装置20测得的车速数据，迅速计算出独立供电单元载电需要的最短延时时长数据，修正后形成延时时长指令发送给充电触发器(继电器)40，充电触发器(继电器)获得延时时长指令后，在维持到设定时长后自动断开供电。

上述修正与测速装置和信号接发装置的安装位置、车速信号和电路闭合信号的获取是否同步有关。

在本实施例中，规定车辆匀速行驶，采用测速装置对车辆测速，利用该车速可获得较准确的延时时间，无需依赖车辆70的充电请求装置90的电路闭合信号的有无，进而提高了断电安全和可靠性。

优选地，测速装置、信号接发装置、控制器相对于所连接的独立供电单元前置设置。例如前置一个或一个以上独立供电单元，测速装置的车速信号和电路闭合信号的获取同步，供电单元的长度设置的比较短，例如10米～20米，如此设置可为下一供电单元信号接发和数据处理、传递留足时间，确保车辆到达区域对应的独立供电单元略微提前载电，实现局部供电与车辆受电头71刷电同步。

在另一可选实施例中，充电触发器(继电器)、测速装置、信号接发装置、控制器位于所连接的供电单元的起始位置，测速装置的车速信号和电路闭合信号的获取不同步，供电单元的长度设置的比较长，例如100～200米，此时电路闭合信号的获取在前、测速装置的获取在后，本实施例中要求车辆的充电请求装置90具有较大距离的信号覆盖范围，以便下一供电单元的信号接发装置能够提前获得电路闭合信号，此时，如此为下一供电单元信号接发和数据处理、传递留足时间，确保车辆到达区域对应的独立供电单元略微提前载电，实现局部供电与车辆受电头71刷电同步。

若供电单元长度较长，车辆离本供电单元的信号接发装置50的距离超出了充电请求装置90的信号有效距离，此时无法接收到电路闭合信号，按照现有技术的断电判断逻辑将产生断电，实际上车辆仍然需要刷电，进而产生误操作。

在本发明中，每一供电单元可选为直流供电单元或交流供电单元。

在一实施例中，至少一充电触发器包括中间继电器和由中间继电器控制的接触器，该中间继电器的触点启闭状态由控制器控制。

在一实施例中，每一供电单元上设置有带电和断电指示灯，以提示刷电导轨的带电状态。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种与电动汽车行驶充电相匹配的智能跟踪供电系统，其特征在于，包括刷电导轨、测速装置、信号接发装置、充电触发器(继电器)、以及控制器，用于通过跟踪方式智能控制刷电导轨的临近车辆的供电单元局部载电和延时断电，并将这种局部短暂载电方式顺次向下游的供电单元传递来实现电网向充电车辆连续安全供电。

2.根据权利要求1所述的与电动汽车行驶充电相匹配的智能跟踪供电系统，其特征在于，所述刷电导轨沿充电行驶方向划分为若干首尾相接又彼此绝缘的独立供电单元。

3.根据权利要求2所述的与电动汽车行驶充电相匹配的智能跟踪供电系统，其特征在于，所述刷电导轨的每一独立供电单元与电网连接的路径上均设置至少一充电触发器(继电器)、测速装置、信号接发装置和控制器。

4.根据权利要求2所述的与电动汽车行驶充电相匹配的智能跟踪供电系统，其特征在于，所述充电触发器(继电器)受所述控制器控制，所述信号接发装置用于接收车辆发给的电路闭合信号并转给所述控制器，控制器接到电路闭合信号后，启动电路给充电触发器供电，闭合独立供电单元与电网连接的路径，并且根据测速装置测得的车速数据，计算出独立供电单元载电需要的最短延时时长数据，修正后形成延时时长指令，使充电触发器(继电器)在维持到设定时长后自动断开供电。

5.根据权利要求2所述的与电动汽车行驶充电相匹配的智能跟踪供电系统，其特征在于，所述独立供电单元为直流供电单元或交流供电单元。

6.根据权利要求2所述的与电动汽车行驶充电相匹配的智能跟踪供电系统，其特征在于，所述充电触发器(继电器)、测速装置、信号接发装置和控制器相对于所连接的独立供电单元前置设置，以实现局部供电与车辆刷电同步。

7.根据权利要求2所述的与电动汽车行驶充电相匹配的智能跟踪供电系统，其特征在于，所述独立供电单元上设置有带电和断电指示灯。

8.根据权利要求1所述的与电动汽车行驶充电相匹配的智能跟踪供电系统，其特征在于，还包括在车辆上设置的充电请求装置，用于向信号接发装置发送电路闭合信号。