CN110254267A - 一种高速公路电动车充电路轨 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种高速公路电动车充电路轨，包括分段式路轨主体、弹簧式触点结构、设有正、负极的路轨动连接体、镶嵌在路轨动连接体上且分别连接所述正、负极的连接线排和连接路轨动连接体的自由式连接装置，高速公路上开有下陷式孔槽，孔槽向两侧沿伸形成半封闭槽口，路轨主体包括正极路轨和负极路轨，正极路轨和负极路轨分别设置在孔槽内两侧，正极路轨和负极路轨的截面均呈U字形，正极路轨和负极路轨的开口端相对。本发明涉及的这种高速公路电动车充电路轨，分段式路轨，每当车体走过时，路轨动连接体压制弹簧式触点结构，电路连通实现给电动车充电；当电动车走过该分段的路轨时，该分段路轨在弹簧的顶压下，触点分离，实现断电。

Description

一种高速公路电动车充电路轨

技术领域

本发明属于电动车充电技术领域，具体涉及一种高速公路电动车充电路轨。

背景技术

新能源汽车是未来的必然发展，逐步提升的销量和趋于良好的口碑代表着新能源汽车在不断的贴近人们的生活。但就现阶段来看新能源汽车的发展依旧存在着许多问题，最让消费者头痛的便是汽车的充电问题。在电动车解决自身续航与充电问题后将会得到更多人的青睐，毕竟极低的使用开支是传统燃油汽车所不能及的。

2006年美国人ScottBrusaw和JulieBrusaw经过反复研究，研发出一种正六边形的太阳能电池板。利用该太阳能电池板铺设路面，在太阳能电池板的表面设置一层超耐磨的特殊玻璃，是该路面承重能力最高达125吨，可保证汽车的安全行驶。太阳能电池板的最底层使用的是回收塑料颗粒，使太阳能路面还可利用平时储存的电量在积雪时放热，使冰雪融化，提高下雪天道路安全系数。虽然太阳能公路前景诱人，但成本惊人。太阳能电池板，每块成本是6900美元，比传统的沥青道路成本高出50％。这意味着，如果在全国铺上太阳能公路，其造价将是个天文数字。另外，相比沥青混凝土路面，太阳能公路的使用寿命如何，维护成本能否合理控制在一定范围内，也都是问题。

而在2015年韩国科学技术院的Dong-HoCho教授主持铺设了从韩国南部龟尾市的火车站到In-dong区一条长达12公里的充电道路。公交车从此路通行可以进行不间断充电，在行驶的过程中，公交车底部的设备通过名为“形磁场共振”的技术从地面获取能源。安装在路面下方的电缆可以产生电磁场，公交车设备中的一个线圈会与之作用，产生电能，完成公路充电为巴士提供电力续航。

还有一个感应生电的例子。专利文献中曾公开一种发电导轨，在路基上固定支座，在支座顶联接压电体，在压电体的上端面置绝缘垫，支座、压电体、绝缘垫组成压电轨枕；导轨放置在绝缘垫的上端面并与支座固定；沿路长方向离开所述压电轨枕一段距离，在导轨下面联接非磁性块，在非磁性块下面联接磁块，线圈隔间隙套在磁块外，线圈的下端面固定于路基，线圈、磁块、非磁性块组成感应发电单元；压电轨枕和感应发电单元沿导轨的长方向交替间隔布置。轨道车在发电导轨上行驶时，车轮在导轨上滚动到与压电轨枕对应之处时，此处导轨受车轮重压下陷变形，从而使压电体受压变形生电，同时与该处压电轨枕相邻的所述感应发电单元对应之处的导轨上翘变形，使磁块向上运动，从而在线圈中感应生电；随着车轮向前滚动离开压电轨枕之上，导轨下陷之处和上翘之处均回弹，导轨下陷之处回弹使压电体卸载复原，导轨上翘之处回弹带动磁块向下运动，也在线圈中感应生电；当车轮在导轨上滚动到与感应发电单元对应之处时，此处导轨受车轮重压下陷变形，使磁块向下运动，在线圈中感应生电，同时与该处感应发电单元相邻的压电轨枕对应之处的导轨要上翘，但此处由于导轨被固定在支座，因而几乎无变形，只产生上翘弹力。

该种结构车轮压制导轨，使导轨变形最终获得电能，应用于实际会带来诸多问题。首先振动就是个较大的问题，不切合实际。

发明内容

为了解决上述现有技术存在的问题，本发明目的在于提供一种高速公路电动车充电路轨，无需过大的成本，可铺设于现有路面，在车运动中实现充电，节约时间。

本发明所采用的技术方案为：一种高速公路电动车充电路轨，包括分段式路轨主体、弹簧式触点结构、设有正、负极的路轨动连接体、镶嵌在路轨动连接体上且分别连接所述正、负极的连接线排和连接所述路轨动连接体的自由式连接装置，其中路轨动连接体至少露于空气的部分是绝缘的。分段式路轨主体，段与段之间相邻。

进一步地，高速公路上开有下陷式孔槽，孔槽向两侧沿伸形成半封闭槽口，路轨主体包括正极路轨和负极路轨，正极路轨和负极路轨分别设置在孔槽内两侧，正极路轨和负极路轨的截面均呈U字形，正极路轨和负极路轨的开口端相对；路轨侧壁可采用硬质的聚乙烯作为材料，该种高分子材料表面光滑，路轨动连接体与路轨侧壁在相对滑动时可起到减少阻力的作用。

进一步地，路轨动连接体的两端分别设置在正极路轨和负极路轨上，并能够在路轨主体上滑动或滚动；路轨动连接体在路轨上移动，路轨动连接体连接车体，一面行路，一面充电。

进一步地，弹簧式触点结构设有若干组，分别连接于正极路轨和负极路轨的底部，路轨动连接体上正、负极间设有绝缘体，达到正负阻隔的目的，连接线排与正、负极的触点相接，弹簧式触点结构按照正负极的分组分别与公共电源连接，连接线排连接弹簧式触点结构的触点。公共电源可以为道路两侧的高压线路，高压线路应连接漏电保护器和短路保护器等。

进一步地，若在路轨上滚动，则路轨动连接体的两侧设有滚轮，滚轮上设有连接线，连接线与连接线排连接，连接线可以设计在滚轮的圆形表面，滚轮可采用橡胶制成，在滚轮的外圆柱面的中间部分镶嵌有连接线，该连接线可以为柔性金属板，在橡胶滚轮的内部直至橡胶滚轴部分，均应设有连接线，可以为普通金属线，不易折断，韧性较高的金属丝线或金属片，该金属丝线或金属片与路轨动连接体内部的连接线排连接，在路轨动连接体的上表面设有触点，触点外设有触点固定框，触点的下部与连接线排相连，触点的上部与电动车内充电电池采用柔性电线相连。

进一步地，弹簧式触点结构包括上连接座、下连接座、弹簧件，上连接座上设有上触点，下连接座上设有下触点，上触点与下触点上下相对，弹簧件设置在上、下连接座之间，弹簧件在自由状态下，上触点和下触点分离，上触点和下触点分别设置在弹簧件内部。

进一步地，弹簧式触点结构还包括柔性防水套，柔性防水套的顶部套接在上连接座外缘，柔性防水套的底部套接在下连接座的外缘。柔性防水套的上部应设有小孔，小孔能够透气，一方面可以阻隔一部分湿气和水，另一方面能够在弹簧收缩时起到缓冲作用，延长弹簧的使用寿命。

进一步地，弹簧才采用寿命长的弹簧，减少检修的次数。

进一步地，孔槽的底部设有排水槽，排水槽沿路轨铺设，排水槽设置在弹簧式触点结构的下方。

进一步地，排水槽包括中部位置的阻隔板、阻隔板两侧的排水孔和两侧壁，排水孔连接排水管网或地底，两侧壁分别与正极路轨和负极路轨相接，两侧壁与正极路轨和负极路轨间设有滑动密封件。

进一步地，自由式连接装置包括转动连接件和可伸缩旋转装置，转动连接件包括外球体和内球体，内球体连接外球体，并能够相对外球体转动，可伸缩旋转装置包括气缸组件和控制器。控制器具有采集气缸组件内压力的功能，并能够控制气缸组件在所设定的稳定压力下工作。

进一步地，路轨动连接体底部设有能够容纳阻隔部自由进出的通长的容纳槽。路轨动连接体是上下往复运动的，容纳槽可起到防止阻碍运动的有益效果。

进一步地，弹簧式触点结构的底部均设有路基，路基内设有连接公共电源的线排，路基内结构坚实，内部铺设线排，防止压断等。

本发明涉及的这种高速公路电动车充电路轨，分段式路轨，每当车体走过时，路轨动连接体压制弹簧式触点结构，电路连通实现给电动车充电；当电动车走过该分段的路轨时，该分段路轨在弹簧的顶压下，触点分离，实现断电。因此，该路轨只有在车体行过之处的路轨段上才会通电，不浪费电源，也保证了安全性。该充电路轨无需停车充电，其可直接安装在高速公路上，也可在现有高速公路旁侧另设一条充电的高速路，使电动车运行中充电。该充电路轨设置在高速公路的路面以下，且露于表面的高速部分是绝缘的，因此保证了该路轨的安全性。

附图说明

图1是本发明实施例1高速公路电动车充电路轨电动车运行状态下结构示意图；

图2是本发明实施例1高速公路电动车充电路轨结构示意图；

图3是本发明实施例1高速公路电动车充电路轨部分放大图；

图中：1-车体；2-充电线：3-自由式连接装置；4-转动连接件；5-正极路轨；6-弹簧件；7-路基；8-电源连接线排；9-触点；10-路轨光滑壁；11-路轨动连接体；12-连接线排；13-滚轴；14-上连接座；15-柔性防水套；16-下连接座；17-容纳槽；18-充电线；19-充电线连接座；20-滚轮；21-负极排水孔；22-阻隔板；23-正极排水孔；24-排水槽；25-滑动密封件；26-连接线。

具体实施方式

下面将结合附图和具体实施方式对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，但是本领域技术人员将会理解，下列所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1

如图1所示，路轨包括分段式路轨主体5、弹簧式触点结构、设有正、负极的路轨动连接体11、镶嵌在路轨动连接体11上且分别连接所述正、负极的连接线排12和连接路轨动连接体11的自由式连接装置，其中路轨动连接体11至少露于空气的部分是绝缘的。分段式路轨主体，段与段之间相邻。

为保证铺设后的安全性，高速公路上开有下陷式孔槽，路轨基本是可以埋在地面以下的。孔槽向两侧沿伸形成半封闭槽口，路轨主体包括正极路轨5和负极路轨，正极路轨5和负极路轨分别设置在孔槽内两侧，正极路轨和负极路轨为对称式结构。正极路轨和负极路轨的截面均呈U字形，正极路轨5和负极路轨的开口端相对；路轨侧壁如图所示，为路轨光滑壁10，可采用硬质的聚乙烯作为材料，该种高分子材料表面光滑，路轨动连接体与路轨侧壁在相对滑动时可起到减少阻力的作用。

路轨动连接体11的两侧与路轨的两侧壁间距是等距的，设有安装空隙，以免路轨动连接体11在路轨内来回晃动。路轨动连接体11的两端分别设置在正极路轨和负极路轨上，并能够在路轨主体上滑动或滚动；路轨动连接体11在路轨上移动，路轨动连接体11连接车体1，一面行路，一面充电。

弹簧式触点结构设有若干组，结构相同，分别连接于正极路轨5和负极路轨的底部，路轨动连接体11上正、负极间设有绝缘体，达到正负阻隔的目的，连接线排与正、负极的触点相接，弹簧式触点结构按照正负极的分组分别与公共电源连接，连接线排连接弹簧式触点结构的触点。公共电源可以为道路两侧的高压线路，高压线路应连接漏电保护器和短路保护器等。

若在路轨上实现滚动连接，则路轨动连接体11的两侧设有滚轮，滚轮20上设有连接线26，连接线26与连接线排12连接，连接线26可以设计在滚轮的圆形表面，滚轮20可采用橡胶制成，在滚轮20的外圆柱面的中间部分镶嵌有连接线26，该连接线可以为柔性金属板，在橡胶滚轮的内部直至滚轴13部分，均应设有连接线26，可以为普通金属线，不易折断，韧性较高的金属丝线或金属片，该金属丝线或金属片与路轨动连接体内部的连接线排12连接，在路轨动连接体11的上表面设有触点，触点外设有充电线连接座19，触点的下部与连接线排12相连，触点的上部与电动车内充电电池采用柔性充电线18和充电线2相连，柔性充电线可起到自由活动的有益效果，不影响路轨动连接体11的相对运动。

弹簧式触点结构包括上连接座14、下连接座16、弹簧件6，上连接座14上设有上触点，下连接座上设有下触点，上触点与下触点上下相对，弹簧件6设置在上、下连接座之间，弹簧件6在自由状态下，上触点和下触点分离，上触点和下触点分别设置在弹簧件6内部。如图2所示，负极部分的触点9也设有上触点和下触点。

弹簧式触点结构还包括柔性防水套15，柔性防水套15的顶部套接在上连接座外缘，柔性防水套15的底部套接在下连接座的外缘。柔性防水套15的上部应设有小孔，小孔能够透气，一方面可以阻隔一部分湿气和水，另一方面能够在弹簧收缩时起到缓冲作用，延长弹簧的使用寿命。

弹簧件6可采用寿命长的弹簧，减少检修的次数，长寿命弹簧的按压次数可超2000万次。

孔槽的底部设有排水槽24，排水槽24沿路轨铺设，排水槽24设置在弹簧式触点结构的下方。排水槽24的应用非常重要，在大雨季节，路面可能会因为排水系统堵塞等问题，导致导轨内积水，积水从排水槽内排出，可以流入低下，也可流入管网系统。

排水槽24包括中部位置的阻隔板22、阻隔板22两侧的排水孔和两侧壁，排水孔连接排水管网或地底，排水孔包括正极排水孔23和负极排水孔21，两侧壁分别与正极路轨和负极路轨相接，两侧壁与正极路轨和负极路轨间设有滑动密封件。滑动密封件25的设计，使进入路轨内的水直接流入排水槽，减少水进入弹簧式触点结构的机会。另外弹簧式触点结构外部设有柔性密封套，套上部有孔，但孔的位置处于上部，可起到进一步防水的效果。

自由式连接装置包括转动连接件和可伸缩旋转装置，转动连接件包括外球体和内球体，内球体连接外球体，并能够相对外球体转动，可伸缩旋转装置包括气缸组件和控制器。控制器具有采集气缸组件内压力的功能，并能够控制气缸组件在所设定的稳定压力下工作。

路轨动连接体底部设有能够容纳阻隔部自由进出的通长的容纳槽17。路轨动连接体是上下往复运动的，容纳槽17可起到防止阻碍运动的有益效果。

弹簧式触点结构的底部均设有路基7，路基内设有连接公共电源的线排，路基内结构坚实，内部铺设线排，防止压断等。

该路轨可设置加温融雪装置，并设有控制装置，在下雪天气下，无需路面融雪，启动控制装置，即可实现加温融雪排水，使高速公路路面能够在短时间内投入使用。

本发明涉及的这种高速公路电动车充电路轨，分段式路轨，每当车体走过时，路轨动连接体压制弹簧式触点结构，电路连通实现给电动车充电；当电动车走过该分段的路轨时，该分段路轨在弹簧的顶压下，触点分离，实现断电。因此，该路轨只有在车体行过之处的路轨段上才会通电，不浪费电源，也保证了安全性。该充电路轨无需停车充电，其可直接安装在高速公路上，也可在现有高速公路旁侧另设一条充电的高速路，使电动车运行中充电。该充电路轨设置在高速公路的路面以下，且露于表面的高速部分是绝缘的，因此保证了该路轨的安全性。

具体结构补充说明：为了将上述结构应用于实际，可在路轨的端部设有导入式结构，使车体连接的路轨动连接体能够在导入式结构下进入路轨。车体与路轨动连接体间的连接体也可以设计自动控制结构，其能够隐藏于车体，通过车内按键控制，可将路轨动连接体放置于地面，沿着导入式结构即可进入电动车的充电路轨。随着发展，高速公路，甚至是公路及其他类型公路均可铺设该种路轨，实现电动车的实时充电，方便快捷。

材料说明：其中，除了连接触点的排线和连接线为可导电金属外，其它的结构材料可根据需要选择橡胶、塑料、聚乙烯等，抗氧化能力强，具有绝缘效果，保证安全。

铺设说明：其铺设过程简单，无需过大成本。专利中的连接线或连接线排的截面面积可根据设计确定。

市场应用前景说明：该种路轨可分段铺设，也可全程铺设，应用前景广阔。

本发明不局限于上述可选实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是落入本发明权利要求界定范围内的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种高速公路电动车充电路轨，其特征在于：包括分段式路轨主体、弹簧式触点结构、设有正、负极的路轨动连接体、镶嵌在路轨动连接体上且分别连接所述正、负极的连接线排和连接所述路轨动连接体的自由式连接装置，

高速公路上开有下陷式孔槽，孔槽向两侧沿伸形成半封闭槽口，路轨主体包括正极路轨和负极路轨，正极路轨和负极路轨分别设置在孔槽内两侧，正极路轨和负极路轨的截面均呈U字形，正极路轨和负极路轨的开口端相对；

路轨动连接体的两端分别设置在正极路轨和负极路轨上，并能够在路轨主体上滑动或滚动；

所述弹簧式触点结构设有若干组，分别连接于正极路轨和负极路轨的底部，路轨动连接体上正、负极间设有绝缘体，连接线排与所述正、负极的触点相接，弹簧式触点结构按照正负极的分组分别与公共电源连接，连接线排连接弹簧式触点结构的触点。

2.根据权利要求1所述的高速公路电动车充电路轨，其特征在于：所述路轨动连接体的两侧设有滚轮，滚轮上设有连接线，连接线与连接线排连接。

3.根据权利要求1所述的高速公路电动车充电路轨，其特征在于：所述弹簧式触点结构包括上连接座、下连接座、弹簧件，上连接座上设有上触点，下连接座上设有下触点，上触点与下触点上下相对，弹簧件设置在上、下连接座之间，上触点和下触点分别设置在弹簧件内部。

4.根据权利要求3所述的高速公路电动车充电路轨，其特征在于：所述弹簧式触点结构还包括柔性防水套，柔性防水套的顶部套接在上连接座外缘，柔性防水套的底部套接在下连接座的外缘。

5.根据权利要求1所述的高速公路电动车充电路轨，其特征在于：所述所述孔槽的底部设有排水槽，排水槽沿路轨铺设，排水槽设置在弹簧式触点结构的下方。

6.根据权利要求5所述的高速公路电动车充电路轨，其特征在于：所述排水槽包括中部位置的阻隔板、阻隔板两侧的排水孔和两侧壁，排水孔连接排水管网或地底，两侧壁分别与正极路轨和负极路轨相接。

7.根据权利要求6所述的高速公路电动车充电路轨，其特征在于：所述两侧壁与正极路轨和负极路轨间设有滑动密封件。

8.根据权利要求1所述的高速公路电动车充电路轨，其特征在于：所述自由式连接装置包括转动连接件和可伸缩旋转装置，转动连接件包括外球体和内球体，内球体连接外球体，并能够相对外球体转动，可伸缩旋转装置包括气缸组件和控制器。

9.根据权利要求6所述的高速公路电动车充电路轨，其特征在于：所述路轨动连接体底部设有能够容纳阻隔部自由进出的通长的容纳槽。

10.根据权利要求1所述的高速公路电动车充电路轨，其特征在于：所述弹簧式触点结构的底部均设有路基，路基内设有连接公共电源的线排。