CN113492729B - 一种为行驶车辆提供公共供电的系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种为行驶车辆提供公共供电的系统，包括固定道路两侧的支撑杆，架设有输电导线；设置于车道上方并沿车道方向延伸的接触输电导轨，与输电导线通过导电线相连接；接触输电导轨覆盖有绝缘材料；由电力驱动的车辆，其上固定设置有取电装置；所述取电装置可与接触输电导轨相接触和脱离；所述车辆在超车、变道、转变或时与接触输电导轨相脱离，需要取电时取电装置可与接触输电导轨相接触。采用在公路两侧架设电网，在车道上方设置接触输电导轨，并结合取电装置，可以为行驶的电动汽车进行供电和充电，使得电动汽车可以在该公路电网内行驶。并能同时充电可以使得电动汽车暂时离开公路电网，需要时再回到公路电网进行取电充电。

Description

一种为行驶车辆提供公共供电的系统

技术领域

本发明涉及交通设施，尤其是一种为行驶车辆提供公共供电的系统。

背景技术

传统汽车或货车所使用的原料一般为柴油汽油，利用效率低、空气污染大。并且近年来电动汽车、电动公交车越来越多。现有电动汽车的现状是，小型电动汽车如果600公里的续航需要80Kwh的电池，如果是中大型的SVU需要配备100Kwh的电池，若是大型SUV和公交车则需要配备更大的电池。电池容量越大，需要并串联的小电池的个数就越多。从概率上讲会有小电池出现故障的概率就越大。并且每辆电动汽车的电池价格估计在10-15万左右，并且电池在长时间使用后会出现衰减。并且现有电池的充电的速度也较低，出出现了快速充电的电池，但是大规模建设快充建造代价大，对电网的冲击大而且充电桩数量远远不够。若使用慢冲，居民用电为220V，充满电池需要一夜，还有可能充不满，并且有些老旧小区还不适合改造慢充点。并且卡车，特别是重卡，目前的电池技术还不具备使用价值。

所以现有的电池技术并不能解决人们较大续航里程的需要，现有电动汽车的续航里程较小，使驾驶人员具有较强的里程焦虑感。如何解决长距离电动汽车的续航里程，成为人们急需解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种为行驶车辆提供公共供电的系统，能够使得车辆可以在过程中使用电网电力，并且同时能够进行充电，并且安全的接触和脱离电网。

为解决上述技术问题，本发明的目的是这样实现的：

本发明所涉及的一种为行驶车辆提供公共供电的系统，包括：

固定道路两侧的支撑杆，其上架设有输电导线；

设置于车道上方并沿车道方向延伸的接触输电导轨，与输电导线通过导电线相连接，为车道上行驶的车辆提供电力；所述车道上方设置有与车道相垂直的连接线，所述接触输电导轨悬挂于连接线下方；所述接触输电导轨覆盖有绝缘材料；

行驶于车道上由电力驱动的车辆，其上固定设置有取电装置；所述取电装置可与接触输电导轨相接触和脱离；

所述车辆在超车、变道、转变或时与接触输电导轨相脱离，需要取电时取电装置可与接触输电导轨相接触。

在上述方案的基础上并作为上述方案的优选方案：所述接触输电导轨整体呈下方开口的U形槽，在U形槽内设置有两个或三个导电接触槽。

在上述方案的基础上并作为上述方案的优选方案：所述取电装置包括可转动的设置于取电基座上的取电连接板，所述取电连接板上固定固定设置有两个或三个输电轮支撑座，所述输电轮支撑座套设于一连接柱上，所述连接柱上套设有绝缘套，所述绝缘套位于输电轮支撑座与取电基座之间，起到绝缘缓冲的作用；

所述输电轮支撑座通过导电轴承可转动的连接有接触输电轮；在接触输电时，所述接触输电轮与导电接触槽相接触导电。

在上述方案的基础上并作为上述方案的优选方案：所述车辆上固定设置有一伸缩装置，所述取电装置设置于伸缩装置的端部；

所述伸缩装置包括连接座板、第一连接杆、第二连接杆和第三连接杆；所述第一连接杆一端与连接座板可转动连接，另一端和第二连接杆可转动连接；所述第二连接杆的另一端和第三连接杆可转动连接；所述第三连接杆的另一端与取电装置固定连接；

所述第一连接杆上固定连接有第一气缸，所述第一气缸的另一端与第二连接杆相连接；所述第二连接杆上固定连接有第二气缸，所述第二气缸的另一端与第三连接杆相连接。

在上述方案的基础上并作为上述方案的优选方案：所述连接座板上设置有第三气缸；所述第一连接杆的端部与连接板相固定，所述连接板与L形板通过销轴相转动连接；所述连接板的另一端与第三气缸连接，可驱使连接板动。

在上述方案的基础上并作为上述方案的优选方案：所述连接座的一端可转动的与电动汽车车身相连接；所述连接座板的下方设置有有一伺服电机，所述伺服电机上固定设置有磁力源；所述连接座板与磁力源具有间隙；所述连接座板一端的下表面固定连接有一弧形板，所述弧形板的一边呈齿形；所述伺服电机的输出端设置有一齿轮与弧形板相匹配。

在上述方案的基础上并作为上述方案的优选方案：所述车辆上固定设置有一连接座，其上通过一输送带与伺服电机连接。

在上述方案的基础上并作为上述方案的优选方案：所述第一连接杆上固定设置有一连接套筒，车身上可转动的设置有一连接螺柱，所述连接套筒具有内螺纹，所述连接螺柱的端部具有与内螺纹相匹配的外螺纹；所述连接螺柱连接一动力源，可使得连接螺柱转动。

本发明的有益效果是：本发明涉及的一种为行驶车辆提供公共供电的系统，采用在公路两侧架设电网，在车道上方设置接触输电导轨，并结合取电装置，可以为行驶的电动汽车进行供电和充电，使得电动汽车可以在该公路电网内行驶。并能同时充电可以使得电动汽车暂时离开公路电网，需要时再回到公路电网进行取电充电。

附图说明

图1是公路电网的结构示意图；

图2是取电装置与接触输电导轨连接结构示意图；

图3是图2的正视图；

图4是伸缩取电装置的结构示意图；

图5是图4中连接座、伺服电机和第一连接杆的连接示意图；

图6是实施例二中伸缩装置的结构示意图。

图中标记说明如下：1-支撑杆；2-接触输电导轨；3-输电导线；5-连接线；21-导电接触槽；22-连接耳；41-连接座；42-伺服电机；421-弧形板；422-齿轮；423-连接座板；424-连接板；425-L形板；426-磁力源；43-第一连接杆；431-连接套筒；44-第二连接杆；45-输送带；451-导杆；46-第三气缸；47-第一气缸；48-第二气缸；49-取电装置；490-取电基座；491-接触输电轮；492-绝缘套；493-输电轮支撑座；494-连接柱；495-导电轴承；496-取电连接板；410-连接螺柱；411-第三连接杆。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进一步说明。

实施例一

结合图1至图5，对本发明作详细说明。本实施例所涉及的一种为行驶车辆提供公共供电的系统，包括：

固定道路两侧的支撑杆1，其上架设有输电导线3；

设置于车道上方并沿车道方向延伸的接触输电导轨2，与输电导线2通过导电线相连接，为车道上行驶的车辆提供电力；所述车道上方设置有与车道相垂直的连接线5，所述接触输电导轨2悬挂于连接线5下方；所述接触输电导轨2覆盖有绝缘材料；

行驶于车道上由电力驱动的车辆，其上固定设置有取电装置49；所述取电装置49可与接触输电导轨2相接触和脱离；

所述车辆在超车、变道、转变或时与接触输电导轨相脱离，需要取电时取电装置49可与接触输电导轨2相接触。

在现有的电动汽车中，车辆需要连续长里程行驶，那么所有的问题都将集中在电池上。电池的充电速度、容量和制造代价成为需要解决的问题。在本发明中，电池的容量的问题很容易得到解决，由于电动汽车是行驶在公路电网之下，可以随时取电充电，所以对于电动汽车中电池的容易并不需要太大。可以将电动汽车的续航里程设定在50-100公里，满足人们在脱离公路电网时，可以短距离行驶即可。并且在公路电网中，需要超车、转弯、变道，可以短时间脱离电网，使用电池提供动力。在行驶至可以充电取电时，回归公路电网，又以再次与公路电网的接触输电导轨相接触，进行取电充电，循环不息。

在本明中需要建设专用的公路电网，可以利用现有道路两旁的路灯杆或电线杆，可以节省部分的建设成本。所使用的材料包括钢材、钢铰线、电缆，接触输电导轨、绝缘硅橡胶。并且输电导线2还连接一变压器整流。

并且随着用电的增加，则需要更多的发电站，可以去沙漠戈壁建造核电站、光伏、风电等方式的发电装置，再利用特高压远距离传递。

在电动汽车上安装取电装置49，可以与接触输电导轨2相接触，并且在电动汽车上安装机器视常见和雷达追踪接触输电导轨2，使得取电装置49能够准确与接触输电导轨相接触进行取电。并且在电动汽车内部还需要安装电池充放电装置、直流电机、电池和变压装置，变压装置将公路电网上的电压降压至直流电机的电压及充电电压。

公路电网可以向国家电网进行购电，然后向电动汽车进行收取电费，可以用于补贴公路电网的建设费用，并且可以补贴夜间公路用电亏空，可以让重卡等车辆在夜间进行行驶。还可以用于补贴原油储备，并且补贴老旧电厂的拆除。还可以补贴核能、风能、光伏等新能源发电方式。可以在用电低谷补贴大型火电厂进入保养，降低碳排放。可以在沙漠戈壁进行光伏发电，可以大大降低进口石油的风险。

进一步的，接触输电导轨2整体呈下方开口的U形槽，在U形槽内设置有两个或三个导电接触槽21。在本实施例中接触输电轨2可以采用铜制，亦可以采用上铝下铜，或者全铝的材质。所说的上铝下铜指的是U形槽部分使用的是铝质，而形成导电接触槽21的部分是采用铜质。

在本实施例中为两个导电接触槽21，是采用直流电进行供电。两个所述导电接触槽21中的一个与输电导线2的正极相连接，另一个与输电导线2的负极相连接。并且在接触输电导轨2的表面覆盖一层绝缘材料，所使用的绝缘材料为绝缘硅橡胶，可以防止冻雨冰雪包裹接触输电导轨2，产生接触不良，防止家用薄膜、稻草或鸟类等接触而造成的短路。

另一较佳的实施方式是在U形槽内设置三个导电接触槽21，是在需要采用交流电动汽车进行供电。在设置三个导电接触槽21时，取电装置中的接触输电轮49的数量亦是三个，与导电接触槽21的数量相同。

进一步的，所述取电装置49包括可转动的设置于取电基座490上的取电连接板496，所述取电连接板496上固定固定设置有两个或三个输电轮支撑座493，所述输电轮支撑座493套设于一连接柱494上，所述连接柱上套设有绝缘套492，所述绝缘套492位于输电轮支撑座493与取电基座490之间，起到绝缘缓冲的作用。所述输电轮支撑座493通过导电轴承495可转动的连接有接触输电轮491；在接触输电时，所述接触输电轮491与导电接触槽21相接触导电。

取电连接板496是通过一动力源控制其转动，保证接触输电轮491可以垂直与导电接触槽21相接触，并且能够插入至导电接触槽21内，进行取电。

进一步的，车辆上固定设置有一伸缩装置，所述取电装置49设置于伸缩装置的端部。可以在取电时，伸缩装置将取电装置49与导电接触槽21相接触。

伸缩装置包括连接座板423、第一连接杆43、第二连接杆44和第三连接杆411；所述第一连接杆43一端与连接座板423可转动连接，另一端和第二连接杆44可转动连接；所述第二连接杆44的另一端和第三连接杆411可转动连接；所述第三连接杆411的另一端与取电装置49固定连接。

所述第一连接杆43上固定连接有第一气缸47，所述第一气缸47的另一端与第二连接杆44相连接；所述第二连接杆44上固定连接有第二气缸48，所述第二气缸48的另一端与第三连接杆411相连接。第二气缸48可将第三连接杆411推至垂直状态，保证取电装置49保证垂直。第一气缸47使得第二连接杆与第三连接杆所张开的角度，使得取电装置49能够对导电接触槽21保证一定的压力，比如0.5公斤的压力。

进一步的，连接座板423上设置有第三气缸46；所述第一连接杆43的端部与连接板424相固定，所述连接板424与L形板425通过销轴相转动连接；所述连接板424的另一端与第三气缸46连接，可驱使连接板424转动。L形板425为两个，并且是通过销轴相连接。第三气缸46可带动连接板424转动，进一步的带动第一连接杆43的运动。在伸展伸缩装置时，第三气缸46向内拉，从而使得第一连接杆43呈向上的竖起状态。在收缩伸缩装置时，第三气缸46向外推，使得第一连接杆43呈水平状态。

进一步的，所述连接座423的一端可转动的与电动汽车车身相连接；所述连接座板423的下方设置有有一伺服电机42，所述伺服电机42上固定设置有磁力源426；所述连接座板423与磁力源426具有间隙；所述连接座板423一端的下表面固定连接有一弧形板421，所述弧形板421的一边呈齿形；所述伺服电机42的输出端设置有一齿轮422与弧形板421相匹配。伺服电机42的输出轴所连接齿轮422在转动时，带动弧形板421转动，从而可以调整伸缩装置左右摆的角度，这是由于车辆上的限电装置不可能刚好在接触输电导轨2的下方，左右的摆动可以使得取电装置49更好的与接触输电导轨2相接触。在本实施例中磁力源426为一电磁铁，在通电时可以将连接座板423向下吸，从而使得两都相吸附。

所述车辆上固定设置有一连接座41，其上通过一输送带45与伺服电机42连接。输送带45与一动力源相连接，可带动输送带45运动，从而将整个伸缩装置收纳至车内。具体的连接接41可以固定在车底。

进一步的，所述第一连接杆43上固定设置有一连接套筒431，车身上可转动的设置有一连接螺柱410，所述连接套筒431具有内螺纹，所述连接螺柱410的端部具有与内螺纹相匹配的外螺纹；所述连接螺柱410连接一动力源，可使得连接螺柱410转动。具体的动力源可以是一气动马达。在将第一连接杆43呈竖起状态时，连接套筒431与连接螺柱410相接触时，气动马达驱动连接螺柱410转动，可以将连接套筒431与连接螺柱410相连接。并且在伺服电机42的输出轴所连接齿轮422在转动时，整个伸缩装置可以围绕连接套筒431与连接螺柱410的连接处转动。在需要将第一连接杆收起时，气动马达反向工作，使得连接套套431与连接螺柱410相分离。并且磁力源426工作，将连接座板423向下吸附，从而带动连接套筒431与连接螺柱410相分离。

采用本发明所使用的为行驶车辆提供公共供电的系统，可以使得国家能够减少石油进口量，降低了石油进口被卡的风险。建设了电网，对于驾驶员来讲，使用少量的金钱可以换取长距离的行驶路程，没有了里程焦虑，电池价格还可以低，并且电池的用量也可以大幅度降低，电池少了可以降低电池爆炸的风险。可以对国家的能源结构进行调整，对新能源包括核电、光伏、光热、风电等进行补贴。新能源的使用还可以完成碳排放的指标，可以放大其他企业的碳排放指标，促进其他企业的发展。

在现有电池技术不能解决充电速度、容量和制造价格的前提下，本发明是最具性价比的方案。

并且此方案的建设难度较低，可以在现有的能源产业，进行实现。并且未来汽车的电动化是一种趋势，能源的高效率利用可以推动人类的发展。

实施例二

本实施例所涉及的一种为行驶车辆提供公共供电的系统，适用于卡车或货车。在卡车或者货车上可以不用考虑美观的情形，可以不用收纳到车内，直接将取电装置固定安装于车辆的外部，便于取电装置与接触输电导轨进行连接，进行取电。

即在本实施例中，伸缩装置包括连接座板423、第一连接杆43、第二连接杆44和第三连接杆411；所述第一连接杆43一端与连接座板423固定连接，另一端和第二连接杆44可转动连接；所述第二连接杆44的另一端和第三连接杆411可转动连接；所述第三连接杆411的另一端与取电装置49固定连接。

所述第一连接杆43上固定连接有第一气缸47，所述第一气缸47的另一端与第二连接杆44相连接；所述第二连接杆44上固定连接有第二气缸48，所述第二气缸48的另一端与第三连接杆411相连接。第二气缸48可将第三连接杆411推至垂直状态，保证取电装置49保证垂直。第一气缸47使得第二连接杆与第三连接杆所张开的角度，使得取电装置49能够对导电接触槽21保证一定的压力，比如0.5公斤的压力。

所述连接座423的一端可转动的与电动汽车车身相连接；所述连接座板423的下方设置有有一伺服电机42，所述伺服电机42上固定设置有磁力源426；所述连接座板423与磁力源426具有间隙；所述连接座板423一端的下表面固定连接有一弧形板421，所述弧形板421的一边呈齿形；所述伺服电机42的输出端设置有一齿轮422与弧形板421相匹配。

以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思做出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (6)

1.一种为行驶车辆提供公共供电的系统，其特征在于，包括：

固定道路两侧的支撑杆（1），其上架设有输电导线（3）；

设置于车道上方并沿车道方向延伸的接触输电导轨（2），与输电导线（3）通过导电线相连接，为车道上行驶的车辆提供电力；所述车道上方设置有与车道相垂直的连接线（5），所述接触输电导轨（2）悬挂于连接线（5）下方；所述接触输电导轨（2）覆盖有绝缘材料；

行驶于车道上由电力驱动的车辆，其上固定设置有取电装置（49）；所述取电装置（49）可与接触输电导轨（2）相接触和脱离；

所述车辆在超车、变道、转弯时与接触输电导轨相脱离，需要取电时取电装置（49）可与接触输电导轨（2）相接触；

所述车辆上固定设置有一伸缩装置，所述取电装置（49）设置于伸缩装置的端部；

所述伸缩装置包括连接座板（423）、第一连接杆（43）、第二连接杆（44）和第三连接杆（411）；所述第一连接杆（43）一端与连接座板（423）可转动连接，另一端和第二连接杆（44）可转动连接；所述第二连接杆（44）的另一端和第三连接杆（411）可转动连接；所述第三连接杆（411）的另一端与取电装置（49）固定连接；

所述第一连接杆（43）上固定连接有第一气缸（47），所述第一气缸（47）的另一端与第二连接杆（44）相连接；所述第二连接杆（44）上固定连接有第二气缸（48），所述第二气缸（48）的另一端与第三连接杆（411）相连接；

所述连接座板（423）上设置有第三气缸（46）；所述第一连接杆（43）的端部与连接板（424）相固定，所述连接板（424）与L形板（425）通过销轴相转动连接；所述连接板（424）的另一端与第三气缸（46）连接，可驱使连接板（424）转动。

2.根据权利要求1所述的一种为行驶车辆提供公共供电的系统，其特征在于，所述接触输电导轨（2）整体呈下方开口的U形槽，在U形槽内设置有两个或三个导电接触槽（21）。

3.根据权利要求2所述的一种为行驶车辆提供公共供电的系统，其特征在于，所述取电装置（49）包括可转动的设置于取电基座（490）上的取电连接板（496），所述取电连接板（496）上固定设置有两个或三个输电轮支撑座（493），所述输电轮支撑座（493）套设于一连接柱（494）上，所述连接柱上套设有绝缘套（492），所述绝缘套（492）位于输电轮支撑座（493）与取电基座（490）之间，起到绝缘缓冲的作用；

所述输电轮支撑座（493）通过导电轴承（495）可转动的连接有接触输电轮（491）；在接触输电时，所述接触输电轮（491）与导电接触槽（21）相接触导电。

4.根据权利要求1所述的一种为行驶车辆提供公共供电的系统，其特征在于，所述连接座板（423）的一端可转动的与电动汽车车身相连接；所述连接座板（423）的下方设置有一伺服电机（42），所述伺服电机（42）上固定设置有磁力源（426）；所述连接座板（423）与磁力源（426）具有间隙；所述连接座板（423）一端的下表面固定连接有一弧形板（421），所述弧形板（421）的一边呈齿形；所述伺服电机（42）的输出端设置有一齿轮（422）与弧形板（421）相匹配。

5.根据权利要求4所述的一种为行驶车辆提供公共供电的系统，其特征在于，所述车辆上固定设置有一连接座（41），其上通过一输送带（45）与伺服电机（42）连接。

6.根据权利要求1-5任一项所述的一种为行驶车辆提供公共供电的系统，其特征在于，所述第一连接杆（43）上固定设置有一连接套筒（431），车身上可转动的设置有一连接螺柱（410），所述连接套筒（431）具有内螺纹，所述连接螺柱（410）的端部具有与内螺纹相匹配的外螺纹；所述连接螺柱（410）连接一动力源，可使得连接螺柱（410）转动。

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