CN1281436C

CN1281436C - 供电装置

Info

Publication number: CN1281436C
Application number: CNB011429801A
Authority: CN
Inventors: 藤冈一路
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2001-08-21
Filing date: 2001-12-06
Publication date: 2006-10-25
Anticipated expiration: 2021-12-06
Also published as: CN1403316A

Abstract

本发明的供电装置，其特征在于：在路面上设置接触式或非接触式的点输电器，根据对底部安装受电器的汽车送电请求信号，对安全性、正当性进行确认后进行送电。可以实现在路面上没有危险、基本设施费用低廉的供电装置。其构成包括：接触端子、送电线圈、发送端子、架设线、受电线圈、控制装置、电源装置。

Description

供电装置

技术领域

本发明涉及作为电车、电动汽车、防灾害用电源的供电装置。

背景技术

现有的作为车辆供电器的典型例子是在电车、无轨电车上利用的架设线。

由于在高的地方拉线，所以人等生物不必担心会触电，现在仍作为廉价清洁的能源供给方法被广泛使用。

但是，从景观及维护考虑，市电及无轨电车被废除的情况也很多。

也有将长的线圈埋在路面内部，通过感应电力驱动车辆的技术，但是存在铺设费用庞大、对其他物体有电磁波的恶劣影响、效率差等很多问题。

现有技术中从路面进行电力供给时的最大课题是不能防止对行人及其他物体的触电及电磁波障碍。

但是在环境问题很严重的现代，有必要发明从路面可以廉价、安全并在行驶过程中供给电力的装置。

并且为了不成为障碍物，装置尽可能埋设在地下。通过该方法，只要能供给一半的能源，就可以使汽车装载的燃料减少，将使汽车实现轻量化、低价格、无公害化，电动汽车也会广泛实用。

另外，不再需要加油站等，不仅燃料少也可以降低供给成本。

其措施不是在车辆行驶区间铺设很长的电力线路来供给电力，而是需要间歇地配置的电力供给点、在汽车底部设置的大体与车长相等长度的受电机构、及安全通电(不担心会触电)的装置。

发明内容

本发明的目的是提供一种供电装置，在路面上设置接触式或非接触式的点输电器，根据对底部支出受电器的汽车送电请求信号，对安全性、正当性进行确认后进行送电。可以实现在路面上没有危险、基本设施费用低廉的供电装置。

本发明的供电装置，其特征在于包括：埋设在路面中的点输电器；在上述点输电器上方停止或移动着、并通过上述点输电器接受电力的安在汽车底面的长形导电体受电器；对上述输电器的供电进行通断的开关；接收从上述受电器侧所发送的送电请求信号的接收器；对上述接收器的输出信号进行分析，并使上述开关进行通断的处理装置；及电源装置。

附图说明

图1、接触式输电器断面构成概略图；

图2、接触式输电器平面构成概略图；

图3、接触式输电器(信号兼用)平面构成概略图；

图4、接收信号脉冲串(概略)；

图5、非接触式输电器断面概略图；

图6、(简易式)电源装置构成图(概要)；

图7、电压波形图(概要)。

具体实施方式

图1、图2是将3对本发明的输电器埋设在道路的上坡及交叉点或停车站附近路面中时的断面概略图和平面概略图，输电器使用接触端子、受电器使用架设线的例子。

在该图中，1是在路面内埋设或露出的接触端子、2是安到汽车底部的架线、3是汽车(特别装有再生装置)、4是送电用开关、5是接收(发送)线圈、6是发送(接收)线圈、7是接收处理及开关4的通断等控制装置、9是路面。

下面根据该图对动作进行说明。首先汽车3向左移动，架设线2即使接近最初的接触端子1(在图1中7的上面)，全部的接触端子1也不送电。(不触电)

汽车再向左前进，架设线2只是压接触端子1也不送电。

下面说明如何安全送电的方法。

在图2中，在汽车3上与架设线2相邻接，装2组横向长环状(或多数圆状)的发送线圈6，分别反复发送图4中所示的送电请求信号。在图4中也可以例如A为汽车牌号代码、B为收费号代码。

该发送信号只由车充分接近的接收线圈5接收。接收信号传输给控制装置7，只有当判断2组的接收线圈5的信号代码一致，并且汽车牌号不在黑名单时，右端的接触端子1才如图1所示露出地面。也可以使该开关4接通，通过接触端子1对架线2传送电力。

如上所述，只是由于接近而使开关接通的方式，在没有人的高速公路上采用也没问题。

另外，发送接受是采用6个接收线圈和2个发送线圈，但是也可以是3个接收线圈5和1个发送线圈6。

另外，媒体是电波，但是也可以采用红外线等光及声波的发送接收器。

图3是在不接近而接触时使开关4接通的方式一例。

这样，通电的接触端子1必须被汽车3盖着，是一种更不必担心触电的方式，所以在街道上使用较好。

在该图中，16是包含旁路电容或变压器等的耦合器，17是电阻，18是发送接收器。

从发送接收器18通过耦合器16向架设线2重叠发送例如100khz等的高频。

当将接触端子一侧的耦合器16的共振频率调到100khz，架设线2和接触端子1相接时，从发送接收器18发出的信号通过架设线2—接触端子1—耦合器16，在电阻17两端形成电压，到达控制装置7。

然后，处理装置7对信号进行检查，如果是正当的，则接通开关4，对架设线2供给电力。

即，接触端子1只在发送特殊频率的汽车3在2根接触端子1和2根架线2偏离中心很少、确实接触时才送电。

在图3中只在最右端的接触端子1上有耦合器16，但是在其他2对接触端子1上也同样安装。

如上所述的对汽车3的送电方法是使用了在路面上露出的接触端子1的例子，但是也可以在路面9的下面埋入感应线圈，以非接触进行点送电。

图5是这种情况的断面概略图，上述输电器使用送电线圈，上述受电器使用受电线圈。

10是送电线圈、11是匹配电容器、12是受电线圈、13是高频电力线路、14是包括发送机、自动频率调整的控制装置。

该图也与图1一样，具有接收器5，当从汽车接收送电请求信号、并由14确认了汽车牌号等正当性时，从送电线圈10对受电线圈12供给高频电力。

送电线圈10(或者包括电容器)与上述一样，只在汽车3接近时才通过开关通电，这一点在该图中进行了省略。

由于送电线圈10是点的单卷(数匝—数十匝)且很小，只有几乎被汽车复盖期间才在接收线圈12上进行高频送电，所以不会因高频对行人等造成事故(手指、手腕的烧伤、起搏器等电子机器的破坏、爆炸)。

受电线圈12最好是环状或螺旋(多数圆)状，长度在车体允许的长度，即使汽车移动也可以在尽量长的时间受电。

在上述送电线圈10或受电线圈12的周围或中心部，也可另加形成磁路的磁心。

在图5中，匹配电容器11是与每个送电线圈10并联连接3个，但是也可以共同用1个。

但是，随着汽车的移动，由于从电力供给一侧看的负载阻抗是时刻变化的，所以通过控制装置14对频率进行微调，使之成为电阻性阻抗。

图1、图5是装有3对输电器(接触端子1及送电线圈10)的例子，(当然1对也可以)，这样设置多数输电器，并且当使输电器问的间隔与汽车的架设线2的长度大体相同时，汽车3可以连续接受电力供给。

例如当使架设线2的长度为8米时，可在24米连续接受电力，所以汽车不仅一边走一边对车内蓄电池充电，也可以得到加速用的电力。

为此在控制装置7、14中，另行装有电流检测器和带通信功能的微型计算机，从输电器送电的电力按汽车牌号进行测量、累计、存储。

另外通过通信功能，收费数据可以发送到远地。

控制装置7、14除上述送电外还可以控制受电，典型的是对AC电力进行整流，对各输电器进行分配，但是也可以通过另外的电源装置15，存贮太阳能及风力的电力进行利用。

但是，为使供电装置普及，成本是最为重要的，需要尽可能减少构成的部件。

图6表示电源装置15的构成例。

将AC受电电力直接按全波整流取入，是省去大的整流用扼流圈和电容器的构成概要。

在该图中，虚线的部分(25、23、24、30)没有AC电源，在想节电时使用所谓自然能量电源部。

图7是电压波形。

图6中，19是对从电力公司传来的AC电压进行变压的变压器、20是全波整流器、21是二极管、22是输出电压线。23是太阳电池板、24是风力发电机、25是分割电池充电控制电路。

在图7中，26是AC电压全波整流电压波形、27是从蓄电池输出的电压、28是电平1的电压基准线、29是电平2的电压基准线。

下面参照附图进行说明。首先，市电AC电压通过变压器19，变换成供电器上使用的电压，在通过全波整流器19后，通过合成二极管21变成输出电压。

在现有技术中，在20后面加入L和C构成的平滑电路，但是此处却省去了。(如果加入，则只用阻止高频的扼流圈，价格便宜)

另一方面，太阳电池板23的电压、或风力发电机24输出的电压，通过控制装置25的命令存贮到分割蓄电池30中。例如当电压的值大时，对蓄电池串联连接，而当电压小时则并联连接，进行充电。

图7的实线表示这样存贮的蓄电池输出电压27和上述AC电压26的合成电压波形。

将这样的不固定的电压加到上述图1及图5的输电器上是否也可以呢？

在利用从供电器输出电压的汽车3上，由于通常装载相当于图6中25的分割蓄电池控制装置，所以对汽车一侧充电时，例如在图7中当是28以上的电压值为串联、29以上是串联、并联、29以下时为并联，分别改变蓄电池连接进行充电即可。

另外，当与充电同时，开动汽车3时，通过所谓PWM方法断开电压，加在马达上即可。

如上所述可以看出，从输电器可以供给与现有技术不同的全波整流波形这样的变动电压。

这样可产生另外的优点。

即，从汽车3接收送电请求时刻的上述电压值有时高有时低。

如果汽车一侧的蓄电电压低，当从输电器供给高电压时，流过大电流，引起火花。

为此，即使接收上述送电请求也不立即送电，如果等到全波整流值变为低值时再开始送电，则可以减轻火花。

如上所述，根据本发明，非接触式不用说，就是在路面上露出的接触端子也可以通过控制进行充分安全地送电。

例如在车内装有蓄电池的路面电车、路线电动巴士停车站附近设置多个时，人即使踏上此前的输电器也不会触电。

这样，可以大幅度削减车辆装载的蓄电池量，可以实现车辆的轻量化、廉价，从大的方面讲，可以实现不破坏环境的新的车辆社会。

另外，输电器可以另外作为震灾时电源使用。

Claims

1.一种供电装置，其特征在于包括：

埋设在路面中的点输电器；

在上述点输电器上方停止或移动着、并通过上述点输电器接受电力的安在汽车底面的长形导电体受电器；

对上述输电器的供电进行通断的开关；

接收从上述受电器侧所发送的送电请求信号的接收器；

对上述接收器的输出信号进行分析，并使上述开关进行通断的处理装置；及电源装置。

2.如权利要求1记载的供电装置，其特征在于：

上述点输电器采用接触端子，而上述受电器采用架设线。

3.如权利要求1记载的供电装置，其特征在于：

上述点输电器采用送电线圈，而上述受电器采用安在汽车底部的受电线圈。

4.如权利要求1记载的供电装置，其特征在于：

在路面中埋设多组上述点输电器，随着上述受电器的移动，根据上述处理装置的命令对上述点输电器的上述开关相继进行切换、送电，不仅是对上述汽车的充电，也可以在加速、行驶中利用。

5.如权利要求1记载的供电装置，其特征在于：

只有上述点输电器和上述受电器相互接近期间，对从发送器发送的上述送电请求信号进行接收的上述接收器；及

处理装置对上述发送请求信号进行分析，如果该信号内的汽车牌号是正当的，则发出使上述接触端子向地表露出及使上述点输电器的上述开关接通的命令。

6.如权利要求2记载的供电装置，其特征在于：

通过结合电容器或变压器，使高频信号在上述架设线上与电力相重叠，根据在上述输电器侧上出现的信号，上述处理装置判断上述架设线已正常接触到上述接触端子上，并使上述输电器的上述开关接通。

7.如权利要求1记载的供电装置，其特征在于：

上述处理装置可对上述点输电器中流过的电流进行测量、累计，按汽车牌号进行存储，可作为收费数据远距离地发送。

8.如权利要求1记载的供电装置，其特征在于：

上述处理装置以全波整流波形的低电压定时，接通上述开关进行输电，并在接触时不会产生电火花。