CN204039861U - 一种可供电动车辆充电的道路 - Google Patents

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Abstract

本新型涉及一种可供电动车辆充电的道路。道路设有充电轨，充电轨包括用于连接电动车辆的插电板的电极板以及覆盖在电极板上方以防止漏电的绝缘盖，绝缘盖之上还覆盖有用于连接电动车辆的中性极板的中性层；电极板包括第一电极板和第二电极板，第一电极板设在第二电极板上方，第一电极板与第二电极板隔空以在充电时夹住电动车辆的插电板。本新型在路面上设置充电轨，电动车辆通过插电板插入充电轨上充电，并且电动车辆可以拖着插电板行走，实现了电动车辆一边行进一边充电的功能，从而提高了电动车辆的续航能力；同时，充电轨上设有绝缘盖，避免行人踩到充电轨，同时也避免了雨水直接进入充电轨内部，降低漏电的可能性。

Description

一种可供电动车辆充电的道路
技术领域
本实用新型涉及道路，尤其涉及一种可供电动车辆充电的道路。
背景技术
气候变化、能源和环境问题是人类社会共同面对的长期问题。随着美国表示回归COP15(《联合国气候变化框架公约》缔约方第15次会议)和以中国、印度为代表的新兴国家被纳入到其中，以及主要国家积极实施能源和环境保护战略，全球进入了真正解决人类社会共同问题的时代。交通运输领域的温室气体排放、能源消耗和尾气排放三大问题是否有效解决直接影响到人类共同问题能否得到有效解决。
做为汽车领域的未来趋势之一，电动车辆现今已得到全世界范围的关注。相比传统的内燃汽车，电动车辆在温室气体排放、能源消耗和尾气排放三大问题上表现更为理想。因此，电动车辆已经开始了逐渐普及的脚步。
但是，电动车辆还有在短时间内难以克服的弱点，其中之一就是续航的问题。传统的内燃汽车只要在加油站加满油就可以马上继续上路，但是电动车辆充电的时间要比传统内燃汽车加油时间长很多，这在很大程度上阻碍了电动车辆的普及应用。
可供电动车辆充电的道路的历史背景
早期因为战争，吊顶索倒下，政府被迫要在铁路轨中间加设第三条轨道，见图1，在中间轨道上施加高压700伏至1500伏，因而造成较大的危险性。多年来出现有较多触电身亡的事故，而对其进行改进的专利只是在其顶上加上盖，但依然没有解决容易触电的安全问题，可参考美国专利US7926634。而在码头上充电轨是需要在其上通过大货车的，因此会将充电轨放在地面下，在大雨情况下需要水泵抽掉积水。但在普通的路面上，路面高低不平，码头的做法不适合普通路面使用。而在中国也有将高压火线露出路面并连接行进的车辆(图2)，这也是很危险的，参考专利文件Z01010167931.2和CN102233831A。
见图3，在法国有人尝试将火线在路面上分段放置，当车辆走到正上方时，通过磁力把埋在地表的高压电极吸上去并连接车辆底部，以达到行车充电目的。在路面的行人也不会碰到高压电极。这种方案在大晴天是比较成功的，但在下雨的时候，所有火线电极接触到带积水的路面，容易跳闸，或者电力都用做电解水了，而对路上行人亦有产生跨步电压的危险。参考专利文件US7932625.
韩国和欧美也有人尝试将昂贵的充电器埋在路面下，通过电磁感应效应与车辆的另一充电器互感而实现充电，这种结构对人体的伤害还在研究中，也未能普及，结构示意见图4，参考专利文件US8469166.
最近世界各地已增加了许多的充电桩，但充电时间依然令人诟病，而且有不少充电桩是在室外，在下雨的时候并不合适使用。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种可供电动车辆充电的道路，以使得电动车辆能够一边行进一边充电，从而提高电动车辆的续航能力。
为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：
一种可供电动车辆充电的道路，包括路面和路面上的电灯柱，道路还包括沿着行车方向铺设的、用于供电动车辆在行车过程中充电的充电轨，充电轨包括用于连接电动车辆的插电板的电极板以及覆盖在电极板上方以防止漏电的绝缘盖，绝缘盖之上还覆盖有用于连接电动车辆的中性极板的中性层，中性层电连接交流电的中性回路、直流电的负极线或者低电压的讯号线；电极板包括第一电极板和第二电极板，第一电极板设在第二电极板上方，第一电极板与第二电极板隔空以在充电时夹住电动车辆的插电板；第一电极板连接市电的火线，第二电极板连接市电的零线；第二电极板所电连接的电线与中性层所电连接的电线可互相交换。
进一步地，第二电极板下方设有弹性件以对电动车辆的插电板进行夹紧，弹性件一端固定于路面，另一端固定于第二电极板下表面；弹性件可以有利于夹紧电动车辆的插电板，也可以起到防水和防止杂物进入。
进一步地，第二电极板的外侧面为外凸的圆弧面且其凸起方向指向斜上方，插电板的外端面与第二电极板的外侧面对应，插电板的外端面的法向指向斜下方，这样的结构有利于插电板插入第一电极板与第二电极板之间。
进一步地，充电轨设置有两组电极板。
进一步地，两组电极板对称设置，两组电极板分别电连接同一电动车辆的两个插电板，或者两组电极板分别电连接两台相对行驶电动车辆的插电板，或者两组电极板与同一电动车辆的两个插电板电连接以组成多相供电模式。
进一步地，充电轨还包括用于阻隔路面上的水进入充电轨内部的挡水墙，挡水墙设在绝缘盖的下方并与绝缘盖隔空以容许电动车辆的插电板通过。
进一步地，第一电极板连接供电线路的火线，第二电极板连接供电线路的零线。
进一步地，路面为汽车行驶的路面，路面为倾斜面，充电轨设在路面的高处。
进一步地，路面带有用于供轨道车辆行驶的路轨，充电轨设在路轨之间。
进一步地，在不同路轨相交的位置上，充电轨断开并且靠近路轨相交处的充电轨的高度逐渐增大。
进一步地，充电轨固定在路面上的相邻电灯柱上以供大型车辆充电使用。
本实用新型与现有技术相比的有益效果是：
本实用新型在路面上设置充电轨，电动车辆通过插电板插入充电轨上充电，并且电动车辆可以拖着插电板行走，这便实现了电动车辆一边行进一边充电的功能，从而提高了电动车辆的续航能力；同时，充电轨上设有绝缘盖，避免行人踩到充电轨触电，同时也避免了雨水直接进入充电轨内部，降低漏电的可能性。
附图说明
图1至图4为现有技术的示意图；
图5为第一实施例的充电轨与插电板的剖视图；
图6为第一实施例的充电轨拼接示意图；
图7为第一实施例的电动汽车的插电板收起与展开的示意图；
图8为第一实施例的电动汽车在路面上行走并充电的示意图；
图9为第二实施例的充电轨与插电板的剖视图；
图10为第二实施例的电动汽车在路面上行走并充电的示意图；
图11为第三实施例的充电轨与插电板的剖视图；
图12为第三实施例的轨道车辆行走并充电的示意图；
图13为第三实施例的轨道车辆插电板与充电轨插接的立体图；
图14为第三实施例的不同路轨相交处的充电轨铺设示意图；
图15为第四实施例的充电轨与插电板的剖视图；
图16为第四实施例的充电轨固定于相邻电灯柱的示意图。
具体实施方式
为了更充分理解本实用新型的技术内容，下面结合具体实施例对本实用新型的技术方案作进一步介绍和说明。
第一实施例
本实用新型第一实施例的具体结构如图5至图8所示。
第一实施例的可供电动车辆充电的道路包括路面100、路面100上的电灯柱以及沿着行车方向铺设的、用于供电动车辆在行车过程中充电的充电轨10。第一实施例主要针对电动汽车实施。
充电轨10包括用于连接电动汽车30的插电板21的电极板、覆盖在电极板上方以防止漏电的绝缘盖13。电极板包括第一电极板11和第二电极板12。第一电极板11连接供电线路的火线，第二电极板12连接供电线路的零线。第一电极板11设在第二电极板12上方，第一电极板11与第二电极板12隔空以在充电时夹住电动汽车30的插电板21。插电板21上还设有中性极板22和底极板23。绝缘盖13之上还覆盖有用于连接电动汽车30的中性极板22的中性层14，中性层14电连接交流电的中性回路。在其他实施例中，中性层可以电连接直流电的负极线或者低电压的讯号线。路面100为汽车行驶的路面，路面100为倾斜面，充电轨10设在路面100的高处。第一电极板11与第二电极板12之间设置有绝缘层112，而中性层14与第一电极板11之间也设有绝缘层114，第二电极板12与路面100也设有绝缘层120。
中性层14通过金属柱141连接路面，而第一电极板11和第二电极板12则分别通过通电柱111、121与市电电连接，通电柱111、121插入路面100的部分可以增加绝缘套。第一电极板11连接市电的火线，第二电极板12连接市电的零线。在其他实施例中，第二电极板所电连接的电线与中性层所电连接的电线可互相交换。
第二电极板12与插电板21的底极板23接触，因此第二电极板12下方设有弹性件16以对插电板21的底极板23进行夹紧，弹性件16一端固定于路面100，另一端固定于第二电极板12下表面。弹性件16为压簧。
第二电极板12的外侧面为外凸的圆弧面且其凸起方向指向斜上方，插电板21的外端面与第二电极板12的外侧面对应，插电板21的外端面的法向指向斜下方。这可以使得插电板21插入第一电极板11和第二电极板12之间时能够有更小的阻力，延长使用寿命。
充电轨10还包括用于阻隔路面100上的水进入充电轨10内部的挡水墙15，挡水墙15设在绝缘盖13的下方并与绝缘盖13隔空以容许电动汽车30的插电板21通过。
第一实施例的充电轨10需要一段一段的铺设，每一段的充电轨10之间的衔接结构可以参考图6，通过一个竖直固定柱17将每一层都固定在路面上，而固定柱17外面包裹一层绝缘体18，固定柱17与绝缘体18之间留有间隙以适应热胀冷缩效应。
第一实施例充电轨是供电动汽车使用的。如图7和图8所示，电动汽车30是通过外展臂20连接插电板21。外展臂20的收起与展开可通过图7中的结构来实现：电动汽车30上设有可来回拉动的传送带31，传送带31固定有一固定块32，而外展臂20的上端销轴连接固定块32，因而传送带31便可以带动外展臂20的上端左右运动；同时电动汽车30上还包括设在传送带31下方的、用于收起外展臂20和插电板21的承载板33，承载板33上表面为倾斜面，外展臂20上端跟随传送带31沿方向A运动时，外展臂20和插电板21便受到承载板33上表面的限制而被收起。要注意的是，外展臂20和插电板21被收起时并不会与传送带31发生干涉，因为在车身长度方向上插电板21并非与传送带31处于同一个位置。
第二实施例
第二实施例的具体结构如图9和图10所示，第二实施例与第一实施例的不同点在于：充电轨40设置有对称的两组电极板41，可以分别电连接同一电动车辆的两个插电板51，供两个插电板51从两边分别插接充电，这样可以增大充电电流，让充电时间进一步缩短。
在其他实施例中，两组电极板分别电连接两台相对行驶电动车辆的插电板。铺设一条充电轨便可以让两边的车辆同时充电，这样可以节省铺设充电轨的成本。同时这种充电轨可以分别满足实施左侧行驶的国家或者实施右侧行驶的国家的要求。
在其他实施例中，两组电极板与同一电动车辆的两个插电板电连接以组成多相供电模式。
第三实施例
第三实施例主要是针对轨道车辆实施，其具体结构如图11至图14所示。第三实施例与第一实施例不同点在于：路面600带有用于供轨道车辆70行驶的路轨601，充电轨60设在路轨601之间，充电轨60设有两条，分别对称设置在两边路轨601的内侧。而轨道车辆70的插电板72通过一个外展臂71连接于车身上，外展臂71上端销轴连接于车身，下端销轴连接插电板72，同时插电板72上方还通过液压臂73连接轨道车辆70的车身。液压臂73的作用之一是让插电板72更好地连接充电轨60，另一个作用是在不同路轨之间交接的时候可以将插电板72收起避免插电板72与别的路轨发生碰撞。如图14所示，在不同路轨相交的位置上，充电轨60提前断开，然后越过了交接点一段距离之后再铺设充电轨60，并且靠近路轨相交处的充电轨60的高度逐渐增大，增大的高度大概5cm左右即可。
在其他实施例中，充电轨可以只设置一根，并且放在两根路轨之间的中央位置或者靠近其中一根路轨的位置。
在其他实施例中，液压臂也可以使用拉簧代替。
第四实施例
第四实施例主要是针对大型车辆(如大巴)实施，其具体结构如图15和图16所示。第四实施例与第一实施例的不同点在于：充电轨82固定设在路面800的相邻电灯柱81上。第四实施例的充电轨82可以在交叉路口附近的电灯柱81上铺设一段，供大型车辆在等红灯的时候充电，在其他实施例中也可以在路面800上的电灯柱81之间铺设连续的充电轨82，让大型车辆靠边行驶的时候边走边充电。
如图15所示，大型车辆90通过一个伸缩机械手臂连接插电板93，机械手臂分为短臂91和长臂92，短臂91与长臂92旋转连接，短臂91旋转连接车身。短臂91通过车身上的第一电机94来控制旋转，长臂92通过短臂91与长臂92连接处的第二电机95控制旋转。
以上陈述仅以实施例来进一步说明本实用新型的技术内容，以便于读者更容易理解，但不代表本实用新型的实施方式仅限于此，任何依本实用新型所做的技术延伸或再创造，均受本实用新型的保护。

Claims (10)

1.一种可供电动车辆充电的道路，包括路面和路面上的电灯柱，其特征在于，道路还包括沿着行车方向铺设的、用于供电动车辆在行车过程中充电的充电轨，所述充电轨包括用于连接电动车辆的插电板的电极板以及覆盖在电极板上方以防止漏电的绝缘盖，所述绝缘盖之上还覆盖有用于连接电动车辆的中性极板的中性层，中性层电连接交流电的中性回路、直流电的负极线或者低电压的讯号线；所述电极板包括第一电极板和第二电极板，所述第一电极板设在第二电极板上方，第一电极板与第二电极板隔空以在充电时夹住电动车辆的插电板；第一电极板连接市电的火线，第二电极板连接市电的零线；第二电极板所电连接的电线与中性层所电连接的电线可互相交换。
2.如权利要求1所述的可供电动车辆充电的道路，其特征在于，所述第二电极板下方设有弹性件以对电动车辆的插电板进行夹紧，所述弹性件一端固定于路面，另一端固定于第二电极板下表面。
3.如权利要求1所述的可供电动车辆充电的道路，其特征在于，所述第二电极板的外侧面为外凸的圆弧面且其凸起方向指向斜上方，所述插电板的外端面与第二电极板的外侧面对应，插电板的外端面的法向指向斜下方。
4.如权利要求1所述的可供电动车辆充电的道路，其特征在于，所述充电轨设置有两组电极板。
5.如权利要求4所述的可供电动车辆充电的道路，其特征在于，所述两组电极板对称设置，两组电极板分别电连接同一电动车辆的两个插电板，或者两组电极板分别电连接两台相对行驶电动车辆的插电板，或者两组电极板与同一电动车辆的两个插电板电连接以组成多相供电模式。
6.如权利要求1所述的可供电动车辆充电的道路，其特征在于，所述充电轨还包括用于阻隔路面上的水进入充电轨内部的挡水墙，所述挡水墙设在绝缘盖的下方并与绝缘盖隔空以容许电动车辆的插电板通过。
7.如权利要求1至6任一项所述的可供电动车辆充电的道路，其特征在于，所述路面为汽车行驶的路面，路面为倾斜面，所述充电轨设在路面的高处。
8.如权利要求1至6任一项所述的可供电动车辆充电的道路，其特征在于，所述路面带有用于供轨道车辆行驶的路轨，所述充电轨设在路轨之间。
9.如权利要求8所述的可供电动车辆充电的道路，其特征在于，在不同路轨相交的位置上，充电轨断开并且靠近路轨相交处的充电轨的高度逐渐增大。
10.如权利要求1至6任一项所述的可供电动车辆充电的道路，其特征在于，所述充电轨固定在路面上的相邻电灯柱上以供大型车辆充电使用。
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