CN204068362U - 一种轨道式自主移动电动车供电装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种轨道式自主移动电动车供电装置，包括轨道式移动供电车、供电臂和供电接口器。该装置应用于接触网供电系统，供电系统下铺设有轨道，通过集电器引入电网电源，轨道式移动供电车由电机驱动沿着轨道移动，按照电动车供电控制中心的调度命令自主移动，供电接口器与电动车供电接口连接并供电，同时检测电动车行驶参数，发送给轨道式移动供电车，轨道式移动供电车通过供电臂伴随电动车一起行驶。通过该装置，电动车在需要充电时就可以获得供电服务，不需要停下专门等待充电，可以边行驶边充电，满足电动车长距离行驶的供电需要，解决现有电动车的充电桩存在的充电地点固定，充电时电动车无法行驶，等待时间长的问题。

Description

一种轨道式自主移动电动车供电装置

技术领域

本实用新型涉及到接触网滑动供电时使用的一种轨道式自主移动电动车供电装置，该装置由电动车供电控制中心调度，伴随电动车移动，同时对电动车供电，特别适用于对电动车长距离移动式供电，边行驶边对电动车供电。

背景技术

接触网滑动供电在无轨电车获得了广泛应用，目前无轨电车在一些城市公共交通中有大量的运行，无轨电车的电力是通过一对架空电缆，经车顶上的集电杆供电取得。无轨电车供电系统接触网只供公交无轨电车封闭使用，不对社会公共电动车使用。社会上大众使用的电动车随着技术的进步也开始获得越来越多的使用，不过需要建设专门的固定充电桩来充电。电动车的行驶距离受到电池容量的限制，而无轨电车行驶距离只受到供电系统接触网铺设的限制，如果有长距离的接触网，则无轨电车可以长距离行驶。新型的无轨电车同时采用电池，成为双动源无轨电车，在有接触网的地方采用接触网供电，同时对电池进行充电，没有接触网的地方采用电池电力驱动。

电动车如果可以在需要充电的时候如同双动源无轨电车一样采用接触网充电，同时继续行驶，则可以解决固定充电桩充电地点固定，充电时电动车无法行驶的问题。如果固定充电桩能够根据电动车充电要求自主行驶到行驶中电动车的位置，伴随电动车行驶并充电，则可以解决这个问题。

现有的接触网供电系统如图1所示，主要包括供电站、电动车供电控制中心、接触网和集电器，若在接触网下架设轨道，轨道上安装可以沿轨道行驶的供电车，集电器安装在供电车上，就可以从接触网引入电网电源。引入的电网电源一部分可以驱动供电车实现自主移动，另一部分电网电源可以通过供电电缆给电动车供电，若供电车装有卫星定位和移动通信装置，则电动车供电控制中心可以通过移动通信调度供电车到指定的位置。电动车驾驶员通过具有卫星定位装置的终端接入电动车供电控制中心，如智能手机，向电动车供电控制中心发送供电服务请求，同时发送电动车的卫星定位位置，电动车供电控制中心通过移动通信调度一个供电车沿轨道向电动车移动，电动车驾驶员在终端中可以看到调度给自己的轨道式移动供电车的当前信息，包括当前移动速度，与自己的距离。当供电车与电动车移动到同一位置后由驾驶员把供电电缆与电动车受电接口连接，此时电动车与接触网电网电源建立电气连接。电动车行驶时，供电车伴随电动车一起自主行驶或者被电动车拖动行驶，并持续对电动车供电，电动车通过供电车获得的电网电源驱动电动车运行，同时对电动车电池进行充电，充电完毕后通过接入电动车供电控制中心的终端发出供电服务结束请求，电动车供电控制中心向供电车发出断开供电调度命令，供电车收到命令后断开对电动车的供电。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种轨道式自主移动电动车供电装置，该供电装置设置有可自主移动的轨道式移动供电车，电动车可以自动获得供电服务，而且电动车能在行驶的过程中同时充电，大幅度减少因充电操作而等待的时间，用以解决现有电动车的充电桩存在的充电地点固定，充电时电动车无法行驶，等待时间长的问题。

为实现上述目的，本实用新型的方案是：一种轨道式自主移动电动车供电装置，包括轨道式移动供电车、供电臂、供电电缆和供电接口器，供电臂安装在轨道式移动供电车上，供电电缆固定在供电臂上，供电接口器安装在供电电缆末端，所述供电电缆通过供电接口器连接电动车的供电接口；

所述轨道式移动供电车包括卫星定位装置、集电器、轨道车、轨道车驱动装置、电源装置和供电车控制单元，所述集电器安装在轨道车上，用于引入由接触网供电的电网电源，所述电源装置把轨道车上集电器引入的电网电源变换为轨道式移动供电车、输电臂和供电接口器各部分需要的电源，所述供电车控制单元通过RS485总线分别与轨道车驱动装置、供电臂和供电接口器通信连接，所述卫星定位装置与供电车控制单元的输入端口连接，所述供电控制单元通过通信装置与电动车供电控制中心通信连接；

所述电臂包括供电电缆控制装置和供电电缆支撑装置，所述供电电缆控制装置固定在供电电缆支撑装置上，所述供电电缆控制装置控制供电电缆的收放和左右偏移，所述供电电缆控制装置通过RS485总线与供电车控制单元通信连接；

所述供电电缆包括充电电缆和RS485总线电缆，所述充电电缆用于向电动车供电，RS485总线电缆用于供电接口器与供电车控制单元之间的通信连接。

所述供电接口器包括供电电缆连接装置、电动车行驶参数检测装置和供电接口器控制单元，所述供电电缆连接装置与电动车供电接口连接，所述电动车行驶参数检测装置与供电接口器控制单元的输入端口连接，用于检测的电动车行驶中的行驶参数并发送给供电接口器控制单元，所述供电接口器控制单元通过RS485总线与供电车控制单元通信连接，用于向供电车控制单元发送电动车行驶参数。

所述的电动车行驶参数包括速度、加速度和左右偏移度。

所述集电器采用集电刷或集电弓，通过滑接供电导线或导轨引入电网电源。

本实用新型所达到的有益效果：(1)能推动电动车供电接口的标准化。轨道式自主移动电动车供电装置是对社会开放的供电系统，只要符合对应供电接口就可以使用，能推动电动车供电接口的标准化；

(2)减少电动车因充电操作而等待的时间。电动车在行驶中同时能充电，大幅度减少因充电操作而等待的时间，特别是采用供电接口对接自动化操作，全部工作可以由系统自动完成，电动车在进入轨道式自主移动电动车供电装置后就可以自动获得供电服务。如果大功率、高效的无线供电技术获得突破，则只需要在供电臂上增加无线供电装置就可以实现伴随行驶无线供电，就不需要因充电操作而等待的时间。

(3)解决了电动车行驶距离有限的问题。通过本实用新型提供的一种轨道式自主移动电动车供电装置，电动车进入轨道式自主移动电动车供电装置后，在行驶中同时能获得电网电源，可以长距离行驶，解决了电动车行驶距离有限的问题，有利于电动车的广泛使用，减少大气污染。

附图说明

图1为本实用新型中轨道式自主移动电动车供电装置结构原理图；

图2为本实用新型中轨道式移动供电车的结构原理图；

图3为本实用新型中供电臂的结构原理图；

图4为本实用新型中供电接口器的结构原理图；

图5为本实用新型的应用系统结构原理图。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型的轨道式自主移动电动车供电装置包括轨道式移动供电车、供电臂、供电电缆和供电接口器，供电接口器安装在供电电缆末端，供电电缆固定在供电臂上，供电臂安装在轨道式移动供电车上，轨道式移动供电车安装在轨道上，沿着轨道行驶。供电电缆通过供电接口器连接电动车的供电接口。本实施例的轨道可以采用单轨、双轨等方式，可以悬吊在高空中，也可以铺设在地面或高架桥上。

如图2所示，轨道式移动供电车包括卫星定位装置、集电器、轨道车、轨道车驱动装置、电源装置和供电车控制单元。集电器安装在轨道车上，用于引入由接触网电网电源；供电车控制单元通过RS485总线分别与轨道车驱动器、供电臂和供电接口器通信连接；卫星定位装置与供电车控制单元的输入端口连接；供电车控制单元通过通信装置与电动车供电控制中心通信连接；轨道车由行走车轮和车体构成，由轨道车驱动装置驱动沿轨道移动；轨道车驱动装置通过RS485总线接收供电车控制单元的控制命令，驱动轨道式移动供电车按照要求的移动方向、速度和加速度沿轨道移动；电源模块把通过轨道车上集电器引入的电网电源变换为轨道式移动供电车、输电臂和供电接口器各部分需要的电源。

卫星定位装置采用GPS或北斗定位系统，对轨道式移动供电车定位，获得位置数据，并发送给供电车控制单元，供电车控制单元向电动车供电控制中心发送轨道式移动供电车的位置数据，接收电动车供电控制中心对轨道式移动供电车的调度命令，通过RS485总线向轨道车驱动装置发送轨道车移动控制命令，向供电接口器发送供电连接和供电断开命令，向供电臂发送供电臂电缆收放和左右偏移控制命令，接收供电接口器发送的电动车行驶参数。

供电电缆包括充电电缆和RS485总线电缆，充电电缆用于向电动车供电，RS485总线电缆用于供电接口器与供电车控制单元的通信连接。

如图3所示，供电臂包括供电电缆控制装置和供电电缆支撑装置，供电电缆控制装置固定在供电电缆支撑装置上，供电电缆控制装置通过RS485总线与供电车控制单元通信连接。

供电电缆控制装置用于接收供电车控制单元的命令，控制供电电缆的自动收放以及控制供电电缆的左右偏移，在电动车启动、加速、减速及停止时，伴随行驶的轨道式移动供电车能有一定的滞后反应时间，同时，电动车在行驶中左右偏移时，随着供电电缆的左右偏移，保持电动车与轨道式移动供电车的同步行驶。供电电缆支撑装置用于固定和支撑供电电缆以及供电电缆控制装置，方便供电接口器与电动车供电接口连接。

如图4所示，供电接口器包括供电电缆连接装置、电动车行驶参数检测装置和供电接口器控制单元，供电电缆连接装置与电动车供电接口连接，电动车行驶参数检测装置与供电接口器控制单元的输入端口连接，用于检测的电动车行驶中的行驶参数并发送给供电接口器控制单元，行驶参数，包括速度、加速度和左右偏移度，供电接口器控制单元通过RS485总线与供电车控制单元通信连接，用于向供电车控制单元发送电动车行驶参数。

如图5中所示，本实用新型的轨道式自主移动电动车供电装置应用于的轨道式接触网电动车供电系统中，轨道式接触网供电系统包括供电站、电动车供电控制中心、接触网和轨道。电动车进入轨道式自主移动电动车供电装置服务区后，通过下面的步骤获得供电服务：

(1)供电服务请求

电动车驾驶员通过智能终端等方式向电动车供电控制中心发送供电服务请求，供电服务请求中包括位置信息，电动车供电控制中心对供电服务请求进行处理后反馈处理结果；

(2)调度轨道式移动供电车

电动车供电控制中心调度轨道式移动供电车向电动车位置处移动，接入电动车供电控制中心的智能终端不断向电动车供电控制中心报告电动车目前行驶速度和位置，轨道式移动供电车也不断向电动车供电控制中心报告目前行驶速度和位置，电动车供电控制中心根据轨道式移动供电车和电动车的当前位置，不断向智能终端反馈轨道式移动供电车目前距离电动车的距离和行驶速度；

(3)供电连接

通过电动车供电控制中心的调度，轨道式移动供电车与电动车移动到同一位置，由驾驶员手动或者自动通过供电臂把供电接口器与电动车供电接口连接；

(4)对电动车伴随供电

轨道式移动供电车建立与电动车的供电连接后，当电动车行驶时，供电接口器中的电动车行驶参数检测装置把电动车行驶参数通过RS485总线发送给轨道式移动供电车的供电控制单元，供电控制单元通过RS485总线向轨道车驱动装置和供电臂发送控制命令，轨道车驱动装置驱动轨道车与电动车一起行驶，同时对电动车供电，供电臂也跟随电动车收放供电电缆和左右偏移移动，确保电动车与轨道车同步行驶；

(5)供电服务结束

电动车供电服务需要结束时，电动车驾驶员通过智能终端向供电控制单元发出供电服务结束请求，电动车供电控制中心接收到供电服务结束请求后向轨道式移动供电车发送断开供电连接命令，轨道式移动供电车的供电车控制单元通过RS485总线向供电接口器的供电接口器控制单元发送供电断开命令，电接口器控制单元控制供电电缆连接装置自动断开与电动车的连接。驾驶员也可以停下车，通过手动方式把供电接口器与电动车的连接断开。

本实用新型的供电装置能在电动车行驶过程中为其充电，大幅度减少因充电操作而等待的时间，特别是采用供电接口对接自动化操作，全部工作可以由系统自动完成，电动车在进入轨道式自主移动电动车供电装置后就可以自动获得供电服务。如果大功率、高效的无线供电技术获得突破，则只需要在供电臂上增加无线供电装置就可以实现伴随行驶无线供电，就不需要因充电操作而等待的时间。

Claims (6)

1.一种轨道式自主移动电动车供电装置，其特征在于，装置包括轨道式移动供电车、供电臂、供电电缆和供电接口器，供电臂安装在轨道式移动供电车上，供电电缆固定在供电臂上，供电接口器安装在供电电缆末端，所述供电电缆通过供电接口器连接电动车的供电接口。 

2.根据权利要求1所述的一种轨道式自主移动电动车供电装置，其特征在于所述轨道式移动供电车包括卫星定位装置、集电器、轨道车、轨道车驱动装置、电源装置和供电车控制单元，所述集电器安装在轨道车上，用于引入由接触网供电的电网电源，所述电源装置把轨道车上集电器引入的电网电源变换为轨道式移动供电车、输电臂和供电接口器各部分需要的电源，所述供电车控制单元通过RS485总线分别与轨道车驱动装置、供电臂和供电接口器通信连接，所述卫星定位装置与供电车控制单元的输入端口连接，所述供电控制单元通过通信装置与电动车供电控制中心通信连接。 

3.根据权利要求1所述的一种轨道式自主移动电动车供电装置，其特征在于所述供电臂包括供电电缆控制装置和供电电缆支撑装置，所述供电电缆控制装置固定在供电电缆支撑装置上，所述供电电缆控制装置控制供电电缆的收放和左右偏移，所述供电电缆控制装置通过RS485总线与供电车控制单元通信连接。 

4.根据权利要求1所述的一种轨道式自主移动电动车供电装置，其特征在于所述供电电缆包括充电电缆和RS485总线电缆，所述充电电缆用于向电动车供电，RS485总线电缆用于供电接口器与供电车控制单元之间的通信连接。 

5.根据权利要求1所述的一种轨道式自主移动电动车供电装置，其特征在于所述供电接口器包括供电电缆连接装置、电动车行驶参数检测装置和供电接口器控制单元，所述供电电缆连接装置与电动车供电接口连接，所述电动车行驶参数检测装置与供电接口器控制单元的输入端口连接，用于检测的电动车行驶中的行驶参数并发送给供电接口器控制单元，所述供电接口器控制单元通过RS485总线与供电车控制单元通信连接，用于向供电车控制单元发送电动车行驶参数。 

6.根据权利要求2所述的一种轨道式自主移动电动车供电装置，其特征在于所述集电器采用集电刷或集电弓，通过滑接供电导线或导轨引入电网电源。