專利名稱：受電式多能源汽車的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
受電式多能源汽車
1 扶術(shù)領(lǐng)域
本實(shí)用新型屬于汽車技術(shù)領(lǐng)域和電力驅(qū)動技術(shù)領(lǐng)域.特別涉及雙能源汽車和電動汽車.
背景技術(shù)：
為了降低汽車排放的污染物，改善溫室效應(yīng)，提高對人類環(huán)境的保護(hù)，許多汽車制造廠 致力于開發(fā)內(nèi)燃機(jī)/蓄電池驅(qū)動的雙能源汽車(以下簡稱為"雙源車")和各型電池驅(qū)動的電 動汽車(以下簡稱為"電動車")。
目前的雙源車由于蓄電池蓄電量有限，以致用電行駛的里程也有限；對它補(bǔ)充電能，除 采用再生制動技術(shù)回收部分動能外，從根本上看，仍需要用燃油來轉(zhuǎn)換電能。
目前各型電動車所采用的各型電池，其中傳統(tǒng)蓄電池的蓄電量/單位質(zhì)量的比值不夠高， 而且壽命也不夠長，維護(hù)的成本高，妨礙了這項(xiàng)技術(shù)的迅速推廣。各種新型電池(如燃料電 池、氫電池等)，**1術(shù)^*:雖好，但成本高，壽命短；有些電池裝置體積大，或安全方面不 理想，尚未達(dá)到經(jīng)濟(jì)實(shí)用的階段。根據(jù)從事這類技術(shù)專家的估計(jì)，還需要較長時間的研究改 進(jìn).
依靠發(fā)電廠供電的電動車輛(如電力鐵道、地鐵、輕軌和無軌電車)已有近百年的歷史， 已具有成熟的技術(shù)經(jīng)驗(yàn).
當(dāng)前，大氣污染問趙嚴(yán)重.最嚴(yán)重、最難對付的污染源是汽車，尤其是小轎車。除了改 善發(fā)動機(jī)的排污指標(biāo)外，降低燃油消耗應(yīng)是jfM^施。
本實(shí)用新型提供了一整套由發(fā)電廠向雙源車和電動車供電的技術(shù)方案，制成"受電式多 能源汽車"(以下簡稱為"多源車")，來克服以上指出的問題。
發(fā)明內(nèi)容
3.1本實(shí)用新型旨在使雙源車減少用油，減少廢氣排放，改善環(huán)境保護(hù)；同時使電動車增 加行駛里程，促進(jìn)綠色交通工具早日成熟、加速推廣。為此采用受電裝置和架空觸線裝置滑 動接觸取電的方式使用發(fā)電廠的電能來驅(qū)動這兩種車輛。
3. 2要解決的技術(shù)問題
3.2.1觸線高度受《公路法》的規(guī)定， 一般不能低于5米；而轎車的髙度較低，因此受 電桿的長度會很長。同時，車輛行駛中會在車道上左右移動、超車、轉(zhuǎn)彎、上下坡道和轉(zhuǎn)入
其他itj洛，受電裝置應(yīng)能滿;ui些要求。
3.2.2轎車不長，而車頂更短，當(dāng)駕駛?cè)擞脙?nèi)燃機(jī)或電池驅(qū)動車輛時，受電裝置要能縮 短擱放在車頂上，不影響行車安全，
3.2.3受電裝置在車輛離速行駛中搭線或離線要有足夠強(qiáng)度，保證可靠、安全和方便。 3.2.4現(xiàn)代的雙源車和電動車，其動力系統(tǒng)沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，多源車應(yīng)當(dāng)滿足這項(xiàng)需要。 3.2.5多源車使用發(fā)電廠的電能，要付電費(fèi)，要確保正確可靠。觸線上有很多車輛同時 在用電，付費(fèi)和收費(fèi)的辦法應(yīng)簡單易行、便于管理、方便可靠。
3. 3技術(shù)方案本實(shí)用新型的目的通過下列技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)。
3.3.1為了使雙源車和電動車增加由發(fā)電廠獲取電能來驅(qū)動車輛，本實(shí)用新型采用了架 空觸線裝置來傳輸電能和車輛上的受電裝置來接收電能。
3.3.2沿車輛行駛的主干道和高速公路架設(shè)架空觸線。發(fā)電廠的電能經(jīng)過變電站送到觸 線上。觸線采用八字形導(dǎo)電金屬條，便利自動搭線。
3.3.3雙源車和電動車車頂上安裝受電裝置，在車內(nèi)駕駛面板上裝設(shè)"受電裝置控制
器"'按照駕駛?cè)说男枰椭噶?，在?guī)定的行駛條件下，使受電裝置上的受電桿自動##或離 開觸線，從而取得電能，送到車上原有的動力系統(tǒng)內(nèi)驅(qū)動車輛，并向車上蓄電池充電。
3. 3. 4本實(shí)用新型采取受電桿在底座上能升降高度和左右擺動，滿足牟輛搭線和左右變 換車道的需要。
3.3.5為了在不需要用車外能源驅(qū)動時，保證行車安全，本實(shí)用新型采用受電桿可伸縮 的結(jié)構(gòu)；不用時可以縮短，安穩(wěn)地?cái)R放在車頂上。
3.3.6本實(shí)用新型采取電費(fèi)卡來支付電費(fèi)。為此建立了一整套電費(fèi)收取/支付系統(tǒng)，采 用微波通訊方式，管理、記錄電費(fèi)數(shù)據(jù)。
3.4有益效果
3.4.1近年雙源車和電動車正在大力推廣。電驅(qū)動技術(shù)已經(jīng)成熟。其優(yōu)越性(特別是環(huán) 保效益和節(jié)能效益)已為大眾所了解。只因各型電池的壽命不長，有些電池成本高，影響了 這兩類車型的推廣。本實(shí)用新型僅在這兩類車頂上加裝受電裝置，車內(nèi)加裝控制器和電費(fèi)器， 不影響原有的動力電路系統(tǒng)，所以改裝方便(車輛出廠前，加裝到新車上方便；改裝到已在 行駛的老車上也方便)，便能使雙源車大量減少用油，電動車大力增加行駛里程。從而有利于 這兩類車型的推廣。
3.4.2由于轎車占全國汽車數(shù)量的比重很大，它的燃油消耗量占全國燃料消耗量的比重 很高。按照駕駛?cè)说牧?xí)慣，喜歡盡量選擇主千道和高速公路行駛。就車輛本身來說，本實(shí)用 新型采用發(fā)電廠的電能驅(qū)動車輛，并對車上的蓄電池充電、保持充滿狀態(tài).當(dāng)不用車外電能 時，可用電池驅(qū)動；電池的能量不足時，才用內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動。因此可把燃油消耗量減到很低。 只要雙源車和觸線的普及率提高，就能顯著降低全國汽車的燃油消耗量，從而快速降低廢氣 的排放，提高車輛的動力性能，改善環(huán)境保護(hù)。
3.4.3本實(shí)用新型得到推廣后，把⑩爭治的汽車廢氣污染轉(zhuǎn)移到發(fā)電廠集中排放，便 容易集中處理。對國家來說，本實(shí)用新型不失為既經(jīng)濟(jì)又能快速推廣，能提早達(dá)到治理大氣 污染效果的手段.
3.4.4只要駕期LA備足了電費(fèi)卡，本實(shí)用新型就能為多源車提供無限量的電能。因此可 以降低車上蓄電池的儲備容量，并降低成本，
3.4.5雖然架空裝置的投資較高，但其經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)保38U^足以補(bǔ)償。這方面可由各國 的地鐵、輕軌、電氣鐵道和無軌電車的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)來評估。
3.4.6小轎車可以采用本實(shí)用新型，所以其他中、大型的雙源車和電動車更能采用本實(shí) 用新型，其推廣面更大。
3.4.7如果本實(shí)用新型的架空裝置覆蓋面擴(kuò)大，可以衍生出僅在架空網(wǎng)范圍內(nèi)行駛、不 需要動力電池的電動車，即新型的無軌電車.
3.4.8就汽車的iUl遠(yuǎn)景來看，必將被電動汽車所取代.本實(shí)用新型是一種過渡措施。 只要電動汽車沒有達(dá)到經(jīng)濟(jì)實(shí)用的成熟階段，本實(shí)用新型就更顯得其技術(shù)上切實(shí)可行，容易 達(dá)到經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)保效益的優(yōu)點(diǎn)，有實(shí)施的必要。即使電動汽車達(dá)到成熟階段，因其動力電 池?cái)y帶的電能有限，本實(shí)用新型仍有存在的空間。 4附田說明
4.1附困共3幅，共2頁，是本實(shí)用新型一種實(shí)施例的示意圖。 4.2困l是本實(shí)用新型的"完整概念示意圖"。
4.3困2是本實(shí)用新型的"架空裝置結(jié)構(gòu)示意圖"，對


圖1中觸線的懸吊方式加以補(bǔ)充說明。
44.4困3為"電費(fèi)收取/支付系統(tǒng)、電費(fèi)管理器和電費(fèi)管理記錄設(shè)備示意圖"。它顯示了各 部分之間的關(guān)系以及電費(fèi)器和電管設(shè)備內(nèi)部結(jié)構(gòu)的主要環(huán)節(jié)，
4.5為M混淆，本附困釆取同一種部件或設(shè)備，只使用一個標(biāo)號。即受電桿〖18]多源車電費(fèi)卡售卡機(jī)[A]電力公司受電桿(擱放狀)[19]大功率開關(guān)器件[B]發(fā)電廠電能計(jì)量單元[c〗道路中心線回正虹[21〗變壓單元[D]隔離帶
4〗底座[22]整流單元[E]第l車道受電頭[23]微城制[F]第2車道擱架[24]電費(fèi)卡讀寫[G〗第3車道
m石墨塊[25〗微波收發(fā)[H]車上驅(qū)動用的電池受電裝里控制器[271申請用電編碼路系統(tǒng)供電指令校驗(yàn)用電記錄存儲按編碼尋址供電指令編碼按車號與電費(fèi)卡號存儲各車用電記錄存儲車號檔案存儲
具體實(shí)施方式
5.1本實(shí)用新型的技術(shù)結(jié)構(gòu)和各部件關(guān)系如附圖所示。
5.2受電裝置由受電桿(1)、升降缸(2)、回正缸(3)、底座(4)、受電頭(5)和 擱架(6)等設(shè)備組成。
5.2.1受電桿(1)采用多節(jié)的桿狀結(jié)構(gòu)，由多節(jié)可伸縮金屬氣釭構(gòu)成?？寇嚿蠅嚎s 空氣把活塞推出而伸長；活塞縮進(jìn)而縮短。受電桿的底端安M底座(4)上。底座允許受電桿 可以升降高度和左右擺動，以滿足超車和變換車道的需要。受電桿頂端裝有受電頭(5),主 要由T型絕緣柄和左右兩端的石墨塊(7)構(gòu)成，與觸線滑動接觸，把電能引入車內(nèi)。
5.2.2升降缸(2)由活塞式氣釭構(gòu)成，由車上壓縮空氣操縱使受電桿升降?；钊?出時，受電桿升高，使受電頭搭上觸線；活塞縮進(jìn)時，受電桿下降，離開觸線，并擱放在車 頂?shù)臄R架(6)上，
5.2.3回正缸(3)由活塞式氣釭構(gòu)成，由壓縮空氣操縱。使受電軒在離線后回正到車 輛中心線上，有利于超車、重新自動搭線和安全行車。
5.3受電裝置控剩器(8)裝設(shè)在駕駛面板上。其上設(shè)有搮縱按鈕、指示元件、
監(jiān)測元件等。駕駛?cè)嗽诟咚傩旭傊型╥t^目關(guān)的按鈕發(fā)出指令，由 1#縱三個汽缸(1、 2、 3)協(xié)調(diào)動作，達(dá)到使受電桿伸縮、升降和回正，以滿足自動搭線、自動離線、受電運(yùn)行、超車 和轉(zhuǎn)入發(fā)動機(jī)或電池驅(qū)動的需要。
5.4架空觸線裝置由架空觸線(9)(以下簡稱為"觸線")、電桿(IO)、懸吊件(ll) 和變電站(12 )組成，如困2所示。
5.4.1觸線由方便自動搭線的"八"字形導(dǎo)電金屬條構(gòu)成，具有足夠的機(jī)械強(qiáng)度和 耐磨性與導(dǎo)電性。觸線沿主千道和高速公^lt設(shè)；用電桿(10)和懸吊件(11)架設(shè)，如圖 2所示。架設(shè)離度符合公路法的規(guī)定。
5.4.2電力公司U)按技術(shù)規(guī)程許可的距離設(shè)置變電站(12)(近代電氣鐵道有把 變電站裝i殳在架空電桿上)，4a發(fā)電廠(B)的電能送上觸線。電能的形式，現(xiàn)代已多采用單相 交流電(有些場合仍用直流電)。電壓按照車上原用的電壓制式和^Nt，經(jīng)變壓單元(21)、 整流單元(22),送入車輛上原有的動力電路系統(tǒng)(1)。
5.5電費(fèi)Hfc^L/支付系統(tǒng)由電費(fèi)管理記錄設(shè)備(16)(以下簡稱為"電管設(shè)備")、電 費(fèi)管理器(13)(以下簡稱為"電費(fèi)器")、微波天線(14)(發(fā)射/接收同功)、電費(fèi)信息采集 器U5)，多源車電費(fèi)卡(17)(以下簡稱為"電費(fèi)卡")和多源車電費(fèi)卡售卡機(jī)(18)組成。 其結(jié)構(gòu)和各部件的關(guān)系如圖3所示。
5. 5.1本實(shí)用新型采用電費(fèi)卡付費(fèi)辦法。即由駕駛?cè)讼螂娏局付ǖ氖劭c(diǎn)內(nèi)"多 源車電費(fèi)卡售卡機(jī)"購買電費(fèi)卡，插入車上的電費(fèi)器。
5. 5. 2電管設(shè)備(16 )安裝在電力公司內(nèi)，它管理并記錄每輛多源車的用電情況， 由微機(jī)控制(23).主要單元有微波收發(fā)(25)、按編碼尋址(30)、合法性校驗(yàn)(31 )、供 電指令編碼(32)、按車號與電費(fèi)卡號存儲(33)、各車用電記錄存儲(34)、電費(fèi)卡檔案存儲 (35 )及車號檔案存儲(36 )等。
5.5.3電費(fèi)器(13)安裝在駕駛室內(nèi)，它具有控制用電、自動付費(fèi)功能。由主電路 和控制電路兩部分組成，主電路的主要單元有大功率開關(guān)器件(19)、電能計(jì)量單元(20)、 變壓單元(21)、和整流單元(22)等 控制電路由微機(jī)控制(23)，主要單元有電費(fèi)卡讀 寫(24)、微波收發(fā)(25)、電壓檢測(26)、申請用電編碼(27)、供電指令校驗(yàn)(28 )和用 電記錄存儲(29)等。當(dāng)電費(fèi)卡插入電費(fèi)器并且受電頭(5)接觸架空觸線(9)后，電能進(jìn)入 電費(fèi)器。電費(fèi)器的電壓檢測單元收到電壓信號，便立即向電力公司發(fā)出"申請用電編碼信號"。 電管設(shè)備收到倌號并校驗(yàn)合格后，便向該車發(fā)出"供電指令"。電費(fèi)器接到指令后，便開通大 功率開關(guān)器件，進(jìn)行供電，電費(fèi)器也可以采用密碼方式來開通大功率開關(guān)器件。電能計(jì)量單元 開始統(tǒng)計(jì)和記錄用電數(shù)據(jù)，并折算成電費(fèi)在電費(fèi)卡中扣除。當(dāng)電費(fèi)快扣完時，電費(fèi)器提前發(fā) 出"提示信號"提醒駕駛?cè)藫Q用新卡。如果駕駛?cè)瞬荒軗Q上新卡，當(dāng)電費(fèi)扣完后，電費(fèi)器便 自動切斷開關(guān)，停止供電，并將此狀況通知電管設(shè)備記錄保存。當(dāng)駕駛?cè)税l(fā)出降桿指令并脫 離觸線后，電費(fèi)器便立即存儲當(dāng)時的用電狀況數(shù)據(jù)，并通知電管設(shè)備加以記錄并保存。多源 車的用電信息和電管設(shè)備的記錄管理信息，都是通過觸線沿途的"電費(fèi)信息采集器"(15 )(以 下簡稱為"采集器")靠微波天線(14)傳輸溝通的。
6以上實(shí)施例僅是用來說明本實(shí)用新型，而并非用作為對本實(shí)用新型的限定.只要在本實(shí)用 新型的實(shí)廣情況范圍內(nèi)，對以上實(shí)施例的變化、變形都將落在本實(shí)用新型的權(quán)利要求書范圍內(nèi).
權(quán)利要求1. 一種受電式多能源汽車，包括在雙能源汽車或電動汽車車頂上加裝的受電裝置、車內(nèi)加裝的受電裝置控制器(8)和電費(fèi)管理器(13)；在道路上架設(shè)的架空觸線裝置(9)；沿架空觸線架設(shè)的電費(fèi)信息采集器(15)；采用電費(fèi)收取/支付系統(tǒng)，在電力公司內(nèi)設(shè)置的電費(fèi)管理記錄設(shè)備(16)；其特征在于除車輛靠本來具有的發(fā)動機(jī)驅(qū)動和蓄電池(或電池)/電動機(jī)驅(qū)動外，還可以通過受電裝置和架空觸線滑動接觸取電方式，利用發(fā)電廠的電能來驅(qū)動車輛；并采用電費(fèi)卡方式支付電費(fèi)；所述的受電裝置，它的受電桿(1)采用多節(jié)桿狀結(jié)構(gòu)，長度可以伸縮；受電桿頂部有受電頭(5)，主要由T型絕緣柄和左右兩端的石墨塊(7)構(gòu)成；受電桿底部安裝在底座(4)上，使受電桿可以升降高度、左右擺動并回正到車輛中線上，以便汽車在高速行駛中，根據(jù)駕駛?cè)说闹噶钅茏詣哟罱雍兔撾x架空觸線(9)從而獲取車外電能，直接驅(qū)動汽車，并對蓄電池(H)充電。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的受電式多能源汽車，其特征在于所迷的架空觸線裝置，其觸線(9 ) 是"八"字形導(dǎo)電金屬條結(jié)構(gòu)，可以實(shí)現(xiàn)在車輛高速行駛中讓受電桿安全可靠地自動搭線， 并傳送發(fā)電廠的電能向車輛供電。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的受電式多能源汽車，其特征在于所述的電費(fèi)收取/支付系統(tǒng)，由 電費(fèi)管理器(13)、電費(fèi)管理記錄設(shè)備(16)和電費(fèi)信息采集器(15)組成，為所述的電 費(fèi)卡(17 )提供支付電費(fèi)的手段，使駕駛?cè)伺c電力公司之間支付和收取電費(fèi)的手續(xù)方便可 靠。
專利摘要受電式多能源汽車是一種為雙能源汽車和電動汽車提供由發(fā)電廠供電的方法所形成的新型車輛，用來降低燃料消耗，延長行駛里程，改善環(huán)境保護(hù)。在道路上架設(shè)架空觸線。發(fā)電廠把電能送到架空觸線上。車頂上安裝受電裝置。其受電桿可以伸縮長度、升降高度，能在車輛高速行駛中自動搭接或脫離架空觸線以獲取電能。駕駛?cè)送ㄟ^受電裝置控制器操縱受電桿。當(dāng)它搭上觸線后，電能沿桿上的電線進(jìn)入電費(fèi)管理器，再接到車上原有的動力電路內(nèi)，實(shí)現(xiàn)用車外電能驅(qū)動車輛，并對蓄電池充電。本專利采用“電費(fèi)卡”支付電費(fèi)。電力公司設(shè)有“電費(fèi)管理記錄設(shè)備”，通過微波控制車上的電費(fèi)管理器，管理/記錄車輛用電情況，并在電費(fèi)卡內(nèi)扣除電費(fèi)。
文檔編號B60L5/18GK201268234SQ20082005481
公開日2009年7月8日 申請日期2008年1月17日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月17日
發(fā)明者楊鈞泰 申請人:楊鈞泰