一種自主移動(dòng)式電動(dòng)車供電系統(tǒng)及其供電方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種自主移動(dòng)式電動(dòng)車供電系統(tǒng)及其供電方法，該供電系統(tǒng)包括網(wǎng)絡(luò)控制中心、軌道式接觸網(wǎng)供電系統(tǒng)、軌道式移動(dòng)供電車和供電控制終端。由軌道式接觸網(wǎng)供電系統(tǒng)引入電網(wǎng)電源，驅(qū)動(dòng)軌道式移動(dòng)供電車自主沿著軌道移動(dòng)。通過電動(dòng)車上的供電控制終端向網(wǎng)絡(luò)控制中心申請供電服務(wù)，由網(wǎng)絡(luò)控制中心調(diào)度軌道式移動(dòng)供電車移動(dòng)到電動(dòng)車同一位置，軌道式移動(dòng)供電車通過供電控制終端監(jiān)控電動(dòng)車行駛參數(shù)，伴隨電動(dòng)車行駛并對電動(dòng)車充電。該系統(tǒng)能滿足電動(dòng)車長距離行駛供電需要，不需要停下專門等待充電，邊行駛邊充電。解決了現(xiàn)有電動(dòng)車充電樁存在的充電地點(diǎn)固定，充電時(shí)電動(dòng)車無法行駛，等待時(shí)間長的問題。
【專利說明】—種自主移動(dòng)式電動(dòng)車供電系統(tǒng)及其供電方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種自主移動(dòng)式電動(dòng)車供電系統(tǒng)，是一種包括接觸網(wǎng)供電技術(shù)、電力驅(qū)動(dòng)技術(shù)、衛(wèi)星定位技術(shù)、無線通信技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)，特別適用于對電動(dòng)車長距離移動(dòng)式供電，包括自主移動(dòng)式電動(dòng)車供電系統(tǒng)和自主移動(dòng)式供電方法。

【背景技術(shù)】
[0002]無軌電車在一些城市公共交通中有大量的運(yùn)行，無軌電車的電力是通過一對架空電纜，經(jīng)車頂上的集電桿供電取得。無軌電車供電系統(tǒng)接觸網(wǎng)只供公交封閉使用，不對社會(huì)公共電車使用。社會(huì)上大眾使用的電動(dòng)車隨著技術(shù)的進(jìn)步也開始獲得越來越多的使用，不過需要建設(shè)專門的固定充電樁來充電。電動(dòng)車的行駛距離受到電池容量的限制，而無軌電車行駛距離只受到供電系統(tǒng)接觸網(wǎng)鋪設(shè)的限制，如果有長距離的接觸網(wǎng)，則無軌電車可以長距離行駛。新型的無軌電車同時(shí)采用電池，成為雙動(dòng)源無軌電車，在有接觸網(wǎng)的地方采用接觸網(wǎng)供電，同時(shí)對電池進(jìn)行充電，沒有接觸網(wǎng)的地方采用電池電力驅(qū)動(dòng)。
[0003]電動(dòng)車如果可以在需要充電的時(shí)候如同雙動(dòng)源無軌電車一樣采用接觸網(wǎng)充電，同時(shí)繼續(xù)行駛，則可以解決固定充電樁充電地點(diǎn)固定，充電時(shí)電動(dòng)車無法行駛，等待時(shí)間長的問題。如果固定充電樁能夠根據(jù)電動(dòng)車充電要求自主行駛到行駛中電動(dòng)車的位置，伴隨電動(dòng)車行駛并充電，則可以解決這個(gè)問題。
[0004]現(xiàn)有的接觸網(wǎng)供電系統(tǒng)如圖1所示,主要包括供電站、網(wǎng)絡(luò)控制中心和接觸網(wǎng)，若在接觸網(wǎng)下架設(shè)軌道，軌道上安裝可以沿軌道行駛的供電車，供電車上安裝集電器，就可以從接觸網(wǎng)引入電網(wǎng)電源。引入的電網(wǎng)電源一部分可以驅(qū)動(dòng)供電車實(shí)現(xiàn)自主移動(dòng)，另一部分電源可以通過供電電纜給電動(dòng)車供電，若供電車裝有衛(wèi)星定位和移動(dòng)通信裝置，則供電站網(wǎng)絡(luò)控制中心可以通過移動(dòng)通信調(diào)度供電車到指定的位置，供電車沿軌道能自主移動(dòng)并供電，可以稱為軌道式移動(dòng)供電車，把這種供電系統(tǒng)稱為自主移動(dòng)式供電系統(tǒng)。電動(dòng)車內(nèi)若安裝具有移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)接入和衛(wèi)星定位功能的供電控制終端，則電動(dòng)車駕駛員可以用供電控制終端通過移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)接入供電站網(wǎng)絡(luò)控制中心服務(wù)器，向服務(wù)器發(fā)送自己位置信息，則通過供電控制終端可以看到網(wǎng)絡(luò)控制中心服務(wù)器上各個(gè)位置的軌道式移動(dòng)供電車，包括電動(dòng)車所處位置附近的軌道式移動(dòng)供電車，通過供電控制終端可以向供電站網(wǎng)絡(luò)控制中心服務(wù)器發(fā)出供電服務(wù)請求，供電站網(wǎng)絡(luò)控制中心服務(wù)器根據(jù)供電系統(tǒng)中的軌道式移動(dòng)供電車資源分配一個(gè)軌道式移動(dòng)供電車，然后通過供電站網(wǎng)絡(luò)控制中心的公共移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)送調(diào)度命令給軌道式移動(dòng)供電車，軌道式移動(dòng)供電車基于接收到的調(diào)度命令向電動(dòng)車位置移動(dòng)，如果是軌道式移動(dòng)供電車在電動(dòng)車運(yùn)行方向的前方，則二者同時(shí)相向移動(dòng)，同時(shí)供電控制終端不斷向網(wǎng)絡(luò)控制中心報(bào)告自己位置和速度信息，如果軌道式移動(dòng)供電車在電動(dòng)車運(yùn)行方向的后方，則電動(dòng)車停下來等待軌道式移動(dòng)供電車。若軌道式移動(dòng)供電車與電動(dòng)車都安裝有近距離無線通信裝置，通信距離取決于軌道式移動(dòng)供電車與電動(dòng)車上衛(wèi)星定位裝置的定位精度，目前我國常用的GPS和北斗衛(wèi)星定位系統(tǒng)的水平定位精度為10米，則近距離無線通信裝置通信距離大于20米即可保證軌道式移動(dòng)供電車與電動(dòng)車建立有效的近距離無線通信，當(dāng)軌道式移動(dòng)供電車與電動(dòng)車互相移動(dòng)到近距離無線通信有效距離內(nèi)時(shí)，自動(dòng)建立軌道式移動(dòng)供電車與電動(dòng)車中供電控制終端之間的近距離無線通信連接，此時(shí)駕駛員可以通過供電控制終端的近距離無線通信來控制軌道式移動(dòng)供電車的移動(dòng)，當(dāng)二者到達(dá)同一位置后由駕駛員手動(dòng)或者自動(dòng)方式把軌道式移動(dòng)供電車伸出的供電電纜與電動(dòng)車供電接口連接，電動(dòng)車與接觸網(wǎng)電網(wǎng)電源建立電氣連接。若供電控制終端能把電動(dòng)車行駛中的速度、加速度、左右偏移度等信息實(shí)時(shí)傳輸給軌道式移動(dòng)供電車，則軌道式移動(dòng)供電車可以基于這些信息伴隨電動(dòng)車一起行駛，并持續(xù)對電動(dòng)車供電。電動(dòng)車通過軌道式移動(dòng)供電車獲得的電網(wǎng)電源一方面用來驅(qū)動(dòng)電動(dòng)車行駛，同時(shí)對電動(dòng)車電池進(jìn)行充電，充電完畢后通過供電控制終端向供電站網(wǎng)絡(luò)控制中心發(fā)出供電服務(wù)結(jié)束請求，或者直接通過近距離無線通信向軌道式移動(dòng)供電車發(fā)出供電服務(wù)結(jié)束請求，可以采用手動(dòng)或自動(dòng)方式斷開軌道式移動(dòng)供電車與電動(dòng)車的供電連接。
[0005]自主移動(dòng)式電動(dòng)車供電系統(tǒng)中的接觸網(wǎng)可以采用現(xiàn)有的無軌電車接觸網(wǎng)供電系統(tǒng)，如果軌道式移動(dòng)供電車移動(dòng)速度比較高，可以采用鐵路上的弓網(wǎng)接觸網(wǎng)通過軌道構(gòu)成電氣回路；軌道式移動(dòng)供電車的軌道可以采用單軌、雙軌等方式，可以懸吊在高空中，也可以鋪設(shè)在地面或高架橋上，這樣供電車的移動(dòng)與電動(dòng)車的移動(dòng)路徑保持相對的獨(dú)立，使電動(dòng)車可以有較大的左右偏移而又能保持接觸網(wǎng)的良好接觸，同時(shí)軌道也便于軌道式移動(dòng)供電車通過電力驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)自主移動(dòng)，伴隨電動(dòng)車行駛，更便于通過移動(dòng)通信技術(shù)和衛(wèi)星定位技術(shù)實(shí)現(xiàn)對軌道式移動(dòng)供電車的調(diào)度，滿足電動(dòng)車在不同位置的供電需要；軌道式移動(dòng)供電車應(yīng)該包括供電車、供電車驅(qū)動(dòng)裝置、確定位置的衛(wèi)星定位裝置、與供電站網(wǎng)絡(luò)中心通信的移動(dòng)通信裝置、與供電控制終端通信的近距離無線通信裝置、供電臂、供電臂驅(qū)動(dòng)裝置和電源裝置；電源裝置可以把集電器引入的電網(wǎng)電源變換為軌道式移動(dòng)供電車中各裝置需要的電源，衛(wèi)星定位裝置對軌道式移動(dòng)供電車定位，獲得位置數(shù)據(jù)，網(wǎng)絡(luò)控制中心基于位置數(shù)據(jù)確定軌道式移動(dòng)供電車的位置，移動(dòng)通信裝置基于公共移動(dòng)通信系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)供軌道式移動(dòng)供電車與網(wǎng)絡(luò)控制中心的移動(dòng)通信，近距離無線通信裝置基于近距離點(diǎn)對點(diǎn)通信技術(shù)，比如藍(lán)牙、Zigbee和WiFi等技術(shù)，建立軌道式移動(dòng)供電車與供電控制終端之間的近距離點(diǎn)對點(diǎn)通信，供電車驅(qū)動(dòng)裝置基于通過移動(dòng)通信裝置和近距離無線通信裝置接收到的控制命令，驅(qū)動(dòng)軌道式移動(dòng)供電車行駛；電動(dòng)車啟動(dòng)、加速、減速及停止時(shí)，軌道式移動(dòng)供電車應(yīng)該能同步移動(dòng)并保持，要求軌道式移動(dòng)供電車的供電臂中供電電纜在一定拉力下或在控制下能自動(dòng)收放，這樣伴隨行駛的軌道式移動(dòng)供電車能有一定的滯后反應(yīng)時(shí)間；電動(dòng)車在行駛中會(huì)左右偏移，供電臂中供電電纜也應(yīng)該在左右拉力下或在控制下左右偏移，這樣才能保持電動(dòng)車與軌道式移動(dòng)供電車的同步行駛。
[0006]基于前面的分析，供電控制終端應(yīng)該包括具有移動(dòng)通信、衛(wèi)星定位功能的智能終端部分和電動(dòng)車行駛參數(shù)檢測、近距離無線通信功能的控制終端部分，兩部分可以集成在一起實(shí)現(xiàn)，也可以采用分離方式:智能終端部分采用常見的智能手機(jī)、平板電腦等手持移動(dòng)終端，而控制終端部分可以嵌入到電動(dòng)車面板中。
[0007]電動(dòng)車應(yīng)該具有自主移動(dòng)式電動(dòng)車供電系統(tǒng)要求的供電接口標(biāo)準(zhǔn)，包括電氣標(biāo)準(zhǔn)和電纜連接接口標(biāo)準(zhǔn)，這樣才能通過電纜連接和供電。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的在于提供一種自主移動(dòng)式電動(dòng)車供電系統(tǒng)，該電動(dòng)車供電系統(tǒng)包括可自主移動(dòng)的軌道式移動(dòng)供電車，電動(dòng)車在進(jìn)入自主移動(dòng)式電動(dòng)車供電系統(tǒng)后，可以自動(dòng)獲得供電服務(wù)，而且電動(dòng)車能在行駛的過程中同時(shí)充電，大幅度減少因充電操作而等待的時(shí)間，用以解決現(xiàn)有電動(dòng)車的充電樁存在的充電地點(diǎn)固定，充電時(shí)電動(dòng)車無法行駛，等待時(shí)間長的問題。
[0009]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的方案是:一種自主移動(dòng)式電動(dòng)車供電系統(tǒng)，包括網(wǎng)絡(luò)控制中心、軌道式接觸網(wǎng)供電系統(tǒng)、軌道式移動(dòng)供電車和供電控制終端；
[0010]所述的軌道式移動(dòng)供電車安裝在軌道式接觸網(wǎng)供電系統(tǒng)的軌道上，沿著軌道移動(dòng)，供電控制終端安裝在電動(dòng)車上；
[0011]根據(jù)本發(fā)明所述的自主移動(dòng)式電動(dòng)車供電系統(tǒng)，進(jìn)一步地，所述網(wǎng)絡(luò)控制中心由服務(wù)器和移動(dòng)通信系統(tǒng)組成，網(wǎng)絡(luò)控制中心通過移動(dòng)通信系統(tǒng)與供電控制終端和軌道式移動(dòng)供電車進(jìn)行通信，完成軌道式移動(dòng)供電車的調(diào)度和對電動(dòng)車的供電服務(wù)；
[0012]根據(jù)本發(fā)明所述的自主移動(dòng)式電動(dòng)車供電系統(tǒng)，進(jìn)一步地，所述軌道式接觸網(wǎng)供電系統(tǒng)由供電站、接觸網(wǎng)和軌道組成，構(gòu)成接觸網(wǎng)供電系統(tǒng)，同時(shí)軌道用于軌道式移動(dòng)供電車的移動(dòng)軌道；
[0013]根據(jù)本發(fā)明所述的自主移動(dòng)式電動(dòng)車供電系統(tǒng)，進(jìn)一步地，所述軌道式移動(dòng)供電車包括供電車控制單元、集電器、供電車電源裝置、供電車驅(qū)動(dòng)裝置、供電臂驅(qū)動(dòng)裝置和供電車衛(wèi)星定位裝置，所述的集電器與接觸網(wǎng)連接，所述供電車電源裝置與集電器連接，輸出供電車所需的各種電源，所述供電車驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)供電車移動(dòng)，所述供電臂驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)供電臂供電電纜的收放和偏移，所述供電車控制單元的控制輸出端與供電車驅(qū)動(dòng)裝置以及供電臂驅(qū)動(dòng)裝置連接，用于控制軌道式移動(dòng)供電車沿軌道移動(dòng)，以及控制供電臂供電電纜的收放和偏移，所述的供電車衛(wèi)星定位裝置與供電車控制單元的信號輸入端口連接，用于接收軌道式移動(dòng)供電車的位置信息，所述供電車控制單元的通信端口與網(wǎng)絡(luò)控制中心通信連接，用于接受網(wǎng)絡(luò)控制中心對軌道式移動(dòng)供電車的調(diào)度，所述供電車控制單元的通信端口還與終端控制單元的通信端口通信連接，用于接收電動(dòng)車的行駛參數(shù)信息、位置信息及控制命令，以控制軌道式移動(dòng)供電車的精確移動(dòng)。
[0014]根據(jù)本發(fā)明所述的自主移動(dòng)式電動(dòng)車供電系統(tǒng)，進(jìn)一步地，所述集電器采用集電刷或集電弓，通過滑接供電導(dǎo)線或?qū)к壱腚娋W(wǎng)電源。
[0015]根據(jù)本發(fā)明所述的自主移動(dòng)式電動(dòng)車供電系統(tǒng)，進(jìn)一步地，所述的軌道式移動(dòng)供電車包括供電車移動(dòng)通信裝置和供電車近距離無線通信裝置，所述供電車控制單元通過供電車移動(dòng)通信裝置與網(wǎng)絡(luò)控制中心通信連接，所述供電車控制單元通過供電車近距離無線通信裝置與終端控制單元點(diǎn)對點(diǎn)通信連接。
[0016]根據(jù)本發(fā)明所述的電動(dòng)車供電系統(tǒng)，進(jìn)一步地，所述供電控制終端包括電動(dòng)車行駛參數(shù)檢測裝置、終端控制單元，終端衛(wèi)星定位裝置和終端電源裝置，所述終端控制單元的通信端口與網(wǎng)絡(luò)控制中心通信連接，用于向網(wǎng)絡(luò)控制中心發(fā)出供電服務(wù)請求，所述終端控制單元的信號輸入端口與電動(dòng)車行駛參數(shù)檢測裝置和終端衛(wèi)星定位裝置連接，用于接收電動(dòng)車的行駛參數(shù)信息以及位置信息，所述終端控制單元的通信端口還與供電車控制單元的通信端口通信連接，用于發(fā)送電動(dòng)車的行駛參數(shù)信息、位置信息及控制命令給供電車控制單元，以控制軌道式移動(dòng)供電車的精確移動(dòng)，所述終端電源裝置提供終端需要的電源。
[0017]根據(jù)本發(fā)明所述的電動(dòng)車供電系統(tǒng)，進(jìn)一步地，所述供電控制終端包括終端移動(dòng)通信裝置和終端近距離無線通信裝置，所述終端控制單元通過終端移動(dòng)通信裝置與網(wǎng)絡(luò)控制中心通信連接；所述終端控制單元終端通過終端近距離無線通信裝置與供電車控制單元點(diǎn)對點(diǎn)通信連接。
[0018]根據(jù)本發(fā)明所述的電動(dòng)車供電系統(tǒng)，進(jìn)一步地，所述電動(dòng)車行駛參數(shù)信息包括電動(dòng)車行駛速度、加速度和左右偏移度。
[0019]根據(jù)本發(fā)明所述的電動(dòng)車供電系統(tǒng)，進(jìn)一步地，所述供電控制終端包括手持式和車載式。
[0020]本發(fā)明的目的還在于提供一種自主移動(dòng)式電動(dòng)車供電方法，電動(dòng)車通過向網(wǎng)絡(luò)控制中心發(fā)送供電請求，網(wǎng)絡(luò)控制中心通過調(diào)度可自主移動(dòng)的軌道式移動(dòng)供電車為電動(dòng)車供電，使電動(dòng)車能在行駛的過程中同時(shí)充電，大幅度減少因充電操作而等待的時(shí)間，用以解決現(xiàn)有電動(dòng)車的充電樁因充電地點(diǎn)固定，充電時(shí)電動(dòng)車無法行駛，等待時(shí)間長的問題。
[0021]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的方案是:一種自主移動(dòng)式電動(dòng)車供電方法，包括下列步驟:
[0022]步驟一:移動(dòng)供電服務(wù)請求
[0023]通過供電控制終端向網(wǎng)絡(luò)控制中心發(fā)送移動(dòng)供電服務(wù)請求，網(wǎng)絡(luò)控制中心對移動(dòng)供電服務(wù)請求進(jìn)行處理，并反饋處理結(jié)果；
[0024]步驟二:遠(yuǎn)距離調(diào)度軌道式移動(dòng)供電車
[0025]網(wǎng)絡(luò)控制中心調(diào)度軌道式移動(dòng)供電車向電動(dòng)車位置處行駛，供電控制終端實(shí)時(shí)向網(wǎng)絡(luò)中心報(bào)告電動(dòng)車目前行駛速度和位置，軌道式移動(dòng)供電車實(shí)時(shí)向網(wǎng)絡(luò)中心報(bào)告目前行駛速度和位置，網(wǎng)絡(luò)控制中心實(shí)時(shí)向供電控制終端反饋軌道式移動(dòng)供電車的行駛速度以及與電動(dòng)車的距離；
[0026]步驟三:近距離精確調(diào)度軌道式移動(dòng)供電車
[0027]供電控制終端與軌道式移動(dòng)供電車互相移動(dòng)到近距離無線通信有效距離內(nèi)時(shí)，自動(dòng)建立近距離無線通信，駕駛員通過供電控制終端來控制軌道式移動(dòng)供電車的精確移動(dòng)；
[0028]步驟四:軌道式移動(dòng)供電車伴隨電動(dòng)車行駛中移動(dòng)供電
[0029]當(dāng)軌道式移動(dòng)供電車與電動(dòng)車到達(dá)同一位置后，由駕駛員手動(dòng)或者自動(dòng)方式，建立軌道式移動(dòng)供電車與電動(dòng)車的供電電氣連接，同時(shí)軌道式移動(dòng)供電車伴隨電動(dòng)車同步行駛，在行駛中同時(shí)對電動(dòng)車移動(dòng)供電；
[0030]步驟五:移動(dòng)供電服務(wù)結(jié)束
[0031]通過供電控制終端發(fā)出供電服務(wù)結(jié)束請求，由供電車控制單元斷開軌道式移動(dòng)供電車對電動(dòng)車的供電，同時(shí)通過手動(dòng)或自動(dòng)方式斷開軌道式移動(dòng)供電車與電動(dòng)車的供電電氣連接。
[0032]根據(jù)本發(fā)明所述的方法，所述的步驟二進(jìn)一步包括:供電控制終端向網(wǎng)絡(luò)控制中心實(shí)時(shí)發(fā)送電動(dòng)車的位置信息和速度信息，如果軌道式移動(dòng)供電車在電動(dòng)車運(yùn)行方向的前方，則網(wǎng)絡(luò)控制中心控制電動(dòng)車和軌道式移動(dòng)供電車同時(shí)相向行駛，如果軌道式移動(dòng)供電車在電動(dòng)車運(yùn)行方向的后方，則網(wǎng)絡(luò)控制中心控制電動(dòng)車停下來等待軌道式移動(dòng)供電車。
[0033]根據(jù)本發(fā)明所述的方法，所述的步驟五進(jìn)一步包括:供電控制終端發(fā)出供電服務(wù)結(jié)束請求，方式一是通過終端移動(dòng)通信裝置向網(wǎng)絡(luò)控制中心發(fā)送供電服務(wù)結(jié)束請求，再由網(wǎng)絡(luò)控制中心向軌道式移動(dòng)供電車發(fā)送供電服務(wù)結(jié)束命令，方式二是通過終端近距離無線通信裝置直接向供電車控制單元發(fā)送供電服務(wù)結(jié)束請求。
[0034]本發(fā)明所達(dá)到的有益效果:
[0035](I)減少電動(dòng)車因充電操作而等待的時(shí)間。電動(dòng)車在行駛中同時(shí)能充電，大幅度減少因充電操作而等待的時(shí)間，特別是采用供電接口對接自動(dòng)化操作，則全部工作可以由系統(tǒng)自動(dòng)完成，電動(dòng)車在進(jìn)入自主移動(dòng)式電動(dòng)車供電系統(tǒng)后就可以自動(dòng)獲得供電服務(wù)；如果大功率、高效的無線供電技術(shù)獲得突破，則只需要在軌道式移動(dòng)供電車上增加無線供電裝置就可以實(shí)現(xiàn)伴隨行駛無線供電，就不需要因充電操作而等待的時(shí)間；
[0036](2)解決了電動(dòng)車行駛距離有限的問題。通過本發(fā)明提供的一種自主移動(dòng)式電動(dòng)車供電系統(tǒng)，電動(dòng)車進(jìn)入自主移動(dòng)式電動(dòng)車供電系統(tǒng)后，在行駛中同時(shí)能獲得電網(wǎng)電源，可以長距離行駛，解決了電動(dòng)車行駛距離有限的問題，有利于電動(dòng)車的廣泛使用，減少大氣污染；
[0037](3)提高了電動(dòng)車供電的網(wǎng)絡(luò)化。本發(fā)明提供的一種自主移動(dòng)式電動(dòng)車供電系統(tǒng)由網(wǎng)絡(luò)控制中心通過公共移動(dòng)通信實(shí)現(xiàn)調(diào)度，軌道也可以形成網(wǎng)絡(luò)，不同的自主移動(dòng)式電動(dòng)車供電系統(tǒng)很容易構(gòu)成一個(gè)更大的自主移動(dòng)式電動(dòng)車供電系統(tǒng)，也可以實(shí)現(xiàn)全國范圍的自主移動(dòng)式電動(dòng)車供電系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò),構(gòu)建類似一個(gè)高速公路網(wǎng)絡(luò)的自主移動(dòng)式電動(dòng)車供電系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)；
[0038](4)能推動(dòng)電動(dòng)車供電接口的標(biāo)準(zhǔn)化。自主移動(dòng)式電動(dòng)車供電系統(tǒng)是對社會(huì)開放的供電系統(tǒng)，只要符合對應(yīng)供電接口就可以使用，能推動(dòng)電動(dòng)車供電接口的標(biāo)準(zhǔn)化。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0039]圖1為本發(fā)明的系統(tǒng)原理圖；
[0040]圖2為本發(fā)明中軌道式移動(dòng)供電車的電路原理圖；
[0041]圖3為本發(fā)明中供電控制終端的電路原理圖。

【具體實(shí)施方式】
[0042]下面結(jié)合附圖對發(fā)明作進(jìn)一步地詳細(xì)說明。
[0043]本發(fā)明的自主移動(dòng)式電動(dòng)車供電系統(tǒng)實(shí)施例:
[0044]如圖1所示，本發(fā)明的供電系統(tǒng)包括網(wǎng)絡(luò)控制中心、軌道式接觸網(wǎng)供電系統(tǒng)、軌道式移動(dòng)供電車和供電控制終端。供電控制終端安裝在電動(dòng)車上，軌道式接觸網(wǎng)供電系統(tǒng)由供電站、接觸網(wǎng)和軌道組成，網(wǎng)絡(luò)控制中心由服務(wù)器和移動(dòng)通信系統(tǒng)組成。
[0045]網(wǎng)絡(luò)控制中心通過移動(dòng)通信系統(tǒng)與供電控制終端及軌道式移動(dòng)供電車進(jìn)行通信，供電控制終端向網(wǎng)絡(luò)控制中心發(fā)送供電請求，網(wǎng)絡(luò)控制中心根據(jù)接收到的供電請求對軌道式移動(dòng)供電車進(jìn)行調(diào)度。軌道式移動(dòng)供電車沿軌道行駛，由接觸網(wǎng)引入的電網(wǎng)電源驅(qū)動(dòng)，通過移動(dòng)通信系統(tǒng)接受網(wǎng)絡(luò)控制中心的調(diào)度，根據(jù)調(diào)度沿著軌道自主移動(dòng)，并與供電控制終端通信，控制軌道式移動(dòng)供電車與電動(dòng)車建立供電電氣連接，并可以在電動(dòng)車行駛過程中充電。軌道用作軌道式移動(dòng)供電車的移動(dòng)軌道，同時(shí)也可以作為供電接觸網(wǎng)電網(wǎng)電源的回路，可以采用單軌、雙軌等方式，可以懸吊在高空中，也可以鋪設(shè)在地面或高架橋上。供電控制終端包括手持式和車載式兩種類型，具備向供電站網(wǎng)絡(luò)控制中心發(fā)出供電服務(wù)請求、控制軌道式移動(dòng)供電車精確移動(dòng)和檢測電動(dòng)車行駛參數(shù)并向軌道式移動(dòng)供電車報(bào)告的功能。電動(dòng)車具有自主移動(dòng)式電動(dòng)車供電系統(tǒng)要求的供電接口標(biāo)準(zhǔn)，包括電氣標(biāo)準(zhǔn)和電纜連接接口標(biāo)準(zhǔn)。
[0046]如圖2所示，本發(fā)明的軌道式移動(dòng)供電車車包括供電車控制單元、集電器、供電車電源裝置、供電車驅(qū)動(dòng)裝置、供電臂驅(qū)動(dòng)裝置和供電車衛(wèi)星定位裝置。集電器采用集電刷或集電弓，通過滑接供電導(dǎo)線或?qū)к壱腚娋W(wǎng)電源，供電車電源裝置與集電器連接，輸出供電車所需的各種電源，供電車驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)供電車移動(dòng)，供電臂驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)供電臂供電電纜的收放和偏移，供電車控制單元的控制輸出端與供電車驅(qū)動(dòng)裝置以及供電臂驅(qū)動(dòng)裝置連接，用于控制軌道式移動(dòng)供電車沿軌道移動(dòng)，以及控制供電臂供電電纜的收放和偏移，供電車衛(wèi)星定位裝置與供電車控制單元的信號輸入端口連接，用于接收軌道式移動(dòng)供電車的位置信息，可以采用GPS或北斗衛(wèi)星定位裝置，供電車控制單元通過供電車移動(dòng)通信裝置與網(wǎng)絡(luò)控制中心通信連接，供電車控制單元通過供電車近距離無線通信裝置與終端控制單元之間建立點(diǎn)對點(diǎn)通信連接。
[0047]如圖3所示，供電控制終端包括終端電源裝置、終端控制單元、終端衛(wèi)星定位裝置、終端移動(dòng)通信裝置、終端近距離無線通信裝置和電動(dòng)車行駛參數(shù)檢測裝置。終端電源裝置把從電動(dòng)車的電源或者電池電源變換為供電控制終端中各裝置需要的電源。終端衛(wèi)星定位裝置對安裝供電控制終端的電動(dòng)車定位，通過終端移動(dòng)通信裝置把電動(dòng)車的位置信息發(fā)送給網(wǎng)絡(luò)控制中心，網(wǎng)絡(luò)控制中心基于電動(dòng)車位置以及軌道式移動(dòng)供電車的位置來調(diào)度軌道式移動(dòng)供電車。終端移動(dòng)通信裝置基于公共移動(dòng)通信系統(tǒng)，用于供電控制終端與網(wǎng)絡(luò)控制中心的移動(dòng)通信。終端近距離無線通信裝置用于建立供電控制終端與供電車控制單元之間的近距離點(diǎn)對點(diǎn)通信。電動(dòng)車行駛參數(shù)檢測裝置用于檢測軌道式移動(dòng)供電車伴隨電動(dòng)車行駛時(shí)需要的控制參數(shù)，主要包括電動(dòng)車行駛速度、加速度和左右偏移度。
[0048]工作過程如下:
[0049]符合供電接口標(biāo)準(zhǔn)的電動(dòng)車進(jìn)入自主移動(dòng)式電動(dòng)車供電系統(tǒng)，電動(dòng)車駕駛員通過供電控制終端接入自王移動(dòng)式電動(dòng)車供電系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)控制中心服務(wù)器，向網(wǎng)絡(luò)控制中心服務(wù)器發(fā)出供電服務(wù)請求，網(wǎng)絡(luò)控制中心服務(wù)器根據(jù)系統(tǒng)中的軌道式移動(dòng)供電車資源分配一個(gè)軌道式移動(dòng)供電車，然后通過移動(dòng)通信系統(tǒng)發(fā)送控制命令給軌道式移動(dòng)供電車，供電車控制單元控制軌道式移動(dòng)供電車向電動(dòng)車位置移動(dòng)。
[0050]如果是軌道式移動(dòng)供電車在電動(dòng)車運(yùn)行方向的前方，則二者同時(shí)相向行駛，供電控制終端實(shí)時(shí)向網(wǎng)絡(luò)控制中心報(bào)告自己位置和速度信息，如果軌道式移動(dòng)供電車在電動(dòng)車運(yùn)行方向的后方，則電動(dòng)車停下來等待軌道式移動(dòng)供電車。
[0051]當(dāng)軌道式移動(dòng)供電車與電動(dòng)車互相移動(dòng)到近距離無線通信有效距離內(nèi)時(shí)，自動(dòng)建立軌道式移動(dòng)供電車與電動(dòng)車供電控制終端的近距離無線通信連接，此時(shí)駕駛員通過供電控制終端來控制軌道式移動(dòng)供電車的移動(dòng)，當(dāng)二者到達(dá)同一位置后由駕駛員手動(dòng)或者自動(dòng)方式，通過軌道式移動(dòng)供電車對電動(dòng)車供電。
[0052]供電控制終端把電動(dòng)車行駛中的速度、加速度、左右偏移度等信息實(shí)時(shí)傳輸給供電車控制單元，供電車控制單元基于這些信息控制軌道式移動(dòng)供電車伴隨電動(dòng)車一起行駛，并持續(xù)對電動(dòng)車供電。
[0053]電動(dòng)車通過軌道式移動(dòng)供電車獲得的電網(wǎng)電源一方面用來驅(qū)動(dòng)電動(dòng)車行駛，同時(shí)對電動(dòng)車電池進(jìn)行充電，充電完畢后通過供電控制終端發(fā)出供電服務(wù)結(jié)束請求，由供電車控制單元斷開軌道式移動(dòng)供電車對電動(dòng)車的供電，同時(shí)通過手動(dòng)或自動(dòng)方式斷開軌道式移動(dòng)供電車與電動(dòng)車的供電電氣連接，電動(dòng)車可以繼續(xù)行駛。
[0054]本發(fā)明的自主移動(dòng)式電動(dòng)車供電系統(tǒng)的供電方法實(shí)施例:
[0055]具體實(shí)施過程如下:
[0056]符合供電接口標(biāo)準(zhǔn)的電動(dòng)車進(jìn)入自主移動(dòng)式電動(dòng)車供電系統(tǒng)，電動(dòng)車駕駛員通過供電控制終端接入移動(dòng)式供電系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)控制中心服務(wù)器，向網(wǎng)絡(luò)控制中心服務(wù)器發(fā)出供電服務(wù)請求，網(wǎng)絡(luò)控制中心服務(wù)器根據(jù)系統(tǒng)中的軌道式移動(dòng)供電車資源分配一個(gè)軌道式移動(dòng)供電車，然后通過無線移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)送控制命令給軌道式移動(dòng)供電車，供電車控制單元控制軌道式移動(dòng)供電車向電動(dòng)車位置移動(dòng)。
[0057]如果是軌道式移動(dòng)供電車在電動(dòng)車運(yùn)行方向的前方，則二者同時(shí)相向行駛，供電控制終端實(shí)時(shí)向網(wǎng)絡(luò)控制中心報(bào)告自己位置和速度信息，如果軌道式移動(dòng)供電車在電動(dòng)車運(yùn)行方向的后方，則電動(dòng)車停下來等待軌道式移動(dòng)供電車。
[0058]當(dāng)軌道式移動(dòng)供電車與電動(dòng)車互相移動(dòng)到近距離無線通信有效距離內(nèi)時(shí)，自動(dòng)建立軌道式移動(dòng)供電車與電動(dòng)車供電控制終端的近距離無線通信連接，此時(shí)駕駛員通過供電控制終端來控制軌道式移動(dòng)供電車的移動(dòng)，當(dāng)二者到達(dá)同一位置后由駕駛員手動(dòng)或者自動(dòng)方式，實(shí)現(xiàn)軌道式移動(dòng)供電車與電動(dòng)車的供電電氣連接，對電動(dòng)車供電。
[0059]供電控制終端把電動(dòng)車行駛中的速度、加速度、左右偏移度等信息實(shí)時(shí)傳輸給供電車控制單元，供電車控制單元基于這些信息控制軌道式移動(dòng)供電車伴隨電動(dòng)車一起行駛，并持續(xù)對電動(dòng)車供電。
[0060]電動(dòng)車通過軌道式移動(dòng)供電車獲得的電網(wǎng)電源一方面用來驅(qū)動(dòng)電動(dòng)車行駛，同時(shí)對電動(dòng)車電池進(jìn)行充電，充電完畢后通過供電控制終端發(fā)出供電服務(wù)結(jié)束請求，供電車控制單元控制斷開軌道式移動(dòng)供電車對電動(dòng)車的供電，同時(shí)通過手動(dòng)或自動(dòng)方式斷開軌道式移動(dòng)供電車與電動(dòng)車的供電電氣連接。
[0061 ] 本發(fā)明的供電系統(tǒng)能使電動(dòng)車在行駛中充電，大幅度減少因充電操作而等待的時(shí)間，特別是采用供電接口對接自動(dòng)化操作，則全部工作可以由系統(tǒng)自動(dòng)完成，電動(dòng)車在進(jìn)入自主移動(dòng)式電動(dòng)車供電系統(tǒng)后就可以自動(dòng)獲得供電服務(wù)；如果大功率、高效的無線供電技術(shù)獲得突破，則只需要在軌道式移動(dòng)供電車上增加無線供電裝置就可以實(shí)現(xiàn)伴隨行駛無線供電，就不需要因充電操作而等待的時(shí)間。
【權(quán)利要求】
1.一種自主移動(dòng)式電動(dòng)車供電系統(tǒng)，其特征在于系統(tǒng)包括網(wǎng)絡(luò)控制中心、軌道式接觸網(wǎng)供電系統(tǒng)、軌道式移動(dòng)供電車和供電控制終端； 所述的軌道式移動(dòng)供電車安裝在軌道式接觸網(wǎng)供電系統(tǒng)的軌道上，沿著軌道移動(dòng)，供電控制終端安裝在于電動(dòng)車上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自主移動(dòng)式電動(dòng)車供電系統(tǒng)，其特征在于所述網(wǎng)絡(luò)控制中心由服務(wù)器和移動(dòng)通信系統(tǒng)組成，網(wǎng)絡(luò)控制中心通過移動(dòng)通信系統(tǒng)與供電控制終端和軌道式移動(dòng)供電車進(jìn)行通信，完成軌道式移動(dòng)供電車的調(diào)度和供電服務(wù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自主移動(dòng)式電動(dòng)車供電系統(tǒng)，其特征在于所述軌道式接觸網(wǎng)供電系統(tǒng)由供電站、接觸網(wǎng)和軌道組成，構(gòu)成接觸網(wǎng)供電系統(tǒng)，同時(shí)軌道用于軌道式移動(dòng)供電車的移動(dòng)軌道。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自主移動(dòng)式電動(dòng)車供電系統(tǒng)，其特征在于所述軌道式移動(dòng)供電車包括供電車控制單元、集電器、供電車電源裝置、供電車驅(qū)動(dòng)裝置、供電臂驅(qū)動(dòng)裝置和供電車衛(wèi)星定位裝置，所述的集電器與接觸網(wǎng)連接，所述供電車電源裝置與集電器連接，輸出供電車所需的各種電源，所述供電車驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)供電車移動(dòng)，所述供電臂驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)供電臂供電電纜的收放和偏移，所述供電車控制單元的控制輸出端與供電車驅(qū)動(dòng)裝置以及供電臂驅(qū)動(dòng)裝置連接，用于控制軌道式移動(dòng)供電車沿軌道移動(dòng)，以及控制供電臂供電電纜的收放和偏移，所述的供電車衛(wèi)星定位裝置與供電車控制單元的信號輸入端口連接，用于接收軌道式移動(dòng)供電車的位置信息，所述供電車控制單元的通信端口與網(wǎng)絡(luò)控制中心通信連接，用于接受網(wǎng)絡(luò)控制中心對軌道式移動(dòng)供電車的調(diào)度，所述供電車控制單元的通信端口還與終端控制單元的通信端口通信連接，用于接收電動(dòng)車的行駛參數(shù)信息、位置信息及控制命令，以控制軌道式移動(dòng)供電車的精確移動(dòng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自主移動(dòng)式電動(dòng)車供電系統(tǒng)，其特征在于所述集電器采用集電刷或集電弓，通過滑接供電導(dǎo)線或?qū)к壱腚娋W(wǎng)電源。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自主移動(dòng)式電動(dòng)車供電系統(tǒng)，其特征在于所述的軌道式移動(dòng)供電車包括供電車移動(dòng)通信裝置和供電車近距離無線通信裝置，所述供電車控制單元通過移動(dòng)通信裝置與網(wǎng)絡(luò)控制中心通信連接，所述供電車控制單元通過供電車近距離無線通信裝置與終端控制單元點(diǎn)對點(diǎn)通信連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自主移動(dòng)式電動(dòng)車供電系統(tǒng)，其特征在于所述供電控制終端包括電動(dòng)車行駛參數(shù)檢測裝置、終端控制單元，終端衛(wèi)星定位裝置，終端電源裝置，所述終端控制單元的通信端口與網(wǎng)絡(luò)控制中心通信連接，用于向網(wǎng)絡(luò)控制中心發(fā)出供電服務(wù)請求，所述終端控制單元的信號輸入端口與電動(dòng)車行駛參數(shù)檢測裝置和終端衛(wèi)星定位裝置連接，用于接收電動(dòng)車的行駛參數(shù)信息以及位置信息，所述終端控制單元的通信端口還與供電車控制單元的通信端口通信連接，用于發(fā)送電動(dòng)車的行駛參數(shù)信息、位置信息及控制命令給供電車控制單元，以控制軌道式移動(dòng)供電車的精確移動(dòng)，所述終端電源裝置提供終端需要的電源。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自主移動(dòng)式電動(dòng)車供電系統(tǒng)，其特征在于所述供電控制終端包括終端移動(dòng)通信裝置和終端近距離無線通信裝置，所述終端控制單元通過終端移動(dòng)通信裝置與網(wǎng)絡(luò)控制中心通信連接；所述終端控制單元終端通過近距離無線通信裝置與供電車控制單元點(diǎn)對點(diǎn)通信連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自主移動(dòng)式電動(dòng)車供電系統(tǒng)，其特征在于所述電動(dòng)車行駛參數(shù)信息包括電動(dòng)車行駛速度、加速度和左右偏移度。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自主移動(dòng)式電動(dòng)車供電系統(tǒng)，其特征在于所述供電控制終端包括手持式和車載式。
11.一種采用如權(quán)利要求1所述供電系統(tǒng)的自主移動(dòng)式供電方法，包括下列步驟: 步驟一:移動(dòng)供電服務(wù)請求 通過供電控制終端向網(wǎng)絡(luò)控制中心發(fā)送移動(dòng)供電服務(wù)請求，網(wǎng)絡(luò)控制中心對移動(dòng)供電服務(wù)請求進(jìn)行處理，并反饋處理結(jié)果； 步驟二:遠(yuǎn)距離調(diào)度軌道式移動(dòng)供電車 網(wǎng)絡(luò)控制中心調(diào)度軌道式移動(dòng)供電車向電動(dòng)車位置處行駛，供電控制終端實(shí)時(shí)向網(wǎng)絡(luò)控制中心報(bào)告電動(dòng)車目前行駛速度和位置，軌道式移動(dòng)供電車實(shí)時(shí)向網(wǎng)絡(luò)中心報(bào)告目前行駛速度和位置，網(wǎng)絡(luò)控制中心實(shí)時(shí)向供電控制終端反饋軌道式移動(dòng)供電車的行駛速度以及與電動(dòng)車的距離； 步驟三:近距離精確調(diào)度軌道式移動(dòng)供電車 供電控制終端與軌道式移動(dòng)供電車互相移動(dòng)到近距離無線通信有效距離內(nèi)時(shí)，自動(dòng)建立近距離無線通信，駕駛員通過供電控制終端來控制軌道式移動(dòng)供電車的精確移動(dòng)；步驟四:軌道式移動(dòng)供電車伴隨電動(dòng)車行駛中移動(dòng)供電 當(dāng)軌道式移動(dòng)供電車與電動(dòng)車到達(dá)同一位置后，由駕駛員手動(dòng)或者自動(dòng)方式，建立軌道式移動(dòng)供電車與電動(dòng)車的供電電氣連接，同時(shí)軌道式移動(dòng)供電車伴隨電動(dòng)車同步行駛，在行駛中同時(shí)對電動(dòng)車移動(dòng)供電； 步驟五:移動(dòng)供電服務(wù)結(jié)束 通過供電控制終端發(fā)出供電服務(wù)結(jié)束請求，由供電車控制單元斷開軌道式移動(dòng)供電車對電動(dòng)車的供電，同時(shí)通過手動(dòng)或自動(dòng)方式斷開軌道式移動(dòng)供電車與電動(dòng)車的供電電氣連接。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的自主移動(dòng)式供電方法，其特征在于所述的步驟二進(jìn)一步包括: 供電控制終端向網(wǎng)絡(luò)控制中心實(shí)時(shí)發(fā)送電動(dòng)車的位置信息和速度信息，如果軌道式移動(dòng)供電車在電動(dòng)車運(yùn)行方向的前方，則網(wǎng)絡(luò)控制中心控制電動(dòng)車和軌道式移動(dòng)供電車同時(shí)相向行駛，如果軌道式移動(dòng)供電車在電動(dòng)車運(yùn)行方向的后方，則網(wǎng)絡(luò)控制中心控制電動(dòng)車停下來等待軌道式移動(dòng)供電車。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的自主移動(dòng)式供電方法，其特征在于所述的步驟五進(jìn)一步包括:供電控制終端發(fā)出供電服務(wù)結(jié)束請求，方式一是通過終端移動(dòng)通信裝置向網(wǎng)絡(luò)控制中心發(fā)送供電服務(wù)結(jié)束請求，再由網(wǎng)絡(luò)控制中心向軌道式移動(dòng)供電車發(fā)送供電服務(wù)結(jié)束命令，方式二是通過終端近距離無線通信裝置直接向供電車控制單元發(fā)送供電服務(wù)結(jié)束請求。
【文檔編號】G08C17/02GK104192017SQ201410405063
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年8月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月18日
【發(fā)明者】孫繼平, 郭建昌 申請人:中國礦業(yè)大學(xué)(北京)