專利名稱：為電動汽車提供電力的護欄式供電線路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及供電線路，特別是涉及一種為在道路上行駛的電動汽車提供充電
或/及行駛電力的護欄式供電線路。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的無軌電車的車頂上安裝有集電桿(或受電弓、集電弓)，依靠架設(shè)在道路上方的架空電纜(觸線網(wǎng))提供電力來行駛，其缺點是電纜架設(shè)成本高、線路布局困難，在道路上方架設(shè)的電纜也會成為一種視覺污染，而且電車的機動性差，只能沿著道路上方架設(shè)有電纜的路線行駛，后面的電車不能超越前面的電車。為了解決傳統(tǒng)無軌電車的上述缺點，有多種新型電動公交車采用了依靠車載電源提供驅(qū)動電力并在站點停車充電的方式來運行。例如，中國專利公報公開了一種"超級電容快速充電公交電車"(申請?zhí)柺?00510030610. 7，公開號CN1751910A)，這種超級電容快速充電公交電車使用超級電容器(超級電容器組)來儲存電能，在車頂安裝有受電弓(或集電桿)，在其行駛路線上的站點的空中設(shè)置有充電電源觸線。該公交電車在站點停車上下乘客時，會自動升起受電弓搭到車體上方的充電電源觸線上來給車上的超級電容器充電，這樣便無需在整條行駛線路上都架設(shè)供電線路，車輛行駛的機動性也能滿足使用要求。這種超級電容快速充電公交電車的缺點是，需要在站點停車充電，哪怕該站點沒有一個乘客上下車也要停車充電，而且要停夠幾十秒( 一般為30秒左右，而乘客的停車等候心理承受時間一般為20秒)，以保證充電時間；多輛公交車同時進站時，要等待前面的車子開走后，后面的超級電容公交車才能開到充電位置充電；這種站點式的充電站，只能為經(jīng)過該站點的超級電容公交車充電，其它電動汽車是無法使用的(因為其它電動汽車不能開到該站點，否則會影響到超級電容公交車的正常運營；使用超級電容器儲存電能的小汽車因為車身高度不夠，也無法使用該站點上高掛的充電電源觸線來充電)，這就造成了充電站點的使用效率不高而導(dǎo)致整個系統(tǒng)成本高的不足。相類似的技術(shù)還有，中國專利"間歇性供電式電動車輛系統(tǒng)"(申請?zhí)?00720139394. 4，公開號CN201086641Y)公開了一種利用設(shè)置在公交車?？空军c及起步加速路段的供電線來給電動公交車充電以及提供起步加速電力的技術(shù)，其缺點同樣是該供電線只能為特定線路的電動公交車所用，其它的電動汽車如電動出租車、私家車等則無法利用(因為非公交車不能停在公交車?？康恼军c充電)，另外公交車在站點?？繒r只能停很短的時間，這樣就可能無法保證有足夠的時間來給車載電源充電。如果只是極少量的公共汽車和小汽車使用電力驅(qū)動，而數(shù)量龐大的出租車、私家車、公務(wù)車、公共汽車、小貨車等仍然使用傳統(tǒng)燃料(如汽油、柴油)，這對于節(jié)能減排和改善空氣質(zhì)量來說并不能起到多少實質(zhì)性的作用。

發(fā)明內(nèi)容為了解決現(xiàn)有電動汽車外部供電線路(為電動汽車提供充電或/及行駛電力的供電線路)和充電站點的上述不足，本實用新型的目的是提供一種護欄式的供電線路來為從旁邊行駛經(jīng)過的電動汽車提供充電或/及行駛電力，使電動汽車在充電路段能夠邊行駛邊充電。 本實用新型實現(xiàn)其目的所采用的技術(shù)方案是，在車輛能夠正常行駛的車道的側(cè)邊(而不是公交車在途中公交站點停車上下客時所占用車道的側(cè)邊)設(shè)置供電線路，供電線路包括充電電源觸線、護欄板、立柱，充電電源觸線固定在護欄板上的槽位(也稱凹位)中，護欄板固定在立柱上，立柱則豎立并固定在地面或路基上；固定在護欄板槽位中的兩條充電電源觸線的位置關(guān)系是一條在上另一條在下，兩條充電電源觸線分別與為電動汽車提供充電或/及行駛電力的外部電源(充電電源或供電電源)的正負極、或火線零線、或兩條相線連接；充電電源觸線距離車道路面的垂直高度為20cm至150cm，每段供電線路的長度一般為20米至2000米。符合相關(guān)標準的電動汽車在行駛經(jīng)過設(shè)置有供電線路的充電路段時，可側(cè)向伸出集電桿(或受電弓)搭到充電電源觸線上獲取電力來給車載電源(如電池、超級電容器)充電或/及驅(qū)動車輛行駛。 本實用新型的積極效果是符合相關(guān)標準的各種類型的電動汽車(如超級電容公交車、超級電容出租車、私家車、客車、小貨車等)在經(jīng)過設(shè)置有本實用新型供電線路的充電路段時，都可以利用該供電線路來為車載電源充電或/及直接驅(qū)動車輛行駛。在道路網(wǎng)中合理設(shè)置這種供電線路后，電動汽車就可以不停車充電而長時間行駛，這對于推廣和普及零排放的純電動汽車將會起到巨大的促進作用。
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進一步說明。


圖1是本實用新型一個實施例的立體示意圖(圖中為了能看到護欄板槽位中的充電電源觸線，去掉了中間一段供電線路上的護欄板)。 圖2、圖3是
圖1實施例中沿A-A方向的兩個剖視示意圖(也就是本實用新型供電線路的橫截面示意圖)。 圖4、圖5是
圖1實施例中沿A-A方向的兩個剖視圖加上立柱的示意圖(也就是本實用新型供電線路的橫截面加上立柱的示意圖)。 圖6是本實用新型一個實施例的應(yīng)用效果示意圖(圖中為了能看到護欄板槽位中的充電電源觸線，去掉了中間一段供電線路上的護欄板)。 圖中1A、1B.充電電源觸線；2、2A、2B.護欄板；2C.前端護欄板；3.立柱；4A、4B.絕緣墊;5A、5B、5C、5D.鋼條；6.電動客車；7.電動轎車;8A、8B.集電桿。
具體實施方式參照
圖1 、圖6，本實用新型所述的為電動汽車提供充電或/及行駛電力的供電線路包括充電電源觸線[1A] [1B]、護欄板[2]、立柱[3]。充電電源觸線[1A] [1B]固定在護欄板[2]上的槽位中，護欄板[2]既對充電電源觸線[1A] [1B]起到保護作用，也可防止人們不小心碰到充電電源觸線[1A][1B]而觸電。護欄板[2]通過焊接、使用螺絲、鉚釘或卡位等方式固定在立柱[3]上，立柱[3]則固定于地面或路基上。充電電源觸線[1A] [1B]在電路上與為電動汽車提供充電或/及行駛電力的外部電源(充電電源或供電電源)連接，兩條充電電源觸線[1A][1B]分別與外部電源的正負極或火線零線或兩條相線連接，也就是為電動汽車提供充電或/及行駛電力的外部電源是通過充電電源觸線[1A][1B]來傳輸來電力，對電動汽車的車載電源(電池或超級電容器)進行充電或在充電的同時驅(qū)動電動汽車行駛的。充電電源觸線[1A][1B]所連接的外部電源為符合電動汽車充電或/及行駛要求的電源(例如380VX200A的直流電)。 參照圖2、圖3，充電電源觸線[1A][1B]被固定在護欄板[2]上的槽位中。充電電源觸線[1A][1B]的截面形狀可以是圓形的(也就是使用圓形的導(dǎo)線來作充電電源觸線)，如圖2中所示的充電電源觸線[1A][1B]，也可以是方形的(也就是使用方形的導(dǎo)線來作充電電源觸線)，如圖3中所示的充電電源觸線[1A] [1B]。 參照圖3，充電電源觸線[1A] [1B]與護欄板[2]之間可加墊絕緣墊[4A] [4B]，以避免充電電源觸線[1A][1B]上的電力傳導(dǎo)到護欄板[2]。 參照圖4、圖6，在護欄板[2]上充電電源觸線[1A] [1B]的兩側(cè)還可以放置鋼條(也可以是鋼板、鐵板、鐵條)[5A] [5B] [5C] [5D]，所放置的鋼條的寬度一般為10cm至50cm。鋼條[5A] [5B] [5C] [5D]所起的作用是與電動汽車[6] [7]集電桿[8A] [8B]外端的磁體產(chǎn)生吸力，使集電桿[8A] [8B]上的集電頭(或滑塊、滑板、滑輪、滑履)能夠以合適的壓力來緊壓到充電電源觸線[1A] [1B]上，從而保證集電桿[8A] [8B]上的集電頭與充電電源觸線 [1B]間的接觸良好。如果護欄板[2]本身就是使用鋼板或鐵板來做的，則不需要再放置鋼條[5A] [5B] [5C] [5D]。 參照圖4、圖5，護欄板[2]既可以是一個整體的，如圖4所示，也可以是上下分開的，如圖5[2A] [2B]。護欄板[2] [2A] [2B]中兩條充電電源觸線[1A] [1B]的位置關(guān)系是一條充電電源觸線[1A]在上，另一條充電電源觸線[1B]在下。護欄板[2] [2A] [2B]固定在立柱[3]上，立柱[3]則固定于車道側(cè)邊的地面或路基上。充電電源觸線[1A] [1B]距離車道路面的垂直高度[hl] [h2] —般在20cm至150cm，最好是在40cm至100cm之間。分布在不同路段的充電電源觸線[1A] [1B]距離車道路面的垂直高度[hl] [h2]最好都是一樣的，這樣符合相關(guān)標準的電動汽車在各充電路段都能使用這種供電線路提供的電力來充電或/及行駛。供電線路上對充電電源觸線[1A] [1B]起保護和承載作用的護欄板[2] [2A] [2B]一般使用塑鋼板(噴塑鋼板、浸塑鋼板)或鍍鋅鋼板來做，當然也可以是塑料型材、鋁型材等材料。 參照圖6，為電動汽車提供充電或/及行駛電力的供電線路設(shè)置在汽車可以正常行駛的車道的側(cè)邊(當然也包括兩邊道路之間的分隔欄)，這條側(cè)邊設(shè)置有供電線路可以對行駛經(jīng)過的電動汽車充電的車道簡稱充電車道。供電線路與車道邊緣線的距離一般為-100cm至200cm，也就是說供電線路既可以設(shè)置在車道上靠邊的位置，也可以設(shè)置在車道外側(cè)。電動汽車[6] [7]在行駛經(jīng)過充電車道或停在充電車道上時，如果需要對車載電源(電池或/及超級電容器)充電，電動汽車[6] [7]則側(cè)向伸出集電桿(或集電弓)[8A] [8B]來搭到充電電源觸線[1A][1B]上，這時外部電源的電力便通過充電電源觸線[1A][1B]和集電桿[8A] [8B]對車載電源進行充電。在充好電或電動汽車[6] [7]駛離充電車道后，集電桿[8A] [8B]與充電電源觸線[1A] [1B]分離，完成一次充電過程。為了使電動汽車[6] [7]在行駛進入充電路段(設(shè)置有供電線路可以對電動汽車充電的路段)上的充電車道時，集電桿[8A] [8B]上的集電頭能夠順利進入護欄板[2]上的槽位中以搭到充電電源觸線[1A] ，供電線路上的前端護欄板[2C]上的槽位入口最好是做成喇叭狀的(即八字形的)，另外前端護欄板[2C]還可以做成向車道外側(cè)彎曲的弧形，這樣即使電動汽車[6] [7]上的集 電桿[8A] [8B]在伸出后高度上略有偏差，集電頭也能在喇叭狀入口的引導(dǎo)下順利滑入到 護欄板[2]槽位中并搭到充電電源觸線[1A] [1B]上。 本實用新型護欄式供電線路每段的長度一般為20m至2000m，當然也可以更長。在 城市中這種供電線路一般設(shè)置在車輛行駛緩慢的路段(例如車輛擁擠路段、上坡路段)、經(jīng) 常塞車的路段以及交通路口處，這樣可以讓電動汽車在緩慢行駛時或在路口等待綠燈放行 時給車載電源(電池或超級電容器)充電。當然也可根據(jù)電動汽車的行駛需要按一定距離 來分布設(shè)置供電線路。在一條電動汽車行駛的路線上，相鄰供電線路間的間隔一般為3km 至10km，也就是現(xiàn)有超級電容公交車充一次電后所能行駛的路程。 本實用新型供電線路中的充電電源觸線[1A] [1B]還可以外接用于預(yù)先充電儲存 電能的超級電容器組(或超級電容器)，該超級電容器組的容量大于使用該供電線路運營 的超級電容公交車車載超級電容器組容量2倍或以上。外接超級電容器組后，外部電源隨 時對該超級電容器組進行充電，預(yù)先將電能儲存在該超級電容器組中。當電動汽車的集電 桿搭到充電電源觸線[1A] [1B]后，外接的超級電容器組(以及外部電源)即對電動汽車上 的車載電源(如超級電容器或超級電容器組)放電進行快速充電。由于超級電容器組的功 率密度高，先利用超級電容器組來儲存電能，再利用該儲存有大量電能的超級電容器組來 對電動汽車上的超級電容器(或超級電容器組)進行充電，這樣便能提高充電速度，使使用 超級電容器作為車載電源(動力電源)的電動汽車在短時間內(nèi)就能充夠滿足行駛需要的電 力。 本實用新型護欄式供電線路設(shè)置在車輛正常行駛的車道側(cè)邊而不是公交車在途
中公交站點停車上下客時所占用車道的側(cè)邊，因此所有從供電線路旁經(jīng)過的符合相關(guān)標準
的電動汽車(如電動出租車、家用轎車、公務(wù)車，電動大客車、小貨車等)都能利用此供電線
路提供的電力來充電或/及行駛，而不僅僅是公交車。在一段充電路段，既可以只在最外側(cè)
車道側(cè)邊設(shè)置一條供電線路，也可以在兩邊道路之間的分隔欄處設(shè)置供電線路，還可以在
多個車道之間的交界位置設(shè)置兩條或兩條以上的供電線路，以使在不同充電車道行駛的多
輛電動汽車能夠同時充電或/及利用供電線路提供的電力來驅(qū)動車輛行駛。 本實用新型護欄式供電線路因為設(shè)置的車道的側(cè)邊，不會對正常的車輛通行造成
影響，在外觀上看起來就像是高速公路的護欄，因此也不會造成視覺上的污染。在供電線路
的護欄板上還可以畫上鮮花、綠葉等圖案來美化環(huán)境。 為本實用新型護欄式供電線路提供電力的外部電源可放置于供電線路近旁的建 筑物中，也可安放在地下。外部電源與供電線路上充電電源觸線[1A][1B]的連接線可從立 柱[3]中穿過。另外，在供電線路上(護欄板或立柱上)最好加裝震動傳感器(或碰撞傳 感器)或/及漏電保護裝置，在供電線路出現(xiàn)異常情況時，例如受到車輛碰撞時，傳感器會 啟動相關(guān)的控制系統(tǒng)自動切斷外部電源與充電電源觸線的電路連接，以避免人員觸電等事 故的發(fā)生。 在本實用新型護欄式供電線路上，還可通過調(diào)制解調(diào)器與相關(guān)管理系統(tǒng)連接，在 電動汽車利用車道側(cè)邊的供電線路來充電時，相關(guān)管理系統(tǒng)可通過載波與電動汽車進行載 波通訊交換數(shù)據(jù)，以實現(xiàn)管理系統(tǒng)對電動汽車的身份驗證、充電電量的計算、電費的結(jié)算等 管理。當然，這種電動汽車與相關(guān)管理系統(tǒng)之間的通訊聯(lián)系也可以采用無線方式進行，例如采用類似現(xiàn)有的在高速公路收費中使用的通過射頻識別來通訊的不停車收費系統(tǒng)來管理。 為了使司機能夠更好把握車體與供電線路間的垂直距離，使車上的集電桿在充電 時保持合適的角度，可以在充電車道路面的相應(yīng)位置畫上一條充電參考線，司機開車充電 時只要讓車輪壓在這條線上就可以保證車體與供電線路間的間距了。 本實用新型護欄式供電線路同樣適合于經(jīng)過改裝的、帶有備用車載電源的無軌電 車使用，這樣就不需要在道路的上方架設(shè)"煩人"的電網(wǎng)了 ，而無軌電車也將擁有滿足使用 要求的機動性，同時又保留了電車零排放的節(jié)能環(huán)保特性。 由于本實用新型護欄式供電線路在外觀上看起來就像是高速公路的護欄，因此 本實用新型護欄式供電線路還可作為公路護欄使用(當然護欄板及立柱的強度需要有保 證)。如果公路護欄(特別是高速公路護欄)全部或合理分段式使用這種護欄式供電線路， 那么電動汽車就可以在這條公路上以電力驅(qū)動走完全程，那怕這條公路有幾千千米長。在 現(xiàn)有技術(shù)條件下，采用超級電容器作為車載電源(動力電源)的純電動轎車充一次電可以 行駛30km，這樣在一條高速公路上，只要每隔25km設(shè)置一段長度為200m至3km的供電線 路，電動轎車就可以以純電力驅(qū)動在高速公路上行駛，而不必擔(dān)心車載電源(超級電容器) 的電力。 在現(xiàn)有技術(shù)條件下，純電動汽車發(fā)展的瓶頸在于電池。應(yīng)用在電動汽車上的動力 電池(蓄電池)存在充電時間長、充電不方便、成本高昂(成本一般要占到整車成本的一 半)、使用壽命短、報廢后會產(chǎn)生二次污染 等難以克服的缺點；而如果電動汽車使用超級電 容器來作車載電源，雖然成本上可以接受，而且充電時間短(可以以秒來計)、功率密度高、 使用壽命長、能在極端溫度和惡劣環(huán)境中使用、報廢后不產(chǎn)生環(huán)境污染，但容量小、使用過 程中需要頻繁充電。本實用新型護欄式供電線路解決了現(xiàn)有電動汽車充電不方便的缺點， 可以使所有符合相關(guān)標準的電動汽車在充電路段邊行駛邊充電或在路口停車等待綠燈放 行時充電，電動汽車的行駛將不會因為電池或超級電容器電能的不足而受到影響。在供電 線路設(shè)置合理的交通線路上，電動汽車可以不用停車充電就能長時間行駛，這就為電動汽 車特別是超級電容電動汽車的推廣普及掃除了一個技術(shù)上的大障礙。 有了本實用新型護欄式供電線路，城市中數(shù)量龐大的公交車、出租車就可以使用 純電動汽車(如超級電容電動汽車)來運營，大部分的私家車、公務(wù)車、旅游巴士等也都可 以選用電動汽車來代替，這對于節(jié)能減排、改善空氣質(zhì)量等都具有重大意義。
權(quán)利要求一種為電動汽車提供電力的供電線路，其特征是供電線路設(shè)置在車輛能夠正常行駛的車道的側(cè)邊，供電線路包括充電電源觸線[1A][1B]、護欄板[2]、立柱[3]，充電電源觸線[1A][1B]固定在護欄板[2]槽位中，護欄板[2]固定在立柱[3]上，立柱[3]則豎立并固定在地面或路基上；固定在護欄板[2]槽位中的兩條充電電源觸線[1A][1B]的位置關(guān)系是一條在上另一條在下，兩條充電電源觸線[1A][1B]分別與為電動汽車提供充電或行駛電力的外部電源的正負極或火線零線或兩條相線連接；充電電源觸線[1A][1B]距離車道路面的垂直高度[h1][h2]為20cm至150cm。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種為電動汽車提供電力的供電線路，其特征是供電線路中的充電電源觸線[1A] [1B]與護欄板[2]之間墊有絕緣墊[4A] [4B]。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種為電動汽車提供電力的供電線路，其特征是在護欄板[2]上充電電源觸線[1A] [1B]的兩側(cè)放置有鋼條[5A] [5B] [5C] [5D]。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種為電動汽車提供電力的供電線路，其特征是供電線路的前端護欄板[2C]上的槽位入口是喇叭狀的。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種為電動汽車提供電力的供電線路，其特征是在供電線路上安裝有震動傳感器或/及漏電保護裝置。
專利摘要一種為電動汽車提供電力的護欄式供電線路，設(shè)置在車道的側(cè)邊，包括有充電電源觸線、護欄板、立柱。充電電源觸線固定在護欄板槽位中，護欄板固定在立柱上，立柱則豎立并固定在地面上。兩條充電電源觸線的位置關(guān)系是一條在上另一條在下，且與為電動汽車提供充電電力的外部電源連接。充電電源觸線距離車道路面的垂直高度為20cm至150cm，外觀上看起來就像是公路的護欄。在供電線路設(shè)置合理的道路上，電動汽車不用停車充電就能長時間行駛。本實用新型解決了電動汽車充電不方便的缺點，為電動汽車特別是純電動汽車和超級電容電動汽車的推廣普及掃除了一個技術(shù)上的大障礙。
文檔編號B60L5/42GK201516810SQ200920236799
公開日2010年6月30日 申請日期2009年10月9日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月9日
發(fā)明者周良勇 申請人:周良勇