CN107215238A - 一种无限远程续航电动汽车的滚动侧刷充电装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种无限远程续航电动汽车的滚动侧刷充电装置，涉及电动汽车充供电技术领域，涉及电动汽车充供电技术领域，通过设置主刷电轮组和副刷电轮组，主刷电轮组和副刷电轮组均与分段跟踪供电的刷电槽相适配，且电动汽车上还设有伸缩臂，主刷电轮组和副刷电轮组设在伸缩臂上，实现在电动汽车刷电过程中通过设置两个刷电轮组与导电轨滚动接触取电，克服了滑动刷电磨损快的缺陷，发挥了跟踪供电的安全优势，有利于加快电动汽车的推广普及。

Description

一种无限远程续航电动汽车的滚动侧刷充电装置

技术领域

本发明涉及电动汽车移动充供电技术领域，具体涉及一种无限远程续航电动汽车的滚动侧刷充电装置。

背景技术

当今全球普遍面临环保压力和能源危机的严峻形势：一是环境方面，首先城市雾霾日趋严重急需防治解决。其次整个地球温室气体排放升高，《巴黎气候变化协定》要求实现温室气体排放不再继续增加。二是化石能源面临枯竭，虽然新发现的页岩气和可燃冰容量不小，但开采难度大，成本高，短期难以利用，必须开发新能源。电动汽车具有无污染，噪声低，能源效率高，结构简单维修方便等优点，发展电动汽车取代燃油汽车势在必行。近几年电动汽车产业在各国倡导支持下得到快速发展，有效地解决了短程乘车出行，但动力电池远程续航能力不足、充电速度不快，导致的里程焦虑问题始终得不到很好的解决，成为电动汽车发展的最大技术瓶颈，影响着电动汽车推广普及。

目前破解里程焦虑难题的常规思路是：一方面提高电池的能量密度，积极增加续航里程，另一方面，广泛建设充电桩，设法提升电池充电速度。这种思路貌似能够解决问题，但实质上仍然不能从根本上解决里程焦虑的难题：因为电池容量与充电时间是一个矛盾体，通过增加电池容量来延长续航里程，势必会相对延长充电时间，尽管快充技术进步有利于缩短充电时间，但快充会减少电池循环次数、缩短电池寿命，加剧安全风险，并且还要受电网负荷制约，不可能无限地加快下去，肯定存在一个极限无法继续突破，所以期望通过不断提升电池容量、不断加快充电速度，来达到与加油一样方便的设想是不现实的。即便理论上存在这样的技术产品，也是不可推广的：因为大容量快充车辆的造价极其昂贵，像特斯拉就是一个鲜活的例子，只有富人能享用和消费得起，难以成为国民车被大众接受。这个常规思路实质上是沿用了燃油车辆停车加油的思维来解决电动汽车充电问题，希望像建设加油站一样建设充电桩来解决车辆充电问题，但电与油的存在形式不同，导致电池与油箱充注效果肯定不同，油箱对加油速度没有特定约束，但电池对充电速度存在着很多制约，过快充电会减少电池循环次数、缩短使用寿命，而且还受电网负荷制约，不能像想象的那样随意提高充电速度。电能难以像燃油先储存下来后，再像加油一样方便地给停下来车辆加注，总之停车充电永远不能像加油一样方便，这种思路难以破解里程焦虑问题。倘若撇开这一固化思维，不难发现电能输送与燃油输送明显不同，燃油可以通过罐车送到加油站，实现停车定点加注，而电能具有极好的流动性，优势是能够通过电网便捷传输并且可以随用随取、源源不断，不必像加油一样采取停车加注，可以像高铁一样从电网上移动着刷取，实现边行边供边充，若充电的过程又是行驶的过程，就可以避免停车等候的焦虑，结果移动充电比停车加油还要方便，这样思路一变，充电的难题就迎刃而解了，里程焦虑不再是问题了。考虑到近80％的汽车用户每日实际行驶里程通常在80公里以内，平时不远程行驶可利用充电桩在夜间慢充多使用谷电，远程出行时，利用四通八达的高速公路网络，这样续航能力不足的电动汽车借助高速公路网的移动充供电系统，巧妙地解决了远程无限续航的难题。

将来电池能量密度和快充技术不断进步，更有利于移动充电技术推广，若在不影响电池安全的前提下，能实现5-10分钟充满电，届时车辆的电池容量就不必再追求500公里甚至更远的续航里程了，或许100-200公里续航里程就足够了，那时车辆成本会大大降低，推出低于10万元的国民车不再是梦想，电动汽车又便宜又方便还环保，跨入井喷发展的新时代指日可待。

中国专利申请CN201410795407.8公开了一种能够无限远程续航的电动汽车及其有轨化移动充供电系统，通过在高速公路中间隔离带的两侧设置方便电动汽车取电的充供电系统，充供电系统主要通过并行设置的两条耐磨导电滑轨外接来自高速公路的路网电源实现供电，借助高速公路网建设充供电系统，通过无轨电动汽车有轨化运行，既能利用电网供电续航，又可同步充电储电，从而实现电动汽车的无限远程续程；通过上述装置提供了解决一些问题的方案，但是在无限续航电动汽车与高速公路网刷电时，采用侧边刷电，对电动汽车和刷电机构设备要求较高，结构复杂，亟待改进。

发明内容

本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，为配合刷电系统分段跟踪供电技术改进，提供一种无限远程续航电动汽车的滚动侧刷充电装置，在刷电过程中由于取点刷片与取电槽采用滚动接触来充电，大大减少了刷电槽和取电刷片等直接接触部件的损耗，且安全性高，结构简单实用，维护方便便捷，有利于加快电动汽车的推广普及。

为实现以上目的，更好地配合刷电系统分段跟踪供电技术改进，本发明通过以下技术方案予以实现：

一种无限远程续航电动汽车的滚动侧刷充电装置，包括刷电轮组，通过所述刷电轮组与所述刷电槽滚动接触来充电。

进一步地，还包括伸缩臂和刷电槽，所述伸缩臂设在电动汽车上。

进一步地，所述刷电槽的内部为绝缘材料制成的硬质E形槽结构，E形槽结构的竖向侧边内沿上、下平行设置零线导电轨和火线导电轨，且所述零线导电轨和火线导电轨上、下平行设置，且外侧边为引导刷电轮组入槽的喇叭开口结构。

进一步地，所述刷电轮组包括零线刷电轮和火线刷电轮，所述线刷电轮和火线刷电轮分别从刷电槽上的零线导电轨和火线导电轨上取电。。

进一步地，所述刷电槽的凹槽内的底部的中间位置处设有导电轨，且所述刷电槽的凹槽内的两侧壁为绝缘材料制成。

进一步地，所述刷电轮组的外侧分别设置一个纵向约束轮，沿E形槽的上、下边框滑行。

进一步地，所述伸缩臂上还设有减震装置。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

采用以上技术方案，本发明在刷电过程中由于取点刷片与取电槽采用滚动接触来充电，大大减少了刷电槽和刷电轮等直接接触部件的损耗，克服了滑动刷电磨损快的缺陷，避免刷电片直刷时热量过大和产生的电弧危害，安全性高，结构简单实用，有利于加快电动汽车的推广普及。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的第一实施例电动汽车取电结构示意图；

图2为本发明的第一实施例电动汽车刷电轮结构示意图；

图3为本发明的第一实施例电动汽车取电的立体结构示意图；

图4为本发明的第一实施例电动汽车取电的局部放大示意图；

图5为本发明的第一实施例电动汽车刷电轮的立体结构示意图；

图6为本发明的第二实施例的结构示意图；

图7为本发明的第二实施例的电动汽车刷电轮结构示意图；

图中标号说明：1、伸缩臂；2、刷电槽；21、零线导电轨；22、火线导电轨；3、刷电轮组；31、零线刷电轮；32、火线刷电轮；33、连接轴；4、电动汽车；5、隔离带；6、防撞墙；7、纵向约束轮；8、拉紧机构。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

结合附图1，对本发明作进一步的说明：一种无限远程续航电动汽车的滚动侧刷充电装置，包括刷电轮组3，通过所述刷电轮组3与所述刷电槽2滚动接触来充电。

结合附图2和图3，还包括伸缩臂1和刷电槽2，所述伸缩臂1设在电动汽车4上；

所述刷电槽5的内部为绝缘材料制成的硬质E形槽结构，E形槽结构的竖向侧边内沿上、下平行设置零线导电轨和火线导电轨21、22，且所述零线导电轨和火线导电轨21、22上、下平行设置，且外侧边为引导刷电轮组入槽的喇叭开口结构，通过喇叭状的导向斜面来引导刷电轮组3进入刷电槽内，所述刷电槽2设在隔离带5上，且隔离带5之间设有防撞墙6，通过所述刷电轮组3滚动接触来实现刷电功能；

结合附图4和图5，所述刷电轮组3包括零线刷电轮和火线刷电轮31、32，所述线刷电轮和火线刷电轮31、32分别从刷电槽2上的零线导电轨和火线导电轨21、22上取电,所述火线刷电轮32与火线刷电槽适配，所述零线刷电轮和火线刷电轮31、32分别设在连接轴33两端，所述连接轴33设在所述伸缩臂1上；且所述刷电轮3的尺寸小于电动汽车4的伸缩臂1出口的尺寸，便于将将整个取电的装置重新收纳到电动汽车4内；

所述刷电槽2的凹槽内的底部的中间位置处设有导电轨，且所述刷电槽2的凹槽内的两侧壁为绝缘材料制成；

所述刷电槽2的内侧壁上还设有滚轴，通过在凹槽内的两侧壁22上分别设置滚轴，所述滚轴采用绝缘材料制成，实现在刷电轮组3运动时，对刷电轮组3进行上、下限位，避免刷电轮组3偏离刷电槽上2的取电部；

所述刷电轮组3的外侧分别设置一个纵向约束轮7，可以沿E形槽的上、下边框滑行，以保证车辆上、下颠簸震荡时，约束刷电轮组始终在刷电轨道槽中不脱轨，以保证车辆上、下颠簸震荡时，约束刷电轮组始终在刷电轨道槽中滑行不出轨；

所述伸缩臂1上还设有减震装置，所述减震装置可为伸缩弹簧，通过伸缩弹簧实现减震功能，同时能实现刷电轮组3的与刷电槽2的凹槽柔性接触，亦可使用其他的柔性材料，缓解刷电轮组3在与无线续航电槽2卡合时对各部件的冲击，同时保证了取电的有效进行。

结合附图6和图7，在本发明第二实施方式中，所述刷电轮组3有两组，分别为主刷电轮组和副刷电轮组，副刷电轮组通过伸缩臂上的电机推杆带动，所述主刷电轮组和副刷电轮组设在所述伸缩臂上，所述副刷片组上设有拉紧机构8，所述拉紧机构8包括连杆一、连杆二和拉簧，所述连杆一的一端设有所述副刷电轮组，另一端与所述连杆铰接，所述连杆一通过拉簧与所述连杆二连接，实现连杆一与连杆二的拉紧连接，同时可实现副刷电轮组在与刷电槽接触时实现柔性接触，同时提高副刷电轮组与刷电槽的贴合度；且所述电动推杆的伸缩杆的端部与所述副刷电轮组组刷电轮的连杆二刷电轮刷电轮铰接，通过电动推杆带动所述副刷电轮组刷电轮的旋转，使得主刷电轮组组刷电轮和副刷电轮组刷电轮在侧边前后位置设置；且主刷电轮组和副刷电轮组并联连接，当其中一个刷电轮组x在刷到间隔点或其它原因意外短暂脱轨时，另一个刷电轮组y极大可能扔在轨继续刷电，据电路的并联原理，此时主刷电轮组与导电轨上是电压等势体，重新复轨时不会产生电弧打火损坏刷电系统，实现从导电轨轮刷，且采用双刷取电，避免了由于高速公路网的取电轨采用分段跟踪供电或是取电轨存在平滑缺陷时，容易导致瞬间断电而产生电弧危害的情况，使得无线续航的刷电安全有效的完成。

本发明的工作方法和工作原理是通过再电动汽车的侧边设置刷电机构，特别是在运动过程中对电动汽车的刷电，不需要停车充电，各部件安装和维护更加方便，从而实现了电动汽车的无限续航。当电动汽车4在运动过程中的电量不足时，只需将电动汽车4行驶到侧边刷电槽2附近，启动伸缩臂1从电动汽车4的左边伸出，电动汽车4再向刷电槽2靠近，伸缩臂1上的零线刷电轮和火线刷电轮31、32分别与刷电槽2接触，并通过刷电轮3与刷电槽2的滚动接触，实现刷电轮3的刷电功能；当电动汽车4刷好电时，收起伸缩臂1进入电动汽车4中，可以通过电动推杆实现伸缩臂1的伸缩，完成充电。

文中所述刷电槽2可设置于道路的侧边，亦可设置于电动汽车的顶部和底部位置，只需要通过在电动汽车4上的伸缩臂1上设置旋转结构来实现与电动汽车的顶部和底部位置的刷电槽2刷电，旋转结构可以通过设置旋转电机与伸缩臂1的一端连接，实现给旋转电机通电控制旋转，从而实现伸缩臂1的旋转；当然也可以实现刷电槽2的多种安装方式的调节，安装更加方便，适用范围更广；且通过刷电槽2与电动汽车4的充供电系统连接取电，刷电槽2有两个，分别与充供电系统的火线和零线连接，刷电轮组包括两个刷电轮，两个刷电轮分别与电动汽车4的蓄电池正、负极连接，通过刷电轮与刷电槽2的火线和零线连接接触接通供电动汽车的充供电系统，实现对电动汽车4的蓄电池的充电，实现电动汽车4的移动充电。

本发明能够实现电动汽车的无限续航，驾驶员一人可轻松操作，完成刷电功能，结构简单，成本低廉，在刷电过程中由于取点刷片与取电槽采用滚动接触来充电，大大减少了刷电槽和刷电轮等直接接触部件的损耗，且安全性高，结构简单实用，简化了充电设备，大大提高了电动汽车充电的经济效益，维护方便便捷，大大提高了电动汽车工作效率和推广前景，适合广泛推广。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (7)

1.一种无限远程续航电动汽车的滚动侧刷充电装置，其特征在于，包括刷电轮组(3)，通过所述刷电轮组(3)与所述刷电槽(2)滚动接触来充电。

2.根据权利要求1所述的无限远程续航电动汽车的滚动侧刷充电装置，其特征在于，还包括伸缩臂(1)和刷电槽(2)，所述伸缩臂(1)设在电动汽车(4)上。

3.根据权利要求1所述的无限远程续航电动汽车的滚动侧刷充电装置，其特征在于，所述刷电槽5的内部为绝缘材料制成的硬质E形槽结构，E形槽结构的竖向侧边内沿上、下平行设置零线导电轨和火线导电轨(21、22)，且外侧边为引导刷电轮组入槽的喇叭开口结构。

4.根据权利要求1所述的无限远程续航电动汽车的滚动侧刷充电装置，其特征在于，所述刷电轮组(3)包括零线刷电轮和火线刷电轮(31、32)，所述线刷电轮和火线刷电轮(31、32)分别从刷电槽(2)上的零线导电轨和火线导电轨(21、22)上取电。

5.根据权利要求1所述的无限远程续航电动汽车的滚动侧刷充电装置，其特征在于，所述刷电槽(2)的凹槽内的底部的中间位置处设有导电轨，且所述刷电槽(2)的凹槽内的两侧壁为绝缘材料制成。

6.根据权利要求1所述的无限远程续航电动汽车的滚动侧刷充电装置，其特征在于，所述刷电轮组(3)的外侧分别设置一个纵向约束轮(7)，沿E形槽的上、下边框滑行。

7.根据权利要求2所述的无限远程续航电动汽车的滚动侧刷充电装置，其特征在于，所述伸缩臂(1)上还设有减震装置。