[发明专利]无线取电汽车及公路非接触供电系统

说明书

(一)技术领域：

本发明属机电一体化和专用公路无线供电系统建设技术领域，尤其是一种无线取电汽车及公路非接触供电系统。该发明可应用于电动汽车制造及专用可供电公路的建设和技术改造，是未来绿色环保汽车及其配套公路建设的技术发展方向。

(二)背景技术：

随着国内外节能减排和绿色环保交通理念的提出，世界各国都不惜投入巨资研发电动汽车。目前该类产品主要有纯电动式和油电混合式，但制约这类汽车发展的技术瓶颈，是大功率蓄电池的制造技术没有取得突破，汽车连续行驶距离小，充电麻烦，电池使用寿命短而价格昂贵的矛盾限制了这类汽车的普及。而一些城市内的公交无轨电车，都是采用有线供电技术；由于近年来无线供用电技术在国内彩色电视机和德国几家公司在无接触供电输送小车生产线上的成功应用，可以说从理论和实践上对本发明汽车是一种巨大的启示。

(三)发明内容：

本发明汽车的主要内容是以电—磁—电可通过非电线连接能相互进行能量转换的原理，和无线供用电技术为支持平台，针对现有电动汽车存在的瓶颈难题进行技术攻关，以根本不用油汽发动机，仅只用电能来驱动汽车实现远距离行驶为目标。其技术实施办法是在城市市内公路交通主线、环城公路，省道国道和来去车道中间设有显著隔离标志的公路来去路面上，分别埋设专用无接触供电电缆线，既不影响以油汽为动力的汽车行走，又能通过电磁感应方式向行驶在该路上的无线取电汽车提供电能；本发明的汽车上既装有大功率可快速充电蓄电池组，作为在普通公路上行驶的动力，又装有无线电磁感应取电系统，一旦进入可供电专用公路，该系统能自动通过无接触电磁感应系统吸取路面电缆中的电能，自动接通后轮左右直流电动机驱动汽车行走，并同时向车载蓄电池快速充电；当汽车下坡时，两台直流电动机则自动转为发电状态，向蓄电池充电。

本发明汽车采用的技术方案是：

1、本发明汽车的驱动电机由两台电压为400V，功率为17-27KW的外转式直流电动机组成，直接套装在后轴和左右轮圈上，还包括无级变速，转向，刹车，灯光，空调和各种自动检测控制系统。在普通公路上行驶时，采用大功率可快速充电的电池组为动力电源；在可供电公路行驶时，则通过汽车头底盘下安装的30-80KW无线电磁感应变压器，来吸取埋设在路面上的两条平行距离为200-400MM，10KV/15-40KHZ的高压高频大功率特制电缆线中的电能，经自动充电电流调节器按汽车实际负荷进行电流分配后，既可驱动汽车以平均100KM的时速前进，还可同时向车载电池组充电，以保证汽车在可供电公路连续行驶100KM或1个小时离开后，仍能继续在普通公路行驶100KM或1个小时以上的路程。另外，车上还装有电动机工作电源自动转换电路，当检测到变压器次级电压低于380V时，转换开关在0.1秒内，自动将工作电源转换到蓄电池上；当测出次级电压高于380V时，转换开关又可在0.1秒内自动将工作电源转换到外取电源上。同时，为了解决本车只能在专用充电站和专用公路进行大电流快速充电的问题，在电磁感应变压器的次级线圈又拉出了220V和380V抽头，使本车停在车库或外出应急情况下，可随便到附近的工民用电源上借用小电流慢速充电。另外，为了充分利用汽车在下坡时的高位势能，两台直流电动机在下坡时将会自动转变为发电状态，向蓄电池充电。

2、与本发明配套的专用公路非接触供电系统包括：110KV及以上的高压供电电源线路，110KV/10KV/5000-10000KVA大功率变压器，15-40KHZ大功率三相变频器，高频高压多股中空特制输电电缆，防碾压防散射双U型槽水泥预制块埋设和安全供电自动保护装置等组成。该系统根据各条专用供电公路的总长和设计通行车辆密度，按平均10-15KM为一台变压器的供电区段；在车辆来去的现有公路路面上分别用机械挖开一条宽约900MM，深约500MM的小沟，用来埋设带双U型槽水泥预制块保护的电缆线。汽车只要沿着这两条电缆线的中间行走，就可通过装在底盘下的电磁感应变压器来吸取路面电缆线中的电能，以驱动汽车行走和向车载电池充电。

3、本发明的供电电源频率选为15-40KHZ超声波频段，是既可使特制供电电缆线产生足够强大的垂直高频电磁波和交变磁场，以满足向150-450MM垂直空间高度的汽车电磁感应变压器线圈传送较大的合成感生电流；同时，还必须避免对无线电通信和其他电气设备产生电磁干扰，更不能对路面行人和其它生物产生电磁幅射危害。