[发明专利]一种自主移动式电动车供电系统及其供电方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种自主移动式电动车供电系统，是一种包括接触网供电技术、电力驱动技术、卫星定位技术、无线通信技术和网络控制技术，特别适用于对电动车长距离移动式供电，包括自主移动式电动车供电系统和自主移动式供电方法。

背景技术

无轨电车在一些城市公共交通中有大量的运行，无轨电车的电力是通过一对架空电缆，经车顶上的集电杆供电取得。无轨电车供电系统接触网只供公交封闭使用，不对社会公共电车使用。社会上大众使用的电动车随着技术的进步也开始获得越来越多的使用，不过需要建设专门的固定充电桩来充电。电动车的行驶距离受到电池容量的限制，而无轨电车行驶距离只受到供电系统接触网铺设的限制，如果有长距离的接触网，则无轨电车可以长距离行驶。新型的无轨电车同时采用电池，成为双动源无轨电车，在有接触网的地方采用接触网供电，同时对电池进行充电，没有接触网的地方采用电池电力驱动。

电动车如果可以在需要充电的时候如同双动源无轨电车一样采用接触网充电，同时继续行驶，则可以解决固定充电桩充电地点固定，充电时电动车无法行驶，等待时间长的问题。如果固定充电桩能够根据电动车充电要求自主行驶到行驶中电动车的位置，伴随电动车行驶并充电，则可以解决这个问题。

现有的接触网供电系统如图1所示，主要包括供电站、网络控制中心和接触网，若在接触网下架设轨道，轨道上安装可以沿轨道行驶的供电车，供电车上安装集电器，就可以从接触网引入电网电源。引入的电网电源一部分可以驱动供电车实现自主移动，另一部分电源可以通过供电电缆给电动车供电，若供电车装有卫星定位和移动通信装置，则供电站网络控制中心可以通过移动通信调度供电车到指定的位置，供电车沿轨道能自主移动并供电，可以称为轨道式移动供电车，把这种供电系统称为自主移动式供电系统。电动车内若安装具有移动网络接入和卫星定位功能的供电控制终端，则电动车驾驶员可以用供电控制终端通过移动网络接入供电站网络控制中心服务器，向服务器发送自己位置信息，则通过供电控制终端可以看到网络控制中心服务器上各个位置的轨道式移动供电车，包括电动车所处位置附近的轨道式移动供电车，通过供电控制终端可以向供电站网络控制中心服务器发出供电服务请求，供电站网络控制中心服务器根据供电系统中的轨道式移动供电车资源分配一个轨道式移动供电车，然后通过供电站网络控制中心的公共移动通信网络发送调度命令给轨道式移动供电车，轨道式移动供电车基于接收到的调度命令向电动车位置移动，如果是轨道式移动供电车在电动车运行方向的前方，则二者同时相向移动，同时供电控制终端不断向网络控制中心报告自己位置和速度信息，如果轨道式移动供电车在电动车运行方向的后方，则电动车停下来等待轨道式移动供电车。若轨道式移动供电车与电动车都安装有近距离无线通信装置，通信距离取决于轨道式移动供电车与电动车上卫星定位装置的定位精度，目前我国常用的GPS和北斗卫星定位系统的水平定位精度为10米，则近距离无线通信装置通信距离大于20米即可保证轨道式移动供电车与电动车建立有效的近距离无线通信，当轨道式移动供电车与电动车互相移动到近距离无线通信有效距离内时，自动建立轨道式移动供电车与电动车中供电控制终端之间的近距离无线通信连接，此时驾驶员可以通过供电控制终端的近距离无线通信来控制轨道式移动供电车的移动，当二者到达同一位置后由驾驶员手动或者自动方式把轨道式移动供电车伸出的供电电缆与电动车供电接口连接，电动车与接触网电网电源建立电气连接。若供电控制终端能把电动车行驶中的速度、加速度、左右偏移度等信息实时传输给轨道式移动供电车，则轨道式移动供电车可以基于这些信息伴随电动车一起行驶，并持续对电动车供电。电动车通过轨道式移动供电车获得的电网电源一方面用来驱动电动车行驶，同时对电动车电池进行充电，充电完毕后通过供电控制终端向供电站网络控制中心发出供电服务结束请求，或者直接通过近距离无线通信向轨道式移动供电车发出供电服务结束请求，可以采用手动或自动方式断开轨道式移动供电车与电动车的供电连接。