[发明专利]一种导电性路标漆及可导电、可导磁、可驱动型电磁轮胎

说明书

技术领域

本发明公开了一种具有导电性能的路标漆或称路面标线涂料，可导电、可导磁、可充电、可驱动型电磁轮胎，以及由导电性能的路标漆、电磁轮胎、充电带控制器、充电控制器及充电管理后台构成的支持电动汽车在行驶中或停止中充电的移动充电系统，属新能源汽车领域。 

背景技术

随着电动汽车技术的发展，电动汽车的充电问题将日益突出，甚至成了限制电动汽车普及推广的咽喉。充电桩可以解决电动汽车在停泊中充电，但是由于充电时间相对较长，一般的充电桩需要6-8小时才能将一部电动汽车的电池充满，在路途中等待6-8小时充电是很难让大部分车主和乘客所接受的，因此，即便是旅行线路上建了很多的充电桩也很难解决旅途中充电的问题。大功率快速充电桩可以将充电时间缩短到20分钟左右，但是快速充电的能量消耗将是普通充电的上百倍，不但对电网将是个短期负载冲击，而且浪费能源。无线充电技术十几年前就已在实验室实现了，近距离非接触充电技术已经应用在电话机充电器中、各种电动工具的充电器中。常用的技术主要有三种：一种是电磁耦合技术，第二种是电磁共振技术，第三种是微波技术。三种技术各有优缺点，微波技术传输能量的距离相对比较远，然而大功率的微波对人体有一定的伤害而且效率也比较低，因此就不予考虑用在民用电动汽车领域；电磁共振技术的能量传输距离可以达到几十厘米，但是传输功率相对没有电磁耦合技术的大；电磁耦合技术比较适合大功率能量传输，然而所使用的环境都是近距离：充电发射器和接收器之间的距离都小于几十毫米。随着新能源电动汽车技术的发展，无线移动充电在电动汽车领域的需求越来越高。不少人提出了将现有的电磁耦合充电技术和电磁共振充电技术应用于电动汽车领域。许多大专院校及企事业单位的科研团队，包括本发明人及其合作的国内外科研团队，都在大功率无线移动能量传输技术方面做了大量的研究工作，包括电磁耦合充电技术和电磁共振技术的应用。 

在电磁共振技术方面，美国麻省理工学院的研究小组在2007年提出的突破性技术，他们在实验室使用两个半径30cm的螺旋线圈，在9.9MHz的频率下进行能量传输，相隔2m传输60W功率，成功点亮了一个60W的灯泡，传输效率为40%。后续在国内的几个科研团队，通过微调电磁共振技术及参数设置，使效率得到了进一步的提高，例如：哈尔滨工业大学对电磁共振式无线充电进行了相关实验和模型研究，实现了50W功率传输，效率达到60%。华南理工大学对电磁共振式无线充电技术进行了跟踪研究，在实验室实现了50厘米千瓦级无线功率传输，传输效率85%左右。本发明人及其合作的国内外科研团队也对电磁共振式无线充电技术进行了大量全面的研究，首先提出了“电磁自动聚焦”技术和“电磁动态阵列自动聚焦”技术（专利申请号：2014105594928 、2014206066332、2014103885755）使能量传输效率提高到90%以上。 

在电磁耦合充电技术方面，电磁耦合充电技术十几年前就已经应用于电话机及电动工具的无线充电器中，但一般都是小功率能量传输。近几年不少企事业单位的科研团队，包括本发明人及其合作的国内外科研团队，在将电磁耦合充电技术应用于电动汽车领域进行大功率充电方面做了大量的研究。由于现有电磁耦合充电技术的充电效率与充电发射器和接收器之间的距离的平方成反比，距离越远效率越低，而电动汽车的地盘离路面的距离一般都在200-500毫米之间，因此现有电磁耦合充电技术用于电动汽车领域的充电效率比较低。也有人提出了在汽车底盘下面安装一个可以调整高度的支架用于减小接收天线与路面的距离，这种方法用于停车场在电动汽车静止状态下进行非接触充电还可以接受，然而对于高速行驶中的电动汽车，过于减小接收天线与路面的距离，任何颠簸将会造成严重的安全隐患。一些研究人员直接使用空心线圈传输能量，输出功率2kW、传输距离15厘米时，系统效率为82%；本发明人及其合作的国内外科研团队提出的“导磁橡胶”，“导磁橡胶柱阵列”技术，“错位排列的充电接收线圈阵列组”技术，以及使用这些技术设计制作的“可充电导磁轮胎”（专利申请号：2014104028097、2014204622343）使无线充电接收线圈从电动汽车的底盘下面转移到了轮胎里面，缩短了发射线圈和接收线圈之间的距离并有效的提高了电磁耦合系数，使电动汽车的大功率无线充电能量传输效率提高到95%以上。 

然而，现有无线充电技术直接用于大功率电动汽车充电领域将会产生一定的电磁辐射，而且还存在着施工相对比较复杂，成本比较高等问题。综上所诉，现有无线充电技术存在的缺点和不足包括：1、施工复杂，安装施工成本高；2、充电效率相对较低；3、有一定的电磁辐射。