高效动力公路和电动汽车行驶充电方法.pdf

本发明涉及一种高效动力公路和电动汽车行驶充电方法，属交通运输领域。为了解决燃油汽车污染环境，雾、雨、雪、冰冻天交通事故多，电动汽车续驶里程短、充电时间长、售价过高、现有公路与轨道、汽车车轮与列车车轮不兼容的不足特提出本方案。它包括调度监控系统、动子汽车和安装在现有公路上的动力公路，动力公路通电后直接向动子汽车提供行驶动力和同时向行驶中的电动汽车蓄电池充电。动力公路是一个中间高左右低的双斜坡路面，与现有公路路面接轨处为光滑圆弧形台阶。遇前方车辆或路段发生故障时，斜坡路面有利于驾驶员驾驶车辆进出动力公路，绕过出事地点前方重返动力公路。它具有全天候的工作条件；夜间、雾、雨、雪、冰冻天能保证正常快速行驶安全。

1.  一种高效动力公路和电动汽车行驶充电方法，包括调度监控系统、动子汽车和安装在现有公路上的动力公路，其特征是：动力公路通电后直接向动子汽车提供行驶动力和同时向行驶中的电动汽车蓄电池充电。

2.  根据权利要求1所述的方法，其特征是：动子汽车(17)由安装在汽车底部的动子系统构成，每辆汽车按功率需求可安一组或多组动子系统。

3.  动子系统由动子(11)和副支撑轮(10)固定在悬挂装置(12)上，清障器(4)在前、悬挂装置(12)在后、一起安装在悬挂装置固定板(5)上，悬挂装置固定板(5)安装在汽车底部(4)构成。

4.  根据权利要求1所述的方法，其特征是：副支撑轮(10)沿槽型支架(7)边运行，发生汽车轮胎爆胎时副支撑轮(10)可避免翻车。

5.  根据权利要求1所述的方法，其特征是：动力公路(16)由定子绕组(6)用专用密封材料密封成整体固定在槽型支架(7)内，左护坡兼导向轨(3)右护坡兼导向轨(8)分左右两边夹紧槽型支架(7)一起安装在现有公路(1)路面上构成，安装时在现有公路(1)上钻孔装上膨胀螺丝固定。

6.  根据权利要求1所述的方法，其特征是：动力公路(16)是一个中间高左右低的双斜坡路面，与现有公路(1)路面接轨处为光滑圆弧形台阶与主支撑轮(2)的侧面平行。

7.  根据权利要求1所述的方法，其特征是：动力公路(16)与现有公路(1)兼容，可以连续安装也可以间隔安装，在间隔安装时起点前面安装导引头(13)。

8.  根据权利要求1所述的方法，其特征是：夜间、雾、雨、雪、冰冻天动子汽车(17)在动力公路(16)上能保证正常快速行驶安全，可以作为牵引机车牵引多辆普通汽车(18)在动力公路(16)上行驶。

9.  根据权利要求1所述的方法，其特征是：动力公路(16)利用车辆行驶的惯性、下坡能量、沿线布置的太阳能、风能、沼气、大型燃料电池转换电能与国家电网的廉价“谷电”通过储能系统互补供电。

10.  根据权利要求1所述的方法，其特征是：动力公路(16)在工厂生产的规格分直线段、左转弯段、右转弯段、下坡路段，护坡兼导向轨可用金属和非金属材料制造，内预留有安装线路和电器元件的位置。

高效动力公路和电动汽车行驶充电方法
所属技术领域
高效动力公路和电动汽车行驶充电方法。属交通运输领域
背景技术
陆上运输方式，磁悬浮列车运输，它的车厢不能变轨，不像轨道列车可以从一条铁轨借助道岔进入另一铁轨。这样一来，如果是两条轨道双向通行，一条轨道上的列车只能从一个终点驶向对方终点，到对方终点后，原路返回。而不像轨道列车可以换轨到另一轨，磁悬浮轨道越长，使用效率越低。造价昂贵，不兼容无法与现有铁路联网，只能点对点的直通运输，运量少，不便扩容，难于进入市中心。
铁路运输列车必须在专用轨道上行走只能提供“站到站”的服务，装卸货物和旅客进出站也没有汽车方便。轨道列车车轮不能直接在公路上行驶和汽车车轮不能直接在轨道上行驶，所有轨道运输的共同缺点是一处路段出事就影响全线运行。
汽车运输，方便灵活，但是夜间、雾天、雨、雪、冰冻交通事故多，尤其是燃油汽车对环境造成了严重的污染。然而即刻换掉整个能源体系，不要燃油机的方式不但会给汽车产业链带来巨大影响。而且对全球汽车保有量近10亿辆的用户也会造成巨大损失。目前拟取代燃油汽车的新能源汽车主要有燃料电池汽车、混合动力汽车、纯电动汽车、3种技术。
混合动力汽车的平均成本比同类型燃油动力车贵30％至50％。而且仍然有尾气排放问题。燃料电池电动车存在车载氢气的储存器储氢量少，放氢气受温度影响太大，常温下放不出来等问题。纯电动汽车噪音低、无污染，但是续驶里程短、充电时间长、售价过高制约了纯电动汽车发展和推广。
换电站连锁系统”。这种以“行驶→换电池→行驶”的快捷更换电池系统，存在容量已衰减的电池行驶里程和新旧电池价格充电后价格、而且一辆车两套电池更增加了用户的负担。
燃油、混合动力、燃料电池汽车、纯电动汽车并存的陆上混合运输方式，需要多种能源供应设施，又必须大多数建在城市中心区，不但存在土地紧缺和安全隐患问题。而且造成重复占地和投资浪费。
发明内容
为了解决燃油汽车污染环境，加油加气站不安全，夜间、雾、雨、雪、冰冻天交通事故多，电动汽车续驶里程短、充电时间长、售价过高、现有公路与轨道、汽车车轮与列车车轮不兼容的难题，
本发明提供一种汇集汽车公路运输方便灵活、轨道运输安全、不受天气影响、用直线电动机推动车辆能耗低、无环境污染的优点于一体的陆上运输新方法，尤其是取代固定充电站不浪费充电时间为电动汽车在行驶过程中充电的方法。
此目的通过一种高效动力公路和电动汽车行驶充电方法达到。
本发明的基本结构包括调度监控系统、动子汽车和安装在现有公路上的动力公路三个部分，动子汽车由安装在汽车底部的动子系统构成。每辆汽车按功率需求可安一组或多组动子系统。动子系统将动子、副支撑轮、固定在悬挂装置上、清障器在前、悬挂装置在后、一起安装在悬挂装置固定板上，悬挂装置固定板安装在汽车底部构成。
动力公路由定子绕组用专用密封材料密封成整体固定在槽型支架内，左护坡兼导向轨和右护坡兼导向轨分左右两边夹紧槽型支架一起安装在现有公路路面上构成，固定在槽型支架内的定子在嵌线后用专用密封材料密封成整体，能保证在雨、雪、冰冻和夏日高温下使用安全。
定子绕组通电后直接向动子汽车提供行驶动力和同时向行驶中的电动汽车蓄电池充电。在向行驶中的电动汽车蓄电池充电时可直接利用电动汽车车载再生发电充电系统充电或加装车载发电充电系统充电。
动力公路是一个中间高左右低的双斜坡路面，与现有公路路面接轨处为光滑圆弧形台阶。当前方车辆或路段发生故障时，斜坡路面有利于驾驶员驾驶车辆进出动力公路，绕过出事地点前方重返动力公路。动力公路可以连续安装也可以间隔安装，在平面交叉口、人行横道动力公路需要间隔安装时、导引头安装在动力公路起点前面，起引导汽车平稳顺畅驶上动力公路的作用。动力公路光滑的圆弧台阶型导向轨道与主支撑轮的侧面平行。护坡兼导向轨内预留有安装线路和电器元件的位置。
汽车车轮兼作主支撑轮。行驶中发生汽车轮胎爆胎时副支撑轮沿固定在公路上的槽型支架边滚动前进象三轮车一样应急行驶避免翻车。副支撑轮沿槽型支架边运行，利用悬挂装置缓和因公路凹凸不平所产生的冲击和振动，使动子和定子绕组之间始终保持一定的空气隙而不接触。
动子汽车和根据直线电动机原理创造的动力公路，由于推动力通过动子反作于动力公路，直接作用于车体，不需要象传统汽车那样，要依靠轮胎和路面摩擦度的咬地能力来传递动力，故不会打滑或产生摩擦阻力，所以它的爬坡能力强，车轮同下坡时一样是自由滚动前进路面和轮胎磨损小。雨、雪、冰冻天路滑、反倒使动力公路更节能。因此它具有全天候的工作条件；夜间、雾、雨、雪、冰冻天能保证正常快速行驶安全。动力公路与现有公路兼容，必要时普通汽车可以使用车载动力在动力公路上行驶。动子汽车在动力公路上行驶时由动力公路提供行驶动力，在现有公路上行驶时使用车载动力。动子汽车可以作为牵引机车使用，能牵引多辆普通汽车在动力公路上行驶。
动力公路利用车辆行驶的惯性、下坡能量、和按沿线资源条件布置的太阳能、风能、沼气、大型燃料电池转换电能与国家电网的廉价“谷电”通过储能系统互补供电。在大电网发生故障需检修时，可以在一定时间内独立供电以保障动力公路畅通无阻。
调度监控系统实行紧急状态直接调度控制供电和平常使用接近度传感器根据车速时间自动控制电源开关分段控制供电。汽车驶上动力公路接近A段电源开关接通、汽车离开A段接近B段、A段电源开关断开、B段电源开关接通，如此连续不断直达终点。常用的调度监控方法对有关的一般行家都是已知的。储能和电力系统都有成套设备供应，对此无需特别说明。
本发明技术成熟，结构特别构简单，动力公路在工厂生产的规格分直线段、左转弯段、右转弯段、下坡路段、可用金属和非金属材料制造，所有部件可在工厂全部组装成整体。动力公路在现有公路上安装时钻孔装上膨胀螺丝固定。由于安装快速对运营中的公路车辆影响极小。动力公路可以连续安装也可以间隔安装的特点，平战适用战时可用作临时飞机场。
本发明的有益效果是，电动动子汽车在动力公路上行驶不需使用车载蓄电池的电力，还可为蓄电池充电，电动汽车减少充电次数后，不但节省时间又延长了电池使用寿命，而且降低了电动汽车制造成本和使用成本，使电动汽车取代燃油汽车提前实现市场化变成现实，为燃油汽车退出市场向电动汽车平稳过度提供了缓冲时间。应用此种方法兼容性好既不会影响整个汽车产业链正常运转，又可以在短时间内迅速解决环境污染和能源及金融危机。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的俯视示意图
图2是本发明的右视示意图。
图3是本发明的主视示意图。
具体实施方式
在图1中，定子、绕组(6)用专用密封材料密封成整体，固定在槽型支架(7)内，左护坡兼导向轨(3)和右护坡兼导向轨(8)分左右两边夹紧槽型支架(7)一起安装在现有公路(1)路面上构成的动力公路(16)，通过人行横道(15)动力公路(16)可以间隔安装，导引头(13)安装在动力公路(16)起点前面，动力公路(16)安装在现有公路(1)路面上靠近中央分隔带(14)两边，动力公路(16)向跨骑在动力公路(16)上的动子汽车(17)提供行驶动力行驶，普通汽车(18)在现有公路(1)上行驶。
在图2所示实施例中，动力公路(16)安装在现有公路(1)路面上，动子汽车(17)跨骑在动力公路(16)上，动子(11)和副支撑轮(10)固定在悬挂装置(12)上，清障器(4)在前、悬挂装置(12)在后、一起安装在悬挂装置固定板(5)上，悬挂装置固定板(5)安装在汽车底部(9)。
在图3所示实施例中，现有公路(1)上，左护坡兼导向轨(3)安装在槽型支架(7)左边，定子绕组(6)固定在槽型支架(7)中，右护坡兼导向轨(8)安装在槽型支架(7)右边，构成了动力公路(16)，电源线(19)与定子绕组(6)相连接，动子汽车(17)跨骑在动力公路(16)上，左护坡兼导向轨(3)右护坡兼导向轨(8)与现有公路(1)路面接轨处的光滑圆弧形台阶正好挡住汽车左右车轮兼作主支撑轮(2)内侧，清障器(4)悬挂装置固定板(5)安装在汽车底部(9)。
本发明可用其他的不违背本发明的精神或主要特征的具体形式来概述。因此，无论从哪一点来看，本发明的上述实施方案都只能认为是对本发明的说明而不能限制本发明，权利要求书指出了本发明的范围，而上述的说明并未指出本发明的范围，因此，在与本发明的权利要求书相当的含义和范围内的任何改变，都应认为是包括在权利要求书的范围内。
附图标记及名词解释一览表
1.现有公路(包括高速公路和一～四级双车道以上的公路)
2.主支撑轮(汽车车轮兼)
3.左护坡兼导向轨(安装在槽型支架(7)左边，保护槽型支架内的定子，兼汽车导向轨道。保护安装在空隙内的线路和设备安全。便于车辆跨越进出动力公路)。
4.清障器(用于清除槽型支架上的杂物、冰雪等阻碍汽车行驶的障碍物)
5.悬挂装置固定板(用于汽车与动子系统零部件的连接便于快速安装)
6.定子绕组(定子铁心由硅钢片叠成、表面开有齿槽、槽中嵌有绕组通以多相交流电流后能向安装了动子装置的各类汽车提供行驶动力)
7.槽型支架(用于安装保护定子、绕组、在工厂预先组装成一个整体便于快速安装和作为副支撑轮运行的轨道)
8.右护坡兼导向轨(安装在槽型支架右边，功能同左护坡兼导向轨(3)同)
9.汽车底部
10.副支撑轮(导向、保持动子和定子之间的气隙距离、汽车爆胎时保证安全)
11.动子(动子是由导磁材料制成固定在汽车底部与动力公路上的定子绕组构成直线电动机系统)
12.悬挂装置(传递力和力矩，缓和因公路凹凸不平所产生的冲击和振动、使动子和定子绕组之间始终保持一定的空气隙而不接触)
13.导引头(安装在动力公路起点前面，引导汽车顺导引角度驶上动力公路)
14.中央分隔带
15.人行横道
16.动力公路(由左护坡兼导向轨(3)定子绕组(6).槽型支架(7)右护坡兼导向轨(8)构成安装在现有公路上，定子绕组通电后能向动子汽车提供行驶动力的装置)
17.动子汽车(安装了动子系统的汽车包括；燃油、混合动力、燃料电池、纯电动汽车，动子系统由动子(11)副支撑轮(10)悬挂装置(12)，清障器(4)构成)
18.普通汽车(现有的各类汽车)
19.电源线。