本發(fā)明涉及電動汽車充供電技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種電動汽車移動充電之形升降頂刷系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

當(dāng)今全球普遍面臨環(huán)保壓力和能源危機的嚴(yán)峻形勢：一是環(huán)境方面，首先城市霧霾日趨嚴(yán)重急需防治解決。其次整個地球溫室氣體排放升高，《巴黎氣候變化協(xié)定》要求實現(xiàn)溫室氣體排放不再繼續(xù)增加。二是化石能源面臨枯竭，雖然新發(fā)現(xiàn)的頁巖氣和可燃冰容量不小，但開采難度大，成本高，短期難以利用，必須開發(fā)新能源。電動汽車具有無污染，噪聲低，能源效率高，結(jié)構(gòu)簡單維修方便等優(yōu)點，發(fā)展電動汽車取代燃油汽車勢在必行。近幾年電動汽車產(chǎn)業(yè)在各國倡導(dǎo)支持下得到快速發(fā)展，有效地解決了短程乘車出行，但動力電池遠(yuǎn)程續(xù)航能力不足、充電速度不快，導(dǎo)致的里程焦慮問題始終得不到很好的解決，成為電動汽車發(fā)展的最大技術(shù)瓶頸，影響著電動汽車推廣普及。

目前破解里程焦慮難題的常規(guī)思路是：一方面提高電池的能量密度，積極增加續(xù)航里程，另一方面，廣泛建設(shè)充電樁，設(shè)法提升電池充電速度。這種思路貌似能夠解決問題，但實質(zhì)上仍然不能從根本上解決里程焦慮的難題：因為電池容量與充電時間是一個矛盾體，通過增加電池容量來延長續(xù)航里程，勢必會相對延長充電時間，盡管快充技術(shù)進(jìn)步有利于縮短充電時間，但快充會減少電池循環(huán)次數(shù)、縮短電池壽命，加劇安全風(fēng)險，并且還要受電網(wǎng)負(fù)荷制約，不可能無限地加快下去，肯定存在一個極限無法繼續(xù)突破，所以期望通過不斷提升電池容量、不斷加快充電速度，來達(dá)到與加油一樣方便的設(shè)想是不現(xiàn)實的。即便理論上存在這樣的技術(shù)產(chǎn)品，也是不可推廣的，因為大容量快充車輛的造價極其昂貴，像特斯拉就是一個鮮活的例子，只有富人能享用和消費得起，難以成為國民車被大眾接受。這個常規(guī)思路實質(zhì)上是沿用了燃油車輛停車加油的思維來解決電動汽車充電問題，希望像建設(shè)加油站一樣建設(shè)充電樁來解決車輛充電問題，但電與油的存在形式不同，導(dǎo)致電池與油箱充注效果肯定不同，油箱對加油速度沒有特定約束，但電池對充電速度存在著很多制約，過快充電會減少電池循環(huán)次數(shù)、縮短使用壽命，而且還受電網(wǎng)負(fù)荷制約，不能像想象的那樣隨意提高充電速度。電能難以像燃油先儲存下來后，再像加油一樣方便地給停下來車輛加注，總之停車充電永遠(yuǎn)不能像加油一樣方便，這種思路難以破解里程焦慮問題。倘若撇開這一固化思維，不難發(fā)現(xiàn)電能輸送與燃油輸送明顯不同，燃油可以通過罐車送到加油站，實現(xiàn)停車定點加注，而電能具有極好的流動性，優(yōu)勢是能夠通過電網(wǎng)便捷傳輸并且可以隨用隨取、源源不斷，不必像加油一樣采取停車加注，可以像高鐵一樣從電網(wǎng)上移動著刷取，實現(xiàn)邊行邊供邊充，若充電的過程又是行駛的過程，就可以避免停車等候的焦慮，結(jié)果移動充電比停車加油還要方便，這樣思路一變，充電的難題就迎刃而解了，里程焦慮不再是問題了?？紤]到近80％的汽車用戶每日實際行駛里程通常在80公里以內(nèi)，平時不遠(yuǎn)程行駛可利用充電樁在夜間慢充多使用谷電，遠(yuǎn)程出行時，利用四通八達(dá)的高速公路網(wǎng)絡(luò)，這樣續(xù)航能力不足的電動汽車借助高速公路網(wǎng)的移動充供電系統(tǒng)，巧妙地解決了遠(yuǎn)程無限續(xù)航的難題。

將來電池能量密度和快充技術(shù)不斷進(jìn)步，更有利于移動充電技術(shù)推廣，若在不影響電池安全的前提下，能實現(xiàn)5-10分鐘充滿電，屆時車輛的電池容量就不必再追求500公里甚至更遠(yuǎn)的續(xù)航里程了，或許100-200公里續(xù)航里程就足夠了，那時車輛成本會大大降低，推出低于10萬元的國民車不再是夢想，電動汽車又便宜又方便還環(huán)保，跨入井噴發(fā)展的新時代指日可待。

中國專利申請cn201410795407.8公開了一種能夠無限遠(yuǎn)程續(xù)航的電動汽車及其有軌化移動充供電系統(tǒng)，通過在高速公路中間隔離帶的兩側(cè)設(shè)置方便電動汽車取電的充供電系統(tǒng)，充供電系統(tǒng)主要通過并行設(shè)置的兩條耐磨導(dǎo)電滑軌外接來自高速公路的路網(wǎng)電源實現(xiàn)供電，借助高速公路網(wǎng)建設(shè)充供電系統(tǒng)，通過無軌電動汽車有軌化運行，既能利用電網(wǎng)供電續(xù)航，又可同步充電儲電，從而實現(xiàn)電動汽車的無限遠(yuǎn)程續(xù)程；通過上述裝置提供了解決一些問題的方案，但是該方案利用高速公路隔離帶改造刷電的導(dǎo)電軌，存在三方面問題，一是刷電設(shè)施在路邊，位置不高，人容易觸摸到，有安全隱患；二是刷電設(shè)施易被行車撞損；三是車輛充電時會影響正常車輛行駛，這些問題亟待改進(jìn)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有的技術(shù)存在上述問題，在毗鄰高速的外側(cè)修筑專用充電車道，并完全借鑒高鐵刷電原理，提供一種電動汽車移動充電之形升降頂刷系統(tǒng)，可以解決上述問題。

為實現(xiàn)以上目的，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案予以實現(xiàn)：

一種電動汽車移動充電之形升降頂刷系統(tǒng)，包括之形升降裝置、刷電機構(gòu)和穩(wěn)定部件，所述之形升降裝置設(shè)在電動汽車的車頂上，所述之形升降裝置在所述穩(wěn)定部件配合下，將刷電機構(gòu)升起與導(dǎo)電軌組貼合連接電網(wǎng)刷取電能，實現(xiàn)在行駛中為電動汽車電池充電。

進(jìn)一步地，所述刷電機構(gòu)由刷電弓、刷電滾筒和刷電支架構(gòu)成，刷電弓和刷電滾筒分列在刷電支架兩端。

進(jìn)一步地，所述之形升降裝置由連桿、支撐桿、拉索、液壓桿、活塞體和底座構(gòu)成，連桿底端固定在底座上，拉索一端固定在活塞體上，另一端固定在支撐桿的下部外延部上，連桿和支撐桿之間通過轉(zhuǎn)軸活動連接，所述活塞體通過液壓桿驅(qū)動活塞體沿所述底座上的軌道槽水平滑動，通過改變連桿與底座的張角，實現(xiàn)支撐桿的升降，拉動拉索帶動支撐桿繞軸轉(zhuǎn)動，使支撐桿外端升降。

進(jìn)一步地，所述穩(wěn)定部件由拉簧、壓簧、彈力桿構(gòu)成，所述拉簧設(shè)置在刷電弓下面，所述壓簧設(shè)置在刷電滾筒下面，所述彈力桿設(shè)計在支撐桿的上部，來實現(xiàn)刷電機構(gòu)與導(dǎo)電軌組之間連接不同時中斷。

進(jìn)一步地，所述導(dǎo)電軌組為兩條水平平行的火線和零線。

進(jìn)一步地，所述刷電支架與彈力桿之間以轉(zhuǎn)軸連接，轉(zhuǎn)軸支點在支架橫臂上，采取非對稱設(shè)計，支撐刷電滾筒的力臂要遠(yuǎn)長于支撐刷電弓的力臂。

進(jìn)一步地，所述刷電機構(gòu)中刷電弓和刷電滾筒均分為左右對稱兩部分，中間通過限位柱斷開。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果為：

采用以上技術(shù)方案，刷電機構(gòu)通過之形升降桿提升與導(dǎo)電軌組接觸連接電網(wǎng)刷取電能，實現(xiàn)了電動汽車在行駛中為電池連續(xù)充電，顛覆了停車充電的思維，解決了電動汽車遠(yuǎn)程續(xù)航里程焦慮問題，降低了對動力電池續(xù)航里程過高要求，有利于降低電動汽車造價，便于電動汽車推廣普及。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明的電動汽車頂刷取電結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明的頂部刷電結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明的電動汽車頂刷取電俯視圖；

圖4為本發(fā)明的電動汽車取電的局部放大示意圖；

圖5為本發(fā)明的電動汽車頂刷機構(gòu)立體示意圖；

圖中標(biāo)號說明：1、之形升降裝置；11、連桿；12、支撐桿；13、拉索；14、液壓桿；15、活塞體；16、底座；2、刷電機構(gòu)；21、刷電弓；22、刷電滾筒；23、刷電支架；24、限位柱；3、穩(wěn)定部件；31、拉簧；32、壓簧；33、彈力桿；4、電動汽車；5、導(dǎo)電軌組；6、電瓷瓶。

具體實施方式

為使本發(fā)明實施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實施例，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

結(jié)合附圖1，對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明：一種電動汽車移動充電的之形升降頂刷系統(tǒng)，包括之形升降裝置1、刷電機構(gòu)2和穩(wěn)定部件3，所述之形升降裝置1設(shè)在電動汽車4的車頂上，所述之形升降裝置1在所述穩(wěn)定部件3配合下，將刷電機構(gòu)2升起與導(dǎo)電軌組5貼合連接電網(wǎng)刷取電能，實現(xiàn)在行駛中為電動汽車4電池充電。

結(jié)合附圖2、圖3、圖4和圖5，所述刷電機構(gòu)2由刷電弓21、刷電滾筒22和刷電支架23構(gòu)成，刷電弓21和刷電滾筒22分列在刷電支架23兩端；

所述之形升降裝置1由連桿11、支撐桿12、拉索13、液壓桿14、活塞體15和底座16構(gòu)成，連桿11底端固定在底座16上，拉索13一端固定在活塞體15上，另一端固定在支撐桿12的下部外延部上，連桿11和支撐桿12之間通過轉(zhuǎn)軸活動連接，所述活塞體15通過液壓桿14驅(qū)動活塞體15沿所述底座16上的軌道槽水平滑動，通過改變連桿11與底座16的張角，實現(xiàn)支撐桿12的升降，拉動拉索13帶動支撐桿12繞軸轉(zhuǎn)動，使支撐桿12外端升降；還設(shè)有壓力傳感器設(shè)置刷電弓21上，用來感應(yīng)導(dǎo)電軌組5對刷電弓21和刷電滾筒22的壓力，并與汽車的控制系統(tǒng)通信連接，給液壓傳動系統(tǒng)信號，從而控制所述液壓桿的伸縮行程；壓力傳感器將檢測到的壓力值傳給控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)將該值作為設(shè)定壓力值記錄下來；壓力發(fā)生變化偏離初始設(shè)定的壓力值范圍；壓力傳感器檢測到壓力的變化，并將壓力變化的信號傳給控制系統(tǒng)，同時編碼器也將液壓桿的伸縮量的信號傳給控制系統(tǒng)；控制系統(tǒng)會計算某一時間段檢測到的壓力的平均值，當(dāng)壓力值變化趨勢明顯時，控制系統(tǒng)會下達(dá)命令給控制液壓桿的流量控制閥的壓力調(diào)節(jié)單元，控制液壓桿的伸縮量來調(diào)節(jié)刷電弓和刷電滾筒與導(dǎo)電軌組之間的壓力值，如此反復(fù)，避免刷電弓和刷電滾筒與導(dǎo)電軌組之間的壓力過大或過小；

所述穩(wěn)定部件3由拉簧31、壓簧32、彈力桿33構(gòu)成，所述拉簧31設(shè)置在刷電弓21下面，所述壓簧32設(shè)置在刷電滾筒22下面，所述彈力桿33設(shè)計在支撐桿12的上部，三種穩(wěn)定部件均是用于減緩汽車顛簸震蕩，維持刷電機構(gòu)與導(dǎo)電軌組之間連接不同時中斷，避免打火電弧危害；

所述導(dǎo)電軌組5為兩條水平平行的火線和零線；

所述刷電支架23與彈力桿33之間以轉(zhuǎn)軸連接，轉(zhuǎn)軸支點在支架橫臂上，采取非對稱設(shè)計，支撐刷電滾筒22的力臂要遠(yuǎn)長于支撐刷電弓21的力臂，這樣在拉簧31和壓簧32的配合下有助于調(diào)節(jié)導(dǎo)電軌組5對刷電滾筒22和刷電弓21的壓力分配，自動實現(xiàn)調(diào)大導(dǎo)電軌組5對刷電滾筒22的壓力并減小導(dǎo)電軌組5對刷電弓21的壓力，目的是發(fā)揮刷電滾筒22與導(dǎo)電軌組5之間滾動摩擦小的優(yōu)勢，降低刷電弓21與導(dǎo)電軌組5之間的滑動摩擦損耗；當(dāng)車輛向下顛簸時，刷電弓21脫軌時，刷電滾筒22有較大的向上翹行空間，依然保持與導(dǎo)電軌組5的貼合不脫軌，當(dāng)刷電弓21恢復(fù)接觸導(dǎo)電軌組5時也不會產(chǎn)生電火花。當(dāng)車輛向上顛簸時，導(dǎo)電軌組5對刷電機構(gòu)2的壓力會增大，首先減震器被壓縮，消減掉一部分壓力，其次通過支點非對稱設(shè)計，調(diào)節(jié)壓力分配，使刷電弓21增加的壓力較少，也有利于控制摩擦摩擦損耗；

所述刷電機構(gòu)2中刷電弓21和刷電滾筒22均分為左右對稱兩部分，中間通過限位柱24斷開，所述刷電弓21分別用于從導(dǎo)電軌組5的零線和火線上刷電；所述刷電機構(gòu)2有關(guān)部位設(shè)置電瓷瓶6等絕緣防雨措施，保障刷電安全。

本發(fā)明的工作方法和工作原理是通過在電動汽車的頂部設(shè)置刷電機構(gòu)，特別是在運動過程中對電動汽車的刷電，不需要停車充電，從而實現(xiàn)了電動汽車的無限續(xù)航，且在汽車頂部刷電避免了再地面上的動物、行人和其他意外造成的破壞，影響的因素較少，更加安全可靠。當(dāng)電動汽車在運動過程中的電量不足時，只需將電動汽車行駛到刷電的專用車道上，同時啟動之形升降裝置1升降并帶動刷電弓21向上運動，最終實現(xiàn)刷電弓21與電動車頂部的導(dǎo)電軌組接觸，從而實現(xiàn)電動汽車4的刷電功能；當(dāng)電動汽車4刷好電時，再對上述的之形升降裝置1收起，實現(xiàn)支撐桿12與連桿11的折疊，從而實現(xiàn)刷電機構(gòu)的收起，完成充電。

導(dǎo)電軌組與電動汽車的充供電系統(tǒng)連接取電，導(dǎo)電軌組設(shè)有兩條線路，分別與充供電系統(tǒng)的零線和火線連接，兩個刷電弓分別為零線接電部和火線接電部，火線接電部和零線接電部分別與電動汽車的蓄電池正、負(fù)極連接，通過零線接電部和火線接電部與導(dǎo)電軌組的零線和火線連接接觸接通供電動汽車的充供電系統(tǒng)，實現(xiàn)對電動汽車的蓄電池的充電，實現(xiàn)電動汽車的移動充電。

刷電機構(gòu)通過之形升降桿提升與導(dǎo)電軌組接觸連接電網(wǎng)刷取電能，實現(xiàn)了電動汽車在行駛中為電池連續(xù)充電，顛覆了停車充電的思維，解決了電動汽車遠(yuǎn)程續(xù)航里程焦慮問題，降低了對動力電池續(xù)航里程過高要求，有利于降低電動汽車造價，便于電動汽車推廣普及。駕駛員一人可輕松操作，結(jié)構(gòu)簡單，簡化了充電設(shè)備，大大提高了電動汽車充電的經(jīng)濟效益，通過刷電板的平穩(wěn)上升并與刷電線接觸，刷電過程安全性高，而且省時省力、非常方便，維護(hù)方便便捷，可實現(xiàn)電動汽車的移動充電，大大提高了電動汽車工作效率和推廣前景。

需要說明的是，在本文中，諸如第一和第二等之類的關(guān)系術(shù)語僅僅用來將一個實體或者操作與另一個實體或操作區(qū)分開來，而不一定要求或者暗示這些實體或操作之間存在任何這種實際的關(guān)系或者順序。而且，術(shù)語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設(shè)備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者設(shè)備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句“包括一個……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的過程、方法、物品或者設(shè)備中還存在另外的相同要素。

以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述實施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實施例技術(shù)方案的精神和范圍。