一种可行驶充电的电动汽车系统及其发电电路的制作方法

1.本实用新型涉及新能源汽车技术领域，尤其涉及一种可行驶充电的电动汽车系统及其发电电路。


背景技术：

2.电动汽车(bev)是指以车载电源为动力，用电机驱动车轮行驶，符合道路交通、安全法规各项要求的车辆。由于对环境影响相对传统汽车较小，其前景被广泛看好，其工作原理：蓄电池—电流—电力调节器—电动机—动力传动系统—驱动汽车行驶；纯电动汽车，相对燃油汽车而言，主要差别在于四大部件，驱动电机，调速控制器、动力电池、车载充电器。相对于加油站而言，它由公用超快充电站；纯电动汽车之品质差异取决于这四大部件，其价值高低也取决于这四大部件的品质。纯电动汽车的用途也在四大部件的选用配置直接相关。
3.现有技术中，电动车存在的最大问题就是续航的时长问题，为解决续航问题，现有技术提出的最常见的解决方案就是增设充电桩的密度、提升电池容量以及提供更换电池的方案，但是这些方案终究无法解决长时间续航的问题，故亟需一种新的供电方案以解决现有技术中的缺陷和不足。


技术实现要素：

4.针对上述技术中存在的不足之处，本实用新型提供一种可行驶充电的电动汽车系统及其发电电路，与铺设有磁铁的公路配合使用，通过设置用于切割磁铁磁感线的电感线圈；切割磁感线以达到给电动汽车供电的效果；同时设置的发电电路具有提升发电效率、防倒灌防过充的效果，采用理想桥式堆技术有效的降低了电能的损耗，具有较强的推广意义。
5.为实现上述目的，本实用新型提供一种可行驶充电的电动汽车系统，应用于铺设有磁铁的公路，包括：
6.拾电装置：拾电装置设有用于切割磁铁磁感线的电感线圈；
7.供电装置：与拾电装置电连接，进行电流和电压的转换后供电至蓄电池；
8.蓄电池：蓄电池连接至供电装置，接收拾电装置获取的电能，用于供电；
9.驱动机构：与电动汽车车轮连接，驱动电动汽车行驶；
10.控制器：同时与拾电装置、充电装置、蓄电池以及驱动机构电连接，接收和发送控制指令；
11.供电装置与蓄电池和驱动机构电连接，蓄电池与驱动机构连接，当拾电装置无切割磁感线时，控制器控制蓄电池供电至驱动机构；当拾电装置切割磁感线时，控制器控制供电装置供电至蓄电池的同时供电至驱动机构。
12.具体的：还包括用于控制拾电装置高度的自动升降装置，自动升降装置固定安装于电动汽车底盘，并与拾电装置可拆卸连接；自动升降装置包括用于识别底盘距离地面高度的高度检测组件，自动升降装置接收高度检测组件的识别信息从而控制拾电装置的升
降。
13.作为优选：高度检测组件为高度传感器，高度传感器设置于车辆底盘靠近车头位置，高度传感器外露于车辆底盘并且发射端朝向路面。
14.具体的：电感线圈设置有多个，间隔排列形成多个电感线圈同时切割磁感线的线圈板。
15.作为优选：多个电感线圈沿垂直于磁铁磁感线方向设置，当电动汽车行驶时，电感线圈沿垂直方向切割磁铁磁感线。
16.一种可行驶充电的电动汽车发电电路，应用于一种可行驶充电的电动汽车系统，包括：发电线圈组、理想桥式堆电路、保护器和蓄电池，发电线圈组的输出端连接至理想桥式堆电路，理想桥式堆电路的输出端连接至蓄电池，理想桥式堆电路和蓄电池之间连接有保护器，保护器的输出端连接至蓄电池，发电线圈切割磁感线时发电线圈组产生的交流电在理想桥式堆电路整流成稳定的直流电后，输出至蓄电池进行充电。
17.具体的：发电线圈组由多个电感线圈组成，多个电感线圈之间通过同名端串并联连接获得高电压和高电流。
18.作为优选：保护器为稳压保护器，稳压保护器的两输入端连接至理想桥式堆电路，输出端连接至蓄电池正极，稳压保护器的输出电压钳位在蓄电池的充电电压上。
19.具体的：理想桥式堆电路包括芯片、第一nmos管、第二nmos管、第三nmos管和第四nmos管、芯片设有第一引脚、第二引脚、第三引脚和第四引脚，第一nmos管、第二nmos管、第三nmos管和第四nmos管的输出端均对应连接至第一引脚、第二引脚、第三引脚和第四引脚。
20.作为优选：理想桥式堆电路还包括第一输入端和第二输入端，当第一输入端为正，第二输入端为负时，第一引脚和第三引脚导通,第二引脚和第四引脚关闭；当第一输入端为负，第二输入端为正时，第一引脚和第三引脚关闭,第二引脚和第四引脚导通。
21.本实用新型的有益效果是：与现有技术相比，本实用新型提供的一种可行驶充电的电动汽车系统，应用于铺设有磁铁的公路，包括：拾电装置：拾电装置设有用于切割磁铁磁感线的电感线圈；供电装置：与拾电装置电连接，进行电流和电压的转换后供电至蓄电池；蓄电池：蓄电池连接至供电装置，接收拾电装置获取的电能，用于供电；驱动机构：与电动汽车车轮连接，驱动电动汽车行驶；控制器：同时与拾电装置、充电装置、蓄电池以及驱动机构电连接，接收和发送控制指令；供电装置与蓄电池和驱动机构电连接，蓄电池与驱动机构连接，当拾电装置无切割磁感线时，控制器控制蓄电池供电至驱动机构；当拾电装置切割磁感线时，控制器控制供电装置供电至蓄电池的同时供电至驱动机构；通过设置用于切割磁铁磁感线的电感线圈；切割磁感线以达到给电动汽车供电的效果；同时设置的发电电路具有提升发电效率、防倒灌防过充的效果，采用理想桥式堆技术有效的降低了电能的损耗，具有较强的推广意义。
附图说明
22.图1为本实用新型的系统原理图；
23.图2为本实用新型的发电电路原理图图；
24.图3为本实用新型的公路磁铁铺设示意图；
25.图4为本实用新型的公路磁铁铺设示意图；
26.图5为本实用新型的公路磁铁铺设示意图；
27.图6为本实用新型的公路磁铁铺设示意图；
28.图7为本实用新型的发电电路图；
29.图8为本实用新型的公路磁铁铺设示意图。
30.主要元件符号说明如下：
31.1、控制器；2、驱动机构；3、供电装置；4、蓄电池；5、拾电装置；6、磁铁。
具体实施方式
32.为了更清楚地表述本实用新型，下面结合附图对本实用新型作进一步地描述。
33.现有技术中，电动车存在的最大问题就是续航的时长问题，为解决续航问题，现有技术提出的最常见的解决方案就是增设充电桩的密度、提升电池容量以及提供更换电池的方案，但是这些方案终究无法解决长时间续航的问题，故亟需一种新的供电方案以解决现有技术中的缺陷和不足。
34.为解决现有技术中的缺陷和不足,本身具体的提供一种可行驶充电的电动汽车系统，请参阅图1-图4，应用于铺设有磁铁6的公路，包括：
35.拾电装置5：拾电装置5设有用于切割磁铁6磁感线的电感线圈；
36.供电装置3：与拾电装置5电连接，进行电流和电压的转换后供电至蓄电池4；
37.蓄电池4：蓄电池4连接至供电装置3，接收拾电装置5获取的电能，用于供电；
38.驱动机构2：与电动汽车车轮连接，驱动电动汽车行驶；
39.控制器1：同时与拾电装置5、充电装置、蓄电池4以及驱动机构2电连接，接收和发送控制指令；
40.供电装置3与蓄电池4和驱动机构2电连接，蓄电池4与驱动机构2连接，当拾电装置5无切割磁感线时，控制器1控制蓄电池4供电至驱动机构2；当拾电装置5切割磁感线时，控制器1控制供电装置3供电至蓄电池4的同时供电至驱动机构2；控制器1在拾电装置5端设有感应器用于感应电流或者电压的产生，当没有感应到任何电压或者电流的产生时，则表明汽车并未驶入有磁铁6路段，此时汽车的供电主要由蓄电池4进行供电，当感应到电压或者电流的产生时，则表明汽车驶入有磁铁6路段，此时拾电装置5通过供电装置3对汽车和蓄电池4进行同时供电，此时将获得的电能大部分用于驱动机构2以及电动车控制器1或者其他用电设备的供能，将保证供能后的剩余电能用于蓄电池4的电能补充，以备在后续离开磁铁6公路的时候电动汽车的蓄电池4内具有足够的储备电能进行使用。
41.在本实施例中提及：还包括用于控制拾电装置5高度的自动升降装置，自动升降装置固定安装于电动汽车底盘，并与拾电装置5可拆卸连接；自动升降装置包括用于识别底盘距离地面高度的高度检测组件，自动升降装置接收高度检测组件的识别信息从而控制拾电装置5的升降；当控制器1接收到高度检测组件的感应信号时，将控制信号传输至自动升降装置；通过底盘支架固定在汽车地盘上，自动升降装置连接至拾电装置5，并且控制器1通过接收高度检测组件的感应信号对自动升降装置进行控制，当高度检测组件的识别到的高度升高时，将信号传输至主控设备，此时主控设备根据接收到的信号控制驱动装置驱动自动升降装置对拾电装置5进行降低作用，从而保证拾电装置5始终处于最高充电效率的切割磁感线位置；当高度检测组件的识别到的高度降低时，将信号传输至主控设备，此时主控设备
根据接收到的信号控制驱动装置驱动自动升降装置对拾电装置5进行保持高度作用，从而保证拾电装置5始终处于最高充电效率的切割磁感线位置。
42.在一个优选的实施例中提及：高度检测组件为高度传感器，高度传感器设置于车辆底盘靠近车头位置，高度传感器外露于车辆底盘并且发射端朝向路面；高度传感器用于检测和识别地面的 障碍物或者高度，从而给到主控设备以信号从而做出对活动部件的升降控制。
43.在一个已经实施的实例中对用于控制拾电装置5高度的自动升降装置，具有如下表述：
44.自动升降装置包括固定于车辆底盘的底盘支架、升降组件和驱动装置，升降组件固定安装于底盘支架上，升降组件包括沿垂直于车辆底盘方向活动的活动部件，驱动装置与活动部件连接；拾电装置5安装于活动部件上；还包括主控设备和高度传感器，驱动装置以及高度传感器均与主控设备电连接，当主控设备接收到高度传感器的感应信号时，将控制信号传输至驱动装置；底盘支架固定在汽车地盘上，升降组件连接至拾电装置5，并且主控设备通过接收高度传感器的感应信号对升降组件进行控制，当高度传感器的识别到的高度升高时，将信号传输至主控设备，此时主控设备根据接收到的信号控制驱动装置驱动升降组件对拾电装置5进行降低作用，从而保证拾电装置5始终处于最高充电效率的切割磁感线位置；当高度传感器的识别到的高度降低时，将信号传输至主控设备，此时主控设备根据接收到的信号控制驱动装置驱动升降组件对拾电装置5进行保持高度作用，从而保证拾电装置5始终处于最高充电效率的切割磁感线位置。
45.其中：驱动装置包括无刷电机，无刷电机固定安装于底盘支架上，无刷电机的输出端与活动部件连接；无刷电机通过接收来自主控设备的信号从而进行正转和反转工作，从而控制活动部件的升降。
46.其中：活动部件与无刷电机的输出端之间设有减速齿轮，活动部件靠近减速齿轮的一面设有直线齿条，无刷电机的输出端套设有驱动齿轮，减速齿轮同时与直线齿条以及驱动齿轮啮合连接；减速齿轮的作用主要是降低无刷电机的输出效率，对输出起到一个缓冲的作用，这样避免输出电机直接输出过高的转速，能够有效的保护活动部件。
47.其中：所升降组件包括垂直于车辆底盘设置的直线导轨，直线导轨滑动连接有滑块，活动部件固定安装于滑块上；直线导轨和滑块对活动部件起到一个引导作用，能够保证活动部件的垂直方向上的运动。
48.其中：直线导轨的上端和下端均设置有用于检测活动部件的光电开关，光电开关与主控设备电连接，当光电开关检测到活动部件时，主控设备发送反向控制信号至驱动装置；设置光电开关的用意在于，防止活动部件的过度上升和下降，导致脱出；当光电开关检测到活动部件时，给到一个电信号至主控设备，从而使主控设备给到一个控制信号至驱动装置控制无刷电机反转，能够起到一个限位和保护的作用。
49.其中：光电开关为漫反射光电开关，漫反射光电开关的发射端朝向活动部件一侧；漫反射光电开关能够接收到反射回来的漫反射信号从而发送电信号至主控设备；优选的光电开关也可以是镜反射光电开关。
50.其中：活动部件连接有安装组件，拾电装置5可拆卸安装于安装组件上；拾电装置5设置为可拆卸的安装方式，能够在升降装置发生故障或者拾电装置5发生故障时，进行拆卸
分离，易于维修和维护。
51.其中：高度传感器设置于车辆底盘靠近车头位置，高度传感器外露于车辆底盘并且发射端朝向路面；高度传感器用于检测和识别地面的 障碍物或者高度，从而给到主控设备以信号从而做出对活动部件的升降控制。
52.在本实施例中提及：电感线圈设置有多个，间隔排列形成多个电感线圈同时切割磁感线的线圈板；设置多个电感线圈其主要目的在于增大切割磁感线的电感线圈的量从而增大产生电能的量，这样汽车在进行高速的行驶时，同时有对个电感线圈在进行磁感线的切割从而能够达到足够的发电效率。
53.在一个优选的实施例中提及：多个电感线圈沿垂直于磁铁6磁感线方向设置，当电动汽车行驶时，电感线圈沿垂直方向切割磁铁6磁感线；电感线圈沿垂直于磁感线的方向对磁感线进行切割能够产生最大的电能。
54.一种可行驶充电的电动汽车发电电路，应用于一种可行驶充电的电动汽车系统，包括：发电线圈组、理想桥式堆电路、保护器和蓄电池4，发电线圈组的输出端连接至理想桥式堆电路，理想桥式堆电路的输出端连接至蓄电池4，理想桥式堆电路和蓄电池4之间连接有保护器，保护器的输出端连接至蓄电池4，发电线圈切割磁感线时发电线圈组产生的交流电在理想桥式堆电路整流成稳定的直流电后，输出至蓄电池4进行充电；该电路的发电线圈组采用磁感线圈进行公路上的磁体产生的磁感线从而产生输出电压，在理想桥式堆电路中将产生的不稳定的电能转化成平滑且稳定的直流电，同时设置防倒灌电路和防戳从保护器，使发电线圈组可以安全地给蓄电池4充电，蓄电池4的电能在dctd阻断下不会回流到发电线圈及充电电路中，满足蓄电池4充电，贮存发电电能，保护蓄电池4和系统安全；理想桥式堆电路能够有效的降低电路损耗。
55.在本实施例中提及：发电线圈组由多个电感线圈组成，多个电感线圈之间通过同名端串并联连接获得高电压和高电流；发电线圈组，采用同名端线圈串并联方式进行，串联提升了电压，并联增大了电流；在实际的使用中将根据车型进行选配。
56.实施例1：lb1是发线圈组；它由l1,l2,l3,l4
……
通过同名端串并联方式组成，其目的是为了获得较高电压和较大的电流；由电磁感应原理可知，当汽车靠近第一个磁铁6时，线圈的磁通量由小变大变化，产生正压输出，输出电压也会由小变大，随着汽车的继续移动，电压达到峰值后，逐渐变小，当汽车驶离第一根磁铁6开向第二根磁铁6时，发电线圈的磁通量会由大变小，产生相反的电压，达到峰值后逐渐变小；也就是说汽车靠近第一个磁铁6时输出正电压，离开第一个磁铁6时输出负电压，然后进入第二个磁铁6，如此循环；由此可知：发电线圈输出的电压是一个极性按一定时间变化的直流电，这实际上不就是交流电么，只不过这个交流电的频率较低，且是变化的，它取决于汽车的运行速度和磁铁6的铺设间距，汽车速度越快，磁铁6铺设间距越短，发电频率就越高；汽车运动越匀速，频率就越稳定；这就提出一个问题，发电线圈发出的电能需要用汽车的蓄电池4来储存起来，而蓄电池4是直流电，不能用上述的电压来给蓄电池4充电，它需要经过特殊处理来给蓄电池4充电。
57.在一个优选的实施例中提及：保护器为稳压保护器，稳压保护器的两输入端连接至理想桥式堆电路，输出端连接至蓄电池4正极，稳压保护器的输出电压钳位在蓄电池4的充电电压上；稳压保护器的输出电压和蓄电池4所需的充电电压是相同的，当电压过高时，保护器会将多余的电能释放掉一保护系统和蓄电池4的安全。
58.实施例2：
59.w1是稳压保护器，正常时1，3脚是导通的，它可以把输出电压钳位在蓄电池4所需的充电电压上，若过高和过流时它会通过and的1，2脚把多余的电能释放掉，保护系统和蓄电池4的安全。
60.在本实施例中提及：理想桥式堆电路包括芯片、第一nmos管、第二nmos管、第三nmos管和第四nmos管、芯片设有第一引脚、第二引脚、第三引脚和第四引脚，第一nmos管、第二nmos管、第三nmos管和第四nmos管的输出端均对应连接至第一引脚、第二引脚、第三引脚和第四引脚；理想桥式堆电路还包括第一输入端和第二输入端，当第一输入端为正，第二输入端为负时，第一引脚和第三引脚导通,第二引脚和第四引脚关闭；当第一输入端为负，第二输入端为正时，第一引脚和第三引脚关闭,第二引脚和第四引脚导通；请参阅图1，简单的说，如果是a（相当于第一输入端）正b（相当于第二输入端）负，那么就开通tg1（相当于第一引脚）及bg1（相当于第三引脚）,关闭tg2（相当于第二引脚）及bg2（相当于第四引脚）.如果是a（相当于第一输入端）负b（相当于第二输入端）正，那么就开通tg2（相当于第二引脚）及bg2（相当于第四引脚）,关闭tg1（相当于第一引脚）及bg1（相当于第三引脚），这样一来，c点就始终输出正电压，d点输出负电压，经过后面的滤波和稳压后，就可以安全地给蓄电池4充电了。
61.实施例3：
62.本技术采用理想桥式堆技术，能够使电压差低达0.05v，比传统硅整流损耗低很多；在实测中，理想桥堆产品在3a时，电压降0.05v.只相当传统产品的0.05/0.8*4=1/64=1.56%, 理想桥堆在3a时，功耗0.05*3=0.15w。而普通桥堆在1a时已高达3.2w,3a就更高达9.6w。可以计算出损耗仅为0.15/9.6=1.6% 。效率高62.5倍 ，发热量低62.5倍，温度升温低10倍以上；采用理想桥式堆技术主要目的在于降低损耗。
63.实施例4:
64.本技术所提供的电动车系统以及发电电路在实际的使用中需要配合铺设有磁性材料的公路使用, 公路上预埋了等距间隔的永久磁铁，电动汽车上安装了线圈组，当汽车在公路上行驶时，汽车上的线圈会不停地切割磁力线，线圈中的磁通量不停地发生变化，产生感应电流；
65.磁性材料在公路的铺设方案有很多种，以下几种铺设方式为在实际的实验中发电效率较高的铺设方式：
66.方式一：横向水平铺设：与汽车行进方向垂直在公路上水平铺设条形永久磁性材料（永久磁铁），相邻两块磁铁可以是同极性，也可以不同。如图3，图4所示。汽车上发电线圈组要与之配合安装，保证磁力线能垂直切割，以免影响发电效率。
67.图3所示的铺设方式适合相邻两块磁铁间隔较小的密集型铺设，可提高发电效率。图4适合相邻两块磁铁间隔较大的铺设，可以节约成本，该方式要注意保持一定的铺设间距，保证相邻磁铁不产生相互干扰，否则影响发电效率。
68.方式二：垂直铺设：把条形或圆柱形磁铁垂直与路面铺设，即让磁极与路面垂直。如图5，图6； 这种垂直铺设方式可以将磁铁的截面做得较大，铺满整个车道，但磁铁不需要太长；同样的，不同磁极端的密度需要铺设较密，同磁极端的密度需要铺设较疏松。
69.在一个优选的实施例中提及：磁性材料在铺设时需要进行防护，具体的防护方法
如下：如图8所示，将预制好的磁性材料预埋在公路下面，中间加上缓冲层和保护层，表面用公路材料覆盖；可在公路边留出检修位置，在需要时可以检修或更换磁性材料。
70.本实用新型的优势在于：
71.1.通过设置用于切割磁铁磁感线的电感线圈；切割磁感线以达到给电动汽车供电的效果；同时设置的发电电路具有提升发电效率、防倒灌防过充的效果，采用理想桥式堆技术有效的降低了电能的损耗，通过该方案的续航方式使电动车的续航达到质的提升，有效解决现有电动车的短续航问题，具有较强的推广意义。
72.2.降低损耗：采用理想桥式堆技术，压差低达0.05v，比传统硅整流损耗低很多。
73.3.提升发电效率；发电线圈组采用同名端线圈串并联方式进行，串联提升了电压，并联增大了电流。
74.以上公开的仅为本实用新型的几个具体实施例，但是本实用新型并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本实用新型的保护范围。