一种公路路侧牵引式充电装置的制作方法

1.本实用新型涉及电动汽车公路便捷充电设施工程技术领域，具体涉及一种公路路侧牵引式充电装置。


背景技术：

2.随着新能源电动汽车在我国的快速普及，电动汽车长途行驶的趋势不可避免，长途行驶中里程焦虑是电动汽车使用者的最大困扰，虽然高速公路服务区普遍可设置电动汽车的固定充电设施，但一桩难求、充电等候时间过长势必大大恶化电动汽车使用者的体验。国内外关于不停车充电技术的研究方兴未艾，相关研究普遍从两个方向入手：
3.方向一：在路面范围增设无线充电系统，通过增加汽车无线充电装置来实现行驶中的无线充电。这种方式无法避免对车辆、电池系统的改造，要达到各汽车生产厂家按照统一标准新增无线充电功能还有漫长的道路要走，无线充电的功率和辐射问题还存在大量待研究难题；
4.方向二：在路面中增加供电线路，借助车辆安装的可滑动受电设施进行充电。这种方式对车辆行驶轨迹的精度要求较高，相关构思也存在大量疑点，不可避免的是车辆仍需要调整电池充电受电设施，需要统一制造标准对车辆进行改造。


技术实现要素：

5.本实用新型目的在于提供一种公路路侧牵引式充电装置，在一定程度上解决或改善了上述背景技术中现有研究成果均未获得实质性突破且研究方向均需对车辆进行大幅改造的问题。本实用新型通过单独设置固定于充电通道上的隔离栅和可移动充电平车，采用与电动汽车同型号快速充电插头给汽车充电，借助牵引机构保持前后多车同步充电和驶离。不需要对车辆进行任何改动，与固定充电桩充电模式完全一致。
6.本技术的实施例是这样实现的：
7.第一方面，本技术的实施例提供一种公路路侧牵引式充电装置，所述公路路侧牵引式充电装置布设于公路外侧，电动汽车借助减速车道驶入，借助加速车道驶离；
8.其中，所述公路路侧牵引式充电装置包括：隔离栅、充电平车、轮轨机构、牵引机构及转运通道；
9.所述隔离栅包括栅体和接触网，所述栅体配置为隔离行车道和充电通道，所述接触网附着在所述栅体上；所述充电平车可移动的设置在所述充电通道上；所述轮轨机构和所述牵引机构均设置在所述充电通道的下方，与所述充电平车相配合；所述转运通道平行设置在所述充电通道的外侧，配置为转移所述充电平车至所述充电通道起点；
10.其中，所述转运通道上设置有供所述充电平车行驶的所述轮轨机构和所述牵引机构。
11.在一些实施方式中，所述接触网由配电区供电。
12.在一些实施方式中，所述充电平车包括车体、集成充电桩、充电插头及受电弓；
13.其中，所述车体置于所述轮轨机构上，且与所述轮轨机构可滑动连接，在所述车体的前端和后端均设置有活动安全挡板；所述集成充电桩固定连接在所述车体上；所述充电插头连接在所述车体的前端、后端、左端和右端；所述受电弓的一端与所述接触网接通，所述受电弓的另一端与所述集成充电桩连接，配置为将所述接触网的电能传输至所述集成充电桩。
14.在一些实施方式中，所述充电插头可自动复位。
15.在一些实施方式中，所述轮轨机构包括车轮和轨道；
16.其中，所述车轮连接在所述车体底端，且所述车轮置于所述轨道上，可沿所述轨道往复运动；所述轨道固定在所述充电通道和所述转运通道上。
17.在一些实施方式中，所述牵引机构包括钢缆、钢缆约束件及牵引连接件；
18.其中，所述钢缆通过所述牵引连接件与所述车体连接，所述钢缆约束件布置在所述充电通道和所述转运通道上，与所述钢缆接触，配置为支撑及约束所述钢缆；
19.其中，所述牵引连接件具有固结操作装置，所述固结操作装置配置为固结所述钢缆和所述车体，或解除固结所述钢缆和所述车体。
20.在一些实施方式中，所述转运通道包括平行于所述充电通道的直线型车道，以及连接在所述直线型车道两端的半弧形车道；
21.其中，所述直线型车道和所述半弧形车道均配置为将转移所述充电平车至所述充电通道起点。
22.在一些实施方式中，所述隔离栅还包括雨棚；所述雨棚与所述栅体连接，盖设在所述公路路侧牵引式充电装置的上方。
23.在一些实施方式中，所述充电通道的长度在1-2km之间，所述充电通道的宽度在 3-4m之间。
24.在一些实施方式中，所述充电平车的长度在5-6m之间，所述充电平车的宽度在 2.5-3m之间。
25.与现有技术相比，本技术实施例的有益效果是：
26.本实用新型提供一种公路路侧牵引式充电装置，可以将集成充电桩固定在可被牵引前行的充电平车上，将适应于各类型电动汽车的充电插头布设于充电平车两侧，电动汽车自驾行驶到充电平车之上，充电插孔同侧适用插头插入，牵引机构拖曳充电平车和电动汽车前行，受电弓连接接触网供电并充电。本实用新型采用的各项技术成熟，可有效解决固定式充电站等候时间过长、移动充电研究成果普遍需要大幅度改造电动汽车的问题，为驾驶电动汽车沿公路长途出行提供了延长里程的解决方案，改善了电动汽车的用户体验，有利于电动汽车的进一步普及。
27.本实用新型提供的一种公路路侧牵引式充电装置适用范围广，不必对现有车辆进行任何改造，利用现有各项成熟的基础技术，借助固定的接触网供电和移动充电桩的巧妙构思，实质性地实现了移动充电的意图。适度放慢牵引速度，进一步增加充电时长，可大大提高充电效率，同时也节约了充电设施占地。
附图说明
28.为了更清楚地说明本实用新型中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附
图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
29.图1为本实用新型牵引式充电装置的平面布置示意图；
30.图2为本实用新型充电平车工作状况平面示意图；
31.图3为本实用新型充电平车工作状况横断面示意图；
32.附图标记：
33.1-隔离栅；11-栅体；12-接触网；13-雨棚；
34.2-充电平车；21-车体；22-集成充电桩；23-充电插头；24-受电弓；
35.3-轮轨机构；31-车轮；32-轨道；
36.4-牵引机构；41-钢缆；42-钢缆约束件；43-牵引连接件；
37.5-转运通道。
具体实施方式
38.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
39.因此，以下对在附图中提供的本技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本技术的范围，而是仅仅表示本技术的选定实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
40.为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。在详述本实用新型实施例时，为便于说明，示意图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本实用新型的保护范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。
41.请参考图1、图2和图3，本实用新型一种公路路侧牵引式充电装置，其总平面布置包括充电通道、充电平车2转运通道5和配电区。充电通道根据功能区分为起点作业区、充电区和终点作业区，起点作业区由工作人员帮助将汽车就位、插入充电插头23 并牵引前行；充电区完成移动充电；终点作业区由工作人员帮助将充电插头23脱离、汽车自行离场。充电平车2的转运通道5用于将充电平车2从终点作业区转运至起点作业区。配电区承担接入国网供电系统并变压整流输送到充电通道。其中，充电通道长度可按1-2km之间设置，充电通道的宽度可按3-4m之间设置。
42.本实用新型主要设施包括充电通道的隔离栅1、充电平车2、轮轨机构3、牵引机构 4和转运通道5。充电通道净宽按照3-4m设计，充电通道设有隔离栅1，隔离栅1包含栅体11、接触网12和雨棚13。栅体11可采用钢材、铝型材、钢筋混凝土、塑料或上述材料组合建造，其功能在于隔离行车道和充电通道，同时为接触网12提供附着；接触网12参考城市铁路供电设施建造，为充电桩供电；雨棚13主要用于防止雨水对电力系统造成损害，并营造舒适的充电环境，同时防范相关构件锈蚀老化；充电通道下方设有供充电平车2行驶的轮轨机构3和
牵引机构4。
43.在本实用新型的一实施例中，充电平车2被牵引行驶在充电通道和转运通道5上；充电平车2由车体21、集成充电桩22、充电插头23和受电弓24组成；其中，充电平车2可按照宽度在2.5-3m之间设置、长度在5-6m之间设置，在车体21上设有前后端活动挡板和人工操控的牵引机构4紧固和脱离装置，活动挡板释放后可作为车辆上下车体21的坡道；集成充电桩22和充电插头23，应可适用各厂牌型号电动汽车快速充电，充电插头23应具备自动复位功能，且布设于车体双侧和前后，确保车辆充电口开设在任何部位均可就近便捷插入；受电弓24连接隔离栅1所附接触网12，受电弓24参考电气化铁路受电弓24技术设计制造，确保充电区保持稳定电流传输。
44.在本实用新型的另一实施例中，轮轨机构3包括固定在车体21上的车轮31和固定在充电通道轨道基础上的轨道32；轨道32布设于充电通道和充电平车2的转运通道5 内。
45.进一步的，牵引机构4包括钢缆41、钢缆约束件42和牵引连接件43；钢缆41由卷扬机牵引运转；钢缆约束件42按照充电通道和充电平车2的转运通道5的平纵面线形布设，用于支撑钢缆41降低摩擦力，同时约束钢缆41按照既定线形滑移，牵引连接件43用于连接车体21和钢缆41，连接强度应满足牵引充电平车2(含工作荷载)的要求，牵引连接件43还应具备固结和解除固结的功能，固结操作装置可设置于车体21上，也可设置于起点作业区和终点作业区适当位置的地面上。
46.在本实用新型的再一实施例中，转运通道5平行设于充电通道外侧，用于将用后的充电平车2从充电通道终点作业区转运至起点作业区，继续下一轮车辆的充电流程，其中转运通道5同样设有供充电平车2行驶的轮轨机构3和牵引机构4。
47.需要说明的是，配电区可对外连接电网架空线缆或其它专用输电线，并向充电通道提供适用电能，包含变压器、整流器等设施和输电电缆，输电电缆连接到隔离栅1所附的接触网12上。其中，配电区对外连接10kv架空线缆(或其它国家供电线路)，并向充电通道提供快速充电适用电能，一般为符合gb/t18487.1-2015标准的直流电。
48.本实用新型提供的一种公路路侧牵引式充电装置，为电动汽车提供充电的主要流程如下：汽车驶入充电区，驶上充电平车2，工作人员插入充电插头23，关闭活动挡板，紧固牵引机构4与充电平车2的车体21，载有汽车的充电平车2借助牵引机4构拖曳前行(速度2-10km/h)，受电弓24供电，行至充电车道终点充电平车2与牵引机构4脱离，拔出充电插头23，打开活动挡板，电动汽车充电结束自行驶离充电通道。具体为，充电平车2停止在充电车道起点作业区，释放后端活动挡板，形成坡道，公路行驶中的电动汽车借助减速车道进入充电车道起点作业区，沿坡道驶上已停止的充电平车2，工作人员收起后活动挡板，选择充电插头23并插入充电插口，固结牵引连接件43，车辆被牵引前行，进入充电区开始快速充电，进入终点作业区，工作人员解除牵引连接件43，拔出充电插头23，放下前活动挡板，车辆自行驶离，借助加速车道进入行车道正常行驶，工作人员收起前活动挡板，固结牵引连接件43，车辆被牵引进入充电平车2的转运通道 5，继续前述工作流程。
49.一种公路路侧牵引式充电装置，可用于新建公路同步建设充电设施、既有公路新增路侧充电设施，尤其适用于高速公路和高等级公路等线形指标较高的项目。
50.本实用新型一种公路路侧牵引式充电装置，适用范围广，不必对现有车辆进行任何改造，利用现有各项成熟的基础技术，借助固定的接触网12供电和移动充电桩的巧妙构
思，实质性地实现了移动充电的意图。适度放慢牵引速度，进一步增加充电时长，可大大提高充电效率，同时也节约了充电设施占地。按照实际充电里程2km，牵引速度 5km/h计算，单循环充电时长24分钟，假定充电功率100kw，则可充电40kwh，可供一般车辆行驶里程200km以上，基本能够满足长途运行的要求，2km充电车道长度，当充电车辆间距25m时，可同时为80辆车提供充电服务，一处设施只需2名工作人员提供服务，具有良好的经济和社会效益。如果将充电平车2转运通道按照充电通道的模式建造，允许车辆多循环充电，则设施用地得到有效节约，充电时长更容易控制。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
51.在本技术的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
52.此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
53.在本技术的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
54.最后应当说明的是，以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均包含在申请待批的本实用新型的权利要求范围之内。