專利名稱：隊列式電動汽車的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種廣義上的隊列式電動汽車，具體的說是一種為解決交通擁擠問 題，改善電動汽車的質(zhì)量大和電池充電時間長的問題，同時減少電動汽車行駛中克服風阻 所需能量，提高行駛速度和增加電動汽車的安全性的一種新型電動汽車。
背景技術(shù)：
二十一世紀是交通產(chǎn)業(yè)大發(fā)展的時代，而大量燃油發(fā)動機使用必然對生態(tài)環(huán)境帶 來很大的破壞。雖然天燃氣發(fā)動機的采用可減少對環(huán)境的破壞，但天燃氣屬不可再生資源， 因此人類已經(jīng)把能源利用的重點轉(zhuǎn)向可再生、清潔的能源一電能為首選之一。另外現(xiàn)代電 動汽車的無序行駛、電動汽車故障和駕駛員水平的不同容易導致交通事故的產(chǎn)生。以電池為動力源電動汽車已有較大發(fā)展，但是車用電池較高的價格、容量、快速方 便充電等問題仍需進一步解決。參照現(xiàn)有電動汽車指標制作的電動汽車體積大，重量大，同 時電池需要容量大，充電時間長，價格高等問題。然而，采用隊列式電動汽車，可以很好的解 決這些問題。由于采用電動汽車隊列可以有效的減少阻力，降低克服風阻而消耗的能量，提 升電動汽車速度；在隊列中行駛時如果一輛電動汽車產(chǎn)生故障可以由其他的車提供動力繼 續(xù)行駛。由于采用隊列行駛，避免了現(xiàn)有電動汽車無序行駛所帶來的交通安全問題；同時由 于進入隊列的車由第一輛車控制其行駛，可以減少由于駕駛員水平或者由于其他事件影響 其駕駛水平導致交通事故的概率。采用專用車道，也能夠減少交通事故的發(fā)生；由于可以行 進過程中充電，因此可以大大減輕電動汽車中電池的容量，降低整個電動汽車的成本。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明的目的是提供一種隊列式電動汽車，以改善單 個電動汽車的質(zhì)量大的缺點，解決電池充電時間長的問題，降低電動汽車運行阻力，使電動 汽車行駛能達到更快的速度，解決由于電動汽車無序行駛、電動汽車故障、駕駛員水平或者 由于其他時間影響駕駛員水平導致交通擁擠或堵塞的問題。本發(fā)明采用的技術(shù)方案是這樣的，即一種隊列式電動汽車，其特征是包括一輛安 裝有集電弓的首節(jié)電動汽車和至少一輛不帶集電弓的普通電動汽車；由首節(jié)電動汽車尾 部通過連接器連接普通電動汽車，并進一步通過普通電動車的尾部由另一個連接器連接下 一個普通電動車而構(gòu)成隊列式電動汽車；其中，由首節(jié)電動汽車通過其集電弓從高架電纜 中取得電力，并通過連接器在隊列式電動汽車中傳輸，為隊列式電動汽車行駛提供電力，并 且在行駛中為電動汽車中的蓄電池充電；所述首節(jié)電動汽車具有車列控制器、車間無線通 訊模塊及微波測距雷達，所述普通電動汽車還具有轉(zhuǎn)向電機、剎車電機、電動汽車加速控制 器、自動連接裝置、車間無線通訊模塊及分別安裝于車頭車尾的微波測距雷達；所述的連接 器包括與前車車尾安裝的連接器部分和與后車車頭安裝的連接器部分，安裝在車頭或車尾 的連接器部分均包括液壓缸、牽引桿、環(huán)形牽引扣、電力線支撐桿、信號線支撐桿、支撐桿電 機，其中牽引桿具有與車頭或車尾連接的鉸接頭，安裝在車頭或車尾的液壓缸的活塞桿與牽引桿桿體呈角度傾斜鉸接，由液壓缸帶動牽引桿繞鉸接頭做水平收折或呈90°水平展 開；牽引桿的另一端安裝帶有環(huán)形卡扣的環(huán)形牽引扣；所述電力線支撐桿和信號線支撐桿 分別位于牽引桿的兩側(cè)，分別由各自的支撐桿電機帶動下伸出或收回；
(1)、當有新的普通電動汽車加入隊列式電動汽車時，按以下步驟
a、通過車間無線通訊模塊向隊列式電動汽車發(fā)出入列請求；
b、電動汽車隊列接受到請求后，由首節(jié)電動汽車的車列控制器發(fā)出指令，隊列中電動 汽車剎車電機啟動，降低車列的速度，位于車列最后一輛電動汽車與車尾安裝的連接器部 分中的液壓缸啟動，推出牽引桿；
C、發(fā)出入列請求的電動汽車靠近電動汽車隊列尾部，與車頭安裝的連接器部分的液壓 缸啟動，推出牽引桿；環(huán)形牽引扣中環(huán)形卡扣打開；
d、電動汽車的自動連接裝置通過微波測距雷達判斷兩個連接器之間位置，并控制轉(zhuǎn) 向電機、剎車電機、電動汽車加速控制器自動調(diào)整電動汽車位置使兩個連接器處于連接位 置；
e、連接器的環(huán)形牽引扣中環(huán)形卡扣閉合；
f、連接器支撐桿電機啟動，將電力線支撐桿、信號線支撐桿)推出，實現(xiàn)電動汽車與電 動汽車隊列信號線與電力線的連接；
(2)、當隊列式電動汽車中有電動汽車退出隊列時，包括有如下步驟
a、需退出隊列的電動汽車發(fā)出退出指令，首節(jié)電動汽車的車列控制器發(fā)出指令，隊列 中電動汽車剎車電機啟動，降低車列的速度；
b、車列控制器判斷需退出隊列的電動汽車位于車列中的位置，如果位于隊列尾部，則 控制連接最后一輛電動汽車的連接器脫離；如果位于隊列中任意位置，則控制需退出隊列 的電動汽車前后連接器脫離，電動汽車駛離隊列后，需要連接的相鄰兩電動汽車根據(jù)步驟 (l)a- (l)f所述自動組成隊列；
步驟(2) b中連接器脫離過程中首先啟動支撐桿電機，收回電力線支撐桿、信號線支撐 桿；打開環(huán)形牽引扣的環(huán)形卡扣；啟動液壓缸，收回牽引桿。所述集電弓為小型化的現(xiàn)有技術(shù)中的單臂式電力機車集電弓，由集電頭、上框架、 下臂桿、底架、升弓彈簧、傳動氣缸、支持絕緣子等部件組成。本發(fā)明的積極效果如下
1.采用清潔能源，有利于資源和環(huán)境的保護；
2.由于無軌電動汽車結(jié)構(gòu)簡單，成本較低廉，具有較大的市場前景；
3.無軌電動汽車隊列和軌道交通相比可節(jié)省大量的投資和對土地的占用，并可充分 利用已有的高速公路；
4.能夠改善電動汽車的質(zhì)量大的缺點，解決電池充電時間長的問題，降低電動汽車運 行阻力，使電動汽車行駛能達到更快的速度，解決由于電動汽車無序行駛、電動汽車故障、 駕駛員水平或者由于其他時間影響駕駛員水平導致交通擁擠或堵塞以及交通事故等的問 題。


圖1.電動汽車隊列連接示意圖；圖2.連接器示意圖3.環(huán)形牽引扣示意圖4.隊列式電動汽車部件連接圖5.有電動汽車加入隊列時電動汽車列控制流程圖6.電動汽車離開隊列流程圖。
具體實施方案 下面結(jié)合附圖給出的一個非限定性的實施例對本發(fā)明做更詳細的描述
參見附圖，圖中的隊列式電動汽車，其特征是包括一輛安裝有集電弓2的首節(jié)電動汽 車3和至少一輛不帶集電弓的普通電動汽車4 ；由首節(jié)電動汽車3尾部通過連接器5連接 普通電動汽車4，并進一步通過普通電動車的尾部由另一個連接器5連接下一個普通電動 車而構(gòu)成隊列式電動汽車1 ；其中，由首節(jié)電動汽車3通過其集電弓2從高架電纜中取得電 力，并通過連接器5在隊列式電動汽車1中傳輸，為隊列式電動汽車1行駛提供電力，并且 在行駛中為電動汽車中的蓄電池充電；所述首節(jié)電動汽車3具有車列控制器7、車間無線通 訊模塊8及微波測距雷達6，所述普通電動汽車4還具有轉(zhuǎn)向電機9、剎車電機10、電動汽車 加速控制器11、自動連接裝置12、車間無線通訊模塊13及分別安裝于車頭車尾的微波測距 雷達；所述的連接器5包括與前車車尾安裝的連接器部分A和與后車車頭安裝的連接器部 分B，安裝在車頭或車尾的連接器部分均包括液壓缸14、牽引桿15、環(huán)形牽引扣16、電力線 支撐桿17、信號線支撐桿18、支撐桿電機19，其中牽引桿15具有與車頭或車尾連接的鉸接 頭，安裝在車頭或車尾的液壓缸的活塞桿與牽引桿桿體呈角度傾斜鉸接，由液壓缸帶動牽 引桿繞鉸接頭做水平收折或呈90°水平展開；牽引桿15的另一端安裝帶有環(huán)形卡扣23的 環(huán)形牽引扣16 ；所述電力線支撐桿17和信號線支撐桿18分別位于牽引桿15的兩側(cè)，分別 由各自的支撐桿電機19帶動下伸出或收回；
(1)、當有新的普通電動汽車4加入隊列式電動汽車1時，按以下步驟
a、通過車間無線通訊模塊13向隊列式電動汽車1發(fā)出入列請求；
b、電動汽車隊列接受到請求后，由首節(jié)電動汽車3的車列控制器7發(fā)出指令，隊列中電 動汽車剎車電機10啟動，降低車列的速度，位于車列最后一輛電動汽車與車尾安裝的連接 器部分A中的液壓缸14啟動，推出牽引桿15 ；
c、發(fā)出入列請求的電動汽車4靠近電動汽車隊列尾部，與車頭安裝的連接器部分B的 液壓缸14啟動，推出牽引桿15 ；環(huán)形牽引扣16中環(huán)形卡扣23打開；
d、電動汽車4的自動連接裝置12通過微波測距雷達6判斷兩個連接器5之間位置，并 控制轉(zhuǎn)向電機9、剎車電機10、電動汽車加速控制器11自動調(diào)整電動汽車4位置使兩個連 接器5處于連接位置；
e、連接器5的環(huán)形牽引扣16中環(huán)形卡扣23閉合；
f、連接器5支撐桿電機19啟動，將電力線支撐桿17、信號線支撐桿18推出，實現(xiàn)電動 汽車4與電動汽車隊列信號線與電力線的連接；
(2)、當隊列式電動汽車中有電動汽車4退出隊列時，包括有如下步驟
a、需退出隊列的電動汽車4發(fā)出退出指令，首節(jié)電動汽車3的車列控制器7發(fā)出指令， 隊列中電動汽車剎車電機10啟動，降低車列的速度；b、車列控制器7判斷需退出隊列的電動汽車4位于車列中的位置，如果位于隊列尾部， 則控制連接最后一輛電動汽車的連接器5脫離；如果位于隊列中任意位置，則控制需退出 隊列的電動汽車4前后連接器5脫離，電動汽車4駛離隊列后，需要連接的相鄰兩電動汽車 根據(jù)步驟(l)a- (l)f所述自動組成隊列；
步驟(2)b中連接器5脫離過程中首先啟動支撐桿電機19，收回電力線支撐桿17、信號 線支撐桿18 ；打開環(huán)形牽引扣16的環(huán)形卡扣23 ；啟動液壓缸14，收回牽引桿15。進一步，所述連接器的部分或全部位于與車頭或車尾固定的安裝盒內(nèi)，安裝盒具 有連接器保護罩，所述保護罩在保護罩牽引電機的帶動下開啟或關(guān)閉；當前后兩車需要連 接時，首先開啟連接器保護罩；當牽引桿5收回后啟動保護罩旋轉(zhuǎn)軸電機關(guān)閉保護罩。所述環(huán)形牽引扣(16)包括牽引扣電機20、蝸桿21，渦輪22，環(huán)形卡扣23，其中由 一對呈水平對稱或垂直對稱的渦輪22安裝在蝸桿21上，渦輪上分別安裝有連桿，連桿的另 一端與半環(huán)形卡片連接，由兩只半環(huán)形卡片組合成帶開閉口的環(huán)形卡扣23，由電機通過蝸 桿帶動渦輪擺動，實現(xiàn)環(huán)形卡扣23的張開或閉合；與前車車尾安裝的連接器部分A的環(huán)形 牽引扣16中的環(huán)形卡扣23和與后車車頭安裝的連接器部分B的環(huán)形牽引扣16中的環(huán)形 卡扣23相互垂直。實施例中，與前車車尾安裝的連接器部分A的環(huán)形牽引扣16的環(huán)形卡 扣23呈水平狀，而與后車車頭安裝的連接器部分B的環(huán)形牽引扣的環(huán)形卡扣呈垂直狀。進一步的，與前車車尾安裝的連接器部分A和與后車車頭安裝的連接器部分B 的電力線支撐桿17或/和信號線支撐桿18上安裝有支撐桿預緊彈簧，其中的一個電力線 支撐桿17和信號線支撐桿18在端頭具有錐形罩，便于兩支撐桿對接；當前后兩車電力線支 撐桿17和信號線支撐桿18分別連接后，前后兩車的支撐桿電機19繼續(xù)運轉(zhuǎn)，使支撐桿彈 簧產(chǎn)生一定預緊力后停止，從而保證電力及信號的可靠傳遞。
權(quán)利要求
1. 一種隊列式電動汽車，其特征是包括一輛安裝有集電弓(2)的首節(jié)電動汽車(3)和 至少一輛不帶集電弓的普通電動汽車(4 )；由首節(jié)電動汽車(3 )尾部通過連接器(5 )連接普 通電動汽車(4)，并進一步通過普通電動車的尾部由另一個連接器(5)連接下一個普通電 動車而構(gòu)成隊列式電動汽車(1)；其中，由首節(jié)電動汽車(3)通過其集電弓(2)從高架電纜 中取得電力，并通過連接器(5)在隊列式電動汽車(1)中傳輸，為隊列式電動汽車(1)行駛 提供電力，并且在行駛中為電動汽車中的蓄電池充電；所述首節(jié)電動汽車(3)具有車列控 制器(7 )、車間無線通訊模塊(8 )及微波測距雷達(6 )，所述普通電動汽車(4 )還具有轉(zhuǎn)向電 機(9)、剎車電機(10)、電動汽車加速控制器(11)、自動連接裝置(12)、車間無線通訊模塊 (13)及分別安裝于車頭車尾的微波測距雷達；所述的連接器(5)包括與前車車尾安裝的連 接器部分(A)和與后車車頭安裝的連接器部分(B)，安裝在車頭或車尾的連接器部分均包 括液壓缸(14)、牽引桿(15)、環(huán)形牽引扣(16)、電力線支撐桿(17)、信號線支撐桿(18)、支 撐桿電機(19)，其中牽引桿(15)具有與車頭或車尾連接的鉸接頭，安裝在車頭或車尾的液 壓缸的活塞桿與牽引桿桿體呈角度傾斜鉸接，由液壓缸帶動牽引桿繞鉸接頭做水平收折或 呈90°水平展開；牽引桿(15)的另一端安裝帶有環(huán)形卡扣(23)的環(huán)形牽引扣(16)；所述 電力線支撐桿(17)和信號線支撐桿(18)分別位于牽引桿(15)的兩側(cè)，分別由各自的支撐 桿電機(19)帶動下伸出或收回；(1)、當有新的普通電動汽車(4)加入隊列式電動汽車(1)時，按以下步驟a、通過車間無線通訊模塊(13)向隊列式電動汽車(1)發(fā)出入列請求；b、電動汽車隊列接受到請求后，由首節(jié)電動汽車(3)的車列控制器(7)發(fā)出指令，隊列 中電動汽車剎車電機(10)啟動，降低車列的速度，位于車列最后一輛電動汽車與車尾安裝 的連接器部分(A)中的液壓缸(14)啟動，推出牽引桿(15);c、發(fā)出入列請求的電動汽車(4)靠近電動汽車隊列尾部，與車頭安裝的連接器部分 (B)的液壓缸(14)啟動，推出牽引桿(15)；環(huán)形牽引扣(16)中環(huán)形卡扣(23)打開；d、電動汽車(4)的自動連接裝置(12)通過微波測距雷達(6)判斷兩個連接器(5)之 間位置，并控制轉(zhuǎn)向電機(9)、剎車電機(10)、電動汽車加速控制器(11)自動調(diào)整電動汽車 (4)位置使兩個連接器(5)處于連接位置；e、連接器(5)的環(huán)形牽引扣(16)中環(huán)形卡扣(23)閉合；f、連接器(5)支撐桿電機(19)啟動，將電力線支撐桿(17)、信號線支撐桿(18)推出，實 現(xiàn)電動汽車(4)與電動汽車隊列信號線與電力線的連接；(2)、當隊列式電動汽車中有電動汽車(4)退出隊列時，包括有如下步驟a、需退出隊列的電動汽車(4)發(fā)出退出指令，首節(jié)電動汽車(3)的車列控制器(7)發(fā)出 指令，隊列中電動汽車剎車電機(10)啟動，降低車列的速度；b、車列控制器(7)判斷需退出隊列的電動汽車(4)位于車列中的位置，如果位于隊列 尾部，則控制連接最后一輛電動汽車的連接器(5)脫離；如果位于隊列中任意位置，則控制 需退出隊列的電動汽車(4)前后連接器(5)脫離，電動汽車(4)駛離隊列后，需要連接的相 鄰兩電動汽車根據(jù)步驟(1) a- (l)f所述自動組成隊列；步驟(2) b中連接器(5)脫離過程中首先啟動支撐桿電機(19)，收回電力線支撐桿 (17)、信號線支撐桿(18);打開環(huán)形牽引扣(16)的環(huán)形卡扣(23);啟動液壓缸(14)，收回牽 引桿(15)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的隊列式電動汽車，其特征是所述連接器的部分或全部位于 與車頭或車尾固定的安裝盒內(nèi)，安裝盒具有連接器保護罩，所述保護罩在保護罩牽引電機 的帶動下開啟或關(guān)閉；當前后兩車需要連接時，首先開啟連接器保護罩；當牽引桿(5)收回 后啟動保護罩旋轉(zhuǎn)軸電機關(guān)閉保護罩。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的隊列式電動汽車，其特征是，所述環(huán)形牽引扣(16)包括牽引 扣電機(20)、蝸桿(21)，渦輪(22)，環(huán)形卡扣(23)，其中由一對呈水平對稱或垂直對稱的渦 輪(22)安裝在蝸桿(21)上，渦輪上分別安裝有連桿，連桿的另一端與半環(huán)形卡片連接，由 兩只半環(huán)形卡片組合成帶開閉口的環(huán)形卡扣(23)，由電機通過蝸桿帶動渦輪擺動，實現(xiàn)環(huán) 形卡扣(23)的張開或閉合；與前車車尾安裝的連接器部分(A)的環(huán)形牽引扣(16)中的環(huán) 形卡扣(23)和與后車車頭安裝的連接器部分(B)的環(huán)形牽引扣(16)中的環(huán)形卡扣(23)相 互垂直。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的隊列式電動汽車，其特征是，與前車車尾安裝的連接器部分 (A)和與后車車頭安裝的連接器部分(B)的電力線支撐桿(17)或/和信號線支撐桿(18) 上安裝有支撐桿預緊彈簧，其中的一個電力線支撐桿(17)和信號線支撐桿(18)在端頭具 有錐形罩；當前后兩車電力線支撐桿(17)和信號線支撐桿(18)分別連接后，前后兩車的支 撐桿電機(19)繼續(xù)運轉(zhuǎn)，使支撐桿彈簧產(chǎn)生一定預緊力后停止。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種隊列式電動汽車，包括一輛安裝有集電弓的首節(jié)電動汽車和至少一輛不帶集電弓的普通電動汽車；由首節(jié)電動汽車尾部通過連接器連接普通電動汽車，并進一步通過普通電動車的尾部由另一個連接器連接下一個普通電動車而構(gòu)成隊列式電動汽車；其中，由首節(jié)電動汽車通過其集電弓從高架電纜中取得電力，并通過連接器在隊列式電動汽車中傳輸，為隊列式電動汽車行駛提供電力，并且在行駛中為電動汽車中的蓄電池充電。隊列式電動汽車可以通過自動連接裝置在行駛中自動組成隊列，并且可以在行駛中隊列中任意一輛電動汽車脫離隊列。本發(fā)明的顯著效果是改善電動汽車的質(zhì)量大的缺點，解決電池充電時間長的問題；節(jié)省建立充電站所需大量的投資和土地。
文檔編號B60L9/00GK102059952SQ20101060461
公開日2011年5月18日 申請日期2010年12月24日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月24日
發(fā)明者盧華玲, 李榮國, 李金同, 王見, 秦樹人 申請人:重慶大學