專利名稱：電動(dòng)汽車在行駛過(guò)程中由地面取電的用電及充電方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電動(dòng)汽車在行駛過(guò)程中由地面取電的用電及充電方法。
背景技術(shù)：
電動(dòng)汽車取代或者部分取代內(nèi)燃機(jī)汽車的目的在于減少對(duì)以原油為基礎(chǔ)的能源的嚴(yán)重依賴，拓展能源空間，同時(shí)減少化學(xué)能源對(duì)環(huán)境的破壞和污染。目前電動(dòng)汽車取代內(nèi)燃機(jī)存在的主要問(wèn)題是，電池充電時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，遠(yuǎn)比在加油站加油所用的時(shí)間長(zhǎng)；電動(dòng)汽車充滿電行駛路程只有300公里，如果在高速公路上高速行駛，行駛里程還不到300公里，遠(yuǎn)比目前內(nèi)燃機(jī)汽車一次加滿油行駛的500 600公里要少很多，不能達(dá)到人們使用電動(dòng)汽車以增加活動(dòng)半徑的要求；采用空中裸電纜供電則由于電動(dòng)汽車的高低不同，難以采電；采用目前的裸電纜供電要求電動(dòng)汽車沿裸電纜的軌道行駛，限制了電動(dòng)汽車的機(jī)動(dòng)性；同時(shí)也制約了電動(dòng)汽車的推廣和使用。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種在現(xiàn)有電池為動(dòng)力的電動(dòng)汽車基礎(chǔ)上，不浪費(fèi)充電時(shí)間而使電動(dòng)汽車在行駛過(guò)程中由地面取電的用電及充電方法。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了如下的技術(shù)方案一種電動(dòng)汽車行駛過(guò)程中從地面取電的用電及充電方法，包括如下步驟
1)設(shè)定一個(gè)充電區(qū)域，在該充電區(qū)域內(nèi)沿車行方向的地面上開(kāi)設(shè)有溝槽，溝槽內(nèi)嵌裝有多個(gè)頂面與地面平行且上下開(kāi)口、底部?jī)啥诉B接的水泥構(gòu)件；多個(gè)水泥構(gòu)件頭尾相接，其內(nèi)裝有供電用的裸電纜；距該充電區(qū)域出口前的溝槽一側(cè)地面上嵌裝有一提示地面取電結(jié)束的信號(hào)模塊；在充電區(qū)域出口處裝有充電計(jì)費(fèi)掃描裝置；
2)設(shè)置一內(nèi)裝有包括地面取電探測(cè)模塊、自動(dòng)取電開(kāi)關(guān)、ECU電腦控制單元、自動(dòng)取電控制系統(tǒng)、自動(dòng)轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)、自動(dòng)速度控制系統(tǒng)和充電計(jì)費(fèi)模塊的電動(dòng)汽車；所述地面取電探測(cè)模塊包括設(shè)置在該電動(dòng)汽車前部的溝槽探測(cè)器、車速傳感器、車距探測(cè)器和紅外接收裝置；其中，溝槽探測(cè)器用于尋找所述溝槽的位置；車速傳感器和車距探測(cè)器分別探測(cè)并接收該電動(dòng)汽車行駛狀態(tài)及路面信息且傳送至ECU電腦控制單元，由ECU電腦控制單元向自動(dòng)取電控制系統(tǒng)、自動(dòng)轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)和自動(dòng)速度控制系統(tǒng)實(shí)時(shí)發(fā)出控制指令；紅外接收裝置接收地面取電結(jié)束的信號(hào)模塊提示充電結(jié)束的信息；充電計(jì)費(fèi)模塊同步實(shí)施充電計(jì)費(fèi)；
3)上述的電動(dòng)汽車駛?cè)氩襟E1)的充電區(qū)域入口且開(kāi)至所述溝槽上方后，駕駛員按下自動(dòng)取電開(kāi)關(guān)，ECU電腦控制單元向自動(dòng)轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)和自動(dòng)速度控制系統(tǒng)發(fā)出指令，自動(dòng)速度控制系統(tǒng)、自動(dòng)轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)、自動(dòng)取電控制系統(tǒng)同時(shí)啟動(dòng)，該電動(dòng)汽車在車載電池的供電狀態(tài)下由手動(dòng)駕駛狀態(tài)切換成自動(dòng)駕駛狀態(tài)；所述溝槽探測(cè)器尋到溝槽準(zhǔn)確位置時(shí)，進(jìn)入步驟4)；所述電動(dòng)汽車行駛通過(guò)所述地面取電結(jié)束的信號(hào)模塊時(shí)，進(jìn)入步驟5)；4)所述自動(dòng)取電控制系統(tǒng)內(nèi)設(shè)的地面取電裝置對(duì)準(zhǔn)所述溝槽，并將該地面取電裝置自動(dòng)放下，伸入地面溝槽內(nèi)，與所述裸電纜貼合，通過(guò)裸電纜與地面取電裝置的連接開(kāi)始向其電動(dòng)汽車提供用電的動(dòng)力和對(duì)車載電池充電；
5)駕駛員關(guān)閉自動(dòng)取電開(kāi)關(guān)，所述ECU電腦控制單元接收自動(dòng)取電開(kāi)關(guān)關(guān)閉信號(hào)，并向地面取電裝置、自動(dòng)轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)和自動(dòng)速度控制系統(tǒng)發(fā)出指令，收回地面取電裝置，結(jié)束裸電纜供電和對(duì)車載電池的充電，由自動(dòng)駕駛狀態(tài)切換為手動(dòng)駕駛狀態(tài)；同時(shí)，停止充電計(jì)費(fèi)，并將其充電計(jì)費(fèi)的信息掃描并記錄至出口處設(shè)置的充電計(jì)費(fèi)掃描裝置中。上述步驟1)供電用的裸電纜設(shè)有2條，分別鋪設(shè)于構(gòu)件長(zhǎng)向的兩側(cè)內(nèi)壁上，裸電纜與該構(gòu)件內(nèi)壁貼合處由絕緣體隔開(kāi)；上述取電結(jié)束的信號(hào)模塊為紅外發(fā)射裝置，該紅外發(fā)射裝置位于該充電區(qū)域出口前500米處。步驟2)中所用的溝槽探測(cè)器可選用激光探測(cè)器、雷達(dá)探測(cè)器或視頻監(jiān)測(cè)器中任一種；所用的紅外接收裝置與步驟1)所用的紅外發(fā)射裝置互為匹配設(shè)置。上述步驟3)中，自動(dòng)轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)的操作步驟如下
A、設(shè)置一包括轉(zhuǎn)向控制裝置、自動(dòng)轉(zhuǎn)向ECU電腦控制單元和轉(zhuǎn)向泵構(gòu)成的自動(dòng)轉(zhuǎn)向控制裝置；
B、由上述的溝槽探測(cè)器探測(cè)的溝槽位置信息輸入至自動(dòng)轉(zhuǎn)向ECU電腦控制單元中和固化在該自動(dòng)轉(zhuǎn)向ECU電腦控制單元中的地面取電裝置的位置信息進(jìn)行比較；
C、自動(dòng)轉(zhuǎn)向ECU電腦控制單元判斷溝槽位置的中心線是否與地面取電裝置的中心線重合，重合時(shí)，進(jìn)入步驟D，不重合時(shí)，進(jìn)入步驟E)；
D、自動(dòng)轉(zhuǎn)向ECU電腦控制單元發(fā)出指令，地面取電裝置開(kāi)始啟動(dòng)；
E、溝槽位置的中心線與地面取電裝置的中心線不重合，由自動(dòng)轉(zhuǎn)向E⑶電腦控制單元發(fā)出指令，啟動(dòng)所述轉(zhuǎn)向泵調(diào)整該電動(dòng)汽車的行駛方向，使地面取電裝置的中心線與溝槽位置中心線重新重合，返回步驟D)；
F、當(dāng)所述溝槽沿道路方向轉(zhuǎn)彎時(shí)，溝槽位置中心線與地面取電裝置的中心線發(fā)生偏離，返回步驟E)。上述步驟3)中，自動(dòng)速度控制系統(tǒng)的操作步驟如下
A、設(shè)置一包括車距探測(cè)裝置、車速測(cè)量裝置、速度控制ECU電腦控制單元、電機(jī)輸出功率控制裝置和制動(dòng)控制系統(tǒng)的自動(dòng)速度控制裝置；
B、由所述溝槽探測(cè)器接收的溝槽位置信息傳送至所述速度控制ECU電腦控制單元，判斷溝槽位置的中心線是否與所述地面取電裝置的中心線重合，重合時(shí)，進(jìn)入步驟C，不重合時(shí)，進(jìn)入步驟D ；
C、由上述的車距探測(cè)裝置實(shí)時(shí)探測(cè)前方是否有障礙物，障礙物與電動(dòng)汽車的縱向距離信息和橫向距離信息；若無(wú)障礙物，進(jìn)入步驟D ；若發(fā)現(xiàn)前方有障礙物或進(jìn)入彎道，進(jìn)入步驟E;
D、由上述的溝槽探測(cè)器實(shí)時(shí)探測(cè)路面溝槽的位置和變動(dòng)方向信息，行駛中的電動(dòng)汽車逐步提速直至最高限速120公里/小時(shí)，并保持120公里/小時(shí)的時(shí)速行駛；
E、將有障礙物或進(jìn)入彎道的信息輸入至速度控制ECU電腦控制單元，該速度控制ECU 電腦控制單元判斷前方障礙物是否在電動(dòng)汽車行駛路線上；如果障礙物構(gòu)成行駛障礙，進(jìn)入步驟F;否則，進(jìn)入步驟G ；
6F、將障礙物或彎道的輸入信息與溝槽的橫向距離和速度控制ECU電腦控制單元中最初輸入的車寬信息進(jìn)行比較，若車前障礙物在車寬以內(nèi)，構(gòu)成行駛障礙；速度控制ECU電腦控制單元發(fā)出指令，電動(dòng)汽車減速，行駛的最大時(shí)速減為80公里/小時(shí)；
G、將障礙物或彎道的輸入信息與溝槽的橫向距離和速度控制ECU電腦控制單元中最初輸入的車寬信息進(jìn)行比較，若車前障礙物在車寬以外，不構(gòu)成行駛障礙，則電動(dòng)汽車無(wú)需減速，按原速行駛。上述步驟4)所用的地面取電裝置由取電電刷、取電液壓缸、取電液壓缸的液壓連通管、取電傘支架、主桿、裝于主桿上的主桿縱向旋轉(zhuǎn)液壓缸和主桿軸向旋轉(zhuǎn)液壓缸構(gòu)成； 其中，主桿頂端裝一帶有限位開(kāi)關(guān)的齒軸，齒軸通過(guò)一橫向齒條與所述縱向旋轉(zhuǎn)液壓缸連接，該縱向旋轉(zhuǎn)液壓缸嵌裝于所述電動(dòng)汽車后部的底盤上；主桿的中部裝有一帶齒液壓缸， 在帶齒液壓缸外圍的中部通過(guò)一軸向齒條與所述軸向旋轉(zhuǎn)氣缸連接；在帶齒液壓缸朝向主桿底端一側(cè)的兩個(gè)相對(duì)面上，沿主桿長(zhǎng)向各裝有1個(gè)傘形支架；主桿的底端固裝有一橫梁， 橫梁兩端裝有所述液壓連通管，1個(gè)液壓連通管分別與取電液壓缸底部連接；裝于取電液壓缸活塞桿上的取電電刷的端部向上為自由端；2個(gè)取電液壓缸的中部與2個(gè)傘形支架的底端分別鉸接；在2個(gè)取電電刷上分別接有與車載變壓器端口連接的導(dǎo)線。上述地面取電裝置的取電過(guò)程如下
A、地面取電裝置開(kāi)啟時(shí)，縱向旋轉(zhuǎn)液壓缸推動(dòng)橫向齒條向左移動(dòng)，橫向齒條帶動(dòng)主桿繞齒軸逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)70°至限位開(kāi)關(guān)處，啟動(dòng)軸向旋轉(zhuǎn)氣缸；
B、軸向旋轉(zhuǎn)氣缸推動(dòng)帶齒液壓缸軸向旋轉(zhuǎn)90°后，帶齒液壓缸推出傘形支架，傘形支架推出取電液壓缸，2個(gè)所述取電電刷分別和與其對(duì)應(yīng)一側(cè)的裸電纜貼合，開(kāi)始通過(guò)裸電纜向該電動(dòng)汽車提供用電的動(dòng)力和對(duì)車載電池充電；
C、地面取電裝置關(guān)閉時(shí)，由帶齒液壓缸驅(qū)動(dòng)收回傘形支架，傘形支架收回取電液壓缸， 帶動(dòng)2個(gè)取電電刷同時(shí)脫離開(kāi)與其貼合的裸電纜，傘形支架折回主桿至限位開(kāi)關(guān)處，軸向旋轉(zhuǎn)氣缸啟動(dòng)；
D、軸向旋轉(zhuǎn)氣缸推動(dòng)帶齒液壓缸軸向反向旋轉(zhuǎn)90°，帶齒液壓缸至限位開(kāi)關(guān)處，啟動(dòng)縱向旋轉(zhuǎn)氣缸；
E、縱向旋轉(zhuǎn)液壓缸推動(dòng)橫向齒條向右移動(dòng)，橫向齒條帶動(dòng)主桿繞齒軸逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)70° 至限位開(kāi)關(guān)處；平行收置于電動(dòng)汽車的底盤上。上述步驟5)充電結(jié)束的具體步驟如下
①當(dāng)紅外接收裝置接收到所述紅外發(fā)射裝置發(fā)出的結(jié)束充電信號(hào)后，自動(dòng)斷開(kāi)裸電纜供電，轉(zhuǎn)由電池供電；帶有取電電刷的地面取電裝置歸位，并觸動(dòng)限位開(kāi)關(guān)，車載警報(bào)器響， 提示地面取電結(jié)束；
②關(guān)閉自動(dòng)取電開(kāi)關(guān)；
③自動(dòng)速度控制系統(tǒng)和自動(dòng)轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)同時(shí)關(guān)閉；電動(dòng)汽車的速度控制由自動(dòng)速度控制轉(zhuǎn)為手動(dòng)速度控制；電動(dòng)汽車的轉(zhuǎn)向控制由自動(dòng)轉(zhuǎn)向控制轉(zhuǎn)為手動(dòng)轉(zhuǎn)向控制。由于采用了如上技術(shù)方案，本發(fā)明的有益效果在于1)電動(dòng)汽車在通過(guò)充電區(qū)域時(shí)，可直接從通電的裸電纜取電，保證正常行駛，同時(shí)還對(duì)車載電池進(jìn)行充電；當(dāng)電動(dòng)汽車駛出充電區(qū)域后，電動(dòng)汽車車載電池的電量得到充實(shí)；有效解決了現(xiàn)有的電動(dòng)汽車因車載電池的電量限制，不能遠(yuǎn)距離行駛的問(wèn)題；2)電動(dòng)汽車在行駛過(guò)程中，通過(guò)所設(shè)的地面充電裝置與路面溝槽中的裸電纜貼合，實(shí)現(xiàn)對(duì)行駛中的電動(dòng)汽車車載電池進(jìn)行充電，節(jié)省了充電時(shí)間；解決了現(xiàn)有的電動(dòng)汽車充電時(shí)間長(zhǎng)，充電站少的不足；3)通過(guò)電動(dòng)汽車內(nèi)設(shè)的自動(dòng)速度控制系統(tǒng)、自動(dòng)轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)和自動(dòng)取電控制系統(tǒng)相互配合，以及設(shè)置在電動(dòng)汽車前方的地面取電探測(cè)模塊與ECU電腦控制單元的信號(hào)傳遞和發(fā)出指令，使得電動(dòng)汽車能夠準(zhǔn)確的進(jìn)入充電區(qū)域，并與所設(shè)溝槽中心線相對(duì)，自動(dòng)調(diào)整轉(zhuǎn)向、自動(dòng)調(diào)整車速，與前方障礙物保持安全距離。4)自動(dòng)駕駛與手動(dòng)駕駛狀態(tài)的切換，可根據(jù)車況、車行距離、前車障礙的距離等因素進(jìn)行自動(dòng)轉(zhuǎn)換，提高了電動(dòng)汽車制動(dòng)的靈活性和安全性，有效保證了在高速公路上電動(dòng)汽車行駛的正常速度。5)充電計(jì)費(fèi)模塊與充電計(jì)費(fèi)掃描裝置的設(shè)置，使電動(dòng)汽車在充電區(qū)域行駛過(guò)程中充電、計(jì)費(fèi)和繳費(fèi)的更為準(zhǔn)確、安全和便利；6)本發(fā)明技術(shù)方案的實(shí)施是在現(xiàn)有的電動(dòng)汽車基礎(chǔ)上，安裝地面取電裝置和地面取電探測(cè)模塊；同時(shí)需要設(shè)定充電區(qū)域，在其路面上沿車行方向開(kāi)設(shè)溝槽，鋪設(shè)裸電纜，施工規(guī)模小于城鐵建設(shè)，可與高速公路的修筑同時(shí)進(jìn)行；可以在現(xiàn)有鐵路供電技術(shù)、激光和雷達(dá)測(cè)距技術(shù)、電池技術(shù)、激光讀卡技術(shù)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的基礎(chǔ)上，無(wú)需等待電池快速充電技術(shù)的突破，而使電動(dòng)汽車迅速進(jìn)入市場(chǎng)、進(jìn)入消費(fèi)群體、加速電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)化具有重要意義，有利于推廣實(shí)施。


圖1為本發(fā)明充電方法的示意框圖。圖2為裝有裸電纜構(gòu)件的結(jié)構(gòu)截面示意圖。圖3為圖2A-A面的結(jié)構(gòu)示意圖。圖4為紅外發(fā)射裝置安裝位置的截面示意圖。圖5為圖4B-B面的結(jié)構(gòu)示意圖。圖6為地面取電裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明為電動(dòng)汽車行駛過(guò)程中從地面取電的用電及充電方法，是一種電動(dòng)汽車電機(jī)在用電的同時(shí)對(duì)車載電池進(jìn)行充電的方法；它包括如下步驟
1)、設(shè)定一個(gè)充電區(qū)域，這個(gè)區(qū)域可以是高速公路，也可以是城市快速路；沿該充電區(qū)域內(nèi)車行方向的地面上開(kāi)設(shè)溝槽，溝槽內(nèi)嵌裝有多個(gè)頂面與地面平行且上下開(kāi)口、底部?jī)啥诉B接的水泥構(gòu)件，該水泥構(gòu)件內(nèi)裝有供電用的裸電纜，裸電纜設(shè)有2條，分別鋪設(shè)于水泥構(gòu)件長(zhǎng)向的兩側(cè)內(nèi)壁上，2條裸電纜與該水泥構(gòu)件兩側(cè)內(nèi)壁貼合處分別由絕緣體隔開(kāi)；在距充電區(qū)域出口前500米處的溝槽一側(cè)地面上嵌裝有一地面取電結(jié)束的信號(hào)模塊，該信號(hào)模塊為紅外發(fā)射裝置；在充電區(qū)域出口處設(shè)置有充電計(jì)費(fèi)掃描裝置；
2)、所用的電動(dòng)汽車，其內(nèi)設(shè)有包括地面取電探測(cè)模塊、自動(dòng)取電開(kāi)關(guān)、ECU電腦控制單元、自動(dòng)取電控制系統(tǒng)、自動(dòng)轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)、自動(dòng)速度控制系統(tǒng)和充電計(jì)費(fèi)模塊；其中，地面取電探測(cè)模塊包括設(shè)置在該電動(dòng)汽車前部的溝槽探測(cè)器、車速傳感器、車距探測(cè)器和紅外接收裝置；其中的溝槽探測(cè)器可選用激光探測(cè)器、雷達(dá)探測(cè)器或視頻監(jiān)測(cè)器中任一種，其用于尋找溝槽的位置；紅外接收裝置與步驟1)所述的紅外發(fā)射裝置互為匹配設(shè)置；車速傳感器和車距探測(cè)器分別接收該電動(dòng)汽車行駛狀態(tài)及路面信息且傳送至ECU電腦控制單元，由 ECU電腦控制單元向自動(dòng)取電控制系統(tǒng)、自動(dòng)轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)和自動(dòng)速度控制系統(tǒng)實(shí)時(shí)發(fā)出控制指令保證實(shí)施取電及充電過(guò)程；充電計(jì)費(fèi)模塊接收地面取電探測(cè)模塊探測(cè)的開(kāi)始和結(jié)束充電的信息，同步實(shí)施充電計(jì)費(fèi)；
3 )、當(dāng)步驟2 )的電動(dòng)汽車駛?cè)氩襟E1)的充電區(qū)域入口且開(kāi)至溝槽上方后，駕駛員按下自動(dòng)取電開(kāi)關(guān)，ECU電腦控制單元向自動(dòng)轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)和自動(dòng)速度控制系統(tǒng)發(fā)出指令，自動(dòng)速度控制系統(tǒng)、自動(dòng)轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)、自動(dòng)取電控制系統(tǒng)同時(shí)啟動(dòng)，該電動(dòng)汽車在車載電池的供電狀態(tài)下由手動(dòng)駕駛狀態(tài)切換成自動(dòng)駕駛狀態(tài)；所述溝槽探測(cè)器尋到溝槽準(zhǔn)確位置時(shí)， 進(jìn)入步驟4)；當(dāng)電動(dòng)汽車行駛通過(guò)地面取電結(jié)束的信號(hào)模塊時(shí)，進(jìn)入步驟5)；
4)、自動(dòng)取電控制系統(tǒng)內(nèi)設(shè)的地面取電裝置對(duì)準(zhǔn)溝槽，并將該地面取電裝置自動(dòng)放下， 伸入地面溝槽內(nèi)，與溝槽內(nèi)鋪設(shè)的裸電纜貼合，通過(guò)通電的裸電纜與地面取電裝置的觸接開(kāi)始向該電動(dòng)汽車提供用電的動(dòng)力和對(duì)車載電池充電；
5)、駕駛員關(guān)閉自動(dòng)取電開(kāi)關(guān)，所用的ECU電腦控制單元接收自動(dòng)取電開(kāi)關(guān)關(guān)閉信號(hào)， 并向地面取電裝置、自動(dòng)轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)和自動(dòng)速度控制系統(tǒng)發(fā)出指令，收回地面取電裝置， 結(jié)束裸電纜供電和對(duì)車載電池的充電，由自動(dòng)駕駛狀態(tài)切換為手動(dòng)駕駛狀態(tài)；同時(shí)，停止充電計(jì)費(fèi)，并將其充電計(jì)費(fèi)的信息掃描并記錄至出口處設(shè)置的充電計(jì)費(fèi)掃描裝置中。上述步驟1)充電區(qū)域內(nèi)，路面鋪設(shè)裸電纜的具體操作方式為
鋪設(shè)有裸電纜的構(gòu)件為多個(gè)，每個(gè)構(gòu)件均用水泥一體澆鑄而成；多個(gè)水泥構(gòu)件頭尾相接，2條裸電纜分別鋪設(shè)在構(gòu)件長(zhǎng)向兩側(cè)內(nèi)壁的垂直面上；裸電纜與構(gòu)件之間由絕緣體隔開(kāi)，絕緣體采用具有一定強(qiáng)度、耐高溫且絕緣性能好的材料，最佳選用絕緣陶瓷，這樣即可實(shí)現(xiàn)絕緣，又可耐高溫；構(gòu)件的厚度和長(zhǎng)度，按照公路等級(jí)及抗壓強(qiáng)度及可靠性的要求進(jìn)行確定，本實(shí)施方式中安裝的構(gòu)件，適用于高速公路，其長(zhǎng)度設(shè)計(jì)與高速公路設(shè)計(jì)長(zhǎng)度配合考慮；為保證車行時(shí)的安全性，構(gòu)件頂部的開(kāi)口寬度應(yīng)限制在90mm或以內(nèi)，頂板與路面平齊， 頂板的厚度以保證抗壓強(qiáng)度及可靠性的要求為準(zhǔn)；構(gòu)件兩側(cè)垂直壁部的厚度可根據(jù)裸電纜的粗細(xì)進(jìn)行調(diào)整；構(gòu)件的底部為漏斗形，兩端的底部為盲端，底部的中段開(kāi)口處與路面排水或排污管路相通的排水道連通，排水道可以是開(kāi)通狀或間段開(kāi)通狀；兩端的盲端位于排污道的一側(cè)面均為由上朝下傾斜的斜面；多個(gè)水泥構(gòu)件頭尾相接構(gòu)成的長(zhǎng)度為充電區(qū)域的預(yù)設(shè)長(zhǎng)度；每個(gè)構(gòu)件的結(jié)構(gòu)相同，其長(zhǎng)向分設(shè)為直段與弧形段；弧形段的弧度隨路況彎道形狀的不同而設(shè)置；澆注構(gòu)件所用的水泥通常與公路所用水泥標(biāo)號(hào)相同。為了防止雨雪天路面開(kāi)口處積水或堆積路面垃圾和石子崩落存積在溝槽內(nèi)的構(gòu)件中，公路需專門配備可清掃充電區(qū)域的清障車，采用空氣噴吹和吸入的方式定時(shí)進(jìn)行清掃，以防止雨水浸泡裸電纜或者垃圾堆積造成短路；如果路面是高架橋，則水和垃圾從高處向低處直接落下，也需要進(jìn)行隨時(shí)清掃。上述步驟3)中，自動(dòng)轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)的操作步驟如下
A、設(shè)置一包括轉(zhuǎn)向控制裝置、自動(dòng)轉(zhuǎn)向ECU電腦控制單元和轉(zhuǎn)向泵構(gòu)成的自動(dòng)轉(zhuǎn)向控制裝置；
B、由上述的溝槽探測(cè)器探測(cè)的溝槽位置信息輸入至自動(dòng)轉(zhuǎn)向ECU電腦控制單元中和固化在該自動(dòng)轉(zhuǎn)向ECU電腦控制單元中的地面取電裝置的位置信息進(jìn)行比較；
C、自動(dòng)轉(zhuǎn)向ECU電腦控制單元判斷溝槽位置的中心線是否與地面取電裝置的中心線重合，重合時(shí)，進(jìn)入步驟D，不重合時(shí)，進(jìn)入步驟E)；
D、自動(dòng)轉(zhuǎn)向ECU電腦控制單元發(fā)出指令，地面取電裝置開(kāi)始啟動(dòng)；E、溝槽位置的中心線與地面取電裝置的中心線不重合，由自動(dòng)轉(zhuǎn)向E⑶電腦控制單元發(fā)出指令，啟動(dòng)所述轉(zhuǎn)向泵調(diào)整該電動(dòng)汽車的行駛方向，使地面取電裝置的中心線與溝槽位置中心線重新重合，返回步驟D)；
F、當(dāng)所述溝槽沿道路方向轉(zhuǎn)彎時(shí)，溝槽位置中心線與地面取電裝置的中心線發(fā)生偏離，返回步驟E)。上述步驟3)中，自動(dòng)速度控制系統(tǒng)的操作步驟如下
A、設(shè)置一包括車距探測(cè)裝置、車速測(cè)量裝置、速度控制ECU電腦控制單元、電機(jī)輸出功率控制裝置和制動(dòng)控制系統(tǒng)的自動(dòng)速度控制裝置；
B、由上述的溝槽探測(cè)器接收的溝槽位置信息傳送至速度控制ECU電腦控制單元，判斷溝槽位置的中心線是否與所述地面取電裝置的中心線重合，重合，進(jìn)入步驟C，不重合，進(jìn)入步驟D;
C、由上述的車距探測(cè)裝置實(shí)時(shí)探測(cè)前方是否有障礙物，障礙物與電動(dòng)汽車的縱向距離信息和橫向距離信息；若無(wú)障礙物，進(jìn)入步驟D ；若發(fā)現(xiàn)前方有障礙物或進(jìn)入彎道，進(jìn)入步驟E;
D、由上述溝槽探測(cè)器實(shí)時(shí)探測(cè)路面溝槽的位置和變動(dòng)方向信息，以保證地面取電裝置與溝槽位置的中心線始終保持重合，行駛中的電動(dòng)汽車逐步提速直至最高限速120公里/ 小時(shí)，并保持120公里/小時(shí)的時(shí)速行駛；
E、將有障礙物或進(jìn)入彎道的信息輸入至速度控制ECU電腦控制單元，該速度控制ECU 電腦控制單元計(jì)算判斷前方障礙物是否在電動(dòng)汽車行駛路線上；如果障礙物在電動(dòng)汽車行駛路線上，構(gòu)成行駛障礙，進(jìn)入步驟F ；否則，進(jìn)入步驟G ；
F、將障礙物或彎道的輸入信息與溝槽的橫向距離和速度控制ECU電腦控制單元中最初輸入的車寬信息進(jìn)行比較，若車前障礙物在車寬以內(nèi)，構(gòu)成行駛障礙；速度控制ECU電腦控制單元發(fā)出指令，電動(dòng)汽車減速，行駛的最大時(shí)速減為80公里/小時(shí)；
G、將障礙物或彎道的輸入信息與溝槽的橫向距離和速度控制ECU電腦控制單元中最初輸入的車寬信息進(jìn)行比較，若車前障礙物在車寬以外，不構(gòu)成行駛障礙，則電動(dòng)汽車無(wú)需減速，按原速行駛。當(dāng)有車輛突然插入電動(dòng)汽車與前方汽車之間時(shí)，雷達(dá)測(cè)距探測(cè)器或激光測(cè)距探測(cè)器將接收與前方汽車之間距離的信息傳輸至ECU電腦控制單元；兩車間距離突然縮短至小于安全距離，速度自動(dòng)控制系統(tǒng)將按照如下操作進(jìn)行
A、開(kāi)始減速，從減少對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)供電開(kāi)始，直至停止供電，進(jìn)而將發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)為發(fā)電機(jī)；
B、通過(guò)測(cè)距雷達(dá)或激光測(cè)距裝置連續(xù)觀測(cè)兩車的間距變化；
C、如果兩車的間距在仍在縮短，ECU電腦控制單元將加強(qiáng)減速，實(shí)施踏板制動(dòng)，直至兩車間距維持不變；
D、當(dāng)兩車間距不變時(shí)，ECU電腦控制單元開(kāi)始按照內(nèi)設(shè)的速度控制圖軟件控制其車速， 直至兩車間距至安全距離。上述步驟4)所用的地面取電裝置由取電電刷、取電液壓缸、取電液壓缸的液壓連通管、取電傘支架、主桿、裝于主桿上的主桿縱向旋轉(zhuǎn)液壓缸和主桿軸向旋轉(zhuǎn)液壓缸構(gòu)成； 其中，主桿頂端裝一帶有限位開(kāi)關(guān)的齒軸，齒軸通過(guò)一橫向齒條與所述縱向旋轉(zhuǎn)液壓缸連接，該縱向旋轉(zhuǎn)液壓缸嵌裝于該電動(dòng)汽車后部的底盤上；軸向旋轉(zhuǎn)氣缸位于該主桿的中部，在軸向旋轉(zhuǎn)氣缸底端的下側(cè)裝有傘形支架；主桿的底端固裝有一橫梁，橫梁兩端分別裝有液壓連通管，2個(gè)液壓連通管分別與取電液壓缸底部連接，取電電刷的上端為自由端，其底端與取電液壓缸的活塞桿連接；在取電液壓缸的中部與傘形支架的底端鉸接；2個(gè)取電電刷上分別接有與車載變壓器端口連接的導(dǎo)線。上述地面取電裝置的取電步驟如下
A、地面取電裝置開(kāi)啟時(shí)，縱向旋轉(zhuǎn)液壓缸推動(dòng)橫向齒條向左移動(dòng)，橫向齒條帶動(dòng)主桿繞軸逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)70°至限位開(kāi)關(guān)處，啟動(dòng)軸向旋轉(zhuǎn)氣缸；
B、軸向旋轉(zhuǎn)氣缸推動(dòng)帶齒液壓缸軸向旋轉(zhuǎn)90°后，帶齒液壓缸推出傘形支架，傘形支架推出取電液壓缸，2個(gè)取電電刷分別和與其對(duì)應(yīng)一側(cè)的裸電纜貼合，開(kāi)始通過(guò)裸電纜向該電動(dòng)汽車提供用電的動(dòng)力和對(duì)車載電池充電；
C、地面取電裝置關(guān)閉時(shí)，由帶齒液壓缸驅(qū)動(dòng)收回傘形支架，傘形支架收回取電液壓缸， 帶動(dòng)2個(gè)取電電刷脫離開(kāi)裸電纜，傘形支架折回主桿4至限位開(kāi)關(guān)處，軸向旋轉(zhuǎn)氣缸啟動(dòng)；
D、軸向旋轉(zhuǎn)氣缸推動(dòng)帶齒液壓缸軸向反向旋轉(zhuǎn)90°，帶齒液壓缸至限位開(kāi)關(guān)處，啟動(dòng)縱向旋轉(zhuǎn)氣缸；
E、縱向旋轉(zhuǎn)液壓缸推動(dòng)橫向齒條向右移動(dòng)，橫向齒條帶動(dòng)主桿繞齒軸逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)70° 至限位開(kāi)關(guān)；與所述電動(dòng)汽車底盤平行收置。上述步驟5)中，充電結(jié)束的具體操作步驟如下
①當(dāng)紅外接收裝置接收到紅外發(fā)射裝置發(fā)出的結(jié)束充電的信號(hào)后，自動(dòng)斷開(kāi)裸電纜供電，轉(zhuǎn)由電池供電；帶有取電電刷的地面取電裝置歸位，并觸動(dòng)限位開(kāi)關(guān)，車載警報(bào)器響，提示地面取電結(jié)束；
②關(guān)閉自動(dòng)取電開(kāi)關(guān)；
③自動(dòng)速度控制系統(tǒng)和自動(dòng)轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)同時(shí)關(guān)閉；電動(dòng)汽車的速度控制由自動(dòng)速度控制轉(zhuǎn)為手動(dòng)速度控制；電動(dòng)汽車的轉(zhuǎn)向控制由自動(dòng)轉(zhuǎn)向控制轉(zhuǎn)為手動(dòng)轉(zhuǎn)向控制。以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明用電及充電的方法進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明
如圖1所示，本發(fā)明的用電及充電的方法包括沿車行方向設(shè)置一充電區(qū)域I、通過(guò)該充電區(qū)域I的電動(dòng)汽車II ；距充電區(qū)域I出口前500米處，在溝槽一側(cè)與地面平齊裝有一提示地面取電結(jié)束的紅外發(fā)射裝置III，充電區(qū)域I出口處的地面上裝有充電計(jì)費(fèi)掃描裝置 IV。在通過(guò)該充電區(qū)域I的電動(dòng)汽車II的前部底板下面裝有與紅外發(fā)射裝置III匹配的紅外接收裝置，電動(dòng)汽車II通過(guò)紅外接收裝置接收紅外發(fā)射裝置III充電結(jié)束的信號(hào)，自動(dòng)關(guān)閉和收回取電裝置，打開(kāi)電動(dòng)汽車II的識(shí)別卡蓋；并提示駕駛員離開(kāi)充電區(qū)域I，充電計(jì)費(fèi)掃描裝置IV主要用于對(duì)離開(kāi)充電區(qū)域I的電動(dòng)汽車的識(shí)別信息進(jìn)行掃描，并計(jì)費(fèi)；然后，將保存該車充電計(jì)費(fèi)信息并傳到電網(wǎng)的收費(fèi)系統(tǒng)。如圖2、圖3所示，
路面開(kāi)設(shè)的溝槽以構(gòu)件1的寬度設(shè)置為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行開(kāi)槽，在整個(gè)充電區(qū)域的長(zhǎng)度范圍內(nèi)，每車道內(nèi)開(kāi)設(shè)一個(gè)溝槽，沿該溝槽長(zhǎng)向連續(xù)鋪設(shè)有多個(gè)構(gòu)件1。構(gòu)件1為水泥一體澆注而成，該水泥構(gòu)件的下半部為漏斗狀，為了加強(qiáng)該水泥構(gòu)件的抗壓強(qiáng)度，在水泥構(gòu)件底部的長(zhǎng)向兩端設(shè)為盲端11 ；水泥構(gòu)件的長(zhǎng)短取決于路面的強(qiáng)度，如果區(qū)域?yàn)楦呒軜颍瑒t還要考慮與高架橋的跨度相當(dāng)，底部的中段為與路面排水管連接的排水道12，排水道12可以是開(kāi)通狀或間隔開(kāi)通狀；盲端11位于排水道的內(nèi)側(cè)面為上窄下寬，其斜度為45° ；水泥構(gòu)件上半部的兩側(cè)邊為垂直面，裸電纜2設(shè)有兩根，分別貼設(shè)于兩側(cè)的垂直面上，在裸電纜與垂直面之間有絕緣體15相隔；絕緣體15選用絕緣陶瓷，在兩個(gè)垂直面的頂端分別向內(nèi)設(shè)有防塵用的頂板13，兩側(cè)頂板13的自由端相對(duì)且不相接，其間留有充電的通道14，該通道14的寬度< 90mm ；為了保證路面行車的平穩(wěn)，該頂板與路面平行；
如圖4、圖5所示，為紅外發(fā)射裝置與構(gòu)件安裝位置示意圖；在距充電區(qū)域出口前500m 處的構(gòu)件一側(cè)嵌裝有一圓形的紅外發(fā)射裝置3，紅外發(fā)射裝置3的位置距構(gòu)件頂板中心線 IOOmm ；與電動(dòng)汽車底板前部安裝的紅外接收器匹配設(shè)置；紅外發(fā)射裝置3內(nèi)裝有紅外發(fā)射器31、在紅外發(fā)射器31的外圍套設(shè)有與其同平面的光電池32，金屬環(huán)33套設(shè)在光電池的外圍，金屬環(huán)33的厚度厚于紅外發(fā)射器31與光電池32的平面；金屬環(huán)33的頂面和底面均高出光電池32，紅外發(fā)射器31在金屬環(huán)33的保護(hù)下固裝在路面上；紅外接收裝置與紅外發(fā)射裝置3在一定距離時(shí)，紅外發(fā)射器31會(huì)以相同頻率振動(dòng)，使其紅外接收裝置發(fā)出聲響報(bào)警，并將該信號(hào)傳送至ECU電腦控制單元中，由ECU電腦控制單元實(shí)時(shí)發(fā)出的指令，控制電動(dòng)汽車結(jié)束路面充電。如圖6所示，該地面取電裝置設(shè)置于該電動(dòng)汽車底板的中后部；該地面取電裝置接收溝槽探測(cè)器尋找溝槽中心線的信息，使地面取電裝置的中心線與溝槽探測(cè)器的中心線相對(duì)后，開(kāi)啟地面取電裝置；
地面取電裝置由主桿4、縱向旋轉(zhuǎn)液壓缸40、橫向齒條41、齒軸42，帶齒液壓缸43、軸向齒條44、傘形支架45、軸向旋轉(zhuǎn)氣缸46、取電液壓缸47、液壓連通管48、取電電刷49，導(dǎo)線 5構(gòu)成；
其中，主桿4的頂端設(shè)有一帶有限位開(kāi)關(guān)的齒軸42，齒軸42通過(guò)一橫向齒條41與一縱向旋轉(zhuǎn)液壓缸40連接，該縱向旋轉(zhuǎn)液壓缸40嵌裝于電動(dòng)汽車后部的底盤上；在主桿4的中部裝有一帶齒液壓缸43，在帶齒液壓缸43的中部通過(guò)一軸向齒條44與一軸向旋轉(zhuǎn)氣缸46 連接；在帶齒液壓缸43向主桿4底端的一側(cè)兩個(gè)相對(duì)面各裝有1個(gè)傘形支架45 ；在主桿4 的底端固裝有一橫梁，橫梁兩端裝有液壓連通管48，液壓連通管48兩端分別與2組帶有取電液壓缸47的底部連接；取電電刷49的端部向上，為自由端；2個(gè)取電液壓缸的中部與2 個(gè)傘形支架45的底端分別鉸接；在2個(gè)取電電刷49上分別接有與車載變壓器端口連接的導(dǎo)線5。地面取電裝置的取電步驟為
A、地面取電裝置開(kāi)啟時(shí)，縱向旋轉(zhuǎn)液壓缸40推動(dòng)橫向齒條41向左移動(dòng)，橫向齒條41 帶動(dòng)主桿4繞齒軸42逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)70°至齒軸42上的限位開(kāi)關(guān)處，啟動(dòng)軸向旋轉(zhuǎn)氣缸46 ；
B、軸向旋轉(zhuǎn)氣缸46推動(dòng)帶齒液壓缸43軸向旋轉(zhuǎn)90°后，帶齒液壓缸43推出傘形支架 45，傘形支架45推出取電液壓缸47，2個(gè)取電電刷49分別和與其對(duì)應(yīng)一側(cè)的裸電纜貼合， 開(kāi)始通過(guò)裸電纜向該電動(dòng)汽車提供用電的動(dòng)力和對(duì)車載電池充電；
為保證該電動(dòng)汽車用電和對(duì)車載電池充電效果，取電電刷49與裸電纜2需貼合緊密， 液壓連通管48連通取電液壓缸47，一方面保證取電電刷49對(duì)裸電纜2的足夠壓力，另一方面，在電動(dòng)汽車方向變化時(shí)，使得一邊壓力增大時(shí)，一邊的取電電刷49會(huì)自動(dòng)縮短，而另一邊的取電電刷49會(huì)自動(dòng)延伸，在保證取電電刷49與裸電纜2的緊密貼合的條件下，能夠適應(yīng)地面取電裝置橫向的微小變化。
當(dāng)取電電刷49與裸電纜貼合時(shí)，電能將由裸電纜傳遞到車載變壓器的兩端，此時(shí)，通過(guò)電器開(kāi)關(guān)切斷電池組對(duì)電機(jī)線路的供電，然后接通車載變壓器，實(shí)現(xiàn)裸電纜對(duì)電機(jī)線路的供電。需要進(jìn)一步說(shuō)明的是實(shí)現(xiàn)裸電纜供電和電池組供電的切換開(kāi)關(guān)應(yīng)置于裸電纜供電車載變壓器與一組電感電路之間，這樣，可以在供電源切換時(shí)，減少瞬間斷電對(duì)電機(jī)、電器和裸電纜的影響。同時(shí)，對(duì)電機(jī)供電量進(jìn)行控制，以調(diào)整電機(jī)輸出功率的控制裝置，設(shè)在電感裝置與電機(jī)之間，這樣，可以增加控制裝置對(duì)電機(jī)控制的靈敏度，減少電感裝置對(duì)控制電量變化的干擾。當(dāng)裸電纜即將達(dá)到線路終點(diǎn)時(shí)，地面溝槽的紅外發(fā)射裝置將提前500m向電動(dòng)汽車發(fā)出信號(hào)。電動(dòng)汽車上裝備的紅外接收器接到信號(hào)后，自動(dòng)斷開(kāi)裸電纜供電，轉(zhuǎn)由電池供電；系統(tǒng)會(huì)順序關(guān)閉地面取電裝置；車載警報(bào)器響，由駕駛員關(guān)閉地面取電開(kāi)關(guān)，然后關(guān)閉自動(dòng)速度控制系統(tǒng)，開(kāi)啟油門踏板控制系統(tǒng)；同時(shí)關(guān)閉自動(dòng)轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)，開(kāi)啟方向盤控制轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。地面取電裝置關(guān)閉的過(guò)程為
C、地面取電裝置關(guān)閉時(shí)，由帶齒液壓缸43驅(qū)動(dòng)收回傘形支架45，傘形支架45收回取電液壓缸47，帶動(dòng)2個(gè)取電電刷49同時(shí)脫離開(kāi)與其貼合的裸電纜，傘形支架45折回主桿4 至限位開(kāi)關(guān)處，軸向旋轉(zhuǎn)氣缸46啟動(dòng)；
D、軸向旋轉(zhuǎn)氣缸46推動(dòng)帶齒液壓缸43軸向反向旋轉(zhuǎn)90°，帶齒液壓缸43至限位開(kāi)關(guān)處，啟動(dòng)縱向旋轉(zhuǎn)氣缸40 ；
E、縱向旋轉(zhuǎn)液壓缸40推動(dòng)橫向齒條41向右移動(dòng)，橫向齒條41帶動(dòng)主桿4繞齒軸42 逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)70°至限位開(kāi)關(guān)處；平行收置于電動(dòng)汽車的底盤上。地面取電裝置歸位時(shí)，會(huì)觸動(dòng)警示系統(tǒng)。警示系統(tǒng)可以采用安裝在儀表盤上的蜂鳴器和紅色閃光燈對(duì)駕駛員提出警示，提示駕駛員關(guān)閉自動(dòng)取電開(kāi)關(guān)。駕駛員關(guān)閉自動(dòng)取電開(kāi)關(guān)，關(guān)閉自動(dòng)速度控制系統(tǒng)，并將速度控制信息轉(zhuǎn)為速度踏板和制動(dòng)踏板信息；電動(dòng)汽車行駛速度轉(zhuǎn)為人工控制；
關(guān)閉自動(dòng)轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)，將轉(zhuǎn)向控制信息由車距探測(cè)器和溝槽探測(cè)器轉(zhuǎn)為方向盤信息。電動(dòng)汽車轉(zhuǎn)向控制由自動(dòng)速度控制轉(zhuǎn)為手動(dòng)速度控制。其中，手動(dòng)速度控制裝置是由速度踏板和制動(dòng)踏板構(gòu)成。速度踏板下連接一段永磁桿，永磁桿穿入線圈，在踏下和松開(kāi)速度踏板時(shí)，由于永磁桿的進(jìn)、退移動(dòng)，會(huì)在線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流。該電流、電壓經(jīng)過(guò)電壓及電壓變化率統(tǒng)一電路的調(diào)整，使其與ECU對(duì)供電功率裝置的輸出的電流、電壓相等，即可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)速度控制與手動(dòng)速度控制的順利切換。制動(dòng)踏板下連接一段永磁桿，永磁桿穿入線圈，在踏下和松開(kāi)制動(dòng)踏板時(shí)，由于永磁桿的往復(fù)移動(dòng)，會(huì)在線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流。該電流、電壓經(jīng)過(guò)電路的調(diào)整，使其與ECU對(duì)制動(dòng)裝置的輸出的電流、電壓相等，即可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)制動(dòng)控制與手動(dòng)制動(dòng)控制的順利切換。本發(fā)明自動(dòng)轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)、自動(dòng)速度控制系統(tǒng)的工作原理如下
電動(dòng)汽車上裝有車速傳感器、車距探測(cè)器和溝槽探測(cè)器，車速傳感器、車距探測(cè)器和溝槽探測(cè)器將接收的地面信號(hào)或溝槽信號(hào)等傳送至E⑶電腦控制單元中。自動(dòng)轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)自動(dòng)轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)由自動(dòng)轉(zhuǎn)向ECU電腦控制單元接收溝槽探測(cè)器探測(cè)的路況后向其發(fā)布指令，進(jìn)行啟動(dòng)或關(guān)閉。該自動(dòng)轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)由自動(dòng)轉(zhuǎn)向控制裝置和溝槽位置探測(cè)器構(gòu)成。溝槽探測(cè)器將探測(cè)的溝槽位置信息，包括溝槽寬度、溝槽位置的信息(溝槽相對(duì)于車輛的位置信息)輸入至ECU電腦控制單元，溝槽位置信息將與固定于自動(dòng)轉(zhuǎn)向ECU電腦中的取電裝置位置進(jìn)行比較；
當(dāng)溝槽位置的中心線與地面取電裝置的中心線重合時(shí)，自動(dòng)轉(zhuǎn)向ECU電腦控制單元發(fā)出指令，地面取電裝置開(kāi)始啟動(dòng)，直至取電電刷與裸電纜緊密貼合。當(dāng)溝槽位置的中心線與地面取電裝置的中心線不重合時(shí)，其位置差將導(dǎo)致E⑶電腦控制單元對(duì)電動(dòng)汽車轉(zhuǎn)向裝置發(fā)出指令，通過(guò)轉(zhuǎn)向泵調(diào)整電動(dòng)汽車的行駛方向，使地面取電裝置的中心線與溝槽位置的中心線重合。此時(shí)，電動(dòng)汽車的轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)將保持電動(dòng)汽車行進(jìn)方向。同理，當(dāng)電動(dòng)汽車取電溝槽沿道路方向轉(zhuǎn)彎時(shí)，溝槽的中心線與地面取電裝置的中心線將發(fā)生偏離，自動(dòng)轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)會(huì)推動(dòng)電動(dòng)汽車轉(zhuǎn)向裝置的轉(zhuǎn)向泵工作，以調(diào)整電動(dòng)汽車的行駛方向，驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車沿溝槽轉(zhuǎn)彎。同時(shí)，通過(guò)與溝槽探測(cè)器與自動(dòng)轉(zhuǎn)向ECU電腦控制單元的聯(lián)系，自動(dòng)轉(zhuǎn)向ECU電腦控制單元會(huì)記錄溝槽轉(zhuǎn)彎的軌跡，并根據(jù)軌跡計(jì)算軟件獲得的軌跡信息，車速信息，取電裝置的位置信息，控制自動(dòng)轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)，使得轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)能夠精確控制取電裝置在溝槽中的位置，保證連續(xù)取電。電動(dòng)汽車轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)是由雙向液壓裝置推動(dòng)的齒輪-齒條機(jī)構(gòu)組成，齒條推動(dòng)轉(zhuǎn)向拉桿實(shí)現(xiàn)車輪轉(zhuǎn)向；
當(dāng)電動(dòng)汽車轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)由自動(dòng)控制轉(zhuǎn)變?yōu)槭謩?dòng)控制時(shí)，電動(dòng)汽車的轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)仍然由液壓系統(tǒng)控制。此時(shí)，自動(dòng)轉(zhuǎn)向ECU電腦控制單元的控制信號(hào)來(lái)源由溝槽探測(cè)器與地面取電裝置的位置信息轉(zhuǎn)為由方向盤的位置信息。自動(dòng)速度控制系統(tǒng)由速度控制ECU電腦控制單元接收溝槽探測(cè)器、車速傳感器、 車距探測(cè)器的障礙物寬度，障礙物與溝槽的相對(duì)位置，障礙物的距離等信息后，向其發(fā)布指令，進(jìn)行啟動(dòng)，加速，減速或關(guān)閉的控制。自動(dòng)速度控制系統(tǒng)設(shè)置有電動(dòng)汽車直線向前行駛的方向雷達(dá)，視頻或者激光測(cè)距裝置；電動(dòng)汽車車速測(cè)量裝置；溝槽探測(cè)器；速度控制ECU電腦控制單元；電機(jī)輸出功率控制系統(tǒng)；制動(dòng)控制系統(tǒng)；其中，溝槽探測(cè)器可選用激光探測(cè)器、雷達(dá)探測(cè)器或視頻探測(cè)器中任一種。自動(dòng)速度控制系統(tǒng)啟動(dòng)后，雷達(dá)，視頻或者激光測(cè)距裝置繼續(xù)探測(cè)電動(dòng)汽車行進(jìn)方向的障礙物與本車的距離，并將信號(hào)傳遞至速度控制ECU電腦控制單元。 雷達(dá)或者激光測(cè)距裝置獲取如下信息
溝槽探測(cè)器用于探測(cè)路面溝槽的位置和變動(dòng)方向信息；
車距探測(cè)器用于探測(cè)前方障礙物與電動(dòng)汽車的縱向距離信息和障礙物的寬度和與溝槽的相對(duì)位置信息；
雷達(dá)或者激光測(cè)距裝置能夠探測(cè)上述信息的最遠(yuǎn)距離在150m。
在電動(dòng)汽車直行的情況下，速度控制ECU電腦控制單元在獲取連續(xù)獲得測(cè)距信號(hào)后，根據(jù)電動(dòng)汽車當(dāng)前行駛速度，計(jì)算出電動(dòng)汽車與前方障礙物的接近速度，并對(duì)車輛行進(jìn)速度進(jìn)行控制；
電動(dòng)汽車與前方障礙物距離超過(guò)110m，并且電動(dòng)汽車行駛速度低于120公里/小時(shí)，
14ECU電腦控制單元將輸出加速信號(hào)，并控制加速度不高于2. 8m/s2,以保持乘車人的舒適狀態(tài)。電動(dòng)汽車與前方障礙物的距離低于110m，但是距離增加，并且電動(dòng)汽車行駛速度低于120公里/小時(shí)，速度控制ECU電腦控制單元將輸出加速信號(hào)，并控制加速度不高于 2. 8m/s2。電動(dòng)汽車與前方障礙物的距離低于IlOm時(shí)，速度控制ECU電腦控制單元將對(duì)電動(dòng)汽車與前方障礙物的距離(s)和車輛行駛速度進(jìn)行分析，在國(guó)家法規(guī)規(guī)定的最大減速度 5m/s2的條件下，依照0彡v=(2ias)1/2對(duì)電動(dòng)汽車速度進(jìn)行調(diào)整，以后簡(jiǎn)稱速度控制圖。如果電動(dòng)汽車制動(dòng)的最大減速度小于5m/s2，則電動(dòng)汽車與前方障礙物的安全距離可以進(jìn)一步縮短。其中，i是車輛依據(jù)路面摩擦力和車重狀況，對(duì)加速度a進(jìn)行的調(diào)整系數(shù)；s表示電動(dòng)汽車與前方障礙物的距離；ν表示車輛行駛速度。由ECU電腦控制單元對(duì)加速過(guò)程中依照測(cè)量的實(shí)際車速，行車距離，加速度與電動(dòng)汽車制造商事先根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)輸入速度控制ECU 電腦控制單元的車速、行車距離與加速度的數(shù)據(jù)對(duì)比得出。以作為該路段的加速度調(diào)整系數(shù)。速度控制ECU電腦控制單元將根據(jù)速度控制圖對(duì)車輛速度進(jìn)行控制，實(shí)施加速、減速或者保持速度。IlOm的控制距離是保證電動(dòng)汽車以120公里時(shí)速行駛時(shí)，突然遇到靜止障礙物的情況下，可以通過(guò)減速避免碰撞的距離，如果電動(dòng)汽車的減速性能優(yōu)越，能提供絕對(duì)值大于 5m/s2的減速度，則可以根據(jù)車輛的實(shí)際減速性能縮短控制距離。電動(dòng)汽車與前方障礙物的距離低于IlOm時(shí)，電動(dòng)汽車將根據(jù)速度控制圖，以優(yōu)先減少供電功率的方式實(shí)現(xiàn)減速，直至完全停止對(duì)電機(jī)供電，使得電機(jī)轉(zhuǎn)變?yōu)榘l(fā)電機(jī)向電池充電。當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)變?yōu)榘l(fā)電機(jī)后仍然不能滿足繼續(xù)減速的要求時(shí)，ECU電腦控制單元將啟動(dòng)電動(dòng)汽車的制動(dòng)系統(tǒng)，使得車距保持在速度控制圖規(guī)定的安全距離內(nèi)。電動(dòng)汽車與前方障礙物的距離低于110米時(shí)，電動(dòng)汽車與前方障礙物之間距離降低的減速度等于或者小于ia時(shí)，電動(dòng)汽車會(huì)立即停止向發(fā)動(dòng)機(jī)供電，并使其成為發(fā)電機(jī)， 同時(shí)立即直接啟動(dòng)緊急制動(dòng)系統(tǒng)，將電動(dòng)汽車減速度降至最小(因?yàn)闇p速度小于零，故減速度最小時(shí)，減速度的絕對(duì)值最大)。同時(shí)，對(duì)駕駛員發(fā)出緊急警報(bào)，以便駕駛員采取緊急措施，迅速切斷裸電纜供電系統(tǒng)，恢復(fù)到手動(dòng)駕駛，準(zhǔn)備回避風(fēng)險(xiǎn)。由于電動(dòng)汽車自動(dòng)駕駛系統(tǒng)所保持的是安全距離，安全距離即前車突然掉下一件物品(處于相對(duì)靜止?fàn)顟B(tài))，電動(dòng)汽車采取緊急制動(dòng)仍能夠避免碰撞的距離，所以一般情況無(wú)需采取關(guān)閉地面取電系統(tǒng)，啟動(dòng)手動(dòng)駕駛的措施。本發(fā)明中速度控制ECU電腦控制單元的速度控制標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定如下
加速控制的標(biāo)準(zhǔn)速度不超過(guò)120公里；彎道不超過(guò)80公里；實(shí)測(cè)與障礙物距離大于速度控制圖計(jì)算出的當(dāng)前速度下的安全距離。減速控制標(biāo)準(zhǔn)為在現(xiàn)行速度條件下，至少與障礙物的距離不變；實(shí)測(cè)與障礙物的距離低于速度控制圖計(jì)算出的當(dāng)前速度下的安全距離。啟動(dòng)制動(dòng)減速的標(biāo)準(zhǔn)為在電機(jī)制動(dòng)條件下，與障礙物的距離仍然在持續(xù)縮短，并實(shí)測(cè)與障礙物的距離在速度控制圖計(jì)算出的當(dāng)前速度下會(huì)發(fā)生碰撞；
在轉(zhuǎn)彎路段，由于前車轉(zhuǎn)彎，測(cè)距雷達(dá)或激光在車前方會(huì)打在轉(zhuǎn)彎的護(hù)欄上或者打在相鄰車道正在轉(zhuǎn)彎的車輛上，而不是前方車輛上。為避免ECU電腦控制單元誤以為轉(zhuǎn)彎車輛或彎道護(hù)欄為障礙物，而影響正常行駛，采取如下措施
速度控制ECU電腦控制單元在接收的溝槽由直線變?yōu)榍€的信號(hào)時(shí)，會(huì)將所測(cè)的障礙物與溝槽的橫向距離與ECU電腦控制單元中最初輸入的車寬信息進(jìn)行比較，以判斷車前障礙物是否在車行方向的車寬以外。根據(jù)一般車的寬度，如果障礙物到溝槽的橫向距離在1.3 米以上，則表明該障礙物，不會(huì)對(duì)行車造成威脅。當(dāng)障礙物到溝槽的橫向距離在1. 3米以上時(shí)，速度控制ECU電腦控制單元將會(huì)對(duì)速度控制機(jī)構(gòu)發(fā)出減速指令，減至80公里/小時(shí)；如果發(fā)現(xiàn)障礙物到溝槽的橫向距離在1. 3以內(nèi)，ECU電腦控制單元將會(huì)將該物體判斷為車前障礙物，此時(shí)，ECU電腦控制單元將按照速度控制圖對(duì)車速進(jìn)行調(diào)整。由于直行速度與轉(zhuǎn)彎速度控制標(biāo)準(zhǔn)不同，在探測(cè)到彎道信息后，速度控制系統(tǒng)會(huì)將速度從時(shí)速120公里降為80公里
在轉(zhuǎn)彎時(shí)，測(cè)距雷達(dá)波或者激光可能已經(jīng)無(wú)法探測(cè)到前車的距離，因?yàn)榍败囖D(zhuǎn)彎已經(jīng)脫離雷達(dá)波的視野。因而行車速度太高則會(huì)出現(xiàn)安全狀況。因而要求電動(dòng)汽車在接收到轉(zhuǎn)彎信號(hào)時(shí)，同時(shí)發(fā)出信號(hào)，控制電動(dòng)汽車前面中部的雷達(dá)波發(fā)射器開(kāi)始偏轉(zhuǎn)，掃過(guò)沿溝槽同車寬的路面，如在車行的道路路面上發(fā)現(xiàn)障礙物，并將該障礙物的距離信號(hào)傳遞給速度控制ECU電腦控制單元，由速度控制ECU電腦控制單元根據(jù)依照速度控制圖對(duì)車速進(jìn)行調(diào)整， 對(duì)電動(dòng)汽車加速機(jī)構(gòu)發(fā)出保持速度，或者減速的指令。轉(zhuǎn)彎時(shí)的車速以80公里/小時(shí)為最高限。按照目前的道路設(shè)計(jì)，在電動(dòng)汽車轉(zhuǎn)向時(shí)，在電動(dòng)汽車轉(zhuǎn)向方向另一側(cè)的護(hù)欄或者車輛會(huì)遮擋靠護(hù)欄最近的道路上的電動(dòng)汽車的雷達(dá)波或激光束。由于高速公路的轉(zhuǎn)彎半徑大于110米，車速控制在80公里/小時(shí)，雷達(dá)或激光探測(cè)頭隨彎道轉(zhuǎn)向，這樣，就能夠保證電動(dòng)汽車?yán)走_(dá)或激光束能夠探測(cè)到車前安全制動(dòng)距離內(nèi)的障礙物。因此，電動(dòng)汽車道路的轉(zhuǎn)彎限速需要限定為80公里/小時(shí)。為簡(jiǎn)化電動(dòng)汽車的速度控制，也可以采用駕駛員通過(guò)加速踏板的方法控制行車速度和加速度。這樣，可以大大降低對(duì)雷達(dá)或激光測(cè)速和行車電腦的要求，從而降低成本。但是，同時(shí)也降低了電動(dòng)汽車的舒適性。但是，在使用裸電纜供電時(shí)，不能使用手控方向盤方式替代自動(dòng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。在有車輛突然插入電動(dòng)汽車與前方汽車之間時(shí)，測(cè)距雷達(dá)或激光會(huì)傳輸給速度控制ECU電腦控制單元一個(gè)電動(dòng)汽車與前方障礙物之間的距離突然縮短的信息，并且，兩車間距離突然小于安全距離，速度自動(dòng)控制系統(tǒng)將按照如下操作進(jìn)行
1)立即開(kāi)始減速?gòu)臏p少對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)供電開(kāi)始；
2)連續(xù)觀測(cè)兩車間距離的變化；
3)如果兩車間距離在縮短，速度控制ECU電腦控制單元將加強(qiáng)減速，包括將發(fā)動(dòng)機(jī)變?yōu)榘l(fā)電機(jī)，直至實(shí)施制動(dòng)，直至兩車間距離不變。當(dāng)兩車間距離不變時(shí)，速度控制ECU電腦控制單元開(kāi)始按照速度控制圖控制車速本發(fā)明充電計(jì)費(fèi)模塊的工作原理如下
充電計(jì)費(fèi)模塊接收地面取電探測(cè)模塊探測(cè)的開(kāi)始和結(jié)束充電的信號(hào)，同步實(shí)施充電計(jì)
費(fèi)；
為確保電費(fèi)的支付，電動(dòng)汽車將在出廠時(shí)有唯一的電子編碼，并留有電子刷卡的位置。在電動(dòng)汽車進(jìn)行工商注冊(cè)時(shí)，用戶將本人確定的銀行賬戶輸入該位置，以便取電后能夠?qū)崿F(xiàn)電子付費(fèi)，并在電腦中保留付費(fèi)和收費(fèi)的記錄，以便對(duì)賬用。用戶在購(gòu)車時(shí)，辦理了 IC卡，其內(nèi)錄入用戶電動(dòng)汽車充電支付的銀行卡號(hào)，車主的基本信息如照片、姓名、年齡、手機(jī)電話號(hào)碼和身份證號(hào)號(hào)碼。銀行卡為特殊電費(fèi)付款卡，不可用于其它支付。該銀行卡的性質(zhì)屬于信用卡。銀行卡的發(fā)卡銀行與國(guó)家電網(wǎng)有支付協(xié)議。與客戶有付款和通知協(xié)議。計(jì)費(fèi)充電流程如下
電動(dòng)汽車接通裸電纜后，輸入電量計(jì)開(kāi)始工作，并將最終輸入電量記錄如IC卡。同時(shí)輸入充電的日期；
關(guān)閉地面取電系統(tǒng)，地面取電裝置收回后，IC卡蓋自動(dòng)打開(kāi)；或者關(guān)閉充電系統(tǒng)后，IC 卡蓋自動(dòng)打開(kāi)。充電區(qū)域出口處設(shè)置的激光掃描裝置掃描IC卡，獲取充電量信息和銀行卡信息； 收費(fèi)站的電腦中的自動(dòng)報(bào)告程序會(huì)將信息傳輸給銀行電腦和國(guó)家電網(wǎng)電腦。銀行電腦接收到信息后，會(huì)向國(guó)家電網(wǎng)付款；同時(shí)向銀行卡用戶發(fā)出短信，通知客戶。IC卡接收到激光掃描信息后，啟動(dòng)關(guān)閉IC卡蓋程序，關(guān)閉IC蓋。在輸電線路結(jié)束的路段，或者在高速公路的出口處，可以設(shè)置電子收費(fèi)和路段收費(fèi)裝置，實(shí)現(xiàn)車輛離線自動(dòng)收費(fèi)。由于電動(dòng)汽車行車安全是最為重要的，所以所有地面取電系統(tǒng)的控制線路一律采取雙路控制，包括液壓控制線路、電子控制線路和電控線路。當(dāng)其中一個(gè)線路出現(xiàn)故障，備用線路啟動(dòng)工作，同時(shí)，故障顯示裝置將會(huì)提醒車主故障發(fā)生，需要維修。同樣，備用線路一旦出現(xiàn)問(wèn)題，故障顯示裝置會(huì)提醒車主備用故障發(fā)生，需要維修。
權(quán)利要求
1.一種電動(dòng)汽車行駛過(guò)程中從地面取電的用電及充電方法，包括如下步驟1)設(shè)定一個(gè)充電區(qū)域，在該充電區(qū)域內(nèi)沿車行方向的地面上開(kāi)設(shè)有溝槽，溝槽內(nèi)嵌裝有多個(gè)頂面與地面平行且上下開(kāi)口、底部?jī)啥诉B接的水泥構(gòu)件；多個(gè)所述水泥構(gòu)件頭尾相接，其內(nèi)裝有供電用的裸電纜；距該充電區(qū)域出口前的溝槽一側(cè)地面上嵌裝有一提示地面取電結(jié)束的信號(hào)模塊；在充電區(qū)域出口處裝有充電計(jì)費(fèi)掃描裝置；2)設(shè)置一內(nèi)裝有包括地面取電探測(cè)模塊、自動(dòng)取電開(kāi)關(guān)、E⑶電腦控制單元、自動(dòng)取電控制系統(tǒng)、自動(dòng)轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)、自動(dòng)速度控制系統(tǒng)和充電計(jì)費(fèi)模塊的電動(dòng)汽車；所述地面取電探測(cè)模塊包括設(shè)置在該電動(dòng)汽車前部的溝槽探測(cè)器、車速傳感器、車距探測(cè)器和紅外接收裝置；其中，溝槽探測(cè)器用于尋找所述溝槽的位置；車速傳感器和車距探測(cè)器分別接收該電動(dòng)汽車行駛狀態(tài)及路面信息且傳送至ECU電腦控制單元，由ECU電腦控制單元向自動(dòng)取電控制系統(tǒng)、自動(dòng)轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)和自動(dòng)速度控制系統(tǒng)實(shí)時(shí)發(fā)出控制指令；紅外接收裝置接收地面取電結(jié)束的信號(hào)模塊提示充電結(jié)束的信息；充電計(jì)費(fèi)模塊同步實(shí)施充電計(jì)費(fèi)；3 )所述電動(dòng)汽車駛?cè)氩襟E1)的充電區(qū)域入口且開(kāi)至所述溝槽上方后，駕駛員按下自動(dòng)取電開(kāi)關(guān)，ECU電腦控制單元向自動(dòng)轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)和自動(dòng)速度控制系統(tǒng)發(fā)出指令，自動(dòng)速度控制系統(tǒng)、自動(dòng)轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)、自動(dòng)取電控制系統(tǒng)同時(shí)啟動(dòng)，該電動(dòng)汽車在車載電池的供電狀態(tài)下由手動(dòng)駕駛狀態(tài)切換成自動(dòng)駕駛狀態(tài)；所述溝槽探測(cè)器尋到溝槽準(zhǔn)確位置時(shí)，進(jìn)入步驟4)；所述電動(dòng)汽車行駛通過(guò)所述地面取電結(jié)束的信號(hào)模塊時(shí)，進(jìn)入步驟5)；4)所述自動(dòng)取電控制系統(tǒng)內(nèi)設(shè)的地面取電裝置對(duì)準(zhǔn)所述溝槽，并將該地面取電裝置自動(dòng)放下，伸入地面溝槽內(nèi)，與所述裸電纜貼合，通過(guò)裸電纜與所述地面取電裝置的連接開(kāi)始向其電動(dòng)汽車提供用電的動(dòng)力和對(duì)車載電池充電；5)駕駛員關(guān)閉自動(dòng)取電開(kāi)關(guān)，所述ECU電腦控制單元向所述地面取電裝置、自動(dòng)轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)和自動(dòng)速度控制系統(tǒng)發(fā)出指令，收回所述地面取電裝置，結(jié)束裸電纜供電和對(duì)車載電池的充電，由自動(dòng)駕駛狀態(tài)切換為手動(dòng)駕駛狀態(tài)；同時(shí)，停止充電計(jì)費(fèi)，并將其充電計(jì)費(fèi)的信息掃描并記錄至出口處設(shè)置的充電計(jì)費(fèi)掃描裝置中。
2.如權(quán)利要求1所述的用電及充電方法，其特征在于步驟1)所述裸電纜設(shè)有2條， 分別鋪設(shè)于所述水泥構(gòu)件長(zhǎng)向的兩側(cè)內(nèi)壁上；在所述裸電纜與該構(gòu)件內(nèi)壁的貼合處裝有將兩者隔開(kāi)的絕緣體；所述地面取電結(jié)束的信號(hào)模塊為紅外發(fā)射裝置，該紅外發(fā)射裝置位于所述充電區(qū)域出口前500米處。
3.如權(quán)利要求2所述的用電及充電方法，其特征在于步驟2)所述的溝槽探測(cè)器為激光探測(cè)器、雷達(dá)探測(cè)器或視頻監(jiān)測(cè)器中任一種；所述紅外發(fā)射裝置與步驟2)所述紅外接收裝置互為匹配設(shè)置。
4.如權(quán)利要求3所述的用電及充電方法，其特征在于步驟3)所述自動(dòng)轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)的操作步驟如下A、設(shè)置一包括轉(zhuǎn)向控制裝置、自動(dòng)轉(zhuǎn)向ECU電腦控制單元和轉(zhuǎn)向泵構(gòu)成的自動(dòng)轉(zhuǎn)向控制裝置；B、由所述溝槽探測(cè)器探測(cè)的溝槽位置信息輸入至自動(dòng)轉(zhuǎn)向ECU電腦控制單元中和固化在該自動(dòng)轉(zhuǎn)向ECU電腦控制單元中的地面取電裝置的位置信息進(jìn)行比較；C、自動(dòng)轉(zhuǎn)向ECU電腦控制單元判斷溝槽位置的中心線是否與地面取電裝置的中心線重合，重合時(shí)，進(jìn)入步驟D，不重合時(shí)，進(jìn)入步驟E)；D、自動(dòng)轉(zhuǎn)向ECU電腦控制單元發(fā)出指令，地面取電裝置開(kāi)始啟動(dòng)；E、溝槽位置的中心線與地面取電裝置的中心線不重合，由自動(dòng)轉(zhuǎn)向E⑶電腦控制單元發(fā)出指令，啟動(dòng)所述轉(zhuǎn)向泵調(diào)整該電動(dòng)汽車的行駛方向，使地面取電裝置的中心線與溝槽位置中心線重新重合，返回步驟D)；F、當(dāng)所述溝槽沿道路方向轉(zhuǎn)彎時(shí)，溝槽位置中心線與地面取電裝置的中心線發(fā)生偏離，返回步驟E)。
5.如權(quán)利要求4所述的用電及充電方法，其特征在于步驟3)所述的自動(dòng)速度控制系統(tǒng)的具體操作步驟如下A、設(shè)置一包括車距探測(cè)裝置、車速測(cè)量裝置、速度控制ECU電腦控制單元、電機(jī)輸出功率控制裝置和制動(dòng)控制系統(tǒng)的自動(dòng)速度控制裝置；B、由所述溝槽探測(cè)器接收的溝槽位置信息傳送至所述速度控制ECU電腦控制單元，判斷溝槽位置的中心線是否與所述地面取電裝置的中心線重合，重合時(shí)，進(jìn)入步驟C，不重合時(shí)，進(jìn)入步驟D ；C、由所述車距探測(cè)裝置實(shí)時(shí)探測(cè)前方是否有障礙物，障礙物與電動(dòng)汽車的縱向距離信息和橫向距離信息；若無(wú)障礙物，進(jìn)入步驟D ；若發(fā)現(xiàn)前方有障礙物或進(jìn)入彎道，進(jìn)入步驟 E ；D、由所述溝槽探測(cè)器實(shí)時(shí)探測(cè)路面溝槽的位置和變動(dòng)方向信息，所述電動(dòng)汽車逐步提速直至最高限速120公里/小時(shí)，并保持120公里/小時(shí)的時(shí)速行駛；E、將有障礙物或進(jìn)入彎道的信息輸入至所述速度控制ECU電腦控制單元，該速度控制 ECU電腦控制單元判斷前方障礙物是否在電動(dòng)汽車行駛路線上；如果障礙物對(duì)電動(dòng)汽車構(gòu)成行駛障礙，進(jìn)入步驟F ；否則，進(jìn)入步驟G ；F、將障礙物或彎道的輸入信息與溝槽的橫向距離和速度控制ECU電腦控制單元中最初輸入的車寬信息進(jìn)行比較，若車前障礙物在車寬以內(nèi)，構(gòu)成行駛障礙，速度控制ECU電腦控制單元發(fā)出指令，電動(dòng)汽車減速，行駛的最大時(shí)速減為80公里/小時(shí)；G、將障礙物或彎道的輸入信息與溝槽的橫向距離和ECU電腦控制單元中最初輸入的車寬信息進(jìn)行比較，若車前障礙物在車寬以外，不構(gòu)成行駛障礙，電動(dòng)汽車按原速行駛。
6.如權(quán)利要求3或4或5所述的用電及充電方法，其特征在于步驟4)所述的地面取電裝置由取電電刷、取電液壓缸、取電液壓缸的液壓連通管、取電傘支架、主桿、裝于主桿上的主桿縱向旋轉(zhuǎn)液壓缸和主桿軸向旋轉(zhuǎn)液壓缸構(gòu)成；其中，主桿頂端裝一帶有限位開(kāi)關(guān)的齒軸，齒軸通過(guò)一橫向齒條與所述縱向旋轉(zhuǎn)液壓缸連接，該縱向旋轉(zhuǎn)液壓缸嵌裝于所述電動(dòng)汽車后部的底盤上；主桿的中部裝有一帶齒液壓缸，在帶齒液壓缸外圍的中部通過(guò)一軸向齒條與所述軸向旋轉(zhuǎn)氣缸連接；在帶齒液壓缸朝向主桿底端一側(cè)的兩個(gè)相對(duì)面上，沿主桿長(zhǎng)向各裝有1個(gè)傘形支架；主桿的底端固裝有一橫梁，橫梁兩端裝有所述液壓連通管，1 個(gè)液壓連通管分別與取電液壓缸底部連接；裝于取電液壓缸活塞桿上的取電電刷的端部向上為自由端；2個(gè)取電液壓缸的中部與2個(gè)傘形支架的底端分別鉸接；在2個(gè)取電電刷上分別接有與車載變壓器端口連接的導(dǎo)線。
7.如權(quán)利要求6所述的用電及充電方法，其特征在于所述地面取電裝置的取電過(guò)程如下A、地面取電裝置開(kāi)啟時(shí)，縱向旋轉(zhuǎn)液壓缸推動(dòng)橫向齒條向左移動(dòng)，橫向齒條帶動(dòng)主桿繞軸順時(shí)針旋轉(zhuǎn)70°至限位開(kāi)關(guān)處，啟動(dòng)軸向旋轉(zhuǎn)氣缸；B、軸向旋轉(zhuǎn)氣缸推動(dòng)帶齒液壓缸軸向旋轉(zhuǎn)90°后，帶齒液壓缸推出傘形支架，傘形支架推出取電液壓缸，2個(gè)所述取電電刷分別和與其對(duì)應(yīng)一側(cè)的裸電纜貼合，開(kāi)始通過(guò)裸電纜向該電動(dòng)汽車提供用電的動(dòng)力和對(duì)車載電池充電；C、地面取電裝置關(guān)閉時(shí)，由帶齒液壓缸驅(qū)動(dòng)收回傘形支架，傘形支架收回取電液壓缸， 帶動(dòng)2個(gè)取電電刷同時(shí)脫離開(kāi)與其貼合的裸電纜，傘形支架折回主桿至限位開(kāi)關(guān)處，軸向旋轉(zhuǎn)氣缸啟動(dòng)；D、軸向旋轉(zhuǎn)氣缸推動(dòng)帶齒液壓缸軸向反向旋轉(zhuǎn)90°，帶齒液壓缸至限位開(kāi)關(guān)處，啟動(dòng)縱向旋轉(zhuǎn)氣缸；E、縱向旋轉(zhuǎn)液壓缸推動(dòng)橫向齒條向右移動(dòng)，橫向齒條帶動(dòng)主桿繞齒軸逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)70° 至限位開(kāi)關(guān)處；平行收置于電動(dòng)汽車的底盤上。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的用電及充電方法，其特征在于步驟5)所述充電結(jié)束的具體步驟如下①當(dāng)所述紅外接收裝置接收到所述紅外發(fā)射裝置發(fā)出的結(jié)束充電信號(hào)后，自動(dòng)斷開(kāi)裸電纜供電，轉(zhuǎn)由電池供電；帶有取電電刷的地面取電裝置歸位，并觸動(dòng)限位開(kāi)關(guān)，車載警報(bào)器響，提示地面取電結(jié)束；②關(guān)閉自動(dòng)取電開(kāi)關(guān)；③自動(dòng)速度控制系統(tǒng)和自動(dòng)轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)同時(shí)關(guān)閉；所述電動(dòng)汽車的速度控制由自動(dòng)速度控制轉(zhuǎn)為手動(dòng)速度控制；所述電動(dòng)汽車的轉(zhuǎn)向控制由自動(dòng)轉(zhuǎn)向控制轉(zhuǎn)為手動(dòng)轉(zhuǎn)向控制。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)一種電動(dòng)汽車行駛過(guò)程中從地面取電的用電及充電方法，步驟為1)設(shè)定充電區(qū)域，在該區(qū)域內(nèi)，沿車行向的地面開(kāi)設(shè)溝槽，溝槽內(nèi)裝有內(nèi)鋪供電用裸電纜的構(gòu)件；出口前和出口處的溝槽一側(cè)分別裝有地面取電結(jié)束信號(hào)和充電計(jì)費(fèi)掃描裝置；2)設(shè)有充電設(shè)施的電動(dòng)汽車；3)駛至入口，充電設(shè)施尋找內(nèi)裝有裸電纜的溝槽；4)當(dāng)充電設(shè)施對(duì)準(zhǔn)溝槽時(shí)，地面取電裝置自動(dòng)放下，伸入地面溝槽內(nèi)與裸電纜貼合，通過(guò)裸電纜向電動(dòng)汽車提供動(dòng)力和充電；5)當(dāng)電動(dòng)汽車接收到地面取電結(jié)束信號(hào)后，地面取電裝置收回，結(jié)束充電轉(zhuǎn)為人工駕駛；充電信息記錄至充電計(jì)費(fèi)掃描裝置中。解決了因車載電池限制，電動(dòng)汽車不能遠(yuǎn)行和充電不便的缺陷；省時(shí)環(huán)保，利于實(shí)施。
文檔編號(hào)B60L5/40GK102275513SQ20111014586
公開(kāi)日2011年12月14日 申請(qǐng)日期2011年6月1日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月1日
發(fā)明者馬冬 申請(qǐng)人:馬冬