Дорожный электромобиль

Дорожные электромобили ( RPEV ) ^[1] (иногда называемые электромобилями с питанием от дорог) собирают любую форму потенциальной энергии с поверхности дороги для подачи электроэнергии на двигатели локомотивов и вспомогательное оборудование внутри транспортного средства.

Определение

Дорожный электромобиль можно определить как транспортную капсулу со следующими характеристиками:

Основным средством передвижения является один или несколько электродвигателей .
Электродвигатели питаются от электросети, обеспечиваемой либо от батареи (обычно встроенной), либо от источника питания (обычно удаленного, подключаемого напрямую через проводящие кабели или магнитные индукционные поля).
Существует определенная дорога, по которой движется транспортное средство (это означает, что, хотя оно может иметь некоторый запас встроенной батареи, оно не предназначено для использования в качестве автомобиля повышенной проходимости )
Если предусмотрено внешнее электропитание, то оно обычно осуществляется с помощью воздушных проводов или надземных рельсов или (редко) подземных электромагнитов .
Полностью электрическому транспортному средству обычно требуется один или несколько бортовых элементов или устройств энергоснабжения для автономной работы, чаще всего от химических батарей , реже от электромеханических генераторов.
Электромобиль дополнительно может включать в себя бортовую систему управления , которая по мере необходимости направляет энергию от элементов накопления энергии и преобразует такую энергию в электродвигатели, используемые для приведения в движение электромобиля.

Таким образом, дорожный электромобиль обязательно включает в себя систему подачи электроэнергии от внешнего источника энергии (например, удаленной электростанции ) через сеть силовых соединительных элементов, которые обеспечивают целостное и непрерывное энергетическое соединение между пунктом отправления и пунктом назначения.

Беспроводная передача энергии

В патенте США 6421600 эти элементы силовой связи представляют собой электромагнитные передающие катушки, встроенные в проезжую часть, и приемные катушки, которые являются электрически резонансными , так что они преобразуют магнитный поток над дорогой в электрическую энергию на транспортном средстве, которая полностью независима, поскольку нет никакой механической или электрической связи. Упомянутая патентная версия RPEV также включает:

бортовой измеритель мощности для указания приблизительного потребления и приблизительного оставшегося автономного (батарейного) ресурса или дальности действия рейнджера
канал с широкой полосой пропускания связи , позволяющий отправлять и принимать информационные сигналы на RPEV во время его использования;
автоматизированный гараж - система, которая автоматически подает питание на RPEV, когда он находится на хранении в течение ночи, как для подзарядки бортовых аккумуляторов, так и для питания бортового накопительного обогревателя в холодную погоду, чтобы было комфортно водителю и пассажирам.
электронное соединение между двумя или более RPEV, так что один из них может быть «главным» (вместе с водителем), а следующие транспортные средства являются «подчиненными» (управляемыми водителем в «главном» транспортном средстве) как своего рода «дорожный» поезд» с целью увеличения пассажировместимости или грузоподъемности .
систему позиционирования для определения текущего местоположения RPEV; и
компьютер планирования и диспетчеризации, позволяющий эффективно размещать множество RPEV на любой конкретной длине дороги со встроенными трансмиссионными катушками. Такую систему можно было бы адаптировать для использования с удаленными водителями или для автоматического управления закрытыми проезжими дорогами, такими как склады и тематические парки.

Онлайн-электромобили (OHV) используют приемное оборудование под автомобилем, а затем собирают энергию посредством бесконтактной магнитной индукции, что может подразумевать аналогичную электрическую конструкцию.

Проводная передача энергии

В троллейбусах используются воздушные кабели, которые также можно использовать для автомобилей, как показано на фотографии (справа), опубликованной в энциклопедическом журнале около 1910 года.

Воздушные линии электропередачи

Двойные воздушные линии электропередачи обычно представляют собой медные проводники с плоской поверхностью, которые поддерживаются стальным контактным проводом. Столб или пантограф выходит из автомобиля и прижимает «тапочки» или «коньки» к проводникам, замыкая цепь. Эти скользящие или коньковые контакты часто покрыты графитом или имеют угольный блок для уменьшения трения и обеспечения хорошего (низкого сопротивления) электрического соединения.

Поскольку автобусы ходят по расписанию, конфликты на дорогах случаются редко. Если бы инфраструктура с двумя воздушными линиями электропередачи использовалась частными пользователями случайным образом, тогда потребовалась бы какая-то система управления. Самым простым было бы предоставить транспортным средствам некоторую ограниченную автономию, чтобы они могли просто отключаться при прибытии на каждый перекресток и повторно подключаться при переходе на следующий участок. Более сложная система управления дорожным движением, предложенная в патенте США 6421600 (см. выше), может облегчить транзит там, где много транспортных средств желают получать энергию от определенного участка инфраструктуры.

Последние усовершенствования в конструкции троллейбусов включают автоматическое подключение и отключение опор электропередачи либо водителем, либо в случае механического отсоединения от воздушных проводов, так что водитель может оставаться под контролем, используя энергию бортового аккумулятора. Улучшенные материалы и моделирование динамики движения позволяют развивать скорость примерно до 80 км/ч, что делает поведение троллейбуса гибким и полностью сопоставимым с поведением обычного автономного транспортного средства, даже на перекрестках и перекрестках. ^[2]

Источник питания на уровне земли

Наземное электроснабжение является альтернативой воздушным линиям электропередачи. Наиболее распространенной версией является система сбора тока по кабелепроводу , при которой электропитание осуществляется в канале или хранилище под проезжей частью. Это трубка, открытая сверху, чтобы позволить лезвию войти и выдвинуть тапочки против силовых проводников, которые находятся по обе стороны от прорези для доступа, рядом с верхней частью канала. Форма конструкции исключает возможность дотянуться рукой до находящихся под напряжением поверхностей, а в нижней части трубопровода предусмотрен дренаж для удаления воды.

Электропроводка была впервые разработана в эпоху пара (около 1900 г.), когда энергия передавалась механически от серии вращающихся винтов с паровым приводом, как показано на иллюстрации (слева), также опубликованной Harmsworth Popular Science .

Более поздняя конструкция электроснабжения, используемая на трамвае Бордо, включает в себя альтернативные (линейные и нейтральные) панели, на которые подается питание только тогда, когда они фактически находятся под трамваем. Эта система называется APS (по-французски: Alimentation par Sol , что на английском языке означает подземную подачу энергии).

Воздушная электрическая сеть

Парковка с воздушной электрической сетью использовалась в зоопарке Сеульского Гранд-Парка в Южной Корее для подзарядки электромобилей. ^{[ нужна ссылка ]}Это было похоже на устройство бампера на ярмарочной площадке , которое позволяло заряжать аккумуляторы транспортных средств до появления более современной системы электромобилей OLEV Online . Преимущество заключалось в том, что транспортные средства можно было парковать в произвольном порядке, как удобно, и не было необходимости ни в опасности споткнуться о висячие кабели, используемые в большинстве электромобилей, ни в утомительно точном выравнивании полюсов проводов, необходимом для троллейбусов .

Линейный двигатель

Альтернативная форма электромагнитной связи называется линейным двигателем, впервые разработанным профессором Эриком Лейтуэйтом в Имперском колледже Лондона в 1960-х годах.

Вместо того, чтобы напрямую питать электродвигатели или заряжать бортовые аккумуляторы, RPEV оснащен магнитами, которые приводятся в движение горизонтально так же, как ротор обычного электродвигателя приводится во вращение. Линейный двигатель работает точно так же, как круглый двигатель, разделенный по центру, уложенный горизонтально и вытянутый.

Системы Shanghai Transrapid и Bombardier Advanced Rapid Transit являются практическими примерами технологии RPEV этого типа, применяемой в системах железнодорожного транспорта (которые иногда называют железными дорогами, особенно в США).

Маглев использует магнитное отталкивание для поддержания веса каретки , а также для продвижения автомобиля вперед, поэтому колеса не нужны. на магнитной подвеске Поезда эффективно движутся на вершине магнитной волны, подобно тому, как серфер катается на волне в море.

См. также

Ссылки

^ Росс, Ховард Р. (16 июля 2002 г.). «Система дорожного электромобиля с автоматическим управлением и функциями диспетчеризации по требованию» . Патент США 6421600 . Архивировано из оригинала (PDF) 13 июня 2011 г. Проверено 22 ноября 2010 г.
^ «Троллейбусное машиностроение» . Рекламная веб-страница . Группа Electric Tbus, Великобритания. 2010 . Проверено 17 декабря 2010 г.

[1] Росс, Ховард Р. (16 июля 2002 г.). «Система дорожного электромобиля с автоматическим управлением и функциями диспетчеризации по требованию» . Патент США 6421600 . Архивировано из оригинала (PDF) 13 июня 2011 г. Проверено 22 ноября 2010 г.

[2] «Троллейбусное машиностроение» . Рекламная веб-страница . Группа Electric Tbus, Великобритания. 2010 . Проверено 17 декабря 2010 г.

[1]

[2]