【技术实现步骤摘要】
新能源汽车公路直线电机
[0001]本专利技术涉及一种用于新能源汽车动态充电的直线电机技术，确切地说，是一种新能源汽车公路直线电机
。
技术介绍
[0002]为了减少燃油汽车的尾气排放对大气环境的污染，新能源汽车成为世界各国发展的主要方向
。
新能源汽车主要包括各种纯电动汽车和混合动力汽车，纯电动汽车因为简单
、
廉价
、
实用，所以发展特别迅速，逐渐成为新能源汽车的主流，但是纯电动汽车仍然存在着续驶里程短，充电困难等缺陷
。
目前新能源汽车的充电问题主要是依靠大量的充电桩的方式来解决，充电桩的方式充电受到停车难的限制，还是存在着充电不方便
、
充电时间长和占用空间大等缺点
。
过去宣传有一种采用无线充电技术的新能源汽车，能够在公路上边行驶
、
边充电，它是在公路的内部铺设无线电发射线圈，新能源汽车的底盘设置无线电接收线圈，采用的是无线电磁共振动态充电技术
。
边行驶
、
边充电的确是一种理想的技术方案，但是无线电磁共振动态充电技术存在技术复杂
、
无线电能传输效率低
、
成本高，对人体有无线电辐射等问题，该技术目前处于实验阶段，没有突破性进展，是一种不成熟的技术方案
。
当下的充电桩受到停车难的限制，从技术上和数量上都满足不了强劲发展的各种纯电动汽车充电的需求，边行驶
、
边充电技术的新能源汽车至今未能...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.
一种新能源汽车公路直线电机，包括应用新能源汽车和公路直线电机，所述应用新能源汽车主要是各种纯电动汽车，也包括各种混合动力汽车；所述的公路直线电机设有电动公路
、
虚轨车道
、
路面长定子
、
直线电机定子
、
智能升降器
、
直线电机动子
、
定子槽
、
工字型铁梁
、
独立控制两极短定子模块
、
霍尔开关传感器
、
独立控制两极短动子
、
动子线圈绕组
、
独立控制直线电机
、
空心线圈和智能控制器，其特征在于：所述的新能源汽车公路直线电机设有应用新能源汽车（1）和公路直线电机，所述的公路直线电机设有电动公路（2），电动公路设有多个型号相同的直线电机定子，多个直线电机定子的前
、
后端无缝对接成长线形的路面长定子，在柏油路车道中部设有定子槽（3），定子槽内安装路面长定子，路面长定子与定子槽之间的空间用白色塑胶填满，路面长定子与柏油路封装为一体，路面长定子平面与柏油路平面一致，路面长定子在道路中间形成一条有色长线条，有色长线条的车道为虚轨车道，虚轨车道上不影响任何机动车辆的行驶；所述的应用新能源汽车的底盘（4）下端增设一个智能升降器，智能升降器下端安装直线电机动子，直线电机动子包括多个独立控制两极短动子，直线电机动子的动子线圈绕组通电后产生多个两极固定电磁场；路面长定子和直线电机动子对应耦合组成多个独立控制直线电机，多个独立控制直线电机组成公路直线电机；应用新能源汽车的驾驶室内设有车载控制器（5）
、
虚轨车道显示器（6）
、
内电动调速踏板（7）
、
内调速传感器
、
外电动调速踏板（8）和外调速传感器；应用新能源汽车的底盘下端设有监控摄像机（9）和上接近传感开关（
10
）；直线电机动子下端设有外电动调速信号发射模块（
11
）和下接近传感开关（
12
）；所述的电动公路并排设有多个平行的虚轨车道，虚轨车道的中部设置路面长定子，路面长定子由多个型号相同的直线电机定子连接组成；直线电机定子由工字型铁梁（
13
）
、
多个独立控制两极短定子模块（
14
）
、
多个空心线圈和多个智能控制器组成，多个智能控制器内均设有霍尔开关传感器（
15
）
、
电源开关电路
、
无线调速信号接收电路以及空心线圈调压电路；应用新能源汽车在普通公路上行驶时，右脚踏内电动调速踏板，应用新能源汽车自动工作在内电动行驶模式；应用新能源汽车在电动公路上行驶时，右脚踏外电动调速踏板，应用新能源汽车自动工作在外电动行驶模式；应用新能源汽车在电动公路上沿着虚轨车道中部的轨迹行驶，虚拟轨道是应用新能源汽车的导向轨道，驾驶员通过监控摄像机，在虚轨车道显示器上监控直线电机动子在虚轨车道上面的运动位置，驾驶员操作方向盘使运动的直线电机动子位于有色长线条的中间位置，使直线电机动子与路面长定子对应；外电动调速踏板的外调速传感器输出的调速信号包括调压信号
、
高电平触发信号和低电平触发信号，调压信号控制公路直线电机的线速度，高
、
低电平触发信号控制智能升降器和直线电机动子的升降，运动中的直线电机动子下降后，直线电机动子的下端平面与路面长定子的上端平面之间自动形成微小的稳定的均匀气隙，应用新能源汽车在智能控制的外电动行驶中，直线电机动子与路面长定子之间具有上
、
下对应的动态耦合的近距离的非接触的磁悬浮驱动功能；多个独立控制两极短定子模块与多个独立控制两极短动子对应耦合成多个独立控制直线电机，多个独立控制直线电机组成公路直线电机，相当于多个应用新能源汽车与虚轨车道组成了多个公路直线电机；应用新能源汽车在虚轨车道上向前行驶，相当于直线电机动子在路面长定子上面向前行驶，在智能控制器的控制下，不再使用车载电源，车外的直流电源分别在不同的时间给多个独立控制两极短定子模块供电和断电；多个独立控制两极短动子的固定磁场前端分别在不同的时间接近多个智能控制器的霍尔开关传感器，触发多个霍尔开关传感器导通，多个独立控制两极短动子的固定磁场后
端分别在不同的时间离开多个智能控制器的霍尔开关传感器，触发多个霍尔开关传感器关闭；多个霍尔开关传感器分别在前
、
后不同的时间打开和关闭直线电机动子覆盖范围内的多个独立控制两极短定子模块，多个独立控制两极短定子模块产生跟随直线电机动子移动的多个两极脉冲电磁场，多个两极脉冲电磁场与直线电机动子的多个两极固定电磁场之间均产生多个同性相斥的矢量电磁推力，多个矢量电磁推力向前推动直线电机动子，相当于多个独立控制直线电机驱动应用新能源汽车向前行驶；外电动行驶中，利用应用新能源汽车的车载无刷电机的反充电功能给车载蓄电池组充电，间接的实现应用新能源汽车边行驶
、
边充电的目的
。2.
根据权利要求1所述的新能源汽车公路直线电机，其特征在于：所述电动公路包括多段虚轨车道和多个红绿灯路口，所述的路面长定子上面形成的有色长线条图形是虚轨车道，电动公路转弯的红绿灯路口不设置虚轨车道，多段虚轨车道设置在多个红绿灯路口之间的整段电动公路上，多个整段电动公路允许有一定的弯曲度，是长短不一的类似直线型的电动公路，电动公路与高速公路或者普通公路兼容，在高速公路或者普通公路的基础上可以加装虚轨车道，电动公路如同高速公路和普通公路一样设有同一方向并列行驶的多个车道，电动公路设有同一方向并列行驶的直行虚轨车道
、
左转弯变道虚轨车道和右转弯变道虚轨车道，各种车辆可以在3个虚轨车道上任意变道和转弯，3个虚轨车道均为柏油路平面，3个虚轨车道均具有外电动功能；在较窄的普通公路上可以加装双向的左虚轨车道和右虚轨车道；多个直线电机定子的前
、
后端无缝对接组成路面长定子，多个路面长定子组成多段虚轨车道，多段虚轨车道的前
、
后端之间的红禄灯路口均有不同的间隔距离，多段虚轨车道组成长距离的电动公路；所述定子槽的加工方法是：在虚轨车道中部的柏油路面上，用切割机切割成两条平行的切割线，两条切割线的深度均等于直线电机定子的高度，将两条切割线之间的柏油材料挖去后形成直线型的定子槽，定子槽的长度等于虚轨车道的长度，定子槽的宽度大于路面长定子的宽度，定子槽的深度等于路面长定子的高度
。3.
根据权利要求1所述的新能源汽车公路直线电机，其特征在于：所述虚轨车道的中部设置定子槽，定子槽内设有多个前
、
后端对接的直线电机定子，直线电机定子由工字型铁梁和多个独立控制两极短定子模块组成，为了方便直线电机定子的大规模生产和安装，工字型铁梁的长度设为
10
米，等于直线电机定子的长度，工字型铁梁的上端设有长条导磁板（
16
），工字型铁梁的下端设有长条底座板（
17
），长条导磁板与长条底座板之间的中部设有长条垂直板（
18
），长条导磁板
、
长条底座板和长条垂直板一体化铸造成型，长条导磁板的上端安装多个型号相同的独立控制两极短定子模块，所述独立控制两极短定子模块设有卡装式塑料外壳
、
空心线圈和智能控制器，所述智能控制器内部设有霍尔开关传感器
、
电源开关电路
、
无线调速信号接收电路和空心线圈调压电路；多个独立控制两极短定子模块卡装在长条导磁板上，整齐排列组成独立控制两极短定子模组，独立控制两极短定子模组的长度与工字型铁梁的长度一致；为了方便直线电机定子的大规模生产和安装，大量的独立控制两极短定子模块实行模块化的大规模生产；卡装式塑料外壳设有左空心线圈腔（
19
）和右空心线圈腔（
20
），左空心线圈腔左边设有左控制器腔（
21
），右空心线圈腔右边设有右控制器腔（
22
）；左空心线圈腔与右空心线圈腔相同，左控制器腔与右控制器腔相同，左空心线圈腔和左控制器腔与右空心线圈腔和右控制器腔对称于卡装式塑料外壳的中线，左空心线圈腔和右空心线圈腔内分别设有左空心线圈和右空心线圈，左
、
右空心线圈是一种用自粘漆包
线绕制的扁平的脱胎式圆线圈，左
、
右空心线圈的绕制方向和匝数均相同，左空心线圈的首端与右空心线圈的首端连接，串联连接的左空心线圈和右空心线圈接通直流电源后，独立控制两极短定子模块的左边产生
N
极垂直方向的左定子电磁场；独立控制两极短定子模块的右边产生
S
极垂直方向的右定子电磁场；左控制器腔内设有电源开关电路，左控制器腔内左前端设有霍尔开关传感器，右控制器腔内设有无线调速信号接收电路和空心线圈调压电路；霍尔开关传感器的上端平面与卡装式塑料外壳的上端平面一致，霍尔开关传感器的下端设有永磁体颗粒（
23
），永磁体颗粒的上端是
N
极
、
下端是
S
极，霍尔开关传感器与永磁体颗粒之间用
AB
胶粘接，永磁体颗粒的磁场方向是垂直的；所述霍尔开关传感器的特性是：霍尔开关传感器的上端接近垂直方向的
N
极强磁场时，触发霍尔开关传感器保持在导通状态，霍尔开关传感器上端垂直方向的
N
极强磁场离开时，霍尔开关传感器下端永磁体颗粒垂直方向的
N
极磁场触发霍尔开关传感器保持在截止状态；左控制器腔左下端设有电源正极接线桩（
24
），右控制器腔右前下端设有电源负极接线桩（
25
）；电源开关电路的电源端连接电源正极接线桩的上端，电源开关电路的输入端连接霍尔开关传感器的输出端，电源开关电路和无线调速信号接收电路以及空心线圈调压电路的接地端均连接电源负极接线桩的上端，电源开关电路的输出端连接无线调速信号接收电路的电源端和空心线圈调压电路的电源端，空心线圈调压电路的输出端连接右空心线圈的尾端，左空心线圈的尾端连接电源负极接线桩的上端，无线调速信号接收电路的输出端连接空心线圈调压电路的输入端；卡装式塑料外壳的下端设有左卡板（
26
）和右卡板（
27
），左
、
右卡板下端均设有卡钩，左卡板和右卡板分别卡紧在工字型铁梁上端长条导磁板的左
、
右端；多个独立控制两极短定子模块均卡装在工字型铁梁上端，以次紧贴
、
整齐排列，组成独立控制两极短定子模组，独立控制两极短定子模组与工字型铁梁组装成直线电机定子，多个直线电机定子前
、
后对接后，组装成路面长定子；多个工字型铁梁的垂直板的前
、
后端均设有前连接孔和后连接孔，垂直板的左边设有左连接板（
28
），垂直板的右边设有右连接板（
29
），左
、
右连接板均设有4个连接孔，多个工字型铁梁前
、
后端对接处垂直板的4个连接孔，与左连接板的4个连接孔和右连接板的4个连接孔均对应，所述的4个连接孔内均设有对接螺丝钉（
30
），多个对接螺丝钉和多个左
、
右连接板将多个直线电机定子夹紧连接，组成路面长定子；路面长定子的左端设有正极电源线（
31
），路面长定子的右端设有负极电源线（
32
），正
、
负极电源线均是裸体铜线，正极电源线焊接在多个电源正极接线桩的左下端；负极电源线焊接在多个电源负极接线桩的右下端
。4.
根据权利要求1所述的新能源汽车公路直线电机，其特征在于：在电动公路旁边设有多个高压电线杆，多个高压电线杆上端均设有绝缘子，多个绝缘子上端支撑高压输电线，多个高压电线杆上设有多个型号相同的变电器，多个变电器均与多段虚轨车道对应，多个变电器的输入端均连接高压输电线，变电器将高压输电线上的高压交流电变成中压直流电源，多个变电器的输出火线和输出地线，经过地下电缆分别连接与虚轨车道对应的路面长定子的电源正极接线桩和电源负极接线桩
。5.
根据权利要求1所述的新能源汽车公路直线电机，其特征在于：所述应用新能源汽车底盘下端设有智能升降器，智能升降器设有平行四边形的活动架，活动架的底边设有直线电机动子，直线电机动子设有多个独立控制两极短动子，多个独立控制两极短动子设有动子铁芯，动子铁芯是一种铸铁构件，动子铁芯设有长方形的直线铁芯（
33
）和多个
⊥
型铁芯，
多个
⊥
型铁芯的规格均相同，直线铁芯的左下端设有多个等分的左
⊥
型铁芯，直线铁芯的右下端设有多个等分的右
⊥
型铁芯，多个左
⊥
型铁芯和多个右
⊥
型铁芯左
、
右对应，对称于直线铁芯的中线，
⊥
型铁芯下端设有方铁导磁板（
34
），方铁导磁板的上端中部设有圆柱铁芯（
35
），圆柱铁芯的上端连接直线铁芯，直线铁芯和多个圆柱铁芯以及多个方铁导磁板一体化铸造成型，所述的动子铁芯为防锈的镀锌件；多个左圆柱铁芯的外圆和多个右圆柱铁芯的外圆均设有绝缘的线圈骨架（
36
），多个线圈骨架内均绕制相同匝数的动子线圈，多个左动子线圈（
37
）的绕制方向均一致；多个右动子线圈（
38
）的绕制方向均一致，多个左动子线圈的绕制方向与多个右动子线圈的绕制方向互为相反，多个串联连接的左动子线圈与多个串联连接的右动子线圈串联连接成为总体的动子线圈绕组，多个动子线圈与多个
⊥
型铁芯组成多个电磁线圈，左
、
右对应的电磁线圈组成独立控制两极短动子，多个独立控制两极短动子组成直线电机动子；当动子线圈绕组接通直流电压时，多个左
、
右对应的电磁线圈产生多个两极电磁场，直线电机动子的多个左方铁导磁板的磁通面产生多个
N
极垂直方向的电磁场；多个右方铁导磁板的磁通面产生多个
S
极垂直方向的电磁场；左方铁导磁板（
39
）与右方铁导磁板（
40
）之间设有间隔（
41
），左方铁导磁板与右方铁导磁板均为正方形，正方形的边长略大于左
、
右空心线圈的直径，多个独立控制两极短动子之间设有等分间隔（
42
），多个左方铁导磁板之间的等分间隔与多个右方铁导磁板之间的等分间隔均等于正方形的边长；当直线电机动子前端的独立控制两极短动子与路面长定子的某个独立控制两极短定子模块对应时，直线电机动子后面的多个独...
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