【技术实现步骤摘要】
本公开涉及电气化公路供电，尤其涉及一种电气化公路地面供电模块和集电模块。
技术介绍
1、受电池技术限制，新能源汽车有旅程焦虑和补能焦虑，特别是长途重卡由于能耗高，对旅程和时间敏感，电动重卡目前仅在有限局域内得到使用，跨区域长途重卡任然是燃油车，如何解决新能源车主的旅程焦虑和补能焦虑是当下相关行业正在攻克的问题。
2、现有解决方案之一是使用无线充电，由于无线充电传输功率小，效率低，技术不成熟，另一解决方案是采用类似高铁的架空接触网，由于公路没有轨道，汽车不能像列车一样固定行驶，导致公路架空接触网的受电弓模块复杂，受限于架空接触网的高度限制只有大车能使用，小车由于高度不够而不便使用，且架空接触网占用车道上层空间，有视觉污染，建造成本高难以得到普及。
3、地面供电系统由于通用性好，大车小车都能用，建造费用低，维护简便、安全性好而被重点研究。中国专利（公开号cn103010032a）一种分段供电的安全三轨，其采用磁性元件吸合的方式带动触点接通和断开，实现分段供电目的，但由于模块复杂，触点容易被电弧烧损，还配有2条负极滑触轨，不仅增加建设成本，同时增加维保工作量。中国专利（公开号cn114872590a）伴随式封闭分段供电模块，其利用支撑框架作为电源负极回流，节省负极回流导轨，通过集电靴挤压过渡接触轨与电源导轨接触导通电流，如果集电靴速度过快造成过渡接触轨与电源导轨撞击，槽内的柔性密封件频繁晃动，一旦损坏，维修难度大；因此，现有技术还需深度改进。
技术实现思路
1、为
2、所述接触块与所述极性转换器配对使用，一个极性转换器控制一个接触块的导通。所述接触块与所述隔离块依次安装在所述u形架上，所述隔离块有绝缘性能，所述隔离块把相邻接触块分隔开使得相邻接触块之间不导通，所述接触块除与集电靴接触的面外其余面均涂覆有绝缘介质、使得所述接触块与所述u形架连接而不导通。
3、所述极性转换器设置于所述矩形槽内，便于安装和维护。所述极性转换器的选择触点通过导线与所述接触块连接并导通，所述极性转换器的所述选择触点与所述火线、零线的接通方式只能是二选一，不能同时接通。
4、当所述选择触点与所述零线接通时所述接触块可视为电源负极，当所述选择触点与所述火线接通时所述接触块可视为电源正极，通过所述极性转换器的控制使得所述接触块可以在电源正极和负极之间切换，实现单轨双用的功能，从而降低建造成本和维保工作量。所述接触块、隔离块的连接面是斜面，当车轮压过接触面时所述接触块分解压到所述隔离块的压力，从而减小所述隔离块承受的车轮压力。
5、横向自适应调节模块，所述横向自适应调节模块设置在电气车辆的底部，包括横移导轨、横移驱动机构、横移支架；当电气车辆横向偏离供电模块时横移驱动机构及时调整集电靴的位置、使得集电靴与地面供电模块始终保持接触并导通，所述横移导轨轴向与所述供电模块长度方向垂直，所述横移驱动机构用于控制集电模块在所述横移导轨上运动。
6、集电模块，所述集电模块包括连杆架、支撑连杆、回流环、驱动连杆、集电靴连杆、集电靴、连杆驱动器、连杆驱动销和位移弹簧，所述连杆架与所述横向自适应调节模块适配，并在所述横移导轨轴向有位移自由度，所述连杆架、支撑连杆与回流环通过销轴铰接组成四连杆平行机构。
7、所述驱动连杆控制所述回流环折叠和展开，实现控制所述集电靴与所述供电模块的接通和断开，所述集电靴通过销轴与所述集电靴连杆连接，所述集电靴连杆通过销轴与所述回流环铰接，所述回流环接地，所述回流环与所述供电模块不直接接触，所述驱动连杆一头通过销轴与回流环铰接，另一头与所述连杆驱动销铰接。所述连杆驱动器设有圆形槽，所述连杆驱动销横向穿过所述圆形槽，并在槽内轴向有位移自由度，所述位移弹簧一端与所述圆形槽的端面连接，另一端与所述连杆驱动销连接。所述位移弹簧用于补偿车辆跌波时导致所述集电靴与供电模块之间的距离差，从而保证系统供电稳定性。
8、常态下所述连杆驱动器控制所述连杆驱动销驱动所述四连杆平行机构折叠并收纳于电气车辆车底部，当需要充电时连杆驱动器控制所述连杆驱动销运动使得控制回流环展开，实现控制集电靴与供电模块接触并导通，为了预防车辆跌波时的高度位移差，当集电靴与供电模块接触并导通后连杆驱动器继续压缩所述位移弹簧，使得所述集电靴与所述供电模块有一定的接触压力，所述位移弹簧被压缩留出的位移距离用于补偿车辆跌波时造成的位移差，使得所述集电靴与所述供电模块始终保持接触并导通，保证系统稳定供电。
9、所述集电靴包括火线集电靴和零线集电靴，所述火线集电靴与接通火线的所述接触块接触并导通，所述零线集电靴与接通零线的所述接触块接触并导通。所述回流环是一个环形导电体，所述回流环接地，所述回流环与所述供电模块不接触，所述回流环环形包围所述接通火线的接触块。当接通火线的接触块被水淹没时与所述u形架一道回流水中的杂散电流，避免触电风险。所述火线集电靴、零线集电靴与供电模块至少有2个接触面、且接触面与接触面之间的间距大于相邻2个接触块之间的间距，保证集电靴通过所述隔离块时不断电。
10、通过采用上述技术方案，本专利技术相比现有技术具有如下优点：供电模块镶嵌于行车道上，大车小车都能适用，通用性好。隔离块把接触块分隔开使得所述供电模块变为分段供电；通过极性转换器选择触点的接通控制，一条接触轨即可实现火线与零线共轨使用；节省建设成本和降低维保成本。所述集电模块设置的回流环用于回流供电模块被雨水淹没时产生的杂散电流，提高系统安全性；上述技术的应用使得本专利技术通用性好、不仅保证供电安全、同时降低建设成本，为实现新能源车边走边充电，解决新能源车旅程焦虑和补能焦虑提供一种新的技术解决方案。
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1.一种电气化公路地面供电模块和集电模块，其特征在于，包括地面供电模块，所述地面供电模块设置在行车道路面上，且包括U形架、接触块、隔离块、极性转换器、火线和零线；横向自适应调节模块，所述横向自适应调节模块设置在电气车辆的底部，包括横移导轨、横移驱动机构、横移支架；集电模块，所述集电模块设置于所述横向自适应调节模块上，包括连杆架、支撑连杆、回流环、驱动连杆、集电靴连杆、集电靴、连杆驱动器、连杆驱动销和位移弹簧。
2.根据权利要求1所述的电气化公路地面供电模块和集电模块，其特征在于，所述U形架的横截面呈U形，镶嵌于车道路面上，所述U形架、接触块组成一个横截面为矩形的导轨，所述火线、零线设置于所述矩形槽内，所述火线、零线均与所述极性转换器连接并导通，所述极性转换器与所述火线、零线是并联关系，所述火线、零线均包覆有绝缘层对外绝缘。
3.根据权利要求1-2所述的电气化公路地面供电模块和集电模块，其特征在于，所述隔离块有绝缘性能，所述U形架接地，所述接触块能导电，所述隔离块把相邻接触块分隔开使得相邻接触块之间不导通，从而实现所述供电模块分段供电。
4.根据
5.根据权利要求1-4所述的电气化公路地面供电模块和集电模块，其特征在于，所述接触块除与所述集电靴接触的面外、其余面均涂覆有绝缘介质，所述接触块与所述U形架连接并电气绝缘，所述接触块与所述隔离块之间的滑触面平滑过渡，所述滑触面高出所述U形架平面，所述接触块、隔离块的连接面与供电轨道轴线有夹角α，夹角α在0°至90°之间。
6.根据权利要求1-5所述的电气化公路地面供电模块和集电模块，其特征在于，所述横向自适应调节模块设置在电气车辆底部，所述连杆架在所述横移导轨轴向上有位移自由度，所述横移驱动机构控制所述连杆架在所述横移导轨轴向上运动，所述横移导轨轴向垂直于所述地面供电模块长度方向，所述横移驱动机构可以是丝杠驱动机构、齿轮齿条机构、带传动机构或直线电机机构，当电气车辆偏离地面供电模块时所述横移驱动机构及时控制所述集电模块的位置使得所述集电鞋与供电模块始终保持接触并导通。
7.根据权利要求1-6所述的电气化公路地面供电模块和集电模块，其特征在于，所述集电模块包括连杆架，所述连杆架设置于所述横向自适应调节模块上且与所述横移导轨匹配，所述横移驱动机构控制所述连杆架在所述横移导轨上运动，所述连杆架、支撑连杆、回流环组成一个四连杆平行机构，所述回流环是一个环形导电体，所述回流环接地，所述回流环与所述连杆架平行，通过所述驱动连杆控制所述回流环收起或放下实现控制所述集电靴与供电模块接通或断开，所述集电靴与所述集电靴连杆通过销子铰接，所述集电靴连杆与所述回流环通过销子铰接，所述集电靴包括火线集电靴和零线集电靴，所述连杆驱动器在运动方向上有圆形槽，所述圆形槽内设置有连杆驱动销，所述连杆驱动销横向穿过所述圆形槽，所述连杆驱动销在所述圆形槽内轴向有位移自由度，所述位移弹簧设置在所述圆形槽内，所述位移弹簧一端与所述连杆驱动销连接、另一端与所述圆形槽端面连接，所述驱动连杆一端与所述连杆驱动销铰接、另一端通过销子与所述回流环铰接，所述位移弹簧用于补偿电气车辆上下跌波造成的高度差引起的接触不良，所述连杆驱动器控制所述回流环展开与折叠。
8.根据权利要求1-7所述的电气化公路地面供电模块和集电模块，其特征在于，所述火线集电靴与接通火线的接触块接通，所述零线集电靴与接通零线的接触块接通，所述回流环用于回流杂散电流，所述回流环环形包围所述接通火线的接触块，所述火线集电靴与所述零线集电靴的距离至少大于一段所述接触块长度的距离，所述火线集电靴、零线集电靴与所述接触块是滚动接触、也可以是滑动接触。
9.根据权利要求1-8所述的电气化公路地面供电模块和集电模块，其特征在于，所述极性转换器的所述选择触点与所述火线、零线接通方式只能是二选一，不能同时接通，所述极性转换器的所述选择触点可以是动触头，也可以是晶闸管一类通断控制器的连接点，所述极性转换器设置在所述U形架槽内，也可以设置在隔离块内。
10.根据权利要求1-9所述的电气化公路地面供电模块和集电模块，其特征在于，所述...
【技术特征摘要】
1.一种电气化公路地面供电模块和集电模块，其特征在于，包括地面供电模块，所述地面供电模块设置在行车道路面上，且包括u形架、接触块、隔离块、极性转换器、火线和零线；横向自适应调节模块，所述横向自适应调节模块设置在电气车辆的底部，包括横移导轨、横移驱动机构、横移支架；集电模块，所述集电模块设置于所述横向自适应调节模块上，包括连杆架、支撑连杆、回流环、驱动连杆、集电靴连杆、集电靴、连杆驱动器、连杆驱动销和位移弹簧。
2.根据权利要求1所述的电气化公路地面供电模块和集电模块，其特征在于，所述u形架的横截面呈u形，镶嵌于车道路面上，所述u形架、接触块组成一个横截面为矩形的导轨，所述火线、零线设置于所述矩形槽内，所述火线、零线均与所述极性转换器连接并导通，所述极性转换器与所述火线、零线是并联关系，所述火线、零线均包覆有绝缘层对外绝缘。
3.根据权利要求1-2所述的电气化公路地面供电模块和集电模块，其特征在于，所述隔离块有绝缘性能，所述u形架接地，所述接触块能导电，所述隔离块把相邻接触块分隔开使得相邻接触块之间不导通，从而实现所述供电模块分段供电。
4.根据权利要求1-3所述的电气化公路地面供电模块和集电模块，其特征在于，所述极性转换器的选择触点通过导线与所述接触块连接并导通，所述选择触点与火线触点、零线触点是受控选择接通，所述极性转换器与所述接触块配对使用，一个所述极性转换器控制一个所述接触块的导通，常态下所述极性转换器的选择触点与所述零线接通；当所述极性转换器收到指令后所述选择触点与所述零线断开，继而与所述火线接通；当指令消失后，所述极性转换器的所述选择触点与所述火线断开，继而与所述零线接通恢复常态接触。
5.根据权利要求1-4所述的电气化公路地面供电模块和集电模块，其特征在于，所述接触块除与所述集电靴接触的面外、其余面均涂覆有绝缘介质，所述接触块与所述u形架连接并电气绝缘，所述接触块与所述隔离块之间的滑触面平滑过渡，所述滑触面高出所述u形架平面，所述接触块、隔离块的连接面与供电轨道轴线有夹角α，夹角α在0°至90°之间。
6.根据权利要求1-5所述的电气化公路地面供电模块和集电模块，其特征在于，所述横向自适应调节模块设置在电气车辆底部，所述连杆架在所述横移导轨轴向上有位移自由度，所述横移驱动机构控制所述连杆架在所述横移导轨轴向上运动，所述横移...
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