CN104648179A - 一种基于直线电机技术的城市绿色交通体系 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于直线电机技术的城市绿色交通体系，属于后现代城市交通宏观规划领域，具体而言，涉及一种以直线电机技术为基本技术支撑的，并集合和借鉴众多成熟新技术、新材料的，包括在城市主干道和城际高速路面埋设抗压快安装易起换的由供电线路和初级线圈组成的镶嵌条块或采用一些特殊的高强度抗压材料在路面上浆化浇覆冷却以铺设道路供电线路及初级线圈、对现有汽车进行加挂直线供电感应次级金属框(或线圈)的改造以及鼓励生产和使用直线电机驱动汽车、城市交通道路供电感应自控***和***控制***，以及城市电动汽车充电服务***等共同组成的城市绿色交通体系。

Description

一种基于直线电机技术的城市绿色交通体系

技术领域

本发明涉及一种基于直线电机技术的城市绿色交通体系，属于城乡交通宏观规划领域。

背景技术

地球经过漫长的演化，通过植物的光合作用和动物、微生物对植物的利用，将大量的碳元素以煤炭、石油和天然气等生物质化石能源的形式沉积于地下，以及蓝藻的出现和大量繁殖带来大量的氧气，终于出现了适宜于人类和动植物生存繁殖的现有地球及大气环境。

随着煤炭、石油等资源的大量开采和日趋枯竭，环境恶化日趋严重，包括大量重新排碳、排污和“热污染”使地球大气趋暖，产生“温室效应”、“雾霾天气”还有汽车尾气对人体的直接危害等等以严重的环境问题为特征的“现代痼疾”，如使之继续持续蔓延，必危及地球和人类自己。亦即在“能源危机”和“环境危机”双重危机的严峻形势下，寻求在人口高度集中城市开发“低碳”、低排放的城市绿色交通体系，已成为人们共识的当务之急。

直线电机是一种将电能直接转换成直线运动机械能，其工作原理与旋转电动机相似，亦即当初级绕组通入交流电源时，便在气隙中产生行波磁场，次级在行波磁场切割下，将感应出电动势并产生电流，该电流与气隙中的磁场相作用就直接产生以电磁推力为形式的高效机械能，而不需要任何中间转换传动装置，被称为是“零传动”，亦即是最简单高效的驱传动。

直线电机技术，经过过去10多年的实践应用，取得了引人注目的增长发展和普及推广，技术日益真正成熟。近几年来，世界上一些发达国家开始将直线电机技术应用于铁路、轨道运行驱动***和数控机床驱动***，取得了巨大的成功。2007年建成的我国广州地铁四号线，采用在国际地铁界已有成熟经验的国外引进技术，中外合作制造，采用四节编组L型列车。该直线电机传动机车是利用直线电机和轨道中间安装的感应板之间的电磁效应产生的推力作为列车的牵引力或电制动力，此牵引力或电制动力与轮轨间的粘着无关，因此列车的爬坡能力远大于采用旋转电机的车辆，成功解决了四号线坡度较大的客观困难。同时，随着自动控制技术与微计算机技术的发展，直线电机的控制方法也越来越多，越来越成熟、全面和超前。

那么，本发明涉及的这种以直线电机技术为基本技术支撑的，以及集合和借鉴了众多的一系列现代已成熟新技术、新材料的“无碳”绿色的城市“直线电动系列汽车”和城市及城际间的“道路供电***”，将会是一种怎样的全新的城市绿色安全交通体系呢？

这种绿色安全交通体系，又会是一种在什么样的条件背景下才能实施，实施起来又会有哪些好处呢？

发明内容

本发明的目的，即在于提供一种基于直线电机技术的城市绿色交通体系，以解决上述的问题。亦即提供一种在当前像我国这样一些发展中国家亦即汽车工业和汽车交通正处于全球性的工业化、后现代世界技术革命大背景下的交通现状(亦即正处于无污染电动汽车紧步着整个汽车工业前期发展的特殊历史阶段)，以求不蹈旧辙、后来居上地、跨越式地来解决上述问题，提出城乡绿色安全宏观交通体系的基本规划设计和技术方案。亦即在于提供一种在当前像我国这样一些发展中国家亦即汽车工业和汽车交通正处于全球性的工业化、后现代的世界技术革命大背景下的交通现状(亦即正处于无污染电动汽车紧步着整个汽车工业初起的特殊历史阶段)，以求不蹈旧辙、后来居上、跨越式地来解决上述问题，提出城乡绿色安全宏观交通体系的基本规划设计和技术方案。

在本发明的实施例中，提供了一种以直线电机技术为基本技术支撑的，以及集合和借鉴一系列众多已成熟新技术、新材料的，包括主要由预埋电线的道路公用供电***、底盘带磁感应次级金属框(或线圈)的电动汽车、城市交通道路供电感应自控***和***控制***，以及城市电动汽车充电服务***等共同组成的一个城乡绿色交通体系；

所述预埋电线的道路公用供电***，系指提供一种安装压制进了三相感应线圈的标准化、工厂化生产的易安装、易起换抗压道路供电镶嵌条块；

或采用一些特殊的高强度抗压材料在路面上浆化浇覆冷却以铺设道路电线及初级线圈；

同时在道路沿线两侧设置供通电感应自控体系，当道路上有来车时即时开通供电，无车时即时断电不再供电，并根据车流量大小控制供电量的大小；

所述底盘带磁感应次级金属框(或线圈)的电动汽车，系指提供一种对现有燃油汽车、蓄电池汽车的加挂直线供电磁感应次级金属框(或线圈)的改造方案，以及对一种新型无燃油发动机、仅有道路行驶自充电直线电机驱动汽车(即底盘带磁感应次级线圈者)和使用公用充电站充电蓄电池的直线电机驱动汽车(即底盘带磁感应次级金属框者)等新型道路供电直线电机驱动汽车的社会应用和推广体系；

所述城市交通道路供电感应自控***和***控制***，系指提供一种在城市道路沿线两侧设置的道路供通电感应自控装置体系外，还可设置对在城市直线电机驱动主干道(快速道)和城际高速道上行驶的车辆进行***控制的指示***和监控指挥网络；

所述城市电动汽车充电服务***，系指提供一种用于解决汽车特别是私家汽车在无直线供电道路(如小街小巷、小区内部以及乡村等)行驶时的动力能源供应体系。

其核心部分是铺埋在城市主干快车道和城际高速道上的专用道路供电线路及初级线圈驱动***，对现有汽车进行加挂直线供电感应线金属框(或线圈)的改造，以及鼓励生产和使用直线电机驱动汽车。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的具体实施方式和技术方案，下面将对具体实施方式和技术方案的描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见，下面描述中的附图只是本发明的一种或部分实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本发明一种基于直线电机技术的城市绿色交通体系中的道路供电镶嵌条块的结构和电线线路接线示意图；

图2为本发明一种基于直线电机技术的城市绿色交通体系中的直线电机驱动汽车行驶在道路供电镶嵌条块上的状态示意图。

图1、图2中，1：道路供电镶嵌条块；2：A相初级线圈；3：B相初级线圈；4：C相初级线圈；5：A相输入导线；6：B相输入导线；7：C相输入导线；8：0线；9：直线电机驱动汽车；10：汽车底盘及车轮；11：磁感应次级金属框(或线圈)；12：通电感应器；13：断电感应器。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案和规划方法方案进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“镶嵌”、“连接”以及“新材料”、“新技术”应做广义理解。例如设置，可以是上下设置，也可以是左右设置；又如镶嵌，可以是在道路开挖部的直接镶嵌，也可以是带安装嵌入基座和重新起换框架的镶嵌等；而“抗压新材料”、“感应自动控制新技术”以及微机、云技术***应用等，均指已经成熟、公知的“新材料”、“新技术”，不做具体限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如附图所示，本发明提供了一种基于直线电机技术的城市绿色交通体系，包括道路供电镶嵌条块1、A相初级线圈2、A相初级线圈3、、C相初级线圈4、A相输入导线5、B相输入导线6、C相输入导线7、0线8、直线电机驱动汽车9、汽车底盘及车轮10、磁感应次级金属框(或线圈)11、通电感应器12、断电感应器13；

预埋电线的道路供电公用***，其关键核心部件为三相四线输入的道路供电镶嵌条块1，其三相输入的接线方法为：分别以A相输入导线5连接A相初级线圈2，以B相输入导线6连接B相初级线圈3，以C相输入导线7连接C相初级线圈4，再以0线8分别连接各初级线圈中的0线即可，同时在每一段道路供电镶嵌条块1的两端分别设置通电感应器12和断电感应器13；

道路供电镶嵌条块1设置在城市交通主干道的原快车道和城际高速公路全车道上，以工厂化、标准化预制内压直线漆包线组的可以抗压快装易起的道路供电镶嵌条块1，各个道路供电镶嵌条块1之间以***式接头联通和延长供电导线，并以专用快速挖埋设施对现有道路进行尽量小面积、少影响交通的分段分批的开挖、埋设等改造施工，并以规格尺寸高度严密标准化及其专用电动装卸设施进行快速装卸以实现高速快装易起；

或采用一些特殊的高强度抗压材料在路面上浆化浇覆冷却以铺设道路公道电线路及初级线圈驱动***；

同时在道路沿线两侧设置供通电感应自控装置体系，当道路上有来车时即时开通供电，无车时即时断电不再供电，并根据车流量大小多控制供电量的大小；

底盘带磁感应金属框(或线圈)11的直线电动机驱动电动汽车9，亦即对现有燃油汽车和蓄电池电动汽车进行适当改造，在其底盘上加挂道路供电直线磁感应次级金属框(或线圈)11；同时大力鼓励制造和使用新式的造价低廉的道路供电的底盘带磁感应金属框(或线圈)的直线电动机驱动电动汽车9，车辆底盘上的道路供电磁感应次级金属框(或线圈)11均设计为可以升降，亦即在城市里行驶时下降以增强磁感应效果，在郊外越野行驶时上升，亦即可根据需要调节其高度位置；

城市交通道路供电感应自控***和***控制***，包括前述的在道路沿线两侧设置的道路供通电感应自控装置体系外，还可设置对在城市直线电机驱动主干道(快速道)和城际高速道上行驶的车辆进行***控制的指示***和监控指挥网络；

城市电动汽车充电服务***，可根据城市人口和车辆的分布密度作合理分散设置，主要用于解决汽车特别是私家汽车在无直线供电道路(如小街小巷、小区内部及乡村等)行驶时的动力能源供应问题。

本发明一种基于直线电机技术的城市绿色安全交通体系，其优点是显而易见的。首先是它对于目前正在大力发展的高架轨道、地铁、磁悬浮、公交汽车等交通来说都是并不矛盾的，对现有已经基本形成规模的公路交通网络和交通形式、现状的改变，也没有矛盾，一旦完成，即可为全社会所公用，投资总规模和投资回报率都是很高的，特别是解决了公共交通与私家车交通的兼容问题。再是如此改造原有的燃油机车，使已具一定存量规模的原有机车得到有效的利用，节省了资源，同时不再生产燃油机车，大量生产无发动机的直线电机驱动汽车，节省了昂贵的发动机制造成本(往往占到汽车总成本的大部分)，汽车一下子变得简单和低廉起来，更有利于这种新型、低成本、无排碳汽车的推广和普及。三是通过道路供电控制，有利于宏观道路交通管理和控制，完全有可能使城市道路交通秩序变得井然有序。第四点也是最重要的一点，或许这正是从根本上提供了一种解决后起发展中工业化国家、地区和城市的环境保护、城市生态乃至地球生态的保护、改善和向好发展的可能。起码它可以在诸如重庆这样一些轨道交通十分发达、地面交通相对还较少的城市或一些目前道路建设及人口和汽车拥有量还不多的新建城市和城市新区中施行试验以取得经验。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.本发明涉及一种基于直线电机技术的城市绿色交通体系，属于后现代城乡交通宏观规划领域，具体而言，涉及一种以直线电机技术为基本技术支撑的，包括主要由预埋电线的道路公用供电***、底盘带磁感应金属框(或线圈)的电动汽车(挂线圈者还可在行驶时充电)、城市交通道路供电感应自控***和***控制***，以及城市电动汽车充电服务***等共同组成的城乡绿色安全交通体系。

2.根据权利要求1所述的一种基于直线电机技术的城市绿色交通体系，其特征在于，所述的预埋电线的道路公用供电***，包括设置在城市交通主干道原快车道和城际高速路上的，以工厂化、标准化预制内压直线漆包线组的抗压快安装易起换道路供电镶嵌条块；镶嵌条块间以***式接头联通延长供电导线；并以专用快速挖埋设施对现有道路进行尽量小面积、不严重影响交通的分段分批的开挖、埋设改造施工；

或采用一些特殊的高强度抗压材料在路面上浆化浇覆冷却以铺设道路电线及初级线圈；

同时在道路沿线两侧设置供通电感应自控体系，当道路上有来车时即时开通供电，无车时即时断电不再供电，并根据车流量大小控制供电量的大小。

3.根据权利要求1所述的一种基于直线电机技术的城市绿色交通体系，其特征在于，所述的底盘带磁感应次级金属框(或线圈)的电动汽车，亦即对现有燃油汽车和蓄电池电动汽车进行适当的改造，在其底盘上加挂直线供电磁感应次级金属框(或线圈)；

同时大力鼓励制造和使用新式简单价格低廉的道路供电直线驱动汽车；

车辆底盘上的磁感应次级金属框(或线圈)均设计为可以升降，亦即在城市道路供电区内下降行驶，在郊外无道路供电区内越野行驶时上升，亦即可根据需要调节此感应次级金属框(或线圈)高度位置。

4.根据权利要求1所述的一种基于直线电机技术的城市绿色交通体系，其特征在于，所述的城市交通道路供电感应自控***和交通***控制***，包括前述的在道路沿线两侧设置的供通电感应自控装置体系外，还可设置对在直线电机驱动主干道(快速道)以及城际高速道上行驶的车辆进行严禁超越行驶(如红灯亮市断开供电)的行驶指示***和监控指挥网络。

5.根据权利要求1所述的一种基于直线电机技术的城市绿色交通体系，其特征在于，所述的城市电动汽车充电服务***，可根据城市人口和车辆的分布密度作合理分散设置，主要用于解决汽车特别是私家车在无直线供电道路(如小街小巷、小区内部等)行驶时的动力能源供应问题。