用于电动车辆的道路充电系统和使用方法与流程

本发明涉及电动车辆充电系统领域，尤其涉及车辆行驶时使用的充电系统领域。

背景技术：

1、电动车辆是传统汽油动力车辆的环保替代方案，产生更少的污染。虽然电动车辆越来越受欢迎，但广泛接受的一个障碍是对电动车辆充电的时间与为汽油动力车辆加燃料所需的时间相比之间的差异。

2、在本申请中，“汽油动力”旨在表示燃烧式发动机，其可利用汽油、柴油燃料或包括汽油和/或柴油燃料作为组分的燃料，例如乙醇和汽油混合燃料。

3、使用常规汽油或柴油燃料泵，汽油动力车辆平均可以在大约10分钟内再加燃料。根据规则，在美国最大燃料流速限制为每分钟10加仑(37.9升)。汽车和皮卡车具有容量为10加仑至30加仑的燃料箱，并且用于半卡车的燃料箱的尺寸为120加仑至150加仑，其中许多半卡车有两个燃料箱。

4、电动车辆通过从固定充电站到电动车辆上的端口或适配器的直接电线连接来充电。有三种不同类型的电动车辆充电器，称为1级、2级和直流快速充电(direct currentfast charging，简称dcfc)，每种充电器具有不同的充电速率。通过120伏ac出口的1级充电器可能需要40小时至50小时来从空电荷对电池电动车辆(battery electric vehicle，简称bev)充电，或需要5小时至6小时来为插电式混合电动车辆(plug-in hybrid electricvehicle，简称phev)充电。通过240伏电源的2级充电器可能需要4小时至10小时来为bev充电，或需要1小时至2小时来为phev充电。dcfc充电器主要仅与bev兼容，可在20分钟至一小时之间将bev充电到大约80％。由于dcfc充电的性质，当电池电荷超过80％时，充电速率降低，因此在dcfc充电器上对bev充电到约80％更为高效。

5、汽油动力车辆的加燃料时间和电动车辆的充电时间之间的这种差异被认为是采用电动车辆的一个重大障碍。与此相关的问题，即电动车辆的行驶范围和充电站的可用性，是采用电动车辆的另外障碍。

6、虽然一些phev通过使用燃油发动机提供电力系统的充电，从而延长phev在两次充电之间的续航里程，但此类系统并不消除对为油箱加燃料的需要。此外，使用电力系统，当前phev具有小于50英里的范围。bev每次充电具有100英里至300英里的范围。

7、上述数据由美国交通部提供。

8、电动车辆充电的便利性远不如汽油车辆充电的便利性。

9、当前就地充电站在任何给定时间向车辆提供可用的固定数量的充电器，并且这些充电站处的充电器的数量可以与汽油站处的泵的数量相当。然而，由于对电动车辆充电所需的时间长度与对汽油车辆加燃料所需的时间不同，因此每小时可充电的车辆的数量远少于可加燃料的车辆的数量。与汽油站的数量相比，固定充电站的数量较少，这加剧了电动车辆充电相较于汽油车辆加油的相对低效。

10、第三方研究已示出，如果phev的驱动范围可以增加，则phev使用可以显著减少内燃机动力的使用。对于长途旅行，驾驶员更喜欢减少由于停下来对电动车辆再充电而造成的总旅行花费时间。

11、电动车辆(electric-powered vehicles，简称ev)的旅行，尤其是长途旅行，目前受到以下几个因素的限制：就地充电站的可用性；与汽油动力车辆相比，“再充电”所需的闲置时间更长；以及ev的电池的容量。用充电站替换汽油输送站的广泛网络将需要大量投资，并且将需要多年的时间来建立。电池容量将不可避免地提高，但较大的“储罐”将必然需要更多的时间来再充电，使得即使广泛可用，充电站处的排长队也可能导致交通延误。除非充电速度急剧增加，否则这些就地“站”将无法及时满足用户需求。

12、对于诸如货运卡车的商用车辆，由于货运卡车对电力的需求较大，以及对用以尽可能高效地在目的地之间行驶的货运的需要，因此电力的采用缓慢。利用当前充电方法的长途货运卡车所需的电池的重量的估计值在卡车的承载能力的四分之一的范围内。因此，在货运卡车中实施电力还不是经济高效的。

13、移动时对电动车辆充电的发展包括使用感应充电。几个州正在测试在道路内包括感应充电以供电动车辆使用的实施方式。基于道路的感应充电系统涉及将线圈嵌入路面或道路表面内或下方，从而允许将能量传递到电动车辆底下的车辆安装接收器。

14、基于道路的感应充电系统中固有的磁场向公众提出了问题。例如，一些起搏器可能易受磁场的影响。当起搏器制造商考虑使用中环境磁场的屏蔽和水平时，起搏器制造商不太可能已经预期到基于道路的感应充电系统的实施方式。基于道路的感应充电系统中的磁场的水平可能会给起搏器用户带来重大风险，即使不需要，他们也可能无法选择避免此类系统。此外，将线圈嵌入预先存在的道路中以及此后的维护的成本可能不是成本效益合算的。

15、期望提供一种更高效的充电系统，以减少电动车辆需要停下来进行充电的时间量。

16、期望提供一种电动车辆充电系统，以允许此类车辆在行驶中充电。

技术实现思路

1、本发明是一种用于电动车辆的道路充电系统，其向道路上行驶中的车辆提供电能源。优选地通过无线充电系统提供电能，所述无线充电系统例如电动力无线充电或谐振电感耦合，其中能量传递在电动车辆与电源之间没有直接连接的情况下发生。

2、无线充电系统包括细长导体，所述细长导体沿着并且平行于道路的一段延伸。细长导体可以沿着道路的邻近于护栏或包括在护栏内的一侧与道路表面齐平，或者优选地略微升高到地面上方。电动车辆包括从电动车辆朝向细长导体延伸的导体或导电材料。

3、使用方法涉及以下步骤：(1)无线充电系统与电动车辆之间的通信，其中电动车辆向无线充电系统提供识别信息，(2)电动车辆和充电系统安排充电过程开始，(3)电动车辆接近充电系统，(4)充电系统确认并且激活充电过程，(5)充电系统向电动车辆提供功率，以及(5)终止充电过程。

技术特征：

1.一种电动车辆充电系统，包括：

2.根据权利要求1所述的充电系统，其中所述充电轨邻近于道路定位，并且沿着所述道路延伸。

3.根据权利要求2所述的充电系统，还包括：

4.根据权利要求2所述的充电系统，还包括：

5.根据权利要求1所述的充电系统，还包括：

6.根据权利要求1所述的充电系统，其中所述充电轨位于道路的表面上方，并且沿着所述道路延伸。

7.根据权利要求1所述的充电系统，还包括：

8.一种用于对电动车辆充电的方法，所述方法包括以下步骤：

9.根据权利要求8所述的方法，还包括以下步骤：

10.根据权利要求8所述的方法，还包括以下步骤：

11.根据权利要求8所述的方法，还包括以下步骤：

12.根据权利要求8所述的方法，还包括以下步骤：

技术总结一种车辆充电系统，其具有细长导体，所述细长导体在地面上方或地面上沿着道路的一段延伸。电动车辆包括从电动车辆朝向细长导体延伸的导体或导电材料，或无线连接到导体。充电系统的使用方法涉及以下步骤：(1)无线充电系统与电动车辆之间的通信，其中电动车辆向无线充电系统提供识别信息，(2)电动车辆和充电系统安排充电过程开始，(3)电动车辆接近充电系统，(4)充电系统确认并且激活充电过程，(5)充电系统在不直接接触的情况下向电动车辆提供电荷，以及(5)终止充电过程。技术研发人员：哈里·利维受保护的技术使用者：哈里·利维技术研发日：技术公布日：2024/10/17