北京现代昂希诺电动的储电方式是什么?,

电动汽车第五条路——大系统整合的技术路线

非桩,非换,非混,非氢,普适

前言

本文背景技术来自公开的信息,有侵权请联系本人改正;受限于知识和能力,文中定有错误;欢迎转发、意见、讨论和修改。

当前的电动汽车技术采用简单的能源来源的替换;获得部分优点的同时,带来多项问题。

本发明,使用现有成熟技术组合,是全局最优技术方案的探索。对当前电动汽车技术的共性问题,并提出了整体的,大系统整合的解决方案。尤其是对长途重载货车提供了电动化可执行的技术方案。

氢燃料电池目前技术状态不确定、有多处技术瓶颈,日本发展了数十年的技术,在自身能源问题需高度依赖外部输入的前提下,为啥没有大规模替换为自身有技术优势的氢燃料电池?

汽车的市场没有换来技术,芯片的市场也没换来技术,那为啥对氢燃料电池那么有信心,一定能自力更生,绝不受制于人?

能把东西设计出来是一回事,能大批量使用没有问题又是另一回事,这中间的差距有十万八千里;技术无所谓先进落后,只看是否适用,正如数千年前车轮是圆的至今未变一样。做生意最大的失败就是“不挣钱”“多花钱”!

我们把问题简化,汽车的存在是解决一定距离区间的点对点移动的问题,电动汽车则是进一步解决能源来源和排放污染的问题;采用简单可靠安全的技术方案才是正办;达到同样目的,采取复杂的方法就是退步和走弯路。

再次欢迎讨论、驳斥,提供和补充各种信息、数据。

背景技术

公知的电动汽车按能量补给方式大致可分为:充电设备充电(桩充、车充,当前电动车辆的主流能量补充模式,大多数电动汽车采用)、电池更换(换电池是小众模式,国内以部分公交车、蔚来公司为代表以及北汽部分车型应用,以及最早期的电巴。)、混合动力、接触线路供电(以无轨电车为代表,有报道西门子公司试验了接触线路供电的货车,推测应该是双源无轨电货车)、燃料电池供电、空气电池(如锌空气电池、铝空气电池等,处于实验室阶段)等。

当前电动汽车技术痛点难点问题

充电困难:

当前主流解决方案是大规模建设充电桩,并部分采用混合动力、接触网供电和换电方案。

有桩必须有位,大规模建设充电桩则需要电网支持和场地支持。目前在大城市中停车位已然困难,超出停车位大量布置充电桩更有较大困难。尤其是在公用充电桩充电过程中的车辆占位、软硬件故障等问题还存在。充上电的车辆通常不会有司机坐等,也就是说,该车辆很可能停上很久;降低了充电桩的使用效率。

换电方案比建设充电桩还困难(cao dan),换电的电池系统还额外的增加了活动的大电流插接件和机械连接装置以及更加强壮的结构件,增加了系统的安全风险、车辆自重、造价和使用成本。至于对换电模式的电池租赁可以降低车辆购买价格,也很难认可,整套换电——运行(站——车)系统额外的增加了工作人员,场地,设备,轮换电池等资产,大幅度增加了成本;商家不会倒贴,只是把用车成本分摊到更长的时间,玩朝三暮四的游戏,更不用说多型号车辆电池更换等技术问题了。

混合动力、增程式和插电式,解决问题不彻底,有燃料消耗,符合当前的实际应用场景。

在使用线网供电的有轨、无轨电车应用中,目前只能在局限的路径和区域内行驶;且专用程度高,开放性不佳。集电器体积庞大、重量较重;难以应用到乘用车上来。

燃料电池供电尚未大规模应用,且当前单位成本高于蓄电池储电方案,能量应用途径长,批量应用前景不明,尚不成熟;且有氢气泄漏的严重安全隐患。国内技术落后于国外,即便推广开也是为他人做嫁衣,市场换不来技术已是公论。

少量的示范性的车型采用了固定线路、站台短时大电流充电的方式运行的公交车型(使用超级电容储电)。

无线充电,本质上和桩充没区别;在具有无线充电的公路上应用,如何应对巨量的基础建设投资、复杂交通状况、重载车辆碾压、气候变化、设备可靠性等还需好好考量。济南高速公路试验性质的光伏公路已经拆了很久了;路过的时候很颠簸。

充电困难问题限制了电动汽车的市场化。

充电速度慢:

由于市场常见的电动汽车电池受各种工况影响,完全充电时间长。

快充对当前常用的(规模使用)三元、磷酸铁锂、锰酸锂电池寿命具有较大影响,生产商不建议经常使用;而且,即便是不完全快充,也需要较长时间。

为解决充电慢的问题,有车型采用了换电方案,该方案只能够针对性的服务于指定车型(如出租车、公交、环卫车等)、运转路线和区域基本固定、需要备份较大数量的电池、需要较大场地、需要配置工作服务人员、对车辆的空间有要求。且存在多次更换后电池箱变形、电连接效能降低、机械连接效能降低的问题,带来大量的检修和安全隐患,总体运行成本高昂。

特斯拉建设了大电流充电的超级充电站,2019.4.22上海的特斯拉Model S自燃,分析认为和超充有关;快速充电对电池安全是不利的。

电池老化和性能衰减问题:

当前电动汽车使用的电池多为采用多元锂、锰酸锂、磷酸铁锂材料,所组成的电池组通常具有500-2000次的循环次数;且其性能不可逆的逐渐衰减。家庭用车通常3-5年电池容量就会降至额定值的80%,从而需要换新。一组电池的寿命不能满足正常情况下车辆全寿命的行驶需求。这个问题在营运车辆上尤为突出,由于营运车辆使用强度高,年运行里程长(长途货运高强度使用每年几十万公里,出租车中等强度使用几万~十几万公里),必然以大电流快充为主,造成短时间内车辆续驶里程即衰减到需要更换的程度。

以满电续驶里程300公里、充电时长按1.5小时、年运行里程15万公里计,需要至少500次充电,共需要31.25天,而连续的500次快充会无故障?其次,重载货车平均公里耗电量估计3度往上,想象不出900度电的电池包装在车上,即使1吨重电池可储存100度电,也要9吨重的电池!还能装货物和开动?(无具体数据,有数据的请告知)

公开资料显示氢燃料电池寿命10000~15000小时(按习惯,有吹牛的成分或者是实验室数据),按15000小时算,重度使用的重载货车每天运行12小时,折合3.5年。也不知寿命后期性能会不会衰减,也希望公开的数据没有水分。

固态电池技术的进展公开报道的不多。

在长途重载货运车辆上,当前还没有市场化、可执行的电动化具体方案。

成本高昂,售价高:

由于电池成本高昂,导致电动汽车售价较高。当前技术条件下,为适应长续航时间的要求,车辆设计有增加配套电池电量的意愿和冲动,降低电动汽车的造价困难。

即便将来电池价格降下来,也会由于高装载量造成体积大、自重大造成整体性能偏低。

虽然有企业领导提出了,短续航电动汽车更加适合城市通勤的应用场景;但作为消费者,通常还是会倾向于购买更长续航里程的产品。

电池装得多是主要原因之一。

安全问题:

磷酸铁锂电池的热失控温度高于钛酸锂、锰酸锂、三元锂和钴酸锂电池。

由于装载了较多的电池,在车辆设计和制造过程中造成了电池安装空间狭小、异形等问题,设计、制造困难;难以达到理想的电池工况(以温度场一致性为代表,锂电池性能对温度变化敏感),和达成理想工况的代价高。绝大多数乘用车的电池空间都是复杂的形状。今年较多的电动汽车自燃事故,与此有关!

大型电池组由于能量集中存储,热失控发生时更容易蔓延,带来较大的安全隐患。安全问题还包含了车辆行驶安全,道路行驶不可避免的会有交通事故;使用过一段时间老化后的电池组经过穿刺、挤压、机械冲击等意外事故,出现热失控几率增加,发生电池火灾;这均有公开报道,且有人员伤亡。

由于安装空间狭小和复杂形状的问题,难以实施良好的防火、隔热、防穿刺等安全防护。

特斯拉的电池包空间较其他车型的形状简单,大致上是一个大平板,没有复杂的凸起凹陷;其内部布置的依然非常紧凑,缺少缓冲空间。

近期部分公开报道的自燃事故:

3月26日凌晨,广州市天河区汇景新城小区地下车库,一辆特斯拉Model S发生自燃。

4月21日20:15,上海徐汇区地下车库特斯拉老款Model S突发爆燃,车上有人的话,绝无幸免。网络视频没有看到车库的消防系统起动。

4月22午后,西安的蔚来ES8,在维修中起火;蔚来公布故障原因是电池箱被碰撞挤压电池所致;电池箱不是过了国标强检了么?可见,能够过检,不代表不出事故。

4月22号凌晨,中山的九龙电动汽车充电中爆炸起火;

4月23日,杭州荣威Ei6自燃;

4月24日,武汉比亚迪E5燃烧;看到的车辆底板没坏电池必然无恙?

5月3日,旧金山特斯拉自燃;

5月4日,杭州九堡大桥多辆纯电动汽车起火烧毁,8辆报废;品牌暂时未知。

5月12日,香港特斯拉自燃;

5月16日,第2宗蔚来ES8燃烧事故发生在上海某小区地下停车场。经过消防队员全力抢救,于2.5小时候扑灭火情。

5月17日下午,在河北定州,一辆红色吉利星越突然着火,提车仅一小时。

5月24日凌晨,成都市双流区江安一停车场内,一辆东风电动卡车冒烟起火。

6月2日,据electrek报道,一辆特斯拉Model S在比利时安特卫普省的特斯拉超级充电站充电时着火并完全烧毁。

6月10日,安徽六安市舒城县306路皖N03319纯电动公交车在行驶时发生自燃。

6月14日,一台蔚来ES8电动汽车在疑似武汉市汉西建材大世界门头处发生燃烧事故。

以及,深圳的北汽威旺407EV 停驶事件。

6月15日,在重庆两江新区汽博中心内,一新能源轿车充电时爆炸自燃,品牌未知。

6月18日,成都某物流园,某电动面包车自燃。

6月19日,12时,重庆两江新区汽博中心名车广场某品牌新能源汽车充电时冒烟。

6月27日,蔚来ES8在河北石家庄某小区地下车库冒烟。

6月29日2时,长沙理工大学云塘校区西门车管所停车场电动车起火,据称受损车辆达350辆?看图片现场有汽车。

7月5日下午,武汉洪山区吉利电动汽车充电自燃。

7月7日凌晨5点,长沙县深业睿城小区地下停车场,一辆吉利自燃;购买8个月。

同日,有荣威路上自燃的视频出现。

7月14号下午6点多,西安太华南路一个充电场站内发生火情,一辆电动车在充电时突然着火并引燃停在旁边的车辆。

7月18日,北京丰台南四环总部基地六区北京银行旁边,一辆长安新能源汽车着火。

美国时间7月26日,一辆现代电动SUV Kona (国内称作昂希诺纯电动SUV)在加拿大蒙特利尔发生了爆炸。

7月25日,西安市一辆新能源汽车(大通或江铃?)在南二环太白立交东南角向东方向行驶时,突然发生了自燃。

7月30日晚,一辆特斯拉Model S在德国小城拉廷根(Ratingen)突然燃烧。

7月30日凌晨1点40,在江苏南京市江宁区杨家圩路旁边的一处电动汽车充电站,一辆正在充电的汽车突然失火;火苗引燃了旁边的其他车辆,多辆小汽车被烧毁。

8月1日上午9点30分左右,西安太华路38中学门前,一辆货运电动面包车起火。与7.25事故车外形相像。

最新的,2019双12,我的家乡山东邹城,BYD K7纯电动公交车尾部右后冒着烟(青色,像柴油机烧机油的样子)运行,本人尾随行驶(电三轮)时长约10~15分钟,里程约5公里,车上有乘客,司机未发现,闻着味道不像是烧机油和绝缘材料!此车也不可能装柴暖。公交电话无人接听,报警了,110对此问题的严重性似乎认识很不足。这件事情很可怕,如果是电池冒烟,电池管理系统、消防系统没有还是没反应?接入的大数据监控平台没反应?如果不是电池冒烟,K7后部还有什么设备能够均匀的冒烟如此长时间?上图,我拍的:

冒烟行驶的比亚迪K7公交车


不再赘述,信息来自于公开报道,有错误请告诉我。

由此可见,大厂家、标杆型车型也做不到不发生包含自燃的安全事故,投产和销售前肯定过国标强检了;这说明当前主流电池成组和电池生产应用技术还不能够满足长期、安全、快充的需要,甚至长时间放置都会自燃。

在此预测,今后还要发生更多的乘用车自燃事故!降低充电SOC到90%也不能完全解决这问题。这些电池自燃问题,还有另外的、不可克服的原因。

氢燃料电池:在与4月21日特斯拉爆燃相同的场景下,多年使用的车辆,相对封闭的限制空间,车辆的氢气泄漏引发爆炸,极有可能将整层更或者整栋楼房损坏,人员物资损失将难以估计。

1987年3月15号凌晨哈尔滨的亚麻厂爆炸,2014年8月2号上午昆山市中荣公司汽车轮毂拋光车间在生产过程中发生爆炸;这都是引起巨大伤亡和损失的封闭环境下特大粉尘爆炸事故;其爆破当量和数公斤氢气爆炸相比如何?(摘取自百度:20m³氢气储罐的爆炸能量的TNT当量值: Q=L/qTNT=17.7Kg(TNT))。哪位估算下上述两例特大事故有多少TNT当量,我不会算。

有车型装载了48立方米的氢气储罐(对应42.48Kg(TNT)当量),在地下车库泄漏后事实上形成了燃料空气炸药,引爆后(点火能量0.02mJ,衣物的静电放电即可引燃)可能远远超出对应的42.48KgTNT的爆炸破坏(摘取自百度:燃料空气炸药,由环氧乙烷等碳氢化合物与空气充分混合而成的炸药。与等量的TNT相比,威力大2.5~5倍,冲击波作用面积大40%);事实上,军事上燃料空气炸药的灵感应该来自于同类粉尘或气体爆燃、爆炸事故(最早由苏军发明?)。

即便是在扩散条件比较好的城市道路上,泄漏的氢气在一定的高度爆炸,也会附带损伤近距离的建筑物和地面的人、物。

5月23日,位于韩国江原道江陵市的氢燃料储存罐发生爆炸事故,导致2人死亡。这起氢燃料储存过程中的大规模爆炸事故,应是全球氢燃料电池产业处于中试以上的首次爆炸,将对氢燃料电池行业发展起到一定的警示作用。

文章说是压力罐压力过大罐体爆炸,而不是氢气爆炸,这就有点扯了,这么大罐,没装个安全阀、溢流阀、泄压阀、限压阀、泄露报警器什么的?厂房内氢气泄露,罐体飞出百米,随便磕磕碰碰,就够点火能量了吧?所以,别说不是氢气爆炸了,只是氢气爆炸比较干净没有遗留痕迹吧。(本段推测)

(引用公开报道)韩国出现的一场事故,引发业界对于氢燃料安全的担忧。当地时间23日夜间,位于韩国江原道江陵市的一个氢燃料储存罐发生爆炸事故,截至目前共导致2人死亡,另有6人出现轻重程度不同的受伤。

第一财经记者联系到常住江陵市的华人宋玉,她向记者证实,其居住地点距离事故现场有将近6千米的直线距离,但仍清晰地听到外部有一声巨响,然后家中的窗户也略有震荡。

“据我所知,部分距离该氢燃料储存罐较近地区的房屋,更是出现了窗户破碎的状态,以至于一度怀疑是否出现了大地震等紧急灾难。”,另据韩国媒体的报道,在距离事发地点50米的某个公寓,其外墙已经出现坍塌,当地政府要求居住在事发地点直线距离500米以内的所有住户,应当立刻撤出居住地。(引用结束)

6公里外听到响声,50米建筑外墙出现坍塌;图片的罐体较大,壁厚15毫米,400立米左右的压力罐,按国内规范,许用压力不会过(?兆帕),且压力容器安装安全阀是必须有的,那么,是什么引发爆炸?

当地时间6月10日,挪威首都奥斯陆郊外的一座合营加氢站发生爆炸。该起事故并未造成人员直接伤亡,但爆炸冲击波巨大,致使加氢站附近的两辆非燃料电池汽车气囊被触发弹出,造成两人受伤。

当地时间6月1日,美国空气化工产品公司的一处化工厂储氢罐和氢气运输拖车发生爆炸和火灾,所幸没有人员伤亡。

网名为“拉瓦锡1787”的微信公众号,在其文章中也提到了这个所见相同的问题:

(引用)受限空间里的氢安全。氢气是易燃易爆品毋庸置疑,在开放空间情况下因其密度低、扩散系数高,安全较为可控。但氢气在不同形式受限空间中,如地下停车场的泄漏扩散规律仍有待深入研究,如果发生缓慢泄漏,逐渐累积导致着火或爆炸就不是简单殃及周围几辆车的问题。此外,如果是液氢泄露,会在地面形成液池后蒸发扩散,与空气结合为可燃云,危险系数远超过氢气泄漏。

地库等受限或局部受限空间,氢罐泄漏引发爆炸;请估计会有大损失?别说绝对不会漏!燃油车自燃司乘人员可逃出来,电动汽车爆燃司乘人员也有可能逃出来,整个地库爆炸,地库内的人员门口保安出口行人能否安好?电梯和楼上的人员是否安全?地库上建筑还敢不敢使用?相邻建筑呢?

即使技术的进步能够解决氢气泄漏的问题,但是,那是否具有足够的性价比?又是否能够确保在长期、大量使用过程中不出现类似的安全问题?走钢丝一般的氢应用流程不会有意外?

还有个疑问,如果氢气廉价易得、使用安全;大可以在内燃机上使用氢气来部分的代替燃油燃气试运营,就像油气两用车一样,理论上是完全可行的,试验时还可以无视氢气的纯度。至少在限制区域行驶的公交、环卫等车辆可以使用啊。

氢气泄漏导致爆炸和电池热失控乃至爆燃均属于概率事件,但威力应该差距极大,因此而带来的损伤和燃油车自燃相比无疑大了很多。

说氢气安全的,把一罐氢气(4.8公斤吧,常压约60立米)在自家车库放出来,接着抽根烟,吃着火锅唱着歌,站着走出来我就服了。只要此时车库容积小于1430立米,就能够达到氢气爆炸的4%最低限浓度,3米挑高,约500平米。

向勇于牺牲的切尔诺贝利抢险人员致以最崇高的敬意!这起灾难,不讨论对错,只用来说明封闭环境下的氢气爆炸有多大威力!(切尔诺贝利5集,53分25秒左右;虽然是影视作品,但大的原理应该错不了)虽然氢气量无法得知,但氧气是有定数的。(这么算对么?哪位给估算下)有文章说,福岛核电站最大的爆炸也是氢气爆炸,造成的破坏都能看到。只讨论氢气爆炸,其他不聊。

刚看到2018年国内核电停堆事故,包括试验有20次之多;保护的完善,绝不代表不出故障!当上千万辆车的氢罐不同程度的老化后,会咋样?传感器只是点状检测而已,传感器也会坏的。不安全产品再低的不良率也比不上本安产品!

安全问题请考虑在最坏的情况下,燃油车、纯电动、燃料电池车等以及包含能源生产、输送、充能、应用的步骤等,全链条最坏情况下的破坏力对比。

电池回收:

多种材料体系和巨量的报废电池,回收工作量、回收成本巨大。二次利用又因为电池老化带来的安全风险加大和性价比的问题,并且最终还是会到达拆解回收的步骤。

最近,特斯拉和蔚来各自有车辆自燃,相信他们竭尽全力的抓质量和安全问题;但就是这样,也出事故了。服役中的电池都有如此事故,何谈将退役电池安全的拆解、重新标定、评价、重新成组、管理、使用?事实上,储能电站公开报道的安全事故也不新鲜。我现在的结论是,除了磷酸铁锂电池,其他材料体系的电池目前都不具备安全经济二次利用的价值。

此问题当前还不太明显,相信在近几年会变得迫切起来。

在设计中,对性能衰退零部件进行梯次利用,是无可奈何和脱裤子放屁的事。不梯次利用浪费,却又不太容易利用,而且梯次利用总有饱和的一天;汽车的基数太大了。如此鸡肋,食之无味,弃之可惜。

续航里程短:

虽然电动汽车安装了电量巨大的电池,在高速行驶时,续航里程也大幅缩短。

除了线网供电的电动车辆外,其他车型的电动汽车,都没有解决。

温度所致电池性能变化:

气温变化导致的电池性能变化问题,低温对电池性能带来较大影响,以磷酸铁锂电池为代表;为应对低温问题,电池组必须设置保温和加温措施,低温时,续航里程大幅缩短。高温时,安全性能降低。

除了线网供电的电动车辆外,其他车型的电动汽车,都没有很好地解决。

能源利用率低:

较长的能源路径,典型电动汽车的能源供给路径为:发电厂→升压变压器→线网→降压变压器→电池充电→待机→电池放电→车辆电机;车辆全部行驶路程的全部能源均经过车辆电池的充、放电两次转换,其总能源利用率低。每一个环节的能量转换必然有损耗,多个转换环节叠加,总损耗较大。(摘自中国储能网:通过交流电网(转换效率90%)、直流/交流转换、电池充电(85%)、电动汽车(90%),最终转换效率为69%。)

除了无轨电车外所有车型的电动汽车,都没有很好地解决。

当前技术不能有效运营:

长途、重载、高速、寒冷、连续行驶,任意条件下,当前技术的电动汽车都不能有效运营。

当前电动汽车技术多用加法设计,想跑远加电池,充电慢加功率,安全问题加监控和管理;我们穿上绣花鞋去跑马拉松?精密而复杂的设计意味着高的故障率,又或者极大的代价。

电动汽车还需要进行大系统设计和顶层设计,我用一个极不相称的身份,操了一个卖白粉的心。

发明内容(系统整合的一揽子解决方案)

发明本质

由采用集电装置的电动拖车拖动多辆电动汽车组成汽车列车,行驶的同时为电动汽车充电;集电装置采集安装在道路上接触网的电能,电动汽车不停车的、动对动的加入和脱离汽车列车;本质上是双源无轨电车的进一步变形。还可以进一步的建设首尾相连的环形专用道路,增加自动驾驶系统,增加交通调度系统。

创意来源

其创意来自于战机的空中加油动作+电力列车;也就是二维的动对动+无轨列车+紧密连续行驶。

技术方案

方案内容引用专利说明书。

一种汽车运输装置,包括汽车列车,汽车列车包括牵引车辆和电动汽车,电动汽车的数量为一辆以上并且电动汽车之间依次通过半连接装置连接,牵引车辆位于最前方并且牵引车辆和电动汽车之间通过半连接装置相连,牵引车辆上设置有用于获取外界电能的集电装置并且集电装置与用于供电的接触网相连通,接触网设置在道路上,牵引车辆通过集电装置获取的电能行驶,牵引车辆拖曳电动汽车在道路上行驶,电动汽车可以部分关闭动力系统,依靠牵引车辆的动力行驶。

作为本发明进一步的方案:电动汽车上还设置有电连接装置和储电装置,电连接装置位于电动汽车的后端并且电动汽车之间通过电连接装置相连,电连接装置与集电装置电性连通,使得电动汽车之间相互连通,储电装置可以使用储蓄的电能为电动汽车供电。

作为本发明进一步的方案:道路上设置有导向槽,牵引车辆上设置有柔性的牵引装置并且牵引装置与导向槽配合使用,牵引装置上固定连接有多个电连接装置和半连接装置,牵引车辆的电连接装置与电动汽车的电连接装置相连,牵引车辆的半连接装置与电动汽车的半连接装置相连。

作为本发明进一步的方案:牵引车辆上设置有燃料发动机,可以为牵引车辆提供行驶的动力。

作为本发明进一步的方案:储电装置采用钛酸锂蓄电池或电容器,使用寿命长,经济实用性好,其耐温极限高,充放电倍率大于等于1C,可以满足续航20~50公里内的行驶需要。

作为本发明进一步的方案:道路采用首尾相接的环形道路,汽车列车沿环形道路行驶。

作为本发明进一步的方案:环形道路上间隔的设置有停车区并且环形道路之间通过匝道相连。

作为本发明进一步的方案:环形道路和匝道上设置有标记和定位装置,牵引车辆和电动汽车可以通过标记和定位装置标定自身位置。

本发明的运行方法

步骤一,电动汽车通过车载导航模块和车载通讯装置分别与通讯基站相连通,通讯基站与总控装置相连通,电动汽车输入目的地,总控装置依据当前以及预测的交通情况规划行驶路径,并且得到匹配途径的牵引车辆、交通动态、交通信号装置运行信息、汇合点、汇合时间、预估脱离点和预估脱离时间,总控装置反馈到匹配途径的牵引车辆和电动汽车;

步骤二,道路和环形道路上的交通信号装置按照交通信号装置运行信息工作;

步骤三,电动汽车按照反馈信息驶入匝道,电动汽车感知标记和定位位置,可以进一步精确定位,电动汽车给总控装置上报节点信息,总控装置连接相应的牵引车辆,牵引车辆匀速行驶在环形道路上并且反馈给总控装置,总控装置计算出行驶路径并且发送给电动汽车,电动汽车按照行驶路径行驶;

步骤四,电动汽车连接牵引车辆的半连接装置和电连接装置,组成汽车列车,电动汽车上报加入汽车列车的信息给总控装置,牵引车辆行驶在设置供电的接触网的道路上,集电装置连通接触网,并由此获取外界电能,牵引车辆拖拽电动汽车行驶,并为电动汽车提供电源充电;

步骤五,电动汽车行驶至目的地,电动汽车上报退出汽车列车的信息给总控装置,总控装置根据路况、规划脱离时间和脱离点得到反馈指令并且发送反馈指令给牵引车辆和电动汽车,电动汽车执行指令即可脱离汽车列车,电动汽车脱离汽车列车后上报退出成功的信息给总控装置。

引用结束。

技术成熟成本低,易于实施无瓶颈,具备市场应用的全部技术条件:

集电装置可采用当前无轨电车集电杆或电力机车受电弓,供电电压可采用电压中较高的直流电压3000V、单相交流电压6250V、1.5KV、2.5KV、27.5KV等成熟产品,接触网、供电系统、受电系统是成熟产品,无需新设计研发。

电动汽车牵引车的主要总成部分,如电机、控制器、总线、仪表、线束、充电机/变压器等均有对应的成熟技术,主要是适应高电压和大功率,匹配组合技术难度不大;其他组成车辆的必要部分均有成熟产品和技术。甚至,除牵引车的轮胎更换为高抓地力的类型外,其余可移植电力机车的整套系统。当牵引车抓地力不足时,还可以协调列车内车辆共同投入驱动,提供牵引力(分布式驱动,像高铁那样)。

所述电动汽车需要使用适应快速充电的电池(如钛酸锂电池、超级电容等);增加与拖车、电动汽车之间连接的机械和电气连接装置,以及增加串联牵引的、贯穿车辆的连接杆/导体,循迹行驶功能等;由于采用了高压供电,串联的导体/电连接器规格小;这些技术成熟,没开发难度。

具有相互通讯功能、辅助定位装置的车辆间动对动的编组和解除编组,应该属于特定模式下的自动驾驶,可借鉴成熟的AGV(自动导引运输车)驾驶技术;难度不大。

在依次顺序连接的汽车列车方案中,汽车首尾两端分别具有承插接口,给车辆救援提供了更加方便的方案,即便是某辆车亏电或者故障抛锚,都可以方便的得到伙伴供电和牵引救援。甚至,由同一路径的伙伴车辆供电、牵引形成临时汽车列车,直至加入具有线网供电的主路汽车列车。

建设适应上述模式运行的电动汽车列车的专用道路,采用新建和改造相结合,高速、国道、城际、环路、快速路、主干路、干路相结合,分别以不同车速、不同总质量,不同用途编组、不同线网供电电压运行的技术路线,极大规模基础建设,能够极大地拉动经济增长。活都干不完,搞球贸易战?我给全球经济不振开处方了。

有益结果

本发明有效地避免了充电困难、充电速度慢;降低电动汽车的造价和减少电池报废总量,能够高速行驶,提高行驶安全性能,提高了能量利用率,多因素的减少了碳排放、环境污染以及实现更安全、高效的出行,具有积极的应用前景。

在多数的行驶里程内匀速行驶,避免制动,减少能量消耗;有效地减少交通拥堵、减少交通事故;并能够提高出行平均速度,减少被牵引车辆驾驶员的劳动强度。

同时,组成汽车列车的车辆与相同总数、单独运行的车辆,在同等条件下,尤其是非经济车速的高速运行时,“汽车列车总风阻”小于“相同总数、单独运行车辆的总风阻”,进一步的节能。(差距多大不会算,有数据的帮我添上)

由于电动汽车的部分里程(50公里左右的行程中,估计有一半以上行驶在干路以上的公路上)为被动拖拽的滑行,其余主动行驶里程所消耗能源为经过储电装置转换的电能,使用充放电转换电能行驶总量少,能源利用率高;部分的缩短了电能供给路径,提高电能利用率;节能和环保。

2019年5月7号全国首次大规模商用车列队自动驾驶跟驶公开试验获得成功,其主要目的也是减小车队行驶的风阻、降低燃油消耗、提升车辆安全性;此次试验车辆间距22米以内,最高车速60Km/h;换道车辆横向偏移量小于0.5米,有车队可实现全部自动驾驶。说明了没有机械连接的情况下,大型商用车自动驾驶可达到的高性能,在具有机械连接和电连接器连接的牵引行驶方法中,各种传感器更易于实时获得信息、更易于提高精度,从而获得更高的性能。

在当前技术条件下,采用钛酸锂电池和电容器储电,具有耐快速充电、宽耐温、长寿命的特点;同时低的装载电量,使得储电装置体积小、更易于在车辆上安全合理的布置,降低车辆自重,充电时间更短;车辆使用少量电池,多数行驶里程为滑行,因此,车辆全寿命的电池耗费总量会远小于当前技术条件下的电动汽车,具有最低的吨公里电池报废量,带来减碳、减排放效果,减少温室效应;对于环境保护具有巨大的积极意义。车辆装载电量以能够独立行驶30—100公里为宜。

由于排除了非优选的三元、磷酸铁锂、锰酸锂、钴酸锂等材料体系的电池,使储电装置回收的工艺、设备、材料等更加专一、简单,更加集中,易于管理;减少污染。

由于采用成熟的技术,无技术障碍;易于快速大面积的推广。

在行驶途中对电动汽车充电,充电时长和运行时长重叠,可实现零单独充电时间;对于电动汽车尤其是长途客货车的快速推广具有启发性、开创性的意义。

最低限度的改造道路(增设架空接触网),与当前道路重合,空间立体的利用,基建成本低,基本上无需新增建设面积,无拆迁阻力。

由于电动汽车随车携带少量蓄能装置,可以被拖拽的远途行驶;尤其对于以柴油作燃料的、载货为主的商用车电动化和物流系统具有革命性的意义,极其有利于电动载货汽车的实质性推广使用;公开报道中2017年我国空气中氮氧化物排放总量的53.4%以上和颗粒污染物排放总量的59%以上是柴油动力车辆的重型货车排放的,可见载货汽车的电动化对大气污染治理的积极意义,能够最大程度上减小柴油车辆排放对大气污染。而在所有电动汽车中,对重型电动货车的开发成功的一个也没有;对应的电动乘用车则琳琅满目。网络视频中的电动泥头车,平斗土方,很平缓的小坡都上不去,尚不知充电和续航如何。

还可以采用单车采电供电,余车用电共同或交替驱动,列车编队行驶的模式。

即便未来技术进步,采用了比目前更加有益的能源和储能装置,又或者其他类型的能源,从而使车辆达到极快的充能和长续航;本发明中的汽车列车编队运行及其运行方法对节能和改善城市拥堵等也是有益的。

极广泛的适应性

从寒带到热带,从高原到平原,一个方案足以!

编队列车行驶的优势

车速、方向受控,有序的车辆列车(不同于车辆编队)小间距同速运行在城市主路上,更容易避免拥堵,避免因驾驶人员问题导致的事故和车速波动造成的拥堵,提高通勤效率。

同时,电动化、少堵车也降低了吨公里污染物的排放;符合大气治理的需求。

我国幅员辽阔,在长途、重载、高速、气候变化、地域和海拔跨度大的情况下,编队列车行驶可极大地提高行车安全性;避免连环撞车的恶性事故。

本发明的缺点

基建投资巨大,本发明依赖于大规模建设的接触线网和变送电装置;采用牵引索(装置)时还依赖于道路。

增加了牵引车,部分的抵消了节约的优点;增加了牵引车驾驶员,增加了使用成本,远景可用自动驾驶代替;总体上来说,利大于弊。毕竟现在没有成熟的长途重载货运车辆的电动化方案,也存在大量退役电池带来的浪费。

公共安全问题,主要是暴恐问题、消防安全和行车规则的变化。

事故救援,主要指故障车辆应急处理。

尚不知效费比平衡点怎样。

还有---部分地丧失了驾驶乐趣。

回头看

以上所述,可能因种种原因,不能够实现;没关系,十年,二十年,等能碰的壁都碰过,回头看这个方案,必有可取之处。能够用相对简单可控的方法实现完整功能,就不必采用复杂的、不确定的方法来推行。

其他商业机会

由专用牵引车拖动的汽车列车可能造成电动汽车的使用成本较高,还可以采用多功能拖车的方案,使用包含集电装置的大功率电动汽车,可以载货和载客的同时有富余的牵引力,在行驶中选择的为其他电动汽车提供牵引力和电力,并收取一定的费用。这将有助于降低电动汽车使用的边际成本,利于本方案的推广。

或者,专用牵引车采取合作伙伴或个人购入,统一运营的模式,也可降低推广阶段的投资强度。

由于司机在多数路程中无所事事,可在列车编队中设置局域网,用以游戏、通讯、工作等。

还可以制造定向卧铺车、小集装箱车,以类似于零担快运的模式,以极小编组、多次换向、门对门的运输、少人为干预、两端人工驾驶的模式(驾驶员将车辆在匝道等待区轮换,中途牵引行驶依靠自动驾驶),部分地取代高铁、城铁、长途客车、货车等;带来新的交通模式、商业模式和工作机会。

交通现状

在大于50公里的行程中,多数车辆至少有60%的路程行驶在国道、干路、快速路、环路、高速路上;所述道路加以改造,即可实施本方案。

现在长途驾驶中,交通事故几乎司空见惯;主要和疲劳驾驶有关,高速上连环撞车也时有发生;这里面有太多的血泪。

老司机(年龄上已退休或接近退休,驾驶过解放CA10B、东风EQ140、小黄河等。)跑夜车都知道编队行驶以提高安全性,和早期道路、治安、车辆性能不佳有较大关系,编队行驶时后车司机跟随驾驶的劳动强度低也有很大关系;那时的师傅们都不避讳困了来一小口,不会调白金,调火花塞间隙,换皮带,换轮胎,洗化油器,打黄油,不空挡熄火滑行的司机不能叫老司机。

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2024-06-22

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