【摘 要】現(xiàn)今社會為減少碳排放，鼓勵公共交通出行、環(huán)保型公交車的推廣，電動公交車已經(jīng)成為公交發(fā)展的必然趨勢。隨之，電動公交車的續(xù)航能力、公交車電力使用安全的問題逐漸被推到風(fēng)口浪尖。本文提出使用移動無線供電技術(shù)，在車輛行駛中持續(xù)充電，保證電能不成為限制電動車行駛的短板，使電能完全具有取代化石能源的可能性。

【關(guān)鍵詞】移動；無線供電；電動公交車

一、能源環(huán)境背景與現(xiàn)有公交車現(xiàn)狀分析

現(xiàn)今社會，工業(yè)水平飛速發(fā)展，人們的生活水平不斷提高，與此同時，汽車保有量也不斷上升，化石燃料的消耗量飛速上升。工業(yè)的高度發(fā)展，帶來了許多負(fù)面產(chǎn)物，就能源方面來說，化石能源的大量使用，尤其是石油和煤炭資源，導(dǎo)致世界各國和煤炭資源幾近枯竭，火力發(fā)電和交通行業(yè)受到非常大的影響，各行各業(yè)紛紛尋求能源轉(zhuǎn)型。以公交車為例，為了減少對石油能源的依賴，燃?xì)夤卉嚨玫搅藦V泛的認(rèn)可，但始終無法擺脫對化石能源的依賴，隨著能源的不斷消耗，人們終將面臨新的能源革命。

公交車系統(tǒng)作為現(xiàn)代城市必須的公共交通手段，在一個城市的旅客運輸中起著無法替代的作用。成都市作為中國西南第一大城市，其公交系統(tǒng)發(fā)展程度位居全國前三，公交系統(tǒng)在成都的通勤作用不可代替。

從能源、環(huán)境以及可持續(xù)發(fā)展的角度考慮，電力公交車具有更加廣闊的發(fā)展空間，而現(xiàn)有電力公交車在運行能力方面已經(jīng)可以滿足需求，但是電力公交車最大的問題就是續(xù)航能力不足，充電時間長，電池?fù)p耗速度快。而目前還沒有成型的方案能夠兼顧公交車發(fā)展的各個方面。

二、系統(tǒng)設(shè)計的目標(biāo)與意義

本文針對上述問題，提出使用電動公交車無線供電技術(shù)，在公交車行駛中持續(xù)充電，保證電能不成為限制電動公交車行駛的短板，使電能完全具有取代化石能源的可能性。

通過對無線充電系統(tǒng)的實現(xiàn)，可實現(xiàn)以下幾點目標(biāo)：

1、通過不停地向電動公交車輸送電能，使電動公交車的可靠性大大提升，不僅可以極大地減少對化石能源的依賴，而且在不降低公交車載運能力的基礎(chǔ)上實現(xiàn)零排放。

通過在行駛中充電，使得電動公交車補充能量和上線行駛同步運行，可以極大提高電動公交車的續(xù)航能力，提高公交車使用效率，減少公交公司成本等。

為了不讓所有供電設(shè)備一直處于工作狀態(tài)，使用無線射頻識別技術(shù)自動控制路面充電設(shè)備的運行與待機，最大程度的節(jié)約電能。

4、通過安全防護(hù)系統(tǒng)保護(hù)充電系統(tǒng)對乘客、行人和社會車輛的安全，并且設(shè)置備用供電站，最大程度減少意外停電對系統(tǒng)運行的影響。

5、使用Zigbee技術(shù)實時監(jiān)測電動公交車運行時供電端和接收端的電流電壓、電池溫度等參數(shù)，盡早發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)存在的問題以防止惡略事件的發(fā)生。

通過完成以上目標(biāo)，基本實現(xiàn)電力公交無線充電系統(tǒng)的正常運行，為以后公交車系統(tǒng)的發(fā)展提供一份可靠方案。

三、系統(tǒng)整體構(gòu)成

系統(tǒng)整體按照安置位置的不同被分為三個部門：路面子系統(tǒng)、車載子系統(tǒng)、調(diào)度所子系統(tǒng)。下面將分子系統(tǒng)的詳細(xì)介紹系統(tǒng)的構(gòu)成。

1、路面子系統(tǒng)

該子系統(tǒng)主要由三部分構(gòu)成：安全防護(hù)設(shè)備、充電發(fā)送設(shè)備、RFID接收應(yīng)答器。

（1）、安全防護(hù)設(shè)備是為了保證路面下供電段的正常穩(wěn)定工作而設(shè)定的，其包含電流電壓檢測設(shè)備、溫度檢測設(shè)備，并通過Zigbee子節(jié)點收集每個充電段的監(jiān)測參數(shù)，并匯總發(fā)回調(diào)度所。

（2）、充電發(fā)送設(shè)備（供電端）：路面供電設(shè)備采用分段獨立工作的方式，將長度約為公交車車身長度的一段供電設(shè)備集中控制，統(tǒng)一開關(guān)，稱為一個供電段，RFID連接的控制器自動控制其運行。

（3）、RFID接收器（應(yīng)答器）：其接受進(jìn)入識別范圍的電動公交車RFID發(fā)送端發(fā)來的識別信號，指揮對應(yīng)的供電端進(jìn)入充電范圍的電動公交車進(jìn)行移動無線充電。當(dāng)公交車離開識別范圍，RFID接收器即控制相應(yīng)供電段保持待機狀態(tài)，停止提供電能。

2、車載子系統(tǒng)

該子系統(tǒng)主要由四部分構(gòu)成：RFID發(fā)射器、充電接收設(shè)備、車載電腦以及安全防護(hù)設(shè)施。

（1）、RFID發(fā)射器用于與路面RFID接收器相匹配以識別公交車身份。

（2）、充電接收設(shè)備：主要包括電能接收端、整流器、穩(wěn)壓器、電池模塊等原件。該設(shè)備的功能就是將發(fā)電端發(fā)送來的電能供車輛行駛并儲存在電池中。

（3）、安全防護(hù)設(shè)備：包括車內(nèi)煙霧檢測器、電池電量檢測、電池溫度檢測器、車內(nèi)電路電流電壓檢測器等檢測設(shè)備。

（4）、車載電腦：車載電腦負(fù)責(zé)匯總整理并保存車內(nèi)所有的數(shù)據(jù)，并將必要數(shù)據(jù)實時發(fā)送會調(diào)度站的服務(wù)器。

4、調(diào)度所子系統(tǒng)

其是指揮并監(jiān)測車輛行駛的指揮站。

（1）顯示器：實時顯示任意一輛電動公交車運行的速度曲線、電池溫度變化曲線、車載充電設(shè)備和地面充電設(shè)備電流電壓變化曲線以及公交車所處的位置。

（2）報警器：配合調(diào)度所主機使用，在主機接收到報警數(shù)據(jù)時，報警器即開始報警。

四、系統(tǒng)應(yīng)用前景

新型移動無線充電公交車通過電磁諧振技術(shù)實現(xiàn)無線充電，采用RFID技術(shù)實現(xiàn)對充電設(shè)備的控制，采用Zigbee技術(shù)實現(xiàn)檢測數(shù)據(jù)的實時傳輸，使用的技術(shù)都是新技術(shù)，在發(fā)展空間方面具有較大優(yōu)勢，同時，延續(xù)了電動公交車本身零排放的優(yōu)點，解決了電動公交車本身最大的問題——續(xù)航能力的問題，并且克服了交通行業(yè)對化石能源的依賴，具有較好的可持續(xù)發(fā)展性。

總而言之，系統(tǒng)集中了許多適應(yīng)現(xiàn)代社會發(fā)展的優(yōu)點，適應(yīng)現(xiàn)代公共交通的發(fā)展潮流，具有十分寬廣的應(yīng)用前景。

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