1.一种面向电动汽车动态充电的智能受电弓控制方法,其特征在于,
应用一种面向电动汽车动态充电的智能受电装置,其包括用于安装在车道上方的接触网、能与接触网相抵触的受电弓弓头(1)、用于调节受电弓弓头(1)位置的适应组件;
所述受电弓弓头(1)包括与接触网滑动连接的左端滑动板、右端滑动板、用于装配滑板(9)的基座(10);
所述左端滑动板、右端滑动板分别为长条形结构,其分别通过左端扭簧、右端扭簧弹性安装在基座(10)的两端;
所述适应组件包括用于驱动受电弓弓头(1)竖向移动的驱动源一、用于驱动受电弓弓头(1)横向移动的驱动源二、用于感知滑板(9)变形角度的角度传感器;
所述接触网设有至少两根接触线(8),其包括接触线一、接触线二;
根据角度传感器检测到的滑板(9)变形角度,驱动源一或/和驱动源二驱动滑板(9)移动,以实现左端滑动板、右端滑动板分别与接触线一、接触线二抵触连接;
所述驱动源二和驱动源一分别为步进电机;
所述角度传感器为旋转角度传感器(12),其安装在滑板(9)旋转副处;
所述智能受电弓控制方法,包括以下步骤:
第一步,获取接触线(8)之间的中心距,滑板(9)旋转副之间的中心距,滑板(9)接触面与滑板(9)旋转副的中心距;
第二步,利用角度传感器分别测得右端扭簧的扭转角度,左端扭簧的扭转角度;
第三步,根据第一步中中心距数据以及第二步中的扭转角度数据,计算受电弓弓头(1)在横向即x方向的偏移量,在竖向即y方向的偏移量以及滑板(9)与接触线(8)之间的接触力;
第四步,根据第三步计算出偏移量和接触力,当偏移量超出受电弓的偏移自适应区间,弓网间接触力不足以维持弓网间接触的稳定性时,驱动源一以及驱动源二分别对x、y方向的偏移量进行调整,使受电弓弓头(1)相对于接触线(8)的偏移量回到智能受电弓的偏移自适应区间,保持弓网间接触稳定;
第五步,当电动汽车停止充电或驶离充电车道时,驱动源一控制升弓与降弓机构(2)降下受电弓,完成电动汽车的充电;
所述接触线之间的中心距为D,滑板旋转副之间的中心距为L,滑板接触面与滑板旋转副的中心距为d;
所述右端扭簧的扭转角度为α,左端扭簧的扭转角度为β;
所述受电弓弓头在x方向的偏移量为b,在y方向的偏移量为h;
则偏移量b、h的计算公式如下:
;
滑板与接触线之间的接触力包括右端滑动板与接触线之间的接触力、左端滑动板与接触线之间的接触力;右端滑动板与接触线之间的接触力为 ,左端滑动板与接触线之间的接触力为 ,则 、的计算公式如下:其中,k为两端滑板旋转副处的扭簧弹性系数;
受电弓底架安装在电动汽车车顶位置,当电动汽车行驶在接触网下方充电车道时,步进电机一通过同步带驱动下框架带动上框架控制升弓与构升起,使得滑板与接触网的接触线稳定接触;
若受电弓弓头相对于接触线的位置发生向上偏移,受电弓两侧滑板均被下压,滑板旋转副处的扭簧扭转角度增大,从而弓网间接触压力增大,同时,两侧滑板旋转副处的旋转角度传感器检测到相应的扭转角度,根据扭簧的弹性系数和扭转角度,得到偏移量和弓网间接触压力,当偏移量超出受电弓的偏移自适应区间,控制器根据偏移量通过步进电机一对受电弓弓头高度进行实时调整;
若受电弓弓头相对于接触线的位置发生向下偏移,受电弓两侧滑板均抬起,滑板旋转副处的扭簧扭转角度减小,从而弓网间接触压力减小,同时,两侧滑板旋转副处的旋转角度传感器检测到相应的扭转角度,根据扭簧的弹性系数和扭转角度,得到偏移量和弓网间接触压力,当偏移量超出受电弓的偏移自适应区间,控制器根据偏移量通过步进电机一对受电弓弓头高度进行实时调整;
若受电弓弓头相对于接触线的位置发生向左偏移,受电弓左侧滑板被下压,滑板旋转副处的扭簧扭转角度增大,弓网间接触压力增大,受电弓右侧滑板在扭簧的作用下被抬起,滑板旋转副处的扭簧扭转角度减小,弓网间接触压力减小,同时,两侧滑板旋转副处的旋转角度传感器检测到相应的扭转角度,根据扭簧的弹性系数和扭转角度,可得到偏移量和弓网间接触压力,当偏移量超出受电弓的偏移自适应区间,控制器根据偏移量通过步进电机二对滑板横向位置进行实时调整;
若受电弓弓头相对于接触线的位置发生向右偏移,受电弓右侧滑板被下压,滑板旋转副处的扭簧扭转角度增大,弓网间接触压力增大,受电弓左侧滑板在扭簧的作用下被抬起,滑板旋转副处的扭簧扭转角度减小,弓网间接触压力减小,同时,两侧滑板旋转副处的旋转角度传感器检测到相应的扭转角度,根据扭簧的弹性系数和扭转角度,得到偏移量和弓网间接触压力,当偏移量超出受电弓的偏移自适应区间,控制器根据偏移量通过步进电机二对滑板横向位置进行实时调整。
2.如权利要求1所述的一种面向电动汽车动态充电的智能受电弓控制方法,其特征在于,所述驱动源一通过一升弓与降弓机构(2)带动受电弓弓头(1)往复升降;
所述升弓与降弓机构(2)包括能够相互折叠在一起的上框架(5)、下框架(6)、受电弓底架(3)。
3.如权利要求2所述的一种面向电动汽车动态充电的智能受电弓控制方法,其特征在于,所述受电弓底架(3)上端部装配所述驱动源一,所述下框架(6)通过一同步带(4)与驱动源一的转动端相连接。