[发明专利]用CMIW法改造的电气化高速公路

说明书

用CMIW法改造的电气化高速公路有效解决电动汽车续航里程焦虑难题核心技术包括：UM高速公路防撞护栏式供电桩系统，IW翅形受电弓系统，定距巡航技术。这项技术能把高速公路网改造成一个大型的充电网络，给电动汽车提供移动供电，能保证电动汽车沿高速行驶不消耗自身存储电量。这项技术能保证电动汽车在全国范围内高速公路沿线200公里内低成本运动，从而形成对燃油车的绝对优势。此项技术具备安全性高、低成本和易实施的特点，几点建议照顾到各方利益，有效助力国家实现能源安全和环境安全。

技术领域

这里我们提出电气化高速公路概念，利用电气化铁路经验，就能把高速公路升级为电气化高速公路。目前电动汽车技术稳步发展，但始终无法破解里程焦虑的瓶颈。电动汽车制造商对电动汽车里程焦虑的主流解决方案是增加电池容量，提高电池能量密度，增加电的利用效率，加快充电速度等几个角度入手；由于受到目前技术水平限制，电动汽车制造商是无法摆脱里程焦虑困境的。如何破除里程焦虑的瓶颈，助力电动汽车迅猛发展。电动汽车涉及到电动汽车制造商，消费者，中国电网电力输送，城市内公路网和城市间高速公路连接网几个部分。电动汽车制造商造的车是越来越好了，在以消费者住所为中心的单个城市公路网运行起来经济高效，对比燃油车有很大优势。但是一涉及到远程出行的城市间高速公路运行，里程焦虑问题才浮现出来。这里我们需要转换思路，把用车视角从消费者居住地为中心，改为以高速路网为充能供电中心，把高速路网改造成行车功能和供电功能的结合体，最好能实现低成本移动供电，从而使汽车低成本移动到高速公路为中心加车辆自身续航里程的广大范围内不停车自由移动。

背景技术

里程焦虑的由来：燃油车一箱油能跑400公里，储电式电动汽车电池容量有限，但目前能做到以60公里每小时速度跑400公里，可是以120公里每小时高速度行驶却会有里程衰减现象；电池快速充电的速度比不上加油的速度，关键是快充电压比慢充高很多，容易造成电池衰减，缩短使用寿命这就是里程焦虑的核心由来。此外，电动汽车充电桩不好找，慢充80%电量约需要8个小时，快充80%电量约需要1个小时。也就是说在单个城市里，一天中低速跑400公里基本能够满足绝大部分居民出行需要。里程焦虑核心表现在电动汽车跑高速的乏力和充电时间过长之间的冲突。

在汽车制造商敲破脑袋都解决不了的难题，却在另外一个领域轻松实现了，中国高铁正在以350公里的时速从北京跑到广州，高铁列车本身带的充电电池容量很小，但是却能以很高速度持续运行，远距离移动，这主要归功于强大和完善的中国电网。

一、高铁的供电模式：国内电气化铁路供电制式为工频单相交流式，牵引网额定电压为27.5kv，与动车组额定电压相符。为保证向动车组提供合格的电压，同时减少电气化铁路对邻近通信线路的干扰影响，高速铁路牵引网一般采用带负馈线的直接供电方式和AT供电方式。国内的既有线包括既有线改造后提速至200km/h的线路大量采用的均是带负馈线的直接供电方式，新建的250km/h及其以上的高速铁路普遍采用AT供电方式，供电臂长度一般为30--40km，设2--3个AT区段。 二、高铁变电系统：通过变压器将地方110kv或220kv三相高压电变为1个或2个单相27.5kv工频变流电，并向铁路上下行 牵引网供电，主要有牵引变压器、牵引变电所、AT所、分区所、开闭所等设备支撑。 三、变频系统：动车组通过受电弓接受来自接触网的27.5kv高压交流电，输送给牵引变压器降压，降压后的交流电再输入牵引变流器，从而完成单相交流--直流--三相交流的变化（也就是俗说的交直交变化），以保证动车组的运行。动车组一般有2-3个相对独立的牵引传动系统，正常情况下同时工作；当一个牵引系统故障时可以自动切断，列车可以继续降功率运行。 四、电力分配：电力从地方引入两路10kv电源通过车站综合所、电力箱变供沿线车站各类设备、以及通信信号设备用电，包括现在使用的道岔融雪装置设备。