内河航运电气自动化 |
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| 申请号 | CN202311553555.4 | 申请日 | 2023-11-18 | 公开(公告)号 | CN117799777A | 公开(公告)日 | 2024-04-02 |
| 申请人 | 张织良; | 发明人 | 张织良; | ||||
| 摘要 | 本 发明 涉内河及沿 海 水 域 船舶 航运电气自动化领域，提供一种内河航运电气自动化运行体系技术方案，包括四个部分：(1)，自带 蓄 电池 提供动 力 能源 的动力艇；(2)，载货或载客的驳船，(3)布局在航道沿途的动力基港(4)体系自动运行的调度操控通讯网络系统。动力艇顶推或拖拽驳船在水道上航行；动力基港为动力艇 蓄电池 充电和保养。驳船靠更换动力艇以维持续航；体系的船只航行由调度操控通讯网络系统实行自动运行管理。本发明动力艇的一种实施方案是，在艇底部呈纵向凹型槽内，装置有 电动机 与螺旋桨一体结构的电力驱动装置，这样的电动机与螺旋桨一体式电力驱动装置，便于与动力艇艇身连接安装与拆分，方便维修维护保养。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种适用于内河水域及沿海水域航运的电气自动化体系，其特征在于：体系组成包括以下四部分：①使用储能电池为动力能源的无人驾驶的动力艇，②载货的货驳船或载客的客驳船，③沿航道航线布局的若干处供动力艇停靠、充电的动力基港，以及④调度、操纵整个航运体系自动运行的控制系统。 |
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| 说明书全文 | 内河航运电气自动化技术领域背景技术[0002] 水运是最节能、成本最低的一种物流运输方式。因此，水域中有大量的各种船舶在航运。这些航行的船舶，目前几乎全部使用化石燃料作为动力能源。最清洁的化石燃料天然气，同样会产生大量的二氧化碳排放，影响大自然环境。 [0003] 在内河水域中，执行航运任务的船舶，有一部分是用没有货舱，只有燃料发动机驱动螺旋桨从而在水体中产生驱动力的轮船头拖拽或顶推只有货舱而没有动力的驳船构成的船舶航运模式。这种动力与货舱分体的结构，制造简单成本低廉，轮船头与驳船组合搭配方便，从而使总体上，运输成本降低。然而，这种模式中的轮船头，都是以化石燃料为动力能源。这种轮船头，必须由人工进行操作，没有动力的驳船，也需要人工操作。 发明内容[0005] 本发明提出一种适用于内河航运电力驱动船舶的综合电气自动化运行体系技术方案。 [0006] 本发明技术方案也适用于沿海水域各地航运。 [0007] 本发明技术方案思路也可应用于公路的物流运输。 [0008] 本发明技术方案内河航运体系组成包括如下几个部分： [0012] 体系中包含多种型号规格的动力艇若干艘。 [0013] 二，驳船，该驳船增加了方便实现无人自动操控驾驶的尾舵电气操控装置和船首横向双向驱动装置。该驳船上使用的电力由驱动的动力艇电池提供；该驳船还自备蓄电池，用以脱离动力艇后，供给驳船的必要用电。自备蓄电池充电电能由动力艇电池提供，也可自备太阳能光伏发电来给自备蓄电池充电。 [0014] 体系中包含有多种型号规格的驳船若干艘。 [0015] 三，动力基港，连通航线航道的水域场所，用来停泊动力艇和给动力艇储能电池充电以及对动力艇维护保养。动力基港设置有动力艇停靠充电的若干泊位。 [0016] 动力艇受指令，离开在动力基港的停靠泊位，去执行驱动驳船的顶推或拖拽作业任务。 [0017] 动力基港备有给动力艇充电的供电电源，除了市电电源，还可以自备太阳能发电，风力发电，水力发电等清洁电能设备供电。 [0018] 在航道航线沿途布局设置若干动力基港，相邻动力基港相距适当距离。 [0019] 四，调度、操纵整个航运体系自动运行的总控制系统，包括：调度控制中心，分设在各动力基港的控制站以及沿航线布局设置的仿照移动通讯基站那样的若干控制通讯基站，各动力艇的通讯，信号自动操纵控制系统，各驳船的通讯，信号自动操纵控制系统。 [0020] 动力艇运行各种状态： [0021] 备勤，动力艇停靠在动力基港泊位进行充电，当充电完满，自动检测各种功能状态完好，就会自动向体系的调度控制中心发出状态完好，随时都可以出发去执行任务的报告信号，经调度控制中心确认后，该艘动力艇就开始处于等待随时接受指令去执行任务的状态，该动力艇为备勤状态，即为备勤。 [0022] 出勤，停靠在动力基港泊位备勤的动力艇接到调度控制中心的任务指令，自动解脱与泊位的锚固连接，自动行驶到指定水域去执行顶推或拖拽作业任务，至终止顶推或拖拽任务，自行去到基港，寻到泊位固定，这一过程为出勤。 [0023] 执勤，出勤过程中的动力艇执行顶推或拖拽作业任务时为执勤。执勤包含在出勤之中。 [0024] 通勤，出勤过程中，除去执勤，其余过程为通勤，即从在动力基港停靠泊位出发自行行驶去执勤的去程和脱离执勤自行航行去到指定动力基港停靠到泊位上的返程，都为通勤，分为去程通勤和返程通勤。通勤包含在出勤之中。 [0025] 后勤，动力艇处于维修保养，或等待维修保养，以及充电等状态，即为后勤准备状态，后勤状态，即后勤中。后勤中的动力艇是不能出勤的。 [0026] 仿照警务术语，定义动力艇状态的上述技术术语，明确这几种术语，方便技术方案体系运行描述。 [0027] 本发明的内河水域电气自动化航运体系技术方案的运行模式： [0028] 在航道航线沿途布局设置若干动力基港，相邻两动力基港相隔适当合理的距离，动力基港备有多型号动力艇若干。未出勤的动力艇停靠在泊位进行充电，或进行维修维护保养，充电完满，自动检测各种功能都处于完好状态，自动发信号报告调度控制中心，经调度控制中心确认后，该动力艇进入备勤状态，等待随时出勤的指令。 [0029] 备勤的动力艇收到调度控制中心的出勤指令，立即出勤。该动力艇依靠自身携带的蓄电池储存的电能，供给电动机运转产生驱动力驱动螺旋桨转动，在水体中产生推进力，离开泊位先去程通勤，到达指定水域，开始进入执勤而驱动驳船航行，同时供给驳船所需要的电力。受驱动的驳船在调度控制中心指导下，自动驾驶，操控着航向和航速。该艘动力艇在驱动驳船航行，即执勤中，所携带电池电力消耗到一定成度后，就要结束这一次出勤的执勤，该艘动力艇就由另一艘动力艇来替换，被替换下来的该艘动力艇，通勤回程到指定的动力基港找到泊位停靠，完成一次出勤任务，进入后勤准备状态，需要维修保养的则进行维修保养。 [0030] 体系中拥有若干艘驳船，驳船运输的货物由物流部门安排管理，驳船上的货物装载与卸载作业由码头机构负责安排执行。本体系负责将空载驳船航行到指定的港口停靠到指定码头，由物流机构和码头机构负责向驳船上装载货物。本体系负责将装载货物的驳船，驱动航行到指定的港口停靠到指定的码头，让卸载驳船上的货物。卸完货物，空船驶离码头，由体系调度控制中心安排去到指定港口指定马头装载货物，或到指定基港检修保养，或停靠某处待命。 [0031] 由调度控制中心、各动力基港控制站、航道航线沿途布局设置的控制通讯基站、各动力艇的控制操纵系统和控制通信信号系统、各驳船的控制操纵系统和控制通信信号系统，构成体系的调度控制网络，实现该航运体系自动化运行。 [0032] 由调度控制中心统一调配动力艇使用和操控动力艇航行。当执勤驱动驳船航行的动力艇的储能电池电量下降到某一定水平后，就会发出储能不足的信号。调度控制中心收到该动力艇电力不足信号，就会调度指令就近动力基港备勤的电量储存充足的动力艇出勤，前去替换正在执勤的电池中储存电能已经不足的动力艇，以能保持驳船航行速度和航程。调度系统指令由就近的动力基港派出合适的储能充足的动力艇预先到达预定的替换地点(水域)，等待需要替换动力艇的驳船到来。需要替换动力艇的驳船到达预定更换地点(水域)，在执勤的储能电池电量已经不足的动力艇，得到到指令后，停止驱动作业，解开与驳船的电气连接和机械连接，并且迅速离开驳船。新来的电力充足的动力艇，迅速自行连接上驳船，驱动驳船继续航行。被替换下来的动力艇，由剩余电能驱动，按照指令，返程通勤，自行行驶至就近动力基港充电。 [0033] 要被替换下去退出执勤的动力艇，脱开与驳船的连接，行驶去附近动力基港；要替换上去执勤的动力艇从动力基港出发行驶到进行替换的预定水域，并与驳船连接上。这都是受体系调度控制中心控制指挥，自动驾驶，自动操作，无需人工干预。 [0034] 被替换下来电力不足的动力艇，自动回到就近的动力基港，或指定的动力基港，自动寻找到空置泊位，自动固定艇位，插接上电源充电。被替换下来的该动力艇控制系统会自动检测诊断是否有需要人工维修维护保养的故障，就会报告调度控制中心，。如需要人工保养维护，调度控制中心指令该动力艇自行行驶到有保养人员可做人工维护保养的动力基港进行人工保养维护。 [0035] 动力艇顶推驱动驳船，驳船尾部设置有能与动力艇连接的传递动力艇驱动推力的装置。 [0036] 驳船船首设置横向双向电力驱动装置，用来在船首产生横向的向左或向右的推力，以使驳船船首可以横向移动，或配合驳船尾舵作用，使驳船转向时减小驳船转向的转向半径，或可以实现驳船原地转向。这种船首横向驱动装置，方便驳船无人化自动驾驶的方向操控。 [0037] 驳船船首的横向双向驱动装置，可以用螺旋桨产生驱动力，也可以采取水泵泵水，一喷水方式产生驱动推力。 [0038] 载客的驳船，可以自动驾驶操控，也可以设置切换为人工操控驾驶。 [0039] 动力艇装置有电动机驱动螺旋桨旋转以在水体中产生驱动力的电力驱动装置。按照需要的驱动力大小，动力艇可以装置多套电力驱动装置。 [0040] 动力艇艇舱内装置电力储存装置——蓄电池，用来给电力驱动装置供电和给艇上操控系统供电，还要给所驱动的驳船供电。 [0041] 本发明的这种替换动力艇维持船舶航行续航的电气化模式的基本思路，源于火车蒸汽机车时代，列车与蒸汽火车头的运行模式。这种把装载货物的船体即驳船与动力部分分开的航运运行模式，在内河航运中早已被广泛应用，就是使用化学燃料产生动力的拖轮，俗称轮船头(对应于火车头)，产生动力，拖拽或顶推驳船。一艘使用燃料的拖轮，只要及时补充燃料及其他物资，理论上，续航能力是无限的。而由蓄电池提供电力的动力艇，续航能力受蓄电池储存电能容量制约，因此，就像蒸汽机车那样，牵引列车一定里程，就要替换下来去加煤加水清理炉渣。动力艇蓄电池储存的电能消耗到一定程度，就要替换下来到动力基港去充电。 [0042] 动力基港是本发明技术方案体系的重要组成部分。动力基港就是停靠动力艇的专用港码头，具有多个动力艇泊位。动力艇泊位具有与动力艇锚固的装置，具有为动力艇蓄电池充电的供电装置及具有与动力艇的信号链接装置。动力基港内，设置有电力来源和变配电装置，以供给动力艇充电。 [0043] 动力基港动力艇泊位，供电装置，可以是岸基永久固定式的；还可以是浮箱活动式的。 [0044] 实施本发明技术方案的优点是：一，不依赖储存“远古太阳能”的燃料化学能为能源，而应用包括风力发电，水力发电，光伏发电的“现代太阳能”产生的电能为能源和清洁的核能——可控核聚变能发电。不使用地球上以化学能方式储存的远古太阳能，就不会破坏地球当下大自然的化学平衡，保护自然环境稳定。二，保留了原来化学燃料动力轮船头与载货驳船各自独立，从而制造简单成本低，方便管理的结构模式的优点。三，这种电气化的驳船，动力艇与动力基港，在内河水道上构成一个航运体系，该体系容易实现自动化无人化系统管理操作。 [0045] 本发明动力艇的一种实施方案是，艇体结构底部呈纵向凹型槽内，装置有电动机与螺旋桨一体结构的电力驱动装置，产生驱动力，推动动力艇前进或后退。这样的电动机与螺旋桨一体式电力驱动装置，便于与动力艇艇身连接安装与拆分，方便维修维护保养。 [0046] 动力艇艇舱内装置有电力储能装置——蓄电池。 [0047] 在动力基港，设置有数量足够的动力艇泊位，泊位有用来将动力艇连接锚定(固定)在泊位的装置。动力基港泊位设置有给动力艇充电的电源及信号源的插接件，可与动力艇上的对接插接件插接，以接通对动力艇的充电电源和接通测控信号。该电源及信号源接插件用能够随着基港水位涨落而自动升降，保持与动力艇上的对应接插件相对应的水平高度，方便动力艇上的电源接插件插拔机械手臂能顺利完成接插件插合或拔出分开。一种简易实施升降方法就是使用浮箱的方法。 [0048] 本发明动力基港的一种实施方案是，由设置有若干动力艇专用泊位的浮箱船、电力供电装置(变电装置)专用的浮箱船、动力艇维修专用的浮动船坞、电力供电电源和通讯控制信号传递系统部分构成。 附图说明[0050] 图1为本发明动力艇的一种实施方案； [0051] 图2为图1动力艇的顶视图(俯视图)； [0052] 图3为图1动力艇的的纵向剖视图； [0053] 图4为图1动力艇的后视(半剖)图； [0054] 图5为图2中连接装置17的一种实施列； [0055] 图6为图2中双向缓冲装置56的一种实施例； [0056] 图7为图6的双向缓冲装置工作状况； [0057] 图8为本发明动力基港的一种实施方案；具体实施方案 [0058] 在图1中，动力艇主甲板1将动力艇整体分为艇身2和艇楼3上下两部分：主甲板1以下的艇身2内的空间为艇的底仓；艇楼3内空间为楼舱；动力艇在水中吃水深度的水面线6处于艇身部分。 [0059] 在图1中，动力艇艇尾设置有自航行小舵装置7，小舵装置7，由舵叶8，舵杆9和操控机构10构成。小舵装置7仅在动力艇单独自行航行时，用来控制动力艇航行方向。当动力艇在顶推驳船的工作状态时，不需要小舵装置7工作，此时，可将小舵装置7的舵叶抬起离开水面，减少航行阻力。当动力艇通过缆索拖拽驳船时，需要使用小舵装置7，以控制动力艇航行方向。 [0060] 在图1中，在艇楼3的前端壁上端引出电气线缆11，电气线缆11端头连接电气接插件12，用来进行电气连接。 [0061] 在图1中，动力艇艇楼上甲板13的前端装置有用来插、拔电气接插件12的机械装置14。艇楼上甲板13后端装置有信号桅杆15。信号桅杆15用来安装标识装置，光信号，无线电信号发射与接收装置。甲板13上设有舱口及舱口盖16。 [0062] 在图1中，驳船尾部的受力立柱55，位于驳船中轴线尾部，用来传递动力艇对驳船的顶推驱动力。 [0063] 在图1中，4个横向喷水口31，(32)，33，(34)，分别布置在艇体左右外侧板的前端与后端水面线6以下的位置。横向喷水口31在艇体左侧前端；横向喷水口33在艇体左侧后端；横向喷水口(32)在艇体右侧前端；横向喷水口(34)在艇体右侧后端。横向喷水口喷水，产生横向反推力，可以推动动力艇横向移动。 [0064] 动力艇对驳船进行顶推驱动，需要动力艇前端具有与立柱55连接钩锁机构。在还未与立柱55连接钩锁之前，动力艇要将连接钩锁机构对准立柱55向前行进，这时，使用横向喷水口31或(32)喷水，艇首产生横向推力，用以调整艇首方向，使连接钩锁机构精确对准立柱55。 [0065] 如果使用左前横向喷水口31与右后横向喷水口(34)配合同时喷水，或者右前横向喷水口(32)与左后横向喷水口33配合同时喷水，可以使动力艇顺、反时针原地转向。 [0066] 在图2中，动力艇前端中心位置设置顶推连接装置17和双向缓冲装置56。连接装置17前端有U型叉口18，用来叉顶受力立柱55。U型叉口18内壁装置有弹性缓冲垫19，用来减缓刚性撞击。当U型叉口18叉卡住立柱55时，抱钩20弹出，钩抱住立柱55，使得连接装置17中，未解开抱钩20时连接装置17，也即动力艇，不能脱离立柱55。 [0067] 双向缓冲装置56，使得连接驳船的连接装置17与动力艇主体之间，缓解向前或向后的冲击。 [0068] 在图2中，主甲板1前端两侧，分别装置了左顶杆21和右顶杆22。左顶杆21顶住驳船尾部的左立杆23；右顶杆22顶住驳船尾部的右立杆24。左顶杆21和右顶杆22的前推与后缩受联动装置25的控制作互补动作，即左顶杆21前推(或后缩)距离与右顶杆22后缩(或前推)的距离相等。操纵联动装置25，使左顶杆21和右顶杆22的前推与后缩联动，可以调整动力艇纵向中轴线，即驱动推力与驳船纵向平分面的水平方向夹角。当夹角为零是时，动力艇全力驱动驳船直线向前航行；当夹角不为零时，驱动力将会对驳船尾部产生横向分推力。调控这个横向分推力与驳船尾舵转向产生的横向推力一致，会有利于驳船转向。 [0069] 在图2中联动装置25的作用，也可以用两只直线动作的液压装置替代，通过电气调节控制液压操作，使左顶杆21与右顶杆22作互补进退。液压介质使用清洁水为佳。 [0070] 在图2中，拖拽钩48和49用来挂搭拖拽缆索，以执行拖拽作业。 [0071] 在图3中，电机螺旋桨一体式推进装置36，安置在动力艇底部纵向凹槽里。一体式推进装置36通过其上两侧连接翼板37与艇身凹槽内支撑板38相连接固定，传递推进力。一体式推进装置36的电机线缆39，通过尾部的连通管40，与艇体底部凹槽上的连通管41相互密封连接而引入底仓4。线缆39从舱底4引入到艇楼楼舱5的前端的电气控制室43。电气控制室43内安装有给蓄电池充电的变流装置和各种电气电控装置。艇楼3的楼舱5的后端设置泵阀室45，装置各种泵与各种控制分配阀。 [0072] 电气控制室43与泵阀室45的门盖都向舱外开，以方便人工检修。 [0073] 在图3中，可打开舱口盖板16，人员从舱口顺爬梯47进入艇舱内。蓄电池组49设置在底舱4中。 [0074] 在图3中，当动力艇执行推进驳船航行作业时，将舵叶抬起离开水面6，以减小航行阻力。 [0075] 在图3中，与接插件12对应相偶配的接插件50，是动力艇所驱动的驳船上的接插件。接插件12与接插件50插接连通，接通了通讯控制信号和电源线路。蓄电池49可向驳船供电。当动力艇停泊在动力基港泊位，接插件50就是连通动力基港电力电源和控制信号的连接接插件，接插件12与接插件50插接联通时，动力基港电源就向蓄电池49充电，同时联通了动力基港与动力艇控制信号。 [0076] 在图4中N为单套电动螺旋桨一体式推进装置的动力艇，电气控制室43与楼舱5舱室之间是密封隔离的。电动机螺旋桨一体式推进装置36，在动力艇底部纵向凹槽内，驱动水流产生推力。在底仓4反向凹槽两边的底仓对称地布局设置蓄电池49。水面线6标明吃水深度。 [0077] 图4中M为装有双套电动螺旋桨一体式推进装置的动力艇。 [0078] 在图5之图A中，复位装置57之拨块58将抱钩20，拨压到待激发位置，棘钩装置59受弹簧60推动，棘钩卡入抱钩20的缺口，勾住抱钩20，这同时压缩了弹簧61。拨快58拨压抱钩20到待激发位置后，拨快58立即自动返回到初始位置，等待下一次拨压操作。由于棘钩卡入抱钩20的缺口，勾住抱钩20，使抱钩20保持在待激发状态位置。扳机62配合棘钩装置59控制抱钩20激发。 [0079] 在图5之B中，U型口18与立柱55相向运动，立柱55挤推扳机62，扳机62上端顶推棘钩装置59，使棘钩装置59之棘钩上抬脱离抱钩20之缺口。失去棘钩限制的抱钩，在弹簧61作用下，迅速由待激发状态激发，钩抱住立柱55。 [0080] 在图5之C中，挡块63限制扳机62自由活动位置范围；弹簧64使扳机62复位。扳机62受到向右推力而向右移动，杠杆作用，其上端将推动棘钩装置59的棘钩上抬。 [0081] 在图6之D中，固定框架65与艇身刚性连接，活动框架66与连接装置17连接，前夹板67，后夹板68与弹性元件69构成缓冲作用的弹性组合件70。E图为D图的横向剖视图。固定框架65限定弹性组合件70的活动范围。 [0082] 在图7之G中，连接装置17处于不受力状态，也没有力传递给活动框架66，活动框架66也就没有向由前夹板67，后夹板68与弹性元件69构成缓冲作用的弹性组合件70施加任何力。弹性组合件70也就没有对固定框架65施加任何作用力。此时，装置处于静止平衡状态。 [0083] 在图7之H中，连接装置17受到向右的推力71。推力71向活动框架66传递，推动弹性组合件70之前夹板67，前夹板67推动弹性元件69，弹性元件69推动后夹板68。后夹板68受固定框架65阻挡限制，不能向右移动。弹性元件69在在前夹板67所传递的推力71作用下压缩体积，起到对连接装置17传递的推力71的缓冲作用。 [0084] 同理，在图7之K中，弹性元件69体积被压缩，起到对连接装置17传递的拉力72的缓冲作用。 [0085] 在图8中，100为水道的水岸线；水岸线100的上边为陆岸，以下为水域；101是水域的航道部分；在近岸边不影响航道101通航的水域设置动力基港。陆岸上的102为供电电源；103为基港控制站控制通信信号塔，发送和接受各种控制通讯信号。近岸水域中105，106， 107，108为动力艇泊位浮箱，每个浮箱上有若干个动力艇泊位。109为变配电装置船箱，供电电源从陆岸上电源102用电缆引入；经变压器变换为适用电压，经配电装置分配，由电缆输送到各个动力艇泊位浮箱。适用电源进入各泊位浮箱中，再分配到各泊位供电电源接插件，给停泊充电的动力艇供电。113为部分动力基港配置的人工保养维修动力艇的专用浮动船坞。专用浮动船坞113可以抬升大小功率的动力艇，方便人工维修保养动力艇。 [0086] 停靠锚定在泊位上的动力艇，通过与泊位的电气接插件连接，接通了与泊位的电力电源连接和通信控制线缆的连接。泊位浮箱上各泊位的控制信号线缆汇总，连接到变配电装置船箱109。各泊位浮箱的控制信号线缆在船箱109上汇集，与陆岸上的控制通信信号塔103的信号线缆连接。 [0087] 停靠在动力基港泊位的动力艇，与控制站信号塔103连接了通信控制线缆，基港控制中心通过信号线缆检测操控该动力艇，也可以通过无线信号连接操控。 [0088] 动力艇脱开与泊位的信号线缆连接，就要通过基港控制站和沿航线的各控制通讯基站之间的无线信号联系，检测和操控。 [0089] 图8的动力基港实施方案，采用动力艇泊位船箱和变配电装置船箱结构。泊位船箱和变配电装置船箱，都在工厂里按统一标准制造安装完成。采用这些标准浮箱船箱建设动力基港，方便快捷，灵活机动。 [0090] 动力基港选址建设，要充分考虑航道汛期与枯水期水位，保证通航枯水期，动力基港有足够的水深。有的情况，需要动用土工，建设适用的港区水域。 [0091] 注意这些浮动设施的锚定方法，保持涨落水时，各设施位置相对稳定。 [0092] 不配置113专用浮动船坞的基港，不承担动力艇维修保养任务，为普通动力基港，普通基港设计为无人员值守。相隔若干个普通动力基港，配置专用浮动船坞，承担动力艇保养维修和体系的驳船保养维修。 [0094] 内河航运电气化的这种蒸汽机车运行模式思路，同样运用于公路物流运输体系。这种运用，必须首先实现汽车电气无人化自动驾驶。 [0095] 系统由动力车头，拖挂车，交换站和指挥控制中心网络组成。 [0097] 拖挂车，就是装载货物的带有承载轮的车厢。当前使用的拖挂车只有承载重力被动车轮，没有产生驱动力的驱动车轮。本发明方案思路的拖挂车设计有电动的驱动车轮。该驱动车轮由拖拽它的动力车头携带的蓄电池供电，并受该动力车头控制系统的控制。 [0098] 动力车头拖拽一拖挂车，就构成一车组。 [0099] 交换站，给动力车头电池组充电和为拖挂车更换拖拽动力车头的一处服务专区。 [0100] 指挥控制中心检测到某一行驶中的车组，执行拖拽的动力车头蓄电池组电力不足，就指令该车组行驶到前方的交换站，进行更换动力车头。到达交换站交换服务专区，指令拖拽的电力不足的动力车头自动解脱与拖车的连接装置，自行去到充电专区去充电。接受指令，一电力充足的动力车头驶来与该拖挂车自动连接后，拖拽该拖挂车继续行驶。 [0101] 这种公路汽车自动运输物流系统，最简单的方式，不是更换动力车头，不需要更换动力车头，而是只更换储能的电池组，因而，不需要设计动力车头和后挂的车厢，而是现在普遍应用的车头车厢整体结构的卡车。 [0102] 自动驾驶的电动卡车，车头部位没有燃料发动机装置，也不需要驾驶人员的驾驶室装置，而在车头发动机，驾驶室的位置安装电池组和自动控制装置。 [0103] 把电池组设计制作成一个完整的电池包，电池包按装在车头部位，当需要更换电池时，就更换整个电池包。直接更换电池包的操作就很简便，使用专用的工具设备，一分钟之内就能完成更换电池包，车辆将继续行驶。 [0104] 这样更换电池包的电动汽车物流运输体系模式，具有如下优点： [0105] 保留车头车身整体结构的坚固性和制造的简单性； [0106] 更换电池包快捷方便，缩短车辆停驶时间； [0107] 这样的自动驾驶的电动卡车物流运输体系，不需要人员驾驶，也就不需要驾驶人员，就可大幅节约人工成本； [0108] 无人自动驾驶，不存在人员驾驶的疲劳问题，车辆可昼夜连续行驶，从而可以大幅度提高车辆设备使用率； [0109] 车辆昼夜连续行驶，提高物流的快速时效； [0110] 各种优点集合，总体上就降低了物流成本。 [0111] 使用更换电池包运行模式，电池包可以设计为适应不同气温环境的不同形式的电池包。例如，适应寒冷气候的耐寒电池包和适应炎热气候的耐热电池包。 [0112] 在冬日北方寒冷地带，换电站给车辆更换的是耐环境寒冷的电池包。 [0113] 夏季，在炎热的南方，换电站给车辆更换的是耐环境高温的电池包。 [0114] 耐寒电池包，只是在普通电池包外增加上保温措施，防止电池温度过低而降低电池储能效率； [0115] 耐热电池包，只是在普通电池包外增加上降温措施，防止电池温度过高而降低电池使用寿命。 |
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