CN105835851B - 一种间歇通电空气储能纯电动公交客车 - Google Patents

一种间歇通电空气储能纯电动公交客车 Download PDF

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Abstract

本发明一种间歇通电空气储能纯电动公交客车，利用电动公交客车在停靠站通过设置在停靠站的充电线，通电驱动电动客车油泵电动机，通过液压系统的控制转换成空气能储存在蓄能器中，并且加上公交客车在行驶过程中经常停靠刹车，产生的惯性势能通过液压系统的控制转换成空气能储存在蓄能器中形成新的动力，将这两项能量合并在一起，驱动公交客车运行，本发明解决了纯电动客车动力电池多、出力小、价格贵、有化学危险等不足，直接将电能和空气储能结合，形成了一种新型的纯电动公交客车，起到高效节能减排作用。

Description

一种间歇通电空气储能纯电动公交客车
技术领域
本发明涉及的是一种用于城市公共交通客车的纯电动空气蓄能公交客车，本发明利用电能直接驱动油泵电动机通过蓄能器蓄能，并且利用公交客车在行驶过程中经常停靠刹车，产生的惯性势能通过液压系统的控制转换成空气能储存在蓄能器中，驱动车辆前进，节省了大量能源，用于解决纯电动客车动力电池多、出力小、价格贵、有化学危险等不足，起到高效节能减排作用。本发明属于交通运输领域。
技术背景
城市纯电动公交客车一般均采用锂电池作为动力源，以电动机驱动车辆，结构简单、调速控制方便、且在行驶中无排放。但其不足之处在于电池组体积庞大、份量重，充电需一定时间，电池组价格不但昂贵而且具有很大的衰减性，造成维护成本的增加，同时也会造成二次污染，并且电池动力客车的充电桩的设立也是很大的投入。如何既利用城市电力能源的方便，又脱离动力电池的不足和缺陷，将纯电力和液压驱动、空气储能结合起来，使得电动公交客车在停靠站通过设置在停靠站的充电线，通电驱动油泵电动机、通过蓄能器储能，并且加上公交客车在行驶过程中经常停靠刹车，产生的惯性势能通过液压系统的控制转换成空气能储存在蓄能器中形成新的动力，驱动公交客车运行，是本发明要解决的问题。
发明内容
本发明一种间歇通电空气储能纯电动公交客车，利用电动公交客车在停靠站通过设置在停靠站的充电线，通电驱动电动客车油泵电动机，通过液压系统的控制转换成空气能储存在蓄能器中，并且加上公交客车在行驶过程中经常停靠刹车，产生的惯性势能通过液压系统的控制转换成空气能储存在蓄能器中形成新的动力，将这两项能量合并在一起，驱动公交客车运行，本发明解决了纯电动客车动力电池多、出力小、价格贵、有化学危险等不足，直接将电能和空气储能结合，形成了一种新型的纯电动公交客车，起到高效节能减排作用。
间歇通电空气储能纯电动公交客车包括：架空线1、接电器2、车辆前桥3、制动踏板4、制动传感器5、加速踏板6、加速传感器7、油箱8、电压传感器9、备用电池组10、电气控制器11、液压控制器12、压力传感器13、蓄能器14、油泵15、油泵电动机16、液压马达17、变速箱18、车辆传动轴19、车辆后桥20，其特征为：液压力的建立和电池组的充电：当车辆停站时电气控制器11通过电压传感器9、压力传感器13检测备用电池组10的电压和液压控制器12中的压力，如小于设定值，在电气控制器11的指令下接电器2自动升起与架空线1接触，电气控制器11中相应程序工作，接通备用电池组10的充电回路和起动油泵电动机16，油泵15旋转，液压控制器12中的相应阀件打开，油箱8中的液压油被吸入油泵15，在油泵15的旋转压缩下高压油经液压控制器12中的相应阀件进入蓄能器14储存起来，当压力传感器13和电压传感器9达到设定值时油泵电动机16停止工作，备用电池组10停止充电，接电器2自动收回，车辆的启动和运行：启动车辆时踩下加速踏板6，加速传感器7的信号经过电气控制器11的调制放大与液压控制器12中的相应阀件组成比例闭环器，高压油从蓄能器14经液压控制器12中的相应阀件进入液压马达17，驱动液压马达17旋转，液压马达17的输出力矩通过变速箱18、传动轴19驱动后桥20旋转，在后桥20的带动下前桥3旋转，车辆前进，车速随着加速传感器7电信号的加大而提高，制动能量回收：当车辆需要制动时，踩下制动踏板4，制动传感器5输出信号，经过电气控制器11的指令，液压控制器12中的相应阀件打开，此时液压马达17转换为液压泵工况，在车辆惯性力的驱动下，后桥20的转矩经过传动轴19、变速箱18拖动液压马达17旋转，油箱8的液压油被吸入液压马达17，在液压马达17的旋转压缩下高压油经液压控制器12中的相应阀件进入蓄能器14储存起来，当达到压力传感器13的设定值时，液压控制器12中的定压阀打开，高压油经定压阀流回油箱8，此时车辆进入缓速状态。
本发明有如下特点：
1.本发明的备用电池组主要为车辆的照明、空调提供电力，应急时亦可通过电气控制器11对油泵电动机16供电，驱动油泵15打油，使之驱动车辆前进。
2.本发明的架空线1设置在公交客车的停靠站路边，当公交客车进入停靠站路边时，电压传感器9、压力传感器13检测备用电池组10的电压和液压控制器12中的压力，如小于设定值，在电气控制器11的指令下接电器2自动升起与架空线1相接触，接通备用电池组10的充电回路进行充电，并起动油泵电动机16和相应部件，使得蓄能器14储能。
4.本发明的蓄能器14为4-8个，安装在公交客车顶部，增加蓄能器的蓄能容量。
5.本发明的蓄能器14为碳纤维、钢或合金材料，碳纤维蓄能器大大减轻了蓄能器重量。
6.本发明的接电器2为公交客车顶部到架空线1之间的辫状连接装置，不工作时，该装置平躺在公交客车车顶，工作时，该装置会在电气控制器11的指令下自动升起，和架空线1接触。
7.本发明的架空线1安装在公交客车停靠站旁边，架空线长度为30米。
8.本发明架空线1的电源从公交客车停靠站原有电源取得。
附图说明
如图1为本发明一种间歇通电空气储能纯电动公交客车示意图。
如图1所示：
本发明主要有：架空线1、接电器2、车辆前桥3、制动踏板4、制动传感器5、加速踏板6、加速传感器7、油箱8、电压传感器9、备用电池组10、电气控制器11、液压控制器12、压力传感器13、蓄能器14、油泵15、油泵电动机16、液压马达17、变速箱18、车辆传动轴19、车辆后桥20。
1.液压力的建立和电池组的充电：当车辆停站时电气控制系统11通过电压传感器9、压力传感器13、检测电池组10的电压和液压控制系统12中的压力。如小于设定值，在电气控制系统11的指令下接电器2自动升起与架空线1相接触。电气控制系统11中相应程序工作，接通备用电池组10的充电回路和起动油泵电动机16，油泵15旋转，液压控制系统12中的相应阀件打开，油箱8中的液压油被吸入油泵15，在油泵15的旋转压缩下高压油经液压控制系统12中的相应阀件进入蓄能器14储存起来，当压力传感器13和电压传感器9达到设定值时油泵电动机16停止工作，备用电池组10停止充电，接电器2自动收回。
2.车辆的启动和运行：启动车辆时踩下加速踏板6加速传感器7的信号经过电气控制系统11的调制放大与液压控制系统12中的相应阀件组成比例闭环系统，高压轴从蓄能器14经液压控制系统12中的相应阀件进入液压马达17，驱动液压马达17旋转。液压马达17的输出力矩通过变速箱18、传动轴19驱动后桥20旋转，在后桥20的带动下前桥3旋转，车辆前进，车速随着加速传感器7电信号的加大而提高。
3.制动能量回收：当车辆需要制动时，踩下制动踏板4，制动传感器5输出信号。经过电气控制系统11的指令，液压控制系统12中的相应阀件打开。此时液压马达17转换为液压泵工况。在车辆惯性力的驱动下，后桥20的转矩经过传动轴19、变速箱18拖动液压马达17旋转。油箱8的液压油被吸入液压马达17。在液压马达17的旋转压缩下高压油经液压控制系统12中的相应阀件进入蓄能器14储存起来。当达到压力传感器13的设定值时，液压控制系统12中的定压阀打开，高压油经定压阀流回油箱8，此时车辆进入缓速状态。
4.备用电池组：备用电池组主要为车辆的照明、空调等提供电力。应急时亦可通过电气控制系统11对油泵电动机16供电，驱动油泵15打油，使之驱动车辆前进。

Claims (5)

1.一种间歇通电空气储能纯电动公交客车，包括：架空线(1)、接电器(2)、车辆前桥(3)、制动踏板(4)、制动传感器(S)、加速踏板(6)、加速传感器(7)、油箱(8)、电压传感器(9)、备用电池组(10)、电气控制器(11)、液压控制器(12)、压力传感器(13)、蓄能器(14)、油泵(15)、油泵电动机(16)、液压马达(17)、变速箱(18)、车辆传动轴(19)、车辆后桥(20),其特征为：液压力的建立和电池组的充电：当车辆停站时电气控制器(11)通过电压传感器(9)、压力传感器(13)检测备用电池组(10)的电压和液压控制器(12)中的压力，如小于设定值，在电气控制器(11)的指令下接电器(2)自动升起与架空线(1)相接触，电气控制器(11)中相应程序工作，接通备用电池组(10)的充电回路和起动油泵电动机(16),油泵(15)旋转，液压控制器(12)中的相应阀件打开，油箱(8)中的液压油被吸入油泵(15),在油泵(15)的旋转压缩下高压油经液压控制器(12)中的相应阀件进入蓄能器(14)储存起来，当压力传感器(13)和电压传感器(9)达到设定值时油泵电动机(16)停止工作，备用电池组(10)停止充电，接电器(2)自动收回；车辆的启动和运行：启动车辆时踩下加速踏板(6),加速传感器(7)的信号经过电气控制器(11)的调制放大与液压控制器(12)中的相应阀件组成比例闭环器，高压油从蓄能器(14)经液压控制器(12)中的相应阀件进入液压马达(17),驱动液压马达(17)旋转，液压马达(17)的输出力矩通过变速箱(18)、传动轴(19)驱动后桥(20)旋转，在后桥(20)的带动下前桥(3)旋转，车辆前进，车速随着加速传感器(7)电信号的加大而提高；制动能量回收：当车辆需要制动时，踩下制动踏板(4),制动传感器(S)输出信号，经过电气控制器(11)的指令，液压控制器(12)中的相应阀件打开，此时液压马达(17)转换为液压泵工况，在车辆惯性力的驱动下，后桥(20)的转矩经过传动轴(19)、变速箱(18)拖动液压马达(17)旋转，油箱(8)的液压油被吸入液压马达(17)，在液压马达(17)的旋转压缩下高压油经液压控制器(12)中的相应阀件进入蓄能器(14)储存起来，当达到压力传感器(13)的设定值时，液压控制器(12)中的定压阀打开，高压油经定压阀流回油箱(8),此时车辆进入缓速状态；
所述备用电池组主要为车辆的照明、空调提供电力，应急时亦可通过电气控制器(11)对油泵电动机(16)供电，驱动油泵(15)打油，使之驱动车辆前进；
所述架空线(1)设置在公交客车的停靠站路边，当公交客车进入停靠站路边时，电压传感器(9)、压力传感器(13)检测备用电池组(10)的电压和液压控制器(12)中的压力，如小于设定值，在电气控制器(11)的指令下接电器(2)自动升起与架空线(1)相接触，接通备用电池组(10)的充电回路进行充电，并起动油泵电动机(16)和相应部件，使得蓄能器(14)储能；
所述蓄能器(14)为4-8个，安装在公交客车顶部，增加蓄能器的蓄能容量。
2.根据权利要求1所述的一种间歇通电空气储能纯电动公交客车，其特征在于，蓄能器(14)为碳纤维、钢或合金材料。
3.根据权利要求1所述的一种间歇通电空气储能纯电动公交客车，其特征在于，接电器(2)为公交客车顶部到架空线(1)之间的辫状连接装置，不工作时，该装置平躺在公交客车车顶，工作时，该装置会在电气控制器(11)的指令下自动升起，和架空线(1)接触。
4.根据权利要求1所述的一种间歇通电空气储能纯电动公交客车，其特征在于，架空线(1)安装在公交客车停靠站旁边，架空线长度为30米。
5.根据权利要求1所述的一种间歇通电空气储能纯电动公交客车，其特征在于，架空线(1)的电源从公交客车停靠站原有电源取得。
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