CN201816447U - 一种利用超级电容器储能的插电式混合动力城市客车 - Google Patents

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周广亮
王海杰
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Abstract

一种利用超级电容器储能的插电式混合动力城市客车，它主要由底盘、车身、发动机、电机驱动系统、受电弓控制器、受电弓、车载充电机、超级电容器组、开关箱、辅助系统和低压供电系统组成，发动机和车身分别安装在底盘上，受电弓安装在车身顶部，受电弓分别与受电弓控制器和车载充电机连接，车载充电机与发动机连接，开关箱分别与超级电容器组、电机驱动系统、车载充电机、辅助系统和低压供电系统电信号连接。本实用新型采用公共电网供电，大幅度降低了公共交通的运营成本；采用再生能量回收技术，提高了车辆的能量利用率；利用超级电容器作为储能装置，提高了储能装置的使用寿命；同时也降低车辆的维护成本。

Description

一种利用超级电容器储能的插电式混合动力城市客车
技术领域
本发明涉一种环保型城市客车，具体涉及一种利用超级电容器作为储能装置的插电式电动城市公交客车。
背景技术
城市公交客车作为城市公共交通的主要运输车辆，其主要特点是运行距离短；车辆平均运行速度低，启动频繁，起步加速快，制动及怠速时间长(约占整个运行周期的50％)；另外我国南北地区温度差别高达60℃，在-30～35℃间。上述工况导致现有内燃机驱动的公交车辆存在能耗大，环境污染严重等问题，因此今后城市公交客车以发展插电式混合动力车和纯电动电动客车为主，但目前上述技术存在以下问题：
1、电池储能式电动客车充电时间长，充电站站地面积大。目前电池储能式电动客车的充电时间一般在3～6小时，因此只能在夜间集中充电。按照每条线路40台车计算，每条线路需要一座占地面积在1200～1600m2的充电站。一个拥有200条线路的繁华城市在市区中拿出24万平方米～32万平方米的地方建充电站，显然是无法实现的。
2、北方城市冬季气温低，电池储能式电动客车难以正常运行。我国北方城市夜间最低温度在-30℃左右，而且大多数车辆夜间停在道路两旁，没有暖库，因此夜间低温充电困难；即使解决了充电问题，白天运行时电池的有效输出能量减少20～40％。
3、动力电池的循环使用寿命短。目前电池储能式电动客车以装备锂离子电池为主，在现有技术下，高压锂离子电池组的循环使用寿命在600次以内，因此在城市客车中的使用寿命为两年，即在车辆寿命周期内，每台车需要3～4套电池，成本难以接受。
4、城市公交客车利用电池实现插电混合动力驱动没有实际意义。插电式混合动力车的经济性能和环保性能更接近纯电动车，但前提是车辆每日平均行驶里程在50km以内(纯电动行驶)。城市公交客车每日行驶距离在200～300km，采用插电混合动力驱动模式与采用轻度混合动力驱动模式的效果是相同的，而电池成本是轻度混合动力模式的3～5倍。
发明内容
为了解决上述问题，本发明的任务是提供一种利用超级电容器储能的插电式混合动力电动客车，它利用超级电容器的快速充电特性作为插电式混合动力客车的储能装置，在车辆正常运行时利用终点站的充电设备充电，然后由超级电容器驱动车辆行驶到另一个终点站，再充电后返回，实现全天纯电动行驶。当车辆在意外情况下单次运行距离超过15km时利用车载发电机组发电驱动车辆行驶。
它主要由底盘，车身，发动机，电机驱动系统，受电弓控制器、受电弓、车载充电机、超级电容器组、开关箱、辅助系统和低压供电系统组成，发动机和车身分别安装在底盘上，受电弓安装在车身顶部，受电弓分别与受电弓控制器和车载充电机连接，车载充电机与发动机连接，开关箱分别与超级电容器组、电机驱动系统、车载充电机、辅助系统和低压供电系统电信号连接。
本实用新型还具有如下特点：
1、所述的电机驱动系统包括电机控制器、牵引电机和变速箱，电机控制器与牵引电机电信号连接，牵引电机和变速箱连接。
2、所述的低压供电系统包括DC/DC转换电源和蓄电池组，DC/DC转换电源电信号连接蓄电池组。
3、所述的辅助系统包括第一变频器、第二变频器、第一电动机、第二电动机、AC/DC逆变电源和空调机组，第一变频器电信号连接第一电动机，第一电动机连接空压机，第二变频器电信号连接第二电动机，第二电动机连接助力泵，AC/DC逆变电源电信号连接空调机组。
4、所述的DC/DC转换电源和蓄电池分别与照明系统电信号连接。
本实用新型具有如下优点：
采用公共电网供电，大幅度降低了公共交通的运营成本；采用再生能量回收技术，提高了车辆的能量利用率；利用超级电容器作为储能装置，提高了储能装置的使用寿命，做到与整车同寿命，同时也降低车辆的维护成本。
附图说明
图1是本发明的电容储能式插电混合动力城市客车的电气系统配置示意图；
其中1、受电弓，2、车载充电机，3、发动机，4、超级电容器组，5、开关箱，6、蓄电池组，7、DC/DC转换电源，8、照明系统，9、电机控制器，10、牵引电机，11、变速箱，12、第一变频器，13、第一电动机，14、空压机，15、第二变频器，16、第二电动机，17、助力泵，18、AC/DC逆变电源，19、空调机组，20、受电弓控制器。
本实用新型主要由底盘，车身，发动机，电机驱动系统，受电弓控制器、受电弓、车载充电机、超级电容器组、开关箱、辅助系统和低压供电系统组成，发动机和车身分别安装在底盘上，受电弓安装在车身顶部，受电弓分别与受电弓控制器和车载充电机连接，车载充电机与发动机连接，开关箱分别与超级电容器组、电机驱动系统、车载充电机、辅助系统和低压供电系统电信号连接。所述的电机驱动系统包括电机控制器、牵引电机和变速箱，电机控制器与牵引电机电信号连接，牵引电机和变速箱连接。所述的低压供电系统包括DC/DC转换电源和蓄电池组，DC/DC转换电源电信号连接蓄电池组，DC/DC转换电源和蓄电池组分别与照明系统电信号连接。所述的辅助系统包括第一变频器、第二变频器、第一电动机、第二电动机、AC/DC逆变电源和空调机组，第一变频器电信号连接第一电动机，第一电动机连接空压机，第二变频器电信号连接第二电动机，第二电动机连接助力泵，AC/DC逆变电源电信号连接空调机组。
本发明的插电式混合动力城市客车解决了城市客车无法实现插电式混合动力驱动的问题，在线路正常运营时实现纯电动模式行驶，即减少了能源成本又降低了发动机的尾气排放和车辆行驶噪音。同时车辆又具备长距离行驶的能力和低温行驶能力。

Claims (5)

1.一种利用超级电容器储能的插电式混合动力城市客车，它主要由底盘，车身，发动机，电机驱动系统，受电弓控制器、受电弓、车载充电机、超级电容器组、开关箱、辅助系统和低压供电系统组成，其特征在于：发动机和车身分别安装在底盘上，受电弓安装在车身顶部，受电弓分别与受电弓控制器和车载充电机连接，车载充电机与发动机连接，开关箱分别与超级电容器组、电机驱动系统、车载充电机、辅助系统和低压供电系统电信号连接。
2.根据权利要求1所述的一种利用超级电容器储能的插电式混合动力城市客车，其特征在于：所述的电机驱动系统包括电机控制器、牵引电机和变速箱，电机控制器与牵引电机电信号连接，牵引电机和变速箱连接。
3.根据权利要求1所述的一种利用超级电容器储能的插电式混合动力城市客车，其特征在于：所述的低压供电系统包括DC/DC转换电源和蓄电池组，DC/DC转换电源电信号连接蓄电池组。
4.根据权利要求1所述的一种利用超级电容器储能的插电式混合动力城市客车，其特征在于：所述的辅助系统包括第一变频器、第二变频器、第一电动机、第二电动机、AC/DC逆变电源和空调机组，第一变频器电信号连接第一电动机，第一电动机连接空压机，第二变频器电信号连接第二电动机，第二电动机连接助力泵，AC/DC逆变电源电信号连接空调机组。
5.根据权利要求3所述的一种利用超级电容器储能的插电式混合动力城市客车，其特征在于：所述的DC/DC转换电源和蓄电池组分别与照明系统电信号连接。
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