CN206841189U - 快换式电池液压制动能量回收电动公交客车 - Google Patents
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Abstract
电动公交客车一般要求充电一次的续航里程在200公里以上来保证公交客车一天的行驶里程，因此一般均要装载6个以上的电池，其重量接近2吨。公交客车每天要背负如此重量来回跑，造成能量浪费和运载乘客减少，同时每辆电动公交客车必须占用一个充电桩和充电桩土地，造成极大能源、资金和土地需求负担。本实用新型提出了快换式电池液压制动能量回收电动公交客车，通过电动机主动力与液压混合动力制动能量装置的结合，每辆电动公交客车只需安放一组电池，并在一条线路设置一个简易电池充电站，以便减少充电桩、减少充电桩土地，减少能量消耗，使得电动公交客车行驶每一路程都是优化的、轻盈的、准确用电的，来满足城市对新能源公交客车的需求。
Description
技术领域
本实用新型涉及到以电动机为主动力的电动公交客车，具体涉到电动机动力和车辆液压制动能量回收动力结合的快换式电池液压制动能量回收电动公交客车，通过电动机主动力与液压混合动力节能减排装置的结合，以及对一条线路的每辆电动公交客车一组电池更换充电，实现减少公交客车电池数量，减少充电桩，减少运载负荷，减少运行能耗的新型电动公交客车，属交通运输领域。
背景技术
新能源电动公交客车一般要求充电一次的续航里程在200km以上来保证公交客车一天的行驶里程，因此公交电动客车一般均要装载6个以上的电池，其重量接近2000kg。公交大客车每天要背负如此重量来回跑，造成许多能量的浪费和乘客负荷减少。同时每辆电动汽车必须占用一个充电桩和充电桩土地，对大量发展城市新能源公交客车造成极大资金和土地需求负担。虽然目前已有城市设置的适合各种电池充电换电池大型汽车电池更换站，但由于软硬件的配套复杂，费用大，设备多，操作困难，还没被电动公交客车公司大量采用，本实用新型的基本出发点就是在保证电动公交客车正常工况的前提下，增加液压制动能量回收装置，建立小型专用电动公交客车电池充电站，减少车载电池的数量，减少充电桩、减少充电桩土地空间，减少能量消耗，并使车辆轻量化，来满足城市对新能源公交客车的需求。
发明内容
本实用新型一种快换式电池液压制动能量回收电动公交客车，包括：低压油箱1、进油过滤器2、囊式蓄能器3、车辆前桥4、回油散热器5、止回阀6、液压控制器7、电气控制器8、制动传感器9、加速传感器10、液压力传感器 11、电压传感器12、电流传感器13、电池锁紧装置14、电池15、电池接电装置16、带滑槽小车17、电池滑槽18、斜轴式柱塞泵19、混合动力箱20、车辆驱动电动机21、车辆传动轴22、车辆后桥23、其连接方法为：带滑槽的小车17用于从公交客车上更换电池15更换电池时先将空的带滑槽小车17推至公交大客车的电池旁，松开电池锁紧装置14，将已运行一趟来回线路的电池15拉上带滑槽小车17，将装有已充电电池15通过滑槽小车17推至公交客车滑槽，电池接电装置16自动结合，将已充电电池15组锁紧装置14板至锁紧位置，移开带滑槽的小车17，电池15更换完毕，液压制动能量回收：当车辆需制动时可轻踩制动踏板，制动传感器9接收到制动信号，在电气控制器8的指令下，混合动力箱20中的蓄能离合器结合，液压控制器7中相应的阀件打开，车轮的旋转力矩通过车辆后桥23、车辆传动轴22、车辆驱动电动机21的转子轴、混合动力箱20带动斜轴式柱塞泵19旋转，旋转的斜轴式柱塞泵19 将低压油箱1中液压油经进油过滤器2、止回阀6、液压控制器7吸入斜轴式柱塞泵19，在斜轴式柱塞泵19中的柱塞连续压缩下，低压油变成了高压油经液压控制器7中的相应阀件进入囊式蓄能器3中储存起来，如液压力传感器 11检测到的压力信号达到了设定值，液压控制器7中的相应阀件关闭，高压油经液压控制器7中的安全阀、回油散热器5流回低压油箱1，此时产生的高压油对行驶的车辆起缓速作用，可减少车辆制动蹄的磨损，降低车辆的维护成本，液压力驱动公交客车：车辆启动时轻踩加速踏板，加速转感器10接收到加速信号，在电气控制器8的指令下，液压力传感器11检测液压器中的压力，如压力满足设定值要求，混合动力箱20中的放能离合器结合，液压控制器7 中的相应阀件打开，囊式蓄能器3中的高压油经液压控制器7进入斜轴式柱塞泵19，高压油推动液压马达旋转，液压马达的旋转力矩带动混合动力箱20、车辆驱动电动机21的转子轴、车辆传动轴22、车辆后桥23旋转，推动车辆前桥4，驱动车辆前进，液压马达排出的低压油经液压控制器7中的相应阀件、回油散热器5流回低压油箱1，在液压力的驱动下车辆的前进速度可达25km/h，继续踩下加速踏板接通车辆驱动电动机21的控制电路，车辆在驱动电动机21的驱动下前进，消耗电池15的能量，此时车辆在需要大电流驱动的起步阶段利用回收起来的液压制动能量，电动机不工作，没有电能消耗，电压传感器12，电流传感器13用于监控电池15的工作状态，确保电动公交大客车的安全运行。本实用新型特点：
1.本实用新型一种快换式电池液压制动能量回收电动公交客车，其特点在于电力驱动和液压驱动是两套完全独立的驱动器，电动客车可用电力单独启动，亦可用液压能单独启动，在需要大扭矩输出时，亦可用电、液联合启动，以增加输出功率。
2.本实用新型一种快换式电池液压制动能量回收电动公交客车，其特点在于混合动力箱20内的离合器采用钢质、湿式摩擦离合器，由气动压力产生正压力，具有切换平稳、无冲击、输出扭矩大的特点。
3.本实用新型一种快换式电池液压制动能量回收电动公交客车，其特点在于两种动力驱动方式的切换，是通过对压力、速度传感器信号的检测，在电气程序控制的指令下自动进行平稳的切换。
4.本实用新型一种快换式电池液压制动能量回收电动公交客车，其特点在于电动客车里的电池根据公交客车线路一次来回路程需要电量配置。
5.本实用新型一种快换式电池液压制动能量回收电动公交客车，其特点在于电动客车电池15搬离公交客车后，可将多辆公交客车的电池集中充电。
6.本实用新型一种快换式电池液压制动能量回收电动公交客车，其特点在于带滑槽小车17为小型电动运载车，其轨道高度和电动公交客车电池箱轨道同样高度。
7.本实用新型的一种快换式电池液压制动能量回收电动公交客车，其特点在于带滑槽小车17为双轨道小车，一组轨道用于将行驶来回路程后的电池搬离电动公交客车电池滑槽，另一组轨道用于将充电电池推入电动公交客车电池滑槽。
8.本实用新型的一种快换式电池液压制动能量回收电动公交客车，其特点在于从电动公交客车更换出来的电池，具有对应该电动公交客车编号和安放该电池的仓位号，以便充电后放入相应的位置，并符合有关部门电动公交客车放置规定和控制。
9.本实用新型一种快换式电池液压制动能量回收电动公交客车，其特点在于该类型电动公交客车安放2组电池，一组放入电动公交客车运行，一组离线充电。当电动公交客车运行一个来回达到终点时，将离线充电的电池更换到电动公交客车上。
10.本实用新型一种快换式电池液压制动能量回收电动公交客车，其特点在于，本实用新型的公交客车电池小型充电站仅供一条线路的几十辆电动公交客车的电池充电，和目前城市设置的适合各种电池充电换电池大型汽车电池更换站完全不同，这种大型充电换电池站软硬件配套复杂，费用大，设备多，操作困难。
本实用新型适当放大了原蓄能器容量，以满足油马达输出扭矩的增大和转速的匹配，以克服原有技术的车辆起步缓慢，起动扭矩不足的缺陷。
本实用新型重点放在利用车辆在刹车缓速过程中，从传动轴还处在惯性转动状态时从中取力，驱动油泵工作，同时又能使车辆在刹车缓速过程中油泵又成为缓速中的阻尼负载，减轻刹车制动摩擦力，降低摩擦片的损耗。
本实用新型利用独立液压动力传递装置与液压驱动车桥相联，不改动公交客车车桥设计，有利于节能减排液压混合动力装置的系列化和规范化设计，便于推广应用。
本实用新型充分利用公交客车多停靠站，多刹车储能的特点，获取大量制动能量，对城市公交客车最适宜。
本实用新型和目前城市铺设的大型汽车电池更换站不同之处在于，本实用新型的公交客车电池小型充电站仅供一条线路的几十辆电动公交客车的电池充电，每组电池都具有对应该线路电动公交客车编号和安放该电池的仓位号，以符合有关部门电动公交客车放置规定和控制，大大减少了大型汽车电池更换站建设费用和复杂软硬件管理。
本实用新型首次将区域链去中心化理论用于交通运输行业，使得电动客车里的电池根据公交客车线路一次来回路程需要电量配置，而不是将公交电动客车一天需要装载6个以上的重量接近2000kg的电池放在客车里，背负如此重量来回跑，使得每一路程都是优化的、轻盈的、准确用电的。
附图说明
图1为本实用新型装置示意图。
具体实施方式
如图1所示：
本实用新型主要有，低压油箱1、进油过滤器2、囊式蓄能器3、车辆前桥4、回油散热器5、止回阀6、液压控制器7、电气控制器8、制动传感器 9、加速传感器10、液压力传感器11、电压传感器12、电流传感器13、电池锁紧装置14、电池15、电池接电装置16、带滑槽小车17、电池滑槽18、斜轴式柱塞泵19、混合动力箱20车辆驱动电动机21、车辆传动轴22、车辆后桥23。
1.快速电池更换：带滑槽的小车17用于从公交客车上更换电池15，更换电池时先将空的带滑槽小车17推至公交大客车的电池旁，松开电池锁紧装置14，将已运行一趟来回线路的电池15拉上带滑槽小车17，将装有已充电电池15通过滑槽小车17推至公交客车滑槽，电池接电装置16自动结合，将已充电电池15锁紧装置14板至锁紧位置，移开带滑槽的小车 17，电池15更换完毕。
2.液压制动能量回收：当车辆需制动时可轻踩制动踏板，制动传感器9 接收到制动信号，在电气控制器8的指令下，混合动力箱20中的蓄能离合器结合，液压控制器7中相应的阀件打开，车轮的旋转力矩通过车辆后桥23、车辆传动轴22、车辆驱动电动机21的转子轴、混合动力箱20带动斜轴式柱塞泵19旋转，旋转的斜轴式柱塞泵19将低压油箱1中液压油经进油过滤器2、止回阀6、液压控制器7吸入斜轴式柱塞泵19，在斜轴式柱塞泵19中的柱塞连续压缩下，低压油变成了高压油经液压控制器7 中的相应阀件进入囊式蓄能器(3)中储存起来，如液压力传感器11检测到的压力信号达到了设定值，液压控制器7中的相应阀件关闭，高压油经液压控制器7中的安全阀、回油散热器5流回低压油箱1，此时产生的高压油对行驶的车辆起缓速作用，可减少车辆制动蹄的磨损，降低车辆的维护成本，
3.液压力驱动公交客车：车辆启动时轻踩加速踏板，加速转感器10接收到加速信号，在电气控制器8的指令下，液压力传感器11检测液压器中的压力，如压力满足设定值要求，混合动力箱20中的放能离合器结合，液压控制器7中的相应阀件打开，囊式蓄能器3中的高压油经液压控制器 7进入斜轴式柱塞泵19，高压油推动液压马达旋转，液压马达的旋转力矩带动混合动力箱20、车辆驱动电动机21的转子轴、车辆传动轴22、车辆后桥23旋转，推动车辆前桥4，驱动车辆前进，液压马达排出的低压油经液压控制器7中的相应阀件、回油散热器5流回低压油箱1，在液压力的驱动下车辆的前进速度可达25km/h，继续踩下加速踏板接通车辆驱动电动机21的控制电路，车辆在驱动电动机21的驱动下前进，消耗电池 15的能量，此时车辆在需要大电流驱动的起步阶段利用回收起来的液压制动能量，电动机不工作，没有电能消耗，电压传感器12，电流传感器 13用于监控电池15的工作状态，确保电动公交大客车的安全运行。
Claims (11)
1.一种快换式电池液压制动能量回收电动公交客车，包括：低压油箱(1)、进油过滤器(2)、囊式蓄能器(3)、车辆前桥(4)、回油散热器(5)、止回阀(6)、液压控制器(7)、电气控制器(8)、制动传感器(9)、加速传感器(10)、液压力传感器(11)、电压传感器(12)、电流传感器(13)、电池锁紧装置(14)、电池(15)、电池接电装置(16)、带滑槽小车(17)、电池滑槽(18)、斜轴式柱塞泵(19)、混合动力箱(20)、车辆驱动电动机(21)、车辆传动轴(22)、车辆后桥(23)，其连接方法为：带滑槽的小车(17)用于从公交客车上更换电池(15)，更换电池时先将空的带滑槽小车(17)推至公交大客车的电池旁，松开电池锁紧装置(14)，将已运行一趟来回线路的电池(15)拉上带滑槽小车(17)，将装有已充电电池(15)通过滑槽小车(17)推至公交客车滑槽，电池接电装置(16)自动结合，将已充电电池(15)组锁紧装置(14)板至锁紧位置，移开带滑槽的小车(17)，电池(15)更换完毕，液压制动能量回收：当车辆需制动时可轻踩制动踏板，制动传感器(9)接收到制动信号，在电气控制器(8)的指令下，混合动力箱(20)中的蓄能离合器结合，液压控制器(7)中相应的阀件打开，车轮的旋转力矩通过车辆后桥(23)、车辆传动轴(22)、车辆驱动电动机(21)的转子轴、混合动力箱(20)带动斜轴式柱塞泵(19)旋转，旋转的斜轴式柱塞泵(19)将低压油箱(1)中液压油经进油过滤器(2)、止回阀(6)、液压控制器(7)吸入斜轴式柱塞泵(19)，在斜轴式柱塞泵(19)中的柱塞连续压缩下，低压油变成了高压油经液压控制器(7)中的相应阀件进入囊式蓄能器(3)中储存起来，如液压力传感器(11)检测到的压力信号达到了设定值，液压控制器(7)中的相应阀件关闭，高压油经液压控制器(7)中的安全阀、回油散热器(5)流回低压油箱(1)，此时产生的高压油对行驶的车辆起缓速作用，可减少车辆制动蹄的磨损，降低车辆的维护成本，液压力驱动公交客车：车辆启动时轻踩加速踏板，加速转感器(10)接收到加速信号，在电气控制器(8)的指令下，液压力传感器(11)检测液压器中的压力，如压力满足设定值要求，混合动力箱(20)中的放能离合器结合，液压控制器(7)中的相应阀件打开，囊式蓄能器(3)中的高压油经液压控制器(7)进入斜轴式柱塞泵(19)，高压油推动液压马达旋转，液压马达的旋转力矩带动混合动力箱(20)、车辆驱动电动机(21)的转子轴、车辆传动轴(22)、车辆后桥(23)旋转，推动车辆前桥(4)，驱动车辆前进，液压马达排出的低压油经液压控制器(7)中的相应阀件、回油散热器(5)流回低压油箱(1)，在液压力的驱动下车辆的前进速度可达25km/h，继续踩下加速踏板接通车辆驱动电动机(21)的控制电路，车辆在驱动电动机(21)的驱动下前进，消耗电池(15)的能量，此时车辆在需要大电流驱动的起步阶段利用回收起来的液压制动能量，电动机不工作，没有电能消耗，电压传感器(12)，电流传感器(13)用于监控电池(15)的工作状态，确保电动公交大客车的安全运行。
2.根据权利要求1所述的一种快换式电池液压制动能量回收电动公交客车，其特征在于电力驱动和液压驱动是两套完全独立的驱动器，电动客车可用电力单独启动，亦可用液压能单独启动，在需要大扭矩输出时，亦可用电、液联合启动，以增加输出功率。
3.根据权利要求1所述的一种快换式电池液压制动能量回收电动公交客车，其特征在于混合动力箱(20)内的离合器采用钢质、湿式摩擦离合器，由气动压力产生正压力，具有切换平稳、无冲击、输出扭矩大的特点。
4.根据权利要求1所述的一种快换式电池液压制动能量回收电动公交客车，其特征在于两种动力驱动方式的切换，是通过对压力、速度传感器信号的检测，在电气程序控制的指令下自动进行平稳的切换。
5.根据权利要求1所述的一种快换式电池液压制动能量回收电动公交客车，其特征在于电动客车里的电池根据公交客车线路一次来回路程需要电量配置。
6.根据权利要求1所述的一种快换式电池液压制动能量回收电动公交客车，其特征在于电动客车电池(15)搬离公交客车后，可将多辆公交客车的电池集中充电。
7.根据权利要求1所述的一种快换式电池液压制动能量回收电动公交客车，其特征在于带滑槽小车(17)为小型电动运载车，其轨道高度和电动公交客车电池箱轨道同样高度。
8.根据权利要求1所述的一种快换式电池液压制动能量回收电动公交客车，其特征在于带滑槽小车(17)为双轨道小车，一组轨道用于将行驶来回路程后的电池搬离电动公交客车电池滑槽，另一组轨道用于将充电电池推入电动公交客车电池滑槽。
9.根据权利要求1所述的一种快换式电池液压制动能量回收电动公交客车，其特征在于电动公交客车更换的电池，具有对应该电动公交客车编号和安放该电池的仓位号，以便充电后放入相应的位置。
10.根据权利要求1所述的一种快换式电池液压制动能量回收电动公交客车，其特征在于该类型电动公交客车配置2组电池，一组放入电动公交客车运行，一组离线充电。
11.根据权利要求1所述的一种快换式电池液压制动能量回收电动公交客车，其特征在于，所述的公交客车电池小型充电站仅供一条线路的几十辆电动公交客车的简易电池充电站，和目前城市设置的适合各种电池充电更换电池的大型汽车电池充电更换站完全不同。
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|---|---|---|---|---|
| CN110979072A (zh) * | 2020-02-27 | 2020-04-10 | 常州大连理工大学智能装备研究院 | 一种电动汽车自动充电的液压驱动的末端执行器 |
| CN111791746A (zh) * | 2020-06-30 | 2020-10-20 | 中国第一汽车股份有限公司 | 车辆的柔性换电系统、换电方法、电子设备及存储介质 |
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| CN111791746A (zh) * | 2020-06-30 | 2020-10-20 | 中国第一汽车股份有限公司 | 车辆的柔性换电系统、换电方法、电子设备及存储介质 |
| CN111791746B (zh) * | 2020-06-30 | 2023-02-17 | 中国第一汽车股份有限公司 | 车辆的柔性换电系统、换电方法、电子设备及存储介质 |
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