一種利用超級電容器儲能的插電式混合動力城市客車的製作方法

2023-05-21 15:12:06

專利名稱：一種利用超級電容器儲能的插電式混合動力城市客車的製作方法
技術領域：
本發明涉一種環保型城市客車，具體涉及一種利用超級電容器作為儲能裝置的插 電式電動城市公交客車。
背景技術：
城市公交客車作為城市公共運輸的主要運輸車輛，其主要特點是運行距離短； 車輛平均運行速度低，啟動頻繁，起步加速快，制動及怠速時間長(約佔整個運行周期的 50% )；另外我國南北地區溫度差別高達60°C，在-30 35°C間。上述工況導致現有內燃 機驅動的公交車輛存在能耗大，環境汙染嚴重等問題，因此今後城市公交客車以發展插電 式混合動力車和純電動電動客車為主，但目前上述技術存在以下問題1、電池儲能式電動客車充電時間長，充電站站地面積大。目前電池儲能式電動客 車的充電時間一般在3 6小時，因此只能在夜間集中充電。按照每條線路40臺車計算， 每條線路需要一座佔地面積在1200 1600m2的充電站。一個擁有200條線路的繁華城市 在市區中拿出M萬平方米 32萬平方米的地方建充電站，顯然是無法實現的。2、北方城市冬季氣溫低，電池儲能式電動客車難以正常運行。我國北方城市夜間 最低溫度在-30°C左右，而且大多數車輛夜間停在道路兩旁，沒有暖庫，因此夜間低溫充電 困難；即使解決了充電問題，白天運行時電池的有效輸出能量減少20 40%。3、動力電池的循環使用壽命短。目前電池儲能式電動客車以裝備鋰離子電池為 主，在現有技術下，高壓鋰離子電池組的循環使用壽命在600次以內，因此在城市客車中的 使用壽命為兩年，即在車輛壽命周期內，每臺車需要3 4套電池，成本難以接受。4、城市公交客車利用電池實現插電混合動力驅動沒有實際意義。插電式混合動力 車的經濟性能和環保性能更接近純電動車，但前提是車輛每日平均行駛裡程在50km以內 (純電動行駛)。城市公交客車每日行駛距離在200 300km，採用插電混合動力驅動模式 與採用輕度混合動力驅動模式的效果是相同的，而電池成本是輕度混合動力模式的3 5 倍。
發明內容為了解決上述問題，本發明的任務是提供一種利用超級電容器儲能的插電式混合 動力電動客車，它利用超級電容器的快速充電特性作為插電式混合動力客車的儲能裝置， 在車輛正常運行時利用終點站的充電設備充電，然後由超級電容器驅動車輛行駛到另一個 終點站，再充電後返回，實現全天純電動行駛。當車輛在意外情況下單次運行距離超過15km 時利用車載發電機組發電驅動車輛行駛。它主要由底盤，車身，發動機，電機驅動系統，受電弓控制器、受電弓、車載充電機、 超級電容器組、開關箱、輔助系統和低壓供電系統組成，發動機和車身分別安裝在底盤上， 受電弓安裝在車身頂部，受電弓分別與受電弓控制器和車載充電機連接，車載充電機與發 動機連接，開關箱分別與超級電容器組、電機驅動系統、車載充電機、輔助系統和低壓供電系統電信號連接。本實用新型還具有如下特點1、所述的電機驅動系統包括電機控制器、牽引電機和變速箱，電機控制器與牽引 電機電信號連接，牽引電機和變速箱連接。2、所述的低壓供電系統包括DC/DC轉換電源和蓄電池組，DC/DC轉換電源電信號 連接蓄電池組。3、所述的輔助系統包括第一變頻器、第二變頻器、第一電動機、第二電動機、AC/DC 逆變電源和空調機組，第一變頻器電信號連接第一電動機，第一電動機連接空壓機，第二變 頻器電信號連接第二電動機，第二電動機連接助力泵，AC/DC逆變電源電信號連接空調機組。4、所述的DC/DC轉換電源和蓄電池分別與照明系統電信號連接。本實用新型具有如下優點採用公共電網供電，大幅度降低了公共運輸的運營成本；採用再生能量回收技術， 提高了車輛的能量利用率；利用超級電容器作為儲能裝置，提高了儲能裝置的使用壽命，做 到與整車同壽命，同時也降低車輛的維護成本。

圖1是本發明的電容儲能式插電混合動力城市客車的電氣系統配置示意圖；其中1、受電弓，2、車載充電機，3、發動機，4、超級電容器組，5、開關箱，6、蓄電池 組，7、D C / D C轉換電源，8、照明系統，9、電機控制器，10、牽引電機，11、變速箱，12、第一變頻 器，13、第一電動機，14、空壓機，15、第二變頻器，16、第二電動機，17、助力泵，18,AC/DC逆變 電源，19、空調機組，20、受電弓控制器。本實用新型主要由底盤，車身，發動機，電機驅動系統，受電弓控制器、受電弓、車 載充電機、超級電容器組、開關箱、輔助系統和低壓供電系統組成，發動機和車身分別安裝 在底盤上，受電弓安裝在車身頂部，受電弓分別與受電弓控制器和車載充電機連接，車載充 電機與發動機連接，開關箱分別與超級電容器組、電機驅動系統、車載充電機、輔助系統和 低壓供電系統電信號連接。所述的電機驅動系統包括電機控制器、牽引電機和變速箱，電機 控制器與牽引電機電信號連接，牽引電機和變速箱連接。所述的低壓供電系統包括DC/DC 轉換電源和蓄電池組，DC/DC轉換電源電信號連接蓄電池組，DC/DC轉換電源和蓄電池組分 別與照明系統電信號連接。所述的輔助系統包括第一變頻器、第二變頻器、第一電動機、第 二電動機、AC/DC逆變電源和空調機組，第一變頻器電信號連接第一電動機，第一電動機連 接空壓機，第二變頻器電信號連接第二電動機，第二電動機連接助力泵，AC/DC逆變電源電 信號連接空調機組。本發明的插電式混合動力城市客車解決了城市客車無法實現插電式混合動力驅 動的問題，在線路正常運營時實現純電動模式行駛，即減少了能源成本又降低了發動機的 尾氣排放和車輛行駛噪音。同時車輛又具備長距離行駛的能力和低溫行駛能力。
權利要求1.一種利用超級電容器儲能的插電式混合動力城市客車，它主要由底盤，車身，發動 機，電機驅動系統，受電弓控制器、受電弓、車載充電機、超級電容器組、開關箱、輔助系統和 低壓供電系統組成，其特徵在於發動機和車身分別安裝在底盤上，受電弓安裝在車身頂 部，受電弓分別與受電弓控制器和車載充電機連接，車載充電機與發動機連接，開關箱分別 與超級電容器組、電機驅動系統、車載充電機、輔助系統和低壓供電系統電信號連接。
2.根據權利要求1所述的一種利用超級電容器儲能的插電式混合動力城市客車，其特 徵在於所述的電機驅動系統包括電機控制器、牽引電機和變速箱，電機控制器與牽引電機 電信號連接，牽引電機和變速箱連接。
3.根據權利要求1所述的一種利用超級電容器儲能的插電式混合動力城市客車，其特 徵在於所述的低壓供電系統包括DC/DC轉換電源和蓄電池組，DC/DC轉換電源電信號連接 蓄電池組。
4.根據權利要求1所述的一種利用超級電容器儲能的插電式混合動力城市客車，其特 徵在於所述的輔助系統包括第一變頻器、第二變頻器、第一電動機、第二電動機、AC/DC逆 變電源和空調機組，第一變頻器電信號連接第一電動機，第一電動機連接空壓機，第二變頻 器電信號連接第二電動機，第二電動機連接助力泵，AC/DC逆變電源電信號連接空調機組。
5.根據權利要求3所述的一種利用超級電容器儲能的插電式混合動力城市客車，其特 徵在於所述的DC/DC轉換電源和蓄電池組分別與照明系統電信號連接。
專利摘要一種利用超級電容器儲能的插電式混合動力城市客車，它主要由底盤、車身、發動機、電機驅動系統、受電弓控制器、受電弓、車載充電機、超級電容器組、開關箱、輔助系統和低壓供電系統組成，發動機和車身分別安裝在底盤上，受電弓安裝在車身頂部，受電弓分別與受電弓控制器和車載充電機連接，車載充電機與發動機連接，開關箱分別與超級電容器組、電機驅動系統、車載充電機、輔助系統和低壓供電系統電信號連接。本實用新型採用公共電網供電，大幅度降低了公共運輸的運營成本；採用再生能量回收技術，提高了車輛的能量利用率；利用超級電容器作為儲能裝置，提高了儲能裝置的使用壽命；同時也降低車輛的維護成本。
文檔編號B60L5/18GK201816447SQ20102025778
公開日2011年5月4日 申請日期2010年7月14日 優先權日2010年7月14日
發明者周廣亮, 王海傑 申請人:哈爾濱巨容新能源有限公司