专利名称：电动客车的电源装置以及配置有该电源装置的电动客车的制作方法
技术领域：
本发明属于电动客车的技术领域，尤其涉及一种电动客车的电源装置以及配置有该电源装置的电动客车，电动客车主车连接带动拖曳式电源装置以提高续航能力和快速更换电源系统。
背景技术：
随着全球环境问题的日益严峻，不可再生的石化能源日益稀 缺，新能源汽车的推广和产业化发展成为世界各国工业经济发展的重点关注领域。在纯电动客车的发展进程中，由于续航里程和整车重量的矛盾没有解决，锂电池的安全性问题也没有成熟的解决方案，纯电动客车的生产始终停留在试制阶段，无法进入批量化生产阶段。在上述情况下，纯电动客车的推广模式基本局限于公交车范畴，也都限制在专线示范运行，固定场地充电，但无论是从理论分析还是实际推广效果，到目前为止都没有得到车辆用户的充分认可，还没有破解纯电动客车产业化发展的迷局。目前，电动客车基本还是将电池加装在客车车身内部，客车的整备质量就要做得很大，而且对客车的结构强度要求提高、既要满足载客要求还要满足车载电池的承载要求；不仅使得客车的整备质量很大，也严重影响客车的续航里程。另外试验证明一般汽车在规定载荷下，用直接档，以常用速度在良好路面上行驶时，仅利用了发动机相应转速下最大功率的40-50%，只相当于发动机最大功率的20%。这是对能源的巨大浪费，如何充分利用这一部分能源就是本技术方案所要解决的问题所在。
发明内容
本发明的目的在于提供一种电动客车的电源装置以及配置有该电源装置的电动客车，能够增强电动客车续航能力，实现快速更换电源装置，提高车辆行驶的安全性。本发明是通过以下技术方案来实现的电动客车的电源装置，其中，采用独立式挂车结构，包括有车身、控制装置、安装在车身下部的行走及制动机构以及安装在车身上的能够为电动客车行驶和操控提供能源的电池组。电动客车，包括有主车，所述主车包括有动力系统和控制系统；其中，所述电动客车还包括有上述电源装置，电源装置通过拖曳连接机构与主车连接；电源装置的电池组连接主车的动力系统和控制系统，并为主车行驶和操控提供能源。所述电动客车包括有危险自动脱离装置，包括有危险信息采集模块，所述危险信息采集模块设置在主车上或者设置在电源装置上，将采集到的危险信息发送给主车的控制系统，主车的控制系统接收到危险信息后进行判断，并指令拖曳连接机构进行脱离动作，电源装置自动与主车脱离。本发明的有益效果如下本发明的电动客车的电源装置以及配置有该电源装置的电动客车，由于电源装置采用独立式挂车结构，包括车身、安装在车身下部的行走及制动机构以及安装在车身上的能够为电动客车行驶和操控提供能源的电池组；电动客车装备该电源装置，电源装置通过拖曳连接机构与主车连接；电动客车还包括有危险自动脱离装置；由电源装置为主车供电，因此电动客车主车只需要携带少量的电池，作为应急电源；危险自动脱离装置通过电源装置向电动客车主车发出的异常报警监控信号，由司机控制本装置将电动客车主车和拖曳式电源装置自动脱离，提高安全性。电源装置可以独立完成电池充电过程，充电程序简便；电动客车更换电源装置时，电动客车主车可择一已充电完成的备用电源装置进行更换，实现快速更换电池；换下的拖曳式电源装置脱离电动客车主车，送至充电系统处，独立完成电池充电过程。本发明电动客车的电源装置以及配置有该电源装置的电动客车，具有如下优点I.可以有效增加电动客车的续航里程。通过将电池的装载方式由承载式改为拖曳式，可以有效提高电动机功率的使用效率，将一部分的电动机后备功率转换为牵引力做功，有效的减轻电动客车主车和牵引拖曳式电源装置整备质量，牵引拖曳式电源装置可以配置 更大容量的电池组，以增大续航里程。2.可以实现仅仅通过更换电动客车后部拖曳独立的拖曳式电源装置完成客车电池的快速更换。3.提高客车运行安全性，通过危险自动脱离装置，可以自动完成电动客车主车和拖曳式电源装置脱离，电动客车依靠自带应急电源脱离危险区域，以保证人员安全。危险自动脱离装置根据拖曳式电源装置提供给电动客车的异常报警监控信号，可以由司机通过本装置自动将电动客车和拖曳式电源装置脱离，并依靠电动客车自身能源行驶脱离危险区域。4.电源装置可以独立完成电池充电过程。所述电源装置装载的电池组在充电过程中，电源装置脱离电动客车主车，在固定的场所独立完成电池充电。5.电动客车主车只需携带少量电池，作为应急电源。以满足更换拖曳式电源装置而进行的必要移动，客车的整备质量可以大大减小。
图I为本发明配置有电源装置的电动客车采用铰接式拖曳连接机构实施方式的整体结构示意图；图2为本发明配置有电源装置的电动客车采用中置轴半挂牵引式拖曳连接机构实施方式的整体结构示意图；图3为本发明配置有电源装置的电动客车采用半挂牵引式拖曳连接机构实施方式的整体结构示意图；图4为本发明配置有电源装置的电动客车采用全挂牵引式拖曳连接机构实施方式的整体结构示意图；图5为本发明配置有电源装置的电动客车的后视结构示意图；图6为本发明配置有电源装置的电动客车的左视结构示意图；图7为本发明配置有电源装置的电动客车的前视结构示意图；图8为本发明配置有电源装置的电动客车的俯视结构示意图9为本发明配置有电源装置的电动客车的右视结构示意图；图10为本发明配置有电源装置的电动客车的右侧内部结构示意图；图11为本发明配置有电源装置的电动客车的底部结构示意图；图12为本发明配置有电源装置的电动客车的前侧内部结构示意图；图13为本发明配置有电源装置的电动客车的供电电路原理图。附图标记说明I、主车，2、电源装置，3、拖曳连接机构，20、行走及制动机构，21、后围总成，22、换气扇，23、球销式牵引装置，24、舱门，25、储物舱门，26、前门，27、前围总成，28、顶盖总成，29、右侧壁总成，204、左侧电池存放架，205、右侧电池存放架，206、杂物箱，207、电源控制器和供电系统舱室，209、充电控制器舱室，210、连接电缆存放箱。
具体实施例方式请见图I至图4，本发明公开了一种电动客车的电源装置2，其中，采用独立式挂车结构，包括有车身、控制装置、安装在车身下部的行走及制动机构以及安装在车身上的能够为电动客车行驶和操控提供能源的电池组。请见图5至图12所示，电源装置的行走及制动机构20包括有车轮、车轴、悬挂以及制动装置；车身包括有前围总成27、后围总成21、顶盖总成28、右侧壁总成29、左侧壁总成以及底盘组成车厢结构；所述车身内腔中设置有电池存放架，电池组固定在电池存放架上。所述前围总成27设置有用于人员进入更换电池和进行必要的维修维护之用的前门26 ;顶盖总成28上设置有换气扇22 ;右侧壁总成29或左侧壁总成的下部，设置有控制器舱室，控制装置包括有充电控制器和供电电源控制器，均存放在控制器舱室中，所述控制器舱室设置有便于人员进行操作和调整控制装置的舱门24 ;右侧壁总成29或左侧壁总成的下部，设置有储物和供电电缆存放室用于存放维修工具、配件及存放供电电缆；储物和供电电缆存放室25设置有储物舱门25 ;控制装置与灯光信号系统电气连接。或者，右侧壁总成29和左侧壁总成的下部均设置有多个舱室，分别为电源控制器和供电系统舱室207、杂物箱206、连接电缆存放箱210和充电控制器舱室209。电池存放架可用于存放电池，采用架式存放，可以装载更大容量的电池组，以提高续航能力。可以在电池之间留一定的空间，便于通风散热、同时也利于取放和更换电池。车厢按照客车全承载车厢结构设计，具有重量轻、强度大的特点。电池存放架包括左侧电池存放架204和右侧电池存放架205。本发明还公开了一种电动客车，请见图I至图4，包括有主车1，所述主车I包括有动力系统和控制系统；其中，所述电动客车还包括有上述电源装置2，电源装置2通过拖曳连接机构3与主车I连接；电源装置2的电池组连接主车的动力系统和控制系统，并为主车行驶和操控提供能源。所述电动客车包括有危险自动脱离装置，包括有危险信息采集模块，所述危险信息采集模块设置在主车上或者设置在电源装置上，将采集到的危险信息发送给主车的控制系统，主车的控制系统接收到危险信息后进行判断，并指令拖曳连接机构进行脱离动作，电源装置自动与主车脱离。
所述拖曳连接机构3为一种铰接式或中置轴半挂牵引式或半挂牵引式或全挂牵引式拖曳连接机构。所述电动客车包括有多个电源装置2相连形成列车式电源装置车组。所述电动客车的主车I包括有作为应急电源的少量的电池。所述电源装置前围总成27的下部设置有球销式牵引装置23，包括锁紧手柄、手柄弹簧、锁杆和球面插销；电动客车的主车设置有与球销式牵引装置23配合成为拖曳连接机构的挂环；所述锁紧手柄还连接有汽缸，汽缸与控制系统电气连接并实现自动脱离。如图13所示，本发明的电动客车的电路系统，包括电动客车主车电路和电源装置电路，两部分电路通过供电电缆和信号控制电缆进行连接； 电动客车主车电路包括主车电池用来维持更换电源装置所进行的必要移动，和在紧急情况下脱离危险范围而进行的必要移动，容量能够满足电动客车行进两公里路程的需要；电源控制器用来进行电池的管理和监控的控制器，控制主车电池和电源装置电池组进行充放电动作；电动机用来给电动客车提供必要的动力；整车和电机控制器用来控制整车行驶和电动机的运行；空调、空压机、灯光的辅助用电设备用来为行驶安全和乘客舒适性提供必要的保证的用电设备；与整车和电机控制器电气连接；受电控制器用来接受电源装置提供的电力，将电力输送到电源控制器，并通过信号控制电缆输送灯光信号和车型编码给电源装置；所述受电控制器设置有电缆接口、电源开关、车型控制器、DC-DC转换器；电源装置电路包括电池组用来维持电动客车进行的正常行驶所需要的电力，容量能够满足电动客车续航大于50公里路程的需要，优选地，能够满足电动客车续航大于420公里路程的需要；电池管理器为一种进行电池组的管理和监控的控制器，并用于控制电池进行充放电动作；供电控制器为电动客车提供的必要的电力，并将电力通过供电电缆输送到电动客车主车的受电控制器；并接受电动客车主车通过信号控制电缆输送的灯光信号和车型编码信号，根据接受的车型编码手动或自动进行供电模式调整；包括有有电缆接口、电源开关、车型控制器、DC-DC转换器和控制面板；充电控制器用于通过外接充电桩，控制整个充电过程的充电参数，以完成对拖曳式电源装置充电动作。电源装置电路还包括排风、灯光的辅助用电设备，为行驶安全和电池散热提供必要保证的用电保证。综上，本发明的电动客车的原理为a.试验证明现有的电动客车在规定载荷下，用直接档，以常用速度在良好路面上行驶时，仅利用了发动机相应转速下最大功率的40-50%，只相当于发动机最大功率的20%。我们就是利用一部分功率来拖曳电源装置，提高电动机功率的使用效率，有效的减轻电动客车主车和牵引拖曳式电源装置整备质量，牵引拖曳式电源装置可以配置更大容量的电池，以满足增大续航里程的需要。b.电动城市客车电池装载方式由承载式改为拖曳式，拖曳式电源装置可以比一般电动客车多装载60%的电池容量。电动客车的续航能力提高了 I. 26倍，增大续航能力效果明显。本发明的电动客车采用联接球销式连接型式可以完成快速脱离的操作步骤包括a.通过扳动手柄使球销上下滑动，当主车上的挂环到达链接位置时向下扳动手柄即可将电动客车主车和电源装置连接；当需要脱离时向上扳动手柄即可将球销和挂环分离，电动客车主车稍向前行驶，和拖曳式电源装置脱离。b.在手柄处加装气缸完成上下动作；即可由司机在驾驶位置完成连接和脱离动 作，这就是快速更换拖曳式电源装置的技术关键。通过此项装置既可完成快速更换拖曳式电源装置，也可在危险时刻自动完成电动客车主车和拖曳式电源装置脱离，电动客车依靠自带应急电源脱离危险区域，以保证人员安全。本发明的电动客车更换的工作流程为首先将电动客车送上所述换车区，引导移动电动客车主车完成与拖曳式电源装置的连接，然后连接拖曳式电源装置的供电系统(包括供电电缆、制动管路、灯光信号控制系统)，接通所有连接，完成更换拖曳式电源装置过程。显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以根据设备的大小不同做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。即上述所列具体实现方式为非限制性的，对本领域的技术人员来说，在不偏离本发明范围内，进行的各种改进和变化，均属于本发明的保护范围。
权利要求
1.电动客车的电源装置，其特征在于采用独立式挂车结构，包括有车身、控制装置、安装在车身下部的行走及制动机构以及安装在车身上的能够为电动客车行驶和操控提供能源的电池组。
2.如权利要求I所述的电动客车的电源装置，其特征在于所述电源装置的行走及制动机构(20)包括有车轮、车轴、悬挂以及制动装置；车身包括有前围总成(27)、后围总成(21)、顶盖总成(28)、右侧壁总成(29)、左侧壁总成以及底盘组成车厢结构；所述车身内腔中设置有电池存放架，电池组固定在电池存放架上。
3.如权利要求2所述电动客车的电源装置，其特征在于所述前围总成(27)设置有用于人员进入更换电池和进行必要的维修维护之用的前门(26);顶盖总成(28)上设置有换气扇(22);右侧壁总成(29)或左侧壁总成的下部，设置有控制器舱室，控制装置包括有充电控制器和供电电源控制器，均存放在控制器舱室中，所述控制器舱室设置有便于人员进行操作和调整控制装置的舱门(24);右侧壁总成(29)或左侧壁总成的下部，设置有储物和供电电缆存放室用于存放维修工具、配件及存放供电电缆；储物和供电电缆存放室(25)设置有储物舱门(25);控制装置与灯光信号系统电气连接。
4.电动客车，包括有主车(I)，所述主车(I)包括有动力系统和控制系统；其特征在于所述电动客车还包括有如权利要求I至3中任何一项所述的电动客车的电源装置(2)，电源装置(2)通过拖曳连接机构(3)与主车(I)连接；电源装置(2)的电池组连接主车的动力系 统和控制系统，并为主车行驶和操控提供能源。
5.如权利要求4所述的电动客车，其特征在于所述电动客车包括有危险自动脱离装置，包括有危险信息采集模块，所述危险信息采集模块设置在主车上或者设置在电源装置上，将采集到的危险信息发送给主车的控制系统，主车的控制系统接收到危险信息后进行判断，并指令拖曳连接机构进行脱离动作，电源装置自动与主车脱离。
6.如权利要求5所述的电动客车，其特征在于所述拖曳连接机构(3)为一种铰接式或中置轴半挂牵弓I式或半挂牵弓I式或全挂牵弓I式拖曳连接机构。
7.如权利要求4所述的电动客车，其特征在于所述电动客车包括有多个电源装置(2)相连形成列车式电源装置车组。
8.如权利要求4所述的电动客车，其特征在于所述电动客车的主车(I)包括有作为应急电源的少量的电池。
9.如权利要求6所述的电动客车，其特征在于所述电源装置前围总成(27)的下部设置有球销式牵引装置(23)，包括锁紧手柄、手柄弹簧、锁杆和球面插销；电动客车的主车设置有与球销式牵引装置23配合成为拖曳连接机构的挂环；所述锁紧手柄还连接有汽缸，汽 缸与控制系统电气连接并实现自动脱离。
10.如权利要求5所述的电动客车，其特征在于所述电动客车的电路系统，包括电动客车主车电路和电源装置电路，两部分电路通过供电电缆和信号控制电缆进行连接； 电动客车主车电路包括 主车电池用来维持更换电源装置所进行的必要移动，和在紧急情况下脱离危险范围而进行的必要移动，容量能够满足电动客车行进两公里路程的需要； 电源控制器用来进行电池的管理和监控的控制器，控制主车电池和电源装置电池组进行充放电动作；电动机用来给电动客车提供必要的动力； 整车和电机控制器用来控制整车行驶和电动机的运行； 空调、空压机、灯光的辅助用电设备用来为行驶安全和乘客舒适性提供必要的保证的用电设备；与整车和电机控制器电气连接； 受电控制器用来接受电源装置提供的电力，将电力输送到电源控制器，并通过信号控制电缆输送灯光信号和车型编码给电源装置；所述受电控制器设置有电缆接口、电源开关、车型控制器、DC-DC转换器； 电源装置电路包括 电池组用来维持电动客车进行的正常行驶所需要的电力，容量能够满足电动客车续航大于50公里路程的需要； 电池管理器为一种进行电池组的管理和监控的控制器，并用于控制电池进行充放电动作； 供电控制器为电动客车提供的必要的电力，并将电力通过供电电缆输送到电动客车主车的受电控制器；并接受电动客车主车通过信号控制电缆输送的灯光信号和车型编码信号，根据接受的车型编码手动或自动进行供电模式调整；包括有有电缆接口、电源开关、车型控制器、DC-DC转换器和控制面板； 充电控制器用于通过外接充电桩，控制整个充电过程的充电参数，以完成对拖曳式电 源装置充电动作。
全文摘要
本发明提供电动客车的电源装置以及配置有该电源装置的电动客车，能够增强电动客车续航能力，实现快速更换电源装置，提高车辆行驶的安全性。电动客车的电源装置，采用独立式挂车结构，包括有车身、控制装置、安装在车身下部的行走及制动机构以及安装在车身上的能够为电动客车行驶和操控提供能源的电池组。电动客车包括有主车和上述电源装置，所述主车包括有动力系统和控制系统；电源装置通过拖曳连接机构与主车连接；电源装置的电池组连接主车的动力系统和控制系统，并为主车行驶和操控提供能源。所述电动客车还包括有危险自动脱离装置，主车的控制系统接收到危险信息后进行判断，并指令拖曳连接机构进行脱离动作，电源装置自动与主车脱离。
文档编号B60L15/20GK102795117SQ20111013848
公开日2012年11月28日 申请日期2011年5月24日 优先权日2011年5月24日
发明者魏银仓, 张兵, 王红军, 彭心怡 申请人:珠海银通新能源有限公司