专利名称：城市低成本纯电动公交系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种蓄电池驱动的城市公交系统，特别是 涉及一种城市低成本纯电动公交系统。
二、 背景技术目前在蓄电池驱动公交汽车上应用的蓄电池主要有以下几 种铅酸蓄电池、锂离子蓄电池、镍氢蓄电池、磷酸铁锂蓄电池、超级电容蓄 电池等多种蓄电池。公交汽车在起点站和终点站之间的固定线路上每天的行运 里程大约有200公里左右。实际运行表明目前大型全电驱动公交车每公里的电 能消耗大约为一度电，所以要满足公交车每天的运行里程，如果一天只更换一 次蓄电池组的话，蓄电池组的蓄电量要达到或者说超过200KWh电能。要存储这 么多的电能，就会导致蓄电池组的价格、重量及安装空间分配等一系列问题的 出现。比如使用铅酸蓄电池组价格最低，但重量和体积较大；以目前应用的某 型号动力铅酸蓄电池组为例，当其蓄电量为200KWh电时，其电池组重量竟达到 5500公斤，同时价格也达到了 6-8万元，而且铅酸蓄电池组要至少每年更换一 次，这样不仅仅增加了公交汽车的自重，较大地减小了公交车的载客人数，同 时用户的初期购买投资及后期使用投入也较大。使用其它新型电池虽然重量体 积较小，但价格相对较高，性价比太低。例如，镍氢蓄电池、磷酸铁锂蓄电池 价格是同等容量动力铅酸蓄电池价格的三到五倍，重量却还有同等容量动力铅
池还要更高。
现有电动公交系统的技术方案包括装备有卡式电池组、车载控制系统的电 动公交车、设置于固定地点给电池组充电的充电站和卡式电池组装卸装置，当 所述电动公交车需要更换卡式电池组时，所述装卸装置取下所述电动公交车上 的卡式电池组，并将已充好电的电池组安装到电动公交车上，以保证电动公交 车的连续在线运营，大大提高电动公交车的利用率。但是，上述技术方案存在 一些不足其充电站布置于公交运营线路上的终点站(起点站)内，而公交运 营线路的终点站(起点站) 一般都位于人口较密集的城市市区内，人口密度较 大，土地使用成本很高。另外，其蓄电池组安装在底盘上存在以下不足电池 组通风散热困难影响电池组性能；电池组安装空间挤占乘用空间，影响载客人 数；车用底盘为安装电池组需要特殊设计，底盘改动较大；在南方或多雨季节 电池组容易进水或者浸水，造成电池组容易短路或漏电影响公交车的安全性。
三、实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种运营 成本低、能够提高蓄电池使用性能且提高其使用安全性的城市低成本纯电动公 交系统，有效地解决了因运营成本过高和效率太低导致的纯电动公交车不能在 产业上大规模推广应用的问题。
本实用新型的技术方案是 一种城市低成本纯电动公交系统，含有蓄电池 驱动公交车(7)、充电站(1)和车载蓄电池箱快速更换装置(6)，所述充电站 (1 )独立建在城区或/和城郊，每个充电站(1)内设置有蓄电池箱充电装置(11)
和蓄电池箱运输车(13)，每一公交线路一端或两端的终点站(2)内设置有车 载蓄电池箱快速更换装置(6)，所述蓄电池箱运输车(13)往返于充电站(1)和终点站(2)之间，将充满电的蓄电池箱(4)由充电站(1)送往各个相距最 近的终点站(2)，并将各个终点站(2)内用完电的蓄电池箱(5)运送到充电 站(1)进行充电；每一公交线上设置多台蓄电池驱动公交车(7)，每一蓄电池 驱动公交车(7)在跑完一个或两个单程的距离后，在终点站(2)内进行更换 蓄电池箱(4);所述蓄电池驱动公交车(7)的车体(14)顶部安装有车用蓄电 池槽(16)，所述车用蓄电池槽(16)上端安装一个可沿车体长度方向前后滑动的 上盖(1S)，其内腔有两个相隔的空箱， 一个空箱内安装有车用动力控制器(17)， 另一个空箱内安装有充满电的蓄电池箱(4)，所述充满电的蓄电池箱(4)与车 用动力控制器(17)联接；车用动力电机(19)采用立式结构安装于变速箱(20)上 部，变速箱(20)安装于车体(14)内后部下方，所述车用动力电机(19)与车用动 力控制器(17)联接，所述变速箱(20)与车体(14)的后转轴连接。
所述充电站(1)内架设有高压动力线(8)，该高压动力线(8)与变压器(9)的 输入端连接，所述变压器(9)的输出端通过低压线(10)与蓄电池箱充电装置 (ll)连接，所述蓄电池箱充电装置(11)对每一个已用完电的蓄电池箱(5)进行 充电。
所述蓄电池箱充电装置(ll)旁边设置有蓄电池箱储运平台(3)，用以码放 已充满电的蓄电池箱(4)及用完电的蓄电池箱(5)，并且蓄电池箱储运平台(3) 上方设置有蓄电池箱装卸装置(12)，用以将蓄电池箱(4)取出或放入蓄电池 箱充电装置(ll)中，或将蓄电池箱(4)装卸在蓄电池箱运输车(13)中。
所述终点站(2)内设置有蓄电池箱储运平台(3)，用以码放已充满电的蓄电 池箱(4)及用完电的蓄电池箱(5),并且蓄电池箱储运平台(3)上方设置有 车载蓄电池箱快速更换装置(6)，用以将蓄电池箱(4)取出或放入蓄电池驱动
公交车(7)的车用蓄电池槽(16)中。
所述蓄电池驱动公交车(7)的车体(14)顶部安装有车载空调器(15)。 本实用新型的有益结果是
1、 本实用新型在城区或/和城郊独立建设充电站，每个充电站负责对用完 电的蓄电池箱进行充电，蓄电池箱运输车往返于充电站和与充电站较近的公交 线路的终点站(起点站)之间，将充满电的蓄电池箱由充电站送往各个终点站
(起点站)，并将各个终点站(起点站)内用完电的蓄电池箱运送到充电站进行 充电，这样降低了充电站的建设成本，有利于降低用户初期投资；另外，充电 站的独立建设有利于集中管理、集中投资、分化风险、提高效益。所有这些有 益结果都有利于蓄电池驱动公交车的发展，有利于早日还城市一片蓝天。
2、 本实用新型每辆蓄电池驱动公交车上只装有一个蓄电池箱，单个充满电 的蓄电池箱的总蓄电量刚好能够满足蓄电池驱动公交车在公交运营线路的起点 站和终点站之间跑完一到两个单程的距离，其体积大幅縮小，大大降低了运营 成本。
3、 本实用新型车载蓄电池重量的减轻减小了公交车拉更重蓄电池来回运行 所需的无用功。
4、 本实用新型车载蓄电池重量和体积的减小有利于多拉乘客。
5、 本实用新型将蓄电池组和车用驱动电机控制器安装于车体顶部，对现有 公交车底盘改动较小，基本不用再重新设计底盘，从而保证了蓄电池驱动公交
车底盘与现有公交车底盘的通用性，降低了蓄电池驱动公交车生产厂家车用底 盘的开发及购买成本；同时也有利于蓄电池的通风散热，提高蓄电池的使用性 能，另外还减小了蓄电池组及车用动力电机控制器下雨天进水、涉水时浸水及
撞击漏电的可能性，提高了整车安全系数和运营可靠性；将车用动力电机安装 于变速箱的上部，将变速箱安装于车体后部，从而提高了蓄电池组在车体上的 位置，车用动力电机的位置也有一定的提高，从而增加了公交车内空间，有利 于多拉乘客；另外，每辆蓄电池驱动公交车上只装有一个蓄电池箱，减少了更 换时间，提高的更换蓄电池的效率，提高了公交车的运营效益。
6、本实用新型适用范围广，尤其适用于交通繁忙、污染严重、成本居高的 大中城市公交系统，易于推广，推广后具有巨大的社会和经济效益。
四、
图1为城市低成本纯电动公交系统的运营示意图2为城市低成本纯电动公交系统的单条公交线路运营示意图3为城市低成本纯电动公交系统的充电站设备图4为蓄电池驱动公交车的结构示意图。
五具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型进一步说明，参照图1 图4，在城区 或/和郊区独立建有若干个充电站1。在充电站1附近选取与其最近的若干个公 交终点站(起点站)2，做为充电站1的服务站点，蓄电池箱运输车13往返于 充电站1与这些公交终点站2之间，将充电站1内已充满电的蓄电池箱4送到 这些公交终点站2内，并将这些终点站2内的用完电的蓄电池箱5送回充电站1 充电备用。图中外围线表示城市边界。
蓄电池驱动公交车7有若干辆，等量分布在公交运营线路的往返线路上(比 如，共有30台蓄电池驱动公交车7，往返线路各分布15辆)。在公交线路的二 个终点站2内(也可以是在一个终点站2内)，各建一个车载蓄电池箱快速更换
装置6，共建二个。在每一个车载蓄电池箱快速更换装置6旁边建一个蓄电池箱 储运平台3，用以堆放已充满电的蓄电池箱4及用完电的蓄电池箱5。蓄电池箱 运输车13将己充满电的蓄电池箱4从充电站1运送到终点站2内，停靠在车载 蓄电池箱快速更换装置6旁边，车载蓄电池箱快速更换装置6从蓄电池箱运输 车13上将已充满电的蓄电池箱4卸下并放置到蓄电池箱储运平台3上，并从蓄 电池箱储运平台3上将己用完电的蓄电池箱5吊装到蓄电池箱运输车13上。每 辆蓄电池驱动公交车7上只装有一个蓄电池箱4，单个充满电的蓄电池箱4的总 蓄电量刚好能够满足蓄电池驱动公交车7在公交运营线路的起点站和终点站之 间跑完一到两个单程的距离。具体跑一个单程或者两个单程的距离，根据实际 公交运营线路的长短来决定如果实际公交运营线路较短，蓄电池箱4的蓄电 量可以保证蓄电池驱动公交车在公交运营线路的起点站和终点站之间跑完两个 单程的距离就可以了；如果实际运营线路较长，那么蓄电池箱4的蓄电量只要 保证蓄电池驱动公交车在公交运营线路的起点站和终点站之间跑完一个单程就 可以了。蓄电池驱动公交车7在跑完一到两个单程的距离驶入任意一个终点站2 内时，都要利用车载蓄电池箱快速更换装置6将已用完电的蓄电池箱5取下放 置到蓄电池箱储运平台3上，并从蓄电池箱储运平台3上将已充满电的蓄电池 箱4取下安放到蓄电池驱动公交车7上。
高压动力线8将交流电能输入到充电站1用变压器9中，通过变压器9将 高压交流电能转换成低压交流电能，并通过低压线IO将低压交流电能输入到充 电站1内的蓄电池箱充电装置11中，蓄电池箱充电装置11将低压交流电能转 换成低压直流电能，并对每一个已用完电的蓄电池箱5进行充电。在蓄电池箱 充电装置11旁边建有蓄电池箱储运平台3，用以码放已充满电的蓄电池箱4及
用完电的蓄电池箱5。蓄电池箱装卸装置12用以将已充满电的蓄电池箱4从蓄 电池箱充电装置ll中取出，或者将用完电的蓄电池箱5放入蓄电池箱充电装置 11中进行充电。蓄电池箱运输车13停靠在蓄电池箱储运平台3旁边，蓄电池箱 装卸装置12也用以将用完电的蓄电池箱5从蓄电池箱运输车13上卸下，并将 充满电的蓄电池箱4装到蓄电池箱运输车13上。
蓄电池驱动公交车7的车体14顶部安装有车载空调器15和车用蓄电池槽 16，车用蓄电池槽16上端安装一个可沿车体长度方向前后滑动的上盖18，其内 腔有两个相隔的空箱， 一个空箱内安装有车用动力控制器17，另一个空箱内安 装有充满电的蓄电池箱4，蓄电池箱4与车用动力控制器17通过导线联接，蓄 电池箱4的的直流电能输入车用动力控制器17，车用动力控制器17启动和运转 车用动力电机19。车用动力电机19采用立式安装在减速箱20的上部，减速箱 20安装于车体14的后部下方靠近后车轮位置。车用动力电机19运转并通过减 速箱20减速到合适的转速后，驱动车体14的后轮转动，从而驱动蓄电池驱动 公交车7前进及后退。
改变充电站的建设区域和数量、改变蓄电池驱动公交车单程或双程的更换 蓄电池箱的方式、以及改变车载蓄电池箱快速更换装置的具体结构能够组成多 个实施例，均为本实用新型的常见变化范围，在此不一一详述。
权利要求1、一种城市低成本纯电动公交系统，含有蓄电池驱动公交车(7)、充电站(1)和车载蓄电池箱快速更换装置(6)，其特征是所述充电站(1)独立建在城区或/和城郊，每个充电站(1)内设置有蓄电池箱充电装置(11)和蓄电池箱运输车(13)，每一公交线路一端或两端的终点站(2)内设置有车载蓄电池箱快速更换装置(6)，所述蓄电池箱运输车(13)往返于充电站(1)和终点站(2)之间，将充满电的蓄电池箱(4)由充电站(1)送往各个相距最近的终点站(2)，并将各个终点站(2)内用完电的蓄电池箱(5)运送到充电站(1)进行充电；每一公交线上设置多台蓄电池驱动公交车(7)，每一蓄电池驱动公交车(7)在跑完一个或两个单程的距离后，在终点站(2)内进行更换蓄电池箱(4)；所述蓄电池驱动公交车(7)的车体(14)顶部安装有车用蓄电池槽(16)，所述车用蓄电池槽(16)上端安装一个可沿车体长度方向前后滑动的上盖(18)，其内腔有两个相隔的空箱，一个空箱内安装有车用动力控制器(17)，另一个空箱内安装有充满电的蓄电池箱(4)，所述充满电的蓄电池箱(4)与车用动力控制器(17)联接；车用动力电机(19)采用立式结构安装于变速箱(20)上部，变速箱(20)安装于车体(14)内后部下方，所述车用动力电机(19)与车用动力控制器(17)联接，所述变速箱(20)与车体(14)的后转轴连接。
2、 根据权利要求1所述的城市低成本纯电动公交系统，其特征是所述充电站(1)内架设有高压动力线(8)，该高压动力线(8)与变压器(9)的输入端连接， 所述变压器(9)的输出端通过低压线(10)与蓄电池箱充电装置(11)连接，所述蓄 电池箱充电装置(11)对每一个已用完电的蓄电池箱(5)进行充电。
3、 根据权利要求2所述的城市低成本纯电动公交系统，其特征是所述蓄 电池箱充电装置(ll)旁边设置有蓄电池箱储运平台(3)，用以码放已充满电的 蓄电池箱(4)及用完电的蓄电池箱(5)，并且蓄电池箱储运平台(3)上方设 置有蓄电池箱装卸装置(12)，用以将蓄电池箱(4)取出或放入蓄电池箱充电 装置(ll)中，或将蓄电池箱(4)装卸在蓄电池箱运输车(13)中。
4、 根据权利要求1所述的城市低成本纯电动公交系统，其特征是所述终 点站(2)内设置有蓄电池箱储运平台(3)，用以码放己充满电的蓄电池箱(4) 及用完电的蓄电池箱X5)，并且蓄电池箱储运平台(3)上方设置有车载蓄电池 箱快速更换装置(6)，用以将蓄电池箱(4)取出或放入蓄电池驱动公交车(7) 的车用蓄电池槽(16)中。
5、 根据权利要求1 4任一所述的城市低成本纯电动公交系统，其特征是 所述蓄电池驱动公交车(7)的车体(14)顶部安装有车载空调器(15)。
专利摘要本实用新型公开了一种城市低成本纯电动公交系统，它含有独立设置的充电站(1)、蓄电池箱(4)、蓄电池箱运输车(13)、蓄电池箱快速更换装置(6)及蓄电池驱动公交客车(7)。蓄电池运输车(13)往返于充电站(1)与公交终点站(2)之间运送蓄电池箱(4)。蓄电池驱动公交车(7)上只装有一个蓄电池箱(4)，该蓄电池箱(4)的蓄电量只要能够满足蓄电池驱动公交车(7)跑完一到两个单程的距离，蓄电池驱动公交车(7)跑完一到两个单程的距离进入终点站(2)后都要更换一次蓄电池箱(4)。本实用新型降低了充电站的建设成本，另外还大幅降低蓄电池箱的重量及体积。实用新型尤其适用于交通繁忙、污染严重的大中城市公交系统，具有巨大的社会和经济效益。
文档编号H01M10/42GK201189858SQ200820069680
公开日2009年2月4日 申请日期2008年3月21日 优先权日2008年3月21日
发明者张秀生, 符海龙, 陈玉启 申请人:陈玉启