專利名稱：城市有軌公交車輛復(fù)合式智能供電系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及有軌車輛運(yùn)行能源的供給技術(shù)，特別涉及城市公交有軌車輛復(fù)合式智能供電系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
由電力驅(qū)動(dòng)的城市公交有軌車輛，其傳統(tǒng)的供電方式一般有兩種。一種是采用外電源集中供電方式，即建設(shè)大型專用主變電站和專用牽引/降壓變電所，主變電站將從城市電網(wǎng)接入的高壓電變成中壓電輸出，經(jīng)過(guò)開(kāi)閉所輸入到若干專用牽引/降壓變電所，進(jìn)行變壓整流成城市有軌公交車輛用直流電，再通過(guò)專用架空的接觸網(wǎng)或地上/面第三軌，為城市有軌公交車輛提供驅(qū)動(dòng)動(dòng)力。另一種是采用外電源分散供電方式即建設(shè)專用牽引/降壓變電所，從城市電網(wǎng)沿線的變電所直接輸出中壓電能，經(jīng)過(guò)開(kāi)閉所輸入到若干專用牽引/降壓變電所，進(jìn)行變壓整流成城市有軌公交車輛用直流電，再通過(guò)專用架空接觸網(wǎng)或地上/面第三軌，為城市有軌公交車輛提供驅(qū)動(dòng)動(dòng)力；此供電方式須城市電網(wǎng)沿公交線路的變電所具有足夠的備用容量，才可滿足城市有軌公交系統(tǒng)對(duì)中壓電源引入數(shù)量和容量的要求。上述的供電方式存在以下弊端一、城市有軌公交車輛運(yùn)行需要從城市電網(wǎng)大功率取電，對(duì)電網(wǎng)的干擾大，影響電網(wǎng)上的其他用戶正常使用；二、建設(shè)專用主變電站和若干牽引/降壓變電所等工程，建設(shè)與維護(hù)成本較高；三、取用由煤炭、石油、天然氣等轉(zhuǎn)化而來(lái)的城市電網(wǎng)電能，等同于消耗大量的不可再生資源；四、須空中架設(shè)專用接觸網(wǎng)為有軌公交車輛供電，有礙城市景觀；五、無(wú)法合理使用城市電網(wǎng)處于用電低谷時(shí)的富余電能。因此，如何克服當(dāng)前電驅(qū)動(dòng)城市公交有軌車輛供電方式的不足之處，一直是業(yè)內(nèi)長(zhǎng)期探索、但尚未解決的問(wèn)題。申請(qǐng)人:于2012年4月26日向國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局申請(qǐng)了“新能源有軌公交營(yíng)運(yùn)系統(tǒng)”(譯名為New Energy Rail Transit,簡(jiǎn)稱ERT)的發(fā)明專利。該專利申請(qǐng)，除闡明ERT系統(tǒng)是在已有的快速公交系統(tǒng)(簡(jiǎn)稱BRT)相關(guān)技術(shù)特征的基礎(chǔ)上，再吸取融入輕軌或現(xiàn)代超級(jí)有軌電車交通等基本技術(shù)特征外，還重點(diǎn)突出了新能源技術(shù)。所述的新能源技術(shù)，是采用無(wú)污染、尾氣零排放的電能；特別是還包括設(shè)置有車載電源無(wú)線供電裝置；專用公交車站站臺(tái)設(shè)有地面充電站。所述車載電源無(wú)線供電裝置由車載超級(jí)電容儲(chǔ)能裝置，或車載高能蓄電池組儲(chǔ)能裝置，或車載超級(jí)電容與高能蓄電池組復(fù)合儲(chǔ)能裝置構(gòu)成。此外，該“新能源”還提出了在有軌公交專用車站設(shè)置連接地面充電站的太陽(yáng)能發(fā)電裝置等技術(shù)方案。該專利申請(qǐng)的技術(shù)方案經(jīng)立項(xiàng)，局部初試、檢測(cè)，驗(yàn)證了車載電源無(wú)線供電裝置所獲取的電能，其中30%來(lái)自于太陽(yáng)能發(fā)電裝置，還有70%的電量仍須依賴城市電網(wǎng)供電，才能保障有軌公交車組的正常運(yùn)行。為了最大限度地降低城市有軌公交運(yùn)行從城市電網(wǎng)獲取的輸出電能量值，申請(qǐng)人認(rèn)為有必要對(duì)城市有軌公交運(yùn)行的供電系統(tǒng)進(jìn)行深入研究，提出更為具體詳盡的技術(shù)措施，以盡可能減少有軌公交對(duì)城市電網(wǎng)的依賴性
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種城市有軌公交車輛復(fù)合式智能供電系統(tǒng)，目的在于使城市有軌公交運(yùn)行最大程度優(yōu)先利用太陽(yáng)光輻射轉(zhuǎn)化而成的電能，同時(shí)充分回收利用有軌公交車輛所產(chǎn)生的各種制動(dòng)能量，以減少有軌公交車輛對(duì)城市電網(wǎng)電能的需求，并盡可能使用城市電網(wǎng)用電低谷時(shí)段富余的電能，從而多措并舉，使新能源有軌公交營(yíng)運(yùn)系統(tǒng)(ERT)朝著綠色、智能、經(jīng)濟(jì)、可持續(xù)的方向發(fā)展，順應(yīng)低碳環(huán)保的世界潮流。本發(fā)明的技術(shù)解決方案
本發(fā)明所稱供電系統(tǒng)，包括“新能源有軌公交營(yíng)運(yùn)系統(tǒng)”已提出的在專用公交車站臺(tái)設(shè)有充電站及站臺(tái)太陽(yáng)能發(fā)電裝置、和車載電源無(wú)線供電裝置，車體下部設(shè)有的伸縮式自動(dòng)受電臂，站臺(tái)充電站設(shè)有站臺(tái)儲(chǔ)能裝置等技術(shù)方案。而該供電系統(tǒng)還包括設(shè)置由站臺(tái)太陽(yáng)能發(fā)電裝置與城市電網(wǎng)電源共同供電的A子系統(tǒng)；由有軌公交自身所設(shè)車體太陽(yáng)能發(fā)電裝置供電的B子系統(tǒng)；由有軌公交自身所設(shè)制動(dòng)能回收裝置供電的C子系統(tǒng)。所述A子系統(tǒng)中設(shè)有站臺(tái)智能控制裝置；所述B子系統(tǒng)與C子系統(tǒng)之間設(shè)有車載智能控制裝置。本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)解決方案
所述的A子系統(tǒng)，由站臺(tái)太陽(yáng)能發(fā)電裝置輸出電流，經(jīng)站臺(tái)直流升壓充電裝置輸入至充電站儲(chǔ)能裝置；城市電網(wǎng)普通電源輸出電流，經(jīng)逆變充電裝置成為直流電，輸入至充電站儲(chǔ)能裝置；站臺(tái)直流升壓充電裝置與逆變充電裝置共同連接有充電站智能控制裝置；充電站儲(chǔ)能裝置的輸出端連接大功率充電裝置輸入端。所述站臺(tái)太陽(yáng)能發(fā)電裝置為太陽(yáng)能光伏發(fā)電裝置；所述的站臺(tái)設(shè)有的充電站內(nèi)設(shè)有多個(gè)串聯(lián)的站臺(tái)儲(chǔ)能裝置。所述的B子系統(tǒng)，由車載太陽(yáng)能發(fā)電裝置輸出電流，經(jīng)車載直流升壓充電裝置，輸入車載電源無(wú)線供電裝置的車載儲(chǔ)能裝置。所述的C子系統(tǒng)，車輛驅(qū)動(dòng)電機(jī)所產(chǎn)生的制動(dòng)能，經(jīng)制動(dòng)能回收裝置轉(zhuǎn)化成電能，并輸入至車載電源無(wú)線供電裝置的車載儲(chǔ)能裝置；所述制動(dòng)能回收裝置與車載直流升壓充電裝置共同連接有車載智能控制裝置。本發(fā)明的有益效果
(一)本發(fā)明優(yōu)化集成多種可供利用的電能，即優(yōu)先儲(chǔ)存并使用太陽(yáng)能發(fā)電裝置的電能，使車載電源無(wú)線供電裝置所獲取的太陽(yáng)能發(fā)電能，從30%提高到50-60% ;使充分回收利用車輛運(yùn)行產(chǎn)生制動(dòng)能轉(zhuǎn)化的再生電能達(dá)到20-30% ;還有少量不足部分，則取用城市電網(wǎng)用電低谷時(shí)段輸出的小功率均衡穩(wěn)態(tài)富余電能，且通過(guò)智能控制裝置將上述各種渠道來(lái)源的電能之間實(shí)現(xiàn)智能化調(diào)節(jié)使用，科學(xué)合理地對(duì)城市有軌公交車輛進(jìn)行充足供電，不僅可滿足新能源有軌公交的正常運(yùn)行，而且最大限度降低了城市有軌公交從城市電網(wǎng)獲取的用電量，并可減少在城市電網(wǎng)用電低谷期的電能浪費(fèi)；有效降低了新能源有軌公交營(yíng)運(yùn)系統(tǒng)(ERT)的運(yùn)行成本。(二)本發(fā)明取代了現(xiàn)有城市軌道交通傳統(tǒng)的供電系統(tǒng)，無(wú)須建設(shè)專用的主變電站和/或若干專用牽引/降壓變電所，顯著降低城市有軌公交建設(shè)變電站、變電所的工程資本和相應(yīng)的運(yùn)營(yíng)成本；
(三)本發(fā)明的“車載動(dòng)力電源，無(wú)線/軌供電運(yùn)行”新模式，取消了現(xiàn)有有城市軌道交通線路上方的架空接觸網(wǎng)，或地上/面第三軌和車頂上的“大辮子”，解決了原弓網(wǎng)供電?！な絿?yán)重影響城市景觀的難題。


附圖I為本發(fā)明復(fù)合式智能供電系統(tǒng)的連接框圖。
具體實(shí)施例方式如圖所示，
本發(fā)明供電系統(tǒng)的A子系統(tǒng)，在專用公交車站站臺(tái)設(shè)有充電站1，站臺(tái)上方的太陽(yáng)能光伏發(fā)電裝置輸出的電能，經(jīng)站臺(tái)直流升壓充電裝置升壓；城市公共電網(wǎng)輸出的電能，經(jīng)逆變充電裝置轉(zhuǎn)換成直流電，在兩者電流輸入充電站的內(nèi)置儲(chǔ)能裝置之前，通過(guò)站臺(tái)智能控制裝置調(diào)節(jié)控制。此處所述的站臺(tái)智能控制裝置，可控制太陽(yáng)能發(fā)電裝置輸出電能適時(shí)、優(yōu)先輸入到充電站內(nèi)置的站臺(tái)儲(chǔ)能裝置；當(dāng)太陽(yáng)能發(fā)電裝置提供的電能不足時(shí)，站臺(tái)智能控制裝置可根據(jù)太陽(yáng)光的強(qiáng)弱，自動(dòng)控制城市電網(wǎng)以小功率連續(xù)均衡穩(wěn)態(tài)的方式輸出電能，經(jīng)逆變充電裝置將交流電轉(zhuǎn)換為直流電，補(bǔ)充輸入到充電站內(nèi)置的站臺(tái)儲(chǔ)能裝置；站臺(tái)智能控制裝置還根據(jù)站臺(tái)儲(chǔ)能裝置的容量和已存儲(chǔ)量，自動(dòng)調(diào)節(jié)夜間城市電網(wǎng)用電低谷時(shí)段富余電能的輸出量。所述充電站可根據(jù)站臺(tái)太陽(yáng)能發(fā)電裝置的規(guī)格和規(guī)模，及城市有軌公交日耗電總量，串聯(lián)設(shè)置I-N個(gè)站臺(tái)儲(chǔ)能裝置，以便為城市有軌公交車輛快速充電備足電能。所述的充電站內(nèi)置儲(chǔ)能裝置或?yàn)槌?jí)電容裝置，或?yàn)楦吣苄铍姵匮b置，或?yàn)槌?jí)電容與高能蓄電池復(fù)合裝置。本發(fā)明供電系統(tǒng)的B子系統(tǒng)，是在有軌公交車輛上，設(shè)置有太陽(yáng)能發(fā)電裝置，其電能輸入車載電源無(wú)線供電裝置2的車載儲(chǔ)能裝置，該車載儲(chǔ)能裝置或?yàn)槌?jí)電容裝置，或?yàn)楦吣苄铍姵匮b置，或?yàn)槌?jí)電容與高能蓄電池復(fù)合裝置。本發(fā)明供電系統(tǒng)的C子系統(tǒng)，是在有軌公交車輛上，設(shè)有車載制動(dòng)能量回收裝置，將車輛采用電制動(dòng)實(shí)施制動(dòng)減速、制動(dòng)停車時(shí)產(chǎn)生的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能，回收并輸入到車載電源無(wú)線供電裝置的車載儲(chǔ)能裝置。本發(fā)明所稱的有軌公交車輛的電動(dòng)機(jī)，由車載電源無(wú)線供電裝置的車載儲(chǔ)能裝置供電。有軌公交利用車輛?？空九_(tái)時(shí)乘客上下的短暫間隙，通過(guò)車輛下部設(shè)有的自動(dòng)伸縮受電臂，接受站臺(tái)充電站儲(chǔ)能裝置輸出的電能，使電動(dòng)機(jī)獲得源源不斷的電能，驅(qū)動(dòng)車輛運(yùn)行。綜上，本發(fā)明為“新能源有軌公交營(yíng)運(yùn)系統(tǒng)”(ERT)提供了清潔而廉價(jià)能源，為解決城市交通所面臨的重污染、高能耗、高投入的問(wèn)題具有積極意義，可實(shí)現(xiàn)新能源有軌公交營(yíng)運(yùn)系統(tǒng)綠色、智能、經(jīng)濟(jì)用電，完全能達(dá)到了預(yù)期的發(fā)明目的。
權(quán)利要求
1.城市有軌公交車輛復(fù)合式智能供電系統(tǒng)，包括在公交車站臺(tái)設(shè)有充電站及站臺(tái)太陽(yáng)能發(fā)電裝置、和車載電源無(wú)線供電裝置，車體下部設(shè)有的伸縮式自動(dòng)受電臂，站臺(tái)充電站設(shè)有站臺(tái)儲(chǔ)能裝置，其特征在于該供電系統(tǒng)還設(shè)置由站臺(tái)太陽(yáng)能發(fā)電裝置與城市電網(wǎng)電源共同供電的A子系統(tǒng)；由有軌公交自身所設(shè)車載太陽(yáng)能發(fā)電裝置供電的B子系統(tǒng)；由有軌公交自身所設(shè)制動(dòng)能回收裝置供電的C子系統(tǒng)；所述A子系統(tǒng)中設(shè)有站臺(tái)智能控制裝置；所述B子系統(tǒng)與C子系統(tǒng)之間設(shè)有車載智能控制裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的城市有軌公交車輛復(fù)合式智能供電系統(tǒng)，其特征在于所述的A子系統(tǒng)，由站臺(tái)太陽(yáng)能發(fā)電裝置輸出電流，經(jīng)站臺(tái)直流升壓充電裝置輸入至充電站儲(chǔ)能裝置；城市電網(wǎng)普通電源輸出電流，經(jīng)逆變充電裝置成為直流電，輸入至充電站儲(chǔ)能裝置；站臺(tái)直流升壓充電裝置與逆變充電裝置共同連接有充電站智能控制裝置；充電站儲(chǔ)能裝置的輸出端連接大功率充電裝置輸入端。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的城市有軌公交車輛復(fù)合式智能供電系統(tǒng)，其特征在于所述站臺(tái)太陽(yáng)能發(fā)電裝置為太陽(yáng)能光伏發(fā)電裝置。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的城市有軌公交車輛復(fù)合式智能供電系統(tǒng)，其特征在于所述的站臺(tái)充電站設(shè)有多個(gè)串聯(lián)的站臺(tái)儲(chǔ)能裝置。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的城市有軌公交車輛復(fù)合式智能供電系統(tǒng)，其特征在于所述的B子系統(tǒng)，由車載太陽(yáng)能發(fā)電裝置輸出電流，經(jīng)車載直流升壓充電裝置，輸入車載電源無(wú)線供電裝置的車載儲(chǔ)能裝置。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的城市有軌公交車輛復(fù)合式智能供電系統(tǒng)，其特征在于所述的C子系統(tǒng)，是車輛驅(qū)動(dòng)電機(jī)所產(chǎn)生的制動(dòng)能，經(jīng)制動(dòng)能回收裝置轉(zhuǎn)化成電能，并輸入至車載電源無(wú)線供電裝置的車載儲(chǔ)能裝置；所述制動(dòng)能回收裝置與車載直流升壓充電裝置共同連接有車載智能控制裝置。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種城市有軌公交車輛復(fù)合式智能供電系統(tǒng)。該系統(tǒng)設(shè)有站臺(tái)充電站及站臺(tái)太陽(yáng)能發(fā)電裝置、和車載電源無(wú)線供電裝置。還設(shè)置由站臺(tái)太陽(yáng)能發(fā)電裝置與城市電網(wǎng)電源共同供電的A子系統(tǒng)；由車輛所設(shè)車載太陽(yáng)能發(fā)電裝置供電的B子系統(tǒng)；由車輛制動(dòng)能轉(zhuǎn)化供電的C子系統(tǒng)。所述系統(tǒng)中設(shè)有站臺(tái)智能控制裝置、車載智能控制裝置。本發(fā)明優(yōu)化集成多種電能，優(yōu)先儲(chǔ)存使用太陽(yáng)能發(fā)電能；充分回收制動(dòng)能轉(zhuǎn)化的電能；補(bǔ)充儲(chǔ)存電網(wǎng)用電低谷時(shí)段的富余電能，并將各渠道來(lái)源的電能實(shí)現(xiàn)智能化調(diào)節(jié)，科學(xué)合理地使新能源城市有軌公交具有綠色、智能、經(jīng)濟(jì)、可持續(xù)的發(fā)展優(yōu)勢(shì)。
文檔編號(hào)H02J3/28GK102910090SQ20121037123
公開(kāi)日2013年2月6日 申請(qǐng)日期2012年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月29日
發(fā)明者唐金成 申請(qǐng)人:江蘇中輛科技有限公司