基于超級電容的自發(fā)電公交車的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及電動車輛技術(shù)領(lǐng)域，具體公開了基于超級電容的自發(fā)電公交車，包括動力系統(tǒng)和驅(qū)動系統(tǒng)，動力系統(tǒng)包括蓄電池、超級電容儲能模塊和自發(fā)電裝置，蓄電池與直流母線輸入端相連，超級電容儲能模塊并聯(lián)于直流母線，驅(qū)動系統(tǒng)包括永磁同步電機(jī)和與其相連的三相逆變器，三相逆變器直流側(cè)與直流母線輸出端相連；自發(fā)電裝置包括公交車內(nèi)的壓電發(fā)電臺階和發(fā)電座椅、公交車頂部的太陽能電池板以及公交車的溫差發(fā)電片車身，各自發(fā)電裝置通過整流電路與超級電容相連。本實(shí)用新型能夠有效提高電池能源的使用效率，能夠自發(fā)電及時補(bǔ)充電能。
【專利說明】
基于超級電容的自發(fā)電公交車
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及電動車輛技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有蓄電池電動汽車具有很多缺點(diǎn)，如電池壽命短，更換費(fèi)用大;公交車頻繁起步加速電池耗損，電池的性能逐漸下降，還沒到更換電池的時間就跑不完全程了，有很多前車之鑒；電池體積大、重量大，充電時間太長，往往公交車行駛半天就需要再充半天時間的電；現(xiàn)有電動公交車缺乏可再生電力來源，使得公交車無法隨時得到電能的補(bǔ)充。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]針對現(xiàn)有技術(shù)電動公交車電池重量大、電池能源使用效率低、電池電能不能及時補(bǔ)充的問題，本實(shí)用新型提供一種基于超級電容的自發(fā)電公交車，能夠有效降低電動公交車電池重量，提高電池能源的使用效率，能夠自發(fā)電及時補(bǔ)充電能。
[0004]為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型所采取的技術(shù)方案是:基于超級電容的自發(fā)電電動公交車，包括動力系統(tǒng)和驅(qū)動系統(tǒng)，所述動力系統(tǒng)包括蓄電池、超級電容儲能模塊和自發(fā)電裝置，蓄電池與直流母線輸入端相連，超級電容儲能模塊并聯(lián)于直流母線，所述驅(qū)動系統(tǒng)包括永磁同步電機(jī)和與其相連的三相逆變器，所述三相逆變器直流側(cè)與直流母線輸出端相連；
[0005]所述自發(fā)電裝置包括所述公交車內(nèi)的壓電發(fā)電臺階和發(fā)電座椅、所述公交車頂部的太陽能電池板以及所述公交車的溫差發(fā)電片車身，各自發(fā)電裝置通過整流電路與超級電容相連。
[0006]壓電發(fā)電臺階為公交車上貼裝設(shè)有壓電陶瓷片的臺階，壓電陶瓷片的上方設(shè)有耐磨材料制成的保護(hù)板。壓電陶瓷片的兩極形成回路，其受壓產(chǎn)生的微電流經(jīng)整流電路整流得到直流電壓，對超級電容儲能模塊中的超級電容充電。
[0007]發(fā)電座椅包括椅座和與其柔性連接的支撐基體，椅座和支撐基體的連接處固定設(shè)有彈簧圈，使得椅座能夠在支撐基體上上下震動，彈簧圈的外圍包覆設(shè)有法拉第電磁感應(yīng)線圈，彈簧圈內(nèi)部設(shè)有永磁體，永磁體固定在椅座上能夠隨椅座上下震動。
[0008]溫差發(fā)電片嵌入車體骨架上，溫差發(fā)電片的兩面分別位于車體的內(nèi)部和外部，能夠利用車體內(nèi)外的溫差發(fā)電。溫差發(fā)電片的位于車體外的一面優(yōu)選為流線型曲面，能夠降低車體行駛過程中的空氣阻力，同時相對于平面而言具有更大的面積，發(fā)電能力更強(qiáng)。
[0009]不同的電池板串并聯(lián)排列方式其發(fā)電效率和產(chǎn)生的電能各不相同，其中并聯(lián)方式的組合提供的電流最強(qiáng)。
[0010]蓄電池優(yōu)選為鋰電池。
[0011]進(jìn)一步地，所述超級電容儲能模塊和蓄電池分別通過其對應(yīng)匹配的雙向半橋DC/DC變換器與直流母線相連。雙向半橋式DC/DC變換器拓?fù)浜唵巍Ⅲw積較小、控制方便，其元器件的導(dǎo)通損耗較小，能量變換效率相對較高。
[0012]進(jìn)一步地，太陽能電池板為相互并聯(lián)的多個。
[0013]進(jìn)一步地，所述超級電容儲能模塊包括超級電容和與其并連的穩(wěn)壓充電電路。
[0014]采用上述技術(shù)方案所產(chǎn)生的有益效果在于:本發(fā)明公交車中，蓄電池為主電源，超級電容儲能模塊和自發(fā)電裝置為輔助電源，蓄電池提供公交車正常行駛所需電能，其制動時超級電容組可以吸收回饋的制動能量，有效提高了電池電能的利用，降低制動能量的浪費(fèi)。本發(fā)明公交車中還設(shè)有自發(fā)電裝置，通過對公交車上的固有設(shè)施進(jìn)行簡單改裝，能夠作為輔助電源時刻為超級電容儲能模塊補(bǔ)充電能，壓電發(fā)電臺階、發(fā)電座椅、太陽能電池板以及溫差發(fā)電片車身組合而成的聯(lián)合發(fā)電裝置確保了電動公交車運(yùn)行的安全、可靠，確保了能量的實(shí)時涌入，綠色環(huán)保，節(jié)能減排。
【附圖說明】
[0015]圖1是本實(shí)用新型動力系統(tǒng)和驅(qū)動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0017]基于超級電容的自發(fā)電電動公交車，包括動力系統(tǒng)和驅(qū)動系統(tǒng)，見圖1，動力系統(tǒng)包括蓄電池、超級電容儲能模塊和自發(fā)電裝置，蓄電池與直流母線輸入端相連，超級電容儲能模塊并聯(lián)于直流母線，驅(qū)動系統(tǒng)包括永磁同步電機(jī)和與其相連的三相逆變器，三相逆變器直流側(cè)與直流母線輸出端相連。超級電容儲能模塊和蓄電池分別通過其對應(yīng)匹配的雙向半橋DC/DC變換器與直流母線相連。
[0018]公交車正常工作時，蓄電池通過其雙向半橋變換器的升壓模式給驅(qū)動系統(tǒng)提供能量，此時蓄電池組通過變換器升壓提供給直流母線一個穩(wěn)定的直流電壓，而且一定程度上降低了驅(qū)動電機(jī)的電流紋波;反之當(dāng)驅(qū)動系統(tǒng)工作在制動回饋狀態(tài)下時變換器工作在降壓模式，此時直流母線通過變換器對蓄電池組進(jìn)行降壓充電。然而蓄電池的充電過程一般較慢，短時吸收回饋能量的能力有限，因此使用超級電容模塊對回饋能量進(jìn)行快速吸收，將超級電容模塊和與之匹配的雙向半橋變換器并聯(lián)到直流母線上，這樣利用超級電容充電速率快的優(yōu)點(diǎn)及時回收電動汽車的制動能量，利用放電電流大的特點(diǎn)提供電動汽車起動、加速和爬坡時的峰值功率。
[0019]自發(fā)電裝置包括公交車內(nèi)的壓電發(fā)電臺階和發(fā)電座椅、公交車頂部的太陽能電池板以及公交車的溫差發(fā)電片車身，如圖1中所示發(fā)電裝置一至四，各自發(fā)電裝置通過整流電路與超級電容相連。
[0020]壓電發(fā)電臺階為公交車上貼裝設(shè)有壓電陶瓷片的臺階，壓電陶瓷片的上方設(shè)有耐磨材料制成的保護(hù)板。壓電陶瓷片的兩極形成回路，其受壓產(chǎn)生的微電流經(jīng)整流電路整流得到直流電壓，對超級電容儲能模塊中的超級電容充電。
[0021]發(fā)電座椅包括椅座和與其柔性連接的支撐基體，椅座和支撐基體的連接處固定設(shè)有彈簧圈，使得椅座能夠在支撐基體上上下震動，彈簧圈的外圍包覆設(shè)有法拉第電磁感應(yīng)線圈，彈簧圈內(nèi)部設(shè)有永磁體，永磁體固定在椅座上能夠隨椅座上下震動。
[0022]溫差發(fā)電片嵌入車體骨架上，溫差發(fā)電片的兩面分別位于車體的內(nèi)部和外部，能夠利用車體內(nèi)外的溫差發(fā)電。溫差發(fā)電片的位于車體外的一面優(yōu)選為流線型，能夠降低車體行駛過程中的空氣阻力，同時相對于平面而言具有更大的面積，發(fā)電能力更強(qiáng)。
[0023]不同的電池板串并聯(lián)排列方式其發(fā)電效率和產(chǎn)生的電能各不相同，其中并聯(lián)方式的組合提供的電流最強(qiáng)。
[0024]作為優(yōu)選，蓄電池為鋰電池。
[0025]作為優(yōu)選，太陽能電池板為相互并聯(lián)的多個。
[0026]進(jìn)一步地，超級電容儲能模塊包括超級電容和與其并連的穩(wěn)壓充電電路。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.基于超級電容的自發(fā)電公交車，包括動力系統(tǒng)和驅(qū)動系統(tǒng)，其特征在于，所述動力系統(tǒng)包括蓄電池、超級電容儲能模塊和自發(fā)電裝置，蓄電池與直流母線輸入端相連，超級電容儲能模塊并聯(lián)于直流母線，所述驅(qū)動系統(tǒng)包括永磁同步電機(jī)和與其相連的三相逆變器，所述三相逆變器直流側(cè)與直流母線輸出端相連； 所述自發(fā)電裝置包括所述公交車內(nèi)的壓電發(fā)電臺階和發(fā)電座椅、所述公交車頂部的太陽能電池板以及所述公交車的溫差發(fā)電片車身，各自發(fā)電裝置通過整流電路與超級電容相連； 所述壓電發(fā)電臺階為公交車上貼裝設(shè)有壓電陶瓷片的臺階，壓電陶瓷片的上方設(shè)有耐磨材料制成的保護(hù)板； 所述發(fā)電座椅包括椅座和與其柔性連接的支撐基體，椅座和支撐基體的連接處固定設(shè)有彈簧圈，使得椅座能夠在支撐基體上上下震動，彈簧圈的外圍包覆設(shè)有法拉第電磁感應(yīng)線圈，彈簧圈內(nèi)部設(shè)有永磁體，永磁體固定在椅座上能夠隨椅座上下震動； 所述溫差發(fā)電片車身為車體骨架上填設(shè)有溫差發(fā)電片，溫差發(fā)電片的兩面分別位于車體的內(nèi)部和外部，能夠利用車體內(nèi)外的溫差發(fā)電。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于超級電容的自發(fā)電公交車，其特征在于，所述超級電容儲能模塊和蓄電池分別通過其對應(yīng)匹配的雙向半橋DC/DC變換器與直流母線相連。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于超級電容的自發(fā)電公交車，其特征在于，太陽能電池板為相互并聯(lián)的多個。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于超級電容的自發(fā)電公交車，其特征在于，所述超級電容儲能模塊包括超級電容和與其并連的穩(wěn)壓充電電路。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于超級電容的自發(fā)電公交車，其特征在于，溫差發(fā)電片位于車體外部的一面為流線型曲面。
【文檔編號】H02J7/32GK205544523SQ201620104045
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年2月2日
【發(fā)明人】盧昊, 劉祥哲, 陳澤, 李建強(qiáng), 韓亮雅, 任彥儒, 劉尚坤, 焦衡, 鄭旭輝
【申請人】焦衡