[发明专利]串极滑触线站段与无限电车构成的城市全域电动客车系统

说明书

技术领域：

本发明涉及滑触线与电动城市客车供电原理、城市交通、电子技术、电力技术、机械制造、自动化控制及计算机网络多个领域，是一项包含原理创新和技术应用的综合课题。

背景技术：

据有关机构统计，汽车保有量不断增加，全球CO₂排放总量中汽车尾气已占据15.9％。燃油车能效低于30％，污染问题日益严重，在空间有限的城市，环境气温、噪声水平、空气质量的影响人们都有感受。发展城市公共交通是减少污染的首选，城市客车电动取代燃油是发展趋势，现有各类电车存在的功能性问题分别阐述探讨。

轨道交通：“城市轻轨”相比有轨电车占空间更大、资源利用更多，被采用不在于“轻”而在于快。城市全域交通网一般不会以轨道覆盖。中小城市无力兴建轻轨、地铁。

无轨电车：成都市上世纪交通干线曾均为无轨电车，到上世纪90年代就拆得一段未留。无轨电车能效高、车辆造价低、安静环保，兰州近年拆除无轨电车，发表的观点网民多持否定态度。随城市规模快速扩张，无轨电车供电滑触线有碍市政规划，滑触线结构不能适应道路的变化，无轨电车被柴油车取代逐渐消亡。

飞轮储能车：可控硅用于逆变前，大功率UPS产品是惯性飞轮发电机组。超高速飞轮储能研究始于上世纪60年代的啊波罗计划。上世纪80年代初，瑞士将飞轮储能发电机用于公交客车，停站由外供电力加速，尚未见其他项目飞轮储能车。飞轮储能车未被推广技术层面的问题是能源补充不方便。

储能飞轮寿命长达20年，磁悬浮UPS效率达98％，是理想的二次能源技术，因其制造技术要求高，只有规模化开发才可能形成竞争力，储能飞轮对供电标准化需求迫切。

超级电容车：超级电容车是新兴技术。哈尔滨巨容公司专业制造超级电容器，提供资料显示：“车用超级电容器充电12-15分钟达到额定容量的97％，比能量12Wh/Kg，循环使用寿命1万次以上”。但在烟台中上公司电动公交车应用，“12公里……有48个车站……充电”，明显是限于电容器价格、功率密度，配置容量低。插接充电形式适用性差。超级电容功率密度、电压输出特性指标不太理想，可提高循环寿命次数改善充电条件来弥补。

蓄电池车：蓄电池车是目前新能源客车的主要研究对向，其实蓄电池车发展早于汽油车，“蓄电池电力车”1881年出现在巴黎，上世纪初美国汽车保有量，蓄电池车38％，汽油车22％。一百多年后应运而生的“纯电动车”与“蓄电池电力车”并无本质区别，不充电都不能动，续驶时/充电时比变化并不多。充电时间：铅酸电池＞8h、鋰离子电池4-8h。功率密度仍然明显影响整车质量，东风电动客车整备质量13t、柴油机客车整备质量10.3t，铅酸电池＜50Wh/k g、质量＞4t。鋰离子电池＜150Wh/kg。电池仍然明显影响车价，鋰离子电池08“奥运电动大客车”价超过200万元，同档柴油车价低于30万元，目前磷酸铁锂电池1kWh＞5000元，是铅酸电池3倍以上。循环寿命数仍然明显影响运行成本，“奥运电动大客车”一年电池折旧会超过50万元。循环寿命数：铅酸电池＜500次、鋰离子电池＜1800次。

蓄电池车考虑能源转换效率、电池损耗，对资源的消耗并不比燃油汽车少，现阶段燃油汽车动力价效超过锂离子电池车的3倍。虽然降低电池容量可降低车重、车价，但电池消耗是与行驶里程相关的，电池配置减少，充电周期和寿命期会提前。放电方式严重影响铅酸电池的效率，如DG-250型电车电池，50A、5h放电容量250Ah；150A、1h放电容量150Ah。

奥运电动大客车采用回站机器人换电池。申请号：CN200820069680.2实用新型专利，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)。…”采用铅酸电池的东风电动客车更换电池难实施。当前蓄电池车供电方式没有统一方案。

城市电动客车发展方向：城市电动客车存在的共性问题是能源补充不便，前述各类电动客车没有通用的供电设施，CN200820069680.2实用新型专利也只是针蓄电池车的方案。《提高电动公交车经济性的营运方式与技术方案》指出“目前国内正在试运行的电动公交车的营运方式并不经济。提出了电动公交车采用自动集电器的技术方案，一方面能实现大幅度延长电池寿命的‘浅充浅放’的营运方式，另一方面可以省去占地较大的专用充电站…”(《汽车科技》2006-3)。“电动公交车采用自动集电器的技术方案”，从可靠性和安全性考虑，需滑触线配合改进才能解决客车供电问题。

发明内容：