[发明专利]使用飞轮电池驱动的城市客车

说明书

技术领域

本发明涉及环保节能的运输工具领域，尤其涉及一种电池驱动的城市客车。

背景技术

超级电容公交大巴车以零排放、低噪声、无运行路线馈触线及机动性能等优点，取代了城市无轨电车，成为一种新型环保节能交通运输工具。这种超级电容公交大巴车使用超级电容驱动，相比于锂电池等化学电池，超级电容的功率大，充放电速度快，且充放电次数高达5万次左右（约相当于锂电池的10倍）。但超级电容的缺点是储能密度较小，约为5瓦时/公斤。为了解决储能密度小这个问题，超级电容大巴车利用了超级电容充放电速度快的特点，每行驶到一个公交站，都要快速充一次电，而且由于每站充电，所以每次的充电量不大，约为2-5度电，仅在乘客下车上车的时间内就可以充好电。

但是，超级电容仍然具有以下不足之处。

1、储能密度低，导致重量大。现有技术中的超级电容大巴车，其超级电容重达1吨，甚至2吨，给大巴车带来沉重负担。

2、内阻大，导致发热大，效率低。超级电容中流过电流时，电池的平方乘以内阻，就是它的发热功率。由于超级电容使用了水系或油系的液态电解质，这些电解质的电阻率一般都比金属的电阻大得多，所以超级电容在充电和放电时的发热始终比较大，大量的电能转化为热能，而且为了散热，又需要额外的电能，这样就导致了超级电容的效率仍然不太高。

3、对温度比较敏感，在气温较高或较低时不能正常工作。由于超级电容使用了液态电解质，而液态电解质的性能与温度的关系比较密切，所以在气温较高或较低时，就会影响到超级电容的性能。特别是在夏天，气温高，散热困难，而超级电容自身的发热又比较大，所以这种影响就更为剧烈，即使使用大功率的空调，仍不能有效解决问题。

4、寿命短。正常情况下，一条公交线路会有10多个甚至20多个公交站，一辆公交大巴一天会跑好几个来回。而超级电容大巴车基本上是每站必充放一次电，这样算下来，每天就要充放电几十次，每年就得上万次。即使超级电容的充放电次数高达5万次左右，约为锂电池等化学电容的10倍，它的寿命也仍然只有三年左右。

5、可靠性不够高。超级电容单体的电压只有几伏特，所以需要把几十节乃至上百节超级电容串联使用。只要有一节电容出了问题，或者其连接电路出了问题，这一串电容均受到影响，导致不能供电。所以整个串联电路的不可靠性是每一节电池的不可靠性之和，这样不可靠性就会比较大，而可靠性就会比较低。

6、发生意外时充电繁琐。超级电容公交车必须依赖充电候车站充电，当遇到堵车等特殊原因等导致超级电容亏电而不能及时开进充电候车站，就必须利用拖车将车子拖入充电候车站补充电能，或者调集充电工程车跟随超级电容公交车，一旦发生意外便可通过充电工程车临时充电补充电能，但是，这两种方法都需要耗费很大的人力财力，所以可行性不高。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于克服上述现有技术存在的不足，提供一种使用飞轮电池驱动的城市客车，其储能密度高，重量轻，内阻小，发热少，效率高，对温度不敏感，寿命长，可靠性高。

为解决上述技术问题，本发明提供一种使用飞轮电池驱动的城市客车，包括：车体，在车体上设置有：用以提供机械能的电动机、用以驱动车轴转动的驱动器和用以控制车体正常运作的车体控制器，在车体上还设置有：一套由多台飞轮电池连接成的飞轮电池组和用于控制、管理和均衡飞轮电池组充放电电压和电流的电源管理器，所述飞轮电池组通过电源管理器与电动机相连以给电动机提供电能。

所述的使用飞轮电池驱动的城市客车，其中，所述飞轮电池组的多台飞轮电池间以并联方式连接。

所述的使用飞轮电池驱动的城市客车，其中，所述飞轮电池组具有四至八台飞轮电池。

所述的使用飞轮电池驱动的城市客车，其中，各台飞轮电池的功率至少为40千瓦。

所述的使用飞轮电池驱动的城市客车，其中，各台飞轮电池的重量不超过80公斤。

所述的使用飞轮电池驱动的城市客车，其中，在车体上还设置有一套备用电池组，所述备用电池组通过开关与飞轮电池组并联以在飞轮电池组无法正常供电时启动备用电池组为电动机供电。

所述的使用飞轮电池驱动的城市客车，其中，还包括一用以与外部充电电源相连的可伸缩的集电弓，所述集电弓通过电源管理器与飞轮电池组和备用电池组相连。

所述的使用飞轮电池驱动的城市客车，其中，所述备用电池组的功率为3-5千瓦。

所述的使用飞轮电池驱动的城市客车，其中，所述备用电池组为锂电池。