專利名稱：新能源電動有軌公交車組的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及城市公共交通運輸車輛，特別涉及應(yīng)用新能源的電動有軌公交車組。
背景技術(shù)：
城市交通是城市經(jīng)濟社會發(fā)展的基礎(chǔ)設(shè)施和先導(dǎo)動力。世界發(fā)達國家的發(fā)展歷程顯示當(dāng)工業(yè)發(fā)展到一定階段，城市交通都以公共交通為主體。目前，在全球范圍內(nèi)成熟高效的城市公共交通運輸模式主要有地鐵、輕軌與現(xiàn)代超級有軌電車、BRT快速公交等三種。地鐵、輕軌與現(xiàn)代超級有軌電車運量大、速度快、效率高，是破解大中城市公共交通難題的根本出路和最有效途徑，但建設(shè)成本高、投入大、周期長。對一些經(jīng)濟力量尚不足，而又必須解決交通問題的中小型城市，現(xiàn)階段采用BRT快速公交運輸模式居多。BRT快速公交運輸模式是一種介于快速軌道交通與常規(guī)公交之間的城市公共客運系統(tǒng)。20世紀70年代，起源于巴西，目前，全球有20多個國家和地區(qū)的城市建設(shè)了 BRT快速公交系統(tǒng)。該系統(tǒng)開辟 專用公交道路，并實行道口信號優(yōu)先的智能管理，其運行快捷、準(zhǔn)時；采用加長版公交車，擴大了運量；建設(shè)新型封閉式公交車站，提高了換乘速度和改善了換乘環(huán)境。該系統(tǒng)以較低的投入，快速提升了城市公共交通的運輸能力，并達到“準(zhǔn)輕軌”的服務(wù)水準(zhǔn)，為解決城市交通的擁堵發(fā)揮了積極作用。然而，該系統(tǒng)又存在一些為人所公認的缺陷，例如車輪顛簸乘坐舒適度較差，人均能耗、尾氣排放量大，占用土地資源率較高，可持續(xù)發(fā)展的前景不足。近幾年來，申請人經(jīng)過大量的調(diào)查研究和多方面的可行性論證，提出了一種“新能源有軌公交運營系統(tǒng)”(已申請發(fā)明專利，申請?zhí)枮?012101255121)。該新能源有軌公交運營系統(tǒng)(簡稱ERT)是借鑒國內(nèi)外城市公共交通發(fā)展的經(jīng)驗和教訓(xùn)，結(jié)合城市自身公共交通的市場需求、經(jīng)濟發(fā)展水平、財力支撐限度等實際情況而設(shè)計的公共交通新模式。該模式是沿用快速公交系統(tǒng)(BRT)相關(guān)技術(shù)特征的基礎(chǔ)上，再吸取融入輕軌或現(xiàn)代超級有軌電車的基本技術(shù)特征，以較少的資金實現(xiàn)對BRT快速公交系統(tǒng)模式的全面升級換代。所述的ERT是在專用通道內(nèi)，鋪設(shè)軌道和在專用公交車站站臺設(shè)有地面充電站；采用太陽能發(fā)電裝置的電能為有軌公交車組充電供電，或與外部城市電網(wǎng)電能共同為有軌公交車組充電供電。ERT運行的快速安全、乘坐舒適平穩(wěn)無噪音、智能化管理水平等方面的優(yōu)良性能和服務(wù)水準(zhǔn)，可與地鐵、輕軌相媲美；而每單位建設(shè)投資與BRT單位建設(shè)投資基本相當(dāng)，且無污染、節(jié)能環(huán)保、安全高效。可完全克服BRT快速公交系統(tǒng)的不足之處。而全新的ERT必須設(shè)計與其系統(tǒng)和軌道完全匹配的新能源電動有軌公交車組，方可支撐“新能源有軌公交運營系統(tǒng)(ERT)”的全面實施。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提出了一種新能源電動有軌公交車組，目的在于通過對現(xiàn)行公交車輛進行綜合創(chuàng)新，使其成為ERT系統(tǒng)的重要組成要素，以支撐新能源有軌公交運營系統(tǒng)全面地有效實施。本發(fā)明的技術(shù)解決方案本發(fā)明所稱的新能源電動有軌公交車組，設(shè)置有電動力驅(qū)動系統(tǒng)，與道軌匹配的車輪及轉(zhuǎn)向架、制動系統(tǒng)、車組電牽引與運行安全控制系統(tǒng)、整體承載車廂、車廂鉸接式連結(jié)裝置、車內(nèi)乘運設(shè)施及乘客信息系統(tǒng)。其特征在于，所述的電動力驅(qū)動系統(tǒng)，為車載電源無線供電動力驅(qū)動系統(tǒng)，該系統(tǒng)設(shè)有車載超級電容儲能裝置，或設(shè)有車載高能蓄電池組，或設(shè)有車載超級電容與高能蓄電池組復(fù)合儲能裝置，各儲能裝置之間設(shè)有切換器；所述車載電源無線供電動力驅(qū)動系統(tǒng)設(shè)有受電臂；所述的整體承載車廂，為輕量化整體承載車廂，該車廂設(shè)有矮斷面薄型底架，底架的地板面距軌道的高度為中高度、或為中低高度、或為低高度；所述與道軌匹配的車輪及轉(zhuǎn)向架，其車輪為小輪徑S型輻板輕型車輪，轉(zhuǎn)向架為與之匹配的小輪徑轉(zhuǎn)向架。本發(fā)明進一步的技術(shù)解決方案
所述的制動系統(tǒng)，為多功能復(fù)合制動系統(tǒng)，設(shè)有制動能量自動回收功能的再生電制動裝置及空氣制動裝置、磁軌制動裝置，其中，空氣制動裝置和再生電制動裝置之間設(shè)有自動轉(zhuǎn)換閥。
所述的車組電牽引與運行安全控制系統(tǒng)，設(shè)有同一或獨立控制轉(zhuǎn)向架電動牽引、制動和運打功能的安全控制系統(tǒng)。所述公交車組，每組由3— 7節(jié)車廂構(gòu)成，有可同一或獨立控制的電動力驅(qū)動系統(tǒng)。所述車載電源無線供電動力驅(qū)動系統(tǒng)的車載超級電容儲能裝置設(shè)有兩套或多套，每套裝置各設(shè)有控制開關(guān)，兩套或多套裝置之間設(shè)有切換器。所述車載電源無線供電動力驅(qū)動系統(tǒng)連接有可伸縮受電臂，該受電臂設(shè)置于車輛兩側(cè)距地面200mm 450mm處；車輛?？空九_同樣高度處的基礎(chǔ)內(nèi)設(shè)有可與之連接的充電
>J-U裝直。所述輕量化整體承載車廂的矮斷面薄型底架為層狀結(jié)構(gòu)，自上而下由塑膠板、地板、隔熱墊、波紋板及承載鋼構(gòu)組成；地板面距軌面高度范圍為780mm至350mm之間。所述小輪徑S型福板輕型車輪的滾動圓直徑為600mm 700mm。所述車組電牽引與運行安全控制系統(tǒng)的轉(zhuǎn)向架控制，是采用變流器、變頻器、及控制單元作牽引和控制。本發(fā)明的有益效果
(一)本發(fā)明是新能源有軌公交運營系統(tǒng)(ERT)不可或缺的重要組成部分，與系統(tǒng)的其它組成相匹配，構(gòu)成新能源有軌公交完整運營系統(tǒng)。(二)本發(fā)明設(shè)置車載電源無線供電動力驅(qū)動系統(tǒng)，為整車提供動力，在車輛?？空緯r，利用乘客上下?lián)Q乘時間，自動完成對車載電源進行適時補充電能，保障了新能源電動有軌公交車組強勁的動力來源。(三)本發(fā)明設(shè)置的多功能復(fù)合制動系統(tǒng)，可將車輛制動過程中產(chǎn)生的電能，回饋到車載超級電容儲能裝置中，可大幅節(jié)約了外部電網(wǎng)電能消耗，與BRT運輸車輛相比，總能耗降低60%以上，無污染排放，節(jié)能減排效果顯著。(四)本發(fā)明設(shè)置中高度或中低高度、或低高度地面板車廂，可實現(xiàn)乘客水平登乘或一步登乘，方便了乘客的上下車，提高了換乘速度。(五)本發(fā)明具有運載量大，運行快捷、高效、準(zhǔn)時、和舒適乘坐等顯著優(yōu)點，可與地鐵、輕軌和現(xiàn)代超級有軌電車相媲美；制造成本約為地鐵車輛的1/3、輕軌車輛和現(xiàn)代超級有軌電車的1/2，以較少的資金匹配投入，使新能源有軌公交運營系統(tǒng)(ERT)實現(xiàn)了對BRT快速公交系統(tǒng)的全面升級換代。


附圖I為本發(fā)明以3節(jié)車廂為一組所構(gòu)成車組的外形結(jié)構(gòu)示意 附圖2為本發(fā)明車載電源無線供電動力驅(qū)動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意 附圖3為本發(fā)明矮斷面薄型底架的結(jié)構(gòu)示意 附圖4為本發(fā)明所給出的中低高度底架的輕量化車廂結(jié)構(gòu)示意圖； 附圖5為本發(fā)明小輪徑及其轉(zhuǎn)向架的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式本發(fā)明為根據(jù)《快速公交系統(tǒng)(BRT)規(guī)劃設(shè)計指南》的現(xiàn)行技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，參照《城市輕軌鉸接式車輛通用技術(shù)條件》、《地鐵車輛通用技術(shù)條件》、《地下鐵道車輛組裝后的檢查與試驗規(guī)則》、《城市軌道交通技術(shù)規(guī)范》、《城市軌道交通工程項目建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)》等規(guī)定，制定出的新能源電動有軌公交車組技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，而進行規(guī)范設(shè)計與制造。以下結(jié)合附圖，對本發(fā)明作簡要說明
本發(fā)明所稱的新能源電動有軌公交車組一般由3-7節(jié)車廂組成，具體可根 據(jù)線路的運力情況而定。本實施例
如圖I所示，
所述車組是由三節(jié)車廂構(gòu)成。每節(jié)車廂I之間由車廂鉸接式連結(jié)裝置2連接，每節(jié)車廂的下方設(shè)有一套與軌道匹配的、小輪徑S型輻板輕型車輪及其轉(zhuǎn)向架3，車廂的下方還設(shè)有車載電源無線供電動力驅(qū)動系統(tǒng)的儲能裝置4。車廂兩側(cè)的下方設(shè)置有可伸縮受電臂5。整個車組由同一或獨立控制的電動力驅(qū)動系統(tǒng)驅(qū)動。當(dāng)一個動力轉(zhuǎn)向架出現(xiàn)問題時，可由另一動力轉(zhuǎn)向架將車組拉至車輛維修中心進行維修。如圖2所示，
所述的車載電源無線供電動力驅(qū)動系統(tǒng)4，包括所設(shè)的車載超級電容儲能裝置41，或車載高能蓄電池組42，或車載超級電容與高能蓄電池組復(fù)合裝置43。圖中，車載超級電容儲能裝置設(shè)有A、B兩套，兩套裝置之間設(shè)有A切換器44。車載超級電容儲能裝置與車載高能蓄電池組設(shè)有B切換器45。上述各儲能裝置均可通過切換器與可伸縮受電臂5連接。本電力驅(qū)動系統(tǒng)所設(shè)的各種供電裝置，均可單獨給車組牽引交流電動機及整車供電；可通過切換器相互切換工作，保障供電。如圖3所示，
所述的矮斷面薄型底架11為層狀結(jié)構(gòu)，自上而下由塑膠板81、地板82、隔熱墊83、波紋板84貼合構(gòu)成；且底架下設(shè)有縱橫交錯的承載鋼構(gòu)85。該矮斷面薄型底架保證車廂內(nèi)的地板面距軌面高度范圍在350mnT780mm之間。如圖4所示，
所述的中低高度底架的輕量化車廂I主要由底架11、側(cè)墻12、車頂13、車門14、車窗15組成；車內(nèi)設(shè)施，如座椅、立柱、拉手等圖中未予表示。另車廂下的中部設(shè)有小輪徑及其轉(zhuǎn)向架3。該車廂采用矮斷面為薄型底架的中高度、中低高度、低高度的地板面，不僅整體輕量化，而且乘客上下一歩到位。另外還取消了現(xiàn)有城市輕軌車輛或現(xiàn)代超級有軌電車車頂上的傳統(tǒng)“大辮子”。如圖5所示，
所述的小輪徑及其轉(zhuǎn)向架3，主要由小輪徑S型輻板輕型車輪31、及與之匹配的轉(zhuǎn)向架32和連接兩者的減震簧33組成。該S型輻板輕型車輪運行時，具有一定的弾性，可以很好的減輕輪軌噪音，起到降低噪聲的作用，并且車輪的彈性變形增加了輪軌的蠕滑區(qū)域，增強了車輪與軌道之間的黏著力，提高了車輛的制動性能，有利于車輛的安全運行。另，轉(zhuǎn)向架上安裝有磁軌制動裝置34。可提高車輛對緊急狀態(tài)的反應(yīng)速度，第一時間完成剎車。 本發(fā)明運行時，電動力驅(qū)動系統(tǒng)所設(shè)的各種車載供電裝置，均可単獨地給車組牽弓I交流電動機及整車供電(而其中車載超級電容儲能裝置更具有充放電速度快、循環(huán)充電壽命長的優(yōu)越性)。當(dāng)車輛停靠站臺，在乘客上下的間隙，車輛的受電臂可自動伸出與站臺的充電裝置相接，完成充電。由于本發(fā)明的輕量化整體承載車廂、中到低高度的地板面和小輪徑車輪及其轉(zhuǎn)向架、多功能復(fù)合制動系統(tǒng)、車組電牽引與運行安全控制系統(tǒng)等設(shè)施，使該新能源電動有軌公交車組與軌道匹配，運行平穩(wěn)、快速而安全、無污染排放，使其真正成為新能源有軌公交運營系統(tǒng)重要的組成要素，支撐ERT公交模式全面有效實施，達到發(fā)明目的。
權(quán)利要求
1.新能源電動有軌公交車組，設(shè)置有電動カ驅(qū)動系統(tǒng)，與軌道匹配的車輪及轉(zhuǎn)向架、制動系統(tǒng)、車組電牽引與運行安全控制系統(tǒng)、整體承載車廂、車廂鉸接式連結(jié)裝置、車內(nèi)乘運設(shè)施及乘客信息系統(tǒng)，其特征在干所述的電動カ驅(qū)動系統(tǒng)，為車載電源無線供電動カ驅(qū)動系統(tǒng)，該系統(tǒng)設(shè)有車載超級電容儲能裝置，或設(shè)有車載高能蓄電池組，或設(shè)有車載超級電容與高能蓄電池組復(fù)合儲能裝置，各儲能裝置之間設(shè)有切換器；所述車載電源無線供電動カ驅(qū)動系統(tǒng)設(shè)有受電臂；所述的整體承載車廂，為輕量化整體承載車廂，該車廂設(shè)有矮斷面薄型底架，底架的地板面距軌道的高度或為中高度、或為中低高度、或為低高度；所述與軌道匹配的車輪及轉(zhuǎn)向架，其車輪為小輪徑S型輻板輕型車輪，轉(zhuǎn)向架為與之匹配的小輪徑轉(zhuǎn)向架。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的新能源電動有軌公交車組，其特征在于所述的制動系統(tǒng)，為多功能復(fù)合制動系統(tǒng)，設(shè)有制動能量自動回收功能的再生電制動裝置及空氣制動裝置、磁 軌制動裝置，其中，空氣制動裝置和再生電制動裝置之間設(shè)有自動轉(zhuǎn)換閥。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的新能源電動有軌公交車組，其特征在于所述的車組電牽引與運行安全控制系統(tǒng)，設(shè)有同一或獨立控制轉(zhuǎn)向架電動牽引、制動和運行功能的安全控制系統(tǒng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的新能源電動有軌公交車組，其特征在于所述公交車組，每組由3— 7節(jié)車廂構(gòu)成，且由可獨立控制的同一電牽引系統(tǒng)的電動カ驅(qū)動。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的新能源電動有軌公交車組，其特征在于所述車載電源無線供電動カ驅(qū)動系統(tǒng)的車載超級電容儲能裝置設(shè)有兩套或多套，每套裝置各設(shè)有控制開關(guān)，兩套或多套裝置之間設(shè)有切換器。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的新能源電動有軌公交車組，其特征在于所述車載電源無線供電動カ驅(qū)動系統(tǒng)連接有可伸縮受電臂，該受電臂設(shè)置于車輛兩側(cè)距地面200mm 450mm處；車輛停靠站臺在同樣高度處的基礎(chǔ)內(nèi)設(shè)有可與之連接的充電裝置。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的新能源電動有軌公交車組，其特征在于所述輕量化整體承載車廂的矮斷面薄型底架為層狀結(jié)構(gòu)，自上而下由塑膠板、地板、隔熱墊、波紋板組成；地板面距軌面高度范圍為780mm至350mm之間。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的新能源電動有軌公交車組，其特征在于所述小輪徑S型輻板輕型車輪滾動圓直徑為600mm 700mm。
9.根據(jù)權(quán)利要求I或3所述的新能源電動有軌公交車組，其特征在于所述車組電牽引與運行安全控制系統(tǒng)的同一或獨立控制的轉(zhuǎn)向架，是采用變流器和變頻器、及控制單元作牽引和控制。
全文摘要
本發(fā)明為新能源電動有軌公交車組。該車組的電動力驅(qū)動系統(tǒng)主要為車載超級電容儲能裝置，系統(tǒng)設(shè)有受電臂；車組的車廂為輕量化整體承載車廂，矮斷面薄型底架的地板面距軌道的高度在780mm至350mm之間；車廂下設(shè)有小輪徑S型輻板輕型車輪及轉(zhuǎn)向架。本車組具有運載量大，運行快捷、高效、準(zhǔn)時、舒適和無污染排放等優(yōu)點，可與地鐵、輕軌和現(xiàn)代超級有軌電車相媲美，制造成本約為地鐵車輛的1/3、輕軌車輛和現(xiàn)代超級有軌電車的1/2。本發(fā)明是新能源有軌公交運營系統(tǒng)(ERT)的重要組成部分，有效支撐新能源有軌公交運營系統(tǒng)全面實施，使系統(tǒng)處于最佳運行狀態(tài)。
文檔編號B61H11/14GK102730012SQ20121020673
公開日2012年10月17日 申請日期2012年6月21日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月21日
發(fā)明者唐金成 申請人:江蘇中輛科技有限公司