技术领域
[0001] 本实用新型涉及公交系统领域，尤其涉及一种利用道路上方空间的清洁能源大容量公交系统。
背景技术
[0002] 随着全球经济的快速发展以及城市化
进程的不断推进，
汽车产业得到了飞速发展，交通运输和汽车保有量的迅速增加，导致交通拥堵问题日益突出，随之而来的空气污染、噪声等问题都极大的影响市民的出行和健康。
[0003] 因此，城市交通急需一种利用清洁能源同时又不挤占现有路面，且成本低廉易于实施的公交系统。而现有的地
铁，轻轨由于建造维护成本，公交快线由于独占车道等问题都无法同时满足上述需求。实用新型内容
[0004] 本实用新型目的是提供一种利用道路上方空间的清洁能源大容量公交系统，利用纯电
力驱动且不占用现有车道。
[0005] 本实用新型解决技术问题采用如下技术方案：一种利用道路上方空间的清洁能源大容量公交系统，包括电动公交车和高架车站，
[0006] 所述电动公交车包括至少一节车厢，每节所述车厢的底盘下表面两侧均固定安装有
支撑侧板，所述支撑侧板的底部安装有
车轮，在两个支撑侧板、车厢的底盘和路面之间形成行驶空间，
[0007] 每节所述车厢均设置有动力系统和电源系统，所述电源系统包括超级电容，电源系统为动力系统供电，所述动力系统能够驱动车轮转动，
[0008] 所述高架车站上设置有充电装置，所述充电装置在电源系统和动力系统之间切换供电，
[0009] 所述充电装置包括两条
水平设置的导电轨道，两条所述导电轨道固定安装在高架车站的
侧壁上，两条导电轨道上下设置，每根所述导电轨道的两端均向下倾斜形成导向面，每节所述车厢的支撑侧板上固定安装有两根上下设置的充电桩，每根所述充电桩的后端与电源系统连接，每根所述充电桩的前端均通过铰接座铰接有充电
电极，充电电极和充电桩之间设置有第一
弹簧，所述第一弹簧的下端固定连接在充电桩的前端，第一弹簧的上端固定连接在充电电极上，所述铰接座位于第一弹簧与支撑侧板之间，当电动公交车进入高架车站时，位于上侧的充电电极的前端首先与位于上侧的导电轨道的导向面
接触，然后在第一弹簧的弹力作用下压在位于上侧的导电轨道的上表面上，位于下侧的充电电极的前端首先与位于下侧的导电轨道的导向面接触，然后在第一弹簧的弹力作用下压在位于下侧的导电轨道的上表面上。
[0010] 可选的，所述电源系统还包括
蓄电池，所述
蓄电池与超级电容并联连接。
[0011] 可选的，所述电源系统还包括充电控制单元和放电控制单元，
[0012] 所述充电控制单元，用于控制充电装置向所述蓄电池和所述超级电容充电，[0013] 所述放电控制单元，用于控制在放电过程中，优先使用所述超级电容中存储的
电能为动力系统供电，在所述超级电容中电量达到下限值时，所述超级电容停止供电，所述蓄电池为动力系统供电。
[0014] 可选的，本系统还包括
制动能量回收系统，所述制
动能量回收系统包括能量转换装置，用于将车厢在制动或惯性
滑行中释放的动能转换为电能，
[0015] 所述充电控制单元，能够控制在使用能量转换装置充电过程中，使所述蓄电池的充电
电流被限制在额定值之下，以最大限度地保护所述蓄电池在制动能量回收时的充电过程中不受大电流的冲击，使所述能量转换装置转化出的电流大于蓄电池的限值时，过量的电流被所述超级电容吸收。
[0016] 可选的，所述电动公交车在铁轨或者公路路面上行驶，电动公交车的车轮与铁轨或者公路路面接触。
[0017] 可选的，两根所述铁轨之间的路面向下凹陷形成凹槽，所述凹槽的底面形成其他汽车行驶的路面。
[0018] 可选的，所述电动公交车由至少两节车厢
串联而成，所述两节车厢之间通过窄通道连接，所述窄通道的两端分别与两节车厢的端部铰接，所述窄通道连通两节车厢，窄通道的宽度小于所述车厢的宽度。
[0019] 可选的，所述动力系统包括
轮毂永磁
电机，所述轮毂永磁电机的
转子与所述车轮的轮毂固定连接，用于驱动车轮转动。
[0020] 可选的，所述车厢的侧壁上开设有逃生
门，所述逃生门上安装有折叠金属逃生坡道，所述折叠金属逃生坡道包括第一逃生板、第二逃生板和第三逃生板，所述第一逃生板的一端铰接在所述逃生门的底部
门框上，第一逃生板的另一端与第二逃生板的一端铰接，所述第二逃生板的另一端与第三逃生板的一端铰接，
[0021] 所述第一逃生板的端面和底面的结合处开设有第一让位槽，所述第二逃生板的一个端面和一个底面的结合处开设有第二让位槽，第二逃生板的另一个端面和另一个底面的接合处开设有第三让位槽，所述第三逃生板的端面和底面的结合处开设有第四让位槽，[0022] 在所述折叠金属逃生坡道折叠时，所述第一逃生板、第二逃生板和第三逃生板相互平行，第一让位槽与第二让位槽相对，第三让位槽与第四让位槽相对，在第一逃生板与第二逃生板之间设置有第二弹簧，所述第二弹簧的一端固定安装在第一逃生板上，第二弹簧的另一端压在第二逃生板与第一逃生板相对的表面上，在第二逃生板与第三逃生板之间设置有第三弹簧，所述第三弹簧的一端固定安装在第二逃生板上，第三弹簧的另一端压在第三逃生板与第二逃生板相对的表面上，
[0023] 在所述第二逃生板上固定连接有
钢丝绳，所述
钢丝绳的另一端固定连接在逃生门的门框上，
[0024] 当所述折叠金属逃生坡道展开后，第一逃生板的端面与第二逃生板的一个端面相贴合，所述第二逃生板的另一个端面与第三逃生板的端面相贴合，所述钢丝绳拉直，使所述第一逃生板与竖直面呈50度夹
角。
[0025] 可选的，所述第二逃生板的两个端面上固定有
橡胶缓冲减震层，当所述折叠金属逃生坡道展开后，所述第一逃生板的端面与所述橡胶缓冲减震层接触，第三逃生板的端面也与橡胶缓冲减震层接触。
[0026] 可选的，所述车厢的车门处安装有自动跳板，所述自动跳板的下端铰接在车门的门框底部，所述自动跳板的上端通过
液压缸与车门门框连接，所述液压缸的缸体铰接在车门门框上，液压缸的
活塞杆外端铰接在自动跳板的上端。
[0027] 可选的，所述电动公交车的
刹车装置采用
盘式制动器。
[0028] 可选的，所述车厢的两个支撑侧板的内侧和底盘下部固定铺设有
泡沫铝层。
[0029] 可选的，所述车厢的两个支撑侧板的内侧分别固定安装有防撞护栏。
[0030] 可选的，所述电动公交车的后方安装有红外线测高仪和LED声光报警装置，红外线测高仪与LED声光报警装置电连接，当红外线测高仪检测到电动公交车的后方的其他车辆高于所述行驶空间的高度时，所述LED声光报警装置发出变道报警
信号。
[0031] 可选的，所述车厢的两个支撑侧板上开设有观察窗。
[0032] 可选的，所述车厢的顶壁和侧壁采用镁
合金材料制作，车厢的底盘上部铺设有泡沫铝材料，所述车厢的外壁设置有
碳纤维层。
[0033] 本实用新型具有如下有益效果：本系统通过在电动公交车的两个支撑侧板、车厢的底盘和路面形成的行驶空间，能够在电动公交车运送乘客的同时，使路面上自由行驶的其他汽车能够在行驶空间内自由行驶，充分的利用了道路上方的空间，满足公众出行的需求，可有效缓解或解决交通拥挤的问题。由于电动公交车自重较大，使用其电源系统难以满足电动公交车在启动时动力系统的用电需求，因此，本系统利用高架车站为电动公交车的电源系统充电，在电动公交车启动离开高架车站时，充电装置直接为动力系统供电，在电动公交车离开高架车站后正常行驶时，电源系统为动力系统供电，从而保证电动公交车的正常运行。
附图说明
[0034] 图1为本实用新型一种利用道路上方空间的清洁能源大容量公交系统的电动公交车的立体图；
[0035] 图2为本实用新型一种利用道路上方空间的清洁能源大容量公交系统的电动公交车的俯视图；
[0036] 图3为本实用新型一种利用道路上方空间的清洁能源大容量公交系统的电动公交车的主视图；
[0037] 图4为本实用新型一种利用道路上方空间的清洁能源大容量公交系统的电动公交车的左视图；
[0038] 图5为本实用新型一种利用道路上方空间的清洁能源大容量公交系统的电动公交车的立体图(多节车厢)；
[0039] 图6为本实用新型一种利用道路上方空间的清洁能源大容量公交系统的导电轨道的立体图；
[0040] 图7为本实用新型一种利用道路上方空间的清洁能源大容量公交系统的导电轨道的右视图；
[0041] 图8为本实用新型一种利用道路上方空间的清洁能源大容量公交系统的充电电极和充电桩的立体图；
[0042] 图9为本实用新型一种利用道路上方空间的清洁能源大容量公交系统的充电电极和充电桩的主视图；
[0043] 图10为本实用新型一种利用道路上方空间的清洁能源大容量公交系统的折叠金属逃生坡道的立体图(折叠状态)；
[0044] 图11为本实用新型一种利用道路上方空间的清洁能源大容量公交系统的折叠金属逃生坡道的主视图(折叠状态)；
[0045] 图12为图10的左视图；
[0046] 图13为图10的俯视图；
[0047] 图14为本实用新型一种利用道路上方空间的清洁能源大容量公交系统的折叠金属逃生坡道的立体图(展开状态)；
[0048] 图15为本实用新型一种利用道路上方空间的清洁能源大容量公交系统的折叠金属逃生坡道的主视图(展开状态)；
[0049] 图中标记示意为：10-车厢；11-支撑侧板；12-车轮；13-行驶空间；14-观察窗；15-车门；16-车窗；17-逃生门；20-窄通道；30-导电轨道；31-导向面；32-充电桩；33-铰接座；34-充电电极；35-第一弹簧；36-缓冲垫；40-高架车站；50-第一逃生板；51-第二逃生板；52-第三逃生板；53-第一连接
连杆；54-第二连接连杆；55-第一让位槽；56-第二让位槽；57-第三让位槽；58-第四让位槽；59-钢丝绳连接柱；60-钢丝绳；61-第二弹簧；
62-第三弹簧。
具体实施方式
[0050] 下面结合
实施例及附图对本实用新型的技术方案作进一步阐述。
[0051] 实施例
[0052] 本实施例提供了一种利用道路上方空间的清洁能源大容量公交系统，包括电动公交车和高架车站。高架车站设置在路边，与电动公交车平行设置(即与公路或铁轨平行设置)。两个高架车站之间间隔2到3千米。高架车站为半封闭结构，其顶棚上面一侧装有
太阳能电池板，从而能够利用太阳能为车站的照明和广告灯箱提供电力。高架车站的站台高度与电动公交车的底盘高度一致，电动公交车停靠高架车站后，乘客可以通过高架车站的
楼梯登上高架车站的站台，然后由高架车站进入电动公交车。
[0053] 本系统中的电动公交车包括至少一节车厢。如图1-4所示，电动公交车的外形类似自行走龙门吊结构，本实施例中的电动公交车的车厢底部的底盘下表面两侧均固定安装有一个支撑侧板11，支撑侧板11的底部安装有车轮12。两个支撑侧板11、车厢的底盘和路面形成的行驶空间13，其他汽车(如小轿车、
卡车等)能够在行驶空间13内行驶。具体的，车厢底盘的高度高于其他汽车的高度，两个支撑侧板11之间的宽度可以根据需求设计成大于一辆汽车的宽度和大于两辆并排汽车的宽度两种，分别跨越一条车道和两条车道。
[0054] 如图5所示，为了减小
转弯半径，电动公交车由三节车厢10串联而成，相邻的两节车厢10之间通过窄通道20连接。窄通道20的两端分别与两节车厢10的端部铰接，窄通道20连通两节车厢10，本实施例中窄通道20的宽度小于车厢10的宽度，窄通道20与车厢连接处通过斜线过渡，给车厢外缘在转弯时留有更大的运动余量，以使电动公交车转向方便自如。本实用新型中转向系统采用整体式动力转向系统，从而提高电动公交车操控的安全性和可靠性。
[0055] 为了减轻电动公交车的自重，节约能源，车体采用大量轻质材料制作。本实施例中主要承重部件采用钢材制作，车厢的顶壁和侧壁采用镁合金材料制作，仪表板和座椅架等零部件也采用镁合金制作。车厢的底盘上部铺设有高强减震的泡沫铝材料，车厢的外壁设置有
碳纤维层，即车厢的
外壳采用碳纤材料制作。
[0056] 本实施例中，在车厢的两个支撑侧板11的内侧和底盘下部固定铺设有泡沫铝层，由于泡沫铝具有优良的吸能减震效果，从而能够减小下方高速通过的车辆对电动公交车所造成的冲击震动和噪声影响。
[0057] 为了提高电动公交车的安全性，在车厢的两个支撑侧板11的内侧分别固定安装有防撞护栏，防撞护栏在每节车厢两端处留有一定尺寸的余量以使车辆转弯顺利，即防撞护栏的两端与对应的车厢的两端之间具有间距。设置防撞护栏，能够在不影响电动公交车转向和其他车辆行驶的情况下减小其他车辆对电动公交车撞击时产生的危害。防撞护栏采用镁合金制作，在提供防护能力的同时能够减小车辆的自重。
[0058] 为了防止超高车辆对电动公交车底盘的撞击，本实施例中在电动公交车的后方安装有红外线测高仪和LED声光报警装置，红外线测高仪与LED声光报警装置电连接，当红外线测高仪检测到电动公交车的后方的其他车辆高于行驶空间的高度时，LED声光报警装置发出变道报警信号，提前警告高于本车底盘的货车等车辆提前变道。
[0059] 为了减小在电动公交车的行驶空间下通过的小型汽车司机的不适和视觉差，电动公交车的车厢的两个支撑侧板11上开设有观察窗14，能够在不影响支撑强度的情况下尽量使小型汽车的司机能够看清路边静止的参照物。
[0060] 本实施例中电动公交车可以在铁轨上行驶，也可以在公路路面上行驶。电动公交车的车轮可以采用与铁轨接触配合的钢制车轮，也可以采用与公路路面接触配合的大载重量的普通车辆用车轮，由橡胶和金属轮毂制成。
[0061] 本实用新型清洁能源公交系统使用的道路可以为在两根铁轨之间的路面向下凹陷形成凹槽，凹槽的底面形成其他汽车行驶的路面。采用这种结构，能够减小支撑侧板的高度，提高电动公交车的
稳定性，同时能够避免在电动公交车下方行驶的汽车司机的不适和视觉差。
[0062] 电动公交车的每节车厢均设置有动力系统和电源系统，电源系统包括超级电容，电源系统为动力系统供电，动力系统能够驱动车轮转动，本实施例中动力系统包括轮毂永磁电机，轮毂永磁电机的转子与车轮轮毂固定连接，轮毂永磁电机的
定子固定连接在支撑侧板上。轮毂电机可以采用内转子型轮毂电机，可以获得更高的能量
密度，同时制动能量回收也可以很容易地实现。
[0063] 高架车站上设置有充电装置，充电装置在电源系统和动力系统之间切换供电，当电动公交车停靠或经过高架车站时，充电装置给电源系统充电，当电动公交车启动离开高架车站时，充电装置直接为动力系统供电，当电动公交车离开高架车站后正常行驶时，电源系统为动力系统供电。通过在电动公交车启动时通过充电装置直接为动力系统提供瞬时的冲击电流，能够为动力系统提供较大的动力，便于电动公交车的启动，同时减小对电源系统的破坏性冲击，节约电源系统的电量。
[0064] 考虑到高架车站之间有可能距离较大，电源系统还包括蓄电池，蓄电池与超级电容并联连接，从而提高电动公交车的续航性能。本实施例中蓄电池优选氢
燃料电池。
[0065] 本实施例中电源系统还包括充电控制单元和放电控制单元。充电控制单元用于控制充电装置向蓄电池和超级电容充电。放电控制单元用于控制在放电过程中，优先使用超级电容中存储的电能为动力系统供电，在超级电容中电量达到下限值时，超级电容停止供电，蓄电池为动力系统供电。
[0066] 为了节约能量，本实施例中电动公交车还设有制动能量回收系统，制动能量回收系统包括能量转换装置，能量转换装置能够将车厢在制动或惯性滑行中释放的动能转换为电能。其中能量转换装置可以采用公开号CN103419763A或CN103496325A的
发明专利中公开的刹车或制动能量转换装置。
[0067] 充电控制单元能够控制在使用能量转换装置充电过程中，使蓄电池的充电电流被限制在额定值之下，以最大限度地保护蓄电池在制动能量回收时的充电过程中不受大电流的冲击，使能量转换装置转化出的电流大于蓄电池的限值时，过量的电流被超级电容吸收。通过制动能量回收系统将制动能量回收，用于电动公交车之后的行驶。
[0068] 本实施例中电动公交车的刹车装置采用盘式制动器，盘式制动器具有较好的制动
热稳定性能。盘式制动器为液压型制动器，主要由
制动盘、分
泵、
制动钳和油管等组成。盘式制动器
散热快、重量轻、构造简单、调整方便，特别是在高负载时耐高温性能好，制动效果稳定，而且不怕泥水的侵袭。
[0069] 如图6、图7所示，充电装置包括两条水平设置的导电轨道30，两条导电轨道30固定安装在高架车站40的侧壁上，两条导电轨道30上下设置，两条导电轨道30与外部电源连接。在每根导电轨道30的两端均向下倾斜形成导向面31。
[0070] 如图8、图9所示，在每节车厢的支撑侧板上固定安装有两根上下设置的充电桩32，每根充电桩32的后端与电动公交车的电源系统连接，每根充电桩32的前端均通过铰接座33铰接有充电电极34，充电电极34和充电桩32之间设置有第一弹簧35，第一弹簧35为拉簧。第一弹簧35的下端固定连接在充电桩32的前端，第一弹簧35的上端固定连接在充电电极34上，铰接座33位于第一弹簧与支撑侧板之间。
[0071] 当电动公交车进入高架车站时，位于上侧的充电电极的前端首先与位于上侧的导电轨道的导向面接触，然后在第一弹簧的拉力作用下压在位于上侧的导电轨道的上表面上，位于下侧的充电电极的前端首先与位于下侧的导电轨道的导向面接触，然后在第一弹簧的拉力作用下压在位于下侧的导电轨道的上表面上，两条充电电极构成回路，在车辆启动时到彻底离开车站时由充电桩供给电能。
[0072] 为了减小充电电极34在脱离导电轨道时产生的振动，在充电桩32的前端还固定安装有缓冲垫36，缓冲垫36位于铰接座33和第一弹簧35之间。通过设置缓冲垫36，还可以起到限位的作用。本实施例中的第一弹簧35可以采用绝缘弹簧，缓冲垫36可以采用绝缘橡胶。
[0073] 其中充电桩32和充电电极34之间的导电方式也可以为在充电桩32和充电电极34内设置
导线，在充电电极34与导电轨道接触
位置安装导电触头，通过导电触头和导线将导电轨道的电能传输到电动公交车的电源系统中。
[0074] 如图1所示，电动公交车的车厢上开设有车门15和车窗16，本实施例中在车厢的车门15处安装有自动跳板，自动跳板的下端铰接在车门的门框底部，自动跳板的上端通过液压缸与车门门框连接，液压缸的缸体铰接在车门门框上，液压缸的
活塞杆外端铰接在自动跳板的上端。本实施例中，液压缸的数量为两个，两个液压缸分别位于自动跳板的两侧。通过设置自动跳板，当电动公交车靠站停车时，车门打开的瞬间自动跳板沿其铰接轴旋转
90度搭到站台上，成为横跨在电动公交车和站台间的
踏板，乘客上车或下车时，可以踩踏自动跳板，避免乘客落入车厢和高架车站站台之间的间隙而发生危险。当即将关闭车门时，自动跳板先于车门回位。
[0075] 为了应对车辆在行驶过程中出现火灾等突发性事件，减小人员伤亡，本实用新型电动公交车的车厢两侧的侧壁上开设有逃生门17，逃生门17上安装有折叠金属逃生坡道，在电动公交车正常行驶时，折叠金属逃生坡道封闭逃生门17。
[0076] 如图10、11、12、13所示，本实施例中折叠金属逃生坡道包括第一逃生板50、第二逃生板51和第三逃生板52，第一逃生板50的下端铰接在逃生门的底部门框上，第一逃生板50的上端与第二逃生板51的上端通过销轴和第一连接连杆53铰接，第二逃生板51的下端与第三逃生板52的下端通过销轴和第二连接连杆54铰接，其中第一连接连杆53和第二连接连杆54的数量均为三个。
[0077] 在第一逃生板50的上端面和底面的结合处开设有第一让位槽55，第二逃生板51的上端面和一个底面的结合处开设有第二让位槽56，第二逃生板51的下端面和另一个底面的接合处开设有第三让位槽57，第三逃生板52的下端面和底面的结合处开设有第四让位槽58。
[0078] 在折叠金属逃生坡道折叠时，第一逃生板50、第二逃生板51和第三逃生板52相互平行，第一让位槽55与第二让位槽56相对，第三让位槽57与第四让位槽58相对，在第一逃生板50与第二逃生板51之间设置有第二弹簧61，第二弹簧61的一端固定安装在第一逃生板50上，第二弹簧61的另一端压在第二逃生板51与第一逃生板50相对的表面上，在第二逃生板51与第三逃生板52之间设置有第三弹簧62，第三弹簧62的一端固定安装在第二逃生板51上，第三弹簧62的另一端压在第三逃生板52与第二逃生板51相对的表面上。
[0079] 本实施例中第一逃生板50的宽度大于第二逃生板51的宽度，且第一逃生板50的宽度大于第三逃生板52的宽度。在第二逃生板51的两侧固定安装有钢丝绳连接柱59，在第二逃生板51上通过钢丝绳连接柱59固定连接有钢丝绳，钢丝绳的数量为两根，钢丝绳的另一端固定连接在逃生门的门框上。
[0080] 当折叠金属逃生坡道展开后，如图14、图15所示，第一逃生板50的端面与第二逃生板51的一个端面相贴合，第二逃生板51的另一个端面与第三逃生板52的端面相贴合，钢丝绳60拉直，使第一逃生板50与竖直面呈50度夹角，乘客可以迅速滑到地面逃离现场。
[0081] 本实用新型中通过设置第一、第二、第三和第四让位槽，能够避免折叠金属逃生坡道展开时发生干涉。通过设置第二弹簧61和第三弹簧62能够使折叠金属逃生坡道迅速展开。
[0082] 本实施例中，在第二逃生板51的上下两个端面上固定有橡胶缓冲减震层，当所述折叠金属逃生坡道展开后，第一逃生板50的端面与所述橡胶缓冲减震层接触，第三逃生板52的端面也与橡胶缓冲减震层接触。通过设置橡胶缓冲减震层，能够减小折叠金属逃生坡道在展开时的冲击震动。
[0083] 本实用新型清洁能源公交系统的电动公交车在夜间停运时可以就近停靠于最近的车站，既不占用行驶车道，同时也省去了建立专用
停车场的成本。
[0084] 最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：
其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行
修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。
