BRPI0419167B1

BRPI0419167B1 - sistema de transporte público elétrico, método para operação de um sistema de transporte público elétrico e método para carregamento de um conjunto de baterias em estojo utilizado em um sistema de transporte público elétrico

Info

Publication number: BRPI0419167B1
Application number: BRPI0419167A
Authority: BR
Inventors: Li Gang
Original assignee: Beijing Dianba Tech Co Ltd
Priority date: 2004-11-11
Filing date: 2004-11-29
Publication date: 2017-04-11
Also published as: US20080258682A1; JP4620125B2; TWI268885B; WO2006050637A1; EP1810869A4; CA2586997A1; CA2586997C; PL1810869T3; US8022666B2; DK1810869T3; BRPI0419167A; TW200630250A; JP2008520173A; MY147471A; EP1810869A8; CN1261319C; EP1810869B1; EP1810869A1; ES2392974T3; CN1605514A

Abstract

sistema de transporte público elétrico a presente invenção refere-se a um sistema de transporte público elétrico, que compreende ônibus movidos à eletricidade com um conjunto de baterias em estojo, e um sistema de controle a bordo do ônibus, uma estação de carga elétrica e um aparelho para carregamento e descarregamento. quando o dito ônibus precisa trocar o conjunto de baterias em estojo, o dito aparelho para carregamento e descarregamento retira o dito conjunto de baterias em estojo do dito ônibus e depois substitui por um conjunto de baterias em estojo carregado. a dita estação de carga elétrica e também o dito aparelho de carregamento e descarregamento do conjunto de baterias são equipados com seus respectivos sistemas de controle, que podem se intercomunicar com o dito sistema de controle montado no ônibus. na presente invenção, os conjuntos de baterias em estojo são carregados eletricamente durante as interrupções do consumo da rede elétrica, e portanto, o sistema de transporte pode economizar energia e beneficiar o meio ambiente. adicionalmente, ele é também rápido e preciso para carregar e descarregar o conjunto de baterias em estojo no sistema da presente invenção, que pode também garantir que o ônibus opere continuamente na linha e aumente muito a taxa de utilização do ônibus.

Description

"SISTEMA DE TRANSPORTE PUBLICO ELÉTRICO, MÉTODO PARA OPERAÇÃO DE UM SISTEMA DE TRANSPORTE PÚBLICO ELÉTRICO E MÉTODO PARA CARREGAMENTO DE UM CONJUNTO DE BATERIAS EM ESTOJO UTILIZADO EM UM SISTEMA DE TRANSPORTE PÚBLICO ELÉTRICO" CAMPO TÉCNICO DA INVENÇÃO A presente invenção refere-se a um sistema de transporte público elétrico, especialmente um sistema de transporte elétrico que compreende um Ônibus com. acionamento elétrico equipado com um conjunto de baterias em estojo e um sistema de controle montado no ônibus, um aparelho de carregamento e descarregamento, uma estação de carga elétrica para carregar os conjuntos de baterias em estojos, e um sistema de reparos de urgência.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO À medida que a crise do petróleo e a poluição do meio ambiente se tornam piores, nos últimos anos mais veículos novos são projetados com conservação de energia e proteção ambiental, e tentando substituir os veículos a gasolina ou diesel, por exemplo, por veículos a gás natural, hidrogênio ou metanol, ou célula de combustível, energia solar, eletricidade ou muitícombustível, etc. Quanto ao desempenho global, um veículo elétrico se destaca entre eles, o que é um novo tipo de meio dé transporte que podería possivelmente substituir "o motor de combustão interna". .Atualmente, m.uitos países no mundo envidaram muitos esforços e recursos para pesquisar e desenvolver veículos elétricos. Alguns países com indústria automobilística avançada, tais como os Estados Unidos, Japão e Alemanha, direcionam a pesquisa e desenvolvimento para veículos elétricos. Alguns governos tentam promover o uso de veículos elétricos através da legislação e gestão.

Por exemplo, os estados da Califórnia e Nova Iorque nos Estados Unidos tentaram exigir que os grandes fabricantes de automóveis vendessem 20% de veículos ambientais sem qualquer emissão de gases em suas vendas totais em 1999. Apenas os veículos elétricos conseguem atender a essas normas, levando em conta o atual nível de desenvolvimento científico e técnico. Entretanto, a participação nas vendas desse produto é responsável por apenas 2% ou menos do mercado automobilístico em 2000, o que podería não resultar em uma fabricação econômica e em larga escala. Portanto, muitos projetos permanecem no estágio de protótipos, tais como o EV-1 e o S-10 fabricados pela General Motors Corporation, e-com fabricado pela Toyota Motor Corporation, EV-plus fabricado pela Honda Motor Corporation, "glowworm" fabricado pela National Institute for Environmental Studies no Japão e outros veículos fabricados pelas montadoras famosas no mundo, Tais como a Ford, Citroen, Nissan, Daihatsu, etc. A rodagem contínua com uma carga é o principal índice de desempenho para os veículos acima. O TEVAN, fabricado pela Chrysler, com batería de 810 kg de níquel-alumínio podem rodar 130 km com uma carga, e o EV-1 pode rodar apenas 120 a 140 km com uma carga. Um carro KAZ recém-desenvolvido no Japão consegue rodar 300 km com uma carga.

Assim sendo, quais são as principais razões que poderíam produzir um aumento na frota de veículos elétricos?

Em primeiro lugar, a autonomia com uma carga elétrica não é grande o suficiente, pois a energia de todos tipos das atuais baterias é baixa demais para atingir uma corrida longa com uma carga elétrica.

Em segundo lugar, o tempo de carregamento elétrico é longo demais. Atualmente, um carregamento elétrico rápido reduzirá a capacidade e a vida útil de uma batería, independentemente do tipo de batería. Além disso, levará várias horas para um carregamento elétrico rápido. Além disso, o custo será muito aumentado caso se faça o carregamento elétrico durante o período de pico do consumo de energia elétrica. Assim sendo, a eficiência para usar veículos elétricos será diminuída.

Em terceiro lugar, a maioria dos institutos de pesquisa sempre presta atenção à pesquisa e desenvolvimento de novas baterias potentes, tais como as baterias de níquel-hidrogênio, baterias de íons de lítio, baterias de sódio-enxofre, baterias de lítio-enxofre, baterias de lítio-ferro, baterias de lítio-polímero, etc. Por outro lado, os consumidores não poderíam suportar o alto custo delas devido ao custo de pesquisa e pouca demanda.

Os veículos mencionados acima poderíam rodar uma média diária de cerca de 100 km por carga elétrica, resultando em baixa eficiência de manutenção. Portanto, prevê-se que os veículos elétricos poderíam ser popularizados e aplicados em larga escala somente depois que se conseguir desenvolver baterias com energia ativa maior do que 200 e a baixo custo, e de se alcançar pequeno tempo de recarga.

Atualmente, em cidades grandes, são promovidos sistemas de transporte público. Reduzir a densidade viária em relação à população é um objetivo comum de todos governos em megalópoles. Entretanto, são tomadas medidas, tal como estabelecer faixas especiais para veículos de transporte público. Dentre os atuais veículos de transporte público, os trolleybus e os bondes causarão um grande impacto na rede elétrica caso desenvolvidos em grande quantidade, e os atuais veículos movidos a eletricidade resultarão em um grande impacto sobre as finanças municipais devido aos altos custos. As cidades com menos capacidade financeira são incapazes de selecionar sistemas de transporte público tais como metrô e bondes, e com os ônibus com "motor de combustão interna" em uma grande quantidade existem outros problemas tais como poluição do ar, efeito de "ilha tropical", riscos potenciais de incêndios e explosões.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

Para solucionar o problema de que o ônibus elétrico não está popularizado e não é aplicado em larga escala devido ao alto custo operacional e à baixa eficiência, a presente invenção fornece um sistema de transporte público elétrico, que compreende: um ônibus movido a eletricidade, equipado com um conjunto de baterias em estojo e um sistema de controle a bordo do ônibus; uma estação de carga elétrica colocada em um lugar predeterminado para carregar os conjuntos de baterias em estojo; e um aparelho para colocar a bordo e retirar do ônibus; onde quando o ônibus precisa trocar o conjunto de baterias em estojo, o aparelho de carregamento e descarregamento descarrega o conjunto de baterias em estojo para fora do ônibus e carrega um conjunto de baterias em estojo carregadas para dentro do ônibus; a estação de carregamento elétrico e o aparelho para colocar para dentro do ônibus e retirar de dentro do ônibus são equipados com seus respectivos sistemas de controle; o sistema de controle do carregamento e descarregamento para dentro e para fora do ônibus, o sistema de controle montado dentro do ônibus e o sistema de controle do carregamento elétrico são capazes de se comunicarem; assim sendo, quando o sistema de controle do carregamento e descarregamento para dentro e para fora do ônibus recebe um sinal enviado pelo sistema de controle do ônibus montado dentro do ônibus de que vai retornar para a estação de carregamento elétrico, o aparelho de carregamento e descarregamento para dentro e para fora do ônibus se move até uma posição predeterminada correspondente ao ônibus na estação de carregamento elétrico e aguarda; quando o ônibus chega na posição predeterminada, o aparelho de carregamento e descarregamento para dentro e para fora do ônibus opera trocando os conjuntos de baterias em estojo, com o que o ônibus opera na linha continuamente. 0 sistema de controle montado a bordo do ônibus pode incluir pelo menos um controlador lógico programável (CLP). Depois que o aparelho de carregamento e descarregamento completa a troca dos conjuntos de baterias em estojo, o sistema de controle montado no ônibus controla para travar o conjunto de baterias em estojo e completa a conexão elétrica dentro do ônibus. 0 ônibus tem um chassi especial equipado com um suporte suspenso para guardar o conjunto de baterias em estojo, sendo o suporte suspenso equipado com roletes, um meio de conexão elétrica, e pelo menos dois meios de travamento automático. Os roletes são capazes de engatar no conjunto de baterias em estojo. 0 meio de conexão elétrica é para implementar a conexão elétrica com o conjunto de baterias em estojo. Um ou cada meio de travamento inclui um motor, uma engrenagem de redução, e um meio de aperto de barra de parafuso acionado pela engrenagem de redução. Depois que o conjunto de baterias em estojo é inserido dentro do suporte suspenso sobre o chassi especial e está posicionado, os meios de travamento são controlados automaticamente pelo sistema de controle montado no ônibus, para travar o conjunto de baterias em estojo dentro do suporte suspenso, de modo a assegurar segurança durante a rodagem do ônibus.

Em outra modalidade da presente invenção, o ônibus tem uma carcaça com uma estrutura do tipo treliça, e o sistema de controle montado no ônibus tem pelo menos um controlador lógico programável (CLP). A estrutura do tipo treliça é formada com um esqueleto inteiriço, e forma-se um corpo integral inteiriço. Um suporte suspenso fica posicionado sobre um chassi da carcaça para conter o conjunto de baterias em estojo. Um suporte suspenso pode ser equipado com roletes, meios de travamento, meios de posicionamento, e meios de união para engatar no aparelho de carregamento e descarregamento. 0 ônibus pode ser equipado ainda com um meio de partida auxiliar. 0 meio de partida auxiliar inclui um capacitor ou capacitores e um motor auxiliar, e uma característica de carregamento e descarregamento elétrico com alta potência nominal é utilizada para armazenar a energia produzida durante a frenagem elétrica para o uso pelo motor auxiliar. 0 sistema de controle montado no ônibus determina se uma velocidade corrente do ônibus é ou não zero. Caso a velocidade esteja acelerando a partir de zero, o motor auxiliar é ligado para ajudar a dar a partida do motor principal do ônibus com uma corrente de partida reduzida. 0 ônibus pode ser equipado ainda com um meio de frenagem com graduação dupla. Quando um condutor pisa em um pedal de freio levemente, um motor principal do ônibus é mudado para um gerador para transformar a energia cinética inercial do ônibus em energia elétrica, que é carregada para dentro de um capacitor a fim de armazenar por um controlador de carregamento elétrico em um sistema de frenagem elétrico. Quando o motorista pisa no pedal de freio com mais força, um sistema de frenagem pneumático é iniciado para parar o ônibus. 0 sistema de frenagem pneumático inclui um motor, uma bomba de ar e um recipiente de gás. 0 conjunto de baterias em estojo pode incluir uma carcaça para conter unidades de baterias, cachimbos na carcaça, e uma pluralidade de unidades de baterias conectadas por fios dentro da carcaça. 0 conjunto de baterias em estojo pode incluir grupos de unidades de baterias. Os grupos de unidades de baterias podem ser separados por divisórias. Cada grupo de unidades de baterias pode compreender uma pluralidade de unidades de baterias. As unidades e grupos de baterias são eletricamente conectados por fios às hastes dos cachimbos. A carcaça do conjunto de baterias em estojo pode ser equipada ainda com meios de posicionamento e meios de travamento, para respectivamente posicionar e travar a carcaça no ônibus. Os meios de posicionamento e os meios de travamento podem adotar conexões de pino/furo. Tampas descerráveis podem ser montadas acima de aberturas de cavidades dos cachimbos. 0 ônibus pode trocar seu conjunto de baterias em estojo quando o conjunto de baterias em estojo está descarregado eletricamente em cerca de 60% a 80% do nivel de descarregamento elétrico. O ônibus pode trocar, de preferência, seu conjunto de baterias em estojo quando o conjunto de baterias em estojo está eletricamente descarregado em cerca de 70% do nível de descarregamento elétrico. A estação de carregamento elétrico pode incluir ainda um carregador ou carregadores elétricos, uma plataforma ou plataformas de carregamento elétrico para conter os conjuntos de baterias em estojo, e um aparelho de auto-rastreamento da grade de potência para buscar vales de consumo elétrico. Os carregadores elétricos compreendem um carregador de alta tensão ou carregadores de alta tensão, e um carregador de baixa tensão ou carregadores de baixa tensão. O sistema de controle de carga elétrica pode ser um controlador lógico programável. O controlador lógico programável, baseado em dados de voltagem da grade de potência para cada período escaneado pelo aparelho de auto-rastreamento da grade de potência no período de tempo inteiro, controla o(s) carregador(es) elétricos para carregar os conjuntos de baterias em estojo durante os vales de consumo elétrico da grade de consumo elétrico e para manter um carregamento elétrico flutuante para os conjuntos de baterias em estojo durante o tempo de parada. A plataforma de carregamento elétrico pode ser equipada ainda com um meio de amostragem, um mostrador de capacidade para indicar a capacidade de um conjunto de baterias em estojo, e um meio de medição e controle da temperatura. O meio de medição e controle da temperatura pode ajustar a temperatura dentro da plataforma de carregamento elétrico, baseado na categoria e no modelo predeterminado das baterias. A plataforma de carregamento elétrico pode incluir ainda uma pluralidade de camadas de cavidades para conter os conjuntos de baterias em estojo que estão sendo carregados eletricamente. A plataforma de carregamento elétrico pode ser equipada ainda com meios de conexão elétrica para se conectar eletricamente com os conjuntos de baterias em estojo, meios de guiamento, e meios de união para se unir com o aparelho de carregamento e descarregamento mecânico. A estação de carregamento elétrico pode compreender ainda uma pluralidade de plataformas de carregamento elétrico e uma pluralidade de aparelhos de carregamento e descarregamento mecânico, que podem implementar o carregamento/descarregamento mecânico e o carregamento elétrico dos conjuntos de baterias em estojo para uma pluralidade de ônibus simultaneamente. 0 meio de conexão elétrica pode ser um meio de contato por pregador-crocodilo, que pode incluir um meio de pregador com eixo de carnes, para mover suavemente um conjunto de baterias em estojo para dentro e para fora de uma cavidade para conter o conjunto de baterias em estojo no ônibus; quando o conjunto de baterias em estojo está posicionado e travado pelo meio de travamento, o meio de pregador com eixo de carnes opera para implementar a conexão elétrica. 0 meio de contato por pregador-crocodilo inclui um estator ou estatores, um atuador ou atuadores e um eixo mecânico de sustentação ou eixos mecânicos de sustentação feitos de um material metálico condutor, um eixo de carnes feito de um material isolante, e um motor propulsor. Depois que o conjunto de baterias em estojo está inserido dentro da cavidade para o conjunto de baterias em estojo no ônibus e posicionado precisamente, o sistema de controle montado no ônibus envia um sinal para controlar o eixo de carnes acionado pelo motor propulsor, para fazer com que o(s) estator(es) e o(s) atuador(es) do meio de contato por pregador-crocodilo agarrem firmemente a(s) haste(s) dos cachimbos. Quando o conjunto de baterias em estojo precisa ser trocado, o sistema de controle montado no ônibus envia uma instrução para soltar o meio de contato por pregador-crocodilo, e depois o atuador ou atuadores são abertos para implementar um encaixe e desencaixe sem resistência de uma seção de contato de alta tensão e assegurar uma inserção ou retirada suave do conjunto de baterias em estojo.

Os meios de contato por pregador-crocodilo incluem uma seção de contato de alta tensão e uma seção de contato de baixa tensão. A seção de contato de alta tensão é, depois de conectada, para fornecer uma potência de alta tensão para um motor principal do ônibus, e a seção de baixa tensão é, depois de conectada, para fornecer uma potência de baixa tensão para outros aparelhos elétricos que precisam de potência de baixa tensão no ônibus. 0 sistema de controle do carregamento e descarregamento mecânico pode incluir pelo menos um controlador lógico programável (CLP) para controlar o aparelho de carregamento e descarregamento mecânico, a fim de realizar o carregamento e descarregamento mecânico de conjuntos de baterias em estojo. 0 aparelho de carregamento e descarregamento mecânico pode ter uma estrutura com braço mecânico, que inclui uma plataforma móvel, uma bandeja para o conjunto de baterias em estojo, um meio suspensor, pistas móveis da plataforma móvel, e rodas de pistas. 0 meio suspensor pode suspender a bandeja em uma direção vertical a um plano de topo da plataforma móvel, e as rodas de pista podem ser montadas sobre o fundo da plataforma móvel.

Os braços mecânicos podem incluir ainda uma plataforma giratória, um mecanismo giratório e um meio de acionamento para acionar a plataforma giratória. A plataforma giratória pode ser colocada sobre a plataforma móvel e pode girar 90 graus ou 180 graus sobre a plataforma móvel, de modo a inserir um conjunto de baterias em estojo dentro do ônibus, e/ou retirar um conjunto de baterias em estojo do ônibus e levá-lo para uma plataforma de carregamento mecânico ou plataforma de conserto na estação de carregamento elétrico. O meio suspensor pode incluir ainda um sistema suspensor que compreende dois conjuntos de braços suspensores e meios de acionamento. Os braços mecânicos e as plataformas de carregamento elétrico podem ser colocados embaixo da base da estação de carregamento elétrico. Enquanto o ônibus está retornando para a estação de carregamento elétrico, um conjunto dos braços suspensores pode retirar um conjunto de baterias em estojo carregado eletricamente correspondente ao ônibus previamente, e se move até uma posição predeterminada correspondente ao ônibus e aguarda. Quando o ônibus pára na posição predeterminada, o outro conjunto de braços suspensores pode retirar o conjunto de baterias em estojo usado do ônibus e se move para baixo até uma camada de cavidades da plataforma de carregamento elétrico correspondente ao conjunto de baterias usado, e aquele conjunto de braços suspensores com o conjunto de baterias em estojo eletricamente carregado se move para perto da cavidade para o conjunto de baterias em estojo no ônibus e empurra o conjunto de baterias em estojo carregado eletricamente para dentro. Quando a carcaça do conjunto de baterias em estojo está travado, os braços de união são retirados. E o outro conjunto de braços suspensores com o conjunto de baterias em estojo usado coloca o conjunto de baterias em estojo usado dentro da camada correspondente.

Os braços mecânicos podem incluir ainda sensores para detectar as posições do ônibus e o conjunto de baterias em estojo eletricamente carregado pode ser pegado sobre a plataforma de carregamento elétrico. Os sensores são colocados em diferentes posições nos braços mecânicos em uma direção vertical de suspensão e a plataforma de carregamento elétrico, correspondentemente, para posicionar livremente a bandeja até qualquer camada da plataforma de carregamento elétrico na direção vertical. 0 sistema de transporte público elétrico pode incluir ainda um centro de controle. 0 centro de controle pode compreender um PC e/ou pelo menos um controlador lógico programável CLP. 0 centro de controle pode ser colocado na estação de carregamento elétrico e pode se intercomunicar com o sistema de controle de carga elétrica.

De preferência, o sistema de controle de carga elétrica e o centro de controle podem compartilhar o mesmo controlador lógico programável. 0 sistema de transporte público elétrico pode incluir ainda um sistema de manutenção de despacho e socorro. 0 sistema de manutenção de despacho e socorro pode ter pelo menos um veiculo de manutenção de socorro. 0 veiculo de manutenção de socorro pode ser equipado com um transportador de baterias e uma passagem de baterias. 0 transportador de baterias pode ter um ou mais conjuntos de baterias em estojo carregados sobressalentes. A passagem de baterias tem uma cavidade para um conjunto de baterias em estojo, braços de união e um meio de acionamento. A passagem de baterias é usada para retirar um conjunto de baterias em estojo danificado do ônibus e inserir um conjunto de baterias em estojo sobressalente dentro do ônibus. Os braços de união são usados para unir a passagem de baterias com uma posição de união para o conjunto de baterias em estojo sobre o chassi do ônibus. 0 sistema de transporte público elétrico pode incluir ainda um aparelho de carregamento e descarregamento mecânico de urgência, que pode incluir um mecanismo suspensor em tesoura, um meio de acionamento hidráulico, uma bandeja para o conjunto de baterias em estojo, rodas principais acionadas por um meio motriz, rodas auxiliares, e uma alça. A bandeja pode ser equipada ainda com um meio de junção e um meio móvel. 0 meio móvel é um garfo acionado por uma corrente, que pode mover o conjunto de baterias em estojo do ônibus para a bandeja, ou levar o conjunto de baterias em estojo da bandeja para dentro da cavidade para o conjunto de baterias em estojo no ônibus. A presente invenção fornece ainda um método para operar um sistema de transporte público elétrico, compreendendo: um ônibus movido a eletricidade equipado com um conjunto de baterias em estojo e um sistema de controle montado no ônibus, uma estação de carregamento elétrico colocada em um lugar predeterminado para carregar eletricamente conjuntos de baterias em estojo, e um aparelho mecânico para carregar e descarregar, e quando o ônibus precisa trocar o conjunto de baterias em estojo, o aparelho para carregar e descarregar pega o conjunto de baterias em estojo fora do ônibus e insere um conjunto de baterias em estojo eletricamente carregado dentro do ônibus, a estação de carregamento elétrico é equipada com um sistema de controle de carga elétrica, o aparelho de carregamento e descarregamento mecânico é equipado com um sistema de controle de carregamento e descarregamento mecânico, e o sistema de controle de carregamento e descarregamento mecânico, o sistema de controle montado no ônibus e o sistema de controle de carga elétrica são capazes de se intercomunicar; quando o sistema de controle de carregamento e descarregamento mecânico recebe um sinal de que um ônibus com um número de identificação retornará para a estação de carregamento elétrico, o aparelho de carregamento e descarregamento mecânico se move previamente para uma posição predeterminada correspondente ao ônibus na estação de carregamento elétrico e aguarda; quando o ônibus chega na posição predeterminada, o aparelho de carregamento e descarregamento mecânico opera para trocar os conjuntos de baterias em estojo, implementando desta forma uma operação continua do ônibus na linha.

Ao detectar que uma unidade de batería ou um grupo de unidades de baterias é incapaz de funcionar, o sistema de controle montado no ônibus envia um sinal de alerta para o condutor do ônibus. Caso a capacidade das unidades de baterias restantes seja capaz de sustentar o ônibus para retornar para a estação de carregamento elétrico, o ônibus é deixado voltar para a estação de carregamento elétrico. Senão, um sinal de socorro é enviado. Depois de receber o sinal de retorno do ônibus, a estação de carregamento elétrico envia instruções para aguardar a fim de trocar o conjunto de baterias em estojo. 0 aparelho de carregamento e descarregamento mecânico se move para a frente da plataforma de carregamento elétrico, que tem um conjunto de baterias em estojo a ser levado e aguarda pelo ônibus. Um procedimento de reparo no sistema de reparo para o conjunto de baterias em estojo é iniciado, e o conjunto de baterias em estojo retirado pelo aparelho de carregamento e descarregamento mecânico é levado para o estágio de reparo na estação de carregamento elétrico para teste e conserto. A presente invenção fornece ainda um método para carregar eletricamente um conjunto de baterias em estojo usado no sistema de transporte público elétrico, que compreende as etapas de: ligar a força de um carregador elétrico; ler os dados do conjunto de baterias em estojo por um sistema de controle de carga elétrica; determinar se uma grande de potência usada está nos vales por um aparelho auto-rastreador de grade de potência, caso positivo, iniciar um programa de carga completa no carregador elétrico controlado por um sistema de controle de carga elétrica, e carregar eletricamente o conjunto de baterias em estojo com corrente plena até que o conjunto de baterias em estojo fique totalmente carregado eletricamente, caso negativo, iniciar um programa de carregamento elétrico oscilante no carregador elétrico controlado pelo sistema de controle de carga elétrica, e carregar eletricamente o conjunto de baterias em estojo com corrente oscilante; carregar eletricamente o conjunto de baterias em estojo com corrente oscilante quando se determinou que o conjunto de baterias em estojo foi plenamente carregado eletricamente pelo sistema de controle de carga elétrica, com o que o conjunto de baterias em estojo está sendo carregado eletricamente pelo menos com corrente oscilante a toda hora, exceto quando está sendo usado no ônibus; ler os dados de carregamento elétrico do conjunto de baterias em estojo e enviar para o sistema de controle de carga elétrica. 0 aparelho de carregamento e descarregamento mecânico na presente invenção pode carregar e descarregar o conjunto de baterias em estojo para dentro e para fora do ônibus ou da plataforma de carregamento elétrico rapidamente e precisamente. A eficiência do uso do ônibus é altamente aumentada. 0 meio de contato com pregador-crocodilo da presente invenção pode ser usado como meio de conexão elétrica para o conjunto de baterias em estojo no ônibus e nas plataformas de carregamento elétrico, o que pode assegurar eficazmente a capacidade da corrente quando entra em contato com uma seção de alta tensão, nenhuma resistência para encaixe e desencaixe, e um movimento suave do conjunto de baterias em estojo para dentro e para fora.

De acordo com a presente invenção, os conjuntos de baterias em estojo são carregados eletricamente nas plataformas de carregamento elétrico dos ônibus. Este processo de carregamento elétrico pode utiliza vales de energia de uma grade de potência. Quando a grade de potência está nos picos nos horários de dia claro, os conjuntos de baterias em estojo são carregados com uma pequena corrente oscilante. Quando a grade de potência está nos vales durante as horas da noite, tais como entre 24:00h e 8h, os conjuntos de baterias em estojo são carregados com uma grande corrente. Desta maneira, os ônibus movidos a eletricidade são dotados de energia para o dia seguinte, e o fator de potência Q da grade de potência em uma cidade está altamente intensificado. A grade de potência pode ser utilizada eficientemente e sua qualidade de uso é intensificada. Assim sendo, a estrutura energética no mundo pode ser otimizada, e os efeitos causados pelos gases de exaustão e as ilhas e calor podem ser reduzidos. 0 sistema de transporte público elétrico da presente invenção é uma solução abrangente para o transporte público nas cidades, e foi disponibilizado depois de pesquisar e analisar os problemas atuais. É desejável que a presente invenção possa se popularizar em grande escala nas cidades e substitua os atuais ônibus, trolleybuses e outros veículos com "motor de combustão interna" em um prazo curto. De acordo com o número atual de ônibus na China, 50% deles serão de até 500.000 em 2010. A demanda anual ou a produção anual atingirá 100.000 por ano. O mercado internacional é similar. Caso calculado na base de uma potência de 100 bilhões de kW-h de vale consumido no sistema de potência da China em 1998, o número de ônibus elétricos da presente invenção podería ser de até 700.000 a 900.000 (400kW-h vezes 365 é cerca de 150.000 kW-h; 150.000 kW-h vezes 700.000 é cerca de 100 bilhões de kW -h) . Caso calculado de outra maneira, o número atual de ônibus em Beijing é de cerca de 15.000, e assim sendo, 1,5 ônibus por mil pessoas. De maneira similar, uma cidade com uma população de 400.000 pessoas necessitará 600.000 ônibus. Portanto, caso os ônibus da presente invenção sejam usados no sistema de transporte público no país inteiro, 100 bilhões de kW-h de potência do vale consumido da grade de potência seria plenamente utilizados. Assim sendo, o governo terá 50 bilhões de Yuans de retorno fiscal a cada ano para potência elétrica. Caso este retorno vá diretamente para empreendimentos de transporte público, este projeto de ônibus de "poluição zero" pode se tornar um sistema de transporte público de "custo zero". Como o PIB aumenta regularmente na China, mais projetos de geração de energia são desenvolvidos, tais como o projeto da hidroelétrica em Three Gorge, a montante do Rio Yantzé e no Rio Amarelo, e a tecnologia de energia nuclear se torna mais amadurecida, prevê-se que a energia elétrica total será de até 3,150 bilhões de kW-h em 2020. Portanto, a potência em vales de consumo será acima de 300 bilhões de kW-h. Nesse momento, os ônibus elétricos da presente invenção substituirão os ônibus a combustíveis e serão aplicados em larga escala. A energia elétrica substituirá o petróleo e tornar-se-á a principal energia em atividades de transporte público comum.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS A Figura 1 é um diagrama de blocos de um sistema de transporte público elétrico; A Figura 2A é uma vista frontal de um chassi especial no ônibus elétrico; A Figura 2B é uma vista ampliada parcial dos roletes do suporte suspenso na Figura 2A; A Figura 2C é uma vista em plano de topo do chassi especial do ônibus elétrico; A Figura 3A é uma vista frontal de um meio de contato com pregador-crocodilo; A Figura 3B é uma vista de plano de topo do meio de contato com pregador-crocodilo; A Figura 4A é um diagrama principal do grupo de relé no meio de contato com pregador-crocodilo para controlar a conexão elétrica; A Figura 4B é um diagrama principal do grupo de relé no meio de contato com pregador-crocodilo em série para a conexão elétrica de alta tensão; A Figura 4C é um diagrama principal do grupo de relés no meio de contato com pregador-crocodilo para desligar um grupo danificado de unidades de baterias; A Figura 5 é um diagrama de blocos de um procedimento para trocar o conjunto de baterias em estojo no suporte suspenso; A Figura 6 é uma vista esquemática do corpo integral de um ônibus elétrico; A Figura 7é uma vista esquemática global de um ônibus elétrico; A Figura 8 é uma vista esquemática estrutural de um veiculo de manutenção urgente; A Figura 9A é uma vista esquemática de um conjunto de baterias em estojo montado no meio enquanto que o motor propulsor está montado na traseira sobre um chassi de um ônibus elétrico; A Figura 9B é uma vista esquemática de um conjunto de baterias em estojo montado na traseira enquanto que o motor propulsor está montado no meio sobre um chassi de um ônibus elétrico; A Figura 10A é uma vista frontal de um arranjo de um ônibus movido a eletricidade, braços mecânicos do tipo balancim e uma estação de carregamento elétrico (um tipo aterrado); A Figura 10B é uma vista em plano de topo de um arranjo do ônibus elétrico, braços mecânicos do tipo balancim e uma estação de carregamento elétrico (um tipo aterrado); A Figura 11 é uma vista esquemática estrutural de braços de união dos braços mecânicos do tipo balancim e abertura de união sobre um chassi de um ônibus elétrico; A Figura 12A é uma vista frontal da estrutura dos braços mecânicos do tipo balancim; A Figura 12B é uma vista em plano de topo da estrutura dos braços mecânicos do tipo balancim; A Figura 13 é uma vista esquemática da estrutura dos braços mecânicos do tipo balancim em um meio móvel para mover o conjunto de baterias em estojo; A Figura 14A é uma vista lateral em projeção vertical de um ônibus elétrico e braços mecânicos do tipo paralelo (tipo subterrâneo) em uma estação de carregamento elétrico; A Fig. 14B é uma vista frontal do ônibus elétrico e braços mecânicos do tipo paralelo (tipo subterrâneo) na estação de carregamento elétrico; A Figura 15 é um diagrama do layout de sensores nos braços mecânicos; A Figura 16 é uma vista esquemática da depuração manual e do painel de controle dos braços mecânicos; A Figura 17 é uma vista esquemática de braços mecânicos semi-automáticos para trocar conjuntos de baterias em estojo; A Figura 18 é uma vista esquemática de uma estação de carregamento elétrico; A Figura 19A é uma vista frontal de uma plataforma de carregamento elétrico; A Figura 19B é uma vista lateral em projeção vertical da plataforma de carregamento elétrico; A Figura 20 é uma curva de carregamento elétrico auto-adaptável com a curva de consumo de potência na grade de potência; A Figura 21 é um diagrama de blocos de um procedimento de escaneamento e detecção de uma plataforma de carregamento elétrico em uma estação de carregamento elétrico; A Figura 22 é um diagrama de blocos do procedimento de carregamento elétrico de uma estação de carregamento elétrico; A Figura 23 é uma vista esquemática do posicionamento automático de um ônibus elétrico e braços mecânicos do tipo balancim; A Figura 24A é um diagrama de blocos parcial do procedimento de manutenção do controle automático para braços mecânicos do tipo balancim; A Figura 24B é a continuação da Figura 24A; A Figura 25A é um diagrama de blocos parcial do pós-procedimento de manutenção do controle automático para braços mecânicos do tipo balancim; A Figura 25B é a continuação da Figura 25A; A Figura 26A é um diagrama de blocos parcial do procedimento de controle automático para braços mecânicos do tipo balancim; A Figura 26B é a continuação da Figura 26A; A Figura 27 é uma vista esquemática da plataforma de reparos para conjuntos de baterias em estojo; A Figura 28 é uma vista esquemática do sistema de comunicação e controle para o sistema de transporte público elétrico; A Figura 29 é um diagrama de blocos procedimental de um sistema de controle montado a bordo do ônibus em um ônibus elétrico.

MODALIDADE PREFERIDA DA INVENÇÃO A Figura 1 ilustra um sistema de transporte público elétrico da presente invenção. 0 sistema de transporte público elétrico inclui um centro de controle 100, um ônibus movido a eletricidade 200, uma aparelho de carregamento e descarregamento mecânico 300 e uma estação de carregamento elétrico 400. Além disso, o sistema de transporte público da presente invenção pode incluir também um sistema de manutenção urgente 600 e uma estação de reparos 500. Os componentes supramencionados podem se intercomunicar por um transmissor de caractere de cancelamento (Can bus) e/ou sinal sem fio, que implementa uma rápida troca de conjuntos de baterias em estojo no ônibus e um controle econômico e inteligente para carregar eletricamente conjuntos de baterias em estojo, e, portanto, melhora muito a eficiência de utilização dos ônibus movidos por eletricidade, e ao mesmo tempo, economizando energia e protegendo o meio ambiente.

Como mencionado nas soluções técnicas no sumário da presente invenção, o protocolo de comunicação no sistema de transporte público elétrico tem duas opções: (1) realizar a comunicação diretamente através de um sistema de controle montado no ônibus, um sistema de controle do carregamento e descarregamento, um sistema de controle de carga elétrica; (2) realizar a comunicação indireta com um sistema de controle montado no ônibus, com um sistema de carregamento e descarregamento mecânico e com um sistema de controle de carga elétrica através de um centro de controle sistemático. De preferência, o centro de controle no sistema de transporte público elétrico da presente invenção está instalado na estação de carregamento elétrico, e realiza uma comunicação bidirectional com o sistema de controle de carga elétrica através de um transmissor de caractere de cancelamento (can bus). Mais preferivelmente, um controlador lógico programável no sistema de controle de carga elétrica também pode atuar como centro de controle simultaneamente. Portanto, o centro de controle da presente invenção pode ser instalado isoladamente, ou atado ao sistema de controle de carga elétrica, realizando múltiplas funções em um sistema de controle computadorizado.

Os componentes do sistema de transporte público elétrico da presente invenção sera descrito adicionalmente abaixo na segunda opção como uma modalidade, em quatro partes: (1) um ônibus movido a eletricidade, (2) um aparelho de carregamento e descarregamento mecânico para conjuntos de baterias em estojo, (3) uma estação de carga elétrica, e (4) um sistema de controle do sistema de transporte público elétrico e um protocolo de comunicação. 1.Um ônibus movido a eletricidade No ônibus movido a eletricidade 200 da presente invenção, um sistema de controle montado a bordo do ônibus inclui pelo menos um controlador lógico programável que está colocado em uma posição apropriada e controla as partes mecânicas por e um meio eletrônico por um transmissor de caractere de cancelamento (can bus) . O sistema de controle montado no ônibus pode enviar informações sobre a operação do ônibus e possíveis defeitos para um receptor do centro de controle 100 por técnicas de impulso digital sem fio. Todas as informações da operação serão indicadas simultaneamente no painel de instrumentos do ônibus para conhecimento do condutor. Como ilustrado nas Figuras 2A, 2B e 2C, o chassi especial 201 é uma parte principal no ônibus movido a eletricidade 200, no qual um suporte suspenso 203 está instalado para um conjunto de baterias em estojo. Uma cavidade 220 para o conjunto de baterias em estojo está instalada no suporte suspenso. O meio de conexão elétrica no suporte suspenso implementa a conexão elétrica com o conjunto de baterias em estojo 204 dentro do suporte suspenso. O suporte suspenso 203 é equipado ainda com roletes 202 capazes de engatar nos trilhos 206 para o conjunto de baterias em estojo 204. O suporte suspenso 203 é equipado com aberturas de junção 207 para engatar no aparelho de carregamento e descarregamento mecânico, para fazer com que o conjunto de baterias em estojo seja inserido suave e precisamente dentro do suporte suspenso 203 no ônibus movido a eletricidade. Esses roletes ficam arranjados de forma adensada para suportar pelo menos 0,5 a 2 toneladas de peso do conjunto de baterias em estojo 204 e os vários momentos do ônibus movido a eletricidade no estado de movimento. Desta maneira, assegura-se uma orientação precisa do conjunto de baterias em estojo 204 que está sendo inserido dentro do suporte suspenso e garante-se a união precisa das peças de conexão elétrica. O suporte suspenso 203 pode ser equipado também com pelo menos dois meios de travamento automático 205. Os meios de travamento travam o conjunto de baterias em estojo por um meio de aperto de barra de parafuso acionado por um motor e uma engrenagem de redução. De preferência, quatro meios de travamento 205 são usados para travar os quatro cantos do conjunto de baterias em estojo automaticamente nesta modalidade da presente invenção. Os movimentos dos meios de tratamento são controlados para travar ou destravar automaticamente pelos comandos enviados pelo controlador lógico programável do sistema de controle montado no ônibus. Quando o conjunto de baterias em estojo está inserido dentro da cavidade 220 e posicionado em uma posição correta, o sensor ou sensores de posicionamento 256 enviarão sinais, o controlador lógico programável do sistema de controle montado no ônibus envia um comando para quatro meios de travamento 205 para travar o conjunto de baterias em estojo 204 firmemente no suporte suspenso automaticamente, de modo a assegurar segurança durante a rodagem do ônibus. Certamente, outros tipos de estruturas de travamento, ou uma pluralidade de meios de travamento, ou outras peças de travamento do conjunto de baterias em estojo podem ser usados, que podem ser conduzidos pelas pessoas versadas nessas técnicas sem trabalho criativo.

Como ilustrado nas Figuras 3A e 3B, o meio de conexão elétrica instalado no suporte suspenso 203 é um meio de contato com pregador-crocodilo, que pode implementar um encaixe e desencaixe sem resistência uma conexão elétrica altamente eficaz. Simultaneamente, o mesmo meio de contato com pregador-crocodilo pode ser montado também nas plataformas de carregamento elétrico para conter o conjunto de baterias em estojo na estação de carregamento elétrico. Este meio de contato com pregador-crocodilo inclui os estatores 246, os atuadores 245 e os eixos mecânicos de sustentação 248 feitos de um material metálico condutor; um eixo de carnes 240 com carnes feitos de um material isolante; um motor impulsor 241, e uma engrenagem de redução 242. Os estatores 246 são afixados sobre o suporte suspenso 203, e os pivôs são instalados entre os estatores 246 e os atuadores 245. As extremidades correspondentes opostas às extremidades de engate dos estatores 246 e dos atuadores 245 podem ser sustentadas pelo eixo de carnes 240. Depois que o conjunto de baterias em estojo 204 está inserido dentro da cavidade 220 no ônibus e posicionado no lugar correto, o sistema de controle montado no ônibus envia um sinal e controla o motor 241 para acionar o eixo de carnes 240, a fim de fazer com que os estatores 246 e os atuadores 245 engatem nos bastões 250 firmemente para assegurar uma capacidade de corrente eficaz ao contatar seções de alta tensão. Quando o conjunto de baterias em estojo precisa ser trocado, o sistema de controle montado no ônibus enviará um comando para aliviar o eixo de carnes 240, a fim de soltar os atuadores 245, o que pode garantir um encaixe e desencaixe sem resistência de uma seção de alta tensão do meio de contato elétrico e inserir livremente ou colocar o conjunto de baterias em estojo para dentro ou para fora. Tais meios asseguram uma troca rápida e fácil do conjunto de baterias em estojo e uma capacidade suficiente de corrente de contato durante a rodagem do ônibus. Além disso, o meio de contato com pregador-crocodilo é separado em uma seção de alta tensão 265 e uma seção de baixa tensão 264, nas quais estão incluídos relés e combinados para o controle, a fim de encurtar ao máximo as linhas de conexão de energia elétrica entre cada grupo de meios de contato com pregador-crocodilo de cada grupo de relés. O conjunto de baterias em estojo fornece energia para o ônibus movido a eletricidade inteiro no sistema de transporte público elétrico da presente invenção. O conjunto de baterias em estojo contém uma seção de alta tensão que consiste em várias dúzias de unidades de baterias 255 conectadas em série como uma pluralidade de grupos de unidades de baterias, respectivamente, para fornecer uma energia de alta tensão; e uma seção de baixa tensão que consiste em pelo menos uma unidade de batería 244 para fornecer uma energia de baixa tensão. Assim sendo, várias dúzias de unidades de baterias 255 dentro do conjunto inteiro de baterias 204 são divididas em uma pluralidade de grupos de unidades de baterias. 246 e 250 são hastes de cachimbos para conectar por fios. 251 são camadas isolantes entre as unidades de baterias. 247, 248 e 249 são esteios das hastes, feitos de material isolante. 0 eixo de carnes 240 também é feito de um material isolante. Tal estrutura pode assegurar que nenhuma eletricidade de alta tensão exista no conjunto de baterias em estojo inteiro durante a troca do conjunto de baterias em estojo. A energia de alta tensão é formada apenas conectando todos grupos de unidades de baterias em série através de uma combinação de meios de contato com pregador-crocodilo e relés depois que o conjunto de baterias em estojo está inserido e posicionado dentro da cavidade 220 no ônibus. O meio de contato com pregador-crocodilo compreende uma série de peças de contato com pregador-crocodilo. As tampas 257 são colocadas acima das aberturas das cavidades dos cachimbos 266 do conjunto de baterias em estojo, e são capazes de fechar automaticamente quando o meio de contato com pregador-crocodilo é puxado para fora. Quando o meio de contato com pregador-crocodilo é destacado do conjunto de baterias em estojo, as tampas 257 fecham automaticamente para evitar qualquer perigo causado pelo toque acidental com as hastes dos cachimbos na seção de alta tensão, e asseguram segurança no uso do conjunto de baterias em estojo. A energia de baixa tensão é fornecida para o ônibus movido a eletricidade através da unidade de batería 244 e da haste 250 do cachimbo na seção de baixa tensão.

Como ilustrado nas Figuras 4A, 4B e 4C, estão ilustrados o arranjo e a função dos grupos de relés no meio de contato com pregador-crocodilo. Antes que o meio de contato com pregador-crocodilo fique em contato com o conjunto de baterias em estojo, o sistema de controle montado no ônibus controlará para cortar a conexão de eletricidade entre o conjunto de baterias em estojo e o ônibus movido por eletricidade pelo relé de arco JO. O eixo de cames 240 é acionado para girar pelo motor D2 através dos relés J8 e J9, para realizar o aperto e a soltura do meio de contato com pregador-crocodilo. Os meios de travamento 205 no suporte suspenso são controlados pelos relés J6 e J7 através do motor Dl, para realizar o travamento do conjunto de baterias em estojo dentro da cavidade 220. A energia de alta tensão do conjunto de baterias em estojo é formada fechando os relés J1 a J5 em série em grupos de unidades de baterias. Caso o sistema de controle montado no ônibus detecte que um grupo de unidades de baterias deixa de funcionar no conjunto de baterias em estojo enquanto o ônibus está rodando, o sistema de controle no ônibus podería controlar os relés para este grupo defeituoso de unidades de baterias em estojo para abrir ou fechar, e assim sendo, cortar este grupo da conexão do grupos inteiros de unidades de baterias em série, e, portanto, a energia de alta tensão fornecida pelos grupos restantes de unidades de baterias no conjunto de baterias em estojo continua a impulsionar o ônibus movido a eletricidade.

Como ilustrado na Figura 5, o diagrama de blocos é o procedimento de troca 275 para um conjunto de baterias em estojo. À medida que os braços de junção dos braços mecânicos se inserem dentro das aberturas de junção 207 no suporte suspenso no ônibus, o sensor ou sensores de posicionamento nas aberturas 207 recebe o sinal para a troca vindoura do conjunto de baterias em estojo. O procedimento de troca do conjunto de baterias em estojo 275 vai começar a operar. Em primeiro lugar, a energia é cortada, a saber, o relé J0 é fecha/abre. A seguir, o meio de travamento é soltado, os pregadores-crocodilos são soltados, e o conjunto de baterias em estojo fica aguardando para ser trocado. Depois que o conjunto de baterias em estojo é inserido dentro da cavidade, os meios de travamento são travados, os meios de contato com pregador-crocodilo são prendidos novamente, e a combinação de relés é inteiramente conectado. Depois, o relé JO é conectado na frente de um controlador de alta tensão, e a energia necessária é fornecida para o ônibus elétrico. A Figura 6 ilustra outra modalidade de um sistema de transporte público elétrico de acordo com a presente invenção. 0 ônibus movido a eletricidade tem uma carcaça com uma estrutura do tipo treliça. Sobre o chassi da carcaça estão montados os roletes 202, o meio de travamento 205, e as aberturas de junção 207 para engatar no aparelho de carregamento e descarregamento mecânico. A estrutura do tipo treliça é formada com um esqueleto inteiriço, e um corpo integral é formado o estiramento de uma casca sobre o esqueleto. Um método de análise de elementos finitos deve ser usado para analisar a estrutura de tensões sobre o corpo inteiro, para projetar a estrutura inteira, a fim de assegurar a firmeza da estrutura do ônibus inteiro.

Como ilustrado na Figura 7, o ônibus movido a eletricidade 200 tem também um grande capacitor fixo 264 montado no ônibus, que é controlado por um controlador de carregamento elétrico 263 em um sistema de frenagem elétrico, a fim de armazenar a energia produzida pela frenagem através de um sistema de frenagem elétrico, através da utilização da característica do capacitor de carregar e descarregar eletricamente com grande potência nominal, e para suprir para o motor auxiliar 262 no ônibus 200, para descarregar eletricamente em um prazo curto e ajudar o motor principal 261 a dar partida no ônibus 200. 0 controlador lógico programável 260 montado no ônibus determina se deve dar partida no motor auxiliar 262, baseado em se a velocidade corrente do ônibus é ou não zero. Apenas quando o ônibus está acelerando a partir de zero, o motor auxiliar 262 dará partida por vários segundos ou dúzias de segundos para reduzir a corrente de partida do motor principal à medida que o ônibus movido a eletricidade dá partida. A transmissão do ônibus movido a eletricidade 200 pode ser equipada também com uma embreagem centrífuga hidráulica 2 67 e uma engrenagem de 2 marchas com sobremarcha centrífuga, para tornar menor a corrente de partida e baixar o impacto sobre as baterias e o sistema de controle elétrico por uma grande corrente. O ônibus movido a eletricidade 200 é equipado com um meio de frenagem de duas graduações, para melhorar a eficiência da frenagem do ônibus movido a eletricidade 200. Quando o condutor pisa no pedal de freio levemente, o motor principal 261 do ônibus movido a eletricidade se voltará para um gerador, a fim de transformar a energia cinética inercial do veículo em energia elétrica que é carregada para dentro de um capacitor montado no ônibus 264, controlado por um controlador de carregamento elétrico 263 no sistema de frenagem elétrico. Quando o condutor pisa fundo no pedal do freio, o sistema de frenagem pneumático começa a parar o veículo imediatamente. O sistema de frenagem pneumático compreende um motor impulsor 265 e uma bomba de ar 266, e um recipiente de gás fornece recurso de gás. O meio acima tem a vantagem de reduzir a corrente de impacto presente enquanto o ônibus movido a eletricidade 200 dá partida e de proteger o conjunto de baterias em estojo 204 para um uso mais longo. O meio acima também prolonga a vida útil do motor principal 2 61 e de um controlador 2 63 do motor principal. A Figura 8 ilustra a vista esquemática de um veiculo de socorro urgente 601 equipado no sistema de manutenção urgente 600. O veiculo de socorro urgente 601 é equipado com um pneu sobressalente 620 e é capaz de trocar o conjunto de baterias em estojo danificado no ônibus movido a eletricidade defeituoso no local do acidente. O veiculo de socorro urgente tem um porta-baterias montado no ônibus com um conjunto de baterias em estojo 204, uma passagem para baterias 610 com uma cavidade 220, braços de junção 325, e um meio de acionamento 327. A passagem para baterias 610 é usada para retirar o conjunto de baterias em estojo danificado do ônibus e inserir o conjunto de baterias em estojo sobressalente dentro do suporte suspenso no ônibus. O meio de acionamento 327 e os braços de junção 325 são usados para juntar a passagem de baterias com as posições de junção para o conjunto de baterias em estojo sobre o chassi do ônibus movido a eletricidade.

Como ilustrado na Figura 9A, o ônibus movido a eletricidade 200 pode ser projetado com a seguinte estrutura: o conjunto de baterias em estojo 204 é montado no meio do chassi, o motor principal 261 é montado na traseira do chassi, e as peças pesadas, tais como a bomba elétrica de ar, o recipiente de gás, a batería de armazenamento de baixa tensão montada no ônibus, são montados com o motor principal para equilibrar o peso do conjunto de baterias em estojo.

Como ilustrado na Figura 9B, o ônibus movido a eletricidade 200 pode ser projetado da seguinte maneira: o conjunto de baterias em estojo 204 é montado na traseira, e o motor principal 261 é montado no meio sobre o chassi. Tal estrutura é apropriada para uma construção razoável de piso do fundo com arranjo de entrada na frente e as portas traseiras e a porta de saída na porta do meio. 2. 0 aparelho de carregamento e descarregamento mecânico do conjunto de baterias em estojo As Figuras 10 a 13 ilustram braços mecânicos 300' do tipo balancim no aparelho de carregamento e descarregamento 300 do tipo aterrado em um sistema de transporte público elétrico da presente invenção. A Figura 10 ilustra o arranjo do ônibus movido a eletricidade, a estação de carregamento elétrico, e braços mecânicos do tipo balancim (tipo aterrado) . A Figura 11 é a vista esquemática estrutural dos braços de junção de braços mecânicos do tipo balancim e aberturas de junção sobre o chassi do ônibus movido a eletricidade. A Figura 12 é a estrutura de braços mecânicos do tipo balancim. A Figura 13 é a vista esquemática de braços mecânicos do tipo balancim com o meio móvel para o conjunto de baterias em estojo. Os braços mecânicos 300' do tipo balancim incluem a plataforma móvel 301, a plataforma giratória 302, o meio suspensor vertical 307, a bandeja 306, os trilhos 312, as rodas de trilhos 311 e o mecanismo rotativo 313. A plataforma giratória 302 é acionada por um motor e uma engrenagem de redução 314 sob o comando de um controlador lógico programável 315 posicionado no lugar apropriado sobre os braços mecânicos, e sustentado sobre a plataforma móvel 301 pelos roletes 303. O meio suspensor vertical 307 compreende um cilindro hidráulico suspensor vertical 331, uma corrente 332, e uma engrenagem 335, e uma pluralidade de sensores suficientes 308 ficam posicionados nos braços suspensores verticais, que podem posicionar a bandeja 306 em qualquer lugar ao longo dos braços suspensores verticais. Os braços de junção 325 e o meio móvel 324 e os roletes 323 são instalados sobre a bandeja 306 para o conjunto de baterias em estojo. O meio móvel 324 compreende um garfo de deslocamento acionado pela corrente. O mecanismo de movimentação dos braços mecânicos do tipo balancim se move paralelamente ao longo dos trilhos 312 por intermédio das rodas dos trilhos 311 acionadas por um meio de acionamento 314. Quando os braços mecânicos inteiros se movem ao longo do trilho 312, eles são posicionados por uma pluralidade de sensores 309 colocados em posições correspondentes sobre o trilho na frente de cada grupo das plataformas de carregamento elétrico.

Quando o ônibus parou completamente, os braços de junção 325 se esticam automaticamente para fora da bandeja de braços mecânicos do tipo balancim e engatam na abertura de junção 207 sob a cavidade no ônibus movido a eletricidade, para evitar a diferença em altura produzida enquanto o conjunto de baterias em estojo, que tem um peso de 0,5 a 2 toneladas é trocado sobre o chassi do ônibus. A ação acima é antes de mover o conjunto de baterias em estojo. Os braços de junção se esticam para dentro das aberturas de junção 207 para a junção, de tal modo que a junção seja muito precisa e não haja qualquer erro no posicionamento. Caso o ônibus movido a eletricidade 200 e o aparelho de carregamento e descarregamento mecânico 300 não fossem unidos entre si antes de mover o conjunto de baterias em estojo 204, o conjunto de baterias em estojo 204 com peso pesado inevitavelmente balançariam para cima e para baixo e lateralmente enquanto se move para frente, de tal modo que seria difícil unir precisamente a cavidade ao ônibus movido a eletricidade 200.

Os braços de junção 325 incluem um mecanismo de acionamento 32 6 e um meio propulsor, tal como um cilindro hidráulico 327, que podería garantir que o conjunto de baterias em estojo se mova para dentro e para fora suavemente depois que o ônibus movido a eletricidade foi posicionado automaticamente, e compensar a deformação das molas suspensas no ônibus movido a eletricidade, causada enquanto o conjunto de baterias em estojo se move para dentro e para fora das cavidades no ônibus movido a eletricidade. Assim sendo, o conjunto de baterias em estojo pesado pode ser mover equilibradamente entre os braços mecânicos do tipo balancim e o ônibus movido a eletricidade.

As Figuras 14A e 14B ilustram o aparelho de carregamento e descarregamento mecânico subterrâneo, no qual os braços mecânicos do tipo paralelo são equipados com um CLP, como o é seu sistema de controle, os braços de junção 325 e seu meio de acionamento 327. Os braços de junção são para engatar nas aberturas de junção 207 para a cavidade 220 do ônibus movido a eletricidade 200. A estação de carregamento elétrico 400 é instalada sob a superfície da via onde o ônibus movido a eletricidade 200 roda e inclui conjuntos de baterias em estojo 204 colocados camada sobre camada, e uma plataforma de carregamento elétrico 401. Um aparelho de troca paralelo rápido 392 compreende uma plataforma móvel paralela 380, rodas de trilhos 381, o trilho 382 e o aparelho suspensor vertical 383. O aparelho de troca paralela rápida também tem um meio móvel igual àquele no aparelho de carregamento e descarregamento mecânico do tipo aterrado.

As aberturas de junção 207 do ônibus movido a eletricidade são engatadas no braços de junção 325 enquanto o conjunto de baterias em estojo 204 é trocado. As plataformas de carregamento elétrico na estação de carregamento elétrico subterrânea são equipadas com um meio de controle de temperatura 480 igual àquele na estação de carregamento elétrico aterrada. As vantagens da estação de carregamento elétrico subterrâneana residem no fato de que ela ocupa um espaço pequeno, trava muito bem, é fácil de arranjar e tem uma estrutura simples de braços mecânicos do tipo paralelo. Sob uma instrução do centro de controle 100, ela pode previamente retirar um conjunto de baterias em estojo correspondente a um ônibus que retornará para a estação, e depois opera uma troca rápida do conjunto de baterias em estojo 204. O procedimento de troca pode ser de tal modo que: quando seu sistema de controle recebe um comando do centro de controle 100, os braços suspensores A 392 nos braços mecânicos do tipo paralelo retiram o conjunto correspondente de baterias em estojo carregado eletricamente previamente, e se movem paralelamente a uma posição de estacionamento predeterminada para o ônibus movido a eletricidade e aguardam; depois que o ônibus movido a eletricidade pára na posição automaticamente, os braços suspensores B 391 retiram o conjunto usado de baterias em estojo 204, e baixam até uma posição sobre uma camada correspondente a esse conjunto usado de baterias em estojo; depois que os braços mecânicos 300 movem uma posição de um conjunto de baterias em estojo paralelamente aos braços suspensores A com o conjunto de baterias em estojo carregado eletricamente levantado até a posição da cavidade 220 no ônibus, e inserem o conjunto de baterias em estojo carregado dentro dele; e, depois que a carcaça do conjunto de baterias em estojo está travada, os braços de junção 325 são retirados. Depois, o ônibus movido a eletricidade 200 pode rodar para o próximo circulo operacional. Neste momento, os braços B dos braços mecânicos do tipo paralelo 380 colocam o conjunto de baterias usadas em estojo dentro da sua camada correspondente na plataforma de carregamento elétrico. Depois, os braços B podem pegar outro conjunto de baterias em estojo carregado eletricamente para outro procedimento de troca para o próximo ônibus.

As Figuras 15 e 16 ilustram uma modalidade com arranjo de sensores e painel de controle dos braços mecânicos. Uma pluralidade de sensores 308, 309 são posicionados ao longo do trilho horizontal e dos braços verticais de braços mecânicos 300' para controlar a operação dos braços mecânicos, tal como suspensão, movimentação e rotação. É óbvio que os versados nessas técnicas podem empregar também outros painéis de controle com arranjos similares, que podem resultar nos mesmos efeitos.

Como ilustrado na Figura 17, o sistema de transporte público elétrico da presente invenção pode ser equipado ainda com braços mecânicos semi-automáticos 540 para trocar o conjunto de baterias em estojo em uma emergência. Os braços mecânicos semi-automáticos 540 incluem a bandeja 534 para sustentar o conjunto de baterias em estojo 204, os braços de junção 525, e um plano do fundo sobre o qual estão instalados um mecanismo suspensor do tipo tesoura 541 para levantar a bandeja 534 e um cilindro hidráulico suspensor 546. Sobre o plano do fundo estão instaladas ainda as rodas principais 542 acionadas por um meio de acionamento 543 e a roda auxiliar 547 controlada manualmente através da manivela de controle 548. Sobre a estrutura do fundo estão instalados um sistema hidráulico 545 e a batería 544 para assegurar que tais braços mecânicos semi-automáticos sejam um dispositivo de controle semi-automático. A manivela de controle 548 pode incluir ainda um painel de controle 549 para trocar manualmente o conjunto de baterias em estojo para o ônibus movido a eletricidade, que pode controlar para levantar, abaixar, e mover para frente e para trás. Este dispositivo assegura que em uma situação de emergência, tal como nenhuma energia temporariamente ou outros defeitos, um conjunto de baterias em estojo carregado eletricamente sobre a plataforma de carregamento elétrico possa ser distribuído para dentro do ônibus movido a eletricidade. 3. Estação de Carregamento Elétrico As Figuras 18, 19A e 19B ilustram a estrutura de uma estação de carregamento elétrico e o diagrama dos princípios para carregar eletricamente as plataformas de carregamento elétrico. A estação de carregamento elétrico 400 inclui um controlador lógico programável CLP 470, as plataformas de carregamento elétrico 401 e os carregadores elétricos 480. Os carregadores elétricos 480 têm funções para regular a voltagem e a corrente e retificar a corrente. A estação de carregamento elétrico inclui ainda um aparelho auto-rastreador da grade de potência 471 para buscar vales de consume elétrico, um mostrador de capacidade 472 para mostrar a capacidade do conjunto de baterias em estojo, um meio para medir e controlar a temperatura 473 para medir e controlar a temperatura do conjunto de baterias em estojo, e um meio de amostragem 474 para a grade de potência, a corrente e a voltagem. As plataformas de carregamento elétrico 401 incluem uma pluralidade de cavidades 420 para conter conjuntos de baterias em estojo 204 para carregamento elétrico.

As plataformas de carregamento elétrico 401 são equipadas com meios de contato com prendedor-crocodilo 440, meios de roletes 402 e aberturas de junções 407 para engatar nos braços de união do aparelho de carregamento e descarregamento mecânico 300. Os meios de contato com prendedor-crocodilo 440 têm as mesmas estruturas que os meios de conexão no suporte suspenso no chassi do ônibus movido a eletricidade 200. As ditas plataformas de carregamento elétrico incluem ainda uma caixa de cabos de carregamento elétrico 450 para conectar com os carregadores elétricos, uma portinhola da caixa de cabos e a portinhola de manutenção 460. É conveniente manter os cabos e os meios de contato de carregamento elétrico através da abertura da porta traseira e assegurar um estado selado. As portinholas automáticas descerráveis 421 são instaladas nas entradas para os conjuntos de baterias em estojo sobre a superfície frontal das plataformas de carregamento elétrico, para assegurar um isolamento relativo das plataformas do ambiente externo. O meio de controle da temperatura 431 e o meio de acionamento 432 podem ser incluídos ainda dentro das plataformas de carregamento elétrico. Compressores condicionadores de ar e controladores de temperatura podem ser utilizados para assegurar temperaturas constantes durante o carregamento elétrico e manter os conjuntos de baterias em estojo nas melhores faixas de temperatura de trabalho. Um galpão protetor pode ser instalado nas plataformas de carregamento elétrico 401 para melhorar o ambiente de trabalho do sistema inteiro em situações climáticas tais como chuva e neve. O aparelho auto-rastreador da grade de potência 471 pode escanear os dados de voltagem da grade de potência durante o período de tempo inteiro a cada dia, rastrear automaticamente e registrar a variação dos dados, baseado em diferenças em horas de diferentes vales da grade de potência, causadas por diferenças em áreas e estações climáticas, e fazer uma curva da média semanal a partir da curva de variação, para ajustar automaticamente os períodos de tempo para carregar eletricamente com corrente plena nos carregadores elétricos. Baseado nos dados sobre as plataformas de carregamento elétrico e nos conjuntos de baterias em estojo coletados pelo meio de amostragem 474, as temperaturas dentro das plataformas de carregamento elétrico são ajustadas de acordo com categorias e modelos predeterminados dos conjuntos de baterias em estojo 204, de modo a assegurar que os conjuntos de baterias em estojo 204 sempre trabalhem nas melhores faixas de temperatura de carregamento e descarregamento elétrico por um longo período, o que pode melhorar a vida útil dos conjuntos de baterias em estojo em circulação. Os meios 473 e 474 acima podem proporcionar o melhor ambiente de carregamento elétrico para os conjuntos de baterias em estojo de acordo com suas categorias e modelos. A Figura 20 ilustra as curvas para carregar eletricamente de forma inteligente os conjuntos de baterias em estojo, nas quais a única linha fina é uma curva típica de variação nos vales de consumo de energia de uma grade de energia de uma cidade, as duas linhas cheias ilustram uma curva de tempo de carregamento elétrico. O controlador lógico programável 470 controla os carregadores elétricos 480 para carregar eletricamente os conjuntos de baterias em estojo de acordo com a curva de tempo de carregamento elétrico, determinada pelo aparelho de auto-rastreamento da grade de potência 471 quanto aos vales de consumo, que pode evadir completamente os picos no consumo de energia da grade de energia e garantir que a energia para carregar eletricamente venha entre 23h00min e 7h00min. Uma faixa de sintonização fina da corrente é ΔΙ. A faixa de sintonização fina no principal periodo de carregamento elétrico é para assegurar que os carregadores elétricos inteligentes identifiquem automaticamente o nível de descarregamento elétrico, a capacidade de corrente e o estado de carregamento elétrico de corrente do conjunto de baterias em estojo, e sintonizem automaticamente de forma fina a corrente de carregamento elétrico, de tal modo que o conjunto de baterias em estojo seja carregado eletricamente até 100% da capacidade em vales de consumo. Durante as horas de dia claro em picos de consumo da grade de energia da cidade, o controlador lógico programável 470 pode controlar os carregadores elétricos 480 para carregar eletricamente os conjuntos de baterias em estojo com uma corrente de carga elétrica oscilante, de modo a assegurar aos conjuntos de baterias em estojo uma longa vida útil em circulação.

Como ilustrado na Figura 21, o procedimento de troca 492 controlado pela plataforma de carregamento elétrico 401 na estação de carregamento elétrico 400 inclui o seguinte: depois de receber um sinal enviado pelo centro de controle de que um ônibus movido a eletricidade retornará para a estação de carregamento elétrico, a fim de trocar o conjunto de baterias em estojo, o sistema de controle do carregamento elétrico controla para cortar a energia para o conjunto de baterias em estojo, a ser levado na camada correspondente dentro da plataforma de carregamento elétrico, fechando o relé correspondente na plataforma de carregamento elétrico 401; e então conecta a energia para o conjunto de baterias em estojo usado recém-colocado em uma camada correspondente depois que o conjunto de baterias em estojo é trocado, e inicia um novo processo de carregamento elétrico.

Como ilustrado na Figura 22, o procedimento para carregar eletricamente o conjunto de baterias em estojo inclui as seguintes etapas: a energia do carregador elétrico é conectada; o sistema de controle de carga lê os dados do conjunto de baterias em estojo; o aparelho de auto-rastreamento da grade de potência determina se o consumo da grade de potência está ou não nos vales, e caso positivo, o sistema de controle de carga controla o carregador elétrico para carregar eletricamente o conjunto de baterias em estojo com corrente de carregamento plena até que o conjunto de baterias em estojo esteja completamente carregado, e caso negativo, o sistema de controle de carga controla os carregadores para carregar o conjunto de baterias em estojo com uma corrente de carregamento oscilante; e o sistema de controle do carregador determina se o carregamento elétrico do conjunto de baterias em estojo está completo ou não, e caso positivo, um procedimento de carregamento elétrico oscilante inicia, com o que o conjunto de baterias em estojo fica pelo menos no procedimento de carregamento elétrico oscilante o tempo inteiro, exceto quando usado no ônibus movido a eletricidade; e os dados do estado do carregamento elétrico do conjunto de baterias em estojo são devolvidos para o sistema de controle de carregamento elétrico. 4. Sistema de Controle do Sistema de transporte Público Elétrico e do Protocolo de Comunicação Cada conjunto de baterias em estojo da presente invenção é apropriado para que cada ônibus movido a eletricidade rode mais de 40 quilômetros. Para atender à demanda de cada ônibus movido a eletricidade para um dia inteiro de operação, pelo menos dois conjuntos de baterias em estojo podem ser preparados em plataformas de carregamento elétrico correspondentes na estação de carregamento elétrico. Devido ao fato de que o ônibus movido a eletricidade opera em uma linha fixa com paradas em horários fixos, cada quilometragem do ônibus que opera com o conjunto de baterias em estojo trocado regularmente depende da espécie, do tipo, do modelo, do desempenho, do tempo de serviço e da intensidade do descarregamento elétrico do conjunto de baterias em estojo. Genericamente, um conjunto de baterias em estojo é trocado quando sua intensidade de descarregamento é de até 60% a 80%, de preferência acima de 70%. Antes de se aproximar da intensidade de descarregamento elétrico para trocar o conjunto de baterias em estojo, o sistema de controle montado no ônibus adverte o condutor do ônibus, e envia sinais para o centro de controle de que o ônibus precisa retornar para trocar o conjunto de baterias em estojo. De preferência, o centro de controle do sistema de transporte público elétrico da presente invenção fica instalado na estação de carregamento elétrico e conduz a comunicação bidirecional com o sistema de carregamento elétrico por um transmissor de caractere de cancelamento. Mais preferivelmente, um controlador lógico programável no sistema de controle de carga elétrica pode atuar também como centro de controle simultaneamente. Portanto, o centro de controle da presente invenção pode ser instalado sozinho, ou atado ao sistema de controle de carga elétrica para realizar múltiplas funções de um sistema. Quando o ônibus movido a eletricidade retorna para a estação de carregamento elétrico instalada nos terminais do sistema de transporte público depois de pelo menos mais do que 40 quilômetros de operação, o ônibus movido a eletricidade é controlado e orientado automaticamente até uma posição na frente da plataforma de carregamento elétrico 401 e do aparelho de carregamento e descarregamento mecânico 300 por um protocolo de comunicação entre o sistema de controle montado no ônibus e o sistema de controle de carga elétrica. Antes que o ônibus movido a eletricidade retorne para a estação de carregamento elétrico, o sistema de controle automático do aparelho de carregamento e descarregamento mecânico já recebeu sinais que são enviados pelo sistema de controle montado no ônibus para o centro de controle e é orientado previamente até a frente da plataforma de carregamento elétrico correspondente ao ônibus movido a eletricidade. Depois que o ônibus movido a eletricidade pára na posição, o aparelho de carregamento e descarregamento mecânico simultaneamente retira o conjunto usado de baterias em estojo do ônibus movido a eletricidade 200 e retira um conjunto de baterias em estojo eletricamente carregado da plataforma de carregamento elétrico, respectivamente. Depois de girar 180 graus, os braços suspensores se juntam com as posições correspondentes, o conjunto de baterias eletricamente carregadas em estojo é inserido dentro do ônibus movido a eletricidade 200 e o conjunto usado de baterias em estojo é inserido dentro da camada correspondente dentro da plataforma de carregamento elétrico, respectivamente. Depois, o ônibus movido a eletricidade pode rodar para a próxima operação. Portanto, a presente invenção resolve o problema importante que limita a quilometragem da operação continua do ônibus movido a eletricidade, e não superado nas pesquisas e no desenvolvimento há muito tempo no mundo.

Fazendo referência à Figura 1, cada controlador lógico programável CLP em cada subsistema no sistema de transporte público elétrico opera em seu próprio sistema de controle respectivo. Uma pluralidade de subsistemas é combinada em conjunto para formar um sistema de controle inteiro pelo transmissor de caracteres de cancelamento RS232 (ou outro tipo de transmissor serial de dados) e meios de comunicação sem fio. Em outras palavras, o sistema de controle automático inteiro é formado pela combinação do subsistema de controle montado no ônibus interpretado pelo centro de controle do sistema de transporte elétrico como um núcleo e do controlador lógico programável montado no ônibus, o subsistema de controle dos braços mecânicos, interpretado pelo controlador lógico programável nos braços mecânicos, para trocar o conjunto de baterias em estojo, e o subsistema de controle para o carregamento elétrico, interpretado pelos controladores lógicos programáveis das plataformas de carregamento elétrico, pelo transmissor de caracteres de cancelamento e sinais digitais de impulsos sem fio com um principio de prioridade do ônibus elétrico. Dentro de cada subsistema, a comunicação interna pode adotar o transmissor de caracteres de cancelamento RS232 (ou outras formas de transmissores seriais tal como o 422, CAN) . 0 centro de controle 100 do sistema de transporte público elétrico pode compreender a unidade de processamento central (PC) e pelo menos um controlador lógico programável, CLP, de preferência dois CLPs, para conseguir controlar o sistema de controle inteiro. Quando recebe sinais enviados pelo ônibus movido a eletricidade 200 na forma de pulsos sem fio de que o ônibus movido a eletricidade com seu número de identificação retornará para a estação de carga elétrica, o centro de controle 100 primeiramente, baseado no número de identificação do ônibus, envia um comando para o aparelho de carregamento e descarregamento mecânico 300 para mover para a frente da unidade da plataforma de carregamento elétrico correspondente a esse ônibus, posicionar-se na camada correspondente a um conjunto de baterias em estojo eletricamente carregado a ser trocado, e aguarda. Depois que o ônibus entrou na estação de carregamento elétrico, o condutor dirige o ônibus ao longo de uma linha de direção predeterminada, para assegurar uma distância paralela entre o ônibus e o aparelho de carregamento e descarregamento mecânico de menos de 200 mm, com o que os meios de junção nos braços mecânicos do aparelho de carregamento e descarregamento mecânico podem trocar o conjunto de baterias em estojo suave e rapidamente.

Como ilustrado na Figura 23, o sistema orientador de autofrenagem pode ser usado em vez de confiar na operação do condutor, para assegurar que o ônibus elétrico seja orientado precisamente. Quando o ônibus movido a eletricidade se aproxima dos braços mecânicos do aparelho de carregamento e descarregamento mecânico em uma distância apropriada, o controlador lógico programável montado no ônibus desacelera o ônibus até uma velocidade predeterminada. Quando passa pela primeira posição predeterminada 291, o ônibus é desacelerado até uma velocidade mais baixa predeterminada, e finalmente pára completamente em uma segunda posição predeterminada 292. Quando termina o procedimento de troca do conjunto de baterias em estojo, os braços mecânicos retiram seus braços de junção, o controlador lógico programável termina os procedimentos de travamento e conexão elétrica e depois instrui o condutor a começar outra rodada de operação. É feito um procedimento rápido e fácil para trocar o conjunto de baterias em estojo.

As Figuras 24A, 24B e as Figuras 25A, 25B ilustram o procedimento de reparo para um conjunto danificado de baterias em estojo e o procedimento de pós-reparo, 390 e 391, respectivamente. Depois que o ônibus retorna para a estação de carregamento elétrico, os braços mecânicos retiram o conjunto danificado de baterias em estojo da cavidade no ônibus movido a eletricidade, e depois gira 90° entrega-o para a plataforma de reparo 500 para ser reparado. Depois, os braços mecânicos recuam até a posição original, para aguardar pelo próximo comando enviado pelo seu sistema de controle. O funcionário da manutenção envia o sinal para o centro de controle quando ele consertou o conjunto quebrado de baterias. O sistema de controle dos braços mecânicos recebe um comando do centro de controle 100, e depois pegam o conjunto de baterias em estojo consertado de volta e coloca-o na sua camada correspondente na plataforma de carregamento elétrico de acordo com seu número de identificação detectado.

Como ilustrado nas Figuras 2 6A e 2 6B, quando recebe um comando do centro de controle que o ônibus movido a eletricidade retornará para a estação de carregamento elétrico, o sistema de controle dos braços mecânicos primeiramente julga se os braços mecânicos estão ou não localizados na posição na frente da plataforma de carregamento elétrico correspondente ao ônibus movido a eletricidade que retorna; caso positivo, aguardam lá pelo ônibus; caso negativo, se movem até a posição na frente da plataforma de carregamento elétrico correspondente ao ônibus movido a eletricidade que está retornando, e ficam prontos para retirar o conjunto usado de baterias em estojo do ônibus movido a eletricidade e também um conjunto de baterias carregadas em estojo na plataforma de carregamento elétrico. Depois, o sistema de contole opera o procedimento para trocar o conjunto de baterias em estojo quando o ônibus movido a eletricidade está orientado na posição. Caso for detectado que um grupo de umidades de baterias não está funcionando, então ele vai para o procedimento para consertar o conjunto de baterias em estojo (ilustrado nas Figuras 24-25); senão, ele controla para retirar o conjunto usado de baterias em estojo do ônibus movido a eletricidade e colocá-lo na sua camada correspondente na plataforma de carregamento elétrico, e opera o procedimento de carregamento elétrico (como ilustrado nas Figuras 21-22).

Como ilustrado na Figura 27, a plataforma de reparo 500 referente ao procedimento de reparo tem aberturas de junção 517 e meios de travamento 514. A abertura de junção é correspondente aos braços de junção nos braços mecânicos do aparelho de carregamento e descarregamento mecânico.

Como ilustrado na Figura 28, quando um grupo de unidades de baterias é incapaz de funcionar no conjunto de baterias em estojo quando o ônibus movido a eletricidade 200 roda na rua, o CLP montado no ônibus do ônibus movido a eletricidade enviará sinais digitais para o centro de controle na forma de pulsos sem fio. Os sinais incluem informações sobre o grupo defeituoso de unidades de baterias no conjunto de baterias em estojo e da mensagem do GPS (Sistema de Posicionamento Global) sobre a posição geográfica do ônibus movido a eletricidade. Depois, o centro de controle enviará um comando para os braços mecânicos a fim de preparar um procedimento de reparo (como ilustrado nas Figuras 24-25, o procedimento de reparo 390 e o procedimento de pós-reparo 391) . Caso mais do que dois grupos de unidades de baterias no conjunto de baterias em estojo não estejam funcionando, o centro de controle pode comandar o sistema de manutenção de urgência 600 para iniciar o procedimento de socorro. Caso o ônibus movido a eletricidade precise trocar o conjunto de baterias em sua operação normal, o centro de controle 100 comandará o aparelho de carregamento e descarregamento mecânico 300 para orientar na posição correspondente na frente do conjunto de baterias em estojo na plataforma de carregamento elétrico 401 na estação de carregamento elétrico 400. Enquanto o ônibus movido a eletricidade 200 se dirige para a estação de carregamento elétrico e se orienta na frente do aparelho de carregamento e descarregamento mecânico 300, os braços mecânicos do aparelho de carregamento e descarregamento mecânico 300 operarão um procedimento normal para trocar o conjunto de baterias em estojo (como ilustrado na Figura 26, que ilustra o procedimento de troca normal). Caso um grupo de unidades de baterias no conjunto de baterias em estojo não esteja funcionando, o ônibus movido a eletricidade envia sinais para o centro de controle 100 através de um protocolo de comunicação, o centro de controle 100 envia um comando, e depois o aparelho de carregamento e descarregamento mecânico 300 opera um procedimento de reparo. O aparelho de carregamento e descarregamento mecânico retira um conjunto de baterias carregadas em estojo da plataforma de carregamento elétrico 401 e coloca-o no ônibus movido a eletricidade 200, que rodará uma operação normal. 0 conjunto de baterias danificado 204 é levado para a plataforma de reparo 500 (a Figura 27 ilustra a estrutura da plataforma de reparo 500), que fica colocada dentro da estação de carga elétrica, para manutenção e reparo manual. Depois que o conjunto de baterias em estojo está consertado e revisado, o funcionário da manutenção envia sinais para o centro de controle 100 por transmissor de caracteres de cancelamentos, o centro de controle 100 comanda os braços mecânicos do aparelho de carregamento e descarregamento mecânico 300 para conduzir o procedimento de pós-reparo (como ilustrado na Figura 25, que ilustra o procedimento de pós-reparo 391), e coloca o conjunto de baterias consertado 204 de volta para sua camada correspondente na plataforma de carregamento elétrico, para ser carregado eletricamente (fazendo referência às Figuras 21 e 22, os procedimentos de carregar mecanicamente o conjunto de baterias em estojo sobre a plataforma de carregamento elétrico e carregá-lo eletricamente). Caso o CLP 260 montado no ônibus envie um sinal de protocolo de que dois ou mais grupos de unidades de baterias no conjunto de baterias em estojo esteja incapazes de funcionar, o centro de controle 100 pode comandar o sistema de manutenção de urgência 600 para enviar um veiculo de socorro 601 ao local onde o ônibus enguiçou, de acordo com as informações da posição geográfica do GPS enviadas pelo sistema de controle montado no ônibus. A seção de alta tensão do conjunto de baterias em estojo fornece uma potência para o motor principal que impulsiona o ônibus movido a eletricidade 200. A seção de baixa tensão do conjunto de baterias em estojo fornece uma potência para outros aparelhos elétricos no ônibus, tais como luzes e microfone. A seção de alta tensão do conjunto de baterias em estojo é carregada eletricamente por um carregador elétrico de alta tensão na estação de carga 400. A seção de baixa tensão do conjunto de baterias em estojo é carregada eletricamente por um carregador elétrico de baixa tensão na estação de carga elétrica. Nenhuma transferência de potência entre a seção de alta tensão e a seção de baixa tensão ocorre durante a operação do ônibus na linha, de modo a aumentar a eficiência de utilização da energia elétrica e a confiabilidade dos sistema de potência elétrica.

Como ilustrado na Figura 2 9, o procedimento de controle do sistema 272 no CLP montado no ônibus do ônibus movido a eletricidade 200 pode incluir um procedimento para medir a velocidade 273, um procedimento para processar dados, um procedimento para indicar a velocidade de rotação do motor, 274, um procedimento para trocar o conjunto de baterias em estojo, 275, um procedimento para indicar a capacidade do conjunto de baterias em estojo, 276, um procedimento para escanear o conjunto de baterias em estojo, e um procedimento para desligar a conexão das unidades de baterias 283, 284. Os procedimentos supramencionados exibem dados analógicos humanizados no painel de bordo para conhecimento do motorista, pelo conjunto de sensores no eixo de transmissão e no eixo do motor do ônibus, e pelo processamento de dados e conversão de digital para analógico. A extremidade frontal do controle de alta tensão no sistema de controle montado no ônibus escaneia todos grupos de unidades de baterias em estojo operando um conjunto de subprocedimentos, de acordo com o procedimento 272. Caso todos grupos de unidades de baterias no conjunto de baterias em estojo estejam em bom estado, a capacidade de corrente do conjunto de baterias em estojo será exibida. Caso um grupo de unidades de baterias esteja incapaz de funcionar, o subprocedimento 283 ou 284 no procedimento 272 será operado para desligar o grupo defeituoso das unidades de baterias pela combinação de relés na extremidade frontal do controle de alta tensão, e simultaneamente alertar 276 o motorista que a capacidade do conjunto de baterias em estojo está declinada. Caso dois ou mais grupos de unidades de baterias estejam incapazes de funcionar, o motorista será comandado para estacionar o ônibus no lado da rua e aguardar instruções do sistema de manutenção de urgência 600. O CLP montado no ônibus envia o protocolo de comunicação que inclui informações do GPS para o centro de controle 100 por seu transmissor de pulsos digitais sem fio, e depois o sistema de manutenção de urgência 600 enviará o veiculo de socorro 601 para conserto urgente.

Enquanto o ônibus movido a eletricidade opera, seu sistema de controle montado no ônibus escaneará todos grupos de unidades de baterias no conjunto de baterias em estojo 204, registrará seus dados de voltagem em volta e armazenará. A capacidade de corrente do conjunto de baterias em estojo é exibida no mostrador de capacidade sobre o painel abaixo do volante depois de processar os dados. Caso a voltagem de um grupo no conjunto de baterias em estojo 204 esteja mais baixa do que uma voltagem limite depois de ser escaneado por 6 vezes continuamente, o sistema de controle montado no ônibus desligará a conexão desse grupo ao resto do conjunto de baterias em estojo fechando os relés correspondentes (referir à Figura 4) , e depois, indicará a capacidade do conjunto de baterias em estojo como metade para lembrar ao motorista do ônibus para retornar para a estação de carga elétrica para conserto.

Caso as voltagens de dois grupos estejam mais baixas do que uma voltagem limite depois de escaneados por 6 vezes continuamente, o sistema de controle montado no ônibus iniciará um procedimento de parada 284 para parar o ônibus, e exibirá a capacidade do conjunto de baterias em estojo como zero. Depois, o ônibus sera estacionado no lado da rua e não deixado rodar. Além disso, as informações do GPS e as informações sobre defeitos são enviadas para o centro de controle 100 e para o sistema de manutenção de urgência 600 pelo protocolo de comunicação na forma de pulso sem fio, e o ônibus aguarda pelo atendimento do veiculo de socorro 601.

Os sistemas de transporte público elétrico da presente invenção foram ilustrados detalhadamente em conjunto com os desenhos, incluindo as estruturas, as funções e os protocolos de comunicação de todas partes. Quaisquer mudanças ou modificações no sistema de transporte público elétrico e/ou seus componentes, baseadas no relatório descritivo da presente invenção, feitas por versados nessas técnicas, devem estar dentro do âmbito da presente invenção.

APLICABILIDADE INDUSTRIAL A presente invenção pode se aplicar a sistemas de transporte público para assegurar que o ônibus movido a eletricidade opere na linha continuamente e aumente a eficiência de utilização de ônibus elétricos.

REIVINDICAÇÕES

Claims

1. Sistema de transporte público elétrico, caracterizado pelo fato de que compreende: um ônibus movido a eletricidade (200), equipado com um conjunto de baterias em estojo e um sistema de controle a bordo do ônibus; uma estação de carga elétrica (400) colocada em um lugar predeterminado para carregar os conjuntos de baterias em estojo; e um aparelho de carregamento e descarregamento para colocar a bordo e retirar do ônibus (300); onde o aparelho de carregamento e descarregamento (300) é adaptado para descarregar o conjunto de baterias em estojo para fora do ônibus (200) e carregar um conjunto de baterias em estojo carregadas para dentro do ônibus (200) quando o ônibus (200) precisa trocar o conjunto de baterias em estojo; a estação de carregamento elétrico (400) é equipada com um sistema de controle do carregamento elétrico e o aparelho para colocar para dentro do ônibus e retirar de dentro do ônibus (300) é equipado com um sistema de controle do carregamento e descarregamento para dentro e para fora do ônibus; o sistema de controle do carregamento e descarregamento para dentro e para fora do ônibus, o sistema de controle montado dentro do ônibus e o sistema de controle do carregamento elétrico são capazes de se intercomunicarem; o aparelho de carregamento e descarregamento (300) é adaptado para: quando o sistema de controle do carregamento e descarregamento para dentro e para fora do ônibus recebe um sinal enviado pelo sistema de controle do ônibus montado dentro do ônibus de que o ônibus (200) vai retornar para a estação de carregamento elétrico, se mover antecipadamente até uma posição predeterminada correspondente ao ônibus na estação de carregamento elétrico (400) e aguardar, e quando o ônibus (200) chega na posição predeterminada, operar trocando os conjuntos de baterias em estojo, deste modo, implementando uma continua operação do ônibus (200) na linha.

2. Sistema de transporte público elétrico, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o sistema de controle montado no ônibus inclui pelo menos um controlador lógico programável (CLP), e depois que o aparelho de carregamento e descarregamento (300) completa a troca dos conjuntos de baterias em estojo, o sistema de controle montado no ônibus controla para travar o conjunto de baterias em estojo e completa a conexão elétrica dentro do ônibus (200); o ônibus (200) tem um chassi especial (201) equipado com um suporte suspenso (203) para guardar o conjunto de baterias em estojo, sendo o suporte suspenso (203) equipado com roletes (202) , um meio de conexão elétrica, e pelo menos dois meios de travamento automático (205) ; onde os roletes (202) são capazes de engatar no conjunto de baterias em estojo, e o meio de conexão elétrica é para implementar a conexão elétrica com o conjunto de baterias em estojo; o meio de travamento (205) inclui um motor, uma engrenagem de redução, e um meio de aperto de barra de parafuso acionado pela engrenagem de redução; depois que o conjunto de baterias em estojo é inserido dentro do suporte suspenso (203) sobre o chassi especial (201) e está posicionado, os meios de travamento (205) são controlados automaticamente pelo sistema de controle montado no ônibus para travar o conjunto de baterias em estojo dentro do suporte suspenso (203), de modo a assegurar segurança durante a rodagem do ônibus (200) .

3. Sistema de transporte público elétrico, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o sistema de controle montado no ônibus inclui pelo menos um controlador lógico programável (CLP), e o ônibus (200) tem uma carcaça com uma estrutura do tipo treliça; a estrutura do tipo treliça é formada com um esqueleto inteiriço, e forma-se um corpo integral inteiriço; um suporte suspenso (203) fica posicionado sobre um chassi (201) da carcaça para conter o conjunto de baterias em estojo, um suporte suspenso (203) pode ser equipado com roletes (202), meios de travamento (205), meios de posicionamento, e meios de união para engatar no aparelho de carregamento e descarregamento (300).

4. Sistema de transporte público elétrico, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que o ônibus (200) é equipado ainda com um meio de partida auxiliar; o meio de partida auxiliar inclui um capacitor ou capacitores (264) e um motor auxiliar (262), e uma característica de carregamento e descarregamento elétrico com alta potência do capacitor (264) é utilizada para armazenar a energia produzida durante a frenagem elétrica para o uso pelo motor auxiliar (262); o sistema de controle montado no ônibus determina se uma velocidade corrente do ônibus (200) é ou não zero, e caso a velocidade esteja acelerando a partir de zero, o motor auxiliar (262) é ligado para ajudar a dar a partida do motor principal do ônibus (200) com uma corrente de partida reduzida.

5. Sistema de transporte público elétrico, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que o ônibus é equipado ainda com um meio de frenagem com graduação dupla; quando um condutor pisa em um pedal de freio levemente, um motor principal (261) do ônibus (200) é mudado para um gerador para transformar a energia cinética inercial do ônibus em energia elétrica, que é carregada para dentro de um capacitor (264) a fim de armazenar por um controlador de carregamento elétrico (263) em um sistema de frenagem elétrico; quando o motorista pisa no pedal de freio com mais força, um sistema de frenagem pneumático é iniciado para parar o ônibus, o sistema de frenagem pneumático inclui um motor (265), uma bomba de ar (266) e um recipiente de gás.

6. Sistema de transporte público elétrico, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que o ônibus é equipado ainda com um meio de frenagem com graduação dupla; quando um condutor pisa em um pedal de freio levemente, um motor principal (261) do ônibus (200) é mudado para um gerador para transformar a energia cinética inercial do ônibus em energia elétrica, que é carregada para dentro de um capacitor (264) a fim de armazenar por um controlador de carregamento elétrico (263) em um sistema de frenagem elétrico; quando o motorista pisa no pedal de freio com mais força, um sistema de frenagem pneumático é iniciado para parar o ônibus, o sistema de frenagem pneumático inclui um motor (265), uma bomba de ar (266)e um recipiente de gás.

7. Sistema de transporte público elétrico, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3 e 6, caracterizado pelo fato de que o conjunto de baterias em estojo inclui uma carcaça para conter unidades de baterias (255), cachimbos na carcaça, e uma pluralidade de unidades de baterias (255) conectadas por fios dentro da carcaça; o conjunto de baterias em estojo inclui grupos de unidades de baterias que podem ser separados por divisórias, cada grupo de unidades de baterias pode compreender uma pluralidade de unidades de baterias, as unidades e grupos de baterias são eletricamente conectados por fios às hastes dos cachimbos (246,250); a carcaça do conjunto de baterias em estojo é equipada ainda com meios de posicionamento e meios de travamento, para respectivamente posicionar e travar a carcaça no ônibus (200) . Os meios de posicionamento e os meios de travamento podem adotar conexões de pino/furo; tampas descerráveis (257) são montadas acima de aberturas de cavidades dos cachimbos.

8. Sistema de transporte público elétrico, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3 e 6, caracterizado pelo fato de que o ônibus (200) troca seu conjunto de baterias em estojo quando o conjunto de baterias em estojo está descarregado eletricamente em cerca de 60% a 80% do nivel de descarregamento elétrico.

9. Sistema de transporte público elétrico, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que o ônibus (200) troca seu conjunto de baterias em estojo quando o conjunto de baterias em estojo está descarregado eletricamente em cerca de 70% do nível de descarregamento elétrico.

10. Sistema de transporte público elétrico, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a estação de carregamento elétrico (400) inclui ainda um carregador ou carregadores elétricos, uma plataforma ou plataformas de carregamento elétrico (401) para conter os conjuntos de baterias em estojo (204), e um aparelho de auto-rastreamento da grade de potência (471) para buscar vales de consumo elétrico; os carregadores elétricos compreendem um carregador de alta tensão ou carregadores de alta tensão, e um carregador de baixa tensão ou carregadores de baixa tensão; o sistema de controle de carga elétrica pode ser um controlador lógico programável; o controlador lógico programável, baseado em dados de voltagem da grade de potência para cada período escaneado pelo aparelho de auto-rastreamento da grade de potência (471) no período de tempo inteiro, controla o(s) carregador(es) elétrico(s) para carregar os conjuntos de baterias em estojo durante os vales de consumo elétrico da grade de potência e para manter um carregamento elétrico flutuante para os conjuntos de baterias em estojo durante o tempo de parada.

11. Sistema de transporte público elétrico, de acordo com as reivindicações 2, 3, 6 e 9, caracterizado pelo fato de que a estação de carregamento elétrico (400) inclui ainda um carregador ou carregadores elétricos, uma plataforma ou plataformas de carregamento elétrico (401) para conter os conjuntos de baterias em estojo (204), e um aparelho de auto-rastreamento da grade de potência (471) para buscar vales de consumo elétrico; os carregadores elétricos compreendem um carregador de alta tensão ou carregadores de alta tensão, e um carregador de baixa tensão ou carregadores de baixa tensão; o sistema de controle de carga elétrica pode ser um controlador lógico programável; o controlador lógico programável, baseado em dados de voltagem da grade de potência para cada período escaneado pelo aparelho de auto-rastreamento da grade de potência (471) no período de tempo inteiro, controla o(s) carregador(es) elétrico(s) para carregar os conjuntos de baterias em estojo durante os vales de consumo elétrico da grade de potência e para manter um carregamento elétrico flutuante para os conjuntos de baterias em estojo durante o tempo de parada.

12. Sistema de transporte público elétrico, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que a plataforma de carregamento elétrico (401) é equipada ainda com um meio de amostragem, um mostrador de capacidade (472) para indicar a capacidade de um conjunto de baterias em estojo, e um meio de medição e controle da temperatura (473) ; o meio de medição e controle da temperatura (473) pode ajustar a temperatura dentro da plataforma de carregamento elétrico (401), baseado na categoria e no modelo predeterminado das baterias; a plataforma de carregamento elétrico (401) inclui ainda uma pluralidade de camadas de cavidades (420) para conter os conjuntos de baterias em estojo (204) que estão sendo carregados eletricamente, a plataforma de carregamento elétrico (401) é equipada ainda com meios de conexão elétrica (440) para se conectar eletricamente com os conjuntos de baterias em estojo, meios de guiamento (402), e meios de união (407) para se unir com o aparelho de carregamento e descarregamento mecânico (300).

13. Sistema de transporte público elétrico, de acordo com a reivindicação 10 ou reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que a estação de carregamento elétrico (400) compreende ainda uma pluralidade de plataformas de carregamento elétrico (401) e uma pluralidade de aparelhos de carregamento e descarregamento mecânico (300), que podem implementar o carregamento/descarregamento mecânico e o carregamento elétrico dos conjuntos de baterias em estojo para uma pluralidade de ônibus simultaneamente.

14. Sistema de transporte público elétrico, de acordo com a reivindicação 2 ou reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que o meio de conexão elétrica é um meio de contato por pregador-crocodilo (440), que inclui um meio de pregador com eixo de carnes, para mover suavemente um conjunto de baterias em estojo para dentro e para fora de uma cavidade para conter o conjunto de baterias em estojo no ônibus; quando o conjunto de baterias em estojo está posicionado e travado pelo meio de travamento, o meio de pregador com eixo de carnes opera para implementar a conexão elétrica.

15. Sistema de transporte público elétrico, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que o meio de contato por pregador-crocodilo (440) inclui um estator ou estatores (246), um atuador ou atuadores (245) e um eixo mecânico de sustentação ou eixos mecânicos de sustentação (248) feitos de um material metálico condutor, um eixo de carnes (240) feito de um material isolante, e um motor propulsor (241); depois que o conjunto de baterias em estojo (204) está inserido dentro da cavidade para o conjunto de baterias em estojo (220) no ônibus (200) e posicionado precisamente, o sistema de controle montado no ônibus envia um sinal para controlar o eixo de carnes (240) acionado pelo motor propulsor (241) para fazer com que o(s) estator(es) (246) e o(s) atuador(es) (245) do meio de contato por pregador-crocodilo (440) agarrem firmemente a(s) haste (s) (250) dos cachimbos; quando o conjunto de baterias em estojo precisa ser trocado, o sistema de controle montado no ônibus envia uma instrução para soltar o meio de contato por pregador-crocodilo (440), e depois o atuador ou atuadores (245) é/são abertos para implementar um encaixe e desencaixe sem resistência de uma seção de contato de alta tensão e assegurar uma inserção ou retirada suave do conjunto de baterias em estojo.

16. Sistema de transporte público elétrico, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que o meio de contato por pregador-crocodilo (440) inclui uma seção de contato de alta tensão e uma seção de contato de baixa tensão; a seção de contato de alta tensão é, depois de conectada, para fornecer uma potência de alta tensão para um motor principal (261)do ônibus (200); e a seção de baixa tensão é, depois de conectada, para fornecer uma potência de baixa tensão para outros aparelhos elétricos que precisam de potência de baixa tensão no ônibus (200).

17. Sistema de transporte público elétrico, de acordo com as reivindicações 1 a 3, 10 e 15, caracterizado pelo fato de que o sistema de controle do carregamento e descarregamento mecânico inclui pelo menos um controlador lógico programável (CLP) para controlar o aparelho de carregamento e descarregamento mecânico (300), a fim de realizar o carregamento e descarregamento mecânico de conjuntos de baterias em estojo; o aparelho de carregamento e descarregamento mecânico (300) tem uma estrutura com braço mecânico, que inclui uma plataforma móvel (301), uma bandeja para o conjunto de baterias em estojo (306), um meio suspensor (307), trilhos móveis (312) da plataforma móvel (301), e rodas de trilhos (311), onde o meio suspensor (307) pode suspender a bandeja (306) em uma direção vertical até um plano de topo da plataforma móvel (301), e as rodas de trilho (311) são montadas sobre o fundo da plataforma móvel (301) .

18. Sistema de transporte público elétrico, de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de que os braços mecânicos incluem ainda uma plataforma giratória (302), um mecanismo giratório (313) e um meio de acionamento para acionar a plataforma giratória; a plataforma giratória (302) fica colocada sobre a plataforma móvel (301) e pode girar 90 graus ou 180 graus sobre a plataforma móvel (301) , de modo a inserir um conjunto de baterias carregadas eletricamente em estojo dentro do ônibus (200), e/ou retirar um conjunto de baterias em estojo usado ou danificado do ônibus (200) e levá-lo para uma plataforma de carregamento mecânico (401) ou plataforma de conserto (500) na estação de carregamento elétrico (400).

19. Sistema de transporte público elétrico, de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de que o meio suspensor (307) inclui ainda um sistema suspensor que compreende dois conjuntos de braços suspensores e meios de acionamento; os braços mecânicos e as plataformas de carregamento elétrico são colocados embaixo do piso da estação de carregamento elétrico (400); enquanto o ônibus (200) está retornando para a estação de carregamento elétrico (400), um conjunto dos braços suspensores pode retirar um conjunto de baterias em estojo carregado eletricamente correspondente ao ônibus (200) previamente, e se move até uma posição predeterminada correspondente ao ônibus (200) e aguarda; quando o ônibus (200) para na posição predeterminada, o outro conjunto de braços suspensores pode retirar o conjunto de baterias em estojo usado do ônibus (200) e se move para baixo até uma camada de cavidades da plataforma de carregamento elétrico correspondente ao conjunto de baterias usado, e aquele conjunto de braços suspensores com o conjunto de baterias em estojo eletricamente carregado se move para perto da cavidade para o conjunto de baterias em estojo no ônibus (200) e empurra o conjunto de baterias em estojo carregado eletricamente para dentro; e o outro conjunto de braços suspensores com o conjunto de baterias em estojo usado coloca o conjunto de baterias em estojo usado dentro da camada correspondente.

20. Sistema de transporte público elétrico, de acordo com a reivindicação 18 ou reivindicação 19, caracterizado pelo fato de que os braços mecânicos incluem ainda sensores para detectar as posições do ônibus (200) e o conjunto de baterias em estojo eletricamente carregado pode ser pegado sobre a plataforma de carregamento elétrico; os sensores são colocados em diferentes posições nos braços mecânicos em uma direção vertical de suspensão e a plataforma de carregamento elétrico (401), correspondentemente, para posicionar livremente a bandeja até qualquer camada da plataforma de carregamento elétrico na direção vertical.

21. Sistema de transporte público elétrico de acordo com qualquer uma das reivindicações 1-3, 9,10,15,18, 19, caracterizado pelo fato de que o sistema de transporte público elétrico inclui ainda um centro de controle (100); o centro de controle (100) compreende um PC e/ou pelo menos um controlador lógico programável, CLP; o centro de controle (100) é colocado na estação de carregamento elétrico (400) e pode se intercomunicar com o sistema de controle de carga elétrica.

22. Sistema de transporte público elétrico, de acordo com a reivindicação 21, caracterizado pelo fato de que o sistema de controle de carga elétrica e o centro de controle podem compartilhar o mesmo controlador lógico programável.

23. Sistema de transporte público elétrico, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1-3, 9, 10, 15, 18, 19 e 22, caracterizado pelo fato de que o sistema de transporte público elétrico inclui ainda um sistema de manutenção de despacho e socorro (600); o sistema de manutenção de despacho e socorro (600) pode ter pelo menos um veiculo de manutenção de socorro; o veiculo de manutenção de socorro é equipado com um transportador de baterias e uma passagem de baterias; o transportador de baterias tem um ou mais conjuntos de baterias em estojo carregados sobressalentes; a passagem de baterias tem uma cavidade para um conjunto de baterias em estojo, braços de união e um meio de acionamento, a passagem de baterias é usada para retirar um conjunto de baterias em estojo danificado do ônibus (200) e inserir um conjunto de baterias em estojo sobressalente dentro do ônibus (200); os braços de união e o meio de acionamento são usados para unir a passagem de baterias com uma posição de união para o conjunto de baterias em estojo sobre o chassi do ônibus (200).

24. Sistema de transporte público elétrico, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1-3, 9, 10, 15, 19 e 22, caracterizado pelo fato de que o sistema de transporte público elétrico inclui ainda um aparelho de carregamento e descarregamento mecânico de urgência, que pode incluir um mecanismo suspensor em tesoura, um meio de acionamento hidráulico, uma bandeja para o conjunto de baterias em estojo, rodas principais acionadas por um meio motriz, rodas auxiliares acionadas manualmente, e uma alça; a bandeja (306) é equipada ainda com um meio de junção e um meio móvel; o meio móvel é um garfo acionado por uma corrente, que pode mover o conjunto de baterias em estojo do ônibus para a bandeja, ou levar o conjunto de baterias em estojo da bandeja para dentro da cavidade para o conjunto de baterias em estojo no ônibus.

25. Método para operar um sistema de transporte público elétrico, caracterizado pelo fato de que compreende um ônibus movido a eletricidade (200) equipado com um conjunto de baterias em estojo e um sistema de controle montado no ônibus, uma estação de carregamento elétrico (400) colocada em um lugar predeterminado para carregar eletricamente conjuntos de baterias em estojo, e um aparelho mecânico para carregar e descarregar (300), e quando o ônibus (200) precisa trocar o conjunto de baterias em estojo, o aparelho para carregar e descarregar para dentro e para fora do ônibus (300) pega o conjunto de baterias em estojo fora do ônibus (200) e insere um conjunto de baterias em estojo eletricamente carregado dentro do ônibus (200), a estação de carregamento elétrico (400) é equipada com um sistema de controle de carga elétrica, o aparelho de carregamento e descarregamento mecânico (300) é equipado com um sistema de controle de carregamento e descarregamento mecânico, e o sistema de controle de carregamento e descarregamento mecânico; o sistema de controle de carregamento e descarregamento mecânico, o sistema de controle montado no ônibus e o sistema de controle de carga elétrica são capazes de se intercomunicar ; quando o sistema de controle de carregamento e descarregamento mecânico recebe um sinal a partir do sistema de controle montado no ônibus de que um ônibus (200) retornará para a estação de carregamento elétrico, o aparelho de carregamento e descarregamento mecânico (300) se move previamente para uma posição predeterminada correspondente ao ônibus na estação de carregamento elétrico (400) e aguarda; quando o ônibus (200) chega na posição predeterminada, o aparelho de carregamento e descarregamento mecânico (300) opera para trocar os conjuntos de baterias em estojo, implementando desta forma uma operação continua do ônibus (200) na linha.

26. Método para operar um sistema de transporte público elétrico, de acordo com a reivindicação 25, caracterizado pelo fato de que quando o sistema de controle montado no ônibus detecta que uma unidade de batería ou um grupo de unidades de baterias é incapaz de funcionar, o sistema de controle montado no ônibus envia um sinal de alerta para o condutor do ônibus; caso a capacidade das unidades de baterias restantes seja capaz de sustentar o ônibus (200) para retornar para a estação de carregamento elétrico (400), o ônibus (200) é deixado voltar para a estação de carregamento elétrico (400); senão, um sinal de socorro é enviado; depois de receber o sinal de retorno do ônibus (200), a estação de carregamento elétrico (400) envia instruções para aguardar a fim de trocar o conjunto de baterias em estojo; o aparelho de carregamento e descarregamento mecânico (300) se move para a frente da plataforma de carregamento elétrico (401), que tem um conjunto de baterias em estojo a ser levado e aguarda pelo ônibus (200); um procedimento de reparo no sistema de reparo para o conjunto de baterias em estojo é iniciado, e o conjunto de baterias em estojo danificado, retirado pelo aparelho de carregamento e descarregamento mecânico (300), é levado para o estágio de reparo na estação de carregamento elétrico para teste e conserto.

27. Método para carregar eletricamente um conjunto de baterias em estojo, usado em um sistema de transporte público elétrico, caracterizado pelo fato de que inclui as seguintes etapas: ligar a força de um carregador elétrico; ler os dados de um conjunto de baterias em estojo por um sistema de controle de carga elétrica; determinar se uma grade de potência usada está nos vales por um aparelho auto-rastreador de grade de potência (471) , caso positivo, iniciar um programa de carga completa no carregador elétrico controlado por um sistema de controle de carga elétrica, e carregar eletricamente o conjunto de baterias em estojo com corrente plena até que o conjunto de baterias em estojo fique totalmente carregado eletricamente, caso negativo, iniciar um programa de carregamento elétrico oscilante no carregador elétrico controlado pelo sistema de controle de carga elétrica, e carregar eletricamente o conjunto de baterias em estojo com corrente oscilante; carregar eletricamente o conjunto de baterias em estojo com corrente oscilante quando se determinou que o conjunto de baterias em estojo foi plenamente carregado eletricamente pelo sistema de controle de carga elétrica, com o que o conjunto de baterias em estojo está sendo carregado eletricamente pelo menos com corrente oscilante a toda hora, exceto quando está sendo usado em um ônibus (200); e ler os dados de carregamento elétrico do conjunto de baterias em estojo e enviar para o sistema de controle de carga elétrica.