CN104300881A - 基于太阳能的高速公路供电装置、系统及方法 - Google Patents

基于太阳能的高速公路供电装置、系统及方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于太阳能的高速公路供电装置、系统及方法,该供电装置包括顶棚与汽车电池,该顶棚搭建于高速公路上方,该顶棚底层搭建顶棚钢梁,该顶棚钢梁上方铺设安全防护网,该安全防护网上方铺设太阳能电池板,该汽车电池设置于按需定点设置于高速公路侧边的电池驿站内,该汽车电池连接该太阳能电池板,以将该太阳能电池板产生的电能存储在电池驿站的汽车电池里,本发明通过在高速公路上方铺设太阳能电池板来发电,大面积地间接利用太阳能资源,能量利用率高,能量转换迅速,提高了太阳能利用率,利于新能源汽车的推广。

Description

基于太阳能的高速公路供电装置、系统及方法
技术领域
[0001] 本发明涉及一种高速公路供电装置、系统及方法,特别是涉及一种基于太阳能的高速公路供电装置、系统及方法。
背景技术
[0002]目前,面临日益严重的气候变化与空气质量问题,坚持节能减排,发展低碳经济越来越受到人们的重视。国家正在颁布实施的《节能与新能源汽车产业发展规划》将以推动新能源汽车等战略性新兴产业发展为导向,推进能源结构升级,促进生态文明建设。
[0003] 然而,传统的太阳能电动汽车一般都是基于车顶铺设太阳能电池板发电来供能行驶,动力受到限制,太阳能利用率低,能量转换速度慢,影响汽车行驶稳定性和安全性。而另一方面,随着高速公路的迅速发展,其占有巨大的空间,这为大面积铺设太阳能电池板提供十分有利的条件。因此,为了克服传统的太阳能电动汽车的局限性,有效地利用高速公路空间,创造巨大的附加值,本发明提出了一种基于太阳能供电的高速公路供电装置、系统及方法。
发明内容
[0004] 为克服上述现有技术存在的不足,本发明之目的在于提供一种高速公路供电装置、系统及方法,其通过在高速公路上方铺设太阳能电池板来发电,大面积地间接利用太阳能资源,能量利用率高,能量转换迅速,提高了太阳能利用率,利于新能源汽车的推广。
[0005] 为达上述及其它目的,本发明提出一种基于太阳能的高速公路供电装置,该供电装置包括顶棚与汽车电池,该顶棚搭建于高速公路上方,该顶棚底层搭建顶棚钢梁,该顶棚钢梁上方铺设安全防护网,该安全防护网上方铺设太阳能电池板,该汽车电池设置于按需定点设置于高速公路侧边的电池驿站内,该汽车电池连接该太阳能电池板,以将该太阳能电池板产生的电能存储在电池驿站的汽车电池里。
[0006] 进一步地,该顶棚为密封设计。
[0007] 进一步地,该汽车电池还连接市电,以实现市电与太阳能供电的智能互补。
[0008] 进一步地,于高速公路路面安装LED路标灯并接入该电池驿站,以便夜间为电动汽车导航。
[0009] 为达到上述目的,本发明还提供一种基于太阳能的高速公路供电系统,该系统包括电动汽车租赁站、电池驿站、车载电量监测传感器、电量监测中心服务器,该电动汽车租赁站设置于高速公路出入口,以提供用户信息登记与费用支付;该电池驿站按需定点设置于高速公路两侧,具有供电动汽车更换的汽车电池,并设置有感应器,以与车载电量监测传感器通过近场通信协议进行通信,该电池驿站与电量监测中心服务器进行无线通信,于用户更换电池后将用户信息通过无线网络实时反馈至电量监测中心服务器;该车载电量监测传感器设置于各电动汽车的内部,该车载电量监测传感器感应并根据该电池驿站的反馈信息计算剩余电量是否足够维持电动汽车到达下一电池驿站,如果电量不足则发出警报,提示用户需要更换电池;该电量监测中心服务器根据接收到的电池驿站反馈的用户信息对其总费用进行结算并将费用信息传送到该电动汽车租赁站的费用支付系统。
[0010] 进一步地,于该电池驿站附近搭建无线基站,以与该电量监测中心服务器进行无线通信。
[0011] 进一步地,该用户信息包括更换电池的编号、用户车牌号及用电量。
[0012] 为达到上述目的,本发明还提供一种基于太阳能的高速公路供电方法,包括如下步骤:
[0013] 步骤一,在高速公路上方搭建顶棚并铺设太阳能电池板发电;
[0014] 步骤二,于高速公路两侧按需定点设置电池驿站并接入市电,将太阳能电池板产生的电能存储在电池驿站的汽车电池里;
[0015] 步骤三,电动汽车进入高速公路时,于电动汽车租赁站登记用户信息;
[0016] 步骤四,每经过一个电池驿站,电动汽车内的车载电量监测传感器与电池驿站的感应器通信,感应并计算剩余电量是否足够维持电动汽车到达下一电池驿站,如果电量不足则发出警报,提示用户需更换电池,电池驿站于电池更换后将用户信息通过无线网络传入电量监测中心服务器;
[0017] 步骤五,该电量监测中心服务器根据电池驿站发送的用户信息对其总费用进行结算并将费用信息传送到高速公路出口的费用支付系统。
[0018] 进一步地,于步骤四中,该用户信息包括更换电池的编号、用户车牌号及用电量。
[0019] 进一步地,该车载电量监测传感器与电池驿站的感应器通过近场通信协议进行通ί目。
[0020] 与现有技术相比,本发明一种基于太阳能的高速公路供电装置、系统及方法通过对传统太阳能利用方式进行改进,大面积地间接利用太阳能资源,能量利用率高,能量转换迅速,同时,本发明采用综合电能管理系统使得能量的利用更为节省,进一步提高了太阳能资源的利用效率,有利于绿色能源的推广。
附图说明
[0021] 图1为本发明一种基于太阳能的高速公路供电装置所应用之高速公路的剖面图;
[0022] 图2为本发明一种基于太阳能的高速公路供电装置所应用之高速公路的平面图;
[0023] 图3为本发明一种基于太阳能的高速公路供电系统之较佳实施例的系统架构图;
[0024] 图4为本发明一种基于太阳能的高速公路供电方法的步骤流程图。
具体实施方式
[0025] 以下通过特定的具体实例并结合附图说明本发明的实施方式,本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的其它优点与功效。本发明亦可通过其它不同的具体实例加以施行或应用,本说明书中的各项细节亦可基于不同观点与应用,在不背离本发明的精神下进行各种修饰与变更。
[0026] 图1为本发明一种基于太阳能的高速公路供电装置所应用之高速公路的剖面图,图2为本发明一种基于太阳能的高速公路供电装置所应用之高速公路的平面图。如图1及图2所示,本发明一种基于太阳能的高速公路供电装置,包括顶棚1、汽车电池(未示出),顶棚I搭建在常规高速公路上方,顶棚I采用三层结构设计,由顶棚横梁3支撑,顶棚底层搭建顶棚钢梁3,顶棚钢梁3上方铺设安全防护网4,防止太阳能电池板5等玻璃制品掉落引发交通事故,安全防护网4上方铺设太阳能电池板5并对顶棚I进行密封设计,有效地阻挡雨雪天气造成的路面湿滑;汽车电池设置于按需定点设置于高速公路侧边的电池驿站内,汽车电池连接太阳能电池板,将太阳能电池板5产生的电能存储在电池驿站的汽车电池里,同时,汽车电池还连接市电,通过市电与太阳能供电实现双路智能互补,以持续为过往电动汽车提供能源供给。由于利用太阳能对电池充电为现有技术,在此不予赘述。较佳的,在本发明中,还可于高速公路路面安装LED路标灯6并接入电池驿站,夜间路标灯开启可为电动汽车导航。
[0027] 图3为本发明一种基于太阳能的高速公路供电系统之较佳实施例的系统架构图。如图3所示,本发明一种基于太阳能的高速公路供电系统,包括:电动汽车租赁站30、电池驿站31、车载电量监测传感器32、电量监测中心服务器33。
[0028] 其中,电动汽车租赁站30设置于高速公路出入口,具有用户信息登记系统与费用支付系统等设施,于电动汽车通过时,获取电动汽车的车牌号与电池编号等用户信息;电池驿站31按需定点设置于高速公路两侧,其具有供电动汽车更换的汽车电池2,电池驿站31还设置有感应器,以与车载电量监测传感器32通过近场通信协议进行通信,电池驿站31附件还需搭建无线基站,以与电量监测中心服务器33进行无线通信,于用户更换电池后将更换电池的编号、用户车牌号及用电量等用户信息通过无线网络实时反馈至电量监测中心服务器33 ;车载电量监测传感器32,设置于各电动汽车的内部,与电池驿站31的感应器通过近场通信协议进行通信,该车载电量监测传感器32会感应并根据电池驿站31的反馈信息计算剩余电量是否足够维持电动汽车到达下一电池驿站,如果电量不足则发出警报,提示用户需要更换电池;电量监测中心服务器33会根据接收到的电池驿站反馈的用户信息对其总费用进行结算并将费用信息传送到高速公路出口的费用支付系统,以便用户离开高速公路时,对总费用进行支付并办理退车手续。
[0029] 以下将对本发明之基于太阳能的高速公路供电系统的工作过程进行说明:当用户驾驶电动汽车进入高速公路时,需租赁电动汽车则于电动汽车租赁站30并刷卡登记车牌号与电池编号等用户信息;电动汽车每经过一个电池驿站31,电动汽车内的车载电量监测传感器32会与电池驿站31的感应器进行通信,感应并根据电池驿站31的反馈信息计算剩余电量是否足够维持电动汽车到达下一电池驿站,如果电量不足则发出警报,用户需要更换电池。电池驿站31则将每次更换电池的编号、用电量与车牌号等用户信息通过无线基站利用4G网络传入电量监测中心服务器33,电量监测中心服务器33会根据用户信息对其总费用进行结算并将费用信息传送到高速公路出口的费用支付系统,当用户离开高速公路时,需要对总费用进行支付并办理退车手续。
[0030] 图4为本发明一种基于太阳能的高速公路供电方法的步骤流程图。如图4所示,本发明一种基于太阳能的高速公路供电方法,包括如下步骤:
[0031] 步骤401,在常规高速公路上方搭建顶棚并铺设太阳能电池板来发电;
[0032] 步骤402,于高速公路两侧按需定点设置电池驿站并接入市电,将太阳能电池板产生的电能存储在电池驿站的汽车电池里;
[0033] 步骤403,电动汽车进入高速公路时,于电动汽车租赁站登记车牌号与电池编号等用户信息;
[0034] 步骤404,每经过一个电池驿站,电动汽车内的车载电量监测传感器与电池驿站的传感器通信,感应并计算剩余电量是否足够维持电动汽车到达下一电池驿站,如果电量不足则发出警报,提示用户需更换电池,电池驿站将每次更换电池的编号、用电量与车牌号等用户信息通过无线网络传入电量监测中心服务器;
[0035] 步骤405,电量监测中心服务器根据电池驿站发送的用户信息对其总费用进行结算并将费用信息传送到高速公路出口的费用支付系统,以便用户离开高速公路时,对总费用进行支付并办理退车手续。
[0036] 可见,本发明有利于利用光伏产能推广电动汽车,替换传统内燃机汽车,减少有害尾气的排放。同时,本发明还能够有效地阻挡雨雪造成的路面湿滑,提高恶劣天气情况下车辆行驶的安全性。此外,本发明配备的LED路标灯可用于电动汽车的夜间导航,进一步了提高驾驶的安全性。最后,本发明采用太阳能与市电两种方式进行智能互补供电,有效地弥补了太阳能资源的不足,提高了系统运营的可靠性。
[0037] 综上所述,本发明一种基于太阳能的高速公路供电装置、系统及方法通过对传统太阳能利用方式进行改进,大面积地间接利用太阳能资源,能量利用率高,能量转换迅速,同时,本发明采用综合电能管理系统使得能量的利用更为节省,进一步提高了太阳能资源的利用效率,有利于绿色能源的推广。
[0038] 在此需说明的是,上述高速公路可正常地运行传统的汽车(包括电动汽车),如果用户自有的电动汽车具有本发明所定义下述电动汽车功能并符合其规范,与可按照本发明所定义电动汽车相同的方式运行。
[0039] 上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效,而非用于限制本发明。任何本领域技术人员均可在不违背本发明的精神及范畴下,对上述实施例进行修饰与改变。因此,本发明的权利保护范围,应如权利要求书所列。

Claims (10)

1.一种基于太阳能的高速公路供电装置,其特征在于:该供电装置包括顶棚与汽车电池,该顶棚搭建于高速公路上方,该顶棚底层搭建顶棚钢梁,该顶棚钢梁上方铺设安全防护网,该安全防护网上方铺设太阳能电池板,该汽车电池设置于按需定点设置于高速公路侧边的电池驿站内,该汽车电池连接该太阳能电池板,以将该太阳能电池板产生的电能存储在电池驿站的汽车电池里。
2.如权利要求1所述的一种基于太阳能的高速公路供电装置,其特征在于:该顶棚为密封设计。
3.如权利要求1所述的一种基于太阳能的高速公路供电装置,其特征在于:该汽车电池还连接市电,以实现市电与太阳能供电的智能互补。
4.如权利要求1所述的一种基于太阳能的高速公路供电装置,其特征在于:于高速公路路面安装LED路标灯并接入该电池驿站,以便夜间为电动汽车导航。
5.一种基于太阳能的高速公路供电系统,其特征在于:该系统包括电动汽车租赁站、电池驿站、车载电量监测传感器、电量监测中心服务器,该电动汽车租赁站设置于高速公路出入口,以提供用户信息登记与费用支付;该电池驿站按需定点设置于高速公路两侧,具有供电动汽车更换的汽车电池,并设置有感应器,以与车载电量监测传感器通过近场通信协议进行通信,该电池驿站与电量监测中心服务器进行无线通信,于用户更换电池后将用户信息通过无线网络实时反馈至电量监测中心服务器;该车载电量监测传感器设置于各电动汽车的内部,该车载电量监测传感器感应并根据该电池驿站的反馈信息计算剩余电量是否足够维持电动汽车到达下一电池驿站,如果电量不足则发出警报,提示用户需要更换电池;该电量监测中心服务器根据接收到的电池驿站反馈的用户信息对其总费用进行结算并将费用信息传送到该电动汽车租赁站的费用支付系统。
6.如权利要求5所述的一种基于太阳能的高速公路供电系统,其特征在于:于该电池驿站附近搭建无线基站,以与该电量监测中心服务器进行无线通信。
7.如权利要求6所述的一种基于太阳能的高速公路供电系统,其特征在于:该用户信息包括更换电池的编号、用户车牌号及用电量。
8.一种基于太阳能的高速公路供电方法,包括如下步骤: 步骤一,在高速公路上方搭建顶棚并铺设太阳能电池板发电; 步骤二,于高速公路两侧按需定点设置电池驿站并接入市电,将太阳能电池板产生的电能存储在电池驿站的汽车电池里; 步骤三,电动汽车进入高速公路时,于电动汽车租赁站登记用户信息; 步骤四,每经过一个电池驿站,电动汽车内的车载电量监测传感器与电池驿站的感应器通信,感应并计算剩余电量是否足够维持电动汽车到达下一电池驿站,如果电量不足则发出警报,提示用户需更换电池,电池驿站于电池更换后将用户信息通过无线网络传入电量监测中心服务器; 步骤五,该电量监测中心服务器根据电池驿站发送的用户信息对其总费用进行结算并将费用信息传送到高速公路出口的费用支付系统。
9.如权利要求8所述的一种基于太阳能的高速公路供电方法,其特征在于:于步骤四中,该用户信息包括更换电池的编号、用户车牌号及用电量。
10.如权利要求8所述的一种基于太阳能的高速公路供电方法,其特征在于:该车载电 量监测传感器与电池驿站的感应器通过近场通信协议进行通信。
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