CN201994692U - 车载单元 - Google Patents
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Abstract
车载单元，其由太阳能充电支路和一次性电池充电支路并联向一个储能电容充电；有一信号唤醒电路，信号唤醒电路被无线唤醒信号唤醒时，触发车载单元由待机状态转换到交易状态；储能电容在交易状态向主体电路供电；在待机状态且太阳能可供应的环境下，储能电容被太阳能电池充电；在交易状态，储能电容被一次性电池充电。该车载单元性价比高于现有的车载单元。
Description
技术领域
本实用新型涉及不停车收费系统中的车载单元。
背景技术
相关术语解释：
电子不停车自动收费(Electronic Toll Collection，简称ETC)，是一种不需要停车缴费来通过收费站的收费方法，安装了车载单元(OBU)的车辆通过收费站时，车载单元(OBU)与路侧单元(RSU)进行通讯，以此来完成收费过程。
路侧单元(Road Side Unit，简称RSU)，也称路侧基站，其主要功能是与车辆上安装的车载单元(OBU)和车道计算机进行通讯，传输相关信息。
车载单元(On Board Unit，简称OBU)，安装在车内，是与路侧单元(RSU)进行通讯的设备，同时也存储有关与电子不停车收费相关的信息，如车牌号、车型等信息。
有的车载单元由太阳能电池和一次性电池并联实现供电，具体地，太阳能充电支路(含有第一稳压电路)和一次性电池充电支路并联向一个储能电容充电，储能电容向主体电路的供电由信号唤醒电路唤醒。因为一次性电池电量有限，其使用寿命影响着整个车载单元的使用寿命，所以设计成让储能电容尽量被太阳能电池充电，节约一次性电池的耗电。为此，现有的上述车载单元为了确保储能电容尽可能被太阳能电池充电，需采用电容量很大的超级电容(约30F)，制造成本较高；且太阳能电池的电压需显著高于主体电路可承受的范围，在此基础上，还需接入第二稳压电路，也提高了制造成本。
实用新型内容
本实用新型的目的是提高由太阳能和一次性电池并联供电的车载单元的性价比。
发明人在进行研究时注意到，其实车载单元绝大部分时间处于待机状态，而处于交易状态的时间就比较少，日均仅10次左右，每次维持的时间也很短。据测算，交易状态的耗电量仅占总耗电量的20％，而待机状态的耗电量则占80％。因此即使在交易状态下由一次性电池供电，对一次性电池电能的消耗也不大，并不会大幅缩短一次性电池的寿命。如果改为如上所述在交易状态下由一次性电池供电，则储能电容可以不再采用电容量很大的超级电容，从而可以降低制造成本；且则太阳能充电支路输出到储能电容的电压也就不需要太高，可让太阳能充电支路输出到储能电容的电压不高于主体电路可承受的范围，在此基础上储能电容向主体电路的供电就不需要经过稳压电路降压，这也降低了制造成本。
据此给出车载单元，其由太阳能充电支路和一次性电池充电支路并联向一个储能电容充电；有一信号唤醒电路，信号唤醒电路被无线唤醒信号唤醒时，触发车载单元由待机状态转换到交易状态；储能电容在交易状态向主体电路供电；在待机状态且太阳能可供应的环境下，储能电容被太阳能电池充电；在交易状态，储能电容被一次性电池充电。
所给出的车载单元，可以采用100μF～1F的储能电容，降低制造成本；和/或其太阳能充电支路输出到储能电容的电压不高于主体电路可承受的范围，在此基础上，储能电容还可以不经降压就直接向主体电路供电，也降低了制造成本。在太阳能可供应的环境下，本实用新型的车载单元与现有的车载单元相比，因为一次性电池仅在发生次数很少的交易状态下耗电，而在占总耗电量较大的待机状态下一次性电池并不耗电，故不会显著缩短一次性电池的使用寿命。综合比较，所给出的车载单元性价比高于现有的车载单元。
优选地，所给出的车载单元中，在待机状态且太阳能可供应的环境下，太阳能充电支路输出到储能电容电压高于一次性电池充电支路，以实现所述的储能电容被太阳能电池充电。进一步地，在交易状态，太阳能充电支路输出到储能电容电压不高于一次性电池充电支路，以实现所述的储能电容被一次性电池供电。非优选地，在待机状态且太阳能可供应的环境下，一次性电池充电支路被切断，也能实现所述的储能电容被太阳能电池充电，但须另设判断电路，制造成本较高。
优选地，所给出的车载单元中，太阳能充电支路输出到储能电容的电压不高于主体电路可承受的范围。更优选地，储能电容不经降压就直接向主体电路供电；和/或太阳能充电支路中，太阳能电池经第一稳压电路后不经防倒流二极管就直接接往储能电容。
所给出的车载单元及其中优选的车载单元，储能电容电容量优选为100μF～1F。
附图说明
图1是现有的车载单元的电路原理框图。
图2是本实用新型车载单元实施例的电路原理框图。
具体实施方式
如图1的现有车载单元中，由太阳能充电支路和一次性电池充电支路并联向一个储能电容14充电。因为一次性电池13电量有限，其使用寿命影响着整个车载单元的使用寿命，所以设计成在待机状态且太阳能可供应的环境下，太阳能充电支路输出到储能电容14的电压高于一次性电池充电支路的输出电压，以让储能电容14尽量被太阳能电池11充电，节约一次性电池13的耗电。现有的上述车载单元采用电容量很大的超级电容(约30F)作为储能电容14，其能够存储足够多的电能，以备交易状态下使用和太阳能供应不充足的环境下使用，目的是确保储能电容14尽可能被太阳能电池11充电，从而节约一次性电池13的耗电。图1的太阳能充电支路中，太阳能电池11在太阳能可供应的环境下经第一稳压电路12输出4.0V的电压，经二极管DS3后电压降为3.8V；一次性充电支路中，一次性电池13的电压为3.6V，经二极管DS4后降为3.4V。可见，在太阳能可供应的环境下，太阳能充电支路输出到储能电容14电压3.8V高于一次性电池充电支路的3.4V，那么在待机状态下，30F的超级电容作为储能电容14被太阳能电池11充电至充满时电压为3.8V，期间不会消耗一次性电池13的电能。为了达到节约一次性电池13的耗电的目的，30F的超级电容的供电电压需要显著高于主体电路16可承受的范围，其作用是即使储能电容14的电能稍有消耗，其电压仍较高，可以继续向主体电路16供电，30F的超级电容和主体电路16之间接第二稳压电路17把电压降至主体电路16可承受的范围。在待机状态且太阳能可供应的环境下，太阳能充电支路输出到储能电容14电压高于一次性电池充电支路，以实现所述的储能电容14被太阳能电池11充电以让储能电容14具有如上所述的较高电压，因而在储能电容14的电能略有消耗的情况下，储能电容14电压仍高于一次性电池充电支路输出，储能电容14就仍被太阳能电池11充电。具体地在图1中，当需要进行交易时，信号唤醒电路15被无线唤醒信号唤醒，触发车载单元由待机状态转换到交易状态，信号唤醒电路唤醒储能电容14经第二稳压电路17向主体电路16的供电，其中第二稳压电路17的作用是把供到主体电路16的电压降至主体电路16可承受的3.6V以下。在交易状态下，主体电路16消耗储能电容14的电能，因为交易状态持续的时间很短并且储能电容14因采用30F的超级电容而电压下降缓慢，故储能电容14电压不会下降至低于3.4V，故不会消耗一次性电池的电量。为了防止在太阳能供应不足时第一稳压电路12被电压较高的储能电容14反向充电，接入了所述的防倒流二极管DS3，以免第一稳压电路12白白消耗储能电容的电能。
本实用新型车载单元的实施例如图2，由太阳能充电支路和一次性电池充电支路并联向一个储能电容24充电。太阳能充电支路中，太阳能电池21在太阳能可供应的环境下经第一稳压电路22输出3.6V的电压；一次性充电支路中，一次性电池23的电压为3.6V，经二极管DS4后降为3.4V。在待机状态下，100μF～1F的储能电容24被太阳能电池21充电至充满时电压为3.6V，期间不会消耗一次性电池23的电能。当需要进行交易时，信号唤醒电路25唤醒储能电容24向主体电路26的供电。因为太阳能充电支路输出到储能电容24的电压不高于主体电路26可承受的3.6V，所以无须接入图1中的第二稳压电路17。在交易状态下，主体电路26消耗储能电容24的电能，因储能电容24不采用电容量很大的超级电容，故电压迅速降至低于3.6V，此时太阳能电池21也不足以提供足够的电能，储能电容24电压继续降至不高于甚至低于3.4V，就被一次性电池23充电，以此维持供应交易状态所需的电能。图2中，即使第一稳压电路22被电压较高的储能电容24反向充电，浪费的电能也并不多，故太阳能充电支路中可以省略图1中的防倒流二极管DS3，即太阳能电池21经第一稳压电路22后不经防倒流二极管就直接接往储能电容24。
与如图1的由太阳能电池11和一次性电池13并联实现供电的车载单元相比，图2的车载单元需要在交易状态下消耗一次性电池23的电能，但因为交易状态耗电仅占总耗电量的约20％，故对一次性电池23电能的消耗并不大，图2中的一次性电池23寿命与图1中的一次性电池13基本相当，而图2的车载单元制造成本则大大低于图1的车载单元。
Claims (7)
1.车载单元，其由太阳能充电支路和一次性电池充电支路并联向一个储能电容充电；有一信号唤醒电路，信号唤醒电路被无线唤醒信号唤醒时，触发车载单元由待机状态转换到交易状态；储能电容在交易状态向主体电路供电，其特征是，在待机状态且太阳能可供应的环境下，储能电容被太阳能电池充电；在交易状态，储能电容被一次性电池充电。
2.根据权利要求1所述的车载单元，其特征是，在待机状态且太阳能可供应的环境下，太阳能充电支路输出到储能电容电压高于一次性电池充电支路，以实现所述的储能电容被太阳能电池充电。
3.根据权利要求2所述的车载单元，其特征是，在交易状态，太阳能充电支路输出到储能电容电压不高于一次性电池充电支路，以实现所述的储能电容被一次性电池供电。
4.根据权利要求1所述的车载单元，其特征是，太阳能充电支路输出到储能电容的电压不高于主体电路可承受的范围。
5.根据权利要求4所述的车载单元，其特征是，储能电容不经降压就直接向主体电路供电。
6.根据权利要求4所述的车载单元，其特征是，太阳能充电支路中，太阳能电池经第一稳压电路后不经防倒流二极管就直接接往储能电容。
7.根据权利要求1至6任意一项所述的车载单元，其特征是，储能电容电容量为100μF～1F。
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| CN102555951A (zh) * | 2012-01-16 | 2012-07-11 | 河南科技大学 | 一种新能源汽车整车控制器唤醒方法及电路 |
| CN109955812A (zh) * | 2017-12-22 | 2019-07-02 | 航天信息股份有限公司 | 一种车载单元供电方法、装置及系统 |
| CN111969701A (zh) * | 2020-07-01 | 2020-11-20 | 上海宏力达信息技术股份有限公司 | 一种免供电无线变压器震动检测传感器 |
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