CN214707295U - 智能蓄电装置、不停车电子收费设备 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种智能蓄电装置、不停车电子收费设备。其中所述智能蓄电装置至少与太阳能供电模块、市电供电模块电性连接，包括：蓄电电池组；与蓄电电池组电性连接的检测模块，用于检测所述蓄电电池组电量值；与检测模块电性连接的供电控制模块，用于根据检测出的蓄电池电量值发出开始供电指令；与供电控制模块电性连接的供电选择模块，用于根据供电控制模块发出的开始供电指令选择市电供电模块、太阳能供电模块其中一种为蓄电电池组供给电能；其中，所述与检测模块电性连接的供电控制模块还设有结束供电指令，用于根据检测出的蓄电池电量值发出结束供电指令。

Description

智能蓄电装置、不停车电子收费设备

技术领域

本实用新型涉及一种车辆收费设备，具体涉及一种智能蓄电装置、不停车电子收费设备。

背景技术

现有技术中不停车电子收费设备一般采用市电供电、太阳能供电、或者在不停车电子收费设备中安装锂电池组作为备用电源等多种供电方式。

在实现现有技术的过程中，发明人发现：

不停车电子收费设备所采用的多种供电方式中，锂电池组作为备用电源供电的同时，锂电池也需要充电。锂电池的充电一般是采用市电对锂电池组供电，这种充电方式增加了市电电能的消耗。

因此，需要提供一种减轻市电电能消耗的技术方案，以解决不停车电子收费设备中锂电池组增加市电电能消耗的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于针对现有技术的不足之处，提供一种智能蓄电装置，所述智能蓄电装置至少与太阳能供电模块、市电供电模块电性连接，包括：

蓄电电池组；

与蓄电电池组电性连接的检测模块，用于检测所述蓄电电池组电量值；

与检测模块电性连接的供电控制模块，用于根据检测出的蓄电池电量值发出开始供电指令；

与供电控制模块电性连接的供电选择模块，用于根据供电控制模块发出的开始供电指令选择市电供电模块、太阳能供电模块其中一种为蓄电电池组供给电能；

其中，所述与检测模块电性连接的供电控制模块还设有结束供电指令，用于根据检测出的蓄电池电量值发出结束供电指令。

进一步的，所述供电控制模块设有开始供电指令的触发预设值，用于蓄电池电量值低于触发预设值时触发供电指令；

其中，所述触发预设值可调整。

进一步的，所述供电选择模块设有第一供电选择单元和第二供电选择单元；

其中，所述第一供电选择单元用于选择太阳能供电模块为蓄电电池组供给电能；

所述第二供电选择单元用于第一供电选择单元选择太阳能供电模块异常状态下，选择市电供电模块为设备蓄电电池组供给电能。

进一步的，所述供电选择模块还设有复位单元，用于太阳能供电模块从异常状态恢复至正常状态后，选择太阳能供电模块为设备蓄电电池组供给电能。

进一步的，所述蓄电电池组采用镍镉电池、镍氢电池、锂电池、铅蓄电池、铁锂电池其中一种电池进行蓄电。

在本申请还提供一种不停车电子收费设备，包括：

上述智能蓄电装置；

与所述智能蓄电装置电性连接的不停车电子收费装置。

进一步的，所述不停车电子收费装置还与太阳能供电模块、市电供电模块电性连接。

本申请实施例提供的技术方案，至少具有如下有益效果：

在原有的不停车电子收费设备下，对不停车电子收费设备中蓄电电池组增加太阳能供电的方式，进而减少市电电能的消耗，节省市电电能。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为本申请实施例提供的智能蓄电装置10的结构示意图。

图2为本申请实施例提供的不停车电子收费设备100的结构示意图。

不停车电子收费设备 100

智能蓄电装置 10

蓄电电池组 101

检测模块 102

供电控制模块 103

供电选择模块 104

太阳能供电模块 105

市电供电模块 106

不停车电子收费装置 20

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请具体实施例及相应的附图对本申请技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请基于现有技术中不停车电子设备100的供能方式，提供了一种智能蓄电装置10为不停车电子设备100供给电能。现有技术中不停车电子设备100 的供电方式包括：采用市电直接为不停车电子设备100直接供给电能；配置锂电池作为备用电源为不停车电子设备100供给电能。本申请所提供的智能蓄电装置10主要针对作为备用电源的锂电池进行技术上的改进。智能蓄电装置10 在给不停车电子设备供电的基础下，其供电方式除了采用市电供电还采用了太阳能供电方式，通过两种供电方式，减少市电的利用。本申请提供的不停车电子设备100中通过对备用电源的锂电池部分进行技术改进，即本申请的智能蓄电装置10，可以减少市电的使用，进而节约电资源。可以理解的是，智能蓄电装置10也可配备于其他需要供电的设备来供给电能，显然不构成对本申请保护范围的限制。

请参照图1，本申请公开一种智能蓄电装置10,所述智能蓄电装置10至少与太阳能供电模块105、市电供电模块106电性连接，包括：蓄电电池组101；与蓄电电池组101电性连接的检测模块102，用于检测所述蓄电电池组101电量值；与检测模块102电性连接的供电控制模块103，用于根据检测出的蓄电池电量值发出开始供电指令；与供电控制模块103电性连接的供电选择模块104，用于根据供电控制模块103发出的开始供电指令选择市电供电模块106、太阳能供电模块105其中一种为蓄电电池组101供给电能；其中，所述与检测模块102电性连接的供电控制模块103还设有结束供电指令，用于根据检测出的蓄电池电量值发出结束供电指令。

具体的，蓄电电池组101既用于为需要供电的设备供给电能，同时蓄电电池组101也需要供电设备为其供给电能。蓄电电池组101中的蓄电电池是将化学能直接转化成电能的一种装置，是按可再充电设计的电池。蓄电电池组101 中的蓄电电池通过可逆的化学反应实现再充电，通常是指铅酸蓄电池，它是电池中的一种，属于二次电池。蓄电电池的工作原理：充电时利用外部的电能使内部活性物质再生，把电能储存为化学能，需要放电时再次把化学能转换为电能输出，比如生活中常用的手机电池。

应当指出的是，将太阳能供电模块105加至蓄电电池组101充电的过程中，可以带来很多益处。例如，太阳能资源随处可得，可就近供电，不必长距离输送，避免了长距离输电线路所造成的电能损失；太阳能发电的能量转换过程简单，是直接从光能到电能的转换，没有中间过程如热能转换为机械能、机械能转换为电磁能等)和机械运动，不存在机械磨损。太阳能发电本身不使用燃料，不排放包括温室气体和其它废气在内的任何物质，不污染空气，不产生噪声，对环境友好，不会遭受能源危机或燃料市场不稳定而造成的冲击，是真正绿色环保的新型可再生能源。太阳能发电过程不需要冷却水，可以安装在没有水的荒漠戈壁上。太阳能发电还可以很方便地与建筑物结合，构成光伏建筑一体化发电系统，不需要单独占地，可节省宝贵的土地资源。太阳能发电系统工作性能稳定可靠，使用寿命长30年以上)。晶体硅太阳能电池寿命可长达 20～35年。在太阳能发电系统中，只要设计合理、选型适当，蓄电池的寿命也可长达10～15年。

进一步的，在本申请所提供的一种优选实施方式中，所述蓄电电池组101 采用镍镉电池、镍氢电池、锂电池其中一种电池进行蓄电。采用这些化学材料的蓄电电池组101可以实现多次充电、放电工作。在日常生活中我们所接触到的较为广泛的是锂电池，比如，大家手机中的可充电电池既为锂电池。锂电池 (Lithium battery)是指电化学体系中含有锂(包括金属锂、锂合金和锂离子、锂聚合物)的电池。锂电池大致可分为两类：锂金属电池和锂离子电池。锂金属电池通常是不可充电的，且内含金属态的锂。锂离子电池不含有金属态的锂，是可以充电的。可以理解的是，蓄电电池组101所采用的化学材料，显然不构成对本申请具体保护范围的限制。

应当指出的是，蓄电电池组优先选择锂电池作为蓄电电池组101的化学材料。采用锂电池的主要原因包括：锂电池具有高储存能量密度，已达到460- 600Wh/kg，是铅酸电池的约6-7倍；锂电池的使用寿命可达到6年以上，磷酸亚铁锂为正极的电池1C(100％DOD)充放电，有可以使用10,000次的记录；锂电池的额定电压高，单体工作电压为3.7V或3.2V，约等于3只镍镉或镍氢充电电池的串联电压，便于组成电池电源组；锂电池可以通过一种新型的锂电池调压器的技术，将电压调至3.0V，以适合小电器的使用。锂电池有较强的高功率承受能力，电动汽车用的磷酸亚铁锂锂离子电池可以达到15-30C充放电的能力，便于高强度的启动加速；锂电池重量轻，体积小相同体积下重量约为铅酸产品的1/6-1/56；锂电池自放电率很低是锂电池最突出的优越性之一，一般可做到每个月百分之1以下，不到镍氢电池的二十分之一。

具体的，与蓄电电池组101电性连接的检测模块102，用于检测所述蓄电电池组101电量值。将检测模块102与蓄电电池组101电性连接，通过对蓄电池中电池电量的检测，得出蓄电池内电池剩余电量。剩余电量可用电池可用电量的百分比或者说电池电量可用时长来表达。剩余电量是指电池的可用电量占标称量的比例，是电池管理系统的一个重要监控数据，电池管理系统根据剩余电量值控制电池工作状态。电池的剩余电量也即反映的是电池的荷电状态。电池本身复杂的电化学反应导致其瞬态电压响应。电荷必须首先以电子的形式穿越储存能量的电化学活性材料(阳极或阴极)，在到达粒子表面后以离子的形式存储于电解液中。这些化学步骤与电池电压响应的时间常数相关。储存寿命从电池制成到开始使用之间允许存放的最长时间，以年为单位。包括储存期和使用期在的总期限称电池的有效期。剩余电量的测试方法包括：电压测试法、电池建模法、库仑计。

电压测试法就是说电池的电量通过简单的监控电池的电压而得来的。电池的电量和电压不是线性关系的，所以电压测试法并不精准，电量测量精度仅仅超过20％。尤其是电池电量低于50％时，手机的电量计算将会变得非常不确。所以这种方法对电池的保护是非常有限的。电池建模法是根据电池的放电曲线来建立一个数据表，数据表中会标明不同电压下的电量值，电池建模法可以有效的提高测量的精度。但要获得一个精准的数据表并不简单，因为电压和电量的关系还涉及到了电池的温度、自放电、老化等的因素。只有结合了众多的因素来进行修正才能够得出较满意的电量测量。库仑计是在电池的正极和负极串如一个电流检查电阻，当有电流流经电阻时就会产生监控取样电压，通过检测监控取样电压就可以计算出流过电池的电流。因此可以精确的跟踪电池的电量变化，精度可以达到1％，另外通过配合电池电压和温度，就可以极大的减少电池老化等因素对测量结果的影响。

在本申请提供的一种优选实施例中，智能蓄电装置10的检测模块102采用库仑计的方法，检测蓄电池电量值。在电池的正极和负极串如一个热敏电阻，当有电流经过热敏电阻时产生监控取样电压，通过检测监控取样电压计算流过电池的电流。

可以理解的是，检测模块102可通过检测蓄电电池组101的电压来实现对蓄电电池组101剩余电量值的检测。同样的，检测模块102也可设置其他检测方式，比如，通过蓄电电池组101的电流来检测蓄电电池组101的剩余电量。可以理解的是，对蓄电电池组101剩余电量的检测方法，显然不构成对本申请保护范围的限制。

具体的，与检测模块102电性连接的供电控制模块103，用于根据检测出的蓄电池电量值发出开始供电指令。供电控制模块103与检测模块102电性连接，通过检测模块102检测出的蓄电电池组101的电量值，供电控制模块103 发出开始供电的指令。显然，供电控制模根据检测模块102检测出的蓄电电池组101的电量值，也发出蓄电电池组101结束供电的指令。供电控制模块103 是控制蓄电电池组101开始供电、或结束供电的主要控制开关。可在供电控制模块103中设置蓄电池电量值低于何值时，发出开始供电的指令。显然，为了保证蓄电电池组101的寿命，也可在供电控制模块103中设置蓄电电池组101 电量高于何值时，发出结束供电的指令。同时，供电控制模块103也可设置阶梯性的对蓄电电池组101电量何时开始供电，何时结束供电。在本申请提供的一种优选实施例中，为了保证蓄电电池组101更长使用周期，初始蓄电电池组 101可设置前100次在检测模块102检测蓄电电池组101低于5％时开始供电、高于98％时结束供电，在100次以后自动调整检测模块102检测蓄电电池组 101低于10％时开始供电、高于90％时结束供电。

进一步的，在本申请提供的一种优选实施方式中，所述供电控制模块103 设有开始供电指令的触发预设值，用于蓄电池电量值低于触发预设值时触发供电指令。触发预设值的设置既是上文所述的发出开始供电指令的具体表象。

具体的，供电控制模块103设有开始供电指令的触发预设值，用于蓄电池电量值低于触发预设值时触发供电指令。显然，触发预设值设为单一的数值，便可以使得供电控制模块103发出对蓄电电池组101供电的指令，但此处需要说明触发预设值也可设置为可调整的值。将触发预设值设为可调整的值，可以根据蓄电电池组101的使用周期或者寿命来做出调整，以便使得蓄电电池组 101发挥其最大使用率。设有开始供电指令的触发预设值，此处的触发预设值，可以是预先就设置好的，既随着开始供电指令次数的增加，触发预设值会随着升高。开始供电指令次数的增加，既蓄电电池组101充电次数的增加。设有开始供电指令的触发预设值，也可设置为可以手动调整，既可根据蓄电电池组101的供电状态，对其做出手动调整，以便蓄电电池组101能够发挥最大作用。当然触发预设值也可设置为手动或自动两者相结合，在既能满足蓄电电池组101一般使用周期的同时，也可根据蓄电电池组101日常使用状态，对触发预设值进行手动优化。可以理解的是，触发预设值的设置方式，显然不构成对本申请保护范围的限制。

可以理解的是，触发预设值的自动或者手动调整不仅仅是对供电控制模块 103中开始供电指令的设置，也可对蓄电电池组101结束供电指令进行设置，在实际的蓄电电池组101应用场景中，可根据蓄电电池组101使用情况分别对供电控制模块103开始供电指令、结束供电指令进行设置，以保证蓄电电池组 101能够达到最优的使用率。

具体的，与供电控制模块103电性连接的供电选择模块104，用于根据供电控制模块103发出的开始供电指令选择市电供电模块106、太阳能供电模块 105其中一种为蓄电电池组101供给电能。供电选择模块104是智能蓄电装置 10中最为重要的一个模块，通过供电选择模块104来选择市电供电模块106、太阳能供电模块105中的一种为蓄电电池组101供电。可以理解的是，当供电选择模块104选择太阳能供电模块105为蓄电电池组101供电时，市电供电模块106处于不工作的状态，进而节省市电供电模块106电能的消耗。采用太阳能供电模块105来为智能蓄电装置10的蓄电电池组101模块供电，既能保证蓄电电池组101的供电，又能够带来环保的效果。所以说供电选择模块104是本实施例中的一个重要模块。

进一步的，在本申请提供的一种优选实施方式中，所述供电选择模块104 设有第一供电选择单元和第二供电选择单元；其中，所述第一供电选择单元用于选择太阳能供电模块105为蓄电电池组101供给电能。所述第二供电选择单元用于第一供电选择单元选择太阳能供电模块105异常状态下，选择市电供电模块106为设备蓄电电池组101供给电能。供电选择模块104设置第一供电选择单元和第二供电选择单元用于选择两种供电模块中的一种为蓄电电池组101 供电，即市电供电模块106与太阳能供电模块105两者在给蓄电电池供给电能中选择其中一个模块来为蓄电电池组101供电。同样的，设置两个供电选择单元但不限于两个供电选择单元，也可设置其他供电选择单元，作为供电的其他模块为蓄电电池组101供电。

具体的，供电选择模块104设置第一供电选择单元和第二供电选择单元，两个单元分别与太阳能供电模块105和市电供电模块106电性连接。供电选择模块104可根据两个供电选择单元中能够供电的模块为蓄电电池组101供电。此外，供电选择模块104还设有优先供电的权限，当第一供电选择单元电性连接的太阳能供电模块105与第二供电选择单元电性连接的市电供电模块均可为蓄电电池组101供电时，优先选择第一供电选择单元电性连接的太阳能供电模块105为蓄电电池组101供电。当第一供电选择单元电性连接的太阳能供电模块105无法为蓄电电池组101供电时，第二供电选择单元电性连接的市电供电模块为蓄电电池组101供电。

可以理解的是，供电选择模块104设置的第一供电选择单元和第二供电选择单元，并不排除第三供电选择单元为蓄电电池组101供电，当第三供电选择单元电性连接的供电模块存在时，供电选择模块104的优先供电权限可根据供电选择单元中电能的环保率、转化率来排序，既能够提供环保型的电能为首选，其他供电模块根据实际情况为蓄电电池组101供电。可以理解的是，供电选择模块104对供电选择单元的选择，显然不构成对本申请保护范围的限制。

进一步的，在本申请提供的一种优选实施方式中，所述供电选择模块104 还设有复位单元，用于太阳能供电模块105从异常状态恢复至正常状态后，选择太阳能供电模块105为设备蓄电电池组101供给电能。考虑到供电选择模块 104中太阳能供电模块105有可能出现异常的状态，所以设置复位单元以便太阳能供电模块105从异常状态恢复至正常状态后，选择太阳能供电模块105为设备蓄电电池组101供给电能。

具体的，供电选择模块104的复位单元即在供电选择模块104选择市电供电后，对太阳能供电模块105进行间隔时间检测，当检测到太阳能供电模块 105能够给蓄电电池组101进行供电后，复位单元将蓄电电池组101电性连接的市电供电模块断开，与太阳能供电模块105连接。即供电选择模块104的复位单元将与蓄电电池组101电性连接的第二供电选择单元断开，与第一供电选择单元电性连接的太阳能供电模块105电性连接，从而采用太阳能供电模块105给蓄电电池组101供电。显然，复位单元也可用于将与蓄电电池组101连接的第一供电选择单元的太阳能供电模块105断开，与第二供电选择单元连接的市电供电模块106电性连接。

可以理解的是，此处所述的复位单元主要用于蓄电电池组101在太阳能供电模块105不能够为其供给电能时，采用市电供电模块106为其供给电能，而当太阳能供电模块105恢复正常供电状态时，将市电供电模块106断开连接，与太阳能供电模块105电性连接。通过复位单元的设置，可使得太阳能供电模块105优先为蓄电电池组101供电，从而减少市电供电模块的电能供给。市电供电模块电能供给的减少，可以减少电资源的浪费，而太阳能供电模块 105的电能供给，取之不尽用之不竭，且环保绿色。

请参照图2，本申请公开一种不停车电子收费设备100，包括：上述智能蓄电装置10；与所述智能蓄电装置10电性连接的不停车电子收费装置20。

具体的，一种不停车电子收费设备100包括智能蓄电装置10和不停车电子收费装置20。不停车电子收费装置20在实际应用场景中又可以称为不停车电子收费机柜。不停车电子收费机柜使用范围广，数量多。不停车电子收费机柜主要用于高速路段拍照检测路面车辆行驶情况，分段计费，实时掌控高速信息；通过不停车电子收费机柜给高速路段摄像头、照相机供电，摄像头和照相机对路面车辆拍照录像后，把信息传给不停车电子收费机柜动环监控系统，再经过动环监控系统回传交通管理系统，进行交通路面管理。同时为防止市电停电时，高速路面交通不能正常运行，使用锂电池作为不停车电子收费机柜备用电源，维持短时停电路面交通次序。

应当指出的是，在本申请提供的一种优选实施例中，在不停车电子收费机柜中配备锂电池或者其他电池的情况下，可将不停车电子收费机柜配备的锂电池改造为智能蓄电装置10，又或者直接配备智能蓄电装置10。直接配备智能蓄电装置10可以理解为在不停车电子设备已经配备锂电池或其他电池情况下，对其进行智能蓄电装置10配备。

进一步的，在本申请提供的一种优选实施方式中，所述不停车电子收费装置20还与太阳能供电模块105、市电供电模块106电性连接。

具体的，不停车电子收费设备100的不停车电子收费装置20不仅与智能蓄电装置10电性连接，还与太阳能供电模块105、市电供电模块106电性连接。不停车电子收费设备100的不停车电子收费装置20可以通过市电供电模块106供给电能来运行，不停车电子收费设备100的不停车电子收费装置20 也可通过太阳能供电模块105供给电能来运行。不停车电子收费设备100的三种供电方式均可直接供给不停车电子收费装置20运行。

应当指出的是，不停车电子收费设备100由不停车电子收费装置20与智能蓄电装置10、太阳能供电模块105、市电供电模块106电性连接，三者均可为不停车电子收费设备100供给电能。三者供给电能的选择方式在本申请的优选实施例中不作为重点阐述的对象，所以不作具体描述。

可以理解的是，在本申请提供的一种优选实施例中，不停车电子收费设备100与智能蓄电装置10、太阳能供电模块105、市电供电模块106电性连接。其中，与太阳能供电模块105、市电供电模块106的电性连接对于所属技术领域人员来讲，是技术人员所熟知的惯用技术手段。不停车电子收费设备 100与智能蓄电装置10的电性连接中，智能蓄电装置10中的蓄电电池组101 的充电采用了多种方式，给智能蓄电装置10电性连接的不停车电子收费设备 100提供更多环保型电能，更有利于节省电能，减轻市电负载。

需要说明的是，术语“包括”“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，有语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (4)

1.一种智能蓄电装置，其特征在于，所述智能蓄电装置至少与太阳能供电模块、市电供电模块电性连接，包括：

蓄电电池组；

与蓄电电池组电性连接的检测模块，用于检测所述蓄电电池组电量值；

与检测模块电性连接的供电控制模块，用于根据检测出的蓄电池电量值发出开始供电指令；

与供电控制模块电性连接的供电选择模块，用于根据供电控制模块发出的开始供电指令选择市电供电模块、太阳能供电模块其中一种为蓄电电池组供给电能；

其中，所述与检测模块电性连接的供电控制模块还设有结束供电指令，用于根据检测出的蓄电池电量值发出结束供电指令；

所述供电选择模块设有第一供电选择单元、第二供电选择单元、复位单元；

第一供电选择单元，用于选择太阳能供电模块为蓄电电池组供给电能；

第二供电选择单元，用于第一供电选择单元选择太阳能供电模块异常状态下，选择市电供电模块为设备蓄电电池组供给电能；

复位单元，用于太阳能供电模块从异常状态恢复至正常状态后，选择太阳能供电模块为设备蓄电电池组供给电能。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述蓄电电池组采用镍镉电池、镍氢电池、锂电池、铅蓄电池、铁锂电池其中一种电池进行蓄电。

3.一种不停车电子收费设备，其特征在于，包括：

如权利要求1-2中所述的智能蓄电装置；

与所述智能蓄电装置电性连接的不停车电子收费装置。

4.如权利要求3所述的不停车电子收费设备，其特征在于，所述不停车电子收费装置还与太阳能供电模块、市电供电模块电性连接。

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