【技术实现步骤摘要】
一种利用电磁感应的移动车辆道路发电系统及发电方法
[0001]本专利技术属于能源电力
,涉及一种利用电磁感应的移动车辆道路发电系统及发电方法。
技术介绍
[0002]目前,随着我国碳达峰、碳中和目标的提出,清洁能源越来越重要,而在公路两边的照明系统、监控系统及其它用电设备选用电力供电需要铺设大量电缆,施工难度大、造价高。采用现在普遍的太阳能和风力发电可以解决以上问题,但是受天气和气候条件影响较大,比如太阳能需要在日照充足条件下才能够发电,风力发电需要在有风的天气才能够发电。也就是说,传统的发电系统需依靠一定的自然条件才能够进行发电,因此,现亟需一种能够利用更加经济且不受天气影响的发电系统。
[0003]为了解决该技术问题,现有技术中提出了各种各样的解决方案,诸如中国专利CN101586543A中提出了一种以多向连接方式集成的公路受压发电装置,在公路的一侧至少有多个公路受压发电装置进行横向连接,形成一个集成网络的公路受压发电装置的单元,用来作为集成网络的公路受压发电装置的基础装置之一,并且在和它集成网络的公路受压发电的单元装置联系连接后为集成网络的公路受压发电装置做准备。然而,在该方案中并没有对该公路受压发电装置的具体结构做出具体说明。
[0004]为此,在中国专利文献CN101586544A、CN101586772A、CN101588074A中对公路受压发电装置的具体结构做出了具体描述,然而,在这些具体结构中并没有给出任何整流桥公路受压发电的任何描述。
[0005]在中国专利文献CN10 ...
【技术保护点】
【技术特征摘要】 【专利技术属性】
1.一种利用电磁感应的移动车辆道路发电系统,所述道路发电系统包括:道路,其铺设有至少一组线圈,每组所述线圈连接有蓄电池和整流桥,并且线圈横置时,线圈与线圈之间具有间隔为,线圈竖置时所述间隔为,其中为磁条水平方向上预定的存在不可忽略的磁场B的水平范围,在该水平范围外定义B=0;至少一车辆,所述车辆底盘水平方式安装有多个条形磁条,且磁条之间的间隔根据所述线圈的横置或竖直而相应为或当所述车辆行驶过所述道路上的所述线圈时,所述线圈切割所述磁条的磁力线产生交流电流,所述线圈上的交流电通过对应的整流桥整流后为蓄电池充电,为线圈截面法线平行于地面时的线圈截面内径或截面为矩形时的矩形垂直于地面方向的宽度,设为线圈截面法线垂直于地面时的垂直高度,其中,所述蓄电池的两端各安装电压检测装置,用于检测蓄电池两端电压是否低于阈值,若是则发出报警信息给远程服务器,以提示更换蓄电池。2.据权利要求1所述的发电系统,其特征在于,所述线圈铺设在道路上方具有龙门监控系统的道路的路面下;其中,所述龙门监控系统包括车速仪和/或高速摄像机,以及与所述车速仪和/或高速摄像机电连接且与所述远程服务器通讯的无线数据传输装置,所述测速仪记录经过车辆的速度,并将速度数据上传至远程服务器,进行的统计分布计算,所述高速摄像机拍摄下进入拍摄视野内的车头上预设点在预设间隔时间段内的两帧不同图像,从而发送给远程服务器以计算车速,并同样进行的统计分布计算,其中为进行到当前时间车速为通过的车的辆数。3.根据权利要求2所述的发电系统,其特征在于,设为线圈总电阻,选择合适的值,使得一个磁条对一组线圈磁通量变化规律为正弦函数的正值部分且周期为正弦函数周期的一半,则线圈横置时等效发电电流(3),其中,为小于1的系数,为线圈匝数,为磁通量波峰值,第一等效磁场匀强度,其中为磁条各磁力线的外接矩形形成模拟磁场最外层矩形磁力线竖直方向上的磁场强度大小,为水平边距离所述模拟磁场最外层矩形磁力线水平边为的矩形磁力线竖直方向上的磁场强度大小,为切割过程中,磁条水平矩形截面在线圈的一砸导线上的投影中垂直于车速方向的导线长度,其中以磁条各磁力线与外接矩形切点所在实际场强作为切点所在矩形边上各点的场强;通过实测等效发电电流(4)和(5)计算和控制参数,方法如下:分别通过不同车速车辆通过实测电压波形图获得等效电压,并利用根据欧姆定律计算得到多个对应的实测等效电流值,并分别通过公式(4)和(5)线性拟合获得和;线圈竖置时,等效发电电流(10),于是,推得(11),其中,第二等效磁场匀强度,磁通量波峰值,为水平边距离所述模拟磁场最外层矩形磁力线水平边为的矩形磁力线竖直方向上的磁场强度大小,获得
等效匝数的方法如下,通过实测等效发电电流(12)计算控制参数,代入公式(10)中得(13),通过不同车速车辆通过实测电压波形图获得等效电压,并利用根据欧姆定律计算得到多个对应的实测等效电流值线性拟合获得,其中计算方法如下:通过不同车速车辆通过实测电压波形图获得等效电压,并利用根据欧姆定律计算得到多个对应的实测等效电流值,并通过公式(12)线性拟合获得;设蓄电池的电容量为量纲为Ah的,则设蓄电池当前等效于整数循环次数后的使用时间为,则,其中为当前蓄电池充放电的等效循环次数,为安装的磁条数,并对当前时刻之前所有具有统计的车速的车辆数求和,于是设蓄电池两端电压低于阈值,发出警报所需等效循环侧次数为,,此时设等效的总的电容量为,即视作在报警之前电容量恒定不变时的等效的电容量,且以相同预设额定电流量充放电时的循环次数为于是对于横置,等效寿命(16),对于竖置,等效寿命(18),其中所述额定电流量根据使用的预定时期内交变电流量的平均值计算,所述预定时期为1天,1周,1月,半年,或1
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3年中任一项,当时即发出警报,剩余寿命为。4.根据权利要求3所述的发电系统,其特征在于,将公式(3)连等式两种等效发电电流计算方式进行算术平均而获得(6),根据拟合获得的和控制参数代入公式(6)即可获得,其中(7);将公式(10)连等式两种等效发电电流计算方式进行算术平均,根据拟合获得的和控制参数,并根据公式(11)获得(14),其中(15),,对于横置,等效寿命(17),对于竖置,等效寿命(19)。5.根据权利要求4所述的发电系统,其特征在于,其中,车头上预设点的识别和计算车速的方法包括如下步骤:S1获取多张进入拍摄视野的历史车头图像帧,并人工框计车头范围,并且给出范围内车头最前端的第一预设点,将仅包含所述车头图像帧中第一预设点的图像P1集成第一图库,并且获取所述车头图像帧的间隔预售时间段后的下一帧图像帧,并且同样人工框计车头范围,并给出范围内车头最前端的第二预设点,将仅包含第二预设点的下一帧图像帧中
预设点的图像P2集成第二图库;S2构建对抗生成网络,将多张进入拍摄视野的历史车头图像帧输入GAN中的生成器G并输入随机噪音,将所述第一和第二图库中的图像与G生成的赝图输入带GAN的判断器D中进行判断,赝图中的端点与所述第一图库中的图像的差异,最小者即输出真,否则为假,从而构建损失函数,并训练GAN网络,直至损失函数最小化趋稳;S3将待测速的车头图像帧和对应下一帧图像帧输入训练好的GAN中,并将分别计算输出的第一和第二预设点之间实际距离L,则,其中为0.01
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0.1s,其中L能通过图像帧中的预先标定的比例尺换算得到实际尺寸,所述车头上预设点的识别和计算车速的方法在所述远程服务器中执行。6.根据权利要求5所述的发电系统,其特征在于,所述磁条为永磁条。7.根据权利要求1,2,4
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6中任一项所述的发电系统,其特征在于,所述道路发电系统还包括逆变器和用电设备;所述逆变器连接各蓄电池,将所述蓄电池输出的电能逆变成通用的交流电源向用电设备供电。8.一种利用移动车辆的道路发电方法,应用于权利要求1
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技术研发人员:时传奇,张晓宣,王鹏,张学宇,
申请(专利权)人:北京中电泰晟电气科技有限公司,
类型:发明
国别省市:
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