專利名稱：車載單元的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及不停車收費系統(tǒng)中的車載單元。
背景技術(shù)：
相關(guān)術(shù)語解釋電子不停車自動收費(Electronic Toll Collection，簡稱ETC)，是一種不需要停車?yán)U費來通過收費站的收費方法，安裝了車載單元(OBU)的車輛通過收費站時，車載單元 (OBU)與路側(cè)單元(RSU)進行通訊，以此來完成收費過程。路側(cè)單元(Road Side Unit,簡稱RSU)，也稱路側(cè)基站，其主要功能是與車輛上安裝的車載單元(OBU)和車道計算機進行通訊，傳輸相關(guān)信息。車載單元(On Board Unit,簡稱0BU)，安裝在車內(nèi)，是與路側(cè)單元(RSU)進行通訊的設(shè)備，同時也存儲有關(guān)與電子不停車收費相關(guān)的信息，如車牌號、車型等信息。有的車載單元由太陽能電池和一次性電池并聯(lián)實現(xiàn)供電，具體地，太陽能充電支路(含有第一穩(wěn)壓電路)和一次性電池充電支路并聯(lián)向一個儲能電容充電，儲能電容向主體電路的供電由信號喚醒電路喚醒。因為一次性電池電量有限，其使用壽命影響著整個車載單元的使用壽命，所以設(shè)計成讓儲能電容盡量被太陽能電池充電，節(jié)約一次性電池的耗電。為此，現(xiàn)有的上述車載單元為了確保儲能電容盡可能被太陽能電池充電，需采用電容量很大的超級電容(約30F)，制造成本較高；且太陽能電池的電壓需顯著高于主體電路可承受的范圍，在此基礎(chǔ)上，還需接入第二穩(wěn)壓電路，也提高了制造成本。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的是提高由太陽能和一次性電池并聯(lián)供電的車載單元的性價比。發(fā)明人在進行研究時注意到，其實車載單元絕大部分時間處于待機狀態(tài)，而處于交易狀態(tài)的時間就比較少，日均僅10次左右，每次維持的時間也很短。據(jù)測算，交易狀態(tài)的耗電量僅占總耗電量的20%，而待機狀態(tài)的耗電量則占80%。因此即使在交易狀態(tài)下由一次性電池供電，對一次性電池電能的消耗也不大，并不會大幅縮短一次性電池的壽命。如果改為如上所述在交易狀態(tài)下由一次性電池供電，則儲能電容可以不再采用電容量很大的超級電容，從而可以降低制造成本；且則太陽能充電支路輸出到儲能電容的電壓也就不需要太高，可讓太陽能充電支路輸出到儲能電容的電壓不高于主體電路可承受的范圍，在此基礎(chǔ)上儲能電容向主體電路的供電就不需要經(jīng)過穩(wěn)壓電路降壓，這也降低了制造成本。據(jù)此給出車載單元，其由太陽能充電支路和一次性電池充電支路并聯(lián)向一個儲能電容充電；有一信號喚醒電路，信號喚醒電路被無線喚醒信號喚醒時，觸發(fā)車載單元由待機狀態(tài)轉(zhuǎn)換到交易狀態(tài)；儲能電容在交易狀態(tài)向主體電路供電；在待機狀態(tài)且太陽能可供應(yīng)的環(huán)境下，儲能電容被太陽能電池充電；在交易狀態(tài)，儲能電容被一次性電池充電。所給出的車載單元，可以采用ΙΟΟμ F IF的儲能電容，降低制造成本；和/或其太陽能充電支路輸出到儲能電容的電壓不高于主體電路可承受的范圍，在此基礎(chǔ)上，儲能電容還可以不經(jīng)降壓就直接向主體電路供電，也降低了制造成本。在太陽能可供應(yīng)的環(huán)境下，本實用新型的車載單元與現(xiàn)有的車載單元相比，因為一次性電池僅在發(fā)生次數(shù)很少的交易狀態(tài)下耗電，而在占總耗電量較大的待機狀態(tài)下一次性電池并不耗電，故不會顯著縮短一次性電池的使用壽命。綜合比較，所給出的車載單元性價比高于現(xiàn)有的車載單元。優(yōu)選地，所給出的車載單元中，在待機狀態(tài)且太陽能可供應(yīng)的環(huán)境下，太陽能充電支路輸出到儲能電容電壓高于一次性電池充電支路，以實現(xiàn)所述的儲能電容被太陽能電池充電。進一步地，在交易狀態(tài)，太陽能充電支路輸出到儲能電容電壓不高于一次性電池充電支路，以實現(xiàn)所述的儲能電容被一次性電池供電。非優(yōu)選地，在待機狀態(tài)且太陽能可供應(yīng)的環(huán)境下，一次性電池充電支路被切斷，也能實現(xiàn)所述的儲能電容被太陽能電池充電，但須另設(shè)判斷電路，制造成本較高。優(yōu)選地，所給出的車載單元中，太陽能充電支路輸出到儲能電容的電壓不高于主體電路可承受的范圍。更優(yōu)選地，儲能電容不經(jīng)降壓就直接向主體電路供電；和/或太陽能充電支路中，太陽能電池經(jīng)第一穩(wěn)壓電路后不經(jīng)防倒流二極管就直接接往儲能電容。所給出的車載單元及其中優(yōu)選的車載單元，儲能電容電容量優(yōu)選為IOOyF 1F。

圖1是現(xiàn)有的車載單元的電路原理框圖。圖2是本實用新型車載單元實施例的電路原理框圖。
具體實施方式
如圖1的現(xiàn)有車載單元中，由太陽能充電支路和一次性電池充電支路并聯(lián)向一個儲能電容14充電。因為一次性電池13電量有限，其使用壽命影響著整個車載單元的使用壽命，所以設(shè)計成在待機狀態(tài)且太陽能可供應(yīng)的環(huán)境下，太陽能充電支路輸出到儲能電容 14的電壓高于一次性電池充電支路的輸出電壓，以讓儲能電容14盡量被太陽能電池11充電，節(jié)約一次性電池13的耗電。現(xiàn)有的上述車載單元采用電容量很大的超級電容(約30F) 作為儲能電容14，其能夠存儲足夠多的電能，以備交易狀態(tài)下使用和太陽能供應(yīng)不充足的環(huán)境下使用，目的是確保儲能電容14盡可能被太陽能電池11充電，從而節(jié)約一次性電池13 的耗電。圖1的太陽能充電支路中，太陽能電池11在太陽能可供應(yīng)的環(huán)境下經(jīng)第一穩(wěn)壓電路12輸出4. OV的電壓，經(jīng)二極管DS3后電壓降為3. 8V ；一次性充電支路中，一次性電池13 的電壓為3.6V，經(jīng)二極管DS4后降為3.4V?？梢?，在太陽能可供應(yīng)的環(huán)境下，太陽能充電支路輸出到儲能電容14電壓3. 8V高于一次性電池充電支路的3. 4V，那么在待機狀態(tài)下，30F 的超級電容作為儲能電容14被太陽能電池11充電至充滿時電壓為3. 8V，期間不會消耗一次性電池13的電能。為了達到節(jié)約一次性電池13的耗電的目的，30F的超級電容的供電電壓需要顯著高于主體電路16可承受的范圍，其作用是即使儲能電容14的電能稍有消耗，其電壓仍較高，可以繼續(xù)向主體電路16供電，30F的超級電容和主體電路16之間接第二穩(wěn)壓電路17把電壓降至主體電路16可承受的范圍。在待機狀態(tài)且太陽能可供應(yīng)的環(huán)境下，太陽能充電支路輸出到儲能電容14電壓高于一次性電池充電支路，以實現(xiàn)所述的儲能電容14 被太陽能電池11充電以讓儲能電容14具有如上所述的較高電壓，因而在儲能電容14的電能略有消耗的情況下，儲能電容14電壓仍高于一次性電池充電支路輸出，儲能電容14就仍被太陽能電池11充電。具體地在圖1中，當(dāng)需要進行交易時，信號喚醒電路15被無線喚醒信號喚醒，觸發(fā)車載單元由待機狀態(tài)轉(zhuǎn)換到交易狀態(tài)，信號喚醒電路喚醒儲能電容14經(jīng)第二穩(wěn)壓電路17向主體電路16的供電，其中第二穩(wěn)壓電路17的作用是把供到主體電路16 的電壓降至主體電路16可承受的3. 6V以下。在交易狀態(tài)下，主體電路16消耗儲能電容14 的電能，因為交易狀態(tài)持續(xù)的時間很短并且儲能電容14因采用30F的超級電容而電壓下降緩慢，故儲能電容14電壓不會下降至低于3. 4V，故不會消耗一次性電池的電量。為了防止在太陽能供應(yīng)不足時第一穩(wěn)壓電路12被電壓較高的儲能電容14反向充電，接入了所述的防倒流二極管DS3，以免第一穩(wěn)壓電路12白白消耗儲能電容的電能。本實用新型車載單元的實施例如圖2，由太陽能充電支路和一次性電池充電支路并聯(lián)向一個儲能電容M充電。太陽能充電支路中，太陽能電池21在太陽能可供應(yīng)的環(huán)境下經(jīng)第一穩(wěn)壓電路22輸出3. 6V的電壓；一次性充電支路中，一次性電池23的電壓為3. 6V, 經(jīng)二極管DS4后降為3. 4V。在待機狀態(tài)下，100 μ F IF的儲能電容M被太陽能電池21 充電至充滿時電壓為3. 6V，期間不會消耗一次性電池23的電能。當(dāng)需要進行交易時，信號喚醒電路25喚醒儲能電容M向主體電路沈的供電。因為太陽能充電支路輸出到儲能電容M的電壓不高于主體電路沈可承受的3. 6V，所以無須接入圖1中的第二穩(wěn)壓電路17。 在交易狀態(tài)下，主體電路26消耗儲能電容M的電能，因儲能電容M不采用電容量很大的超級電容，故電壓迅速降至低于3. 6V，此時太陽能電池21也不足以提供足夠的電能，儲能電容24電壓繼續(xù)降至不高于甚至低于3. 4V，就被一次性電池23充電，以此維持供應(yīng)交易狀態(tài)所需的電能。圖2中，即使第一穩(wěn)壓電路22被電壓較高的儲能電容M反向充電，浪費的電能也并不多，故太陽能充電支路中可以省略圖1中的防倒流二極管DS3，即太陽能電池21 經(jīng)第一穩(wěn)壓電路22后不經(jīng)防倒流二極管就直接接往儲能電容Μ。與如圖1的由太陽能電池11和一次性電池13并聯(lián)實現(xiàn)供電的車載單元相比，圖 2的車載單元需要在交易狀態(tài)下消耗一次性電池23的電能，但因為交易狀態(tài)耗電僅占總耗電量的約20%，故對一次性電池23電能的消耗并不大，圖2中的一次性電池23壽命與圖1 中的一次性電池13基本相當(dāng)，而圖2的車載單元制造成本則大大低于圖1的車載單元。
權(quán)利要求1.車載單元，其由太陽能充電支路和一次性電池充電支路并聯(lián)向一個儲能電容充電； 有一信號喚醒電路，信號喚醒電路被無線喚醒信號喚醒時，觸發(fā)車載單元由待機狀態(tài)轉(zhuǎn)換到交易狀態(tài)；儲能電容在交易狀態(tài)向主體電路供電，其特征是，在待機狀態(tài)且太陽能可供應(yīng)的環(huán)境下，儲能電容被太陽能電池充電；在交易狀態(tài)，儲能電容被一次性電池充電。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車載單元，其特征是，在待機狀態(tài)且太陽能可供應(yīng)的環(huán)境下， 太陽能充電支路輸出到儲能電容電壓高于一次性電池充電支路，以實現(xiàn)所述的儲能電容被太陽能電池充電。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的車載單元，其特征是，在交易狀態(tài)，太陽能充電支路輸出到儲能電容電壓不高于一次性電池充電支路，以實現(xiàn)所述的儲能電容被一次性電池供電。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車載單元，其特征是，太陽能充電支路輸出到儲能電容的電壓不高于主體電路可承受的范圍。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的車載單元，其特征是，儲能電容不經(jīng)降壓就直接向主體電路 {共 ο
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的車載單元，其特征是，太陽能充電支路中，太陽能電池經(jīng)第一穩(wěn)壓電路后不經(jīng)防倒流二極管就直接接往儲能電容。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6任意一項所述的車載單元，其特征是，儲能電容電容量為 100μ F IFo
專利摘要車載單元，其由太陽能充電支路和一次性電池充電支路并聯(lián)向一個儲能電容充電；有一信號喚醒電路，信號喚醒電路被無線喚醒信號喚醒時，觸發(fā)車載單元由待機狀態(tài)轉(zhuǎn)換到交易狀態(tài)；儲能電容在交易狀態(tài)向主體電路供電；在待機狀態(tài)且太陽能可供應(yīng)的環(huán)境下，儲能電容被太陽能電池充電；在交易狀態(tài)，儲能電容被一次性電池充電。該車載單元性價比高于現(xiàn)有的車載單元。
文檔編號H02J7/00GK201994692SQ20112002981
公開日2011年9月28日 申請日期2011年1月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月28日
發(fā)明者向濤, 李懷山 申請人:深圳市金溢科技有限公司