摘要：本文公开了一种利用高速公路下坡行车进行发电的磁电发电系统方法，属于可重复利用的清洁能源系统。其结构包括：车载磁极、路面嵌入磁极、路面嵌入闭合电路、整流器、逆变器、蓄电池。本发明采用了多组内嵌在路面内的磁极及闭合电路，当车载磁极随行车下坡运动时，闭合线路磁通发生变化而进行控发电技术。从试验模拟系统看，其发电效益高、效果好。
关键词：高速公路 下坡行车 惯性 发电
1 问题的提出
我国已成为世界第一能源生产大国,但能源供应依然紧缺。到目前为止，我国电力装机达11.4亿kW；石油天然气增长到1500亿m3左右；水电装机达到2.49亿kW，居世界第一；风电装机达到6300万kW，成为世界第一风电大国，年发电量超过1000亿kW时；光伏发电装机达到700万kW；核电在建机组30台、3273万kW，在建规模居世界第一，在役机组保持安全稳定运行。
1.1 山区高速公路坡陡且长，安全事故频发
特斯拉回应失控事故山区高速公路由于地形、地貌、地质条件等因素的限制，在一些特殊困难路段不得不采用连续长下坡。对行车安全存在巨大的隐患。连续长下坡路段往往是重大、特大恶性交通事故的多发段。国家督办治理的全国29处公路危险路段就有16处属于连续长下坡路段，高达55%，高速公路连续长下坡路段的行车安全是一个急需解决的问题。
以下是北京、福建、云南等几个省市的高速公路连续长下坡路段历时近四个月事故实地调查结果。北京八达岭高速路55?km至49?km路段长下坡且弯多、超载车辆多，平均坡度3.82%，1998年11月以来，发生事故170余起，死43人，伤111人，进京方向发生死亡事故64起；福建漳龙高速公路88?km至74?km路段14?km连续长下坡，极限弯极限坡，平均坡度3.35%，2004年12月28日全线开通至2006年2月，该路段发生的制动失效事故47起，死亡15人，伤20人；云南元墨高速公路247?km至220?km路段27?km连续长下坡，弯多，超载车辆多，平均坡度3.95%，2004年3月至2006年4月，共发生制动失效的失控事故133起，死34人，伤56人；云南嵩待二级公路113?km至123?km路段为全封闭二级公路，10?km连续长下坡，坡底为收费站，超载车辆多，平均坡度3.917％，2004年12月至06年3月，共发生事故22起，死4人；云南通建高速公路6?km至24?km路段为18?km连续长下坡，2004年11月26日通车至2005年4月底，共发生交通事故32起，造成11人死亡，15人受伤。
1.2 高速公路下坡将成为坡道发电的重要来源
我国的高速公路里程总量大、高速公路上的行车密度高，为发电系统的应用提供了巨大的舞台。截止2010年底，全国已有高速公路总里程6.5万km2，道路车流密度折算日均通过2.5万～5.5万小汽车,是普通公路平均数的18.6倍，行车速度60～120?km/h，让奔驰在高速公路上的汽车，成为人类新型电能的发电工具,具有巨大的经济效益和社会效益。
根据资料收集和实地调查结果显示，国内比较典型的连续长下坡路段坡度、坡长的线形指标如表1所示。
从表1可以看出，国内几条典型的连续长下坡路段坡长一般超过4?km，平均坡度大于3％，是发电系统安装的理想场地。
1.3 高速公路下坡发电系统的应用具有重要意义
利用在高速公路下坡道路上行使的汽车进行发电，所发电量属于可重复利用的清洁能源，是能源的循环利用。既有效地利用了行使在高速公路下坡道路上的汽车的惯性力，又有效地利用了汽车的势能，通过闭合线路磁通量的变化发电，为用电场所供电；
为确保行车安全，高速公路长大下坡的综合治理措施有设置反坡路段、设置避险车道、强制休息区（服务区、停车区）和完善的交通安全设施（设置护栏、设置紧急出口、设置交通标志），而下坡行车发电系统在发电的同时还能更进一步地提高下坡道路上汽车的行车安全性，增加汽车行车阻力。车载磁极受电磁力的作用，可增加行车下坡阻力，减少汽车刹车片的磨损磨耗。
高速公路的长大下坡是发电系统安装使用的最佳场所，而在我国东北和西部的山区修建高速公路不可避免的要出现长大下坡，这些地方常规交通也不发达，冬季天气寒冷，道路结冰，
所发电能既可以反哺道路用于给路面加热消除冰滑，又可以就近给交通不发达的村民提供电能。
2 系统工作原理
如图1所示，在磁铁的两极之间，放置一个由导线组成的矩形回路abcda，其中导线ab可以滑动，当导线ab向右移动时，电流计的指针将向一方向偏转；如使导线ab向左移动，则电流计的指针将向与上述相反的方向偏转。线圈中产生电流，可以保持线圈不动，使线圈中的磁场发生变化而引起，也可以是磁场不变，使线圈在磁场中运动而引起。当通过一个闭合导电回路所围面积的磁通量发生变化时，不管这种变化是什么原因引起的，回路中就有电流产生。
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