隨著新能源汽車、智能汽車的大力發(fā)展,車載傳感器數(shù)量及種類越來越多。車載傳感器使用化學(xué)電池,在惡劣環(huán)境下供電性能大大降低。基于傳感器傳統(tǒng)供能方式存在的問題,本文以城市內(nèi)投放的“共享汽車”吉利知豆D2為研究對象,以汽車行駛時的風(fēng)壓能為激勵源設(shè)計一種諧振腔式壓電俘能器,實現(xiàn)部分車載傳感器的自供能。具體研究內(nèi)容如下:1)基于行車風(fēng)壓能的特點,設(shè)計三種壓電俘能器結(jié)構(gòu):具有擾流圓柱的諧振腔式壓電俘能器,具有亥姆霍茲諧振腔的諧振腔式壓電俘能器和既有擾流圓柱又有亥姆霍茲諧振腔的諧振腔式壓電俘能器。對壓電俘能器的發(fā)電原理進行介紹,并對三種結(jié)構(gòu)的壓電俘能器進行流體仿真分析。結(jié)果表明:具有擾流圓柱和亥姆霍茲諧振腔的壓電俘能器能使主腔體內(nèi)產(chǎn)生更大的壓強,選擇該結(jié)構(gòu)的壓電俘能器作為行車風(fēng)壓能的俘能裝置。2)諧振腔式壓電俘能器存在有效俘能風(fēng)速范圍,為了求得這個范圍,采用能量守恒法求解起振風(fēng)速并加以驗證,利用分塊加載壓強的方法將俘能器在流場中所受的壓強加載到ANSYS靜力學(xué)模塊上,研究風(fēng)速與俘能器最大應(yīng)力的關(guān)系求解截止風(fēng)速。研究表明:起振風(fēng)速大小為5.29m/s,截止風(fēng)速大小為25m/s。該風(fēng)速范圍大于共享汽車的行... 

【文章來源】：鄭州大學(xué)河南省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：94 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

壓電發(fā)電鞋

利用鞋跟與地面產(chǎn)生的沖擊產(chǎn)生電能，如圖 1.1 所示。，壓電俘能器產(chǎn)生的平均功率達 1.8mW，足夠驅(qū)動一個，從而能夠確定人的位置。圖 1.1 壓電發(fā)電鞋，Leland 等[23]設(shè)計出 MEMS 與壓電俘能器集成系統(tǒng)，利量為微型溫度傳感器節(jié)點供能，如圖 1.2 所示。該壓電懸5mm，12.7mm，0.51mm，固有頻率為 27Hz，在共振狀態(tài)，可實現(xiàn)對溫度傳感器節(jié)點的連續(xù)供能。

圖 1.3 氧化鋅納米線壓電俘能器Jaeyun LEE[25]設(shè)計了一種鑲嵌于輪胎內(nèi)的微型壓電薄膜（PVDF）置入輪胎內(nèi)部，汽車行駛時輪胎壓電材料發(fā)生變形而產(chǎn)生電能。這種微型壓電供能，從而實時掌握輪胎的狀態(tài)。圖 1.4 鑲嵌于輪胎內(nèi)微型壓電俘能器包鋼[26]等人將壓電能量收集技術(shù)應(yīng)用于氣動系統(tǒng)力能轉(zhuǎn)化為電能，在不影響系統(tǒng)正常工作的情

【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于氣體激勵的壓電俘能技術(shù)及其在氣動系統(tǒng)中的應(yīng)用與展望[J]. 包鋼,程廷海,王英廷.  液壓與氣動. 2018(12)
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[5]寬頻壓電振動能量采集器的分布參數(shù)模型與實驗[J]. 楊斌強,徐文潭,陸國麗,王光慶.  中國機械工程. 2017(02)
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[7]一種風(fēng)力驅(qū)動的新型寬頻帶旋轉(zhuǎn)式壓電發(fā)電機設(shè)計與性能測試分析[J]. 紀(jì)瀟,褚金奎,韓冰峰.  可再生能源. 2016(04)
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碩士論文
[1]水下流致振動能量收集裝置的設(shè)計和研究[D]. 邱皖群.安徽工程大學(xué) 2016
[2]壓電發(fā)電技術(shù)在道路應(yīng)用中的可行性研究[D]. 趙曉康.長安大學(xué) 2013
[3]基于壓電效應(yīng)的饋能式懸架機電能量轉(zhuǎn)換研究[D]. 韓茹.燕山大學(xué) 2013
[4]基于壓電陶瓷的俘能技術(shù)研究[D]. 劉平.南京郵電大學(xué) 2013
[5]多諧振頻率壓電振動能量回收結(jié)構(gòu)特性及實驗研究[D]. 王磊.北京交通大學(xué) 2010
[6]微型振動式發(fā)電機的基礎(chǔ)理論及關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 溫中泉.重慶大學(xué) 2003



本文編號：3366013