本文選題：壓電發(fā)電 + 車-路耦合　； 參考：《鄭州大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：隨著國內(nèi)汽車保有量的急劇增加和汽車智能化的發(fā)展,車用傳感器的種類和數(shù)量都在不斷的攀升,通過車身線束連接化學(xué)電池為車用傳感器供能是目前最常用的傳感器供能技術(shù),但汽車行駛時的高壓、高溫、強(qiáng)振等惡劣環(huán)境影響化學(xué)電池的工作穩(wěn)定性,另外,由于化學(xué)電池的壽命和電能有限,需經(jīng)常對其進(jìn)行更換。針對上述問題,本文利用壓電能量收集技術(shù)來收集汽車車身行駛時的振動能量,實現(xiàn)傳感器自供能。具體工作如下:首先,本文通過MATLAB/Simulink建立四輪路面隨機(jī)激勵仿真模型和空間七自由度車輛—道路耦合系統(tǒng)振動仿真模型,分析車身各個位置的垂向振動加速度及其功率譜特征,根據(jù)分析結(jié)果確定壓電能量收集器最佳的車身安裝位置,研究不同的路況和車速對壓電能量收集器安裝位置處的振動加速度及其頻譜的影響,確定評估壓電能量收集器輸出電壓和輸出功率的振動加速度載荷。其次,以壓電發(fā)電基礎(chǔ)理論和車身振動特性為基礎(chǔ),分析不同形狀基板和壓電陶瓷片的結(jié)構(gòu)參數(shù)對壓電能量收集器固有頻率和開路電壓的影響,確定最優(yōu)的梯形懸臂梁型壓電能量收集器的結(jié)構(gòu)參數(shù);進(jìn)一步分析壓電能量收集器在不同簡諧激勵下的發(fā)電性能。最后,分析梯形壓電能量收集器外接負(fù)載阻值對其輸出功率的影響,得到其最佳的負(fù)載阻值匹配;研究在C、D、E級路面車身隨機(jī)振動條件下,壓電能量收集器的輸出電壓和輸出功率;簡單設(shè)計以可充電電池為儲存介質(zhì)的壓電能量收集器電路。
[Abstract]:With the rapid increase of domestic automobile ownership and the development of automobile intelligence, the variety and number of vehicle sensors are constantly rising. It is the most commonly used sensor energy supply technology to connect the chemical battery to the vehicle sensor through the body wire harness, but the bad environment such as high pressure, high temperature, strong vibration while the vehicle is driving affects the working stability of the chemical battery, in addition, Chemical batteries need to be replaced frequently because of their limited life and energy. To solve the above problems, the piezoelectric energy collection technique is used to collect the vibration energy of the vehicle body. The specific work is as follows: firstly, this paper establishes the random excitation simulation model of four-wheel road surface and the vibration simulation model of vehicle-road coupling system with seven degrees of freedom by MATLAB / Simulink, and analyzes the vertical vibration acceleration and its power spectrum characteristics of each position of the body. According to the analysis results, the optimum position of the piezoelectric energy collector is determined, and the influence of different road conditions and speed on the vibration acceleration and frequency spectrum of the piezoelectric energy collector is studied. Determine the vibration acceleration load to evaluate the output voltage and output power of the piezoelectric energy collector. Secondly, based on the basic theory of piezoelectric power generation and the vibration characteristics of the body, the effects of the structure parameters of different shape substrates and piezoelectric ceramic plates on the natural frequency and open circuit voltage of the piezoelectric energy collector are analyzed. The structure parameters of the optimal trapezoidal cantilever beam piezoelectric energy collector are determined, and the generation performance of the piezoelectric energy collector under different harmonic excitation is analyzed. Finally, the influence of the external load resistance on the output power of trapezoidal piezoelectric energy collector is analyzed, and the optimal load resistance matching is obtained. The output voltage and output power of piezoelectric energy collector and the circuit of piezoelectric energy collector with rechargeable battery as storage medium are simply designed.
【學(xué)位授予單位】：鄭州大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TP212;U463.6

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本文編號：2034587