行车风压驱动的谐振腔式压电俘能器研究

发布时间：2021-08-27 08:30

　　随着新能源汽车、智能汽车的大力发展,车载传感器数量及种类越来越多。车载传感器使用化学电池,在恶劣环境下供电性能大大降低。基于传感器传统供能方式存在的问题,本文以城市内投放的“共享汽车”吉利知豆D2为研究对象,以汽车行驶时的风压能为激励源设计一种谐振腔式压电俘能器,实现部分车载传感器的自供能。具体研究内容如下:1)基于行车风压能的特点,设计三种压电俘能器结构:具有扰流圆柱的谐振腔式压电俘能器,具有亥姆霍兹谐振腔的谐振腔式压电俘能器和既有扰流圆柱又有亥姆霍兹谐振腔的谐振腔式压电俘能器。对压电俘能器的发电原理进行介绍,并对三种结构的压电俘能器进行流体仿真分析。结果表明:具有扰流圆柱和亥姆霍兹谐振腔的压电俘能器能使主腔体内产生更大的压强,选择该结构的压电俘能器作为行车风压能的俘能装置。2)谐振腔式压电俘能器存在有效俘能风速范围,为了求得这个范围,采用能量守恒法求解起振风速并加以验证,利用分块加载压强的方法将俘能器在流场中所受的压强加载到ANSYS静力学模块上,研究风速与俘能器最大应力的关系求解截止风速。研究表明:起振风速大小为5.29m/s,截止风速大小为25m/s。该风速范围大于共享汽车的行... 

【文章来源】：郑州大学河南省 211工程院校

【文章页数】：94 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

压电发电鞋

利用鞋跟与地面产生的冲击产生电能，如图 1.1 所示。，压电俘能器产生的平均功率达 1.8mW，足够驱动一个，从而能够确定人的位置。图 1.1 压电发电鞋，Leland 等[23]设计出 MEMS 与压电俘能器集成系统，利量为微型温度传感器节点供能，如图 1.2 所示。该压电悬5mm，12.7mm，0.51mm，固有频率为 27Hz，在共振状态，可实现对温度传感器节点的连续供能。

图 1.3 氧化锌纳米线压电俘能器Jaeyun LEE[25]设计了一种镶嵌于轮胎内的微型压电薄膜（PVDF）置入轮胎内部，汽车行驶时轮胎压电材料发生变形而产生电能。这种微型压电供能，从而实时掌握轮胎的状态。图 1.4 镶嵌于轮胎内微型压电俘能器包钢[26]等人将压电能量收集技术应用于气动系统力能转化为电能，在不影响系统正常工作的情

【参考文献】：
期刊论文
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硕士论文
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[4]基于压电陶瓷的俘能技术研究[D]. 刘平.南京邮电大学 2013
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本文编号：3366013