压电陶瓷轮胎发电机的设计

• 作者: 廖海洋 钟正青
• 来源期刊: 光学精密工程
• 学科: 工学
• 关键词: 轮胎发电机 计算机仿真 压电换能 有限元法
• 年，卷（期）: 2009,（6）
• 页码范围: 1327-1332
• 页数: 6页
• 分类号: TM31
• 字数: 473字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3321/j.issn:1004-924X.2009.06.022

摘要

为解决汽车轮胎压力无线监测系统(TPMS)电能自给问题,应用压电换能原理,提出将PZT5压电振子复合在轮胎内底面,把运行中的机械能转换为电能为无线发射模块供电的思想,设计了一种压电陶瓷轮胎发电机.建立了双层膜压电振子的有限元(FEA)模型,运用ANSYS 11.0对不同尺寸的振子进行静力和瞬态分析,得出设计振子尺寸的依据.针对单个振子发电量低的状况,提出采用阵列方式增大发电量的方案,设计了一种多振子电量耦合输出调节控制电路.选择振子尺寸为40 mm×15 mm,实验得到单片压电振子在15 Hz固定形变的激励下,有效输出电流为5 μA,峰值电压为5 V以上.当振子数量为40个以上时,轮胎发电输出的功率能满足TPMS休眠模式耗电30 μW,发射耗电35 mW,间歇时间30 s的需要.实验表明,压电阵列式轮胎发电机平均输出功率为150～350 μW,瞬时输出功率可达到50 mW.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	廖海洋		1	21	1.0	1.0
2	钟正青		1	21	1.0	1.0