[实用新型]一种汽车轮胎损耗能量收集装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种能量收集装置，尤其是涉及一种汽车运动时的汽车轮胎损耗能量收集装置。

背景技术

本技术领域人员知道，在压电陶瓷表面设电极，当沿着压电陶瓷晶体的某些方向施加作用力而使压电陶瓷晶体产生变形后，会在两个电极表面上出现等量的正、负电荷，电荷的面密度与施加的作用力大小成正比，当作用力撤除后，电荷也就消失。这是一种机械能转化为电能的方式。压电陶瓷具有良好的压电、介电性能，作为压电振子、换能器、高压发电及压电驱动器等已得到广泛应用。

目前，如何应用压电陶瓷来有效收集汽车轮胎损耗能量已成为有关科研人员十分关注的课题。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种结构简单、能量收集效率较高的汽车运动轮胎损耗能量收集装置。

本实用新型设有压电陶瓷片装置和电能收集电路；

所述压电陶瓷片装置设有至少13片压电陶瓷片，各压电陶瓷片的上下表面均设有电极，各压电陶瓷片的电极通过电极导线并联；所述电能收集电路设有整流电路、能量检测电路和恒压输出电路；所述各压电陶瓷片的电极通过电极导线并联后的输出端接整流电路输入端，整流电路输出端接能量检测电路输入端，能量检测电路输出端接恒压输出电路输入端，恒压输出电路输出端外接用电设备。

所述压电陶瓷片装置一般可设有13～20片压电陶瓷片。

所述压电陶瓷片最好采用PZT压电陶瓷片。

本实用新型工作原理及有益效果如下：

应用时，将压电陶瓷片组装置埋在汽车轮胎胎体与轮胎钢丝带束层结合面之间，在汽车运动过程中，压电陶瓷片在轮胎与地面接触时所受压力最大，压电陶瓷片会产生正压电效应。每片压电陶瓷片在车轮转动一圈就产生一次电荷，根据车轮转速和压电陶瓷片产生的电荷量可得出压电陶瓷片组产生的平均电流。由压电陶瓷片组的电压和平均电流可得出输出功率。当能量检测电路的电压低于门限值时，恒压输出电路会停止工作，一个循环周期结束。将压电陶瓷片装置产生的电能存储在电路中，可以用来驱动车内收音机、车内照明灯等低功率用电器。

本实用新型具有结构简单、能量收集效率较高等突出优点。

附图说明

图1为本实用新型实施例的压电陶瓷片装置结构及安装示意图。

图2为图1中的压电陶瓷片装置中的各压电陶瓷片分布示意图。

图3为本实用新型实施例的压电陶瓷片装置中的压电陶瓷片及所设电极结构示意图。

图4为本实用新型实施例的电能收集电路示意图。

具体实施方式

参见图1～4，本实用新型实施例设有压电陶瓷片装置和电能收集电路。

所述压电陶瓷片装置设有18片压电陶瓷片5（一般可设13～20片PZT压电陶瓷片），各压电陶瓷片5的上下表面均溅射铜电极，各压电陶瓷片5的电极通过电极导线6并联；电能收集电路设有整流电路7、能量检测电路8和恒压输出电路9；所述各压电陶瓷片5的电极通过电极导线6并联后的输出端接整流电路7输入端，整流电路7输出端接能量检测电路8输入端，能量检测电路8输出端接恒压输出电路9输入端，恒压输出电路9输出端接外部用电设备。所述整流电路7采用全波整流方式；所述能量检测电路8采用阈值控制方式；所述恒压输出电路9，采用门限控制方式。标号1～4分别表示轮胎的胎面、冠带层、钢丝带束层和胎体。

本实用新型实施例安装时，将电极导线6焊接在上下表面溅射铜电极的PZT压电陶瓷片5上，再将上下表面的电极导线6分别串联，留出延长线以便接入电路。在钢丝带束层3与胎体4之间埋入PZT压电陶瓷片5，电极导线6延长线通过轮胎钢丝带束层3与轮胎胎体4的接触面引出，再接入驾驶室内连接到电能收集电路的整流电路7，电能收集电路设于驾驶室内。

本实用新型实施例工作时，汽车行驶过程中产生的电荷通过电极导线6传输到整流电路7，整流电路7将产生的电荷信号进行全波整流并存储到能量检测电路8中，当能量检测电路8检测到电压达到预设要求时，恒压输出电路9开始工作，从输出端输出稳定的电压为外部用电设备供电。当能量检测电路8检测的电压低于门限值时，恒压输出电路9停止工作，一个循环周期结束，等待PZT压电陶瓷片再一次充电，进行下一个工作循环。