基于陶瓷壓電效應的輪胎壓力發電系統模型設計

項盛榮

（長江工程職業技術學院 湖北 武漢430212）

基于陶瓷壓電效應的輪胎壓力發電系統模型設計

項盛榮

（長江工程職業技術學院 湖北 武漢430212）

將壓電陶瓷元件嵌入汽車輪胎中，利用陶瓷元件的正壓電效應使汽車行駛時的無效機械能轉換成電能，預先積聚存儲在超級電容中；再利用高效率的開關集成穩壓器對電瓶進行恒壓充電，將超級電容中的電能轉移到電瓶中。輪胎壓力發電系統模型設計，要以提高發電單元機電能量轉換效率和減小電能傳輸損失為核心。

壓電陶瓷；輪胎壓力發電；模型設計；充電；電瓶

世界許多國家對壓電陶瓷發電作了大量的研究，并研制出了一些實用性的發電裝置，比如，日本公司在東京站利用人體踩踏壓電陶瓷元件發電，點亮了白熾燈；以色列技術研究院利用汽車碾壓路面中的壓電晶體來發電[1]等，但目前尚無人將壓電陶瓷安裝在輪胎中將汽車行駛時的無效機械能轉換成電能。顯然，在石油能源極為珍貴的今天，利用汽車行駛時的無效機械能實現壓力發電有著極為重要的意義。文中設計的輪胎壓力發電系統，不但能將汽車行駛時的無效機械能轉換成電能，還無需增加燃油損耗，易于實現，制造成本低，壽命長。

1 設計指導思想

輪胎壓力發電系統模型設計的指導思想是，在不增加燃油耗能的前提下，借助壓電陶瓷材料的正壓電效應，將汽車行駛過程中的無效機械能轉換成電能，輔助汽車發電機發電系統對電瓶充電，將電能儲存電瓶中[2-3]。……