胎压报警器用压电发电装置的设计及实验研究.pdfVIP

第 5期 机械 设计 与制造 2013年 5月 Machinery Design Manufacture 49 胎压报警器用压电发电装置的设计及实验研究 刘建芳，杨继光，焦晓阳，陈红霞 (吉林大学 机械科学与工程学院，吉林 长春 130025) 摘 要：为了实现轮胎压力报警器(．rPMs)的无源化，解决传统电池寿命有限、不易替换等问题，提出了利用压电材料将 汽车行驶过程中轮胎的机械能转化为电能，为rrPMS的监测模块供 电。制作了一种能用于轮胎压力报警器(TPMS)的压 电发电装置，设计 了相应的能量转换及存储电路 ，并对该系统进行 了实验测试。这种压电发电装置具有结构简单、不发 热、无污染、不受电磁干扰、易于加工制作和结构小型化等优点。 关键词：TPMS；压 电发电装置；存储电路；检测模块 中图分类号：TH16；TM619；TM91 文献标识码 ：A 文章编号：1001—3997(2013)05—0049—03 TheDesignandExperimentalResearchonPiezoelectricPower GeneratorforTPMS LIUJian-fang，YANGJi-guang，JIAOXiao-yang，CHENHong-xia (CollegeofMechanicalScienceandEngineering，JilinUniversity，JilinChangchun 130025，China) Abstract：InordertorealizepassivitymethodofTPMS (TirePressureMonitoringSystem)andsolvetheproblemofconventional battery’Slimitedlfieanduneasereplacement，thestudythatvibrationmechnaicalenergyofthetireinbusdrivingis transformedintoelectricpowerbyutilizationofpiezoelectricmaterialsandpowerthedetectionmoduleofTPMSisproposed~A piezoelectrcipowergeneratorusedfortirepressuremonitorings~tem (TPMS)／smade．Thecorrespondingcircuitforenergy transformatoinandstoragesidesignedandexperimentsitestedonthesystem．Thepiezoelectricpower-generationdevwehas theadvantagesofsimplestructure，nofever，加pollution，immunitytoelectromagnetciinte renee，easytomnaufacture， miniaturizationofthestructure，nad5．0On． KeyW ords：TPMS；PiezoelectricPowerGenerator；StorageCircuit；DetectionModule 1引言 2原理与设计 随着人们生活水平的提高，汽车开始进人大部分的家庭。中 2．1结构设计 国正在成为全球最大的新兴汽车市场，汽车安全产品将成为中国 轮胎报警器的发电装置结构图，如图1所示。 生机勃勃的新兴市场热点。但是，每年轮胎问题造成的交通事故 频频发生，统计数据显示，目前我国重大交通事故中，由爆胎引发 的占全部交通事故的35％，在美国交通事故为轮胎气压问题引发 的比例达80％，爆胎是目前汽车交通事故的重大杀手之一。所以， 越来越多的客户和汽车生产商