基本信息
- 項目名稱：
- 壓電式汽車四輪支撐發(fā)電器
- 小類：
- 能源化工
- 大類：
- 科技發(fā)明制作A類
- 簡介：
- 本裝置以壓電陶瓷換能材料為核心，利用壓電效應(yīng)原理來產(chǎn)生電能，可以把汽車運動過程中的震動顛簸轉(zhuǎn)化為電能。由于汽車運行過程中震動主要靠懸架結(jié)構(gòu)來緩沖，而本裝置正是立足于此，可以很好的同汽車減震彈簧結(jié)合在一起，收集耗散的機械能簡直轉(zhuǎn)化為可供利用的電能。具有適應(yīng)性好，適用于各種車輛，簡單易實現(xiàn)的特點。
- 詳細介紹：
- 目前在城市車輛已成為十分普及的交通工具，長途汽車，公共汽車，各種私家車不計其數(shù)，然而汽車震動過程中的能量損失很少有人注意到，我們知道汽車需要消耗化石能源，排放CO2，卻很少有人想辦法利用汽車細微之處的能量發(fā)電，滿街的汽車每日耗費巨大的能量，十分令人惋惜。本裝置的構(gòu)思正是緣于此，它由機械部分與電氣部分組成，機械部分包括陶瓷壓電片，金屬基板，壓力傳遞板；電氣部分包括全橋整流電路，輸出端口及儲能裝置。機械部分采用的是壓電懸梁結(jié)構(gòu)，其一端固定，另一端為工作部分，兩壓電片之間有彈性較好的金屬基板隔開，兩壓電片上表面接電路。汽車在運行過程中往往會產(chǎn)生震動，會壓迫壓力傳遞板導(dǎo)致位于汽車輪子支撐上的陶瓷壓電片變形，由于該種材料的壓電效應(yīng)會把機械能轉(zhuǎn)化為電能，輸出交流電，經(jīng)由整流電路整流匯總到位車內(nèi)的輸出端口由儲存裝置（如手機電池）儲存起來，實現(xiàn)發(fā)電功能。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標
- 目的 近年來，我國汽車無論是產(chǎn)量還是擁有量都突飛猛進，這些汽車日益吞噬著地球上有限的資源并不斷向大氣中排放二氧化碳與其他污染物然而汽車在運行過程中一些不必要并且可回的資源浪費卻無人問津尤其是一些路況不理想的場合行駛所耗散掉的振動能。所以我們小組在此提出一種能解決這種浪費的發(fā)電裝置。 基本思路 本裝置的構(gòu)思由機械部分與電氣部分組成機械部分包括陶瓷壓電片，金屬基板，壓力傳遞板；電氣部分包括全橋整流電路，輸出端口及儲能裝置。機械部分采用的是壓電懸梁結(jié)構(gòu)，其一端固定，另一端為工作部分，兩壓電片之間有彈性較好的金屬基板隔開，兩壓電片上表面接電路。汽車在運行過程中往往會產(chǎn)生震動，會壓迫壓力傳遞板導(dǎo)致位于汽車輪子支撐上的陶瓷壓電片變形，由于該種材料的壓電效應(yīng)會把機械能轉(zhuǎn)化為電能，輸出交流電，經(jīng)由整流電路整流匯總到位車內(nèi)的輸出端口由儲存裝置（如手機電池）儲存起來，實現(xiàn)發(fā)電功能。 創(chuàng)新點 1、采用不銹鋼壓力傳遞薄片能使陶瓷壓電片獲得更好的柔韌性，因而可以獲得更大彎矩，提高轉(zhuǎn)化效率。 2、采用陶瓷壓電片發(fā)電幾乎沒有摩擦損耗提高機械能的轉(zhuǎn)化效率。 3、相比機械發(fā)電裝置陶瓷壓電片更耐用且結(jié)構(gòu)更加簡單，體積輕巧。 4、本裝置幾乎不受地域氣候等限制，適用范圍廣泛。 5、可根據(jù)要求增加壓電片來提高功率，可拓展性好和更換方便。 6、陶瓷壓電片抗壓效果好，壽命長更耐用，并且對震動十分靈敏，可較好的利用震動過程中的機械能。 技術(shù)關(guān)鍵 壓電陶瓷與不銹鋼片尺寸及厚度的選擇，和輸出能力的設(shè)計。
科學(xué)性、先進性
- 相對于電磁式發(fā)電機更為耐用，體積更輕巧，成本更低廉的特點。尤其是在振動能的利用方面很有作為，其功率密度更勝于電磁式電機。在振動發(fā)電方面有很強的優(yōu)勢。
獲獎情況及鑒定結(jié)果
- 2011年5月5日于山東建筑大學(xué)機電學(xué)院承辦的十二屆挑戰(zhàn)杯大賽中入圍決賽。
作品所處階段
- 關(guān)鍵部分已完成，功能可實現(xiàn)，還需進一步修飾，以及實際性的實驗。
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 以專利形式轉(zhuǎn)讓
作品可展示的形式
- 三維模型
使用說明,技術(shù)特點和優(yōu)勢,適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場分析,經(jīng)濟效益預(yù)測
- 目前在城市車輛已成為十分普及的交通工具，長途汽車，公共汽車，各種私家車不計其數(shù)，然而汽車震動過程中的能量損失很少有人注意到，我們知道汽車需要消耗化石能源，排放CO2，卻很少有人想辦法利用汽車細微之處的能量發(fā)電，聽任這些能量白白流失，十分令人惋惜，如果本裝置能夠得以推廣必定會大有作為，收集耗散的振動機械能用于日常充電所需，數(shù)以萬計的車輛每日的發(fā)電量必定是非?？捎^的，在另一種意義上減少了化石燃料的使用，降低CO2排放量，遏制全球變暖，盡我們所能為節(jié)能減排貢獻力量。
同類課題研究水平概述
- 近年來壓電發(fā)電的相關(guān)研究與產(chǎn)品有逐漸增加的趨勢，其中較著名的是由麻省理工學(xué)院(MIT)所發(fā)展的壓電鞋，它是種分別利用壓電陶瓷(PZT)與壓電聚合物(PVDF)兩種壓電材料，其裝設(shè)在鞋底的，可藉由人在行走時，對腳跟的敲擊與腳尖的彎曲，經(jīng)由壓電材料將機械能量轉(zhuǎn)換成的電能，而這樣的裝置在行走頻率在 0.8Hz 下，最已可連續(xù)提供 3V 與 1.3mW 的電能。而普林斯頓大學(xué)也有針對壓電發(fā)電 EEL[7]的研究開發(fā)，它是將壓電聚合物(PVDF)安裝于旗面上，藉由固定端的設(shè)計，讓迎面而來的流體產(chǎn)生渦流，使旗子產(chǎn)生猶如鰻魚般的擺動，以利用水流或洋流來發(fā)電。在德州大學(xué)也有將壓電片安裝在風(fēng)車上，以證實壓電藉由風(fēng)力發(fā)電的可行性，然而專門用于汽車的壓電陶瓷發(fā)電尚沒有，本裝置屬首例。
