基于压电的车载传感器自供电技术研究

由于电动汽车的广泛推广及其智能化发展的需求，车载传感器数量激增，传统供能方式诸如污染、维护困难等缺陷日渐凸显。考虑到车载环境中振动无处不在，利用压电技术对振动能量进行收集，设计压电式振动能量收集系统以用来解决微功耗传感器供能问题。文中对系统的结构以及数学模型进行了理论分析，给出了系统振动频率的数学模型以及压电输出的数学模型，在仿真分析的基础之上设计了一套压电能量收集装置，并对其共振情况下的发电性能进行了实验测试。实验结果表明提出的理论模型可以很好的预测系统的输出特性，在共振频率为11.6 Hz，加速度为0.5 g时，系统获得的最大开路电压是4.45 V，在最优负载电阻为400 kΩ时，振动能量收集装置的最大的负载功率为15.02μW。结合超级电容的储能功能，可以满足功率更大间歇式工作方式的车载传感器的能量供给。