[发明专利]无线胎压监测系统

说明书

一种无线胎压监测系统，包括：设置于轮胎内、外胎之间的摩擦纳米发电机，用于将轮胎行进过程中形变产生的机械能转化为电能；以及无线胎压监测单元，由摩擦纳米发电机提供电能，用于完成胎压监测。由此可以实现自驱动的无线胎压监测，确保对胎压的实时监测，解决了现有技术中胎压监测系统受限于电池寿命而不能对胎压进行实时监测的问题。

技术领域

本公开属于摩擦发电技术领域，更具体地涉及一种无线胎压检测系统。

背景技术

通常情况下，车辆在行驶过程中需要对轮胎压力进行监测，以确保行车安全。但现有技术中的胎压测试系统一般是由电池进行供电，这样就可能出现胎压测试系统受限于电池寿命而需要定期更换维护的弊端。

而汽车轮胎是汽车的重要组成部件，其对于保障汽车的安全行驶具有重要的作用。轮胎转动时会不停地旋转、压缩，对比轮胎接触和不接触地面时的形变量，发现其形变率非常大，因此行驶中的汽车轮胎能够产生较大的能量，但此能量在很大程度上都被忽视和浪费掉了。

公开内容

基于以上问题，本公开的主要目的在于提出一种无线胎压监测系统，用于解决以上技术问题的至少之一。

为了实现上述目的，作为本公开的一个方面，本公开提出一种无线胎压监测系统，包括：设置于轮胎内、外胎之间的摩擦纳米发电机，用于将轮胎行进过程中形变产生的机械能转化为电能；以及无线胎压监测单元，由摩擦纳米发电机提供电能，用于完成胎压监测。

在本公开的一些实施例中，上述摩擦纳米发电机包括：

基底层，为2N边形的环形结构；第一电极层，紧贴基底层内侧N个相邻边，作为摩擦纳米发电机的第一摩擦电极；摩擦电极层，紧贴基底层内侧另外N个相邻边，作为摩擦纳米发电机的第二摩擦电极；以及绝缘层，紧贴第一电极层/摩擦电极层。其中，基底层在外力作用下发生变形，以改变绝缘层与摩擦电极层/第一电极层的接触/分离状态，摩擦产生电荷，且在分离状态时，第一电极层或摩擦电极层通过感应产生电荷；N为大于1的自然数。

在本公开的一些实施例中，上述第一电极层连接有第一引出导线；摩擦电极层连接有第二引出导线；摩擦纳米发电机通过第一引出导线及第二引出导线连接至无线胎压监测单元。

在本公开的一些实施例中，上述基底层为正2N边形的环形结构。

在本公开的一些实施例中，上述N为奇数，且基底层的2N个边中的一组对边与轮胎的径向垂直；优选地，N＝3。

在本公开的一些实施例中，上述绝缘层在基底层未发生变形时，与摩擦电极层/第一电极层之间存在预定间隙；绝缘层在基底层发生变形时，与摩擦电极层/第一电极层在形变压力下相互接触。

在本公开的一些实施例中，上述绝缘层与第一电极层/摩擦电极层接触面的相对面具有微结构，该微结构为包括纳米线、纳米管、纳米颗粒、纳米棒、纳米花、纳米沟槽、微米沟槽、纳米锥、微米锥、纳米球和微米球状结构中任意组合的阵列结构。

在本公开的一些实施例中，上述第一电极层和摩擦电极层的主体材质包括：金属、合金和导电氧化物的任意组合；绝缘层的主体材质包括高分子聚合物；基底层的主体材料包括柔性绝缘材料；优选地，该柔性绝缘材料具有高耐久性。

在本公开的一些实施例中，上述无线胎压监测单元包括：交/直流转换电路，与摩擦纳米发电机连接，用于将摩擦纳米发电机转化得到的电能存储并向无线胎压传感器供电；无线胎压传感器，包括：设置在轮胎气嘴处的发射端，用于对轮胎的胎压进行检测，并将检测结果发射至接收端；接收端，用于接收检测结果并实时呈现。

在本公开的一些实施例中，上述摩擦纳米发电机通过粘贴、缝合或堆叠方式设置于所述轮胎的内、外胎之间；和/或，摩擦纳米发电机的数量为多个，该多个摩擦纳米发电机之间通过导线以并联方式连接，导线分布在轮胎的内、外胎之间。