[发明专利]面向汽车车胎内集成传感器的宽频俘能装置及其设计方法

说明书

本发明公开了一种面向汽车车胎内集成传感器的宽频俘能装置及其设计方法，所述宽频俘能装置包括宽频俘能装置本体和LTC3588‑1芯片，所述宽频俘能装置本体的输出端分别连接LTC3588‑1芯片的PZ1和PZ2引脚；所述宽频俘能装置本体包括第一固定架、线圈、永磁铁芯，所述第一固定架的顶部固设有弹性薄片，所述弹性薄片上设有压电陶瓷片；所述永磁铁芯位于所述线圈内，所述永磁铁芯的两端均设有约束弹簧，所述弹性薄片悬空的一端设有配重件。本发明中的宽频俘能装置能够提高机械能转换成电能的利用率，且能在更宽的速度区间内达到电路的稳压阈值。

技术领域

本发明涉及宽频俘能装置技术领域，尤其涉及面向汽车车胎内集成传 感器的宽频俘能装置及其设计方法。

背景技术

随着工业水平和科学技术的发展，我国的汽车制造业不断突破新技 术，虽然在一些传统工艺方面赶不上一些工业强国，但我国紧紧把握住了 新能源汽车的发展趋势，在智能化汽车生产设计中属于第一梯队。说到智 能化汽车，智能轮胎不可或缺，在轮胎中集成多类传感器，将胎压、胎温 等信息直观的反映给驾驶员，不仅给驾驶员提供便利，还能提升驾驶安全。 现有技术中对传感器供电几乎都是采用电池，但电池存在不少的缺点：

(1)寿命限制。市面上普遍采用的锂电池都有严格的充放电次数， 一般在三到五年电池的储电量和性能就无法保证，而且传感器布置在轮毂 内部，更换电池也是个麻烦的工作。

(2)工作环境要求高。使用环境对电池工作状态有较大影响，高低 温、高压以及剧烈震动等等都可能损坏电池，甚至直接报废，而轮胎的使 用环境往往很复杂。

(3)回收处理问题。废旧电池的回收一直是一个困难，由于电池含 有较多的重金属，它的回收和降解都很难实现。

发明内容

针对上述存在的问题，本发明旨在提供一种面向汽车车胎内集成传感 器的宽频俘能装置及其设计方法，能够在更宽的速度区间内达到电路的稳 压阈值。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：

面向汽车车胎内集成传感器的宽频俘能装置，包括宽频俘能装置本 体，其特征在于：所述宽频俘能装置本体包括第一固定架、线圈、永磁铁 芯，所述第一固定架的顶部固设有弹性薄片，所述弹性薄片的一端与所述 第一固定架固定连接，所述弹性薄片的另一端悬空，且所述弹性薄片上设 有压电陶瓷片；

所述线圈为圆筒状，所述永磁铁芯为圆柱形结构，且所述永磁铁芯位 于所述线圈内，所述线圈的一端与所述第一固定架连接，所述线圈的另一 端连接有第二固定架，所述第一固定架与所述第二固定架平行设置；

所述宽频俘能装置本体还包括用于对装置发电效果进行调整的调平 组件。

进一步的，所述调平组件包括固设在所述永磁铁芯两端的约束弹簧， 两个所述约束弹簧远离所述永磁铁芯的一端分别与对应的第一固定架或 第二固定架连接。

进一步的，所述约束弹簧的长度为50mm，线径为0.4mm。

进一步的，所述调平组件还包括与所述弹性薄片可拆卸连接的配重 件，所述配重件位于所述弹性薄片远离所述第一固定架的一端。

进一步的，所述宽频俘能装置还包括LTC3588-1芯片，所述宽频俘能 装置本体的输出端分别连接LTC3588-1芯片的PZ1和PZ2引脚。

进一步的，面向汽车车胎内集成传感器的宽频俘能装置的设计方法， 其特征在于，包括以下步骤，

S1：设计宽频俘能装置本体结构；

S2：设计能量采集电路，选择芯片，与宽频俘能装置本体连接，形成 完整的宽频俘能装置；

S3：对步骤S1中宽频俘能装置本体使用的压电陶瓷片进行压电实验 平台测试；