振動(dòng)與噪聲的能量回收

1、汽車(chē)振動(dòng)與噪聲的能量回收汽車(chē)振動(dòng)與噪聲的能量回收xxx2013.9.21主要內(nèi)容主要內(nèi)容1.振動(dòng)與噪聲能量回收的可行性與現(xiàn)有回收形式2.汽車(chē)振動(dòng)與噪聲來(lái)源形式3.汽車(chē)振動(dòng)與噪聲能量回收研究1.1.振動(dòng)與噪聲能量回收的可行性與現(xiàn)振動(dòng)與噪聲能量回收的可行性與現(xiàn) 有回收形式有回收形式目前振動(dòng)能量回收技術(shù)研究主要分為三種類(lèi)型：（1）利用電磁換能裝置將振動(dòng)機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能的電磁式；（2）利用靜電發(fā)生器將振動(dòng)機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能的靜電式；（3）利用壓電材料的壓電效應(yīng)將振動(dòng)機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能的壓電式。1.1.振動(dòng)與噪聲能量回收的可行性與現(xiàn)振動(dòng)與噪聲能量回收的可行性與現(xiàn) 有回收形式有回收形式 電磁式振動(dòng)能量回收是利

2、用電磁感應(yīng)原理通過(guò)磁場(chǎng)把機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能。它的基本原理是：利用永磁體、線(xiàn)圈和一個(gè)諧振的振動(dòng)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生電磁感應(yīng)，將感應(yīng)到的電能用后續(xù)電路進(jìn)行提取。這種能量回收系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是成本低、輸出功率大，缺點(diǎn)是感應(yīng)到的電壓很小，雖然可以通過(guò)使用變壓器、提高線(xiàn)圈圈數(shù)或提高磁場(chǎng)強(qiáng)度來(lái)進(jìn)一步提高感應(yīng)電壓，但以上各種方法都在尺寸上受到限制；并且輸出功率隨著系統(tǒng)體積的減小而大幅降低。1.1.振動(dòng)與噪聲能量回收的可行性與現(xiàn)振動(dòng)與噪聲能量回收的可行性與現(xiàn) 有回收形式有回收形式 靜電感應(yīng)是物體內(nèi)的電荷因受外界電荷的影響而重新分布的現(xiàn)象。現(xiàn)在的微型靜電能量回收裝置構(gòu)造與電容相似，它是通過(guò)變?nèi)荻O體因振動(dòng)造成的容量變化來(lái)獲取靜電學(xué)

3、能量。由于這種方法具有 IC 相容性，可大量利用 IC 生產(chǎn)中的成熟工藝和技術(shù)，進(jìn)行低成本、大批量的生產(chǎn)。與電磁方法相比，相同尺寸可以獲得更高的輸出電壓。但是，為了實(shí)現(xiàn)電容兩端的電壓約束或電容的電荷約束，需要獨(dú)立的電源支持。1.1.振動(dòng)與噪聲能量回收的可行性與現(xiàn)振動(dòng)與噪聲能量回收的可行性與現(xiàn) 有回收形式有回收形式 壓電能量回收是利用壓電材料從周?chē)駝?dòng)的環(huán)境中提取有用的能量，這種方法正在被越來(lái)越多的關(guān)注。壓電材料具有晶體結(jié)構(gòu)，具備將施加在自身上的電勢(shì)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械應(yīng)變的能力；反過(guò)來(lái)，也具有將機(jī)械應(yīng)變能轉(zhuǎn)化為電荷的能力。前者可以用于主動(dòng)振動(dòng)控制，后者的特性使得壓電材料能夠吸收周?chē)h(huán)境如基體結(jié)構(gòu)振動(dòng)的

4、機(jī)械能，并轉(zhuǎn)化為電能來(lái)維持其它電子設(shè)備的正常工作。1.1.振動(dòng)與噪聲能量回收的可行性與現(xiàn)振動(dòng)與噪聲能量回收的可行性與現(xiàn) 有回收形式有回收形式機(jī)械振動(dòng)能量回收原理能量密度公式假定條件壓電效應(yīng)35.4（1/2）y2kv2/2cvPZT5H電磁感應(yīng)24.8（1/2）B2/00.25T靜電感應(yīng)4（1/2）0E23107Vm-1三種振動(dòng)能量回收系統(tǒng)的能量密度1.1.振動(dòng)與噪聲能量回收的可行性與現(xiàn)振動(dòng)與噪聲能量回收的可行性與現(xiàn) 有回收形式有回收形式 從上表可以看出，與靜電式和電磁式兩種振動(dòng)能量轉(zhuǎn)化方式相比，壓電式能量回收裝置可以達(dá)到相對(duì)更高的功率密度。另外，壓電式能量回收裝置由于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于系統(tǒng)集成于微

5、型化，使其在實(shí)際中得到更廣泛應(yīng)用。2. .汽車(chē)振動(dòng)與噪聲來(lái)源形式汽車(chē)振動(dòng)與噪聲來(lái)源形式3.汽車(chē)振動(dòng)與噪聲能量回收研究汽車(chē)振動(dòng)與噪聲能量回收研究 1.制動(dòng)能量回收 制動(dòng)能量吸收方案主要有電阻耗能型、蓄電池儲(chǔ)能型、電容儲(chǔ)能型、飛輪儲(chǔ)能型和超導(dǎo)儲(chǔ)能型,電阻耗能只能將電能轉(zhuǎn)化為熱能排掉，造成能源浪費(fèi)；蓄電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的電池使用壽命不夠長(zhǎng)，大量使用電池對(duì)環(huán)境造成污染；飛輪儲(chǔ)能質(zhì)量很大，摩擦耗能問(wèn)題嚴(yán)重，飛輪工作壽命短；超導(dǎo)儲(chǔ)能裝置的單位體積儲(chǔ)存的能量較低，在實(shí)用技術(shù)上有一定的困難。超級(jí)電容被廣泛地應(yīng)用于儲(chǔ)能裝置中，它具有快速充放電、低污染、高效率和維護(hù)費(fèi)用低等特點(diǎn)。3.汽車(chē)振動(dòng)與噪聲能量回收研究汽車(chē)振動(dòng)與

6、噪聲能量回收研究2.振動(dòng)能量回收 目前較為成熟，也較為廣泛關(guān)注的是基于壓電振動(dòng)的能量回收技術(shù)。壓電材料可按多種構(gòu)成形式應(yīng)用于壓電能量回收系統(tǒng)中，而壓電能量回收系統(tǒng)又可以通過(guò)改變壓電材料屬性，改變壓電單元工作模式，利用多層化來(lái)增加壓電體有效容積，改變壓電振子的結(jié)構(gòu)形式以及調(diào)節(jié)系統(tǒng)的諧振頻率等方法改變壓電能量回收裝置的構(gòu)成形式來(lái)提高其能量回收的效率和性能。3.3.汽車(chē)振動(dòng)與噪聲能量回收研究汽車(chē)振動(dòng)與噪聲能量回收研究汽車(chē)振動(dòng)能量回收發(fā)電懸架 回轉(zhuǎn)發(fā)電機(jī)式 直線(xiàn)電機(jī)式 液壓式3.汽車(chē)振動(dòng)與噪聲能量回收研究汽車(chē)振動(dòng)與噪聲能量回收研究3.噪聲能量回收 噪聲屬于聲音的一種，它的特點(diǎn)就是通過(guò)聲源的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生振動(dòng)，然后通過(guò)壓電材料的正壓電效應(yīng)，將機(jī)械振動(dòng)轉(zhuǎn)化為電能。3.3.汽車(chē)振動(dòng)與噪聲能量回收研究汽車(chē)振動(dòng)與噪聲能量回收研究 聲發(fā)電機(jī) 韓國(guó)研究人員利用人耳吸收聲波的原理，制造出了仿照人耳吸收聲音的鼓膜的噪聲發(fā)電機(jī)。這種發(fā)電機(jī)是一種名為“聲雷”（Sonea）的概念機(jī)，這個(gè)概念機(jī)內(nèi)儲(chǔ)存有碳酸鹽、丙烯腈等化學(xué)物質(zhì)，可以將噪聲沖擊波對(duì)仿生鼓膜的振動(dòng)能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能儲(chǔ)存起來(lái)，當(dāng)和電器相連時(shí)就可釋放出電能?！奥暲住卑l(fā)電機(jī)可以利用帶狀的電源線(xiàn)相互串聯(lián)在一起，也可以按照需求進(jìn)行組裝，盡