一种车辆信息监测自供电系统技术方案

一种车辆信息监测自供电系统，属于应用于机动车的自供电技术领域。能量采集步骤，采集车辆上包括但不限于热能、太阳能、振动能、轮胎变形等各种形式的能量，转化为电能，为车辆信息监测负载提供源源不断的电能，从而实现车辆信息监测系统的自供电；根据不同的负载所处的环境所能提供的能量形式的不同采用不同类型的能量采集装置；电能管理步骤，依据能量采集装置的输出特性以及负载的用电特性对能量采集装置采集到的电能进行管理，以获得最佳的电能使用效率；向负载供电步骤。车辆信息监测自供电系统可应用于实时检测车辆车速及载重，可应用于胎压监测设备的安全气压范围自动调整，可应用于预防爆胎以及预防爆胎事故的辅助安全驾驶。

Self power supply system for vehicle information monitoring

The utility model relates to a self power supply system for vehicle information monitoring, which belongs to the technical field of self power supply for a motor vehicle. Energy acquisition procedures, collection vehicles including but not limited to energy, solar energy, vibrational energy, tire deformation and other forms of energy into electrical energy, Everfount provides electric energy for the vehicle load monitoring information, so as to realize the self powered vehicle information monitoring system; according to the energy collection device by adopting different types of different the load of the environment can be provided in the form of energy; energy management procedures, according to the output characteristics of energy acquisition device and electric load characteristics of energy acquisition device to power management, in order to obtain the best energy efficiency; to supply the load step. Self powered vehicle information monitoring system can be applied to real-time detection of vehicle speed and load, safe pressure range used in tire pressure monitoring device of the automatic adjustment, can be applied to prevent tire and prevent blowout accident of safety driving assistant.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种车辆信息监测自供电系统，属于应用于机动车的自供电

技术介绍
机动车辆上用于信息监测的传感器件越来越多，这些传感器的正常工作极大地保障了行车时的安全，而很多前装、后装传感器由于拉线取电不方便，甚至所处位置无法直接拉线取电，基本都是采用电池供电。而这些采用电池供电的器件更换电池都很困难，极度不方便，有的甚至无法更换电池，传感器随着电池用尽而失效只能更换新的；更大的问题是在电池突然断电导致传感器突然不工作时有可能造成无法及时监测到危险状况而存在发生事故的风险。车辆信息监测自供电装置的引入第一使得用户的使用更加便利，不需要额外的维护，第二增加了传感器件的工作稳定性，避免了失效发生事故的风险，同时取代了电池，对于环境保护与可持续发展也具有非常积极的意义。
技术实现思路
为了克服现有技术的不足,本专利技术提供一种车辆信息监测自供电系统。以解决机动车辆上取电不便的车辆信息监测负载的供电问题，还可实现很多电池供电的车辆信息监测负载所实现不了的功能。一种车辆信息监测自供电系统，含有以下步骤；步骤1、能量采集步骤，采集车辆上包括但不限于热能、太阳能、振动能、轮胎变形等各种形式的能量，转化为电能，为车辆信息监测负载提供源源不断的电能，从而实现车辆信息监测系统的自供电。根据不同的负载所处的环境所能提供的能量形式的不同采用不同类型的能量采集装置包括：振动能量采集装置，可以安装在发动机舱、悬挂、后备箱、轮胎等位置；热能采集装置，可以安装在轮毂、刹车、发动机、排气管等位置；太阳能采集装置，可以安装在车顶、前后风挡玻璃等位置；变形能采集装置，可以安装在轮胎等位置。步骤2、电能管理步骤，依据能量采集装置的输出特性以及负载的用电特性对能量采集装置采集到的电能进行管理。步骤3、向负载供电步骤。振动能量采集装置的发电功率随安装部位振动的剧烈程度而变化，对于振动比较强烈发电量比较充足的位置可以用来向高功耗车辆信息监测负载供电，从而为车联网的实现成为可能，对于振动稍弱发电量不太充足的位置可以间歇性地向高功耗或持续性地向低功耗车辆信息监测负载供电，针对不同的负载用电需求可以依据电能管理步骤来实现；振动能量采集装置至少包括两部分，两部分分别为线圈绕组部分和磁场提供部分，其中至少有一部分是可活动的。磁场提供部分包括第一磁场提供部分和第二磁场提供部分，第一磁场提供部分与第二磁场提供部分所提供的磁力线方向在空间上相反。线圈绕组部分包括导电线圈和第三导磁材料，其中第三导磁材料为软磁材料，第三导磁材料穿过导电线圈，同时可以在第一磁场提供部分和第二磁场提供部分之间移动，从而使得通过导电线圈的磁力线方向发生翻转，从而获得非常大的磁通量变化梯度，提高发电效率。振动能量采集装置的活动部分与装置的固定部分之间通过弹性部件相互作用，弹性部件可以是弹簧、弹片、多级弹簧、塔形弹簧、橡胶弹片、橡胶弹垫等各种形式的能提供弹力的部件。将振动能量采集装置的一部分安装在发动机舱、悬挂、后备箱或轮胎等振动比较强烈的位置，利用这些部位的振动带动振动能量采集装置的两部分发生相对位移，从而使得线圈绕组的磁通量发生变化而产生电能。热能采集装置主要组成为热电材料，将其安装在具有比较明显温差的位置，比如轮毂上，由于刹车造成的高温与空气温度的温差很明显，热电材料利用这个温差产生电能。太阳能采集装置安装在车外表等能被阳光照射到的位置，利用太阳能电池板发电。变形能采集装置主要采集轮胎在行进过程当中不断产生变形的能量，可以有多种结构形式。如采用压电或摩擦的原理，将功能材料粘贴在轮胎内壁，从而随着轮胎的行进不断发生变形而产生电能。本专利技术提供一种在振动能量采集装置的结构形式上改进的变形能采集装置，所述变形能采集装置至少包括两部分，磁场提供部分和线圈绕组部分，其中一部分是可活动的，一部分与轮胎保持相对静止，整个变形能采集装置安装在轮胎的胎面内壁上。在车辆重力的影响下，轮胎与地面接触的位置存在一个平面部分，其余非平面部分在轮胎压力的作用下保持圆形，当轮胎在地面上旋转行进时，轮胎旋转一周的大部分时间内变形能采集装置随轮胎旋转在非平面位置，变形能采集装置随轮胎旋转至与地面接触的平面部分时，变形能采集装置中活动的部分会因此而突然产生一个向轮胎中心运动的位移，当变形能采集装置随轮胎旋转在非平面部分时，由于离心力的作用，变形能采集装置中活动部分因此而向远离轮胎中心的方向运动，那么活动部分就会随着轮胎的旋转而频繁地与另一部分发生相对运动，使得线圈绕组的磁通量发生变化从而将轮胎变形能转化为电能。其中磁场提供部分包括永磁体和第一导磁材料，第一导磁材料与永磁体的充磁面重合，且第一导磁材料与永磁体在结构上相互配合，使得不需要额外的粘接剂就可以让第一导磁材料和永磁体的充磁面完全重合不偏心，第一导磁材料与永磁体的截面积相同，这样做的好处是使得永磁体的磁力线沿着线圈绕组的磁通量梯度更大的方向分布。磁场提供部分还可包括第二导磁材料，第二导磁材料与永磁体的另一个充磁面重合，第二导磁材料与永磁体的截面积相同，且第二导磁材料与永磁体在结构上相互配合，使得不需要额外的粘接剂就可以让第一导磁材料和永磁体的充磁面完全重合不偏心。变形能采集装置的活动部分与装置固定部分之间通过弹性部件相互作用，弹性部件为各种形式的弹簧、弹片，也可以为多级不同劲度系数的弹簧、弹片的组合，还可以是磁力弹簧、橡胶弹片、橡胶弹垫，以及这些弹性部件的组合。由此可见振动能量采集装置安装在轮胎胎面内壁上也可以实现轮胎变形能的采集，只需让轮胎由圆形变成平面的形变方向与振动能量采集装置活动部分的活动轨迹的方向保持一致即可。能量采集装置产生的电能一般不能直接连接负载使用，需要对电能进行管理以减少电量损失。电能管理步骤，包括整流模块、限压模块、储能模块、稳压模块、电压监测模块、触发开关模块；不同的模块进行组合可以产生特定的效果，根据能量采集装置的输出特性及车辆信息监测负载的用电特性选择特定的模块组合来获得最佳的电量使用效率。整流模块对能量采集装置采集到的交流电做整流处理，如果能量采集装置有多个输出端，可根据输出电压与需求电压的情况将整流模块选择性地进行并联或串联以达到最佳效果。为减小能量损失，整流模块优先采用全桥整流。对于能量采集装置输出为直流电的则不需要整流模块。限压模块用来保护后端器件，在能量采集装置产生的电压较高时，用来保护储能模块及稳压模块。如果能量采集装置产生的最高电压低于储能模块以及稳压模块的耐压值时，则可不需要限压模块。限压模块可采用稳压二极管等器件组成。储能模块用来临时或长期存储能量，可以根据具体需求选择电容或可充电电池，如采用可充电电池，则还需匹配合适的低功耗充放电管理电路以减小能量损失，最大程度地存储电能。稳压模块(升压稳压或降压稳压)用来根据负载特性将电压调整到合适的可用值。电压监测模块用来监测储能模块的电压，即储能模块所存储的电量，这样可以依据负载的特性使得储能模块在特定的电压范围内才开始向负载供电，否则继续存储电量不放电。这样可以最大程度地减小电量损耗，防止在电压还达不到负载工作电压时就开始向负载供电而形成电量的无谓损耗。电压监测模块最优的可以选择带有迟滞功能，这样可以在储能模块向后端负载供电时有一个缓冲阶段，而不至于发生反复通断。电压本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种车辆信息监测自供电系统，其特征在于含有以下步骤；步骤1、能量采集步骤，采集车辆上包括但不限于热能、太阳能、振动能、轮胎变形各种形式的能量，转化为电能，为车辆信息监测负载提供源源不断的电能，从而实现车辆信息监测系统的自供电，根据不同的负载所处的环境所能提供的能量形式的不同采用不同类型的能量采集装置；步骤2、电能管理步骤，依据能量采集装置的输出特性以及负载的用电特性对能量采集装置采集到的电能进行管理；步骤3、向负载供电步骤；高效的能量采集装置提供充足的电量，高效的电能管理减小电量损耗，三步骤共同保障车辆信息监测负载充足的电能自供给，可实现很多电池实现不了的功能。

【技术特征摘要】
1.一种车辆信息监测自供电系统，其特征在于含有以下步骤；步骤1、能量采集步骤，采集车辆上包括但不限于热能、太阳能、振动能、轮胎变形各种形式的能量，转化为电能，为车辆信息监测负载提供源源不断的电能，从而实现车辆信息监测系统的自供电，根据不同的负载所处的环境所能提供的能量形式的不同采用不同类型的能量采集装置；步骤2、电能管理步骤，依据能量采集装置的输出特性以及负载的用电特性对能量采集装置采集到的电能进行管理；步骤3、向负载供电步骤；高效的能量采集装置提供充足的电量，高效的电能管理减小电量损耗，三步骤共同保障车辆信息监测负载充足的电能自供给，可实现很多电池实现不了的功能。2.根据权利要求1所述的一种车辆信息监测自供电系统，其特征在于能量采集装置是一种振动能量采集装置，安装在发动机舱、悬挂、后备箱、轮胎位置。3.根据权利要求2所述的一种车辆信息监测自供电系统，特征在于振动能量采集装置至少包括两部分，磁场提供部分和线圈绕组部分，其中至少有一部分是可活动的。4.根据权利要求3所述的一种车辆信息监测自供电系统，其特征在于振动能量采集装置的磁场提供部分包括第一磁场提供部分和第二磁场提供部分，第一磁场提供部分与第二磁场提供部分所提供的磁力线方向在空间上相反。5.根据权利要求4所述的一种车辆信息监测自供电系统，其特征在于振动能量采集装置线圈绕组部分包括导电线圈和第三导磁材料，其中第三导磁材料为软磁材料，第三导磁材料穿过导电线圈，同时可以在第一磁场提供部分和第二磁场提供部分之间移动，从而使得通过导电线圈的磁力线方向发生翻转，从而获得非常大的磁通量变化梯度。6.根据权利要求3所述的一种车辆信息监测自供电系统，其特征在于振动能量采集装置活动部分与装置固定部分之间通过弹性部件相互作用，弹性部件可以是弹簧、弹片、多级弹簧、塔形弹簧、橡胶弹片、橡胶弹垫各种形式的能提供弹力的部件。7.根据权利要求1所述的一种车辆信息监测自供电系统，其特征在于能量采集装置是一种变形能采集装置，可以安装在轮胎位置。8.根据权利要求7所述的一种车辆信息监测自供电系统，其特征在于变形能采集装置至少包括两部分，磁场提供部分和线圈绕组部分，其中一部分是可活动的，一部分与轮胎保持相对静止，整个变形能采集装置安装在轮胎的胎面内壁上；在车辆重力的影响下，轮胎与地面接触的位置存在一个平面部分，其余非平面部分在轮胎压力的作用下保持圆形，当轮胎在地面上旋转行进时，轮胎旋转一周的大部分时间内变形能采集装置随轮胎旋转在非平面位置，变形能采集装置随轮胎旋转至与地面接触的平面部分时，变形能采集装置中活动的部分会因此而突然产生一个向轮胎中心运动的位移，当变形能采集装置随轮胎旋转在非平面部分时，由于离心力的作用，变形能采集装置中活动部分因此而向远离轮胎中心的方向运动，那么活动部分就会随着轮胎的旋转而频繁地与另一部分发生相对运动，使得线圈绕组的磁通量发生变化从而将轮胎变形能转化为电能。9.根据权利要求8所述的一种车辆信息监测自供电系统，其特征在于变形能采集装置磁场提供部分包括永磁体和第一导磁材料，第一导磁材料与永磁体的充磁面重合，且第一导磁材料与永磁体在结构上相互配合，使得不需要额外的粘接剂就可以让第一导磁材料和永磁体的充磁面完全重合不偏心，第一导磁材料与永磁体的截面积相同，这样做的好处是使得永磁体的磁力线沿着线圈绕组的磁通量梯度更大的方向分布。10.根据权利要求9所述的一种车辆信息监测自供电系统，其特征在于变形能采集装置磁场提供部分还包括第二导磁材料，第二导磁材料与永磁体的另一个充磁面重合，第二导磁材料...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴静远，李烁，禹沐，
申请(专利权)人：北京微能高芯科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11