基于汽车振动的能量收集系统和具有其的汽车技术方案

本实用新型专利技术公开了一种基于汽车振动的能量收集系统和具有其的汽车，所述系统包括：本体；设置在本体之中的能量收集装置，用以收集汽车振动产生的能量；设置在本体之中的无线信号发生器；设置在本体之上的接口装置，用以连接外部传感器；设置在本体之中的低功耗转换电路，低功耗转换电路将能量收集装置收集到的能量转换为电能以分别供给无线信号发生器和外部传感器，无线信号发生器还与接口装置相连以将外部传感器采集的数据信息无线传输给汽车的信息处理装置。该系统使得传感器无需连接蓄电池供电系统，且通过无线方式进行数据传输，彻底摆脱了复杂的线束布置，极大地提高了传感器布置的自由度和便利性。

Energy harvesting system based on vehicle vibration and vehicle with the same

The utility model discloses a and automobile with the energy collection system based on the vehicle vibration, the system comprises: a body; set the energy collection device in the body and is used for generating a collection of vehicle vibration energy; set up a wireless signal generator in the body; set the interface device in the ontology, used to connect the external sensor; setting low power conversion circuit in the body, low power conversion circuit converts the energy collection device to collect energy into electrical energy to supply wireless signal generator and the external sensor, wireless signal generator is connected to the interface device and data wireless transmission of information acquisition of external sensors to the information processing device of automobile the. This system makes the sensor without connecting the battery power supply system, and data transmission through the wireless way, completely out of the harness layout complex, greatly improves the sensor layout freedom and convenience.

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及汽车
，特别涉及一种基于汽车振动的能量收集系统和具有其的汽车。
技术介绍
汽车中存在很多传感器类型的低耗电设备，传统的处理方法是通过蓄电池引出供电线路进行供电，但这存在很多弊端：当传感器众多时，一方面增加了线束布置的复杂程度，降低了系统可靠性；另一方面使得传感器的大量自由布置出现困难。在车联网的大趋势下，汽车的GPS(Global Positioning System，全球定位系统)传感器、车内车外温度传感器、路况传感器、胎压传感器、防盗传感器、红外信号接收传感器等各类感知传感器需要长时间启动，由于传感器耗电量极低，因此可以采用电池供电。但由于汽车中的传感器数量众多，一方面更换电池极其复杂，另一方面存在传感器在关键时刻电量耗尽而失效的危险。因此，如何对汽车中的传感器供电成为目前亟待解决的问题。
技术实现思路
本技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本技术的第一个目的在于提出一种基于汽车振动的能量收集系统，该系统将汽车机械振动产生的能量转换为电能给传感器和无线信号发生器供电，使得传感器通过无线方式进行数据传输，彻底摆脱了复杂的线束布置，极大地提高了传感器布置的自由度和便利性。本技术的第二个目的在于提出一种汽车。为实现上述目的，本技术一方面提出的一种基于汽车振动的能量收集系统，包括：本体；设置在所述本体之中的能量收集装置，所述能量收集装置用以收集汽车振动产生的能量；设置在所述本体之中的无线信号发生器；设置在所述本体之上的接口装置，所述接口装置用以连接外部传感器；设置在所述本体之中的低功耗转换电路，所述低功耗转换电路分别与所述能量收集装置、所述接口装置和所述无线信号发生器相连，所述低功耗转换电路将所述能量收集装置收集到的能量转换为电能以分别供给所述无线信号发生器和所述外部传感器，所述无线信号发生器还与所述接口装置相连以将所述外部传感器采集的数据
信息无线传输给所述汽车的信息处理装置。本技术的基于汽车振动的能量收集系统，通过能量收集装置收集汽车振动产生的能量，并通过低功耗转换电路将能量收集装置收集到的能量转换为电能以分别供给无线信号发生器和外部传感器，并且，无线信号发生器将外部传感器采集的数据信息无线传输给汽车的信息处理装置。该系统将汽车机械振动产生的能量转换为电能给传感器和无线信号发生器供电，使得传感器无需连接蓄电池供电系统，并且传感器通过无线方式进行数据传输，彻底摆脱了复杂的线束布置，极大地提高了传感器布置的自由度和便利性，客观上为汽车智能化提供条件。具体地，所述能量收集装置包括多组悬臂梁，所述多组悬臂梁中的每组悬臂梁包括上下对应设置的第一弹性基片和第二弹性基片，所述第一弹性基片和第二弹性基片的上下两侧设置对称的压电陶瓷晶片，所述第一弹性基片与所述第二弹性基片的末端悬空且相对侧设置极性相反的磁铁。进一步地，所述每组悬臂梁的首端通过固定件与所述汽车的振动源刚性连接。进一步地，所述多组悬臂梁为三组，且每组悬臂梁的长度不同。进一步地，所述每组悬臂梁中的压电陶瓷晶片并联连接后与所述低功耗转换电路相连。具体地，所述的基于汽车振动的能量收集系统，还包括设置在所述本体之中的能量存储装置，所述能量存储装置分别与所述低功耗转换电路、所述接口装置和所述无线信号发生器相连，所述能量存储装置用于储存电能以在所述汽车处于静止状态时分别给所述无线信号发生器和所述外部传感器供电。进一步地，所述能量存储装置由锂电池或储能电容器构成。具体地，所述本体内封装成真空环境。具体地，所述本体上还设置多个安装孔以将所述能量收集系统安装在所述汽车上。为实现上述目的，本技术还提出了一种汽车，其包括上述的基于汽车振动的能量收集系统。本技术的汽车，通过上述的能量收集系统，能够将汽车机械振动产生的能量转换为电能给传感器和无线信号发生器供电，使得传感器无需连接蓄电池供电系统，并且传感器通过无线方式进行数据传输，彻底摆脱了复杂的线束布置，极大地提高了传感器布置的自由度和便利性，客观上为汽车智能化提供条件。附图说明图1是根据本技术一个实施例的基于汽车振动的能量收集系统的结构框图；图2是根据本技术一个实施例的基于汽车振动的能量收集系统的内部结构示意图；图3是根据本技术一个实施例的能量收集装置的结构示意图；图4是根据本技术另一个实施例的基于汽车振动的能量收集系统的结构框图；图5是根据本技术一个实施例的基于汽车振动的能量收集系统的外部结构示意图；以及图6是根据本技术一个实施例的基于汽车振动的能量收集系统的电路图。具体实施方式下面详细描述本技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本技术，而不能理解为对本技术的限制。下面参照附图来描述本技术提出的基于汽车振动的能量收集系统和具有其的汽车。图1是根据本技术一个实施例的基于汽车振动的能量收集系统的结构框图。如图1所示，该基于汽车振动的能量收集系统包括：本体1000、能量收集装置1100、无线信号发生器1200、低功耗转换电路1300和接口装置1400。其中，能量收集装置1100、无线信号发生器1200和低功耗转换电路1300设置在本体1000之中，接口装置1400设置在本体1000之上。能量收集装置1100用以收集汽车振动产生的能量。接口装置1400用以连接外部传感器。低功耗转换电路1300分别与能量收集装置1100、接口装置1400和无线信号发生器1200相连，低功耗转换电路1300将能量收集装置1100收集到的能量转换为电能以分别供给无线信号发生器1200和外部传感器2000，无线信号发生器1200还与接口装置1400相连以将外部传感器2000采集的数据信息无线传输给汽车的信息处理装置。其中，接口装置1400可以为通用接口或者标准接口，以方便与外部传感器相连。具体而言，汽车在使用过程中存在能量密度极高的机械振动，如果能收集机械振动为传感器2000供电，则可以使传感器2000在汽车生命周期中无需连接蓄电池供电系统。同时，辅助集成无线信号发生器1200，使得传感器2000通过无线方式将采集的数据信息发送至汽车的信息处理装置，从而彻底摆脱了复杂的线束布置，极大地提高了传感器网络布置的自由度和便利性，客观上为汽车智能化提供条件。需要说明的是，能量收集系统需高效率收集汽车行驶过程的振动能量，通常收集效率可以用峰值振动效率下单位体积输出的功率来表示，而传感器2000所需的功率密度至少为100μW/cm3，因此，能量收集系统所收集的能量的功率水平应大于传感器2000所需的功率，
即能量收集系统输出的功率密度应大于100μW/cm3，以保证传感器2000正常工作。根据本技术的一个实施例，如图2所示，能量收集装置1100包括多组悬臂梁1110，多组悬臂梁1110可以为三组，且每组悬臂梁1110的长度不同。如图3所示，多组悬臂梁1110中的每组悬臂梁1110包括上下对应设置的第一弹性基片1111和第二弹性基片1112，第一弹性基片1111和第二弹性基片1112本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于汽车振动的能量收集系统，其特征在于，包括：本体；设置在所述本体之中的能量收集装置，所述能量收集装置用以收集汽车振动产生的能量；设置在所述本体之中的无线信号发生器；设置在所述本体之上的接口装置，所述接口装置用以连接外部传感器；设置在所述本体之中的低功耗转换电路，所述低功耗转换电路分别与所述能量收集装置、所述接口装置和所述无线信号发生器相连，所述低功耗转换电路将所述能量收集装置收集到的能量转换为电能以分别供给所述无线信号发生器和所述外部传感器，所述无线信号发生器还与所述接口装置相连以将所述外部传感器采集的数据信息无线传输给所述汽车的信息处理装置。

【技术特征摘要】
1.一种基于汽车振动的能量收集系统，其特征在于，包括：本体；设置在所述本体之中的能量收集装置，所述能量收集装置用以收集汽车振动产生的能量；设置在所述本体之中的无线信号发生器；设置在所述本体之上的接口装置，所述接口装置用以连接外部传感器；设置在所述本体之中的低功耗转换电路，所述低功耗转换电路分别与所述能量收集装置、所述接口装置和所述无线信号发生器相连，所述低功耗转换电路将所述能量收集装置收集到的能量转换为电能以分别供给所述无线信号发生器和所述外部传感器，所述无线信号发生器还与所述接口装置相连以将所述外部传感器采集的数据信息无线传输给所述汽车的信息处理装置。2.根据权利要求1所述的基于汽车振动的能量收集系统，其特征在于，所述能量收集装置包括多组悬臂梁，所述多组悬臂梁中的每组悬臂梁包括上下对应设置的第一弹性基片和第二弹性基片，所述第一弹性基片和第二弹性基片的上下两侧设置对称的压电陶瓷晶片，所述第一弹性基片与所述第二弹性基片的末端悬空且相对侧设置极性相反的磁铁。3.根据权利要求2所述的基于汽车振动的能量收集系统，其特征在于，所述每组悬臂梁的首端通过固定件与所述汽车的振动...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵冠兴，郝卫全，冯静，
申请(专利权)人：北京汽车股份有限公司，
类型：新型
国别省市：北京;11