一种基于汽车振动的俘能装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种基于汽车振动的俘能装置，所述俘能装置包括：壳体，设置在汽车挡风玻璃上；弹性装置，弹性装置设置在所述壳体上，根据汽车车身、发动机以及地面轮胎反馈的振动而振动；电磁俘能组件，与弹性装置相连，根据弹性装置的振动而振动，并产生电磁俘能；压电俘能组件，设置在壳体上，与电磁俘能组件对应设置，在所述电磁俘能组件的振动激励下产生压电俘能；能量管理电路，设置在壳体上，分别与电磁俘能组件、压电俘能组件相连，接收并分配电磁俘能和压电俘能。本发明专利技术通过设置压电俘能组件和电磁俘能组件构成压电‑电磁结构，根据汽车反馈的振动而产生电能用于ETC电子标签等低功耗装置供电，以实现自主不间断供电、安全、高效、低成本。

【技术实现步骤摘要】
一种基于汽车振动的俘能装置
本专利技术涉及汽车电子新能源和发电
，特别是涉及一种基于汽车振动的俘能装置。
技术介绍
不停车电子收费系统(ElectronicTollCollection,简称ETC)是利用微波或红外或射频技术、电子技术、计算机技术、通信和网络技术、信息技术、传感技术、图象识别技术等高新技术的设备和软件所组成的先进系统，以实现车辆无需停车即可自动收取道路通行费用。它主要由电子标签和路边设备组成，ETC的电子标签安放在汽车前风挡玻璃上，通过短程通信完成路边设备对电子标签信息的一次读写，即完成收(付)费交易所必须的信息交换手续。它是缓解收费站交通堵塞“瓶颈”的有效手段，提高了道路通行能力并减少了环境污染，所以各国把ETC作为智能交通领域最先投入应用的系统来开发。目前对ETC电子标签的供电都采用一次性锂电池供电，锂电池固封在ETC电子标签中。锂电池经过一段时间使用后，电池电量减弱，ETC电子标签变得不灵敏，会经常因出现与路边设备之间通信不连续，造成信号中断不能读卡，从而导致收费站闸口不能自动抬杆而耽误了通行，失去了ETC电子标签应有的便捷功能。目前ETC电子标签的供电电池与ETC电子标签是固封为一体的，在ETC电子标签锂电池电量不足时无法更换或更换困难且成本较高。另外，在夏天，当车窗都关闭的情况下车内温度会非常高，甚至可以达到80摄氏度。ETC电子标签直接放置在汽车内部，虽然大部分锂电池的工作温度范围较宽，但是在夏天如果长时间放置在封闭车内也会因其温度过高引起爆炸。这样，ETC电子标签内的锂电池在夏天就成为了汽车的主要安全隐患。如何克服上述问题，寻找一种替代锂电池为ETC电子标签供电成为ETC系统亟待解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种基于汽车振动的俘能装置，通过设置压电-电磁俘能结构将振动机械能转换成电能用于ETC电子标签、行车记录仪等低功耗装置供电，以实现自主不间断供电、安全、高效、低成本。为实现上述目的，本专利技术提供一种基于汽车振动的俘能装置，所述俘能装置包括：壳体，设置在汽车挡风玻璃上；弹性装置，所述弹性装置一端设置在所述壳体上，用于根据行驶过程中汽车车身、发动机以及地面轮胎反馈的振动而振动；电磁俘能组件，与所述弹性装置另一端相连，用于根据所述弹性装置的振动而振动，并产生电磁俘能；压电俘能组件，设置在所述壳体上，与所述电磁俘能组件对应设置，用于在所述电磁俘能组件的振动激励下产生压电俘能；能量管理电路，设置在所述壳体上，分别与所述电磁俘能组件、所述压电俘能组件相连，用于接收并分配所述电磁俘能组件发送的电磁俘能和所述压电俘能组件发送的压电俘能。可选的，所述俘能装置还包括：储能组件，与所述能量管理电路相连，用于存储所述能量管理电路发送的所述电磁俘能和所述压电俘能。可选的，所述储能组件为充电电池或超级电容。可选的，所述电磁俘能组件包括：第一磁铁、第二磁铁，所述第一磁铁的N极对应所述第二磁铁的S极平行设置，用于产生磁力线；磁铁固定框，设置在所述第一磁铁、第二磁铁外端，用于固定所述第一磁铁、所述第二磁铁；所述第一磁铁、所述第二磁铁分别与所述弹性装置的另一端相连，或者所述磁铁固定框与所述弹性装置的另一端相连，用于根据通过弹性装置带动所述第一磁铁、所述第二磁铁、所述磁铁固定框振动；线圈，设置在所述第一磁铁、所述第二磁铁之间，用于根据所述第一磁铁、所述第二磁铁振动切割磁力线，获得电磁俘能。可选的，所述压电俘能组件包括：多个第一压电俘能单元；多个所述第一压电俘能单元并列设置，所述第一压电俘能单元的一端与所述壳体的一侧内壁相连；所述第二压电俘能单元的另一端与所述电磁俘能组件对应设置；用于根据所述电磁俘能组件的振动产生压电俘能。可选的，所述压电俘能组件还包括：多个第二压电俘能单元；多个第二压电俘能单元并列设置，所述第二压电俘能单元一端与相连所述第一压电俘能单元的一侧内壁对应的另一侧内壁相连；所述第二压电俘能单元的另一端与所述电磁俘能组件对应设置；用于根据所述电磁俘能组件的振动产生压电俘能。可选的，所述第一压电俘能单元与所述第二压电俘能单元交叉设置。可选的，所述第一压电俘能单元包括：第一单晶片、第一压电悬臂梁、磁铁块；所述第一压电悬臂梁的一端与所述壳体的一侧内壁相连，另一端与所述磁铁块相连，所述磁铁块与所述电磁俘能组件对应设置，用于根据所述电磁俘能组件的振动而振动；所述第一单晶片设置在所述第一压电悬臂梁上，用于根据所述第一压电悬臂梁的振动而产生压电俘能。可选的，所述第二压电俘能单元包括：第二单晶片、第二压电悬臂梁、磁铁块；所述第二压电悬臂梁一端与相连所述第一压电悬臂梁的一侧内壁对应的另一侧内壁相连，另一端与所述磁铁块相连，所述磁铁块与所述电磁俘能组件对应设置，用于根据所述电磁俘能组件的振动而振动；所述第二单晶片设置在所述第二压电悬臂梁上，用于根据所述第二压电悬臂梁的振动而产生压电俘能。可选的，所述第一压电俘能单元为梯形或长方形或三角形；所述第二压电俘能单元为梯形或长方形或三角形。根据本专利技术提供的具体实施例，本专利技术公开了以下技术效果：本专利技术通过设置压电俘能组件和电磁俘能组件构成压电-电磁结构，根据行驶过程中汽车车身、发动机以及地面轮胎反馈的振动而产生电能用于ETC电子标签、行车记录仪等低功耗装置供电，以实现自主不间断供电、安全、高效、低成本。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例基于汽车振动的俘能装置结构立体图；图2为本专利技术实施例基于汽车振动的俘能装置结构主视图；图3为本专利技术实施例电磁俘能组件结构图；图4为本专利技术实施例一压电俘能组件结构图；图5为本专利技术实施例二压电俘能组件结构图；图6为本专利技术实施例三压电俘能组件结构图。图中，1、壳体，2、储能组件，3、能量管理电路，4、线圈，5、弹簧，6、第一磁铁，7、第二磁铁，8、磁铁固定框，9、磁铁块，10、第一单晶片，11、第一压电悬臂梁，12、第二单晶片，13、第二压电悬臂梁。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术的目的是提供一种基于汽车振动的俘能装置，通过设置压电-电磁俘能结构将振动机械能转换成电能用于ETC电子标签、行车记录仪等低功耗装置供电，以实现自主不间断供电、安全、高效、低成本。为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。近年来，国内外众多研究人员都在积极探索除化石能源外的新能源技术。随着科学技术的发展，许多电子设备和器件的功耗越来越低，例如一个无线传感器的功耗可以只有几毫瓦。因此，从环境中获得能量为低功耗电子设备供电已经成为可能。通过技术手段从环境中获得有限电能的方式主要是将光、温差、风、水流等转换为电能。结合汽车本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于汽车振动的俘能装置，其特征在于，所述俘能装置包括：壳体，设置在汽车挡风玻璃上；弹性装置，所述弹性装置一端设置在所述壳体上，用于根据行驶过程中汽车车身、发动机以及地面轮胎反馈的振动而振动；电磁俘能组件，与所述弹性装置另一端相连，用于根据所述弹性装置的振动而振动，并产生电磁俘能；压电俘能组件，设置在所述壳体上，与所述电磁俘能组件对应设置，用于在所述电磁俘能组件的振动激励下产生压电俘能；能量管理电路，设置在所述壳体上，分别与所述电磁俘能组件、所述压电俘能组件相连，用于接收并分配所述电磁俘能组件发送的电磁俘能和所述压电俘能组件发送的压电俘能。

【技术特征摘要】
1.一种基于汽车振动的俘能装置，其特征在于，所述俘能装置包括：壳体，设置在汽车挡风玻璃上；弹性装置，所述弹性装置一端设置在所述壳体上，用于根据行驶过程中汽车车身、发动机以及地面轮胎反馈的振动而振动；电磁俘能组件，与所述弹性装置另一端相连，用于根据所述弹性装置的振动而振动，并产生电磁俘能；压电俘能组件，设置在所述壳体上，与所述电磁俘能组件对应设置，用于在所述电磁俘能组件的振动激励下产生压电俘能；能量管理电路，设置在所述壳体上，分别与所述电磁俘能组件、所述压电俘能组件相连，用于接收并分配所述电磁俘能组件发送的电磁俘能和所述压电俘能组件发送的压电俘能。2.根据权利要求1所述的基于汽车振动的俘能装置，其特征在于，所述俘能装置还包括：储能组件，与所述能量管理电路相连，用于存储所述能量管理电路发送的所述电磁俘能和所述压电俘能。3.根据权利要求2所述的基于汽车振动的俘能装置，其特征在于，所述储能组件为充电电池或超级电容。4.根据权利要求1所述的基于汽车振动的俘能装置，其特征在于，所述电磁俘能组件包括：第一磁铁、第二磁铁，所述第一磁铁的N极对应所述第二磁铁的S极平行设置，用于产生磁力线；磁铁固定框，设置在所述第一磁铁、第二磁铁外端，用于固定所述第一磁铁、所述第二磁铁；所述第一磁铁、所述第二磁铁分别与所述弹性装置的另一端相连，或者所述磁铁固定框与所述弹性装置的另一端相连，用于根据通过弹性装置带动所述第一磁铁、所述第二磁铁、所述磁铁固定框振动；线圈，设置在所述第一磁铁、所述第二磁铁之间，用于根据所述第一磁铁、所述第二磁铁振动切割磁力线，获得电磁俘能。5.根据权利要求1所述的基于汽车振动的俘能装置，其特征在于，所述压电俘能组件包括：多个第一压电俘能单元；多个所述第一压电俘能单元并列设...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘海鹏，高世桥，金磊，周潇雅，路俊虎，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：北京,11