一种路面压电俘能系统的优化方法技术方案

本发明专利技术提供了一种路面压电俘能系统的优化方法，该方法通过无量纲化处理的方式，将影响压电俘能效果的多个参数，组合成几个无量纲参数，从而得到了各无量纲参数之间的关系变化曲线，通过对曲线变化趋势的分析得到优化俘能系统的策略。本发明专利技术简化了传统的俘能优化分析，减少了工作量，同时也更利于探讨各个参数彼此之间的相互关系，更全面地把握系统中的本质关系，对实际工程中俘能系统的优化设计具有一定的指导意义和工程应用价值。

An optimization method of piezoelectric energy capture system for pavement

【技术实现步骤摘要】
一种路面压电俘能系统的优化方法
本专利技术涉及俘能领域，具体涉及一种路面压电俘能系统的优化方法。
技术介绍
道路环境中，由于车辆荷载的反复循环作用，而蕴藏着大量未被开发利用的机械能。目前，基于压电效应的路面压电俘能技术表现出显著转换机械能为电能的潜能，越来越受国内外研究学者关注。提高压电俘能效率，其技术关键在于提高压电材料的性能、俘能装置的结构优化设计以及储能电路的设计三大方面。压电材料指受外界荷载作用后会在其表面积聚电荷的材料。压电材料先后经历了压电单晶体、多元系压电陶瓷、压电高分子聚合物、复合压电材料四代的研发更迭，压电材料的性能指标如压电常数d33、介电常数k33也不断提升；俘能装置的结构设计包括压电材料自身的结构形式、尺寸设计，封装材料的选择设计，以及封装结构的尺寸设计，其材料选择、结构形式及尺寸大小对装置与道路材料相适性、俘能模式和能量转换输出效率有显著影响；由于交通荷载是千变万化且不断重复的，道路压电俘能装置的电能输出也是交流的、不稳定的，因此，需要设计相应的整流电路和储能稳定且可持续的能量转换电路。目前，应用较多的三种主要本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种路面压电俘能系统的优化方法，其特征在于：所述的路面压电俘能系统包括路用压电俘能装置、整流电路、储能部件以及外接电阻。所述的优化方法具体包括如下步骤：/n(1)根据路用压电俘能装置应用的场景建立理论模型；/n(2)根据理论模型结合压电本构方程，推导得到输出电压V、输出功率P与外接电阻R之间的理论表达式；/n(3)通过对路用压电俘能装置进行所要应用场景下的压力加载，得到不同参数下路用压电俘能装置的能量输出值；/n(4)通过实验与理论值的比对，验证理论模型的准确性；/n(5)通过引入特征电压V

【技术特征摘要】
1.一种路面压电俘能系统的优化方法，其特征在于：所述的路面压电俘能系统包括路用压电俘能装置、整流电路、储能部件以及外接电阻。所述的优化方法具体包括如下步骤：
(1)根据路用压电俘能装置应用的场景建立理论模型；
(2)根据理论模型结合压电本构方程，推导得到输出电压V、输出功率P与外接电阻R之间的理论表达式；
(3)通过对路用压电俘能装置进行所要应用场景下的压力加载，得到不同参数下路用压电俘能装置的能量输出值；
(4)通过实验与理论值的比对，验证理论模型的准确性；
(5)通过引入特征电压V0、特征电阻R0、特征功率P0将输出电压V、输出功率P与外接电阻R之间的理论表达式进行无量纲化整理，得到无量纲有效电压无量纲平均功率与无量纲电阻之间的理论表达式；
(6)得到路用压电俘能系统的无量纲参数曲线，当无量纲平均功率达到最大时所对应的的无量纲电阻为最优值，根据所述的步骤(...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕朝锋，黄康旭，张鹤，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33