基于轮胎形变进行发电及信息反馈的系统和方法技术方案

本发明专利技术涉及一种基于轮胎形变进行发电及信息反馈的系统和方法，该系统通过在轮胎内设置由PVDF压电薄膜制成的发电元件和传感元件，即第一PVDF压电薄膜(发电用)和第二PVDF压电薄膜(传感用)，第二PVDF压电薄膜可以及时、准确感知车轮和地面间的相互作用，直接采集路面环境信息，误差小、实时性强，解决对于道路环境信息获取缺乏的问题；第一PVDF压电薄膜以及电源管理芯片能够将轮胎形变能有效转化为电能，从而提高能量利用率并自身单片机供电，减少维护成本，同时发电元件和传感元件均使用PVDF压电薄膜，集成度高；单片机可以及时向整车控制单元反馈路面环境数据，当路面发生变化时及时提醒，使整车控制单元及时改变控制策略，提高车辆行驶的安全性。车辆行驶的安全性。车辆行驶的安全性。

【技术实现步骤摘要】
基于轮胎形变进行发电及信息反馈的系统和方法


[0001]本专利技术属于传感系统
，具体涉及一种基于轮胎形变进行发电及信息反馈的系统和方法。

技术介绍

[0002]近年来，汽车电动化、智能化、网联化、共享化成为全球汽车行业发展的大趋势，对车辆的行进规划和控制不断优化升级，同时对环境数据采集的准确性、广泛性提出了较高要求。同时，地球环境问题日益严重，能源需求不断增加。汽车行业作为全球工业的支柱型产业，耗能巨大，亟需逐渐提升能量利用率，减少能源消耗。
[0003]现如今市场上的汽车环境数据的采集主要针对障碍物、车道线、交通信号、往来行人等进行感知收集，进而对车辆行驶进行规划和控制，而对于路面参数，例如摩擦因数，湿滑程度等信息的感知比较缺乏。
[0004]目前，车载各类无线传感器一直采用电池供电的方式测量并发送无线数据。这种供电方式虽然可靠且难度较低，但维护成本高，电池更换繁琐甚至部分电池无法进行更换，消耗较大。

技术实现思路

[0005]针对上述现有技术存在的目前对于路面参数的感知比较缺乏以及采用电池供电的方式测本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于轮胎形变进行发电及信息反馈的系统，其特征在于，包括：第一PVDF压电薄膜、第二PVDF压电薄膜、调理电路、单片机、电源管理芯片以及整车控制单元；所述第一、第二PVDF压电薄膜交替设置并均复合于所述轮胎中，所述第一PVDF压电薄膜与所述电源管理芯片通信连接，用于为轮胎提供电能；所述第二PVDF压电薄膜与所述调理电路通信连接，用于将行驶时与道路环境信息相对应的电荷信号传输给所述调理电路；所述调理电路分别与所述第二PVDF压电薄膜和所述单片机相连，用于接收所述第二PVDF压电薄膜产生的电荷信号并将电荷信号转化为电压信号后发送至所述单片机进行数据处理；所述单片机分别与所述调理电路、所述电源管理芯片以及所述整车控制单元通信连接，所述单片机用于对所述调理电路发送的反映道路环境信息的电压信号进行数据处理并将处理结果无线传输至所述整车控制单元进行反馈调节；所述电源管理芯片用于将所述第一PVDF压电薄膜产生的电荷转换成稳定的直流电压为所述单片机供电。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第一PVDF压电薄膜的尺寸为80mm*30mm*200μm，串/并联交替排布于所述轮胎中，用于根据轮胎胎面发生的形变向电源管理芯片输出与轮胎形变对应的电荷信号；所述第二PVDF压电薄膜的尺寸为30mm*30mm*100μm，串联排布于所述轮胎中，用于根据轮胎形变信息产生对应的电荷信号并将所述电荷信号发送至所述调理电路。3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述将处理结果无线传输至所述整车控制单元进行反馈调节，包括：所述整车控制单元根据反映道路环境信息的所述处理结果按照预设公式计算调整控制策略、动力学输出。4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述道路环境信息包括：路面参数和行驶状态的参数，所述路面参数包括附着系数、粗糙度、路面种类以及坡度，所述行驶状态参数包括滑移率和轮胎受力。5.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨世春，陈昱伊，王锐，南照博，曹耀光，闫啸宇，陈飞，刘新华，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：