基于压电发电的智能路面系统

论文摘要

以道路工程为背景,对一体化智能压电发电路面的制备与电能输出进行了研究与设计。利用软件对压电元件尺寸进行优化,通过马歇尔设计方法与体积制备设计方法设计出的沥青混合料的体积性能、高温稳定性能、水稳定性能均能满足我国的沥青混合料技术规范,具有良好的路用性能,并与压电元件具有良好的相容性。压电元件的开路峰值电压随着压应力的增加而增加,且单片厚度大的元件的开路峰值电压较高,增加趋势更快,施加较低的频率对压电元件的电压输出影响极小。智能压电发电路面的开路电压随着埋铺深度的增加而减小,随着压电元件总厚度、车轮荷载的增加而增加;开路电流随着压电元件并联数量的增加而增加。芯片的电能采集效果和效率均优于桥式整流电路型单元采集电路。研究结果表明,智能压电发电路面具有良好的路用性能,其存储的电能虽然输出功率小,但通过矩阵式聚集化储能后可供压力传感器、红绿灯系统、路灯等低功率电子器件使用。

论文目录

• 1 压电发电路面研究现状
•   1.1 国外研究现状
•   1.2 国内研究现状
•   1.3 团队研究内容与技术路线
• 2 智能压电发电路面的制备
•   2.1 压电发电路面元件尺寸设计
•   2.2 压电发电路面元件的制备
•   2.3 智能压电发电路面的制备
•   2.4 压电发电沥青混凝土配合比设计
•   2.5 智能发电路面路用性能检测
•   2.6 智能发电路面结构设计与制作
•   2.7 智能发电路面沥青压电混凝土电性能测试方法与指标
•   2.8 压电纤维发电路面沥青混凝土压电性能
•   2.9 极化处理压电发电路面压电性能
• 3 智能压电发电路面的力电分析
•   3.1 智能压电发电路面力电耦合模型
•   3.2 埋入式压电元件力电特性实验研究
• 4 智能压电发电路面的电学输出研究计算
•   4.1 试验系统
•   4.2 智能压电发电路面的竖向应力分析
•   4.3 智能压电发电路面的电学输出
•     4.3.1 不同埋铺深度下的电学输出
•     4.3.2 不同总厚度压电材料的电学输出
•   4.4 智能压电发电路面的能量采集
•     4.4.1 基于标准能量采集电路的充电研究
•     4.4.2 两种能量采集电路对比
• 5 智能压电发电路面的节能减排效益分析
•   5.1 计算方法
•   5.2 模型假设与构建
•   5.3 软件模型计算结果
• 6 交通控制系统
•   6.1 背景
•   6.2 系统结构
•   6.3 创新点
• 7 结论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 赵迎宾,王佳杰,王涵,刘梦瑶,张桐桐,柳彬德

关键词: 压电发电,沥青混凝土,材料组成与制备,能量采集与存储

来源: 物联网技术 2019年07期

年度: 2019

分类: 信息科技,工程科技Ⅱ辑

专业: 公路与水路运输,电力工业

单位: 东北大学秦皇岛分校

分类号: TM619;U416.2

页码: 7-16

总页数: 10

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