基于压电发电的智能路面系统

【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。更多还原