压电能量收割机有助于提高汽车的效率

2012年7月26日

最近,关于提高汽车的能源效率的文章很多。电池和燃料电池是非常热门的主题,不久前我写了有关密歇根大学使用的博客太阳能电池为汽车充分动力。然而,即使在最小的尺度上,例如汽车中的传感器,也在进行改进。慕尼黑西门子公司技术的MEMS(微电机电系统),亚历山大·弗雷吉(Alexander Frej)和Ingo kuehne的MEMS(微电机电系统),正在慕尼黑企业技术提高汽车的效率。

西门子压电能量收割机,comsol多物理学
TPMS安装选项 - 在轮辋上或轮胎的内衬上

安装在轮胎的轮辋或内衬上,轮胎的常规滚动和变形为悬臂梁提供了机械能作为变形。光束由压电材料制成,该压电材料具有占用机械能并将其转化为电能的能力。然后,这为传感器提供动力,该传感器传递有关轮胎压力,温度和其他信息的信息,供驾驶员做出相应的反应。它可以完成所有这些,而无需电池或其他外部方式来为传感器供电。

这一切似乎都足够简单。如今,MEMS和压电设备正变得司空见惯,因此可以想象它们在整个汽车中都可以实施。但是,将设备定位在轮胎本身中意味着它必须承受一个相当极端的环境。这包括承受大加速力量,同时轻巧以避免轮胎失衡。

这可以通过创建大量原型并运行大量测试来完成。但是,亚历山大和Ingo转向使用COMSOL多物理学来帮助其设计的优化并减少这些原型的数量。对悬臂梁和轮胎中周围空气之间的流体结构相互作用(FSI)进行建模非常重要,因为正是这种空气会抑制光束的偏转。这将因气压而有所不同,并且由于该设备实际上正在测量这种压力,因此研究设备对这种变化压力的反应很重要。您可以阅读他们如何实现这一目标comsol新闻(作为即时下载或要求纸质副本)


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