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申请/专利权人：南京工业大学

摘要：一种基于PVDF压电膜与磁致伸缩材料磁电耦合的轮胎自供集能充电设备及方法，属于汽车能量回收领域。无论是新能源汽车还是传统燃油汽车，车载设备的用电均为动力系统提供，续航和车载设备供能均受到限制；现有车辆能量回收技术在采集形式及回收方向上均存在局限性。对此，本发明提出了一种基于PVDF压电膜与磁致伸缩材料磁电耦合的轮胎自供集能充电设备及方法，由压电能量采集结构系统和充电系统组成，运用PVDF压电膜和磁致伸缩材料组成的层状磁电复合材料按照一定排列方式安置于轮胎气密层形成压电能量采集结构，在车辆行驶及停泊的不同情况下，持续收集由振动、胎侧形变及胎压变化产生的无效机械能，转换成电能为蓄电池组等负载充电。

主权项：1.一种基于PVDF压电膜与磁致伸缩材料磁电耦合的轮胎自供集能充电设备，其特征在于：由压电能量采集结构系统和充电系统两部分组成；其中压电能量采集结构系统由胎体增强层1、一号环形永磁体2、二号环形永磁体3、PVDF压电膜4、磁致伸缩材料5、轮胎气密层6、轮辋7组成；一号环形永磁体2与胎体增强层1在其位于与轮胎气密层6的顶部交界面连接，二号环形永磁体3与轮辋7连接，二号环形永磁体3轮辋7的正上方，位于在PVDF压电膜4两侧与胎体增强层1和轮胎气密层6两侧的交界面连接，PVDF压电膜4上下两侧与磁致伸缩材料5连接，PVDF压电膜4位于磁致伸缩材料5的中间；其中充电系统由压电能量采集放大与稳压电路与Boost升压充电电路组成；其中压电能量收集放大与稳压电路由AC交流电源8、C1电容器9连接成作为压电能量采集结构系统等效电学模型的正弦电压源33、D1二极管10、C2电容器11、C3电容器12、D2二极管13、D3二极管14、C4电容器15组成的三倍压放大整流电路34、电源管理芯片16与C4电容器15连接的稳压电路35组成；AC交流电源8上端与C1电容器9连接，AC交流电源8两端与A1电路接口21连接，C1电容器9与D1二极管10正极连接，同时与C3电容器连接，D1二极管10负极与D2二极管正极、C2电容器11连接，D3二极管14正极与C3电容器12、D2二极管13负极连接，C4电容器15上端与D3二极管14负极、电源管理芯片16的PZ1接口17连接，C4电容器15下端与电源管理芯片16的PZ2接口18连接，电源管理芯片16的Vout接口19与A2电路接口20连接；其中Boost升压充电电路由电感线圈22、运算放大器23、MOS管26、D4二极管30、C5滤波电容31、蓄电池组32组成；电感线圈22左端与A2电路接口20连接、电感线圈22右端与MOS管26D极28、D4二极管30正极连接，运算放大器23的同相输入端口24与A1电路接口21连接，运算放大器23的反相输入端口25接地，运算放大器23的输出端与MOS管26G极27连接，MOS管26的S极接地，C5滤波电容31上端与D4二极管30负极、蓄电池组32正极连接，C5滤波电容31下端与蓄电池组32负极连接。

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