[發明專利]汽車車載噪聲發電裝置

有效

• 申請號: 201310491283.X
• 申請日: 2013-10-18
• 公開（公告）號: CN103501041A
• 公開（公告）日: 2014-01-08
• 發明（設計）人: 秦訓鵬;華林;王騫;李靖
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學
• 主分類號: H02J7/32
• 分類號: H02J7/32;H02K35/04
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 王守仁

技術領域

本發明涉及能量再生領域，特別是涉及各類汽車的車載噪聲發電的裝置。

背景技術

噪音污染對人們生活和健康有相當大的危害，在汽車大量普及產量逐年上升的當今社會，汽車行駛噪聲污染已經成為一個不可忽視的問題。在考慮噪聲作為一種環境污染的同時，必須認識到噪聲也是一種具有相當能量值的潛在能源，例如噪聲達到160dB（A）的噴氣式飛機，其聲功率約為10kW；噪聲達到140dB（A）的大型鼓風機，其聲功率為100W，汽車、音響等聲源產生的噪聲也具有很大的能量值。為了改善人們的生活環境并將這部分能量回收利用，我們采用聲能發電裝置，將汽車行駛過程中產生的噪聲轉化為電能，這樣不僅可以有效地降低汽車行車噪聲，而且可以變噪聲污染為資源有效地加以利用。目前聲電轉換技術已經日趨成熟，能量的轉換效率也在不斷提高，而且國內外已有關于噴氣式飛機和大型輪船柴油機組的噪聲發電的試驗和研究，并取得了一定成效。但至今未出現關于汽車車載噪聲發電的裝置和方法。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是：提供一種在降低噪聲污染的同時實現汽車噪聲能源回收再利用的汽車車載噪聲發電裝置。

本發明解決其技術問題采用以下的技術方案：

本發明提供的汽車車載噪聲發電裝置，主要包括：由噪聲收集器和聲波導管組成的噪聲收集單元、由聲壓放大器和聲電轉換器組成的聲電轉換單元，以及由電流調理電路（導線依次相連的電壓放大電路、整流濾波調理電路和電能儲存器）和車載蓄電池組成的電能存儲單元組成。

所述的噪聲收集器可以采用號筒型噪聲收集器。

所述的號筒型噪聲收集器，在其大、小頭開口處分別設有防塵土的前擋泥網和后擋泥網，在其中段設有噪聲收集器固定環槽。

所述的聲壓放大器是以橢形空腔為母體，空腔一端為進聲口，另一端為振動膜，輸出機械振動波，振動膜處與聲電轉換器相連。

所述的聲電轉器可以采用由永磁體和圓形音圈組成的動圈式聲電換能器，其中永磁體產生磁場，再由經聲壓放大器放大的聲波帶動聲壓放大器的振動膜振動，振動膜的振動帶動圓形音圈移動切割磁感線，實現聲能轉換成電能。

所述的整流濾波調理電路可以是由電壓放大電路和全橋式整流電路構成，將汽車噪聲聲電轉單元產生的不穩定的、小信號交流電，整流成可供存儲充電的直流電。

所述的電能儲存器采用型號可以為PC10-2702.5V?MAXWELL超級電容。

所述的聲壓放大器材料可使用與汽車空氣濾清器中諧振器材料相同材料——PP類的塑料材料，聲波導管材料可使用與市場上聲波導管耳機中導管材料相同材料——復合塑料軟管。

本發明提供的上述汽車車載噪聲發電裝置，其用途是：所產生的電能供給汽車車載蓄電池用電，所供電量可支持小轎車或者公交車的喇叭用電和車內燈的照明。

本發明與現有技術相比具有以下主要的優點：

1.可行性、實用性強，可以在不影響汽車正常行駛的前提下能實現噪聲能源的再生利用。

揚聲器與麥克風的聲電轉換通常采用動圈式換能器，用以實現聲信號與電信號之間的轉換，具有結構簡單、穩定可靠安裝方便、固有噪聲小等優點。人交談時的聲壓大約為40-60dB左右，而在車輛開空調情況下，怠速或低速行駛過程中車外的噪聲值在70-80dB（A）之間，而在車輛急加速或高速行駛過程中的車外噪聲聲壓級達到了100dB（A）以上。而本裝置直接安放于各噪聲源處，噪聲源產生的噪聲未經過降噪處理直接被本發明的噪聲收集裝置收集利用，且聲波在傳遞過程中由于聲反饋干擾產生的抑制的損失通常在10dB（A）左右。除去噪聲聲能的損失，可利用聲壓（大于人交談時的聲壓）仍處于可再生利用范圍，故與揚聲器與麥克風的聲電轉換進行類比，本裝置的可行性、實用性強：此外本裝置設計嚴謹，不會在汽車行駛過程中產生額外的風阻，亦不會在噪聲收集過程中因為聲波信對汽車相關結構的激發產生共振，因而不會對汽車的正常行駛產生任何影響，即可以在不影響汽車正常行駛性的前提下能實現資源的再生。

2.針對性強、轉換效率高。

汽車行駛過程中，產生的主要噪聲包括：發動機結構振動噪聲、進、排氣噪聲、風扇噪聲、輪胎噪聲和車體振動噪聲。本發明裝置根據各部分噪聲頻率、噪聲聲壓等級以及車輛結構的實際情況，針對汽車發動機噪聲、風扇噪聲和輪胎噪聲的差異噪聲分別采用獨立的噪聲收集裝置進行噪聲的收集和轉換發電，具有針對性強及轉換效率高的優點。

3.結構簡單、占用體積小，可靠性好，安裝方便。