[實用新型]一種依托車輛荷載的道路自發電裝置

有效

• 申請號: 201721299642.1
• 申請日: 2017-10-10
• 公開（公告）號: CN207218570U
• 公開（公告）日: 2018-04-10
• 發明（設計）人: 耿瑤;陳騫;斗彥迪;詹景超
• 申請（專利權）人: 長安大學
• 主分類號: H02N2/18
• 分類號: H02N2/18;H02J7/32;E01C9/00
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司61200
• 代理人: 徐文權

技術領域

本實用新型屬于道路設施技術領域，涉及一種依托車輛荷載的道路自發電裝置。

背景技術

隨著能源需求的不斷擴大，在能源日漸稀缺的今天，社會對能源需求的增長及對環保的日益重視，尋求一種持久清潔的能源成為了當務之急。近年來，已開發出多種不同的能量采集技術，欲將環境中的能量轉換為電能。

現有技術在王劍所著的《壓電發電技術研究綜述》中提到現有各種壓電換能器的性能分析表明：Multilayer具有最高的能量轉換效率，但從路面獲得的能量并不多；THUNDER具有較高的換能效率和較大的輸出能量，但是其剛度遠小于路面的剛度；MFC是一層薄膜，需要組合成特殊結構以提高效率；Moonie的換能效率過低，不建議在路面中使用。且現有壓電元件多為薄層壓電材料加上下兩層較薄的金屬電極材料，在瀝青混凝土攤鋪碾壓時，壓電元件很容易被石料直接接觸，石料的棱角接觸到壓電元件時極易產生應力集中而使壓電元件在路面施工壓實過程中被損壞甚至失效。

現有壓電換能器存在以下缺陷：首先，現有道路能量收集系統中，埋入換能元件改變了原有道路內部的應力分布，壓電換能器在路面內部的存在方式、與路面的整體耦合性、耐久性都不好，且現有壓電元件剛度低，與路面匹配性差。其次，現有壓電換能器的能量轉換效率不高。

實用新型內容

本實用新型的目的在于克服上述現有技術的缺點，提供一種依托車輛荷載的道路自發電裝置。

本實用新型的目的是通過以下技術方案來解決的：

這種依托車輛荷載的道路自發電裝置，其特征在于，包括壓板，固定板，以及設置在壓板與固定板之間的發電單元；所述壓板與固定板固定連接；所述發電單元包括至少一個換能器，和用于將所有換能器發的電連通到一起的導電元件；所述換能器包括壓電陶瓷，第一鈸式金屬帽和第二鈸式金屬帽；壓電陶瓷的兩側分別連接第一鈸式金屬帽的內側和第二鈸式金屬帽的內側；第一鈸式金屬帽的外側設置壓板，第二鈸式金屬帽的外側設置固定板；第一鈸式金屬帽或第二鈸式金屬帽與導電元件相連。

所述壓電陶瓷與第一鈸式金屬帽的內側以及第二鈸式金屬帽的內側的連接是通過環氧樹脂粘結。

所述導電元件包括傳電層，傳電層為導電金屬板。

所述導電元件還連接有儲能器。

所述儲能器為可充電電池。

所述發電單元包括三個串聯的換能器，三個換能器位于同一平面。

所述發電單元包括六個換能器，六個換能器位于同一平面，六個換能器構成兩個并聯的換能器組，每個換能器組包括三個串聯的換能器。

所述壓板上方還設置有路面層，路面層是由瀝青集合料制成。

所述固定板下方設置有支撐結構。

所述壓板與固定板之間還設置有用于給換能器除塵的除塵裝置。

本實用新型比現有技術具有如下的有益效果：

本實用新型換能器兩側分別設置壓板和固定板，通過板的設置使得本實用新型對于路面的耦合性、耐久性更好；換能器采用壓電陶瓷，兩側分別設置第一鈸式金屬帽和第二鈸式金屬帽，鈸式金屬帽剛度高，與壓板和固定板組合到一起，并且壓板與固定板固定連接，使得本實用新型與路面匹配性好；同時鈸形與現有技術的矩形和拱形相比，可產生適宜的形變，保證在壓電陶瓷允許的剛度內，盡可能大的產生變形，能量轉換效率高。

進一步地，本實用新型的壓電陶瓷與兩鈸式金屬帽的內側是通過環氧樹脂粘結，環氧樹脂使得換能器的連接固化方便，附著力強，收縮性低，化學性穩定，耐霉菌。

進一步地，本實用新型的導電元件包括傳電層，傳電層為導電金屬板，導電金屬板能夠導電，并且還能夠與換能器貼合的更好。

進一步地，本實用新型的導電元件還連接有儲能器，儲能器能夠把換能器發的電儲存起來，使得發的電利用效率更高。

進一步地，本實用新型的儲能器為可充電電池，可充電電池使用方便。

進一步地，本實用新型的發電單元包括三個串聯的換能器，三個換能器位于同一平面。三個串聯的位于同一平面的換能器，同一平面使得壓板和固定板固定更方便，能器數量更多，發電效率更高。

進一步地，本實用新型的發電單元包括六個換能器，六個換能器位于同一平面，六個換能器構成兩個并聯的換能器組，每個換能器組包括三個串聯的換能器。同一平面使得壓板和固定板固定更方便，能器數量更多，發電效率更高。

進一步地，本實用新型的壓板上方還設置有路面層，路面層是由瀝青集合料制成，瀝青集合料制成的路面層使得本實用新型與路面的匹配性更好。