运用磁电转换俘获路面冲击能的设计开题报告

1. 研究目的与意义

我国高速公路发展备受国家重视，近年来得到了飞速发展，至2018 年底已达到14.26万公里。高速公路是高等级公路，在交通量方面远大于其它等级公路，普通四车道高速公路设计年限的交通量折合成小客车约25000~55000辆。

公路在承担交通运输功能的同时也存在着大量的环境能量，车辆轴载作用的振动能量、太阳辐射的能量、轮胎与路面的摩擦能量甚至是汽车发动机废气排出的能量均可以被回收利用。其中已有利用压电效应将汽车对路面的压力转化为电能，这方面已有了若干国内外的研究工作和综述。

本次设计打算从磁电转换入手，利用电磁感应将机械能转换为电能的一种能量俘获方式，将产生的电能再经调压电路、整流电路、控制电路和储能电路将电能存储到电池（超级电容）中或直接为用电设备供电。

2. 研究内容和问题

2.1主要研究内容

2.1.1路面冲击能俘电器的发电原理和设计

只考虑通过车重的俘电方式，这部分的研究已有一些可借鉴，不同的是以往车重通过一定厚度的路面层传递到压电堆，我们这里车重由钢结构直接加载，由于钢和路面材料的刚度相比大的多，因此能量损失会很小。同时，必须考虑到联动冲击锤的磁电俘电，这也是和以往研究不同的地方。

3. 设计方案和技术路线

研究方法

（1）文献分析法

通过查阅文献资料，了解和掌握国内外相关内容的研究方法和技术，为本课题的研究提供借鉴。

4. 研究的条件和基础

1.基础资料：路基路面工程、道路工程材料、交通工程学、道桥工程施工。

2.技能条件：熟练掌握运用cad软件。

3.设计条件：毕业论文教室、计算机硬件软件。