振动与噪声的能量回收.
电磁式振动能量回收的研究
压经变压器升压后，输入LTC3108芯片的有效电压范围是: 5〜50V,而振动体装置回收的电压幅值粗略计算为4. 2V,根 据LTC3108芯片手册推荐的变压器，选择LPR6235-253PMR变 压器，匝数比为1:20,升压稳压电路输出稳定的4. IV电压。 能量回收电路系统如图3,包括振动体回收的能量、LTC3108
o引言
随着科学技术的发展，无线传感器网络系统得到广泛地 应用，然而其供电问题正日益凸显。一般的，我们使用传统电 化学电池为大量的无线传感器节点供电，然而电化学电池存 在着使用寿命短和电池化学物污染环境等缺点。因此，为无 线传感器节点探索一种新的供电方式是十分有意义的。大自 然中的振动能源丰富，是一类持续稳定的资源。
设计研发
2021.12
电磁式振动能量回收的研究
卢涛 （长江大学，湖北荆州，434023）
摘要：本文设计了一种基于电磁振动的能量回收装置,它利用法拉第电磁感应原理，将环境中的振动能转化为电能。收 集的电压经能量回收电路变换,实现给无线传感器节点供电或锂电池充电。 关键词：振动能；能量回收；无线传感器节点；电磁阻尼
质量块将会左右对称运动，质量块运动过程中引起电磁感应 系统中螺线圈的磁通量变化，线圈将会产生感应电动势。质量 块的重量为m,弹簧的弹性系数为k,电磁感应系统的电磁阻尼
为ce0由牛顿第二定律可以推导出质量块的运动方程如下： mx + cT（x -y） + 2k（x _ 刃=0
根据该数学模型研制出电磁阻尼器，并在此基础上制作 了一个振动台，最后构成了电磁式振动体装置。装置实验过 程中产生的电压曲线如图2所示。
收集能量的方式多种多样,其工作方式主要有三种：压 电式、静电式和电磁式。综合分析后,选择电磁式能量收集方 式来回收环境中的振动能。因为电磁式振动能量釆集器回收 得到的电压是交变的波动信号,所以需要经过能量回收电路 变换后才能被高效稳定地利用。通常，能量回收电路包括升
压电材料在能量收集中的应用
压电材料在能量收集中的应用压电材料是一类特殊的晶体材料，具有压电效应，即在受到机械应力作用时会产生电荷分离现象。
压电材料由于其独特的性质被广泛应用于能量收集领域，可以将机械能转化为电能，实现能量的收集和存储。
本文将以压电材料在能量收集中的应用为主题展开讨论。
首先，压电材料在振动能量收集中的应用已经取得了重要的突破。
人体行走、机动车行驶等活动都会产生振动能量，而利用压电材料可以将这种振动能量转化为电能。
目前，压电发电器已经成功应用于振动能量收集装置中，可以将机械振动转化为电能进行收集和存储。
这种方法不仅可以为小型电子设备提供便携式、绿色的电源，还可以应用于建筑物、桥梁等大型结构的健康监测和智能化管理。
其次，压电材料在环境能量收集中也有着广阔的应用前景。
环境中存在着丰富的能量资源，如光能、热能和机械能等，而压电材料可以将这些能量转化为电能进行收集。
例如，压电太阳能电池可以将光能转化为电能，实现太阳能的高效利用；压电热能收集装置可以将温度差转化为电能，为低温发电提供了新的思路。
此外，利用压电材料将环境噪声转化为电能也成为研究的热点，这为城市环境能量的收集和利用提供了新的途径。
除了振动和环境能量收集外，压电材料还在海洋能量收集、机械能量收集和生物能量收集等方面展现了其独特价值。
海洋中的潮汐、波浪和水流等能量被广泛认为是一种无限的清洁能源，而利用压电材料可以将这些能量转化为电能，实现海洋能源的高效利用。
此外，利用压电材料收集机械能量有望应用于车辆行驶过程中的能量回收和储存系统，提高能源利用效率。
压电材料还可以应用于生物体内能量的收集和传感，为生物医学研究和医疗设备提供新的可能性。
虽然压电材料在能量收集中的应用具有很大的潜力，但目前还存在一些挑战和问题需要解决。
首先，压电材料的效率和稳定性需要进一步提高，以提高能量收集的效率和可靠性。
其次，压电材料的制备成本较高，需要进一步优化工艺和改进材料的制备方法，降低制造成本。
振动能量收集技术的近况与展望
振动能量收集技术的近况与展望摘要：随着人们对环境和能源越来越关注，振动能量收集技术已成为能量收集技术中的一大研究热点，振动能量收集技术在微机电系统中主要起供电的作用，该技术主要通过电磁转换、静电转换、压电转换等将振动能转化为电能。
简要介绍了振动能量收集技术的原理以及三种能量收集装置的结构形式，分析了以上三种能量转化方式的优点和缺点，并着重描述了国内外研究人员的创新设计与研究成果，由此展望了振动能量收集技术的发展趋势。
关键词：振动能量收集;电磁转换;静电转换;压电转换1 引言近几年来，随着微机电系统（MicroelectromechanicalSystems，MEMS）的快速发展，人们对MEMS元件的尺寸要求也越来越高，即要求元件尺寸的微小化与高精度化。
由于MEMS在各个领域的应用更加广泛，也将面临越来越复杂的环境，所以对MEMS元件的性能要求也将更高，其中最重要的一点是元件的可持续性。
因此，与MEMS元件的可持续性密切相关的能量收集技术受到广大研究人员的关注。
振动能是一种低频率且功率稳定的振动能量，它广泛地分布于生活中的方方面面。
在微纳米技术、机械与材料工程方面的快速創新与发展使得振动能量收集成为可能，因此，振动能量采集技术将有广阔的应用领域。
目前，国内外学者提出的振动能量收集技术主要包括电磁转换、静电转换和压电转换三种能量收集技术[1-2]。
本文将介绍以上三种技术的创新方法、发展现状和发展前景。
2 发展现状2.1 电磁转换能量收集技术根据电磁转换原理设计的振动能量收集装置是基于法拉第电磁感应定律将生活中的大量振动能转化为可利用的电能，该装置的结构为闭合线圈和永磁体。
法拉第电磁感应定律表明，只要通过闭合线圈的磁通量产生变化，闭合电路中就会产生电流，从而对外部系统输出电能，这种现象称为电磁感应现象。
根据法拉第电磁感应定律，外界的振动使闭合线圈或永磁体二者发生相对运动，引起通过线圈的磁通量发生改变，导致感应电流的产生，使电能向外部系统输出。
环境振动噪声能量回收系统设计
武汉理工大学本科生毕业设计（论文）开题报告目录摘要 (I)ABSTRACT.................................................................................................................................. . II 绪论. (1)1噪声回收系统原理 (3)1.1声电转换器 (3)1.1.1常见声电转换器的原理 (3)1.1.1.1动圈式声电转换器 (3)1.1.1.2电容式声电转换器 (4)1.1.1.3驻极体声电转换器 (4)1.1.1.4压电式声电转换器 (5)1.1.2声电转换器的选择和使用 (6)1.1.3声电转换器的指向性 (7)1.2噪声源定位原理 (7)1.2.1仿人双耳的声源定位方法 (7)1.2.2基于到达时间差的声源定位方法 (7)1.2.3基于声压幅度比的声源定位方法 (8)1.3太阳能电池工作原理和特性 (9)1.3.1太阳能电池工作原理 (9)1.3.2太阳能电池的电学特性 (11)2噪声源定位模块设计 (12)2.1方案论证 (12)2.2硬件设计 (13)2.2.1单片机 (13)2.2.2两相步进电机 (15)2.2.3步进电机驱动电路 (16)2.2.4单片机晶振 (17)2.2.5电压比较器 (17)2.3系统实物模型 (18)3能量转换及收集模块设计 (20)3.1整流电路的设计 (20)3.1.1桥式整流电路 (20)3.1.2三倍压整流电路 (22)3.1.3整流电路的选择 (24)3.2 DC-DC升压电路的设计 (24)3.2.1 Max1678芯片介绍 (24)3.2.2 DC-DC转换器原理 (25)3.2.3 电路设计 (27)3.2.4 元件的选择 (28)3.3 能量收集电路的设计 (29)3.3.1电容储能电路 (29)3.3.2锂电池储能电路 (30)4软件设计 (33)4.1方案论证 (33)4.2主程序 (33)4.3中断子程序 (34)5结论与展望 (35)5.1结论 (35)5.2展望 (36)致谢 (37)参考文献 (38)附录1噪声源定位硬件原理图 (40)附录2能量回收硬件原理图 (40)附录3系统总硬件原理图 (42)附录4声源定位程序 (43)摘要在近代工业高速发展的今天，环境噪声污染对人们的生活影响越来越大。
埃安动能回收功率
埃安动能回收功率
埃尔温动能回收功率是指将废弃噪声、震动、振动、热能等转化为可利用的电能或其他形式的能量的能力。
这种回收过程通常通过特定的装置、技术或系统来实现。
具体的能量回收功率取决于所使用的设备和技术以及噪声、震动、振动或热能的大小和特性。
一些常见的动能回收技术包括：
1. 噪声能量回收：利用噪声产生的声波振动将其转化为电能。
这可以通过声波微波发电机、声波振动发电机等装置来实现。
2. 振动能量回收：利用机械振动或结构振动产生的能量将其转化为电能。
这可以通过振动发电机、压电材料等技术来实现。
3. 热能回收：利用废热产生的温度差将其转化为电能。
这可以通过热电发电机、热泵等技术来实现。
埃尔温动能回收功率的大小取决于能量源的特性和回收装置的效率。
通过优化回收装置的设计和提高能量转化效率，可以增加动能回收功率。
振动能量在发电领域的利用研究综述
振动能量在发电领域的利用研究综述(石登仁 S2******* 机研121班机械工程专业)关键词：振动，发电，利用，综述摘要：查阅了国内外的大量资料，从机械振动、海洋海波、空气（风能）等学科领域存在的振动发电及电能转换与研究现状进行了综述。
0 前言随着对绿色环保能源需求的加大及新型高效能源的快速发展，振动发电及技术日益受到国内外学者及企业的广泛关注。
目前研究领域已涉及大气气流振动发电、海洋海波振动发电、公路振动发电、人流密集区踩踏发电、机械振动发电及纳米发电等众多方面，是一种具有长远发展潜力的电能获取方式。
1 机械振动能量回收发电目前研究的最多最深入的压电式振动发电研究与应用。
根据发电原理不同，振动发电机可以分为静电式、电磁式与压电式。
其中，压电式振动发电机以其能量转换效率高、结构简单、无电磁干扰、易于实现整体结构的微型化与集成化等优点成为国内外振动发电领域研究的重点。
振动发电机模型如图1所示。
振动发电机与外界振动激励频率相同即共振时发电机输出平均功率最大。
其中，压电式振动能量采集结构利用压电材料的压电效应，当压电元件在外界振动源激励作用下随之振动时，压电元件产生变形，压电元件表面随之累积电荷，从而在压电元件的上下两个电极之间形成电势差，通过能量采集电路将该电势差转换并存储，完成机械振动能向电能的转换。
图1 振动发电机模型哈尔滨工业大学袁江波等人研究了复合型悬臂梁压电振子振动模型及发电试验【1】，他们用悬臂梁压电振子俘获环境中振动能，对环境振动频率敏感且频带有限，在谐振频率与环境振动频率不匹配的情况下，设计复合型悬臂梁压电振子并建立其振动模型。
研究结果表明，复合型悬臂梁压电振子谐振频率范围为56～72 Hz，与理论分析结果基本吻合。
相比于单悬臂梁压电振子，复合型悬臂梁压电振子有效地拓宽了其谐振频带，易于实现与环境振动源振动频率匹配以提高压电发电效率。
在此基础上，进行复合型悬臂梁压电发电装置的发电能力测试，在负载为820Ω，工作频率为60 Hz 时最大输出功率达到4.9 mW，产生的能量能够满足网络传感器等低耗能微电子产品的供能需求。
振动与噪声的能量回收
3.汽车振动与噪声能量回收研究
◆汽车振动能量回收发电悬架 回转发电机式 直线电机式
液压式
3.汽车振动与噪声能量回收研究
3.噪声能量回收
噪声属于声音的一种，
它的特点就是通过声源
的无规则运动产生振动， 然后通过压电材料的正 压电效应，将机械振动 转化为电能。
3.汽车振动与噪声能量回收研究
◆ 声发电机 韩国研究人员利用人耳吸收声波的原理，制造出了仿照人耳吸收
式；
（3）利用压电材料的压电效应将振动机械能转换为电
能的压电式。
1.振动与噪声能量回收的可行性与现 有回收形式
电磁式振动能量回收是利用电磁感应原理通过磁场把机械能 转化为电能。它的基本原理是：利用永磁体、线圈和一个谐振
的振动结构产生电磁感应，将感应到的电能用后续电路进行提
取。这种能量回收系统的优点是成本低、输出功率大，缺点是 感应到的电压很小，虽然可以通过使用变压器、提高线圈圈数
晶体结构，具备将施加在自身上的电势能转化为机械应变的能
力；反过来，也具有将机械应变能转化为电荷的能力。前者可 以用于主动振动控制，后者的特性使得压电材料能够吸收周围
环境如基体结构振动的机械能，并转化为电能来维持其它电子
设备的正常工作。
1.振动与噪声能量回收的可行性与现 有回收形式
三种振动能量回收系统的21
主要内容
1.振动与噪声能量回收的可行性与现 有回收形式
2.汽车振动与噪声来源形式
3.汽车振动与噪声能量回收研究
1.振动与噪声能量回收的可行性与现 有回收形式
目前振动能量回收技术研究主要分为三种类型：
（1）利用电磁换能装置将振动机械能转换为电能的电 磁式； （2）利用静电发生器将振动机械能转换为电能的静电
废弃物能源回收中的噪声与震动控制研究
废弃物能源回收中的噪声与震动控制研究废弃物的资源化利用是当前环境保护与可持续发展的重要课题之一。
在废弃物的处理过程中，噪声和震动作为常见的环境污染源，不仅影响着周围居民的生活质量，还可能对工作人员的健康造成不良影响。
因此，对废弃物能源回收中的噪声与震动进行控制研究，具有重要的理论和实践意义。
一、废弃物能源回收中的噪声与震动现状分析废弃物能源回收领域涵盖废弃物焚烧、生物质能利用等多个方面，这些过程常常会产生噪声和震动。
据统计，全球每年因环境污染导致的噪声和震动疾病死亡人数高达数十万人，可见噪声与震动对人类健康的危害之大。
在废弃物能源回收领域，由于处理设备的运转和物料的碾磨等操作，会产生大量噪声和震动。
这些环境污染源严重影响了周围居民的生活和工作环境，也不利于废弃物回收产业的可持续发展。
二、废弃物能源回收中噪声与震动控制技术研究1. 噪声控制技术研究为有效控制废弃物能源回收中的噪声污染，研究人员提出了一系列噪声控制技术。
其中，隔声墙的建设是一种有效的噪声控制手段，通过设置隔音材料和结构设计合理的墙体，可以有效隔绝噪声传播。
此外，对废弃物处理设备进行声学改造，优化运转参数，也可以有效降低噪声污染。
除此之外，合理规划废弃物处理厂的布局，减少噪声产生源与居民区的距离，也是一种有效的噪声控制策略。
2. 震动控制技术研究对于废弃物能源回收中的震动污染问题，研究人员也提出了相应的控制技术。
在处理废弃物时，通过合理设计处理设备的减震支座，可以有效减少震动传递到周围环境中的情况。
此外，对废弃物处理设备进行结构优化设计，提高设备的稳定性和抗震性能，也是一种有效的震动控制措施。
同时，在运行过程中对设备进行定期检查和维护，及时发现并处理可能引起震动的故障点，也是保证设备稳定工作和减少震动的重要手段。
三、废弃物能源回收中的噪声与震动控制管理策略1. 立法与标准制定为了有效控制废弃物能源回收中的噪声与震动污染，相关部门部门应当加强立法工作，制定相关的环境噪声和震动管理法规。
汽车行驶振动能量回收可行性研究+袁翔,刘鑫+罗霄
关键词：汽车；行驶；振动；能量回收；滚珠丝杆机构
汽车行驶振动能量回收的可行性研究
AUTOMOBILE DRIVING VIBRATION ENERGY RECOVERY FEASIBILITY REATH
ABSTRACT
Declining in the energy and national energy saving life of human society on the concept of low-carbon environment.the energy use of recycled and secondary became the subject of today's society. as a people's car energy indispensable tool to carry out good use of every part of the energy generated by vehicles in the automotive industry, the research focus, this paper, the vibration energy on the recovery of motor cars and made a simple analysis, for all the possible structures were compared and analyzed I study in this paper for the meaning and history of the development and future development trend of simply described, and listed the six structures and the feasibility of the program now. And their structure and working principle were analyzed. For moving the basic theory of vibration energy recovery were analyzed, the reference made by others driving simulation proved the value of the vibration of recovery. Another of several possible energy recovery from the vibration of the structure of energy recovery efficiency of energy recovery, can be installed in the car and the quality of the reliability of Chen analyzed the sensitivity and so on. Analyze the feasibility of ball screw bodies of several institutions which are the best institutions. I have enough on the ball screw machine can be fed into the structure of the proposed program to improve the program structure of the ball screw feed to the motor body very good protection. They have made the circuit and facilities related to the program.
能源行业节能减排技术规范
能源行业节能减排技术规范第1章总则 (4)1.1 范围 (4)1.2 规范性引用文件 (4)1.3 术语和定义 (4)1.3.1 节能 (4)1.3.2 减排 (4)1.3.3 节能减排技术 (4)1.3.4 能源利用效率 (4)1.3.5 污染物排放 (4)1.3.6 环境绩效 (5)第2章节能技术 (5)2.1 工艺流程优化 (5)2.1.1 概述 (5)2.1.2 优化方法 (5)2.2 余热余压利用 (5)2.2.1 概述 (5)2.2.2 利用技术 (5)2.3 高效节能设备 (5)2.3.1 概述 (5)2.3.2 设备类型 (6)2.4 能量系统优化 (6)2.4.1 概述 (6)2.4.2 优化措施 (6)第3章电力系统节能 (6)3.1 发电环节节能 (6)3.1.1 提高燃料燃烧效率 (6)3.1.2 余热回收利用 (6)3.1.3 节能发电技术 (6)3.2 输电环节节能 (7)3.2.1 优化电网结构 (7)3.2.2 提高输电设备效率 (7)3.2.3 新型输电技术 (7)3.3 变电环节节能 (7)3.3.1 高效变压器 (7)3.3.2 无功补偿 (7)3.3.3 智能电网技术 (7)3.4 配电环节节能 (7)3.4.1 优化配电网络 (7)3.4.2 高效配电设备 (7)3.4.3 需求侧管理 (7)3.4.4 分布式能源 (7)第4章燃料燃烧优化 (8)4.1 燃烧设备改进 (8)4.1.1 燃烧器设计优化 (8)4.1.2 燃烧设备维护与升级 (8)4.2 燃料质量优化 (8)4.2.1 燃料筛选与加工 (8)4.2.2 燃料掺烧优化 (8)4.3 燃烧过程监控与控制 (8)4.3.1 燃烧参数监测 (8)4.3.2 燃烧控制系统 (8)4.3.3 污染物排放监测与控制 (9)第5章节能减排措施 (9)5.1 燃烧污染物减排 (9)5.1.1 提高燃烧效率 (9)5.1.2 燃料替代 (9)5.1.3 燃烧设备升级 (9)5.2 生产过程污染物减排 (9)5.2.1 生产工艺优化 (9)5.2.2 生产设备升级 (9)5.2.3 生产过程自动化 (9)5.3 污染防治设施优化 (9)5.3.1 废气处理设施改进 (9)5.3.2 废水处理设施优化 (9)5.3.3 固废处理与资源化利用 (10)5.3.4 噪声与振动控制 (10)第6章节能管理 (10)6.1 能源计量与统计 (10)6.1.1 能源计量 (10)6.1.2 能源统计 (10)6.2 能源消费定额管理 (10)6.2.1 定额制定 (10)6.2.2 定额实施 (10)6.2.3 节能奖励与处罚 (10)6.3 能源审计与节能评估 (11)6.3.1 能源审计 (11)6.3.2 节能评估 (11)6.3.3 节能改造 (11)第7章节能减排技术与经济评价 (11)7.1 节能减排技术评价方法 (11)7.1.1 技术评价指标 (11)7.1.2 技术评价流程 (11)7.1.3 常见节能减排技术评价方法 (11)7.2 技术经济分析 (12)7.2.1 投资成本分析 (12)7.2.2 经济效益分析 (12)7.2.3 技术经济评价方法 (12)7.3 节能减排投资决策 (12)7.3.1 投资决策方法 (12)7.3.2 投资决策依据 (12)7.3.3 投资决策流程 (12)7.3.4 投资决策注意事项 (13)第8章源头减量与循环经济 (13)8.1 源头减量技术 (13)8.1.1 能源消费优化技术 (13)8.1.2 低能耗生产工艺 (13)8.1.3 节能减排一体化技术 (13)8.2 废物资源化利用 (13)8.2.1 废水处理与回用 (13)8.2.2 废渣处理与利用 (13)8.2.3 废气处理与回收 (14)8.3 循环经济产业链构建 (14)8.3.1 产业园区循环经济模式 (14)8.3.2 产业协同共生模式 (14)8.3.3 区域循环经济体系 (14)8.3.4 信息化与智能化管理 (14)第9章节能减排政策与法规 (14)9.1 政策体系 (14)9.1.1 国家层面政策 (14)9.1.2 地方层面政策 (14)9.2 法规与标准 (14)9.2.1 法律法规 (14)9.2.2 行业标准 (15)9.3 政策措施与实施 (15)9.3.1 财政补贴政策 (15)9.3.2 税收优惠政策 (15)9.3.3 金融支持政策 (15)9.3.4 政策性引导 (15)9.3.5 监管与考核 (15)9.3.6 宣传教育与培训 (15)9.3.7 国际合作与交流 (15)第10章案例分析与推广 (15)10.1 典型案例介绍 (16)10.2 节能减排效果分析 (16)10.3 推广与应用前景 (16)10.4 存在问题与挑战 (16)第1章总则1.1 范围本规范适用于我国能源行业中的节能减排技术管理和应用，包括煤炭、石油、天然气、电力、热力等能源生产、转换、输配和消费环节。
噪声回收利用的构想
噪声回收利用的构想发布时间：2021-06-22T02:51:31.719Z 来源：《中国科技教育》2021年第2期作者：张源[导读] 在生活中，汽车的鸣笛声，机械的轰鸣声，歌舞厅里、广场舞的音响声，震耳欲聋。
华中师大一附中福星学校高中部 431600一、研究背景：在生活中，汽车的鸣笛声，机械的轰鸣声，歌舞厅里、广场舞的音响声，震耳欲聋。
然而声音作为一种能量，有时却只能增添喧闹，让人徒增烦恼而得不到利用。
当声音超过90分贝时就可能造成噪声污染，严重影响到人们的工作，学习，生活和休息。
如果能将这些躁音利用起来，即用一种“声→电转化装置”将它们转化为电能储存起来，积少成多，必将节省不少能源，为我们的生活带来便利。
二、研究目的：在生活中常有一些大功率发生的声源，若再发生处安装这种噪声发电装置，从而减少造影污染，又获得部分电能。
以达到节能低碳，环保的目的。
三、研究过程：1、噪声发电可行性的论证；理论：1、声音以波的行式传播，并且具有能量。
2、一切正在发声的物体都在振动。
因此我们只需要利用声音的这种振动，将无用的声能，转化为能够利用的机械能，进而转化为电能便可。
图1 图2实验论证的两种方案：1）先在一个密闭的容器里分别放入小收音机或MP3、MP4等能调节声音大小的发声体。
然后盖上盖子，在其上的中央插入一支细V型玻璃管，且V型玻璃管如图1那样倒置，内装一小段染色水柱，密封好后，将音量调大，比较染色水柱上升的高度差。
还可以调节声音的大小，来探究水柱高度差是否随着声音的加大而增大。
2）在密闭容器里安装一个“0.2V，0.01W”的发动机和轻小扇叶及一个0.15V的小灯泡，密封好后，再将音量进行调节，观察灯是否在发光，若发光，再调节声音大小，比较发光的亮度。
关于以上两实验的解释，发声体在振动，则引起气体分子的振动，促使分子动能和分子势能的增加，从而分子内能增大，内能对水柱以及扇叶做功，引起高度差和扇叶的转动以验证声能转化为水柱的重力势能，及机械能的可行性。
电动汽车振动能量回收综述
NEW ENERGY AUTOMOBILE | 新能源汽车电动汽车振动能量回收综述李长玉 林子涵广州城市理工学院，汽车与交通工程学院 广东省广州市 510800摘 要： 电动汽车的能量回收在电动汽车出现后不久就被人们所重视，随着各种技术的发展，电动汽车能量回收技术也变得越来越成熟。
本文主要研究了电动汽车振动能量回收方式。
将部分已经进行的研究进行了归纳，分析了各种回收方式的优劣以及目前面临的问题和解决的建议，并对于电动汽车能量回收的未来发展进行展望。
关键词：电动汽车 振动能量 回收1 引言随着时代的发展，能源问题愈来愈严峻，人们越来越重视能源的利用率，因此众多学者对电动汽车的能量可回收性进行了研究，电动汽车能量回收由所在部位的不同分类可分为制动能量回收、电池热能回收、振动能量回收三种。
电动汽车能量回收有着巨大的潜力，研究表明汽车能量损失相当巨大，如果燃料供应以100%计算，除去排气33%，冷却29%剩余的机械功率38%，机械功率中摩擦损失33%(传动损失5%，滚动阻力损失11.5%，制动器损失5%,发动机11.5%)，空气阻力损失5%，最后用于移动汽车的能源只占21.5%[1]。
由此可见能量回收能够为汽车能源的节省带来巨大的收益。
2 电动汽车振动能量回收的方式2.1 机械式最初研究者是将馈能装置直接安装到减震装置中，通过减震产生的液体流动或空气流动产生能量回馈，结构简单，但容易磨损，效率不高。
梁新成等人设计了一套液压式能量回收系统,分别进行了仿真和实验，降低了悬架减震时的热能散失，将振动能量的10%转化为电能[2-3]。
2.2 电磁式随着电机技术的发展，电磁式馈能悬架的潜力被人们所发掘。
特别在20世纪80年代取得了突破性的进展。
电机馈能的电机分为直线电机与旋转电机Gysen等人在电磁式馈能悬架方面做出了巨大贡献，他们设计了一种直线电机减震器如图１[3-4]。
图1 电磁直线馈能减震实物图直接驱动直线电机式：电机直接驱动式馈能具有传动效率高，能够直接应用于当前的减震系统。
城市轨道交通车辆噪声与振动能量采集
城市轨道交通车辆噪声与振动能量采集作者：毛宇臻刘冠轩王奔庄严来源：《中国科技博览》2017年第07期[摘要]本文针对城市轨道车辆运行引发的噪声和振动能量进行机理分析及实验研究，提出了基于PVDF压电片单元以及压电陶瓷进行能量回收的方法，并利用噪声模拟器与悬臂梁试验台模拟轨道车辆噪声源与振动源，对不同发声频率和振动频率下的信号进行了响应分析，实验成果对城市轨道交通车辆的噪声与振动能量采集具有一定指导意义。
[关键词]轨道车辆；振动能量回收；噪音能量回收；压电效应中图分类号：TB535；U270 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）07-0125-021 引言由于轨道车辆在高密度运行过程中，会产生巨大的噪声车辆以及轨道的强烈振动，这些噪声与振动能量则被轨道本身所吸收并无价值的耗散掉。
轨道交通产生的环境效益和节能问题也逐渐得到更多人的关注[1]。
目前，制约轨道交通发展的主要环境问题便是振动与噪声。
该项目设计了一个以PVDF压电片单元以及压电陶瓷为回收单元的简易系统，分别利用噪声模拟器与悬臂梁试验台来模拟噪音源与振动源。
2 系统设计原理2.1 噪声能量回收原理以及研究现状目前的有关轨道运行引发的噪声能量的采集和回收有关的资料较少，轨道车辆噪声能量的采集主要是利用声电能量转换技术。
声能发电系统是由声能收集装置和换能器两部分组成，换能器是声能发电装置的核心部件，声能发电装置主要分为压电式、电磁式和静电式三种形式。
由于电磁式尺寸较大，结构复杂；静电式结构复杂，需要启动电压；而压电式结构简单，能量输出大，故现较多使用压电式发电装置。
如今对于声电转换技术的研究，国内外一些科研院也所取得了一定的科研成果；但针对例如轨道噪声等噪声能量回收的研究仍停留在想法实施或初步设计状态；并且对于已有的能量回收装置也处于效率不高的地步，远未达到可以大范围使用的程度。
噪声能量采集器主要包括声压放大装置和压电式声电能量转换装置；其中声压放大装置采用Helmholtz（亥姆霍兹）共鸣器；压电式声电能量转换装置采用悬臂梁压电振子作为理论模型。
汽车振动能量回收悬架
汽车振动能量回收悬架近年来，节能已经成为一个非常重要的问题。
限制能量耗散的一种可用方法是回收那部分耗散的能量。
实现能量回收的一种最有效的方法是将机械振动转化为储存在蓄电池里的有用电能，,然后将这部分能量用于驱动传感器或主动系统或辅助电气负载。
这篇文章提出了道路车辆悬架系统能量收集装置的应用。
该系统包括一个共振质量阻尼器，一个线性永磁交流发电机和功率因数可控整流器（电磁振动驱动发电机）。
在研究的第一阶段，道路诱发悬架簧下质量振动的能量回收装置的性能还在探讨中。
考虑到物理约束的应用（悬架几何、电磁振动驱动发电机质量,等等），也为了优化能量回收，对该装置的参数进行了调整。
电磁振动驱动发电机在本节中用图形描述电磁振动驱动发电机的基本理论。
振动驱动发电机（VDG）一般包括一个大的振动质量（M），通过弹簧连接（k）到一个刚性的外壳上。
随着外壳的振动，振动质量质量和外壳之间也产生相对运动。
移动质量产生的机械动能（m）大规模的转化为磁铁相对于线圈转动产生的电能。
这可以得到一个移动的磁铁或移动的线圈结构。
在实践中，为了避免电连接质量，一个移动的磁铁配置的制造更为简单。
在任何情况下,电压线圈中感应由于不同的磁链,与合成电流造成部分反对磁铁和线圈之间的相对运动。
因此，VDG的运动可以通过系统质量-弹簧系统图来描述，如图2所示。
图2:VDG方案质量为m 相对壳体运动的基本方程： t mz cz kz mx ++=- （1）其中z 是质量和外壳之间的相对位移（即在磁铁和线圈之间），t x 是相对壳体的振动，c 是一种考虑电磁阻尼的等效阻尼系数（转换成电能的机械阻尼质量）和由于空气阻力和物质损失产生的寄生阻尼。
可以看出，VDG 是一个惯性发生器，即它只需要被锚定在一个移动体产生电力和阻尼器（c ），它代表了能量提取机制。
为了与一个预定的应用环境的自然频率同步（即对壳体的振动频率），这种发电机是在共振条件和最佳的能量条件下提取操作应设计。
二维声学黑洞对弯曲波的能量聚集效应
二维声学黑洞对弯曲波的能量聚集效应黄薇;季宏丽;裘进浩;成利【期刊名称】《振动与冲击》【年(卷),期】2017(036)009【摘要】声学黑洞(Acoustic Black Holes,ABH)效应是利用结构厚度以一定幂函数形式减小,致使弯曲波的相速度逐渐减小而实现能量逐渐聚集,理想情况下弯曲波波速减小为0从而无法传递到结构边缘,也就不会发生反射.声学黑洞效应使得结构产生高能量密度区域,因此能高效应用于能量回收和振动噪声控制.为了研究二维声学黑洞结构具有弯曲波能量聚集效应,运用有限元分析软件ABAQUS建立了二维声学黑洞模型,从时域上研究弯曲波在声学黑洞区域的传播过程,结合有限元数值结果与振动功率流的结果分析弯曲波能量聚集过程.最后通过激光超声实验系统对二维声学黑洞中弯曲波传播过程进行成像与分析,实验结果验证了二维声学黑洞结构对弯曲波能量的聚集效应.【总页数】8页(P51-57,92)【作者】黄薇;季宏丽;裘进浩;成利【作者单位】南京航空航天大学机械结构力学及控制国家重点实验室,南京210016;南京航空航天大学机械结构力学及控制国家重点实验室,南京210016;香港理工大学机械工程系,香港999077;南京航空航天大学机械结构力学及控制国家重点实验室,南京210016;香港理工大学机械工程系,香港999077【正文语种】中文【中图分类】O421+.5【相关文献】1.声学黑洞梁的振动能量分布探讨 [J], 邓杰;郑玲;左益芳;曾鹏云;吴行2.基于半解析法的一维圆锥形声学黑洞梁能量聚集效应研究 [J], 曾鹏云;郑玲;左益芳;邓杰3.周期声学黑洞结构弯曲波带隙与振动特性 [J], 李敬;万志威;李天匀;朱翔4.基于非完美声学黑洞的压电能量收集系统 [J], 汪恒;唐荣江;郑伟光;文雁声5.基于平面波展开法的声学黑洞梁弯曲波带隙研究 [J], 李敬;朱翔;李天匀;万志威因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
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相同尺寸可以获得更高的输出电压。但是，为了实现电容两端
的电压约束或电容的电荷约束，需要独立的电源支持。
1.振动与噪声能量回收的可行性与现 有回收形式
压电能量回收是利用压电材料从周围振动的环境中提取 有用的能量，这种方法正在被越来越多的关注。压电材料具有
晶体结构，具备将施加在自身上的电势能转化为机械应变的能
力；反过来，也具有将机械应变能转化为电荷的能力。前者可 以用于主动振动控制，后者的特性使得压电材料能够吸收周围
环境如基体结构振动的机械能，并转化为电能来维持其它电子
设备的正常工作。
1.振动与噪声能量回收的可行性与现 有回收形式
三种振动能量回收系统的能量密度
声音的鼓膜的噪声发电机。这种发电机是一种名为“声雷”（Sonea）
的概念机，这个概念机内储存有碳酸盐、丙烯腈等化学物质，可以将 噪声冲击波对仿生鼓膜的振动能转化为化学能储存起来，当和电器相 连时就可释放出电能。“声雷”发电机可以利用带状的电源线相互串 联在一起，也可以按照需求进行组装，尽可能地吸收更多的噪声。它 们就像是一些特大号的电池一样，在需要的时候可以释放出电能，目 前已经可以为手机、电视机和笔记本电脑等电器供电。
机械振动能量回收 原理 能量密度 公式 假定条件
压电效应
35.4
（1/2）σy2kv2/2cv来自PZT5H电磁感应
24.8
（1/2）B2/μ0
0.25T
静电感应
4
（1/2）ε0E2
3×107V· m-1
1.振动与噪声能量回收的可行性与现 有回收形式
从上表可以看出，与静电式和电磁式两种振动能量转化方式相 比，压电式能量回收装置可以达到相对更高的功率密度。另外，
汽车振动与噪声的能量回收
xxx
2013.9.21
主要内容
1.振动与噪声能量回收的可行性与现 有回收形式
2.汽车振动与噪声来源形式
3.汽车振动与噪声能量回收研究
1.振动与噪声能量回收的可行性与现 有回收形式
目前振动能量回收技术研究主要分为三种类型：
（1）利用电磁换能装置将振动机械能转换为电能的电 磁式； （2）利用静电发生器将振动机械能转换为电能的静电
能问题严重，飞轮工作寿命短；超导储能装置的单位体积储存的
能量较低，在实用技术上有一定的困难。超级电容被广泛地应用 于储能装置中，它具有快速充放电、低污染、高效率和维护费用
低等特点。
3.汽车振动与噪声能量回收研究
2.振动能量回收
目前较为成熟，也较为广泛关注的是基于压电振动的能量回
收技术。压电材料可按多种构成形式应用于压电能量回收系统 中，而压电能量回收系统又可以通过改变压电材料属性，改变 压电单元工作模式，利用多层化来增加压电体有效容积，改变 压电振子的结构形式以及调节系统的谐振频率等方法改变压电 能量回收装置的构成形式来提高其能量回收的效率和性能。
式；
（3）利用压电材料的压电效应将振动机械能转换为电
能的压电式。
1.振动与噪声能量回收的可行性与现 有回收形式
电磁式振动能量回收是利用电磁感应原理通过磁场把机械能 转化为电能。它的基本原理是：利用永磁体、线圈和一个谐振
的振动结构产生电磁感应，将感应到的电能用后续电路进行提
取。这种能量回收系统的优点是成本低、输出功率大，缺点是 感应到的电压很小，虽然可以通过使用变压器、提高线圈圈数
或提高磁场强度来进一步提高感应电压，但以上各种方法都在
尺寸上受到限制；并且输出功率随着系统体积的减小而大幅降 低。
1.振动与噪声能量回收的可行性与现 有回收形式
静电感应是物体内的电荷因受外界电荷的影响而重新分 布的现象。现在的微型静电能量回收装置构造与电容相似，它
是通过变容二极体因振动造成的容量变化来获取静电学能量。
压电式能量回收装置由于结构简单，易于系统集成于微型化，
使其在实际中得到更广泛应用。
2.汽车振动与噪声来源形式
3.汽车振动与噪声能量回收研究
1.制动能量回收
制动能量吸收方案主要有电阻耗能型、蓄电池储能型、电容
储能型、飞轮储能型和超导储能型,电阻耗能只能将电能转化为
热能排掉，造成能源浪费；蓄电池储能系统的电池使用寿命不够 长，大量使用电池对环境造成污染；飞轮储能质量很大，摩擦耗
3.汽车振动与噪声能量回收研究
◆汽车振动能量回收发电悬架 回转发电机式 直线电机式
液压式
3.汽车振动与噪声能量回收研究
3.噪声能量回收
噪声属于声音的一种，
它的特点就是通过声源
的无规则运动产生振动， 然后通过压电材料的正 压电效应，将机械振动 转化为电能。
3.汽车振动与噪声能量回收研究
◆ 声发电机 韩国研究人员利用人耳吸收声波的原理，制造出了仿照人耳吸收
“声雷”发电机可以根据需要拼装成不同形状
连成片的“声雷”发电机 “声雷”发电机结 构图