CN100344469C - 无源胎压监测系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种无源胎压监测系统，主要包括微型振动发电器，微型振动发电器通过引线与一组超级电容相并联连接。所述的微型振动发电器由磁钢制成的一组振子通过弹性片与车轮连接的轴相连接；振子的一侧设有与其配合的一组高强度的线圈，线圈通过引线与超级电容相连接；设有等分的四个振子及相配合的四个线圈。本发明的有益效果是：微振动发电器应用电磁感应原理把轮胎运行时的振动机械能转换成电能后对超电容进行充电储存，振子可随轮胎转动产生振动势能，可以做成无摩擦件，寿命较长，结构较简单，真正免维护。
Description
技术领域
本发明涉及一种胎压检测系统，主要是一种用于汽车上的无源胎压监测系统。
背景技术
发电机是一种由机械能转换成电能的装置，微型发电机中有一种自助式微型发电机是一种通过人力进行发电的微型发电装置，常用于对自行车尾灯、随身听、剃须刀和蓄电灯小型电器的充电。由于微型发电装置可以减少废电池对环境的污染，为一种绿钯的能源，受到了人们普遍的欢迎。如何将汽车上下颠波产生的机械能转换成电能，并且结构简单，性能稳定，是微型发电装置所要解决的问题。本人已经申请了一种轴向微振动发电机，专利申请号：200420107948.0，当车轮滚动时产生垂直方向抖动，振子抖动产生轴向振动，线圈被磁力线切割产生电势发电，通过引线向电容充电。在汽车高速行驶时，车轮转速较高，振子有较大离心力，弹簧将产生较大的压缩以平衡振子的离心力。通过合理的计算和弹簧设计可以使在低速、高速时振子均可受激振动。轴向微振动发电器可以做得较小，但是寿命较短，损耗较大。
发明内容
本发明的目的是为了解决上述的不足，而提供一种用于汽车上的无源胎压监测系统。
本发明通过以下技术方案来完成上述目的。这种无源胎压监测系统，主要包括微型振动发电器，微型振动发电器通过引线与一组超级电容相并联连接，发射器通过引线同样与该组超级电容相并联连接。
所述的微型振动发电器由磁钢制成的一组振子通过弹性片与车轮连接的轴相连接；振子的一侧设有与其配合的一组高强度的线圈，线圈通过引线与超级电容相连接；设有等分的四个振子及相配合的四个线圈。
所述的微型振动发电器主要包括壳体，在壳体内设有磁钢，在磁钢的左右两侧设有与其配合的二组高强度的线圈，二组线圈分别通过引线接出壳体外；设有二组弹簧，弹簧一端分别与磁钢的上、下端面相连接，另一端分别与壳体的内壁相连接。
本发明的有益效果是：微振动发电器应用电磁感应原理把轮胎运行时的振动机械能转换成电能后对超电容进行充电储存，振子可随轮胎转动产生振动势能，可以做成无摩擦件，寿命较长，结构较简单，真正免维护。
附图说明：
图1是本发明的系统结构示意图；
图2是本发明实施例2的结构示意图；
图3是本发明实施例1的结构示意图；
图4是本发明的原理示意图；
附图标记说明：线圈1，振子2，弹性片3，轴4，弹簧5，引线6，壳体7，磁钢8，微型振动发电器9，超级电容10，发射器11。
具体实施方式：
下面结合实施例和附图对本发明作进一步说明。如图所示，
实施例1：这种无源胎压监测系统，主要包括微型振动发电器9和超级电容10，微型振动发电器9通过引线6与一组超级电容相并联连接，发射器11通过引线同样与该组超级电容相并联连接。其中所述的微型振动发电器9由磁钢制成的一组等分的四个振子2通过弹性片3与车轮连接的轴4相连接；振子2的一侧设有与其配合的一组四个高强度的线圈1，线圈1通过引线6与超级电容相连接。
工作原理：当车轮滚动时产生垂直方向抖动，振子2磁钢可以吸收垂直或水平方向的振动，抖动产生轴向振动，切割线圈1产生电势。通过引线向电容充电。在汽车高速行驶时，车轮转速较高，振子2有较大离心力，弹簧将产生较大的压缩以平衡振子2的离心力。通过合理的计算和弹簧设计可以使在低速、高速时振子2均可受激振动。
实施例2：与实施例1不同之处在于，所述的微型振动发电器9主要包括壳体7，在壳体7内设有磁钢8，在磁钢8的左右两侧设有与其配合的二组高强度的线圈1，二组线圈1分别通过引线6接出壳体7外；设有二组弹簧5，弹簧5一端分别与磁钢8的上、下端面相连接，另一端分别与壳体7的内壁相连接。当车轮滚动时产生垂直方向抖动，振子5磁体可以吸收垂直或水平方向的振动，抖动产生轴向振动，切割线圈1产生电势。振动是随机的，各个线圈电势相位不同，故各个线圈电势需分别整流才可充电。
超级电容是近几年才批量生产的一种无源器件，介于电池与普通电容之间，具有电容的大电流快速充放电特性，同时也有电池的储能特性，并且重复使用寿命长，放电时利用移动导体间的电子而不依靠化学反应释放电流，从而为设备提供电源。
超级电容：
一、超级电容器特性：
a.体积小，容量大，电容量比同体积电解电容容量大30~40倍；
b.充电速度快，10秒内达到额定容量的95％；
c.充放电能力强；
d.失效开路，过电压不击穿，安全可靠；
e.超长寿命，可长达40万小时以上；
f.充放电线路简单，无需充电电池那样的充电电路，真正免维护；
g.电压类型：2.7v---12.0v
h.容量范围：0.1F--1000F
二、超级电容与电池比较，有如下特性：
a.超低串联等效电阻LOW ESR，功率密度(Power Density)是锂离子电池的数十倍以上，适合大电流放电，一枚4.7F电容能释放瞬间电流18A以上。
b.超长寿命，充放电大于50万次，是Li-Ion电池的500倍，是Ni-MH和Ni-Cd电池的1000倍。
c.可以大电流充电，充放电时间短，对充电电路要求简单，无记忆效应。
d.免维护，可密封。
e.温度范围宽-40℃～+70℃，一般电池是-20℃～60℃。
超级电容能提供瞬间脉冲电流，在短时间可提供电力，响应快，这一特点正好迎合TPMS中装在轮胎上的传感器间隙式脉冲放电的要求。按有关数据计算，传感器每次发送信号所需电能仅为约2×10-3J，而容量为1F2.5V的超级电容充满后的储能为3J，可用1500次。设发电器平均输出电流5mA，电压2.5V，不计损耗，6妙内发出能量可供传感器发送信号35次。因此，超级电容1F可以作为传感器理想电源，有可能使传感器电源微型化、免维护和长寿命。
设计指标
车速：30～150km/h
平均输出电压≥2.5V
平均输出电流≥5mA
设计寿命：≥10年
尺寸：2×2cm。
Claims (4)
1、一种无源胎压监测系统，主要包括微型振动发电器(9)，其特征在于：微型振动发电器(9)通过引线(6)与一组超级电容(10)相并联连接，发射器(11)通过引线(6)同样与该组超级电容(10)相并联连接。
2、根据权利要求1所述的无源胎压监测系统，其特征在于：所述的微型振动发电器(9)由磁钢制成的一组振子(2)通过弹性片(3)与车轮连接的轴(4)相连接；振子(2)的一侧设有与其配合的一组高强度的线圈(1)，线圈(1)通过引线(6)与超级电容(10)相连接。
3、根据权利要求1所述的无源胎压监测系统，其特征在于：设有等分的四个振子(2)及相配合的四个线圈(1)。
4、根据权利要求1所述的无源胎压监测系统，其特征在于：所述的微型振动发电器(9)主要包括壳体(7)，在壳体(7)内设有磁钢(8)，在磁钢(8)的左右两侧设有与其配合的二组高强度的线圈(1)，二组线圈(1)分别通过引线(6)接出壳体(7)外；设有二组弹簧(5)，弹簧(5)一端分别与磁钢(8)的上、下端面相连接，另一端分别与壳体(7)的内壁相连接。
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