برداشت انرژی پیزوالکتریک به افزایش راندمان خودرو کمک می کند

اخیراً مطالب زیادی در مورد افزایش بهره وری انرژی خودروها نوشته شده است. باتری‌ها و پیل‌های سوختی موضوعات بسیار داغی هستند، و چندی پیش من در مورد استفاده دانشگاه میشیگان از سلول‌های خورشیدی برای تامین انرژی کامل یک خودرو وبلاگ نوشتم . با این حال، حتی در کوچکترین مقیاس ها، مانند سنسورهای ماشین شما، پیشرفت هایی در حال انجام است. الکساندر فرج و اینگو کوئنه در شرکت فناوری زیمنس در مونیخ با استفاده از یک برداشت کننده انرژی پیزوالکتریک MEMS (سیستم میکرو الکترومکانیکی) به افزایش کارایی خودرو کمک می کنند.

برداشت انرژی پیزوالکتریک زیمنس، COMSOL Multiphysics
گزینه های نصب TPMS – روی رینگ یا روی پوشش داخلی تایر

بر روی لبه یا آستر داخلی تایر نصب شده است، غلتیدن و تغییر شکل منظم تایر انرژی مکانیکی را به عنوان تغییر شکل به یک تیر کنسول می دهد. این پرتو از یک ماده پیزوالکتریک ساخته شده است که توانایی گرفتن انرژی مکانیکی و تبدیل آن به انرژی الکتریکی را دارد. سپس سنسوری را نیرو می‌دهد که اطلاعات مربوط به فشار، دما و سایر اطلاعات را برای راننده ارسال می‌کند تا بر اساس آن واکنش نشان دهد. و همه این کارها را بدون نیاز به باتری یا راه های خارجی دیگر برای تغذیه سنسور انجام می دهد.

این همه به اندازه کافی ساده به نظر می رسد. MEMS و دستگاه‌های پیزوالکتریک این روزها رایج شده‌اند، بنابراین تصور اینکه این دستگاه‌ها در سراسر خودرو اجرا شوند، دور از ذهن نیست. با این حال، قرار دادن دستگاه در خود تایر به این معنی است که باید در یک محیط نسبتاً شدید مقاومت کند. این شامل تحمل نیروهای شتاب زیاد است، در حالی که سبک است تا از عدم تعادل لاستیک جلوگیری کند.

همه اینها را می توان با ایجاد تعداد زیادی نمونه اولیه و انجام آزمایشات متعدد انجام داد. با این حال، الکساندر و اینگو به استفاده از COMSOL Multiphysics برای کمک به بهینه‌سازی طرح‌های خود و کاهش تعداد این نمونه‌های اولیه روی آوردند. مدل‌سازی برهم‌کنش ساختار سیال (FSI) بین پرتو کنسول و هوای اطراف در تایر بسیار مهم بود، زیرا این هوا است که انحراف پرتو را کاهش می‌دهد. این به دلیل فشار هوا متفاوت است و از آنجایی که دستگاه در واقع این فشار را اندازه گیری می کند، بررسی واکنش دستگاه ها به چنین فشار متغیری مهم است. شما می توانید در مورد چگونگی دستیابی آنها به این امر در COMSOL News (به عنوان دانلود فوری یا با درخواست نسخه چاپی) بخوانید.