Nghiên cứu tối ưu hóa công suất của bộ thu năng lượng áp điện kiểu xếp chồng tích hợp trên hệ thống treo ô tô = Research on power optimization of stacked piezoelectric energy harvesters integrated on automotive suspension systems

Abstract

Việc phát triển từ nghiên cứu cơ bản sang nghiên cứu ứng dụng đối với các hệ thu năng lượng dao động từ áp điện gần đây đã và đang trở thành một chủ đề thu hút. Ưu điểm chính của hệ này là cấu trúc đơn giản, mật độ công suất đầu ra tương đối cao so với các cơ chế khác như điện từ và tĩnh điện, đồng thời có khả năng tương thích với các hệ thống điện tử công suất nhỏ như MEMS và hoạt động trong dải tần số rộng. Khi tích hợp hệ thu năng lượng áp điện với hệ thống treo của phương tiện giao thông, hệ thống tích hợp lúc này cần đảm bảo hai yêu cầu: (1) Giữ nguyên các chức năng của hệ thống tích hợp như một hệ thống treo thông thường. (2) Thu được năng lượng dao động và chuyển đổi thành năng lượng điện nhiều nhất có thể. Bài báo tập trung xây dựng mô hình tính toán, phân tích, tối ưu công suất điện của bộ thu năng lượng áp điện kiểu xếp chồng được tích hợp trên hệ treo, trên cơ sở mô hình xe 1/4 với kích động mặt đường điều hòa. Kết quả nghiên cứu nhằm phục vụ công việc tính toán, thiết kế kỹ thuật hệ thống treo tích hợp hệ thu năng lượng áp điện theo hai yêu cầu cơ bản nêu trên và có thể mở rộng cho các hệ có tính chất tương tự.