TPMS（轮胎气压监测系统）无源化研究

摘要

轮胎气压监测系统是汽车上一种新的主动安全技术产品，近两年国内发发展迅速。由于它能够适时监测车胎内气压和温度情况，及时报警，能够最大限度地避免由爆胎引发的交通事故，提高了汽车的行车安全。针对TPMS无电池供应模式的发展趋势，研究和分析了国内外TPMS无源化发展的几个实现方案，对压电发电方案、微震动发电方案、磁场电磁耦合方案进行简要分析，同时尝试设计一种新方案进行具体研究。在汽车轮毂上安装一个动能转换装置，利用车轮转动的动能转化为电能，提供TPMS系统车内传感器的工作需要。本装置主要由磁铁、线圈和轴组成，线圈固定在轴上，在汽车加速或减速的过程中，依据惯性原理，磁铁将相对于轴转动，达到切割磁力线产生电能的目的，通过对装置的运动规律分析，动平衡分析，能量统计得出结论，得出方案可行性，提供了一条实现TPMS无源化有效途径。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章引言

1.1 TPMS

1.1.1 TPMS概念

1.1.2 TPMS工作原理

1.1.3 TPMS系统构成

1.1.4 TPMS监测系统电源供应模式

1.2国内外无源方案研究现状

1.3研究内容和目标

1.3.1研究内容

1.3.2研究目标

第二章国内外无源方案研究分析

2.1压电发电方案

2.1.1压电陶瓷发电原理

2.1.2方案优缺点

2.2微震动发电机方案

2.2.1发电原理

2.2.2装置运动分析

2.3无线传感器方案

2.4小结

第三章新无源化方案设计

3.1设计方案

3.2工作原理

3.3加速情况分析

3.4定值速度时，磁铁和轴相对运动分析

3.5减速情况分析

3.6减速停车后，磁铁和轴相对运动分析

3.7小结

第四章发电装置具体设计

4.1前言

4.2装置设计总结构图

4.3装置零件结构

4.3.1磁铁

4.3.2轴

4.3.3滑动轴承

4.3.4线圈

4.3.5触头

4.3.6支架

4.4小结

第五章装置相对转速计算分析

5.1加速情况，磁铁和轴相对转动分析

5.1.1不同参数下，装置的相对转动角速度比较

5.1.2不同加速度下，装置的相对转动角速度比较

5.2减速度情况分析

5.2.1不同机构参数下，装置的相对转动角速度比较

5.2.2不同减速度下，装置的相对转动角速度比较

5.3停车后，磁铁和轴相对运动分析

5.3.1停车后，磁铁和轴相对运动分析

5.3.2停车后，装置的相对转动角速度比较分析

5.4小结

第六章装置产生的能量统计分析

6.1感生电动势计算

6.2加速情况下，感生电动势η大小变化规律

6.3减速情况下，感生电动势η大小变化规律

6.4停车后，感生电动势η大小变化规律

6.5小结

第七章装置动平衡分析

7.1加速情况下动平衡分析

7.2匀速行驶情况下动平衡分析

7.3减速情况下动平衡分析

7.4本章小结

第八章总结和展望

8.1本文主要工作和成果

8.2小结与展望

参考文献

附 录

作者攻读硕士学位期间发表的论文

致 谢