双载荷传递压电装置

载荷放大提功率

通过载荷放大机制提升实际交通载荷下的电能输出，适应多场景道路应用。

Yuan, Huazhi · 王朝辉 · Wang, Shuai · Qiang, Lu

Composites Part B: Engineering 2026

参数信息

输出功率

2.304 W

输出功率

5.6 W

最大端电压

152-156 V

1秒输出能量

0.477-2.395 J

输出能量下降率

35.66 %

机电转换效率

33.90 %

执行器位移变化

0.062 mm

每车道安装长度

14.2 m

技术优势

载荷被放大传递

通过双载荷传递结构与放大机制，将车辆荷载更有效地作用于压电元件，提升机电转换效率达33.90%，且在偏载下保持稳定。

偏载下输出稳定

在1/2偏置载荷作用下，12 Hz加载频率下输出能量仅下降35.66%，且机电转换效率保持稳定，适用于车辆轮迹偏移的实际工况。

长时运行位移稳定

载荷传递结构在连续运行中性能稳定，执行器位移在1.622-1.684 mm范围内变化仅0.062 mm，保障长期机械可靠性。

应用场景

• 道路能量收集：从车流中持续收集机械能，为路边设施供电，减少电网依赖。
• 压电道路传感器：利用压电响应感知车辆类型和通过，支持交通组成预测。
• 压电发电：提升压电发电量至瓦级，为高功耗设备供电成为可能。
• 压电路灯供电：每车道14.2 m压电路段即可提供整夜照明电能。