基于现场测试的道路压电俘能系统电学性能
来源：中国血液净化杂志2021年第1期北京时间：
作者：王朝辉, 王帅, 宋志, 余功新
单位：长安大学公路学院, 陕西 西安 710064"],"fundList_en":["Shaanxi Province Innovation Support Program (2017KW-033); Fundamental Research Funds for the Central Universities (300102218207, 300102219314, 300102218304)
摘要：为全面测评道路压电俘能系统在开放交通条件下的电学性能，采用16个自主研制的15 cm×15 cm×3 cm压电俘能装置并联，设计俘能模块布设点位，铺筑道路压电俘能系统现场测试段，基于随机开放交通条件下道路压电俘能系统开路电压波形信号响应特征，系统研究了现场不同荷载、不同车速工况下道路压电俘能系统电学输出规律，并基于不同负载与电学性能关系，确定了道路压电俘能系统能量采集最佳匹配阻值，最后基于随机、开放的交通条件明确了道路压电俘能系统能量采集存储性能。结果表明：开放交通条件下，小汽车和中型车辆荷载完全碾压道路压电俘能系统输出开路电压分别为15.0~29.6 V和50.0~79.2 V，车辆荷载对道路压电俘能系统电学性能影响显著，且车辆前后轴同时碾压、扩大轮迹横向分布的布设方式利于其电学输出；单车次碾压速率对电学输出性能影响甚微，30~40 km·h<sup>-1</sup>至50~60 km·h<sup>-1</sup>速率区间平均输出开路电压仅提升了1.47%；匹配负载阻值后，其输出功率和输出电流总体随负载阻值增大先明显增大后逐渐减少，基于此确定道路压电俘能系统能量采集时的最佳匹配阻值为2 kΩ，对应输出功率达23.12 mW，输出电流达3.3 mA；晚高峰时段开放交通条件有效存储能量达76.97 mJ，验证了道路压电俘能系统能量采集存储的有效性，从而为道路压电发电技术的规模化铺设应用奠定基础。
关键词：道路工程,发电路面,现场测试,俘能系统,压电装置,电学性能
基金资助：陕西省科技创新能力支撑计划项目（2017KW-033）；中央高校基本科研业务费专项资金项目（300102218207，300102219314，300102218304）
