汽车能量收集应用

能量收集器并不一定适用于所有需要更换电池的潜在应用。电池技术不断进步，由于产量的提高，价格已经达到了收割机无法竞争的水平。但情况并非总是如此，因为能量收集非常适合利基市场，在那里电池更换不是一个选择。传感器的持续运行或在难以接近的环境中运行，使得更换耗尽的电池成本高昂，甚至不可能。

IMEC的方法是从能源消耗方面和能源生产方面解决问题。在能源消耗方面，IMEC正在开发消耗最少能源的微型模块。在能源生产方面，方法是将微机械能量收集器与能量存储组件结合起来开发。它们的自主性将允许这种无线传感器几乎无限期地工作，而无需担心电池充电或连接电网。

到目前为止，微型压电换能器表现出了最好的效果。它由夹在金属电极之间的一个或几个压电层的悬臂组成，形成电容器。在悬臂的尖端，一个地震质量捕捉机器的振动，收割机连接。

IMEC的新型振动采集器由一个由Pt电极形成的压电电容器、一个AIN压电层(初始版本使用PZT)和一个顶部Al电极组成。

由此产生的收割机提供的能量在过去几年的发展中不断改进。在目前的输出功率水平上，IMEC的收割机已经足够强大，并且正在以有意义的频率收集能量，以驱动简单的无线传感器，间歇性地将传感器读数传输给主传感器，这是正在开发的轮胎压力监测系统(TPMS)的情况。

tpms正在成为新车的标配。在这种类型的应用中需要处理的具体问题涉及到这样一个事实，即振动采集器需要优化到在大多数速度下可用的振动。此外，模块必须承受几次100g的冲击，这就需要非常可靠的传感器和组件。

热电能量收集从未因其效率而受到赞誉(其理论最大值超过20%，但实际从未超过百分之几)。但在实现足够大的温差的特定情况下，可以设想有足够的功率输出。与汽车相关的一个有趣的例子是在排气管中收集废热，那里的温度可以高达几百度。

因此，使用热电发电机(teg)回收废热是汽车环境中另一个有趣的应用，大众和宝马等公司在这一领域开展了工作。宝马在2007年开发了一款TEG原型车，输出功率为200W，并在2009年展示了300W的TEG。今年，在美国能源部资助的一个项目中，500W TEG将在宝马X6原型车中展示。宝马率先与来自工业和研究部门的多个开发伙伴(如NASA-JPL)一起开发了用于汽车应用的TEG。2009年，大众开发了一款TEG，据称在高速公路上行驶时输出功率为300W，从而降低了机械负载，油耗降低了5%。

来自伯纳理工学院(Berner Fachhochschule)和瑞士研究和服务集团EMPA的研究人员正在开发一种用于汽车废热回收的热电发电机，该发电机集成在消声器中，而不是作为一个单独的TEG单元安装在排气管道上。

这种类型的技术在混合动力汽车上也有意义，混合动力汽车结合了内燃机和电动机，但全电动汽车缺乏内燃机使得这种技术不兼容，电动汽车中的温差远不及排气处的温差大。

要了解更多关于汽车能量采集器集成的信息，不要错过2011年6月21日和22日在德国慕尼黑举行的欧洲能源收集大会。宝马TEG在发动机上的演示，以及来自IMEC、埃因霍温理工大学的演示，以及来自马洛工业公司和夫琅和费IKTS的热电技术和振动收集的进展，只是此次活动的一些亮点。

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