设计了一种安装于钢板弹簧和车桥之间的压电能量收集装置,用于收集悬架系统中损耗的振动能量。建立了四分之一车辆压电馈能悬架系统模型,并进行随机路面试验,通过拟合对比试验数据和仿真数据,验证了所建模型的准确性和可信性。分别在随机路面与脉冲路面输入下分析了不同工况下压电发电装置输出功率的均方根值(RMS),结果表明,在随机路面输入下,输出功率RMS与车辆行驶速度、载货状态成正比。在脉冲路面输入下,输出功率RMS随车辆行驶速度先增大后减小,车辆空载以30km/h速度行驶时,输出功率最大,为102.24W。

针对当前车辆悬架系统能量回收装置存在能量密度小,振动能量消耗大和能量回收效率低等问题设计了一种新型压电式能量回收装置。通过建立压电式能量回收装置的压电发电模型和转子动力学模型,将其加入到传统二自由度车辆模型中,并引入惯性质量和能量转化部件作用力,最终完成双质量二自由度的悬架动力学模型的建立。同时讨论了车辆速度、压电回收装置尺寸、道路等级等因素对发电功率的影响。结果表明,所设计的能量回收装置最高可以实现332.4W的功率回收。