除垂直外的夹角(图中的夹角α)。
[0032]所有压电单元100均设置好之后，将压电单元100的正负极引线分别通过路面上的总线槽8引出，依次连接成套设置在道路边缘的整流滤波装置、DC/DC变换器和储能装置。
[0033]具体的布设方法如下:
[0034]一种发电路面压电系统布设方法，包括以下步骤:
[0035]步骤一，组装压电单元100
[0036]取铜板1、橡胶垫5、环氧树脂圈6以及压电元件2，以铜板1在上、橡胶垫5在下、压电元件2位于中间的方式将这些部件进行组装，并将环氧树脂圈6套装在压电单元100周围，对环氧树脂圈6加热熔融后将压电元件2、铜板1、橡胶垫5胶结成整体，构成压电单元100 ;其中每个压电单元100中压电元件2设置一个以上，设置多个压电元件2时，所有压电元件2对其设置，并将每个压电元件2上的正、负极导线4分别并联；
[0037]在铜板1的上表面开设一个以上的、呈圆形或环形的应力吸收槽7，在橡胶垫5上开设一对孔洞3用于通过压电元件2的导线4 ;
[0038]步骤二，在路面上准备压电单元100的安装槽9
[0039]在路面上开设用于安装压电单元100的安装槽9，安装槽9设置在路面的上面层13、下面层12或者上下面层13、12之间；
[0040]对于新建沥青路面，在碾轮上设置凸起结构，碾轮碾压路面结构层时凸起结构在路面结构层上形成所述的安装槽9 ;对于旧沥青路面，采用开槽机开设安装槽9 ;
[0041]安装槽9开设好之后，将安装槽9的槽壁与槽底之间加工为倒圆角形，在每个安装槽9的槽底开设0.5?1cm宽的导线槽10，并将相邻的安装槽9中的导线槽10贯连；
[0042]步骤三，布设压电系统
[0043]在安装槽9和导线槽10中敷设环氧沥青15，采用一个压电单元100对应一个安装槽9的方式，将压电单元100以橡胶垫5朝下的方式设置在安装槽9中，将压电元件2上引出的导线4沿导线槽10布设；若是新建沥青路面且安装槽9位于上下面层13、12之间，则在压电单元100设置好之后再在上下面层13、12之间设置一层宽度大于安装槽9直径的抗裂贴14 ;
[0044]由多个压电单元100并联构成压电单元带，单条或多条压电单元带构成压电单元组，压电单元组对称分布于车道中轴线两侧，压电单元带的布设方向与车道中轴线平行，相邻的两个压电单元带中对应的两个压电单元100之间的连线与车道中轴线垂直或呈锐角；
[0045]在路面开设总线槽8，将所有自导线槽10中引出的导线4通过总线槽8引至设置于路边的整流滤波装置，并将整流滤波装置依次与DC/DC变换器和储能装置连接；
[0046]上述步骤完成后，对安装槽9和总线槽8进行填埋，完成布设。
[0047]以下给出本实用新型的一些实施例。
[0048]实施例1:
[0049]步骤一，组装压电单元
[0050]铜板采用铍青铜圆板，进行双面打毛以使表面粗糙，并通过精密车床加工应力吸收槽，槽深约占铜板厚度的1/4，如图1所示；橡胶垫为普通圆形硅橡胶垫，与铜板大小相等，进行双面打毛以使表面粗糙，并在直径两端靠近边缘处各凿一个孔洞，具体孔径大小以导线总宽度为准；压电元件采用单片PZT压电陶瓷，直径略小于铜板和橡胶垫。使用丙酮或二甲基甲酰胺对铜板、压电元件、橡胶垫进行清洗后晾干，使用环氧树脂将各元件粘结，并封装成压电单元，如图2(a)所示。
[0051]步骤二，在路面上准备压电单元的安装槽
[0052]通过碾压成型的方式在沥青路面下面层开安装槽，槽垂直面与槽底间以倒圆相连而非垂直接触，槽底下部设置约0.5?1cm宽的导线槽用于引出电线，并用搓具或燃烧器进行打毛粗糙处理，如图3(a)。
[0053]步骤三，布设压电系统
[0054]在安装槽槽中先灌入的一定量的环氧沥青或沥青砂浆，然后将压电单元埋置于下面层中，同时将导线引入导线槽中，压电单元完全置入后，再灌入一定数量的环氧沥青或沥青砂浆以使槽被填充均匀，在安装槽上部与道路结构层的接触面上铺设一层抗裂贴，而后进行上面层的铺筑工作，如图4(a)所示。
[0055]按步骤一、步骤二制备压电单元及路面开槽处理，以标准车道的中轴线为对称轴(宽度为3.75m)，将3个压电单元按照一定横向间距L2为15cm，通过导线并联组合成压电单元带，一条压电单元带为一组，并在距中轴线两侧L1为40cm处，以步骤二的方式对称埋置于沥青混合料内部，压电单元组垂直行车道中轴线横向布设，各组压电单元纵向相隔L3为2m进行布设，通过导线并联组合，每15组压电单元的导线通过总线槽与设置在道路外侧的整流滤波装置连接进行电能处理，然后通过DC-DC稳压装置，并最终与储能装置相连接，如图5(a)所示。
[0056]实施例2:
[0057]本实施例步骤与实施例1基本相同，不同之处为:如图5(b)所示，道路宽度方向上布设四条压电单元带，相邻的压电单元带中对应的压电单元之间的连线垂直车道中轴线，压电单元带横向间距L2为10cm，每一个压电单元带中相邻的压电单元纵向间距为L3为2.5m，压电单元带与车道中轴线的间距L1为40cm。
[0058]实施例3:
[0059]本实施例步骤与实施例1基本相同，不同之处为:如图5(c)所示，道路宽度方向上布设三条压电单元带，并且在车道中轴线的每一侧压电单元组设置两排，两排紧邻设；每一排相邻的压电单元带中对应的压电单元之间的连线垂直车道中轴线，压电单元带横向间距L2为15cm，每一个压电单元带中相邻的压电单元纵向间距为L3为2.5m，压电单元带与车道中轴线的间距L1为40cm。
[0060]实施例4:
[0061]本实施例步骤与实施例1基本相同，不同之处为:如图5(d)所示，道路宽度方向上布设四条压电单元带，每一排相邻的压电单元带中对应的压电单元之间的连线与车道中轴线之间的夹角为60°，压电单元带横向间距L2为10cm，每一个压电单元带中相邻的压电单元纵向间距为L3为2.5m，压电单元带与车道中轴线的间距L1为30cm。
[0062]实施例5:
[0063]本实施例步骤与实施例1基本相同，不同之处为:如图5(e)所示，道路宽度方向上布设三条压电单元带，并且在车道中轴线的每一侧压电单元组设置两排，两排紧邻设；每一排相邻的压电单元带中对应的压电单元之间的连线与车道中轴线之间的夹角为45°，压电单元带横向间距L2为15cm，每一个压电单元带中相邻的压电单元纵向间距为L3为3m，压电单元带与车道中轴线的间距L1为40cm。
【主权项】
1.一种发电路面压电系统，包括压电单元(100)，其特征在于，所述的压电单元(100)包括压电元件(2)、铜板(1)、橡胶垫(5)及环氧树脂圈￠)，其中铜板(1)位于橡胶垫(5)上方，压电元件(2)设置一个以上，位于铜板(1)和橡胶垫(5)之间；环氧树脂圈(6)设置在压电元件(2)周围，并将铜板(1)、橡胶垫(5)以及压电元件(2)固结在一起。2.如权利要求1所述的发电路面压电系统，其特征在于，所述的压电系统还包括整流滤波装置、DC/DC变换器以及储能装置，所述的压电元件(2)上引出的导线(4)连接至整流滤波装置，整流滤波装置装置依次连接DC/DC变换器和储能装置。3.如权利要求1所述的发电路面压电系统，其特征在于，所述的铜板(1)的上表面开设有一个以上的应力吸收槽(7)，应力吸收槽(7)以铜板⑴的中心点处为中心开设，应力吸收槽(7)为圆形槽、环形槽或条形槽。4.如权利要求1所述的发电路面压电系统，其特征在于，所述的橡胶垫(5)上穿过橡胶垫(5)设置有一对孔洞(3)，用于通过压电元件⑵上引出的导线(4)。5.如权利要求1所述的发电路面压电系统，其特征在于，所述的压电单元(100)埋设在路面的上面层(13)、下面层(12)或者上下面层(13、12)之间开设的安装槽(9)中。6.如权利要求5所述的发电路面压电系统，其特征在于，所述的安装槽(9)的槽壁与槽底之间为倒圆角结构，在安装槽(9)的槽底中开设有用于通过压电元件(2)上引出导线(4)的导线槽(10)。7.如权利要求1所述的发电路面压电系统，其特征在于，所述的路面压电系统中，由多个压电单元(100)并联构成压电单元带，单条或多条压电单元带构成压电单元组，压电单元组对称分布于车道中轴线两侧，压电单元带的布设方向与车道中轴线平行，相邻的两个压电单元带中对应的两个压电单元(100)之间的连线与车道中轴线垂直或呈锐角。8.如权利要求7所述的发电路面压电系统，其特征在于，所述的压电单元组与车道中轴线之间的距离为L1，同一个压电单元带中相邻的两个压电单元(100)在道路长度方向上的间距为L3，相邻的两个压电单元带中对应的两个压电单元(100)之间在道路宽度方向上的间距为分别为L2，则有L3>L1>L2。
【专利摘要】本实用新型公开了一种发电路面压电系统，所述的压电系统包括压电单元，所述的压电单元包括压电元件、铜板、橡胶垫及环氧树脂圈，其中铜板位于橡胶垫上方，压电元件设置一个以上，位于在铜板和橡胶垫之间；环氧树脂圈设置在压电元件周围，并将铜板、橡胶垫以及压电元件固结在一起，所述的布设方法包括组装压电单元、在路面上准备压电单元的安装槽、布设压电系统。本实用新型结构简单，施工方便，发电性能好，能量收集效率高、实用性强，能实现可再生清洁能源的有效利用，可广泛用于高速公路、城市道路、特殊地区道路以及旧路改造。
【IPC分类】H02N2/18
【公开号】CN205004964
【申请号】CN201520778707
【发明人】王朝辉, 陈森, 李彦伟, 石鑫, 高志伟
【申请人】长安大学
【公开日】2016年1月27日
【申请日】2015年10月9日