姚君霞

（西安汽车科技职业学院 710038)

0 引言

随着社会发展需要，节能绿色技术和环保新型材料得到广泛的应用[1]，在汽车系统中也不例外。其中大量新型压电材料的出现进一步促进了压电技术的快速发展。目前，关于振动压电发电技术研究日渐受到重视，包括在人流密集区利用人体踩压地面引起的振动发电、利用自然环境因素（气流、洋流等）引起的振动发电等[2]，这种发电技术因其绿色环保而广泛应用。

在汽车设计中，汽车整体结构的性能不仅决定了汽车行驶安全性，也关系乘客乘坐的舒适性。人们对汽车的乘坐舒适性要求越来越高，特别是对汽车座椅的设计要求也逐渐提高。本文设计的基于压电效应的汽车节能座椅，主要是利用汽车在行驶过程中产生的振动通过压电元件发电并储存，再利用储存电能为汽车某些小功率元件供能或通过电热元件转化成热能（为乘客腰部或者肩部加热），实现了节能环保的目标。

1 设计方案

普通汽车座椅只考虑舒适性，并没有利用其在行进过程中产生的振动机械能。本设计主要利用成熟的压电陶瓷的压电效应获取电能，其中压电效应实质是指，压电元件在沿一定方向上受到外力的作用而产生的机械变形所引起内部极化，使得压电元件两端表面内聚集极性相反的正负电荷现象，其中电荷聚集的密度与施加外力的大小成正比[3]。单个压电陶瓷元件两端产生电压的数学表达式为。……