車(chē)輛提供各種各樣的環(huán)境能源，足以供應(yīng)低功率傳感器甚至許多執(zhí)行器。雖然電動(dòng)車(chē)通過(guò)再生制動(dòng)捕獲動(dòng)能以為牽引電池組充電，但傳統(tǒng)動(dòng)力車(chē)輛可利用各種可用的傳感器和專用IC來(lái)利用可用的熱能，振動(dòng)能和太陽(yáng)能。

能量收集提供為汽車(chē)，卡車(chē)和任何類(lèi)型的車(chē)輛提供各種系統(tǒng)和附加裝置的潛力。除了增加新功能的能力之外，能量收集還可以減去車(chē)輛重量和成本的相當(dāng)大的組成部分。具體而言，消除甚至減少線束的能力意味著更輕的整備質(zhì)量和更簡(jiǎn)單的車(chē)輛物理設(shè)計(jì)，轉(zhuǎn)化為更高的性能，更低的成本和更大的設(shè)計(jì)靈活性。

對(duì)于電動(dòng)汽車(chē)，關(guān)注能源采用改進(jìn)的方法為主牽引驅(qū)動(dòng)裝置供電并為牽引電池充電。利用其他形式的能量收集可以有助于電動(dòng)汽車(chē)的經(jīng)濟(jì)性。電動(dòng)汽車(chē)中的主要牽引電池可以占車(chē)輛成本的一半，因此利用更多環(huán)境能源的能力可以使用從車(chē)輛內(nèi)的更多來(lái)源再充電的更小的電池。

電動(dòng)汽車(chē)可以通過(guò)制動(dòng)系統(tǒng)，懸架和減震器從車(chē)輛的動(dòng)能中回收大量能量。在這些方法中，制動(dòng)仍然是當(dāng)前可用車(chē)輛中能量收集的主要來(lái)源。為響應(yīng)更高級(jí)別的速度控制算法，驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器中的高級(jí)算法生成適當(dāng)?shù)娜嚯妷汉?a href="http://www.www27dydycom.cn/tags/電流/" target="_blank">電流波形，以在驅(qū)動(dòng)電機(jī)中產(chǎn)生所需的扭矩，從而逐漸減慢車(chē)輛的速度。除了降低制動(dòng)器磨損外，產(chǎn)生的反電動(dòng)勢(shì)還會(huì)產(chǎn)生用于給電池充電的能量，從而產(chǎn)生再生制動(dòng)效果。

當(dāng)駕駛員進(jìn)一步踩下制動(dòng)踏板使車(chē)輛完全停止時(shí)，摩擦力制動(dòng)產(chǎn)生能夠?yàn)闋恳姵爻潆姷念~外能量。更先進(jìn)的車(chē)輛結(jié)合了兩種方法，以最大限度地從車(chē)輛的動(dòng)能運(yùn)動(dòng)中獲取能量。在這些車(chē)輛中，控制器協(xié)調(diào)再生制動(dòng)和摩擦制動(dòng)，從100％再生轉(zhuǎn)換到100％摩擦制動(dòng)，這取決于制動(dòng)踏板被壓下的距離和強(qiáng)度（圖1）。

圖1：先進(jìn)的車(chē)輛使用扭矩混合將再生制動(dòng)與摩擦制動(dòng)相結(jié)合，以最大限度地從車(chē)輛動(dòng)能中獲取能量（Robert Bosch GmbH提供）。

溫度差異

隨著車(chē)輛的質(zhì)量和速度，動(dòng)能收集仍然是環(huán)境動(dòng)力的最大來(lái)源。盡管如此，車(chē)輛產(chǎn)生的熱量和振動(dòng)都可以作為重要的能量來(lái)源。在傳統(tǒng)的內(nèi)燃動(dòng)力車(chē)輛中，來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)和排氣系統(tǒng)的熱量可以使用熱電發(fā)電機(jī)（TEG）產(chǎn)生大量功率。

利用TEG進(jìn)行能量收集利用塞貝克效應(yīng)，其中電流流入當(dāng)導(dǎo)體的兩個(gè)結(jié)保持在不同溫度時(shí)，由兩個(gè)不同導(dǎo)體形成的環(huán)?，F(xiàn)代TEG可以從車(chē)輛運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)的各種大溫差產(chǎn)生大電壓輸出。在最大溫差下，CUI CP85系列可以產(chǎn)生高達(dá)15.4 V的電壓，而Laird Technologies PolarTEC系列包括能夠產(chǎn)生高達(dá)35.9 V的設(shè)備。通常，TEG的最大溫差完全在散熱水平范圍內(nèi)。來(lái)自內(nèi)燃機(jī)和排氣系統(tǒng)。

工程師還可以從距離發(fā)動(dòng)機(jī)和排氣系統(tǒng)更遠(yuǎn)的更溫和的溫差中獲取能量。對(duì)于這些應(yīng)用，凌力爾特公司的LTC3108和LTC3109等專用能量收集設(shè)備能夠在小溫差工作時(shí)從TEG產(chǎn)生的超低電壓輸出電平中清除功率。兩款線性器件均集成了高效升壓轉(zhuǎn)換器，能夠從低至20 mV（LTC3108）和30 mV（LTC3109）的輸入電壓水平獲取能量。 LTC3109擴(kuò)展了LTC3108的功能，其片上電路設(shè)計(jì)用于從任一極性的輸入電壓產(chǎn)生功率。

振動(dòng)能量

振動(dòng)為車(chē)輛提供了重要的可收集能源并且對(duì)于諸如輪胎壓力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（TPMS）中所需的無(wú)線傳感器系統(tǒng)尤其有用。連接到每個(gè)輪胎的閥桿，每個(gè)TPMS單元在由中央TPMS控制單元詢問(wèn)時(shí)無(wú)線傳輸輪胎壓力測(cè)量值（圖2）。

圖2：車(chē)輛輪胎壓力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中的低功率無(wú)線傳感器可以通過(guò)能量存儲(chǔ)設(shè)備進(jìn)行振動(dòng)能量收集，即使在車(chē)輛停放時(shí)也能延長(zhǎng)運(yùn)行時(shí)間（東芝公司提供）。

雖然通常需要補(bǔ)充電池或其他儲(chǔ)能設(shè)備來(lái)確保即使對(duì)于靜止車(chē)輛也能持續(xù)進(jìn)行輪胎壓力監(jiān)測(cè)，但可以使用壓電傳感器從振動(dòng)能量收集中提供低功率輪胎安裝系統(tǒng)。 。由諸如鋯鈦酸鉛（PZT）的陶瓷或諸如聚偏二氟乙烯（PVDF）的含氟聚合物膜制成，用作振動(dòng)傳感器的壓電裝置通常安裝在懸臂結(jié)構(gòu)中，在一端安裝到固定平臺(tái)。當(dāng)振動(dòng)導(dǎo)致壓電器彎曲時(shí)，器件會(huì)產(chǎn)生與運(yùn)動(dòng)幅度成比例的交流電壓。

可用的壓電器件，例如Measurement Specialties LDT系列和Mide Technology Volture系列中的壓電器件可產(chǎn)生輸出電壓在最大偏轉(zhuǎn)的幾十瓦特，同時(shí)仍然在更適度的水平產(chǎn)生一位數(shù)的電壓電平。 Measurement Specialties LDT0可產(chǎn)生約7 V輸出，偏轉(zhuǎn)僅為2 mm（圖3）。

圖3：懸臂式壓電器件，如即使偏轉(zhuǎn)幅度很小，Measurement Specialties LTD0也能產(chǎn)生很大的電壓水平（由Measurement Specialties提供）。

為了從壓電設(shè)備中獲取能量，凌力爾特公司的LTC3588-1集成了全波橋整流器和同步降壓轉(zhuǎn)換器提供簡(jiǎn)單的振動(dòng)能量收集解決方案，只需極少的外部元件。對(duì)于傳感器數(shù)據(jù)處理和無(wú)線功能，工程師可以利用集成無(wú)線子系統(tǒng)的各種可用MCU，例如Atmel ATMEGA系列（包括Atmel的ATMEGA128RFA1），賽普拉斯半導(dǎo)體PRoC系列和德州儀器CC2511系列等。這些高度集成的器件結(jié)合了MCU內(nèi)核，片上存儲(chǔ)器和無(wú)線功能，只需少量外部元件即可完成無(wú)線傳感器子系統(tǒng)（圖4）。

圖4：高度集成的MCU（如Atmel ATMEGA128RFA1）結(jié)合了MCU內(nèi)核，外設(shè)和無(wú)線功能，只需少量外部組件即可實(shí)現(xiàn)無(wú)線系統(tǒng)（圖示由Atmel）。

雖然車(chē)輛的熱量和振動(dòng)提供了容易獲得的能源，但太陽(yáng)能仍然是合適地理區(qū)域的可行來(lái)源。豐田普銳斯等車(chē)型已經(jīng)包括太陽(yáng)能通風(fēng)系統(tǒng)，旨在幫助車(chē)輛停放時(shí)冷卻車(chē)輛內(nèi)部。

第三方太陽(yáng)能解決方案可以利用高效非晶硅材料例如三洋Amorton系列非晶太陽(yáng)能電池中使用的那種。對(duì)于非線性傳感器，如太陽(yáng)能電池，工程師需要將太陽(yáng)能電池維持在其最大功率點(diǎn)（MPP）輸出水平，以確保最佳能量收集。專為此目的而設(shè)計(jì)的設(shè)備包括Cymbet CBC915，凌力爾特公司LTC3105和德州儀器BQ25504集成的最大功率點(diǎn)跟蹤（MPPT）功能，能夠響應(yīng)波動(dòng)的太陽(yáng)輻射水平，并將太陽(yáng)能電池保持在其MPP水平最大化結(jié)論

車(chē)輛提供多種能源，能夠?yàn)楦鞣N系統(tǒng)和電路供電。雖然再生制動(dòng)提供了為電動(dòng)車(chē)輛中的牽引電池再充電所需的高能量，但來(lái)自傳統(tǒng)燃燒動(dòng)力車(chē)輛的熱量和振動(dòng)為輔助功能提供了現(xiàn)成的能量來(lái)源。利用可用的能量傳感器和專用IC，工程師可以利用車(chē)輛中的能源為無(wú)線傳感器系統(tǒng)和其他低功率車(chē)輛電子子系統(tǒng)提供電力。