轮胎是汽车上最重要的部件之一,整个车辆只有轮胎与地面接触,承载着车辆的所有质量。除了车辆行驶中所承受的空气作用力,车辆运动中的外力和力矩都是在行驶过程中通过轮胎与地面之间的相互作用产生的。因此轮胎工作状况对汽车起着至关重要的作用。汽车中通过加入更多的安全设备和电控系统来提高汽车的行驶安全性。例如ABS（防抱死刹车系统）,ESP（车身电子稳定系统）,ACC（自适应巡航控制）等。为了监测汽车的行驶状态,保证汽车行驶安全性,胎压监测系统TPMS（Tire Pressure Monitoring System）应运而生。TPMS只有解决电源供电问题,系统才能长期稳定地工作,传统TPMS使用纽扣电池提供电源,因为纽扣电池容量的限制,这就限制了电源的供给,因此无源TPMS才是未来发展的方向。针对传统TPMS的供电问题,文章对轮胎接地印迹和压电材料分析对比,提出一种新型压电发电方案。利用轮胎接地印迹区的应变来进行发电,具体研究工作如下:（1）对国内外使用压电材料进行胎压监测无源化的发展状况以及存在的问题进行概述;对目前使用轮胎的分类,结构原理进行有关分析和研究,在此基础上选用性能较好的子午线轮胎进行分析,针对轮胎的结构及其材料特性,确定轮胎的材料参数,建立轮胎有限元模型。（2）分析研究传统胎压监测系统的工作原理和工作流程;研究压电材料的分类、原理、结构及本构方程,通过本构方程以及压电材料的技术资料确定压电材料参数,建立压电材料有限元模型,以悬臂梁压电结构为例,对压电材料进行仿真研究,探索压电材料的电势控制方法。（3）对轮胎的静力学模型进行研究,通过三维软件建立轮胎各结构层模型,并将各结构层导入Abaqus形成有限元模型,在模型上添加材料属性以及气压、载荷等轮胎正常工作的条件,然后仿真分析轮胎接地印迹区受力状态,确定压电材料的安装位置及边界条件。对安装有压电材料的模型进行不同工作工况的仿真,得到压电材料的电压输出曲线。（4）对压电材料的发电能力进行了实验研究,通过实验测量压电材料产生的电压曲线,将仿真与实验对比确定仿真分析的正确性。对压电材料产生的电压进行电能的收集储存,利用全波整流电路的标准AC-DC整流滤波电路对压电纤维片产生的电能进行整流滤波,验证压电材料产生电能的可用性;使用智能能量收集模块收集储存压电材料产生的电能。仿真结果表明,压电材料处于轮胎正中心位置能够有较好的发电能力,对电能的收集利用更加有利;实验结果表明,压电材料产生的电能是可以收集利用的,通过智能能量收集模块处理之后输出的电能能够支撑胎压监测传感器工作,搭配超级电容进行收集有更好的使用效果。本文提出的基于压电材料的胎压监测系统无源化供电方案能够能有效地解决胎压监测传感器的供电问题,提高胎压监测系统信号的发射频率,利用应变能进行电能的收集,减少了其他附加设备,提高工作效率,降低成本。本文为使用应变进行胎压监测的无源化研究提供了一定的参考价值。