[发明专利]温差发电装置及便携式电源系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种温差发电装置和使用该温差发电装置的便携式电源系统。

背景技术

野外及远海作业、科考、探险、救援等活动经常需要便携式电源供应，目前常用的便携式电源如蓄电池、柴油发电机或折叠光伏板等在使用上有一定的局限性。比如，蓄电池的容量有限、供电不能持续；柴油发电机携带不便、需要消耗燃料。折叠式光伏板无法在夜间使用。

温差发电是一种利用热电材料中微观粒子（电子或空穴）的迁移，将温差产生的热流直接转变为电能的新产品技术。温差发电产品使用一种固态发电技术，发电过程不含气、液循环工质，而且没有移动部件，可被制成任意大小或形状，灵活应用于各种需要场合。

由热电片特别是高密度集成工艺（LSI）制造的热电片所集成的温差发电机，体积小，功率密度大，功率可超过100W，能够满足一般的野外用电需求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种温差发电装置，以满足在野外中小功率用电的需求。本发明的目的还在于提供了一种使用该温差发电装置的便携式电源系统。

为此，本发明一方面提供了一种温差发电装置，包括散热器、导热板、以及夹设在散热器和导热板之间的热电模块，其中，导热板的外表面具有吸热层。

进一步地，上述吸热层为能够吸收可见光和红外光的吸光涂层。

进一步地，上述吸光涂层包括吸收层、在吸收层的远离热电模块的一侧设置的减反射涂层和在吸收层的靠近热电模块的一侧设置的发射层。

进一步地，上述吸光涂层的远离热电模块的外侧表面形成黑体结构。

进一步地，上述散热器和导热板之间具有多个热电模块，热电模块的周边填充有绝热材料。

进一步地，上述散热器为水冷散热器或空冷散热器。

进一步地，上述散热器为板翅式、针翅式或热管式散热器。

根据本发明的另一方面，提供了一种便携式电源系统，包括根据上面所描述的温差发电装置、DC/DC变换器、充电电路、蓄电装置以及USB接口，其中，温差发电装置通过DC/DC变换器和充电电路向蓄电装置充电，USB接口与蓄电装置连接，作为对外供电的接口。

进一步地，上述便携式电源系统还包括支撑温差发电装置的支架。

进一步地，上述便携式电源系统还包括与蓄电装置连接的监控蓄电量的标识器。

与现有技术相比，本发明的温差发电装置结构简单、适用于多种热源发电、使用范围广、工作寿命长，可与炊具集成，适于在野外单独使用或者作为便携式电源系统的充电装置使用。

除了上面所描述的目的、特征、和优点之外，本发明具有的其它目的、特征、和优点，将结合附图作进一步详细的说明。

附图说明

构成本说明书的一部分、用于进一步理解本发明的附图示出了本发明的优选实施例，并与说明书一起用来说明本发明的原理。图中：

图1是根据本发明的便携式温差发电装置的结构示意图；

图2是根据本发明的便携式温差发电装置的吸光涂层的结构示意图；

图3是根据本发明的便携式温差发电装置支撑在支架上以阳光作为热源的示意图；

图4是根据本发明的便携式温差发电装置支撑在支架上以火焰作为热源的示意图；

图5是根据本发明的便携式温差发电装置以地热作为热源的示意图；

图6是根据本发明的便携式温差发电装置的一组测试数据；以及

图7是根据本发明的便携式温差发电电源系统的示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

图1是根据本发明的便携式温差发电装置的结构示意图。如图1所示，温差发电装置10包括散热器13、导热板11、以及夹设在散热器13和导热板11二者之间的热电片组12，其中，导热板11的外表面具有能够吸光并且能够吸收火焰热量的吸热层15，多个热电片的四周填充绝热材料14，热电片组12的冷端与散热器13的底面贴合，热端与导热板11贴合，在外界有热源时，导热板11的温度大于散热器13的温度，热流通过热电片组12转换为电流。为增强传热，热电片组12与导热板11及散热器13间的接触界面优选均匀涂抹一层导热硅脂。

其中，热电片一般为方块状，厚度较薄，通常仅有几毫米，不同温度区间的热电片可叠加使用，以适应较宽的温度范围。

多个热电片阵列排列，采用串联或并列方式电连接，本发明人已经做实验验证并将发表，多个热电片串并联时符合一般的电学规律，没有明显的能量内耗现象。