[发明专利]测量热电模块最大输出功率的方法、装置及终端设备

说明书

本发明适用于热电转换技术领域，提供了一种测量热电模块最大输出功率的方法、装置及终端设备，根据热电模块输出电流的变化范围，以及热电模块的热端输入热能与热电模块的输出电流的变化关系，确定热端输入热能的变化范围，进而确定热电材料平均温度的变化范围和动态内阻的变化范围，在动态内阻的变化范围内，逐次调节测试电阻的阻值，并测量各个测试电阻阻值下热电模块的输出功率，确定热电模块的最大输出功率，缩小了测试电阻的调节范围，测量过程简单方便，节省了大量时间。

技术领域

本发明属于热电转换技术领域，尤其涉及一种测量热电模块最大输出功率的方法、装置及终端设备。

背景技术

半导体温差发电主要利用半导体热电材料赛贝克效应将热能转换为电能。热电模块(Thermo electric Module，TEM)作为热能到电能转换的核心部件，最大输出功率是表征其热电转换性能的主要参数之一。目前，获得热电模块冷热端一定温差下最大输出功率的常用方法有三种：1.开路电压-短路电流法；2.伏-安特性法；3.负载匹配法。

但是，开路电压-短路电流法和伏-安特性法都是以理论值计算热电模块的最大输出功率，均未考虑热电模块中存在热电耦合效应，因此，按经典理论计算得到的热电模块最大输出功率准确度较低。负载匹配法为热电模块最大输出功率的经典测量法，基于热电模块冷热两端在一定温差下，调节负载阻值，找到负载电阻与热电模块内阻实际匹配工况，根据匹配工况下测量得到的热电模块输出端的电压(V_o)、电流(I_o)计算得到热电模块最大输出功率(P_omax＝V_oI_o)，由于该测量方法完全模拟了热电模块实际工况，故得到的热电模块最大输出功率值比较准确，但是该测量方法需一个一个负载值改变，并且无法确定负载值调节范围是否覆盖指定温差下热点模块最大输出功率对应的内阻值，测量时均需要冷热端温差、电压/电流输出进入稳定状态，因此，测量过程复杂、耗时过长是目前负载匹配法测量热电模块最大输出功率存在的不足。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了一种测量热电模块最大输出功率的方法、装置及终端设备，以解决现有技术中采用负载匹配法测量热电模块最大输出功率，测量过程复杂、耗时过长的问题。

本发明实施例第一方面提供了一种测量热电模块最大输出功率的方法，包括以下步骤：

获取热电模块的输出电流的变化范围，根据所述输出电流的变化范围，以及热电模块的热端输入热能与热电模块的输出电流的变化关系，确定所述热端输入热能的变化范围。

根据所述热端输入热能的变化范围，以及所述热端输入热能与热电模块的热电材料平均温度的变化关系，确定所述热电材料平均温度的变化范围。

根据所述热电材料平均温度的变化范围，以及热电材料电导率与热电材料平均温度的变化关系，热电材料电导率与热电模块的动态内阻的变化关系，确定所述动态内阻的变化范围。

在所述动态内阻的变化范围内，逐次调节热电模块的外接测试电阻的阻值，并测量各个测试电阻阻值下热电模块的输出功率。

根据测量的热电模块的输出功率，确定热电模块的最大输出功率。

进一步地，所述测量热电模块最大输出功率的方法还包括：

根据所述动态内阻的变化范围，确定所述动态内阻的变化范围内的平均动态内阻。

调节热电模块的外接测试电阻的初始阻值等于所述平均动态内阻。

进一步地，所述热电模块的热端输入热能与热电模块的输出电流的变化关系为：