[发明专利]一种温差发电片等效热导率的计算方法

权利要求书

1.一种温差发电片等效热导率的计算方法，其特征在于，首先确定温差发电片参数，计算各结构的导热热阻，然后确定陶瓷板外部热阻，计算结构间的收缩热阻和蔓延热阻，接着计算温差发电片的总热阻和温差发电片的等效横截面积A_m，最后计算得到温差发电片的等效热导率λ_tem；

所述陶瓷板外部热阻包括上陶瓷板外部热阻R_c和下陶瓷板外部热阻R_h，其中δ_c是与上陶瓷板相接触的散热器底板厚度，λ_c为散热器底板的热导率，A_c为散热器底板的横截面积，δ_h是与下陶瓷板相接触的换热器底板厚度，λ_h为换热器底板的热导率，A_h为换热器底板的横截面积；

计算结构间的收缩热阻具体为：

下陶瓷板与下端铜导电片的收缩热阻其中λ_ce为陶瓷板的导热率，为铜导电片等效半径a₁与陶瓷板等效半径b₁的比值，且A_ce为陶瓷板的横截面积，N_co为上铜导电片或下铜导电片的数量，A_co为单个铜导电片的横截面积；τ₁＝δ_ce/b₁为铜导电片厚度与陶瓷板等效半径的比值，Bi₁＝R_ce/R_h为陶瓷板的毕渥数，R_ce为陶瓷板的导热热阻，R_h为下陶瓷板的外部热阻；

铜导电片与PN结间的收缩热阻其中λ_co为铜导电片的导热率，为PN结等效半径a₂与铜导电片等效半径b₂的比值，N_leg为P极和N极半导体的数量之和，A_leg为单个P极或N极半导体的横截面积；τ₂＝δ_leg/b₂为PN结厚度与铜导电片等效半径的比值，Bi₂＝R_co/R_ce为铜导电片的毕渥数，R_co为铜导电片的导热热阻；

计算结构间的蔓延热阻具体为：

PN结与上铜导电片间的蔓延热阻R_slc为：

其中δ_co为铜导电片的厚度；

上铜导电片与上陶瓷板间的蔓延热阻R_scc为：

其中R_c为上陶瓷板的外部热阻，δ_ce为陶瓷板的厚度；

所述温差发电片的等效热导率其中δ_tem为温差发电片的厚度，A_m为温差发电片的等效横截面积，R_leg为PN结导热热阻。

2.根据权利要求1所述的一种温差发电片等效热导率的计算方法，其特征在于，所述各结构包括陶瓷板、铜导电片和PN结。

3.根据权利要求1或2所述的一种温差发电片等效热导率的计算方法，其特征在于，所述温差发电片参数包括PN结、铜导电片、陶瓷板的几何参数和热导率，所述几何参数包括厚度和横截面积。

4.根据权利要求2所述的一种温差发电片等效热导率的计算方法，其特征在于，所述各结构的导热热阻的计算方法为：陶瓷板的导热热阻铜导电片的导热热阻PN结的导热热阻其中δ_leg为P极或N极半导体的厚度，λ_P为P极的导热率，λ_N为N极的导热率。

5.根据权利要求1所述的一种温差发电片等效热导率的计算方法，其特征在于，计算温差发电片的总热阻：R_tem＝R_ce+R_ccc+R_co+R_ccl+R_leg+R_slc+R_co+R_scc+R_ce，将温差发电片等效为一个整体，其热阻又可表示为：其中δ_tem＝2δ_ce+δ_leg+2δ_co，