[發明專利]熱電發電機

有效

• 申請號: 201780049686.5
• 申請日: 2017-06-14
• 公開（公告）號: CN109564441B
• 公開（公告）日: 2021-07-27
• 發明（設計）人: S.利尼金;A.庫佩曼
• 申請（專利權）人: 阿里埃勒科學創新有限公司
• 主分類號: G05F1/67
• 分類號: G05F1/67;H01L35/28
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 孫鵬;申屠偉進

1.一種用于為電子設備供電的設備，包括：

熱電發電機單元，所述熱電發電機單元包括熱電偶，所述熱電偶用于跨不相似材料的不同熱性質所引起的溫度梯度的連接；

所述設備被配置有所述熱電發電機單元的前饋控制和所述熱電發電機單元的反饋控制，

其中所述前饋控制和所述反饋控制被用來控制雙極性功率轉換器，其中所述熱電發電機單元的前饋控制計及變化的溫度條件，以及所述熱電發電機單元的反饋控制校正所述前饋控制中的誤差，并且其中所述前饋控制被配置成計算針對最大流條件的最優操作點以及所述反饋控制被配置成通過輸出功率的最大化而找到確切功率點，從而在晝夜循環的持續時間上對所述電子設備供電。

2.根據權利要求1所述的設備，其中所述前饋控制基于穩定狀態模型。

3.根據權利要求1所述的設備，其中所述前饋和反饋控制被配置成管控發電過程期間有源TEG陣列的電流電壓特性。

4.根據權利要求1所述的設備，此外包括能量存儲單元，所述能量存儲單元被配置成累積能量，從而允許需要高功率的短突發的設備的供電。

5.根據權利要求1所述的設備，其中至少一個所述熱電發電機單元包括多個熱電發電機元件，每個元件包括所述熱電偶，所述元件不單獨可開關。

6.根據權利要求3所述的設備，其中控制器被配置成針對所述發電機中的內部電阻中的變化進行校正，并且為負載提供阻抗匹配。

7.根據權利要求1所述的設備，其被連接在不同材料的兩個主體之間，所述前饋和反饋組合來在晝夜循環的兩個半部上提供生成。

8.根據權利要求1所述的設備，其中所述前饋控制基于靜態模型，并且所述反饋控制基于系統動力學而針對所述靜態模型中的誤差進行校正。

9.根據權利要求1所述的設備，其當被配合在具有不同熱性質的兩個位置之間時，從而從作用于所述兩個位置的源提取能量。

10.根據權利要求9所述的設備，其中所述源是晝夜源，在晝夜循環上反轉方向，并且所述設備是可控的以在所述循環的兩個部分上提取能量。

11.一種為有源TEG陣列選擇TEG部件的方法，其包括：

使用線性近似和戴維南模型來為給定溫度梯度上的穩定狀態發電建模；以及

使用所述建模的結果來選擇所述陣列的部件，其中所述方法使用前饋控制來計及變化的溫度條件，并且使用反饋控制來校正所述前饋控制中的誤差，并且其中所述前饋控制計算針對最大流條件的最優操作點以及所述反饋控制通過輸出功率的最大化而找到確切功率點，從而在晝夜循環的持續時間上實現熱電發電。

12.根據權利要求11所述的方法，其中所述戴維南模型是兩極類型模型，其包括電壓源和內部電阻。

13.根據權利要求11或權利要求12所述的方法，包括將熱電發電機包括在所述模型中。

14.根據權利要求13所述的方法，其包括優化熱路徑。

15.根據權利要求14所述的方法，其包括使用電路建模軟件來為電路徑和所述熱路徑兩者一起建模。

16.根據權利要求14所述的方法，其中選擇所述部件包括選擇TEG來與所述經優化的熱路徑的所指定的溫度梯度和所指定的熱移除相對應。

17.根據權利要求11所述的方法，此外包括：

實施對熱源溫度和環境溫度的連續測量；

計算發電機的內部電阻值；以及

作出校正以使負載與所述內部電阻值匹配。