[發(fā)明專利]汽車尾氣熱電轉(zhuǎn)化裝置電氣拓撲結(jié)構(gòu)的優(yōu)化方法

有效

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• 申請日: 2019-04-22
• 公開（公告）號: CN110348037B
• 公開（公告）日: 2020-08-25
• 發(fā)明（設計）人: 房偉;謝長君;黃亮;全書海;唐新峰;翟鵬程;張清杰;廖益誠;常晟
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學
• 主分類號: G06F30/367
• 分類號: G06F30/367;G06F30/30;F01N5/02
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 王丹

1.一種汽車尾氣熱電轉(zhuǎn)化裝置電氣拓撲結(jié)構(gòu)的優(yōu)化方法，其特征在于：它包括以下步驟：

S1、測試單個熱電模塊的輸出性能，創(chuàng)建構(gòu)建汽車尾氣熱電轉(zhuǎn)換裝置中各個熱電模塊的等效電路模型；

S2、將熱電模塊編碼、劃分到若干個結(jié)構(gòu)單元內(nèi)，根據(jù)所述的等效電路模型建立擴展MTSP模型，運用遺傳算法進行拓撲結(jié)構(gòu)的優(yōu)化計算，得到優(yōu)化的MTSP模型；

S2具體包括：

2.1，對熱電模塊編碼，劃分到若干個結(jié)構(gòu)單元內(nèi)；

2.2，對各結(jié)構(gòu)單元內(nèi)的熱電模塊進行劃分，計算不平衡因子得到最優(yōu)劃分方案；

2.3，產(chǎn)生初始種群，并計算適應度；

2.4，對種群依次進行選擇、交叉、變異運算；

2.5，判斷是否滿足收斂條件，不滿足返回步驟2.4，滿足則執(zhí)行步驟2.6；

2.6，解碼得到最優(yōu)解，即為優(yōu)化的MTSP模型；

S3、根據(jù)優(yōu)化的MTSP模型，得到最優(yōu)結(jié)構(gòu)單元數(shù)和最優(yōu)拓撲結(jié)構(gòu)；

S3具體包括：

3.1，設置多組結(jié)構(gòu)單元數(shù)；

3.2，依次代入S2，利用遺傳算法得到不同結(jié)構(gòu)單元數(shù)下對應的最優(yōu)功率值；

3.3，將步驟3.2中得到的最優(yōu)功率值進行三次樣條插值，得到最優(yōu)峰值功率，最優(yōu)峰值功率對應的結(jié)構(gòu)單元數(shù)量及各結(jié)構(gòu)單元中的熱電模塊組合，就是最優(yōu)結(jié)構(gòu)單元數(shù)和最優(yōu)拓撲結(jié)構(gòu)；

S4、根據(jù)最優(yōu)拓撲結(jié)構(gòu)，構(gòu)建汽車尾氣熱電轉(zhuǎn)換裝置；

所述的2.2中，設定結(jié)構(gòu)單元的并聯(lián)支路數(shù)N為熱電模塊的總數(shù)，當N＝1時無需切分，令S＝0；設第i個支路切分發(fā)生在第Ti個熱電模塊之后，1≤is-1，較好的切分使得不平衡因子Q盡可能小，其中Q定義為：

式中，U_i為第Ti個熱電模塊的電壓，R_i為第Ti個熱電模塊的內(nèi)阻，

當Q越小時，對應的峰值功率越大；最佳的切分滿足

2.根據(jù)權利要求1所述的汽車尾氣熱電轉(zhuǎn)化裝置電氣拓撲結(jié)構(gòu)的優(yōu)化方法，其特征在于：所述的S1具體包括：

1.1，維持恒定的冷源溫度和安裝壓力；

1.2，測量不同輸出電流條件下單個熱電模塊一組電壓—電流—功率特性曲線；

1.3，改變熱源溫度，重復1.2；

1.4，根據(jù)所得單個熱電模塊不同溫度下的電壓—電流—功率特性曲線，將單個熱電模塊等價為一個與溫差相關的可變電壓源串聯(lián)一個恒定內(nèi)阻，建立等效電路模型。