汽車熱電發(fā)電系統(tǒng)建模及設(shè)計研究.pdf

1、節(jié)能和環(huán)保是目前世界各國面臨的兩大問題，汽車數(shù)量的迅速增加更加劇了這兩個問題的惡化。傳統(tǒng)汽車燃料產(chǎn)生的能量只有大概35％轉(zhuǎn)換成機械能驅(qū)動汽車，另外30％多以排氣方式損耗掉了，還有30％在引擎冷卻過程中被損耗。即使是現(xiàn)在發(fā)展的混合動力或清潔能源汽車，熱能的損耗也很嚴重。因此，研究如何將這些廢熱回收利用是一項極其有益的研究工作。
　　汽車熱電電源系統(tǒng)由熱電發(fā)電裝置（由半導體熱電發(fā)電器件構(gòu)成）串接電源變換器構(gòu)成。半導體熱電發(fā)電器件工作于

2、冷熱源之間，通過Seebeck效應(yīng)將熱能轉(zhuǎn)化為電能，以溫差電動勢或電流的形式輸出。后級電源變換器則將發(fā)出的電轉(zhuǎn)換成符合負載品質(zhì)需求的電源。
　　本文主要完成了熱電發(fā)電裝置的建模和電源變換器的設(shè)計與調(diào)試。
　　首先，建立以熱電發(fā)電器件為核心構(gòu)成的熱電發(fā)電裝置的數(shù)學模型。通過運用熱力學第一定律，分別建立了熱冷端散熱器和熱電發(fā)電器件的動態(tài)數(shù)學模型和相應(yīng)的等效電路模型。在簡化一些小熱容器件的基礎(chǔ)上，建立了完整的熱電發(fā)電裝置的動態(tài)等效

3、電路模型。根據(jù)所建模型分析了Seebeck效應(yīng)輸出電壓在輸入熱量波動下的源響應(yīng)特性和在負載電阻波動下的負載響應(yīng)特性。最后建立了小型試驗裝置，測試了裝置的源響應(yīng)曲線和負載響應(yīng)曲線，并與建立動態(tài)等效電路模型的仿真結(jié)果相比較，試驗和仿真吻合，證明了模型的有效性和分析的正確性。
　　其次，設(shè)計、搭建和調(diào)試了后級升壓充電電路。本文具體分析了充電主電路和控制電路的工作原理，以及電路特性。將單周控制技術(shù)運用于汽車熱電發(fā)電系統(tǒng)中。同時，介紹了最大