集美大學曹文勝獲國家專利權
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龍圖騰網獲悉集美大學申請的專利一種二級溫差發電器結構的優化方法獲國家發明授權專利權,本發明授權專利權由國家知識產權局授予,授權公告號為:CN115391994B 。
龍圖騰網通過國家知識產權局官網在2025-09-23發布的發明授權授權公告中獲悉:該發明授權的專利申請號/專利號為:202210917184.2,技術領域涉及:G06F30/20;該發明授權一種二級溫差發電器結構的優化方法是由曹文勝;徐建壯;雷杰;王保霖設計研發完成,并于2022-08-01向國家知識產權局提交的專利申請。
本一種二級溫差發電器結構的優化方法在說明書摘要公布了:本發明涉及一種二級溫差發電器結構的優化方法,其考慮了溫度對熱電材料性能的影響,對二級溫差發電器內部熱電臂的橫截面積和不同熱電材料高度的計算方法進行了優化。具體地,本發明利用傅里葉定律和微積分的計算原理,以最大輸出為優化結果,對TTEG上下兩層PN型熱電臂的橫截面積和高度計算方法進行了優化,優化過程中充分考慮了溫度對熱電材料的影響,提高了TTEG結構設計的精度,且本發明的計算方法更加的簡單方便。
本發明授權一種二級溫差發電器結構的優化方法在權利要求書中公布了:1.一種二級溫差發電器結構的優化方法,其特征在于:所述優化方法考慮了溫度對熱電材料性能的影響,對二級溫差發電器內部熱電臂的橫截面積和不同熱電材料高度的計算方法進行了優化; 假設二級溫差發電器的中間陶瓷的熱端溫度為定值T b,中間陶瓷冷端溫度為定值T a;不考慮銅導流片和上下兩端的陶瓷片對溫度的影響,假設其高溫層熱電材料的熱導率為κ Nh,κ Ph;低溫層熱電材料的熱導率為κ Nh,κ Ph,中間陶瓷與銅導流片連接處假設其等效熱導率為κ m; 在熱端溫度Th和冷端溫度Tc的范圍內,取多組T b和T a,每一組T b和T a均對應有一個輸出功率最大值,并依據公式(31)計算得到; 31 其中,U h,U c——分別為TTEG中高溫層和低溫層PN型熱電臂產生的電壓; H h,H c——分別為TTEG中高溫層和低溫層熱電臂的高度; A ht,A ct——分別為TTEG中高溫層和低溫層所有PN型熱電臂的橫截面積之和; ; C Nc、C Pc、C Nh和C Ph為常數,其表達式如下: 17 式中: ρ Nh,ρ Ph——分別為TTEG中高溫層N型和P型熱電臂的電阻率; ρ Nc,ρ Pc——分別為TTEG中低溫層N型和P型熱電臂的電阻率; 然后在所有輸出功率最大值中選擇出最大值,那么,利用該最大值對應的T b和T a的計算出的結構參數,即為最終優化得到的結構參數;具體如下: 依據公式(18)計算出高溫層和低溫層中每一層的N型熱電臂與P型熱電臂橫截面積之比; 18 依據公式(23)計算出高溫層和低溫層熱電臂的高度之比; 23 依據公式(30)計算出高溫層和低溫層熱電臂的橫截面積之比; 30 其中,U h,U c——分別為TTEG中高溫層和低溫層PN型熱電臂產生的電壓。
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