测量热电模块最大输出功率的方法、装置及终端设备
阅读：484发布：2020-10-10
专利汇可以提供测量热电模块最大输出功率的方法、装置及终端设备专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 适用于热电转换技术领域，提供了一种测量热电模 块 最大输出功率的方法、装置及终端设备，根据热电模块输出 电流 的变化范围，以及热电模块的热端输入 热能 与热电模块的输出电流的变化关系，确定热端输入热能的变化范围，进而确定热电材料平均 温度 的变化范围和动态内阻的变化范围，在动态内阻的变化范围内，逐次调节测试 电阻 的阻值，并测量各个测试电阻阻值下热电模块的输出功率，确定热电模块的最大输出功率，缩小了测试电阻的调节范围，测量过程简单方便，节省了大量时间。，下面是测量热电模块最大输出功率的方法、装置及终端设备专利的具体信息内容。
1.一种测量热电模块最大输出功率的方法，其特征在于，包括以下步骤：
获取热电模块的输出电流的变化范围，根据所述输出电流的变化范围，以及热电模块的热端输入热能与所述输出电流的变化关系，确定所述热端输入热能的变化范围；
根据所述热端输入热能的变化范围，以及所述热端输入热能与热电模块的热电材料平均温度的变化关系，确定所述热电材料平均温度的变化范围；
根据所述热电材料平均温度的变化范围，以及热电材料电导率与热电材料平均温度的变化关系，热电材料电导率与热电模块的动态内阻的变化关系，确定所述动态内阻的变化范围；
在所述动态内阻的变化范围内，逐次调节热电模块的外接测试电阻的阻值，并测量各个测试电阻阻值下热电模块的输出功率；
根据测量的热电模块的输出功率，确定热电模块的最大输出功率。
2.根据权利要求1所述的测量热电模块最大输出功率的方法，其特征在于，还包括：
根据所述动态内阻的变化范围，确定所述动态内阻的变化范围内的平均动态内阻；
调节所述测试电阻的初始阻值等于所述平均动态内阻。
3.根据权利要求1所述的测量热电模块最大输出功率的方法，其特征在于，
所述热电模块的热端输入热能与热电模块的输出电流的变化关系为：
其中，参数A＝Rh-(1-η)Rc，参数B＝1-0.5
η+K[Rh+(1-η)Rc]，Tc、Th分别为热电模块冷、热端温度，Qh为热电模块的热端输入热能，η为热电模块的热电转换效率，N为热电模块中的P-N电偶对数，α为热电模块的塞贝克系数，K为热电模块的导热系数，I为热电模块的输出电流；
所述热端输入热能与所述热电材料平均温度的变化关系为：
其中，参数A＝Rh-
(1-η)Rc，Tj为热电材料的平均温度，Tc、Th分别为热电模块冷、热端温度，Tcj、Thj分别为热电材料的冷、热端结面温度，Qh为热电模块的热端输入热能，Rc、Rh分别为热电模块冷、热端寄生电阻，η为热电模块的热电转换效率；
所述热电材料电导率与所述热电材料平均温度的变化关系为：
其中，σn、σp分别为热电模块的N型、P型热电材料的电导率，Tj为热电材料平均温度；
所述热电材料电导率与所述动态内阻的变化关系为：
其中，N为热电模块中的P-N电偶对数，hn、hp分别为热电模块的N型、
P型热电材料的臂高，ln、lp分别为热电模块的N型、P型热电材料横截面边长，σn、σp分别为热电模块的N型、P型热电材料在平均温度Tj下的电导率，Ri为热电模块在平均温度Tj下的动态内阻。
4.根据权利要求1所述的测量热电模块最大输出功率的方法，其特征在于，所述在所述动态内阻的变化范围内，逐次调节热电模块的外接测试电阻的阻值，并测量各个测试电阻阻值下热电模块的输出功率包括：
在所述动态内阻的变化范围内，确定所述测试电阻的初始调节方向；
在所述初始调节方向上，逐次调节所述测试电阻的阻值，并测量各个测试电阻阻值下热电模块的输出功率；
在测量的热电模块的输出功率出现减小趋势时，在所述初始调节方向的相反方向上，逐次调节所述测试电阻的阻值，并测量各个测试电阻阻值下热电模块的输出功率。
5.根据权利要求1所述的测量热电模块最大输出功率的方法，其特征在于，所述根据测量的热电模块的输出功率确定热电模块的最大输出功率包括：
根据测量的热电模块的输出功率，确定热电模块的输出功率的峰值；
根据热电模块的输出功率的峰值，确定热电模块的最大输出功率。
6.一种测量热电模块最大输出功率的装置，其特征在于，包括：
第一变化范围确定模块，用于获取热电模块的输出电流的变化范围，根据所述输出电流的变化范围，以及热电模块的热端输入热能与所述输出电流的变化关系，确定所述热端输入热能的变化范围；
第二变化范围确定模块，用于根据所述热端输入热能的变化范围，以及所述热端输入热能与热电模块的热电材料平均温度的变化关系，确定所述热电材料平均温度的变化范围；
第三变化范围确定模块，用于根据所述热电材料平均温度的变化范围，以及热电材料电导率与热电材料平均温度的变化关系，热电材料电导率与热电模块的动态内阻的变化关系，确定所述动态内阻的变化范围；
输出功率测量模块，用于在所述动态内阻的变化范围内，逐次调节热电模块的外接测试电阻的阻值，并测量各个测试电阻阻值下热电模块的输出功率；
最大输出功率确定模块，用于根据测量的热电模块的输出功率，确定热电模块的最大输出功率。
7.根据权利要求6所述的测量热电模块最大输出功率的装置，其特征在于，还包括：
平均动态内阻确定模块，用于根据所述动态内阻的变化范围，确定所述动态内阻的变化范围内的平均动态内阻；
初始阻值调节模块，用于调节测试电阻的初始阻值等于所述平均动态内阻。
8.根据权利要求6所述的测量热电模块最大输出功率的装置，其特征在于，所述输出功率测量模块包括：
初始调节方向确定模块，用于在所述动态内阻的变化范围内，确定所述测试电阻的初始调节方向；
第一输出功率测量模块，用于在所述初始调节方向上，逐次调节所述测试电阻的阻值，并测量各个测试电阻阻值下热电模块的输出功率；
第二输出功率测量模块，用于在测量的热电模块的输出功率出现减小趋势时，在所述初始调节方向的相反方向上，逐次调节所述测试电阻的阻值，并测量各个测试电阻阻值下热电模块的输出功率。
9.一种测量热电模块最大输出功率的终端设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至5任意一项所述测量热电模块最大输出功率的方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至5任意一项所述测量热电模块最大输出功率的方法的步骤。
测量热电模块最大输出功率的方法、装置及终端设备
技术领域
[0001] 本发明属于热电转换技术领域，尤其涉及一种测量热电模块最大输出功率的方法、装置及终端设备。
背景技术
[0002] 半导体温差发电主要利用半导体热电材料赛贝克效应将热能转换为电能。热电模块(Thermo electric Module，TEM)作为热能到电能转换的核心部件，最大输出功率是表征其热电转换性能的主要参数之一。目前，获得热电模块冷热端一定温差下最大输出功率的常用方法有三种：1.开路电压-短路电流法；2.伏-安特性法；3.负载匹配法。
[0003] 但是，开路电压-短路电流法和伏-安特性法都是以理论值计算热电模块的最大输出功率，均未考虑热电模块中存在热电耦合效应，因此，按经典理论计算得到的热电模块最大输出功率准确度较低。负载匹配法为热电模块最大输出功率的经典测量法，基于热电模块冷热两端在一定温差下，调节负载阻值，找到负载电阻与热电模块内阻实际匹配工况，根据匹配工况下测量得到的热电模块输出端的电压(Vo)、电流(Io)计算得到热电模块最大输出功率(Pomax＝VoIo)，由于该测量方法完全模拟了热电模块实际工况，故得到的热电模块最大输出功率值比较准确，但是该测量方法需一个一个负载值改变，并且无法确定负载值调节范围是否覆盖指定温差下热点模块最大输出功率对应的内阻值，测量时均需要冷热端温差、电压/电流输出进入稳定状态，因此，测量过程复杂、耗时过长是目前负载匹配法测量热电模块最大输出功率存在的不足。
发明内容
[0005] 本发明实施例第一方面提供了一种测量热电模块最大输出功率的方法，包括以下步骤：
[0006] 获取热电模块的输出电流的变化范围，根据所述输出电流的变化范围，以及热电模块的热端输入热能与热电模块的输出电流的变化关系，确定所述热端输入热能的变化范围。
[0007] 根据所述热端输入热能的变化范围，以及所述热端输入热能与热电模块的热电材料平均温度的变化关系，确定所述热电材料平均温度的变化范围。
[0008] 根据所述热电材料平均温度的变化范围，以及热电材料电导率与热电材料平均温度的变化关系，热电材料电导率与热电模块的动态内阻的变化关系，确定所述动态内阻的变化范围。
[0009] 在所述动态内阻的变化范围内，逐次调节热电模块的外接测试电阻的阻值，并测量各个测试电阻阻值下热电模块的输出功率。
[0010] 根据测量的热电模块的输出功率，确定热电模块的最大输出功率。
[0011] 进一步地，所述测量热电模块最大输出功率的方法还包括：
[0012] 根据所述动态内阻的变化范围，确定所述动态内阻的变化范围内的平均动态内阻。
[0013] 调节热电模块的外接测试电阻的初始阻值等于所述平均动态内阻。
[0014] 进一步地，所述热电模块的热端输入热能与热电模块的输出电流的变化关系为：
[0015] 其中，参数A＝Rh-(1-η)Rc，参数B＝1-0.5η+K[Rh+(1-η)Rc]，Tc、Th分别为热电模块冷、热端温度，Qh为热电模块的热端输入热能，η为热电模块的热电转换效率，N为热电模块中的P-N电偶对数，α为热电模块的塞贝克系数，K为热电模块的导热系数，I为热电模块的输出电流。
[0016] 所述热端输入热能与所述热电材料平均温度的变化关系为：
[0017] 其中，参数A＝Rh-(1-η)Rc，Tj为热电材料的平均温度，Tc、Th分别为热电模块冷、热端温度，Tcj、Thj分别为热电材料的冷、热端结面温度，Qh为热电模块的热端输入热能，Rc、Rh分别为热电模块冷、热端寄生电阻，η为热电模块的热电转换效率。
[0018] 所述热电材料电导率与所述热电材料平均温度的变化关系为：
[0019]
[0020]
[0021] 其中，σn、σp分别为热电模块的N型、P型热电材料的电导率，Tj为热电材料平均温度。
[0022] 所述热电材料电导率与所述动态内阻的变化关系为：
[0023] 其中，N为热电模块中的P-N电偶对数，hn、hp分别为热电模块的N型、P型热电材料的臂高，ln、lp分别为热电模块的N型、P型热电材料横截面边长，σn、σp分别为热电模块的N型、P型热电材料在平均温度Tj下的电导率，Ri为热电模块在平均温度Tj下的动态内阻。
[0024] 进一步地，所述在所述动态内阻的变化范围内，逐次调节热电模块的外接测试电阻的阻值，并测量各个测试电阻阻值下热电模块的输出功率包括：
[0025] 在所述动态内阻的变化范围内，确定所述测试电阻的初始调节方向。
[0026] 在所述初始调节方向上，逐次调节所述测试电阻的阻值，并测量各个测试电阻阻值下热电模块的输出功率。
[0027] 在测量的热电模块的输出功率出现减小趋势时，在所述初始调节方向的相反方向上，逐次调节所述测试电阻的阻值，并测量各个测试电阻阻值下热电模块的输出功率。
[0028] 进一步地，所述根据测量的热电模块的输出功率确定热电模块的最大输出功率包括：
[0029] 根据测量的热电模块的输出功率，确定热电模块的输出功率的峰值。
[0030] 根据热电模块的输出功率的峰值，确定热电模块的最大输出功率。
[0031] 本发明实施例第二方面提供了一种测量热电模块最大输出功率的装置，包括：
[0032] 第一变化范围确定模块，用于获取热电模块的输出电流的变化范围，根据所述输出电流的变化范围，以及热电模块的热端输入热能与所述输出电流的变化关系，确定所述热端输入热能的变化范围；
[0033] 第二变化范围确定模块，用于根据所述热端输入热能的变化范围，以及所述热端输入热能与热电模块的热电材料平均温度的变化关系，确定所述热电材料平均温度的变化范围；
[0034] 第三变化范围确定模块，用于根据所述热电材料平均温度的变化范围，以及热电材料电导率与热电材料平均温度的变化关系，热电材料电导率与热电模块的动态内阻的变化关系，确定所述动态内阻的变化范围；
[0035] 输出功率测量模块，用于在所述动态内阻的变化范围内，逐次调节热电模块的外接测试电阻的阻值，并测量各个测试电阻阻值下热电模块的输出功率；
[0036] 最大输出功率确定模块，用于根据测量的热电模块的输出功率，确定热电模块的最大输出功率。
[0037] 进一步地，所述测量热电模块最大输出功率的装置还包括：
[0038] 平均动态内阻确定模块，用于根据所述动态内阻的变化范围，确定所述动态内阻的变化范围内的平均动态内阻；
[0039] 初始阻值调节模块，用于调节所述测试电阻的初始阻值等于所述平均动态内阻。
[0040] 进一步地，所述输出功率测量模块包括：
[0041] 初始调节方向确定模块，用于在所述动态内阻的变化范围内，确定所述测试电阻的初始调节方向；
[0042] 第一输出功率测量模块，用于在所述初始调节方向上，逐次调节所述测试电阻的阻值，并测量各个测试电阻阻值下热电模块的输出功率；
[0043] 第二输出功率测量模块，用于在测量的热电模块的输出功率出现减小趋势时，在所述初始调节方向的相反方向上，逐次调节所述测试电阻的阻值，并测量各个测试电阻阻值下热电模块的输出功率。
[0044] 本发明实施例第三方面提供了一种测量热电模块最大输出功率的终端设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述实施例第一方面提供的测量热电模块最大输出功率的方法。
[0045] 本发明实施例的第四方面提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述实施例第一方面提供的测量热电模块最大输出功率的方法。
[0046] 本发明实施例与现有技术相比存在的有益效果是：本发明提供的一种测量热电模块最大输出功率的方法、装置及终端设备，根据热电模块输出电流的变化范围，以及热电模块的热端输入热能与热电模块的输出电流的变化关系，确定热端输入热能的变化范围，进而确定热电材料平均温度的变化范围和动态内阻的变化范围，在动态内阻的变化范围内，逐次调节测试电阻的阻值，并测量各个测试电阻阻值下热电模块的输出功率，确定热电模块的最大输出功率，缩小了测试电阻的调节范围，测量过程简单方便，节省了大量时间。附图说明
[0047] 为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0048] 图1是本发明实施例提供的一种测量热电模块最大输出功率的方法的流程示意图；
[0049] 图2是本发明实施例提供的热电材料与温度的变化曲线图；
[0050] 图3是本发明实施例提供的一种测量热电模块最大输出功率的装置的示意性框图；
[0051] 图4是本发明实施例提供的一种测量热电模块最大输出功率的终端设备的结构示意图。
具体实施方式
[0052] 为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0053] 为了说明本发明的技术方案，下面通过具体实施例进行说明。
[0054] 参阅图1，本发明实施例提供了一种测量热电模块最大输出功率的方法，包括以下步骤：
[0055] S101，获取热电模块的输出电流的变化范围，根据所述输出电流的变化范围，以及热电模块的热端输入热能与所述输出电流的变化关系，确定所述热端输入热能的变化范围。
[0056] 具体地，在热电模块输出开路的工况下，开路电流为Ioc，输出电流最小I＝Ioc＝0，在热电模块输出短路的工况下，短路电流为Isc，输出电流最大I＝Isc，因此，输出电流的变化范围是0～Isc。
[0057] 设热电模块冷、热端温度分别为Tc、Th；热电材料的冷、热结面温度分别为Tcj、Thj，热电模块冷、热端热能分别为Qc、Qh；热电模块的温差为ΔTj，热电材料平均温度为Tj，热电模块冷、热端寄生电阻分别为Rh、Rc，热电模块的输出功率为Po，热电模块的热电转换效率为η，热电模块的导热系数为K，热电模块的塞贝克系数为α，热电模块的动态内阻为Ri，热电模块的输出电流为I，测试电阻为RL，则：
[0058] Thj＝Th-QhRh，Tcj＝Tc+QcRc
[0059] Thj+Tcj＝(Th+Tc)-QhRh+QcRc＝(Th+Tc)-QhRh+(Qh-Po)Rc
[0060] ＝(Th+Tc)-QhRh+Qh(1-η)Rc＝(Th+Tc)-[Rh-(1-η)Rc]Qh
[0061] ΔTj＝Thj-Tcj＝(Th-Tc)-QhRh-QcRc＝(Th-Tc)-QhRh-(1-η)QhRc
[0062] ＝(Th-Tc)-[Rh+(1-η)Rc]Qh
[0063] 令参数A＝Rh-(1-η)Rc，Thj+Tcj＝(Th+Tc)-AQh
[0064] Q h＝NαIThj+K(Thj-Tcj)-0.5I2Ri＝NαIThj+KΔTj-0.5I(NαΔTj-IRL)[0065] ＝NαIThj-0.5NαIΔTj+KΔTj+0.5I2RL＝0.5NαI(Thj+Tcj)+KΔTj+0.5I2RL[0066] ＝0.5NαI(Thj+Tcj)+KΔTj+0.5Po
[0067] ＝0.5NαI(Thj+Tcj)+KΔTj+0.5ηQh
[0068] ＝0.5NαI(Th+Tc)-0.5NαIAQh+K{(Th-Tc)-[Rh+(1-η)Rc]Qh}+0.5ηQh[0069] {1-0.5η+K[Rh+(1-η)Rc]+0.5NAαI}Qh＝0.5Nα(Th+Tc)I+K(Th-Tc)
[0070] 令参数B＝1-0.5η+K[Rh+(1-η)Rc]
[0071]
[0072]
[0073] 上式中，A＝Rh-(1-η)Rc>0，并且
[0074] B(Th+Tc)-K(Th-Tc)A＝{1-0.5η+K[Rh+(1-η)Rc]}(Th+Tc)-K(Th-Tc)[Rh-(1-η)Rc][0075] ＝(1-0.5η)(Th+Tc)+KRhTh+KRhTc+K(1-η)RcTh+K(1-η)RcTc-KRhTh+KRhTc
[0076] +K(1-η)RcTh-K(1-η)RcTc
[0077] ＝(1-0.5η)(Th+Tc)+2K[RhTc+(1-η)RcTh]>0
[0078] 因此，在热电模块的冷端温度Tc和热端温度Th一定时，热电模块所需的热端输入热能Qh与热电模块的输出电流I有关，并且热端输入热能Qh随输出电流I的增大而增大。
[0079] 在热电模块输出开路的工况下，开路电流为Ioc，输出电流I＝Ioc＝0，此时输出电流为最小值，热端输入热能也取最小值，即Qh＝Qhmin。
[0080] 在热电模块输出短路的工况下，短路电流为Isc，输出电流I＝Isc，此时输出电流为最大值，热端输入热能也取最大值，即Qh＝Qhmax。
[0081] 在热电模块输出功率最大的工况下，输出电流I在0～Isc之间，约为0.5Isc，此时输入热能Qh满足Qhmin
[0082] S102，根据所述热端输入热能的变化范围，以及所述热端输入热能与热电模块的热电材料平均温度的变化关系，确定所述热电材料平均温度的变化范围。
[0083] 具体地，热电材料的平均温度满足：
[0084]
[0085] 即热电材料平均温度随所述热端输入热能的增大而降低。
[0086] 在步骤S101中得出输入热能Qh的范围是Qhmin
[0087] 在热电模块输出开路的工况下，开路电流为Ioc，输出电流I＝Ioc＝0，此时输出电流为最小值，热端输入热能也取最小值，即Qh＝Qhmin，而热电材料平均温度Tj为最大值，设为Tjmax。
[0088] 在热电模块输出短路的工况下，短路电流为Isc，输出电流I＝Isc，此时输出电流为最大值，热端输入热能也取最大值，即Qh＝Qhmax，而热电材料平均温度Tj为最小值，设为Tjmin。
[0089] 因此，可以确定热电材料平均温度的变化范围是Tjmin
[0090] S103，根据所述热电材料平均温度的变化范围，以及热电材料电导率与热电材料平均温度的变化关系，热电材料电导率与热电模块的动态内阻的变化关系，确定所述动态内阻的变化范围。
[0091] 具体地，热电材料的电导率与温度的变化特性如图2所示，可以看出无论半导体热电材料用于发电还是制冷，其电导率与材料的平均温度呈反向变化，即热电材料的电导率随热电材料平均温度的降低而增大。
[0092] 以另一具体的热电材料为例，其电导率与温度的变化关系满足：
[0093]
[0094]
[0095] 其中，σn、σp分别为热电模块的N型、P型热电材料的电导率，Tj为热电材料平均温度。
[0096] 热电材料电导率与热电模块动态内阻之间满足： 其中，N为热电模块中的P-N电偶对数，hn、hp分别为热电模块的N型、P型热电材料的臂高，ln、lp分别为热电模块的N型、P型热电材料横截面边长，σn、σp分别为热电模块的N型、P型热电材料在平均温度Tj下的电导率，Ri为热电模块在平均温度Tj下的动态内阻。
[0097] 通过上述分析，不难得出热电模块动态内阻随热电材料电导率的增大而减小，进而可知动态内阻随热电材料平均温度的降低而减小。
[0098] 因此，在热电模块输出开路的工况下，热电材料平均温度Tj为最大值Tjmax，此时对应的动态内阻为最大值，设为Rioc。
[0099] 在热电模块输出短路的工况下，热电材料平均温度Tj为最小值Tjmin，此时对应的动态内阻为最小值，设为Risc。
[0100] 对于热电模块稳态开路工况，假设稳态开路电压为Voc1、瞬间短路电流为Isc1，由于热电模块温度场变化滞后于热电模块电场变化，当数据采样时间≤30ms，读取热电模块瞬间短路电流Isc1时，认为热电模块温度场近似没有改变，因此，
[0101] 同理对于热电模块稳态短路工况，假设稳态短路电流为Isc2、瞬间开路电压为Voc2，则此种工况对应的热电模块动态内阻
[0102] 在热电模块的冷、热端温度分别为Tc、Th时，动态内阻Ri满足：Risc
[0103] S104，在所述动态内阻的变化范围内，逐次调节所述测试电阻的阻值，并测量各个测试电阻阻值下热电模块的输出功率。
[0104] 具体地，当测试电阻的阻值与动态内阻相等时，热电模块的输出功率最大，在已知动态内阻的变化范围的情况下，只需在该变化范围内调节测试电阻的阻值即可，并测量各个测试电阻阻值对应的热电模块的输出功率。
[0105] S105，根据测量的热电模块的输出功率，确定热电模块的最大输出功率。
[0106] 具体地，从测量得到的热电模块输出功率中，可以发现输出功率存在峰值，并由此可以确定热电模块的最大输出功率。
[0107] 本发明实施例提供的一种测量热电模块最大输出功率的方法、装置及终端设备，根据热电模块输出电流的变化范围，以及热电模块的热端输入热能与热电模块的输出电流的变化关系，确定所述热端输入热能的变化范围，进而确定热电材料平均温度的变化范围和动态内阻的变化范围，在动态内阻的变化范围内，逐次调节测试电阻的阻值，并测量各个测试电阻阻值下热电模块的输出功率，确定热电模块的最大输出功率，缩小了测试电阻的调节范围，测量过程简单方便，节省了大量时间。
[0108] 进一步地，所述测量热电模块最大输出功率的方法还包括：
[0109] 根据所述动态内阻的变化范围，确定所述动态内阻的变化范围内的平均动态内阻。
[0110] 调节所述测试电阻的初始阻值等于所述平均动态内阻。
[0111] 具体地，在已知动态内阻的变化范围为Risc能量输入角度分析，平均动态内阻更接近最大输出功率工况下的动态内阻，通过微调测试电阻的阻值，即可快速匹配热电模块输出功率最大的工况，并测量得到对应冷、热端温度下热电模块的最大输出功率，大大减少了测量时间。
[0112] 进一步地，所述热电模块的热端输入热能与热电模块的输出电流的变化关系为：
[0113] 其中，参数A＝Rh-(1-η)Rc，参数B＝1-0.5η+K[Rh+(1-η)Rc]，Tc、Th分别为热电模块冷、热端温度，Qh为热电模块的热端输入热能，η为热电模块的热电转换效率，N为热电模块中的P-N电偶对数，α为热电模块的塞贝克系数，K为热电模块的导热系数，I为热电模块的输出电流。
[0114] 所述热端输入热能与所述热电材料平均温度的变化关系为：
[0115] 其中，参数A＝Rh-(1-η)Rc，Tj为热电材料的平均温度，Tc、Th分别为热电模块冷、热端温度，Tcj、Thj分别为热电材料的冷、热端结面温度，Qh为热电模块的热端输入热能，Rc、Rh分别为热电模块冷、热端寄生电阻，η为热电模块的热电转换效率。
[0116] 所述热电材料电导率与所述热电材料平均温度的变化关系为：
[0117]
[0118]
[0119] 其中，σn、σp分别为热电模块的N型、P型热电材料的电导率，Tj为热电材料平均温度。
[0120] 所述热电材料电导率与所述动态内阻的变化关系为：
[0121] 其中，N为热电模块中的P-N电偶对数，hn、hp分别为热电模块的N型、P型热电材料的臂高，ln、lp分别为热电模块的N型、P型热电材料横截面边长，σn、σp分别为热电模块的N型、P型热电材料在平均温度Tj下的电导率，Ri为热电模块在平均温度Tj下的动态内阻。
[0122] 进一步地，所述在所述动态内阻的变化范围内，逐次调节热电模块的外接测试电阻的阻值，并测量各个测试电阻阻值下热电模块的输出功率包括：
[0123] 在所述动态内阻的变化范围内，确定所述测试电阻的初始调节方向；
[0124] 在所述初始调节方向上，逐次调节所述测试电阻的阻值，并测量各个测试电阻阻值下热电模块的输出功率；
[0125] 在测量的热电模块的输出功率出现减小趋势时，在所述初始调节方向的相反方向上，逐次调节所述测试电阻的阻值，并测量各个测试电阻阻值下热电模块的输出功率。
[0126] 具体地，在动态内阻的阻值变化范围内，确定测试电阻的初始阻值和初始调节方向，这里的初始调节方向为测试电阻的阻值增大或减小的方向，可以以一定的差值逐次调节测试电阻的阻值，测量各个测试电阻阻值下的输出功率，在输出功率出现减小趋势时，表明测试电阻的阻值已经偏离了最大输出功率对应的动态内阻，此时，应该向相反的方向调节测试电阻的阻值，并测量热电模块的输出功率。
[0127] 进一步地，所述根据测量的热电模块的输出功率确定热电模块的最大输出功率包括：
[0128] 根据测量的热电模块的输出功率，确定热电模块的输出功率的峰值；
[0129] 根据热电模块的输出功率的峰值，确定热电模块的最大输出功率。
[0130] 具体地，热电模块的输出功率随输出电流的增大呈现先增大后减小的态势，同理，输出功率随动态内阻的变化也会呈现先增大后减小的态势，那么测量得到的输出功率的峰值，就是热电模块的最大输出功率。
[0131] 参阅图3，本发明另一实施例提供了一种测量热电模块最大输出功率的装置，包括：
[0132] 第一变化范围确定模块301，用于获取热电模块的输出电流的变化范围，根据所述输出电流的变化范围，以及热电模块的热端输入热能与所述输出电流的变化关系，确定所述热端输入热能的变化范围。
[0133] 第二变化范围确定模块302，用于根据所述热端输入热能的变化范围，以及所述热端输入热能与热电模块的热电材料平均温度的变化关系，确定所述热电材料平均温度的变化范围。
[0134] 第三变化范围确定模块303，用于根据所述热电材料平均温度的变化范围，以及热电材料电导率与热电材料平均温度的变化关系，热电材料电导率与热电模块的动态内阻的变化关系，确定所述动态内阻的变化范围。
[0135] 输出功率测量模块304，用于在所述动态内阻的变化范围内，逐次调节热电模块的外接测试电阻的阻值，并测量各个测试电阻阻值下热电模块的输出功率。
[0136] 最大输出功率确定模块305，用于根据测量的热电模块的输出功率，确定热电模块的最大输出功率。
[0137] 进一步地，所述测量热电模块最大输出功率的装置还包括：
[0138] 平均动态内阻确定模块，用于根据所述动态内阻的变化范围，确定所述动态内阻的变化范围内的平均动态内阻。
[0139] 初始阻值调节模块，用于调节所述测试电阻的初始阻值等于所述平均动态内阻。
[0140] 进一步地，所述输出功率测量模块304包括：
[0141] 初始调节方向确定模块，用于在所述动态内阻的变化范围内，确定所述测试电阻的初始调节方向；
[0142] 第一输出功率测量模块，用于在所述初始调节方向上，逐次调节所述测试电阻的阻值，并测量各个测试电阻阻值下热电模块的输出功率；
[0143] 第二输出功率测量模块，用于在测量的热电模块的输出功率出现减小趋势时，在所述初始调节方向的相反方向上，逐次调节所述测试电阻的阻值，并测量各个测试电阻阻值下热电模块的输出功率。
[0144] 进一步地，所述测量热电模块最大输出功率的装置还包括：
[0145] 关系确定模块，用于确定所述热电模块的热端输入热能与热电模块的输出电流的变化关系为：
[0146] 其中，参数A＝Rh-(1-η)Rc，参数B＝1-0.5η+K[Rh+(1-η)Rc]，Tc、Th分别为热电模块冷、热端温度，Qh为热电模块的热端输入热能，η为热电模块的热电转换效率，N为热电模块中的P-N电偶对数，α为热电模块的塞贝克系数，K为热电模块的导热系数，I为热电模块的输出电流。
[0147] 确定所述热端输入热能与所述热电材料平均温度的变化关系为：
[0148] 其中，参数A＝Rh-(1-η)Rc，Tj为热电材料的平均温度，Tc、Th分别为热电模块冷、热端温度，Tcj、Thj分别为热电材料的冷、热端结面温度，Qh为热电模块的热端输入热能，Rc、Rh分别为热电模块冷、热端寄生电阻，η为热电模块的热电转换效率。
[0149] 确定所述热电材料电导率与所述热电材料平均温度的变化关系为：
[0150]
[0151]
[0152] 其中，σn、σp分别为热电模块的N型、P型热电材料的电导率，Tj为热电材料平均温度。
[0153] 确定所述热电材料电导率与所述动态内阻的变化关系为：
[0154] 其中，N为热电模块中的P-N电偶对数，hn、hp分别为热电模块的N型、P型热电材料的臂高，ln、lp分别为热电模块的N型、P型热电材料横截面边长，σn、σp分别为热电模块的N型、P型热电材料在平均温度Tj下的电导率，Ri为热电模块在平均温度Tj下的动态内阻。
[0155] 进一步地，所述最大输出功率确定模块305包括：
[0156] 输出功率峰值确定模块，用于根据测量的热电模块的输出功率，确定热电模块的输出功率的峰值。
[0157] 最大输出功率确定子模块，用于根据热电模块的输出功率的峰值，确定热电模块的最大输出功率。
[0158] 如图4所示，本发明又一实施例提供了一种测量热电模块最大输出功率的终端设备，该实施例的测量热电模块最大输出功率的终端设备4包括：处理器40、存储器41以及存储在所述存储器41中并可在所述处理器40上运行的计算机程序42，例如测量热电模块最大输出功率的程序。所述处理器30执行所述计算机程序42时实现上述各个测量热电模块最大输出功率的方法实施例中的步骤，例如图1所示的步骤S101至S105。或者，所述处理器40执行所述计算机程序42时实现上述各装置实施例中各模块/单元的功能，例如图3所示模块301至305的功能。
[0159] 示例性的，所述计算机程序42可以被分割成一个或多个模块/单元，所述一个或者多个模块/单元被存储在所述存储器41中，并由所述处理器40执行，以完成本发明。所述一个或多个模块/单元可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述所述计算机程序42在所述测量热电模块最大输出功率的终端设备4中的执行过程。例如，所述计算机程序42可以被分割成同步模块、汇总模块、获取模块、返回模块(虚拟装置中的模块)，各模块的具体功能如下：
[0160] 获取热电模块的输出电流的变化范围，根据所述输出电流的变化范围，以及热电模块的热端输入热能与热电模块的输出电流的变化关系，确定所述热端输入热能的变化范围。
[0161] 根据所述热端输入热能的变化范围，以及所述热端输入热能与热电模块的热电材料平均温度的变化关系，确定所述热电材料平均温度的变化范围。
[0162] 根据所述热电材料平均温度的变化范围，以及热电材料电导率与热电材料平均温度的变化关系，热电材料电导率与热电模块的动态内阻的变化关系，确定所述动态内阻的变化范围。
[0163] 在所述动态内阻的变化范围内，逐次调节热电模块的外接测试电阻的阻值，并测量各个测试电阻阻值下热电模块的输出功率。
[0164] 根据测量的热电模块的输出功率，确定热电模块的最大输出功率。
[0165] 进一步地，各个模块的具体功能还包括：
[0166] 根据所述动态内阻的变化范围，确定所述动态内阻的变化范围内的平均动态内阻；
[0167] 调节所述测试电阻的初始阻值等于所述平均动态内阻。
[0168] 进一步地，各个模块的具体功能还包括：
[0169] 所述热电模块的热端输入热能与热电模块的输出电流的变化关系为：
[0170] 其中，参数A＝Rh-(1-η)Rc，参数B＝1-0.5η+K[Rh+(1-η)Rc]，Tc、Th分别为热电模块冷、热端温度，Qh为热电模块的热端输入热能，η为热电模块的热电转换效率，N为热电模块中的P-N电偶对数，α为热电模块的塞贝克系数，K为热电模块的导热系数，I为热电模块的输出电流。
[0171] 所述热端输入热能与所述热电材料平均温度的变化关系为：
[0172] 其中，参数A＝Rh-(1-η)Rc，Tj为热电材料的平均温度，Tc、Th分别为热电模块冷、热端温度，Tcj、Thj分别为热电材料的冷、热端结面温度，Qh为热电模块的热端输入热能，Rc、Rh分别为热电模块冷、热端寄生电阻，η为热电模块的热电转换效率。
[0173] 所述热电材料电导率与所述热电材料平均温度的变化关系为：
[0174]
[0175]
[0176] 其中，σn、σp分别为热电模块的N型、P型热电材料的电导率，Tj为热电材料平均温度。
[0177] 所述热电材料电导率与所述动态内阻的变化关系为：
[0178] 其中，N为热电模块中的P-N电偶对数，hn、hp分别为热电模块的N型、P型热电材料的臂高，ln、lp分别为热电模块的N型、P型热电材料横截面边长，σn、σp分别为热电模块的N型、P型热电材料在平均温度Tj下的电导率，Ri为热电模块在平均温度Tj下的动态内阻。
[0179] 进一步地，各个模块的具体功能还包括：
[0180] 在所述动态内阻的变化范围内，确定所述测试电阻的初始调节方向。
[0181] 在所述初始调节方向上，逐次调节所述测试电阻的阻值，并测量各个测试电阻阻值下热电模块的输出功率。
[0182] 在测量的热电模块的输出功率出现减小趋势时，在所述初始调节方向的相反方向上，逐次调节所述测试电阻的阻值，并测量各个测试电阻阻值下热电模块的输出功率。
[0183] 进一步地，各个模块的具体功能还包括：
[0184] 根据测量的热电模块的输出功率，确定热电模块的输出功率的峰值；
[0185] 根据热电模块的输出功率的峰值，确定热电模块的最大输出功率。
[0186] 所述测量热电模块最大输出功率的终端设备4可以是桌上型计算机、笔记本、掌上电脑及云端服务器等计算设备。所述测量热电模块最大输出功率的终端设备可包括，但不仅限于，处理器40、存储器41。本领域技术人员可以理解，图4仅仅是测量热电模块最大输出功率的终端设备4的示例，并不构成对测量热电模块最大输出功率的终端设备4的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如所述测量热电模块最大输出功率的终端设备还可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等。
[0187] 所称处理器40可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
[0188] 所述存储器41可以是所述工程项目竣工决算终端设备4的内部存储单元，例如工程项目竣工决算终端设备4的硬盘或内存。所述存储器41也可以是所述工程项目竣工决算终端设备4的外部存储设备，例如所述工程项目竣工决算终端设备4上配备的插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card，SMC)，安全数字(Secure Digital，SD)卡，闪存卡(Flash Card)等。进一步地，所述存储器41还可以既包括所述工程项目竣工决算终端设备4的内部存储单元也包括外部存储设备。所述存储器41用于存储所述计算机程序以及所述工程项目竣工决算终端设备所需的其他程序和数据。所述存储器41还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。
[0189] 所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将所述装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元、模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中，上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。另外，各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本申请的保护范围。上述系统中单元、模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
[0190] 本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
[0191] 在本发明所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的系统实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通讯连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通讯连接，可以是电性，机械或其它的形式。
[0192] 所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
[0193] 另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
[0194] 所述集成的模块/单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，所述计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括是电载波信号和电信信号。
[0195] 以上所述实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本发明的保护范围之内。
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