热温差电池特性及应用研究

发布时间：2020-02-25 06:47

【摘要】：摘要：随着全球经济进步和人们生活水平不断提高,传统能源的需求量不断增加从而导致了严重的能源短缺,环境污染也日益严重。除了可再生清洁能源的开发和利用以外,以工业和汽车余废热等低品位能源为热源的温差发电技术越来越受到重视。它可以利用温差电池直接将热能转化为电能,具有绿色环保、结构简单、安全可靠等优点,是解决能源危机和环境污染的有效途径。 本论文针对温差发电系统展开研究工作。首先介绍了温差发电的基础理论并推导了温差电池特性参数关系式。在实验室条件下,搭建了简易温差电池特性测试平台并对温差电池特性进行了测试。基于温差电池输出电特性,对比分析了适用于温差电池的DC-DC升压变换器并提出了基于开关电容网络的高升压变换器。针对该变换器,详细分析了其各个模态的工作原理,并采用状态空间平均法推导了主电路稳态工作点,建立了主电路小信号模型。为了实现对低品位热源能量的充分利用,本论文根据蓄电池状态将系统分为两种工作模式,并设计了一套完善的能量管理策略,实现各个工作模式之间的平滑切换。在最大功率跟踪控制模式,设计了改进型变步长扰动观察法使温差电池尽可能多的向负载提供能量,具有良好的快速性和准确性。本论文最终通过PSIM软件进行了仿真验证,并基于数字控制系统DSP28035搭建了一台100W的原理样机进行了实验验证。仿真结果和实验结果均表明了本论文电路参数设计的合理性和能量管理策略的有效性。
【学位授予单位】：北京交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TM913

【参考文献】

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3 赵建云;朱冬生;周泽广;王长宏;陈宏;;温差发电技术的研究进展及现状[J];电源技术;2010年03期

4 何元金,陈宏,陈默轩;温差发电———种新型绿色的能源技术[J];工科物理;2000年02期

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7 于广;黄维军;余流;张征;;车用内置式温差发电器换热性能的数值模拟[J];节能技术;2008年05期

8 段维娟,朱忠尼;带耦合电感的高增益比Boost变换器的分析[J];空军雷达学院学报;2005年04期

9 栾伟玲,涂善东;温差电技术的研究进展[J];科学通报;2004年11期

10 张征,曾美琴,司广树;温差发电技术及其在汽车发动机排气余热利用中的应用[J];能源技术;2004年03期

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2 袁晓红;汽车发动机尾气余热温差发电装置热电转换技术研究[D];武汉理工大学;2012年

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本文编号：2582669