熱電發(fā)電模塊拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)優(yōu)化及最大功率點(diǎn)跟蹤算法研究.pdf

1、隨著汽車產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展，能源短缺與環(huán)境污染問題日趨嚴(yán)重，汽車尾氣熱電發(fā)電技術(shù)在提升汽車能源利用率，減少尾氣排放領(lǐng)域應(yīng)用日益廣泛。熱電模塊作為熱電發(fā)電系統(tǒng)基本單元，對(duì)熱電模塊串并聯(lián)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，可以最大限度發(fā)揮模塊性能，提升熱電發(fā)電系統(tǒng)整體輸出功率。本文以汽車尾氣熱電發(fā)電裝置為研究對(duì)象，開展了熱電模塊串并聯(lián)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)優(yōu)化算法和最大功率點(diǎn)跟蹤（MPPT）算法研究。主要研究?jī)?nèi)容如下：
　　分析了溫差發(fā)電原理，設(shè)計(jì)了汽車尾氣熱電發(fā)電系統(tǒng)

2、整體結(jié)構(gòu)。為了實(shí)時(shí)獲取熱電發(fā)電系統(tǒng)各模塊電壓數(shù)據(jù)，運(yùn)用PIC芯片設(shè)計(jì)了可以實(shí)時(shí)采集60路電壓信號(hào)的電壓巡檢系統(tǒng)，運(yùn)用Access建立數(shù)據(jù)庫，存儲(chǔ)各模塊全生命周期電壓數(shù)據(jù)。
　　提出了一種優(yōu)化多個(gè)熱電模塊串并聯(lián)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的迭代算法。運(yùn)用汽車尾氣發(fā)電試驗(yàn)臺(tái)架測(cè)試了真實(shí)工況下模塊的開路電壓，結(jié)合模塊等效阻抗，進(jìn)行了熱電模塊串并聯(lián)結(jié)構(gòu)對(duì)整體輸出功率影響的理論分析。利用Matlab計(jì)算得到最優(yōu)模塊串并聯(lián)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。臺(tái)架實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證結(jié)果表明，經(jīng)過優(yōu)化

3、串并聯(lián)的熱電器箱輸出功率相比全串聯(lián)方式提升了2.91％。
　　為了保證汽車尾氣熱電發(fā)電系統(tǒng)實(shí)時(shí)以最大功率輸出，提出了以干擾觀測(cè)法和二插值曲線擬合法相結(jié)合的新型最大功率點(diǎn)跟蹤算法。運(yùn)用Matlab軟件建立了MPPT仿真模型，針對(duì)干擾觀測(cè)法和新型MPPT算法的實(shí)現(xiàn)方式以及優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行了仿真分析和對(duì)比。在硬件平臺(tái)DC-DC變換器中編程實(shí)現(xiàn)MPPT算法，通過實(shí)測(cè)結(jié)果表明，新型的MPPT算法跟蹤時(shí)間僅需200ms，最大功率跟蹤精度可達(dá)98.9