一种考虑与环境非线性热交换的自然对流条件下热电发电机的电气类比模型

《Energy Technology》：An Electrical Analogy Model for Thermoelectric Generator under Natural Convection Conditions by Considering Nonlinear Heat Transfer with Ambient Environment

热电能量收集器件的电气类比模型研究提出考虑模块与环境的非线性热传递分支，通过自然对流和热辐射影响分析，结合NSGA-II多目标优化算法提取温度依赖材料参数和非线性散热参数，实验表明模型对热电模块的温度和输出电压预测精度分别达到90.82%和90.29%，优于传统模型。

　　

摘要

热电能量收集为利用环境中的微能量提供了一种有前景的方法。开发一个准确的热电发电机（TEG）电气类比模型对于推进这项技术至关重要，因为它可以实现与现有商业仿真软件的集成。在本文中，提出了一个考虑模块与环境之间非线性热传递的电气类比模型。通过引入冷侧、热侧和散热器的非线性热传递分支，该模型能够准确描述自然对流和热辐射对TEG模块温度的影响。提出了一种基于多目标优化的参数提取方法，用于确定难以计算的模型参数，包括非线性热耗散参数和温度依赖的材料参数。采用非支配排序遗传算法II（NSGA-II）来求解最优解。实验结果表明，借助这些确定的参数，所提出的模型能够准确反映TEG模块在自然对流条件下的热动态特性和输出变化。所提出模型对TEG温度和输出电压的最大估计精度分别可达90.82%和90.29%，显著高于传统电气类比模型所能达到的精度。

利益冲突

作者声明没有利益冲突。