一种操作供应可变负载构件的热电式发电机的方法，包括命令可变负载构件以第一输出运行，和在以被命令的第一输出运行的同时，确定至可变负载构件的第一负载电流和第一负载电压。该方法还包括命令可变负载构件以第二输出运行，和在以被命令的第二输出运行的同时，确定至可变负载构件的第二负载电流和第二负载电压。该方法包括从经确定的第一负载电流和电压及经确定的第二负载电流和电压计算热电发电机的最大功率输出，及命令可变负载构件以第三输出运行。被命令的第三输出被配置为从热电式发电机抽取经计算的最大功率输出。
【技术实现步骤摘要】
本公开总体地涉及控制由热电式发电机供应的负载。
技术介绍
热电效应包括温度差至电压的直接转换以及相反的转换。热电装置当跨过装置有足够温度差时产生电压。相反，当足够强的电压施加到热电装置时，其产生温度差。热电装置可以用于测量温度、发电、冷却物体或加热物体。热电装置是固态装置并通常没有运动部件。热电式发电机(也称热偶发电机)是使用塞贝克效应(Seebeckeffect)将热(为温度差的形式)直接转换至电能的热电装置
技术实现思路
提供了一种操作供应电能至可变负载构件的热电式发电机的方法。该方法包括命令可变负载构件以第一输出运行，和以被命令的第一输出运行的同时，确定至可变负载构件的第一负载电流和第一负载电压。该方法还包括命令可变负载构件以第二输出运行，和以被命令的第二输出运行的同时，确定至可变负载构件的第二负载电流和第二负载电压。该方法包括从经确定的第一负载电流和电压及经确定的第二负载电流和电压计算热电式发电机的最大功率输出，及命令可变负载构件以第三输出运行。被命令的第三输出被配置为从热电式发电机抽取经计算的最大功率输出。本专利技术的上述特征和优势及其他特征和优势将从用于实施本专利技术的最佳模式和其它实施例的以下详细描述连同附图时显而易见。附图说明图I是热电式发电机的示意性等轴侧视图；图2是使用诸如图I中示出的热电式发电机的功率输送系统的示意框图；及图3示出操作供应如图2中示出的可变负载构件的热电式发电机的算法或方法的示意流程图。具体实施例方式参考附图，其中在几幅图中相同的附图标记对应于相同或相似的构件，图I中示出热电式(TE)发电机10。TE发电机10有两侧，热吸收侧和热释放侧。热吸收侧保持在比热释放侧更高的温度，因此热能从较热侧流向较冷侧。如果TE发电机10被连接至电负载，则一些流经TE发电机10的热能被转换至电能。取决于配置，TE发电机10还可以被操作为热电加热器或热电冷却器，且由此可以更总体地称为热电装置。第一基板12可以是TE发电机10的热吸收侧或热释放侧。第二基板14形成相对侧。在图I中，第一基板12的一部分示出为被移除或切掉，以更好地示出TE发电机10的内部。例如且不限制，当TE发电机10用在车辆(未示出)中时，第一和第二基板12、14中的一个可以与热废气直接热交换连通，且第一和第二基板12、14中的另一个可以与散热器、散热片或与发动机冷却剂(均未在图I中示出)直接热交换连通。N型热电元件16与P型热电元件18成对。基于半导体的类型掺杂剂和导电性，N型和P型元件是不同的半导体。热电元件16、18的相对位置和类型、热电元件16、18对的确切布局和互连、和示出的热电元件16、18的数量仅是说明性的，并不意图限制要求保护的专利技术的范围。热电元件16、18对通过多个金属互连件20连接。第一电连接件22和第二电连接件24提供与热电元件16、18的电连通，及由此与TE发电机10的电连通。热电元件16、18对创建直流(DC)电压，该直流电压与跨过TE发电机10的温度差大体成比例，但是不一定成线性比例。热电元件16、18对还具有内部电阻，该内部电阻随着增加TE发电机10的平均温度而增加。 因此，通过将第一和第二基板12、14中的一个相对于另一个加热，DC电压被创建在电连接件22、24之间。通过将TE发电机10连接到电负载，DC电流从TE发电机10被驱动通过电连接件22、24到达负载。由TE发电机10产生的功率可以用于为车辆中的辅助电负载或附属负载提供动力。废气温度和流速可以紧密追踪发动机输出功率。然而，由于TE发电机10的DC电压和电阻总体地与跨过TE发电机10的温度成比例并可随其变化，及TE发电机10可以由废气加热，因此由TE发电机10产生的电压可以大大地波动。由此，TE发电机10的电压和功率输出可以随驱动要求显著地改变。此外，TE发电机10的电阻将随着改变发动机负载而改变，尽管可能不如电压改变显著。现在参考图2，并继续参考图I，示出功率输送系统50的示意框图。热电式(TE)发电机52(其可以类似于图I中示出的TE发电机10)供应DC电压和电流至可变负载构件，诸如DC-DC转换器54。DC-DC转换器54将由TE发电机52供给的功率转换至电气系统56，该电气系统56可以包括车辆的附属负载。车辆附属负载可以包括但不限于马达、风扇、照明器件、音频和视频系统、控制器、导航系统、和其它在车辆内的电动构件和系统。可替换地，电气系统56可以包括能量存储装置，该能量存储装置至少部分由来自TE发电机52的功率充电。热源58向TE发电机52提供可变温度差输入。如上所述，热源58可以是在车辆废气和散热器流体之间的温度差，或可以是车辆上可用的别的温度差。由此，来自TE发电机52的输出电压和功率也是可变的。图2的框图包括高度示意性控制器或控制系统60。控制系统60可以包括一个或多个具有存储介质和合适量的可编程存储器的构件(未分开示出)，所述构件能够储存和执行一个或多个算法和方法，以控制DC-DC转换器54和车辆的其它构件。控制系统60的每个构件可以包括分布式控制器架构，诸如基于微处理器的电子控制单元(ECU)。附加的模块或处理器可以存在于控制系统60内。当车辆是混合动力或混合电动车辆时，可以将控制系统6O并入到混合动力控制处理器(Hybrid Control Processor, HCP)中。 传感器62与至DC-DC转换器54的输入通信，并被配置为测量、感测或以其他方式确定进入DC-DC转换器54的电压或电流中的至少一个。传感器62传递电压和电流至控制系统60,该控制系统60可以读取电压和电流,连同其它信息，以操作功率输送系统50。可以将控制系统60和传感器62并入DC-DC转换器54中，从而DC-DC转换器54知晓输入电压和电流并计算它自身的运行状态。基于来自控制系统60的命令信号，DC-DC转换器54以被命令的输出电流(Icmd)或被命令的输出电压(Vcmd)运行。非命令的输出电压或输出电流将基于被命令的输出电流或被命令的输出电压分别变化。出于示例目的，在图2中示出的DC-DC转换器54将作为基于被命令的输出电流来运转而在此讨论。由此，改变从控制系统60至DC-DC转换器54的被命令的输出电流将改变由TE发电机52供应的负载。至TE发电机52的输入是来自热源58的可变热能，来自TE发电机52的输出是供应至DC-DC转换器54的可变电压和可变电流。至DC-DC转换器54的输入是由TE发电机52供应的可变电压和可变电流，来自DC-DC转换器54的输出是至电气系统56的受控命令电流和产生的输出电压。TE发电机52基于热源58的波动供应可变电压。从TE发电机52供应的瞬时电压，当由TE发电机52输送的电流为零时，可以称为TE发电机52的等效电压(VTE)。为了 最大化由TE发电机52供应至DC-DC转换器54和电气系统56的功率，由DC-DC转换器54抽取的负载电压需要被优化，以允许来自TE发电机52的最大功率输出。当至DC-DC转换器54的输入负载电压大致为TE发电机52的等效电压的一半时，获得来自TE发电机52的最大功率。至DC-DC转换器54的最优负载电压可经由DC-DC转换器54的被命令的输出电流控制，但来自TE发电机5本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
2011.02.17 US 13/029,5231.一种操作供应功率至可变负载构件的热电式发电机的方法，包括 命令可变负载构件以第一输出运行； 在以被命令的第一输出运行的同时，确定至可变负载构件的第一负载电流和第一负载电压； 命令可变负载构件以第二输出运行； 在以被命令的第二输出运行的同时，确定至可变负载构件的第二负载电流和第二负载电压； 从经确定的第一负载电流和电压及经确定的第二负载电流和电压计算热电发电机的最大功率输出 '及 命令可变负载构件以第三输出运行，其中，被命令的第三输出被配置为从热电式发电机抽取经计算的最大功率输出。2.如权利要求I所述的方法， 其中，计算热电式发电机的最大功率输出包括计算热电式发电机的等效电压；且 其中，命令可变负载构件以被命令的第三输出运行包括计算第三负载电压，其中，所述第三负载电压是经计算的热电式发电机的等效电压的大致两倍，且被命令的第三输出被配置为使得可变负载构件以经计算的第三负载电压运行。3.如权利要求2所述的方法，其中，所述可变负载构件是DC-DC转换器。4.如权利要求3所述的方法，其中，所述被命令的第一输出是第一输出电流，所述被命令的第二输出是第二输出电流，且所述被命令的第三输出是第三输出电流。5.如权利要求4所述的方法，其中，所述被命令的第一输出电流和所述被命令的第二输出电流以至少一预定命令差分开。6.如权利要求5所述的方法，还包括 将被命令的第三负载电压与最小负载电压约束和最大负载电压约束相比较； 如果被命令的第三负载电压处于最小负载电压约束和最大负载电压约束之间，则命令DC-DC转换器以第三输出电流运行； 如果被命令的第三负载电压在最小负载电压之下，则命令DC-DC转换器以第四输出电流运行，其中，被命令的第四输出电流被配置为使得DC-DC转换器54以最小负载电压约束运行；和 如果被命令的第三负载电压在最大负载电压...
【专利技术属性】
技术研发人员：MG雷诺兹，JD科吉尔，
申请(专利权)人：通用汽车环球科技运作有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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