基于MATLAB/Simulink的热电模块双向建模电路仿真( Bidirectional Modeling of Thermoelectric Module Using MATLAB/Simulink for Circuit Simulations )

Ugur Yilmaz Turker Fedai Cavus Yasar Islamoglu Mathematical models Matlab Heating systems Generators Thermal conductivity Resistance heating Load modeling

本文提出了一个完整的热电模块模型，用于利用MATLAB/Simulink软件进行电路仿真。本研究的目的是通过结合热电发生器（TEG）和热电冷却器（TEC）模块参数及其操作，开发一个类似于Simulink库中其他电路元件的单个模块。由于TEG和TEC都是热电器件，其主要材料，例如Bi₂Te₃，在相似的温度范围内是相同的，因此TEG可以作为TEC操作，反之亦然，TEC可以作为TEG操作。在一些系统中，如光伏热电（TE）、燃料电池-TE和电动汽车的电池温度管理，模块可以在两种模式下使用。此外，在这些系统的某些情况下，TEM可能需要作为发电机操作，有时还需要作为冷却器操作。TEM的双向操作是一种节省成本的方法，因为这两种类型的TEM不需要安装在一起。本研究提出了一个新的模型，而迄今为止文献中的研究还没有完全兼容模块的双向使用。所提出的模型处理TEM的热端口和电端口的极性，以确定操作模式，即TEG或TEC。TEG和TEC操作的最大值和性能参数都包含在模块模块中，以便在所需的操作条件下观察和控制器件。可以看出，具有温度相关参数的模拟给出了与数据手册图形非常接近的结果。然而，与数据表相比，不忽略汤姆森热的模拟有更多的偏差。此外，在具有恒定材料性质的较高is 0.268的情况下，具有恒定材料性质的模拟提供了比具有汤姆逊热的模拟更好的结果。此外，还表明，在热端口和电端口极性可变的情况下，成功地实现了TEM的双向运行，并且在同一模拟中，TEM同时作为TEG和TEC运行。

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