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专利号: 201810959616X
申请人: 江苏大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 计算;推算;计数
更新日期:2026-03-04
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种温差发电片等效热导率的计算方法,其特征在于,首先确定温差发电片参数,计算各结构的导热热阻,然后确定陶瓷板外部热阻,计算结构间的收缩热阻和蔓延热阻,接着计算温差发电片的总热阻和温差发电片的等效横截面积Am,最后计算得到温差发电片的等效热导率λtem。

2.根据权利要求1所述的一种温差发电片等效热导率的计算方法,其特征在于,所述各结构包括陶瓷板、铜导电片和PN结。

3.根据权利要求1或2所述的一种温差发电片等效热导率的计算方法,其特征在于,所述温差发电片参数包括PN结、铜导电片、陶瓷板的几何参数和热导率,所述几何参数包括厚度和横截面积。

4.根据权利要求2所述的一种温差发电片等效热导率的计算方法,其特征在于,所述各结构的导热热阻的计算方法为:陶瓷板的导热热阻 其中δce为陶瓷板的厚度,λce为陶瓷板的导热率,Ace为陶瓷板的横截面积;铜导电片的导热热阻 其中δco为铜导电片的厚度,Nco为上铜导电片或下铜导电片的数量,λco为铜导电片的导热率,Aco为单个铜导电片的横截面积;PN结的导热热阻 其中δleg为P极或N极半导体的厚度,Nleg为P极和N极半导体的数量之和,λP为P极的导热率,λN为N极的导热率,Aleg为单个P极或N极半导体的横截面积。

5.根据权利要求1或2所述的一种温差发电片等效热导率的计算方法,其特征在于,所述陶瓷板外部热阻包括上陶瓷板外部热阻Rc和下陶瓷板外部热阻Rh,其中δc是与上陶瓷板相接触的散热器底板厚度,λc为散热器底板的热导率,Ac为散热器底板的横截面积,δh是与下陶瓷板相接触的换热器底板厚度,λh为换热器底板的热导率,Ah为换热器底板的横截面积。

6.根据权利要求4或5所述的一种温差发电片等效热导率的计算方法,其特征在于,计算结构间的收缩热阻具体为:下陶瓷板与下端铜导电 片的收缩热阻 其中

为铜导电片等效半径a1与陶瓷板等效半径b1的比值,

且 τ1=δce/b1为铜导电片厚度与陶瓷板等效半径的比值,Bi1=Rce/Rh为陶瓷板的毕渥数,Rh为下陶瓷板的外部热阻;

铜导电片与PN结间的收缩热阻 其中

为PN结等效半径a2与铜导电片等效半径b2的比值,

τ2=δleg/b2为PN结厚度与铜导电片等效半径的比值, Bi2=Rco/Rce为铜导电片的毕渥数。

7.根据权利要求6所述的一种温差发电片等效热导率的计算方法,其特征在于,计算结构间的蔓延热阻具体为:PN结与上铜导电片间的蔓延热阻Rslc为:

其中

上铜导电片与上陶瓷板间的蔓延热阻Rscc为:

其中 Rc为上陶瓷板的外部热阻。

8.根据权利要求7所述的一种温差发电片等效热导率的计算方法,其特征在于,计算温差发电片的总热阻:Rtem=Rce+Rccc+Rco+Rccl+Rleg+Rslc+Rco+Rscc+Rce,将温差发电片等效为一个整体,其热阻又可表示为: 其中δtem为温差发电片的厚度,Am为温差发电片的等效横截面积;

δtem=2δce+δleg+2δco,

9.根据权利要求8所述的一种温差发电片等效热导率的计算方法,其特征在于,所述温差发电片的等效热导率