专利名称：电功率产生装置和电功率产生装置的控制方法
技术领域：
本发明涉及一种使用热电元件的电功率产生装置。更特别的是，本发明涉及电功率产生装置中电功率转换器产生的电功率的控制。该电功率产生装置位于汽车等的排气装置中，它使用电功率转换器来提供由于废气和冷却介质之间的温差而产生的电功率。
背景技术：
热电的功率产生装置是众所周知的，它再生如电功率，包含从燃烧装置如汽车的发动机排放的废气中的热能。在这样的热电的功率产生装置中，热电元件的一端由废气加热，而热电元件的另一端通过冷却介质如冷却液冷却，由于废气和冷却介质之间的温差使得在热电元件中产生电功率。产生的电功率的电压经电功率转换器增加和平滑后，向电池等提供电功率。
同时，热电元件的输出电功率取决于获得输出电功率时的电流值而改变。此外，这种电流-电功率(电压)特性同样取决于热电元件两端中的每一端的温度的变化而改变。因此，如日本专利申请公报JP-A-6-22572中指出的，为了在热电元件高温侧的条件和热电元件低温侧的条件改变时有效的获取电功率，例如，当使用汽车的废气产生电功率时，当由电流-电功率(电压)特性获取电功率时控制电流是必要的。在这一技术中，测量热电元件高温侧的温度和低温侧的温度；输出的电功率成为最佳时的电流值是基于被测量温度的热电元件的输出特性而获得的，该输出特性是预先获得的；控制电流值与获得电功率时获取的电流值相等。
为了在热电元件的高温侧和低温侧紧密地贴上温度传感器，需要如定位架一样的固定装置。固定装置和温度传感器充当热敏电阻。结果，传递进热电元件的热量减少，电功率产生效率同样减少。同样，一般情况下，为了增加产生的电功率把多个热电元件连接起来。然而，由于热电元件两端的温度随每一热电元件的变化而改变，因此使用少量的温度传感器测得全部的温度趋势是困难的。同时，如果增加温度传感器的数量，就增加了成本，降低了电功率产生效率。因此增加温度传感器的数量也是困难的。同样，为了精确的检测温度的瞬时变化，增强温度传感器的响应性是必要的。特别是当增强高温侧的温度传感器的响应性时，会增加成本。
发明内容
因此，本发明的一个目标是提供一种使用热电元件的电功率产生装置，该电功率产生装置不需温度测量而使有效的获取电功率成为可能。
本发明的第一个方面涉及一种电功率产生装置，它包括热电元件；和电功率转换器，该电功率转换器在热电元件产生电功率时控制电流。该电功率转换器在热电元件产生电功率时改变电流，以获得至少两个不同的电流值i1和i2，以及相应于所述至少两个不同的电流值i1和i2的电压值和电功率值之一，电流值i1小于电流值i2；该电功率转换器在电流-电功率特性曲线上获得最大电功率处得到一个电流值，该电流-电功率特性曲线是基于至少两个电流值i1和i2以及相应于所述至少两个电流值i1和i2的电压值和电功率值之一而确定的；该电功率转换器控制该电流，使得在热电元件产生电功率时，该电流的值与获得最大电功率处的电流值相等。
本发明的第二个方面涉及一种电功率产生装置，它包括热电元件；和电功率转换器，该电功率转换器在热电元件产生电功率时控制电流。该电功率转换器在热电元件产生电功率时改变电流，以获得相应于至少两个不同的电流值i1和i2的电压值V1和V2，电流值i1小于电流值i2；该电功率转换器控制该电流，使得在热电元件产生电功率时，该电流的值与电流值it相等，电流值it满足方程式it＝(i2V1-i1V2)/2(V1-V2)。
热电元件的电流(i)-电压(V)特性取决于热电元件的高温侧和热电元件的低温侧的温度而改变。一般情况下，电流(i)-电压(V)特性可用一个方程式表示，V＝V0-k×i(在这个方程式中，0≤i≤V0/k，V0和k的值根据热电元件高温侧和热电元件低温侧的温度而改变，参考图3)。因此，输出电功率W用一个方程式表示为，W＝i×(V0-k×i)＝i×V0-k×i2。因此，当“dW/di＝0”时，也就是说，在“it＝V0/(2×k)”的情况下获得最大电功率Wmax。当热电元件的高温侧和低温侧的温度是给定温度时获得电流和电压的组合(i1，V1)和(i2，V2)，最大电功率处获得的电流值it就可以根据方程式it＝(i2V1-i1V2)/2×(V1-V2)计算得出。
在本发明的第二个方面中，该电功率转换器可以包括一个安培计用于测量热电元件中的电流值，和一个伏特计用于测量热电元件输出端之间的电压值。
在本发明的第二个方面中，热电元件可以包括一个高温侧端面和一个低温侧端面，并且可以根据高温侧端面和低温侧端面之间的温差产生电功率。
在本发明的第二个方面中，高温侧端面设在汽车排气通道的附近，冷却装置设在低温侧端面上。
本发明的第三个方面涉及一种电功率产生装置，它包括热电元件；和电功率转换器，该电功率转换器在热电元件产生电功率时控制电流。该电功率转换器在热电元件产生电功率时改变电流，以获得相应于至少两个不同的电流值i1和i2的电功率值W1和W2，电流值i1小于电流值i2；该电功率转换器基于电流值i1与获得的电功率值Wi的组合和电流值i2与获得的电功率值W2的组合而计算出电流-电功率特性曲线；该电功率转换器使用电流-电功率特性曲线获得最大电功率并在此获得一个电流值；该电功率转换器控制该电流，使得在热电元件产生电功率时，该电流的值与获得最大电功率处的电流值相等。
如上所述，电流-电压特性可由方程式W＝i×(V0-k×i)＝i×V0-k×i2表示，电流-电压特性曲线是基于电流值i1与获得的电功率值W1的组合和电流值i2与获得的电功率值W2的组合而获取的，电流it的值是由这一电流-电压特性曲线获得的。更特殊的是，可以在k和V0的值得到之后获得电流it的值，或者在存储装置中存储电流it的值。
当基于电流值i1与获得的电功率值W1的组合和电流值i2与获得的电功率值W2的组合计算出多条电流-电功率特性曲线时，该电功率转换器可以获得相应于电流i3的电压值和电功率值之一，电流值i3与电流值i1和i2不同，电功率转换器可以从基于电流值i3与和相应于电流值i3的电压值和电功率值之一的组合而估算出的多条电流-电功率特性曲线中选择电流-电功率特性曲线。
通常，电流-电功率特性曲线依赖于两个常值V0和k的变化而改变。因此，当获得两个电流和电压的组合时，V0和k的值应该确定，电流-电功率特性曲线也应该被确定。然而，由于测量电流值和电压值的精确度有限制，精确度不能比所需值更高。当考虑到每一被测值的误差或精确度的改变而估算多条电流-电功率曲线的情况下，获得另外的电流和电压或电功率的组合，而电流-电功率特性曲线是从多条估算出的电流-电功率特性曲线中选择出来的。
根据本发明，测量出电流值和电压值或电功率值，不需在包括热电元件的热电模块中提供额外的传感器。因此，没有改变热阻，没有减少电功率产生效率。同样，使用相对低成本的传感器精确地测量电流值，电压值，电功率值等成为可能。这些传感器的响应性也是好的。因此，快速的在获得最大电功率处获得最佳的电流值是可能的。同样，在发动机操作状态有一瞬时变化时适当地实施电流控制也是可能的。
同样，这些传感器能够被包括在该电功率转换器中。在这种情况下，装配电功率产生装置是容易的，而且能够减少它的制造成本。
在本发明的第三个方面中，当基于电流值i1与获得的电功率值W1的组合和电流值i2与获得的电功率值W2的组合而估算出多条电流-电功率特性曲线时，该电功率转换器可以获得相应于电流i3的电压值和电功率值之一，电流值i3与电流值i1和i2不同，而且该电功率转换器可以从基于电流值i3与和相应于电流值i3的电压值和电功率值之一的组合而估算出的多条电流-电功率特性曲线中选择电流-电功率特性曲线。
在本发明的第三个方面中，该电功率转换器可以包括一个安培计用于测量热电元件中的电流值，和一个伏特计用于测量热电元件输出端之间的电压值。
在本发明的第三个方面中，该电功率转换器可以包括一个安培计用于测量热电元件中的电流值，和一个瓦特计用于测量热电元件输出端之间输出的电功率值。
在本发明的第三个方面中，热电元件可以包括一个高温侧端面和一个低温侧端面，而且可以根据高温侧端面和低温侧端面之间的温差产生电功率。
在本发明的第三个方面中，高温侧端面置于汽车排气通道的附近，冷却装置置于低温侧端面上。
本发明的第四个方面涉及一种电功率产生装置的控制方法，该电功率产生装置包括热电元件；和电功率转换器，该电功率转换器在热电元件产生电功率时控制电流。该控制方法包括的步骤有在热电元件产生电功率时改变电流，以获得至少两个不同的电流值i1和i2，以及相应于所述至少两个不同的电流值i1和i2的电压值和电功率值之一，电流值i1小于电流值i2；在电流-电功率特性曲线上获得最大电功率处得到一个电流值，该电流-电功率特性曲线是基于至少两个电流值i1和i2以及相应于所述至少两个电流值i1和i2的电压值和电功率值之一而确定的；该电功率转换器控制该电流，使得在热电元件产生电功率时，该电流的值与获得最大电功率处的电流值相等。
本发明的第五个方面涉及一种电功率产生装置的控制方法，该电功率产生装置包括热电元件；和电功率转换器，该电功率转换器在热电元件产生电功率时控制电流。该控制方法包括的步骤有在热电元件产生电功率时改变电流，以获得相应于至少两个不同的电流值i1和i2的电压值V1和V2，电流值i1小于电流值i2；和控制该电流，使得在热电元件产生电功率时，该电流的值与电流值it相等，电流值it满足方程式it＝(i2V1-i1V2)/2(V1-V2)。
本发明的第六个方面涉及一种电功率产生装置的控制方法，该电功率产生装置包括热电元件；和电功率转换器，该电功率转换器在热电元件产生电功率时控制电流。该控制方法包括的步骤有在热电元件产生电功率时改变电流，以获得相应于至少两个不同的电流值i1和i2的电功率值W1和W2，电流值i1小于电流值i2；和基于电流值i1与获得的电功率值W1的组合和电流值i2与获得的电功率值W2的组合而估算出电流-电功率特性曲线；在电流-电功率特性曲线上获得最大电功率处得到一个电流值；和控制该电流，使得在热电元件产生电功率时，该电流的值与获得最大电功率处的电流值相等。
前述的和更多的本发明的目标、特征和优势将在下面带有附图参考的优选实施例的描述中变得显而易见。其中相同的数字用于代表相同的元件，其中图1是表示本发明的电功率产生装置的结构原理图；图2是表示图1中热电元件结构的图；图3是表示热电模块的电流(i)-电压(V)和电流(i)-电功率(W)特性曲线的曲线图；图4是表示由图1中电功率产生装置实施的第一个控制模式的电流控制过程的流程图；图5是解释第一种控制模式的电流控制过程中最佳电流值it的计算方法的图；图6是表示由图1中电功率产生装置实施的第二种控制模式的电流控制过程的流程图；图7是解释第二种控制模式的电流控制过程中最佳电流值it的计算方法的图；图8是解释在测量装置的精确度低的情况下，当在第二种控制模式下实施电流控制过程时特性估算的图；图9是表示图8所示情况下特性辨别过程的流程图。
具体实施例方式
在下文中，将结合附图描述本发明的典型实施例。为了使其容易理解，只要可能图中被相同的附图标记指示的部分是相同的，重复的描述将被省略。
图1是表示本发明的电功率产生装置的结构原理图。电功率产生装置1置于汽车排气系统中。该电功率产生装置1包括由多个热电元件连接在一起而形成的热电模块2，和电功率转换器3。如图2中所示，热电元件20是由多个P型半导体和N型半导体以π型连接起来而形成的。热电模块2的高温侧通过绝缘构件50固定于其中废气流动的排气管4的外侧。热电模块2的低温侧通过绝缘构件51与其中流动冷却液的冷却箱6连接，两个绝缘构件50，51都是具有好的热传导性的绝缘体，这两个绝缘构件50，51可以用相同的材料制成。然而，因为绝缘构件50所处的温度高，至少绝缘构件50需要有好的耐热性。
热电模块2的输出端与电功率转换器3电连接。该电功率转换器3嵌入了安培表30用于测量热电模块2中的电流值i，和伏特计31用于测量输出端之间的电压值V。该电功率转换器3包括一个控制部分32，在这里用于进行电流控制。该电功率转换器3具有直流-直流转换器的功能，并与电池7连接。控制部分32包括ROM，RAM和CPU，等等。在排气管4中，提供构造成翼片状的散热装置41，这样废气中的热量就能够有效的传递给热电模块2。
散热装置41由流入废气管4的废气加热，并且废气的温度变高。由于热量从散热装置41经绝缘构件51的传递，每一热电元件20的高温侧端面端被加热。同时，因为低温侧端面的热量通过热传导经绝缘构件51被流入冷却箱的冷却液带走。因此，高温侧端面的温度和低温侧端面的温度变为彼此不同。由于温度不同而导致的塞贝克效应使得电流在热电元件20中流动，并获得了电功率。
图3是表示热电模块的电流(i)-电压(V)和电流(i)-电功率(W)特性曲线的图。在图3中，实线表示的例子为高温侧端面的温度为Th1，低温侧端面的温度为Tc1。虚线表示例子的是高温侧端面的温度为Th2，低温侧端面的温度为Tc2。所有这些温度的关系可以用式子来表示，即(Th1-Tc1)＞(Th2＞Tc2)。
如图3所示，热电元件的电流(i)-电压(V)特性曲线取决于两端面温度的变化而改变。当温度在给定的范围内时，热电元件的电流(i)-电压(V)特性曲线依赖于两端面温度之间的不同。当两端面的温度给定时，电流i和电压V之间的关系可用下述的方程式(1)表示，即V＝V0-k×i (1)0≤i≤V0/k V＝0 i＞V0/k在方程式(1)中，V0和k是常值。当高温侧端面的温度和低温侧端面的温度彼此不同时，V0和k的值也互相不同。也就是说，V0和k的值依赖于高温侧端面和低温侧端面的温度。由于输出功率W可以通过式子i×V来获得，在“0≤i≤V0/k”情况下的电功率可用下述的方程式(2)来表示。
W＝i×(V0-k×i)＝i×V0-k×i2(2)因为输出电功率W可用向上凸的二次函数来表示，因此最大电功率Wmax可以在拐点获得。也就是说，最大电功率Wmax是在“dW/di＝0”的情况下获得的。这时的电流值it可由下述的方程式(3)来表示。
it＝V0/(2×k)(3)在电功率转换器3控制在热电模块2中流动的电流，使得电流值与获得电功率时的电流值it相等的情况下，能够最有效地获得电功率。
依照本具体实施例中的电功率产生装置控制电流，使得该电流值与获得电功率时的电流值it相等，而不使用温度传感器。
该电流的控制将被清楚地描述。图4是表示第一个控制模式的电流控制过程的流程图；图5是解释第一种控制模式的电流控制过程中计算电流值it的方法的图；该电流的控制过程由电功率转换器3的控制部分32实施。
首先，在S1步中，当从热电模块2获得电功率时，参考安培计30测得的结果，电流值变为电流值i1和电流值i2。电流值i1和电流值i2的关系可用式子i1＜i2来表示。也就是说，电流值i1小于电流值i2。例如，优选的，电流值i2应基本上等于通过式子2×i1获得的值。然后，使用伏特计31检测出与电流值i1相对应的电压值V1和与电流值i2相对应的电压值V2。
电功率转换器3可以立刻地改变供给热电模块2的电流值。因此，两个电流值和电压值的组合能够在非常短的时间内检测出来。也就是说，与高温侧端面和低温侧端面温度的变化相比，两个电流值和电压值的组合能够被检测出来的速度非常高。因此，电流改变之前和之后温度的变化可以忽略不计。
下一步，计算最佳的电流值it(S2步)。当高温侧端面和低温侧端面的温度相等时，电流(i)-电压(i)特征曲线显示为一条直线。因为电流值i1与电压值V1的组合(i1，V1)和电流值i2与电压值V2的组合(i2，V2)显示为这条直线上的两个点，使用这两个点，方程式(1)中V0和k的值可以通过下面的式子计算出来。
V0＝(i2V1-i1V2)/(i2-i1)(4)k＝(V1-V2)/(i2-i1) (5)V0的值获得之后，最佳的电流值it可以根据方程式(3)计算出来。
最佳的电流值it可以基于电流值和电压值的组合(i1，V1)和(i2，V2)由下述的方程式(6)直接获得，不需分别计算V0和k的值。
it＝(i2V1-i1V2)/{2×(V1-V2)} (6)同样的，当电压值变为0时，可以获得电流值i3(＝V0/k)，也就是i轴的截距。最佳的电流值it可以等于电流值i3的一半。
更进一步地，通过从储存在电功率转换器3中的图读出，可以计算出最佳的电流值it。最佳的电流值it相应于电流值和电压值的组合(i1，V1)和(i2，V2)。
在每一个上述的例子中，获得的最佳的电流值it与方程式(6)表示的最佳的电流值it相符合，包括在本发明的范围内。
在S3步中，参考安培计30的输出，控制热电模块2的电功率产生状态使得电流值与最佳的电流值it相等。
因而，由于不需使用温度传感器就能够在最佳的电流值处实施热电发电，废气中的热能能够被有效地转换为电能，电能可以再生。
例如，在冷却液和废气的温度和流量改变的情况下，或者在从发动机起动开始没有经过充足的时间，而且因此热电模块2本身的温度低而高温侧端面的温度没有被充分地升高的情况下，高温侧端面的温度和低温侧端面的温度也发生改变。因此，应该考虑在发动机的操作状态中的瞬时变化来决定最佳电流值it是更可取的。
因此，例如，在预定的时刻实施图4中所示设定最佳电流值it的过程。换句话说，在不变时间间隔中可以总是实施设定最佳电流值it的过程，或者重复地实施设定最佳电流值it的过程的时间间隔是可变的。例如，基于控制发动机的发动机ECU(未示出)的信号决定是否发动机的操作状态是稳态或瞬态，当发动机的操作状态是瞬态时，与发动机操作状态是稳态时相比，实施设定过程的时间间隔可以设短。或者，当最佳电流值it与预先设定的值it相比发生很大变化时，实施设定过程的时间间隔可以设短，当最佳电流值it变化很小时，时间间隔可以设长。
依照本发明，由于使用一种简单的构造就可以实施热电模块的最佳操作，因此可以有效的产生电功率。同样，由于保持热电模块和热源(例如废气和冷却液)之间的好的热传导状态是容易的，所以能够提高电功率产生效率。同样，通过装备电功率转换器3，现有的电功率转换装置可以高效的运行。
接着，将描述第二种控制模式的电流控制过程。图6是表示第二种控制模式的电流控制过程的流程图；图7是解释第二种控制模式的电流控制过程中最佳电流值it的计算方法的图；这种电流控制过程与第一种控制模式的电流控制过程一样是通过电功率转换器3的控制部分32来实施的。
首先，在S11步中，当从热电模块获得电功率时，参考安培计30测得的结果，电流值变为电流值i1和电流值i2。电流值i1和电流值i2的关系可用式子i1＜i2来表示。也就是说，电流值i1小于电流值i2。例如，优选的，电流值i2和i1的关系应通过式子i2≤2×i1来表示。然后，使用伏特计31检测出与电流值i1相对应的电压值V1和与电流值i2相对应的电压值V2。
下一步，计算出在电流值为i1、电压值为V1情况下的电功率量W1，和在电流值为i2、电压值为V2的情况下的电功率量W2(S12步)。电功率量W1用方程式W1＝i1×V1表示，电功率量W2用方程式W2＝i2×V2表示。
然后，进行计算以获取电流(i)-电功率(W)特性曲线，该曲线经过三点(0，0)，(i1，W1)，和(i2，W2)。该曲线用方程式(2)来表示。V0和k的值可以根据下述的方程式(7)和(8)获得。
V0＝(i22W1-i12W2)/{i1×i2×(i2-i1)} (7)k＝(i2×W1-i1×W2)/{i1×i2×(i2-i1)} (8)V0和k的值获取之后，最佳的电流值it根据方程式(3)获得(S14步)。
通过从储存在电功率转换器3中的图读出，可以计算出最佳的电流值it。V0和k的值相应于电流值和电功率值的组合(i1，W1)和(i2，W2)，而不是使用方程式(7)和(8)计算V0和k的值。
在S15步中，参考安培表30的输出，控制热电模块2的电功率产生状态使得该电流值与最佳的电流值it相等。
在这种情况下，电功率量基于电流值和电压值获得。然而，电功率值可以通过装备瓦特计而不是图1中所示的伏特计31获得。同样，电功率值可以基于提供给电池7的电功率量来获得。
同时，安培计、伏特计和瓦特计的每一个输出值都有误差。考虑到误差，当每一测量装置的精确度相对低时，将会有多条电流(i)-电功率(W)特性曲线经过两点(i1，W1)和(i2，W2)，如图8所示。在下文中，将描述电流控制过程，通过这一过程，甚至在使用相对低精确度的测试设备时可高精度的获得最佳电流值it。图9表示了部分控制过程的流程图。这一控制过程被插入了图6所示控制过程的S13步和S14步之间。
在S13步中，选定图8中所示的特性曲线A和B作为电流(i)-电功率(W)特性曲线的候选曲线。此外，在S21步中，参考由安培计30测得的结果，电流值改变为由2×i2获得的值。这时获得了电压值V3。
在S22步中，电压值V3和0互相比较。当电压值V3非0时，选择特性曲线B(S23步)，当电压值V3为0时，选择特性曲线A(S22步)。因此，可以高精度地获得最佳电流值it。
在这种情况下，又获得了与电流值2×i2相应的电压值。然而，当装备瓦特表时，可以获得与电流值2×i2相应的电功率值。同样，当另外获取电压值或电功率值时，电流值不局限于通过2×i2获得的值。两个电流值之一可以做为最佳电流值的候选，或者可以使用k×i2(优选的，k值应大于1，并小于或等于2)。
同样在这些控制模式中，可以获得与第一种控制模式相同的结果。
汽车排气系统中装备的热电功率产生装置已经进行了描述。然而，本发明不仅局限于此，例如，本发明可以应用到一个热电功率发生装置，例如，该装置将各种类型的内燃机或燃烧装置的燃烧气体的热能、或者热污水的热能转化成为电能并重新生成电能。
权利要求
1.一种电功率产生装置，它包括热电元件(2)；和电功率转换器(3)，该电功率转换器在热电元件(2)产生电功率时控制电流，其特征在于该电功率转换器(3)在热电元件(2)产生电功率时改变电流，以获得至少两个不同的电流值i1和i2，以及相应于所述至少两个不同的电流值i1和i2的电压值和电功率值之一，电流值i1小于电流值i2；该电功率转换器(3)在电流—电功率特性曲线上获得最大电功率处得到一个电流值，该电流—电功率特性曲线是基于至少两个电流值i1和i2以及相应于所述至少两个电流值i1和i2的电压值和电功率值之一而确定的，并且该电功率转换器(3)控制该电流，使得在热电元件(2)产生电功率时，该电流的值与获得最大电功率处的电流值相等。
2.如权利要求1所述的电功率产生装置，其特征在于该电功率转换器(3)在热电元件(2)产生电功率时控制电流，其中，该电功率转换器(3)在热电元件(2)产生电功率时改变电流，以获得相应于至少两个不同的电流值i1和i2的电压值V1和V2，电流值i1小于电流值i2；并且在热电元件(2)产生电功率时，该电功率转换器(3)控制电流使得电流值与电流值it相等，电流值it满足等式it＝(i2V1-i1V2)/2(V1-V2)。
3.如权利要求1或2所述的电功率产生装置，其特征在于该电功率转换器(3)包括一个安培计(30)用于测量热电元件(2)中流动的电流值，和一个伏特计(31)用于测量热电元件(2)输出端之间的电压值。
4.如权利要求1所述的电功率产生装置，其特征在于热电元件(2)包括一个高温侧端面和一个低温侧端面，并且根据高温侧端面和低温侧端面之间的温差产生电功率。
5.如权利要求4所述的电功率产生装置，其特征在于，高温侧端面置于汽车排气通道(4)的附近，冷却装置(6)置于低温侧端面上。
6.如权利要求1所述的电功率产生装置，其特征在于该电功率转换器(3)在热电元件(2)产生电功率时控制电流，其中，该电功率转换器(3)在热电元件(2)产生电功率时改变电流，以获得相应于至少两个不同的电流值i1和i2的电功率值W1和W2，电流值i1小于电流值i2；该电功率转换器(3)基于电流值i1与获得的电功率值W1的组合和电流值i2与获得的电功率值W2的组合而估算出电流—电功率特性曲线；该电功率转换器(3)在电流—电功率特性曲线上获得最大电功率处得到一个电流值；该电功率转换器(3)控制该电流，使得在热电元件(2)产生电功率时，该电流的值与获得最大电功率处的电流值相等。
7.如权利要求1或6所述的电功率产生装置，其特征在于当基于电流值i1与获得的电功率值W1的组合和电流值i2与获得的电功率值W2的组合而估算出多条电流—电功率特性曲线时，该电功率转换器(3)获得相应于电流i3的电压值和电功率值之一，电流值i3与电流值i1和i2不同，并且该电功率转换器(3)从基于电流值i3与相应于电流值i3的电压值和电功率值之一的组合而估算出的多条电流—电功率特性曲线中选择电流—电功率特性曲线。
8.如权利要求1所述的电功率产生装置，其特征在于该电功率转换器(3)包括一个安培计(30)用于测量热电元件(2)中流动的电流值，和一个伏特计(31)用于测量热电元件(2)输出端之间的电压值。
9.如权利要求1所述的电功率产生装置，其特征在于该电功率转换器(3)包括一个安培计(30)用于测量热电元件(2)中流动的电流值，和一个瓦特计用于测量从热电元件(2)输出的电功率值。
10.如权利要求6所述的电功率产生装置，其特征在于热电元件(2)包括一个高温侧端面和一个低温侧端面，并且根据高温侧端面和低温侧端面之间的温差产生电功率。
11.如权利要求10所述的电功率产生装置，其特征在于高温侧端面置于汽车排气通道(4)的附近，冷却装置(6)置于低温侧端面上。
12.一种电功率产生装置的控制方法，该电功率产生装置包括热电元件(2)；和电功率转换器(3)，该电功率转换器在热电元件(2)产生电功率时控制电流，其特征在于包括以下步骤当热电元件(2)产生电功率时改变电流以获得至少两个不同的电流值i1和i2，和相应于所述至少两个不同的电流值i1和i2的电压值和电功率值之一，电流值i1小于电流值i2；在电流—电功率特性曲线上获得最大电功率处得到一个电流值，该电流—电功率特性曲线是基于至少两个电流值i1和i2以及相应于所述至少两个电流值i1和i2的电压值和电功率值之一而确定的，并且控制该电流，使得在热电元件(2)产生电功率时，该电流的值与获得最大电功率处的电流值相等。
13.如权利要求12所示的控制方法，其特征在于在热电元件(2)产生电功率时改变电流，以获得相应于至少两个不同的电流值i1和i2的电压值V1和V2，电流值i1小于电流值i2；并且在热电元件(2)产生电功率时，这样控制电流，使得电流值与电流值it相等，电流值it满足等式it＝(i2V1-i1V2)/2(V1-V2)。
14.如权利要求12所示的控制方法，其特征在于在热电元件(2)产生电功率时改变电流，以获得相应于至少两个不同的电流值i1和i2的电功率值W1和W2，电流值i1小于电流值i2；电流—电功率特性曲线基于电流值i1与获得的电功率值W1的组合和电流值i2与获得的电功率值W2的组合而估算出；利用电流—电功率特性曲线，在获得最大电功率处得到一个电流值；控制该电流，使得在热电元件(2)产生电功率时，该电流的值与获得最大电功率处的电流值相等。
全文摘要
当由热电元件获得电功率时，电流的值发生变化，获得两个电流和电压值的组合(i
文档编号H01L35/30GK1658488SQ200510008360
公开日2005年8月24日 申请日期2005年2月17日 优先权日2004年2月17日
发明者井藤裕二, 村田清仁 申请人:丰田自动车株式会社