热电模块的测试系统及热电模块的测试方法技术方案

本发明专利技术提供了一种热电模块的测试系统及热电模块的测试方法。测试系统包括电学性能测试单元、热通量检测单元和处理器，电学性能测试单元与处于发电工作状态下的热电模块电连接以测试热电模块的输出功率以及在该输出功率工作下的电流和内阻，热通量检测单元包括设置在热电模块的冷端的用于检测热电模块的冷端的热通量的热流传感器，处理器与电学性能测试单元电连接以接受电学性能测试单元所检测到的信息，处理器与热通量检测单元电连接以接收热通量测试单元所检测到的热电模块的冷端的热通量Qc1，处理器用于公式根据η＝P/(Qc1+P-1/2I2R)计算热电模块的热电转化效率。应用发明专利技术的技术方案，实现了对热电模块的热电转化效率的检测。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及热电模块测试领域，更具体地，涉及一种。
技术介绍
现有的测试系统一般只能测试热电模块在一定温度条件下的电学输出性能，不能得到热电转化效率。热电模块固定时的机械压强可能会影响其性能，不同热电模块最适合的加压条件一般是不同的。这是一个重要但经常被忽略的测试因素。现有的测试装置通常为固定夹持力。热电模块上下接触面的平行度会给热接触的好坏带来很大的影响，这将决定温度测试结果的准确性。现有的测试装置一般通过多股弹簧加压来实现平行度的自调节，但此方法比较被动，精度也不可控制。现有的测试装置一般采用水冷，其冷端最低测试温度一般只能控制在室温上10度左右。
技术实现思路
本专利技术旨在提供一种，以测量热电模块的热电转化效率。为了实现上述目的，本专利技术提供了 一种热电模块的测试系统，测试系统包括:电学性能测试单元，电学性能测试单元与处于发电状态下的热电模块电连接以测试热电模块的输出功率P以及在该输出功率工作下的电流I和内阻R ;热通量检测单元，热通量检测单元包括设置在热电模块的冷端的用于检测热电模块的冷端的热通量Qcil的热流传感器；处理器，处理器与电学性能测试单元电连接以接收电学性能测试单元所检测到的信息，处理器与热通量检测单元电连接以接收热通量检测单元所检测到的热电模块的冷端的热通量Qca,处理器用于根据公式Π =P/(Qc1+P-1/2I2R)计算热电模块的热电转化效率η。进一步地，热通量检测单元包括位于同一平面内的多个热流传感器，多个热流传感器均为矩形的热流片，热电模块具有与其相对的两条边平行的第一对称轴，多个热流传感器相对于第一对称轴对称地设置，多个热流传感器沿逐渐远离第一对称轴的方向长度逐渐增加。进一步地，热电模块还具有与第一对称轴垂直的第二对称轴，多个热流传感器均相对于第二对称轴对称地设置。进一步地，热电模块的测试系统还包括用于安置热电模块的测试平台，测试平台包括:第一温控单元，第一温控单元包括第一平面；第二温控单元，第二温控单元包括第二平面，热电模块设置在第一平面与第二平面之间，其中，热流传感器设置在第一平面与热电模块之间。进一步地，第二温控单元上开设有第一通孔，第一通孔的开口设置在第二平面上，测试平台还包括设置在第一通孔内的光纤。进一步地，测试平台还包括:支撑板，第一温控单元设置在支撑板上；第一隔热材料层，第一隔热材料层设置在支撑板与第一温控单元之间。。进一步地，测试平台还包括隔热材料，隔热材料设置在热流传感器和热电模块的四周。进一步地，测试平台还包括固定在第一平面上的导热材料板，导热材料板包括朝向第一平面的第一表面和背离第一平面的第二表面，第二表面上开设有与热流传感器相适配的容纳槽。进一步地，第二温控单元相对于第一温控单元沿垂直于第一平面的方向可移动地设置。进一步地，测试平台还包括用于驱动第二温控单元沿垂直于第一平面的方向移动的驱动单元，驱动单元包括:固定件，固定件相对于第一温控单元固定地设置，固定件上设置有螺纹孔；驱动螺杆，驱动螺杆的延伸方向与第二温控单元的移动方向一致，驱动螺杆与螺纹孔螺纹配合，驱动螺杆与第二温控单元驱动连接。进一步地，测试平台还包括用于驱动第二温控单元沿垂直于第一平面的方向移动的驱动单元和用于将驱动单元的动力传递给第二温控单元的传动部，传动部包括:第一移动板，第一移动板通过轴承与驱动单元连接；第二移动板，第二移动板与第一移动板弹性连接，第二移动板与第二温控单元抵接。进一步地，测试系统还包括导向部，导向部包括:滑轮，滑轮与第一移动板连接；滑轨，滑轨的延伸方向与第二温控单元的移动方向一致，滑轨与滑轮相配合地设置。进一步地，测试平台还包括第二隔热材料层，第二隔热材料层设置在第二移动板与第二温控单元之间。进一步地，第一移动板上设置有第二通孔，传动部还包括:连接螺栓，连接螺栓穿过设置在第一移动板上的第二通孔与第二移动板连接；弹簧，弹簧套设在连接螺栓上并位于第一移动板和第二移动板之间。进一步地，传动部包括多个连接螺栓。进一步地，第二通孔的内径大于连接螺栓的外径，第二移动板上设置有与连接螺栓相适配的螺纹孔。进一步地，测试系统还包括设置在热电模块的冷端与第一平面之间的热流引导单J Li ο进一步地，热流引导单元包括:导热片，导热片设置在热电模块的冷端与热流传感器之间；第一隔热板，第一隔热板上设置有导热片容纳孔，导热片设置在导热片容纳孔内。进一步地，热流引导单元包括:导热片，导热片设置在热电模块的冷端与热流传感器之间；第一隔热板，第一隔热板设置在热电模块与热流传感器之间，第一隔热板上设置有导热片容纳槽，导热片设置在导热片容纳槽内。进一步地，导热片容纳槽开设在第一隔热板的背对热电模块的表面上。进一步地，热流引导单元还包括导热板，导热板设置在第一平面与第一隔热板之间，热流传感器设置在导热板与导热片之间。进一步地，热流引导单元还包括设置在第一隔热板与导热板之间的第二隔热板，第二隔热板上开设有与热流传感器相适配的容纳通孔。进一步地，导热板的朝向导热片的表面上设置有用于容纳热流传感器的传感器容纳槽。进一步地，传感器容纳槽的深度小于热流传感器的厚度，热流引导单元还包括设置在第一隔热板与导热板之间的第二隔热板，第二隔热板上开设有与热流传感器相适配的容纳通孔以容纳热流传感器高传感器容纳槽的部分。[0031 ] 本专利技术还提供了 一种热电模块的测试方法，测试方法包括利用上述的热电模块的测试系统检测热电模块的性能。进一步地，测试方法包括热电转化效率测试方法，热电转化效率测试方法包括:S1:测量处于发电状态下的热电模块的输出功率P、电流1、内阻R和热电模块的冷端的热通量Qca ；S2:然后求取热电模块的热端的热通量Qh，Qh = Qc1+P-12R/2 ；S3:最后求取热电转化效率 n，n = P/Qh。进一步地，热电模块的输出功率P为热电模块的最大输出功率。进一步地，测试方法包括测量制冷量方法，测量制冷量方法包括:S1:控制处于制冷工作状态下的热电模块的热端温度Th和热电模块的冷端温度T。；S2:然后测量热电模块的冷端的热通量9。2。进一步地，测试方法包括测量制冷量方法，控制处于制冷工作状态下的热电模块的热端温度Th和热电模块的冷端温度T。，使得Th = T。，然后测量热电模块的冷端的热通量Qc2°进一步地，多次改变处于制冷工作状态的热电模块的制冷电流，并测量在每个制冷电流下的热电模块的冷端的热通量0。2，然后绘制制冷电流和热电模块的冷端的热通量Qc2的关系曲线，曲线中的热通量9。2的最大值为热电模块的最大制冷量。应用本专利技术的技术方案，测试系统包括电学性能测试单元、热通量检测单元和处理器，电学性能测试单元与处于发电工作状态下的热电模块电连接以测试热电模块的输出功率以及在该输出功率工作下的电流和内阻，热通量检测单元包括设置在热电模块的冷端的用于检测热电模块的冷端的热通量的热流传感器，处理器与电学性能测试单元电连接以接受电学性能测试单元所检测到的信息，处理器与热通量检测单元电连接以接收热通量测试单元所检测到的热电模块的冷端的热通量Qcl，处理器用于公式根据Π =P/(Qc1+P-1/2I2R)计算热电模块的热电转化效率。应用专利技术的技术方案，实现了对热电模块的热电转化效率的检测。【附图说明】构成本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种热电模块的测试系统，其特征在于，所述测试系统包括：电学性能测试单元(1)，所述电学性能测试单元(1)与处于发电状态下的所述热电模块(2)电连接以测试所述热电模块(2)的输出功率P以及在该输出功率工作下的电流I和内阻R；热通量检测单元，所述热通量检测单元包括设置在所述热电模块的冷端的用于检测所述热电模块的冷端的热通量Qc1的热流传感器(5)；处理器(3)，所述处理器(3)与所述电学性能测试单元(1)电连接以接收所述电学性能测试单元(1)所检测到的信息，所述处理器(3)与所述热通量检测单元电连接以接收所述热通量检测单元所检测到的所述热电模块(2)的冷端的热通量Qc1，所述处理器(3)用于根据公式η＝P/(Qc1+P‑1/2I2R)计算所述热电模块(2)的热电转化效率η。

【技术特征摘要】
1.一种热电模块的测试系统，其特征在于，所述测试系统包括: 电学性能测试单元(I)，所述电学性能测试单元(I)与处于发电状态下的所述热电模块(2)电连接以测试所述热电模块(2)的输出功率P以及在该输出功率工作下的电流I和内阻R; 热通量检测单元，所述热通量检测单元包括设置在所述热电模块的冷端的用于检测所述热电模块的冷端的热通量Qca的热流传感器(5)； 处理器(3)，所述处理器(3)与所述电学性能测试单元(I)电连接以接收所述电学性能测试单元(I)所检测到的信息，所述处理器(3)与所述热通量检测单元电连接以接收所述热通量检测单元所检测到的所述热电模块(2)的冷端的热通量Qcl，所述处理器(3)用于根据公式Π = P/(Qc1+P-1/2I2R)计算所述热电模块(2)的热电转化效率Π。2.根据权利要求1所述的测试系统，其特征在于，所述热通量检测单元包括位于同一平面内的多个所述热流传感器(5)，所述多个热流传感器(5)均为矩形的热流片，所述热电模块(2)具有与其相对的两条边平行的第一对称轴，所述多个热流传感器(5)相对于所述第一对称轴对称地设置，所述多个热流传感器(5)沿逐渐远离所述第一对称轴的方向长度逐渐增加。3.根据权利要求2所述的测试系统，其特征在于，所述热电模块(2)还具有与所述第一对称轴垂直的第二对称轴，所述多个热流传感器(5)均相对于所述第二对称轴对称地设置。4.根据权利要求1所述的测试系统，其特征在于，所述热电模块的测试系统还包括用于安置所述热电模块的测试平台，所述测试平台包括: 第一温控单元(41)，所述第一温控单元包括第一平面； 第二温控单元(42)，所述第二温控单元包括第二平面，所述热电模块(2)设置在所述第一平面与所述第二平面之间， 其中，所述热流传感器(5)设置在所述第一平面与所述热电模块(2)之间。5.根据权利要求4所述的测试系统，其特征在于，所述第二温控单元(42)上开设有第一通孔，所述第一通孔的开口设置在所述第二平面上，所述测试平台还包括设置在所述第一通孔内的光纤。6.根据权利要求4所述的测试系统，其特征在于，所述测试平台还包括: 支撑板(47)，所述第一温控单元(41)设置在所述支撑板(47)上； 第一隔热材料层，所述第一隔热材料层设置在所述支撑板(47)与所述第一温控单元(41)之间。7.根据权利要求4所述的测试系统，其特征在于，所述测试平台还包括隔热材料(43)，所述隔热材料(43)设置在所述热流传感器(5)和所述热电模块(2)的四周。8.根据权利要求4所述的测试系统，其特征在于，所述测试平台还包括固定在所述第一平面上的导热材料板(44)，所述导热材料板(44)包括朝向所述第一平面的第一表面和背离所述第一平面的第二表面，所述第二表面上开设有与所述热流传感器(5)相适配的容纳槽。9.根据权利要求4所述的测试系统，其特征在于，所述第二温控单元(42)相对于所述第一温控单元(41)沿垂直于所述第一平面的方向可移动地设置。10.根据权利要求9所述的测试系统，其特征在于，所述测试平台还包括用于驱动所述第二温控单元(42)沿垂直于所述第一平面的方向移动的驱动单元，所述驱动单元包括: 固定件(461)，所述固定件(461)相对于所述第一温控单元(41)固定地设置，所述固定件(461)上设置有螺纹孔； 驱动螺杆(462)，所述驱动螺杆(462)的延伸方向与所述第二温控单元(42)的移动方向一致，所述驱动螺杆(462)与所述螺纹孔螺纹配合，所述驱动螺杆(462)与所述第二温控单元(42)驱动连接。11.根据权利要求9所述的测试系统，其特征在于，所述测试平台还包括用于驱动所述第二温控单元(42)沿垂直于所述第一平面的方向移动的驱动单元和用于将所述驱动单元的动力传递给所述第二温控单元(42)的传动部(463)，所述传动部(463)包括: 第一移动板(4631)，所述第一移动板(4631)通过轴承与所述驱动单元连接； 第二移动板(4632)，所述第二移动板(4632)与所述第一移动板(4631)弹性连接，所述第二移动板(4632)与所述第二温控单元(42)抵接。12.根据权利要求11所述的测试系统，其特征在于，所述测试系统还包括导向部，所述导向部包括: 滑轮(481)，所述滑轮(481)与所述第一移动板(4631)连接； 滑轨，所述滑轨的延伸方向与所述第二温控单元(42)的移动方向一致，所述滑轨与所述滑轮(481)相配合地设置。13.根据权利要求11所述的测试系统，其特征在于，所述测试平台还包括第二隔热材料层，所述第二隔热材料层设置在所述第二移动板(4632)与所述第二温控单元(...

【专利技术属性】
技术研发人员：金安君，刘大为，李启明，彭文博，许世森，
申请(专利权)人：中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11