【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种柴油发动机冷启动热电联供系统输出监测、控制及储能一体化系统，尤其涉及一种基于温差发电技术的热电联供系统输出电能的控制及储存，适用于燃油加热器工作过程，属于发动机领域。
技术介绍
1、发动机为人民的生活带来了极大的便利，但是在外界环境温度较低时，发动机由于内部化学物质的特性以及燃烧需求，导致发动机难以高效工作。同样储能电池在外界温度较低时由于内阻增大以及自身化学物质活跃度较低，导致充放电较为困难。为解决发动机冷启动困难，在车辆加装燃油加热器来在发动机工作前进行预热，为解决电池在低温下充放电困难，使用前先为电池进行预热。
2、在燃油加热器开始工作后，燃烧产生的高温燃气中含有巨大能量，可以将高温燃气一并通入基于温差发电的热电联供系统使高温燃气的热能转换为电能，同时热电联供系统使用后排出的气体依旧具有相当的温度来为储能电池保温。但是由于高温燃气的不稳定性以及热电联供系统内阻随温度的变化，导致输出的直流电能并不稳定，会随着热电联供装置输入端高温燃气的变化而变化，并且储能电池由于其工作温度也在变化，其内阻也会随之而变，因此需要一种基于环境自适应的温差热电联供-储能一体化系统。
技术实现思路
1、为了解决柴油发动机在低温状态下启动困难以及热电联供系统电能浪费的问题，因而加装燃油加热器为柴油机进行预热，并将高温燃气通入热电联供系统为其提供热能。本专利技术主要目的是提供一种自适应环境温度的温差热电联供-储能一体化系统，将燃油加热器排出高温燃气的热能转化为电能，由于环境等
2、本专利技术的目的是通过下述技术方案实现的：
3、本专利技术公开的一种自适应环境温度的温差热电联供-储能一体化系统，所述温差热电联供-储能一体化系统包括燃油加热器、热电联供装置、控制模块、储能电池。所述热电联供装置主要由热电片、集热器、散热器组成，所述储能电池包括大容量电池、保温循环装置。在工作状态时，燃油加热器排出的高温燃气不直接排到空气中，而是通入到热电联供装置的集热器中，集热器采用内部中空、外表面平整的结构，既有利于布置热电片，又能够增大换热面积，集热器外表面均匀分布热电片，与热电片热端贴合在一起，在热电片冷端装配有散热器，散热器与集热器相同，内部介质换为冷却水。热电片两端形成温差开始输出电能，输出端接入控制模块，控制模块基于外界温度以及储能电池的内阻等参数对热电片所输出电能进行最大功率点捕捉，并基于电池soc对电池进行分阶段充电，实现供电-储能一体化。
4、基于所述一种自适应环境温度的温差热电联供-储能一体化系统实现的负载匹配的方法，包括如下步骤：
5、步骤一：燃油加热器工作后排出的高温燃气，为保证高温燃气温度在热电片的耐受温度以下，要求高温燃气先经过冷却水套进行第一次冷却，保证通入集热器后热量传递至集热器表面的温度低于耐受温度。
6、步骤二：高温燃气传递至集热器表面的温度为热电片热端提供热量，热电片冷端由散热器冷却，热电片两端由于温度差，基于热电片的塞贝克定律等，产生电势差并输出。
7、步骤三：对于步骤二中热电片产生的电势差，接入到控制模块后，使用dc-dc电路作为基础电路，通过改变电路中开关管的占空比对负载进行匹配，实现功率的最大输出。
8、步骤3.1：对于热电片接入到dc-dc电路的电压及电流进行实时采集，同时对功率进行计算。
9、步骤3.2：根据步骤3.1采集的电压及电流，将此时功率与上一时刻计算所得功率做差得到dp，将此时电压与上一时刻采集所得电压做差得到dv，计算此时dp/dv，并将此时的dp/dv与上一时刻计算所得dp/dv相乘得到a；
10、作为优选，所述dc-dc电路采用boost电路结合变步长最大功率点跟踪方法对占空比进行控制，变步长最大功率点跟踪方法以输出功率最优为目的对输出功率进行调节控制，具体方法如下：通过引入轻微的干扰系统进行最大功率点跟踪的控制算法，每次控制记为一次控制周期；每个控制周期通过对输出电压进行调节，对本次计算得到的功率和上次采样功率进行比较，并通过判断差值的正负决定增加或是减小电压；通过调整输出功率使其接近最大功率点。
11、步骤四、根据步骤3.2的此时的dp/dv的正负情况，计算步长；
12、步骤4.1：引入反正切步长函数u(x)，以及温度扰动因子λi；
13、
14、di＝u(x) i＝1,2,3 (2)
15、其中a为步长比例参数，x为反正切步长函数自变量，di为调节占空比步长；
16、步骤4.2：若步骤3.2得到的此时的dp/dv大于等于0.01，则表明最大功率点在当前点的右侧；判定a的正负情况，当a大于零时，表明此次采样点与前一次采样点在最大功率点的同一侧，不进行计算进入4.3；若a小于零时，表明此次最大功率点在此次采样点与上次采样点之间，此时将反正切步长函数中的步长比例参数a缩小一半，并执行4.3；
17、若步骤3.2得到的此时的dp/dv小于等于-0.01，则表明最大功率点在当前点的左侧；判定a的正负情况，当a大于零时，表明此次采样点与前一次采样点在最大功率点的同一侧，不进行计算进入4.3；若a小于零时，表明此次最大功率点在此次采样点与上次采样点之间，此时将反正切步长函数中的步长比例参数a缩小一半，并执行4.3；
18、若步骤3.2得到的此时的dp/dv大于-0.01且小于0.01，停止计算，返回步骤三；
19、步骤4.3：将此时的dp/dv带入到式(1)中计算得到u(dp/dv)；
20、若u(dp/dv)大于0.95，表明此时工作状态点距离最大功率点较远，此时输出步长d1；若u(dp/dv)不大于0.95，则继续比较u(dp/dv)是否大于0.55，若大于0.55，则输出较小步长d2；若小于等于0.55且大于0，则输出最小步长d3；
21、若u(dp/dv)小于-0.95，表明此时工作状态点距离最大功率点较远，此时输出步长d1；若u(dp/dv)不小于-0.95，则继续比较u(dp/dv)是否小于-0.55，若小于-0.55，则输出较小步长d2；若大于等于-0.55且小于0，则输出最小步长d3；
22、步骤五：基于环境温度及控制模块输出电流对储能电池的soc进行估算，并基于当前soc及环境温度计算充电内阻，反馈到控制模块中进行最大功率点跟踪计算。
23、步骤六：基于步骤四中估算得到的电池soc及控制模块所输出的电流及电压信息，采用分步式充电对储能电池进行充电。
24、所述分步式充电为，在电池电压未到达充电电压上限时采用恒定设定电流充电，当电池电压达到充电电压上限时，开始以设定电压进行充电，充电一本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种自适应环境温度的温差热电联供-储能一体化系统，其特征在于：包括燃油加热器、热电联供装置、控制模块、储能电池；所述热电联供装置主要由热电片、集热器、散热器组成，所述储能电池包括电池、保温循环装置；在工作状态时，燃油加热器排出的高温燃气通入到热电联供装置的集热器中；集热器采用内部中空、外表面平整的结构；集热器外表面均匀分布热电片，与热电片热端贴合在一起，在热电片冷端装配有散热器；散热器内部介质换为冷却水；热电片用于两端形成温差开始输出电能；输出端接入控制模块，控制模块基于外界温度以及储能电池的内阻对热电片所输出电能进行最大功率点捕捉，并基于电池SOC对电池进行分阶段充电；实现供电-储能一体化；
2.基于权利要求1所述一种自适应环境温度的温差热电联供-储能一体化系统实现的负载匹配的方法，其特征在于：包括如下步骤，
3.如权利要求2所述负载匹配的方法，其特征在于：所述DC-DC电路采用boost电路结合变步长最大功率点跟踪方法对占空比进行控制，变步长最大功率点跟踪方法通过引入轻微的干扰系统进行最大功率点跟踪的控制，每次控制记为一次控制周期；每个控制周期通过
4.如权利要求3所述负载匹配的方法，其特征在于：步骤四实现方法为，
...【技术特征摘要】
1.一种自适应环境温度的温差热电联供-储能一体化系统，其特征在于：包括燃油加热器、热电联供装置、控制模块、储能电池；所述热电联供装置主要由热电片、集热器、散热器组成，所述储能电池包括电池、保温循环装置；在工作状态时，燃油加热器排出的高温燃气通入到热电联供装置的集热器中；集热器采用内部中空、外表面平整的结构；集热器外表面均匀分布热电片，与热电片热端贴合在一起，在热电片冷端装配有散热器；散热器内部介质换为冷却水；热电片用于两端形成温差开始输出电能；输出端接入控制模块，控制模块基于外界温度以及储能电池的内阻对热电片所输出电能进行最大功率点捕捉，并基于电池soc对电池进行分阶段充电；实现供电...
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