01
热电效应概述
塞贝克效应、帕尔帖效应、汤姆逊效应的物理原理与工程意义。
物理基础核心效应
02
热电材料分类
传统合金(Bi₂Te₃/PbTe/SiGe)、氧化物、方钴矿、Half-Heusler性能对比。
材料科学性能对比
03
热电性能评价体系
ZT值、功率因子、热导率、电导率、塞贝克系数的物理含义与测试方法。
评价指标测试方法
04
温差发电系统架构
热源模块、热电模块、冷端散热、电能管理模块的组成与功能。
系统设计模块划分
05
热源设计与选型
工业余热、太阳能集热、生物质燃烧、放射性同位素热源特点与适配。
热源选型
06
冷端散热技术
风冷、水冷、热管、相变散热原理与选型计算。
散热热管理
07
热电模块(TEM)选型
单级/多级模块、尺寸功率匹配、内阻匹配原则。
模块匹配
08
热电模块串并联设计
电压/电流匹配、热旁路效应、电气隔离方案。
电路串并联
09
DC-DC升压电路设计
Boost原理、MPPT算法、LTC3105芯片应用。
电源MPPT
10
储能系统设计
超级电容选型、锂电池充电管理、BMS保护板配置。
储能BMS
11
温度采集系统
热电偶、热敏电阻、RTD铂电阻选型与信号调理电路。
传感器采集
12
数据采集与监控
Arduino/STM32选型、ADC采样、OLED显示、蓝牙/WiFi通信。
单片机通信
13
热界面材料(TIM)
导热硅脂、导热垫片、相变材料选用与涂抹工艺。
TIM导热
14
机械结构设计
压紧机构、隔热支架、防水防尘、抗震设计。
结构防护
15
系统热仿真基础
COMSOL/ANSYS热场仿真入门、边界条件、网格划分技巧。
仿真热场
16
实验测试平台搭建
恒温热源、恒温冷源、数据记录仪、电子负载选型与连接。
实验测试
17
性能测试方法
开路电压、短路电流、负载特性曲线、内阻测试。
测试特性
18
数据处理与曲线拟合
I-V曲线、P-V曲线、效率-温差曲线绘制与分析。
数据分析拟合
19
常见故障排查
输出功率低、热端过热、散热不足、模块开裂原因与对策。
故障维护
20
系统效率优化
热端温度均匀性、冷端热阻降低、电气阻抗匹配。
优化效率
21
低成本DIY方案
Peltier制冷片替代、CPU散热器、废旧电源做升压。
DIY低成本
22
工业级应用案例
工业窑炉余热发电、汽车尾气温差发电、地热系统解析。
案例工业
23
可穿戴温差发电
柔性热电材料、人体体温发电、微型DC-DC转换器设计。
可穿戴柔性
24
空间与特殊环境应用
放射性同位素热电发生器(RTG)、深空探测器电源系统。
航天RTG
25
热电发电与光伏互补
混合能源架构、功率分配策略、储能共享设计。
混合系统光伏
26
安全规范与防护
高温烫伤防护、电气绝缘、热膨胀应力释放、防火措施。
安全规范
27
成本估算与经济效益
材料/制造成本、发电成本($/W)、投资回收期计算。
经济成本
28
项目文档编写
设计说明书、测试报告、BOM清单、装配工艺卡标准格式。
文档标准化
29
开源项目与社区资源
OpenThermoelectric、设计工具、GitHub开源硬件推荐。
开源社区
30
未来发展趋势
超晶格热电材料、拓扑绝缘体、热光伏混合、AI辅助筛选。
前沿趋势