[发明专利]一种基于自行车发电技术的热电系统

说明书

技术领域

本发明属于半导体制热/冷技术领域，更具体地，涉及一种基于自行车发电技术的热电系统。

背景技术

半导体制热(冷)是一种基于帕尔贴效应的电子制热(冷)技术。其基本原理是：给一个闭合的热电偶回路通上直流电，就会在回路的结点处一端放出热量，另一端吸收热量，如果电流反向，则放热端和吸热端调换。半导体制热(冷)具有其他一些制热(冷)方式所不具备的优点，在某些特殊场合的应用有着不可替代的作用，其优点是：尺寸小，温差大，重量轻，微型可达几克或者几十克，无机械转动，噪音小，无制冷剂，环保，易于控制，使用寿命长，通过改变电流方向可以实现制冷、制热功能的转换。

现有的车载冷热杯技术主要针对汽车设计使用，结构复杂，内部设有机械散热模块，消耗功率较大。利用自行车发电是一项节约能源的环保技术，然而，现有的自行车发电技术输出功率和电压较低。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种基于自行车发电技术的热电系统，并设计出一套功率较大与热电杯功率相匹配的自行车发电装置，设计出一款适用于自行车的简约时尚的热电杯，该热电杯结构简单，杯体上部和下部分别设有进风孔和排风孔，利用骑行产生的风速使空气与热沉强制对流换热，无机械散热模块，杯体设计类似椭球体，既能改善散热效果，又美观时尚。

为实现上述目的，本发明提供了一种基于自行车发电技术的热电系统，其特征在于，包括微型无刷发电机、整流器、稳压器、蓄电池和热电杯；工作时，所述微型无刷发电机安装于自行车后轮与塔轮啮合，利用自行车车轮转动动力发电，产生的交流电经过所述整流器整流、所述稳压器稳压后，得到稳定的12V直流电；当所述微型无刷发电机提供的电能充足时，所述微型无刷发电机同时向所述蓄电池和所述热电杯供电，当所述微型无刷发电机提供的电能不足时，所述微型无刷发电机和所述蓄电池同时向所述热电杯供电；

所述热电杯包括杯盖、杯体、内胆、温度传感器、热电片、热沉、PCB板、控制模块和底座；所述内胆位于所述杯体内，与所述杯体之间设有保温层；所述温度传感器、热电片和热沉均位于所述杯体内，所述温度传感器位于所述内胆的底部，所述热电片位于所述内胆的下方，与所述内胆的底部贴合，所述热沉由圆形基底和柱状肋片构成，位于所述热电片的下方，圆形基底与所述热电片贴合，圆形基底与所述内胆的底部之间还设有隔热垫，隔热垫充满所述圆形基底与所述内胆的底部之间的间隙；所述杯体的上部和下部分别设有进风孔和排风孔，排风孔在所述杯体上的位置与所述热沉对应，有利于利用骑行时产生的风速使空气与所述热沉强制对流换热；所述杯体为筒状结构，其横截面为圆形，且由所述杯体的中部到两端的横截面的半径逐渐减小，既能改善散热效果，又美观时尚；所述PCB板位于所述杯体的下方，与所述热沉之间设有隔热板；所述控制模块用于设定通过所述热电片的电流方向，还用于设定所述内胆内的液体温度，所述PCB板与所述温度传感器连接，用于控制所述内胆内的液体温度，使其在设定范围内；所述底座与所述杯体可分离，所述底座上设有电源插头，通过与所述PCB板下方的底板的内置配合实现供电。

优选地，所述PCB板的封装外壳上设有散热孔，有利于防止所述PCB板的温度过高。

优选地，所述热电片的两面均涂抹有导热硅脂，以增强导热效果，减小接触热阻。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有以下有益效果：

1、将微型无刷发电机啮合安装于自行车塔轮，利用自行车车轮的转动发电，微型无刷发电机产生的交流电经过整流器整流、稳压器稳压后提供稳定的12V直流电。当微型无刷发电机提供的电能充足时，其同时向热电杯和蓄电池供电，当微型无刷发电机提供的电能不足时，微型无刷发电机和蓄电池同时向热电杯供电。热电杯可以通过控制模块设定杯内水温，给热电片通以电流，其一表面发热，另一表面则制冷。改变电流方向，则发热面变为制冷，制冷面变为发热，利用热电片的这种特性，通过控制模块设定电流方向，就能实现制热、制冷功能的转换。

2、杯体为筒状结构，其横截面为圆形，且由杯体的中部到两端的横截面的半径逐渐减小，类似于椭球体，这种结构与杯体上的进风孔和排风孔结合，有利于利用骑行时产生的风速使空气与热沉强制对流换热，进一步改善散热效果。

3、整套系统将热电杯技术与自行车发电技术相结合，结构紧凑、易于安装、无环境污染；自行车发电系统输出功率、电压更大，热电杯与车载冷热杯相比，结构简单，消耗能量较小，给热爱骑行的人们提供一种更加舒适的骑行方式，并且适合家居使用。

附图说明