黄宏滔同学发表中科院一区论文

2025年4月26日，上海理工大学王宁教授课题组最新研究成果论文Programmable Matrix-Array Thermoelectric System With Tri-State Energy Conversion被发表在电力电子领域中科院一区TOP期刊《IEEE Transactions on Power Electronics》（影响因子6.6），王宁老师为第一作者，黄宏滔同学为第二作者，王冠学教授为通信作者。

热电技术作为一种无污染、无噪音、易于控制的固态能量转换技术，利用其双向“热-电”转换，高效回收工业废热、建筑热废热等低品位热能，利用热电可逆性满足电动汽车电池、大型太阳能电池板（PV）等温控需求。通过结合热电冷却器-热电发生器（TEC-TEG），实现按需热控制和废热回收。与传统的被动热管理方法相比，该技术降低了热失控的风险，同时将废热转化为驱动系统自我维持运行的关键能源。

该工作提出了一种矩阵式热电可编程控制系统。该系统灵活地重新配置了矩阵中每个热电模块（TEM）的功能，克服了传统热电系统单向能量流动和固定功能的局限性。通过构建三态（冷却/加热/能量收集）可重构拓扑结构，实现了非均匀热场温度管理和能量回收的分布式协同控制。采用基于模糊PID算法的动态温度管理策略，使区域温度快速收敛。

热电阵列TEA综合控制原理图

系统实物图

实验结果表明，与传统方法相比，该系统温度误差仅为1.72 ℃，收敛时间缩短了50.88%，温度转换效率提高了92.57%。在能量收集模式下，系统最大捕获电压为320 mV，升压至5 V后纹波率低于1.6%，峰值功率密度为7.24×10-5 W/cm²·K。这项工作为半导体冷却、工业热管理和其他应用提供了高效和能源一致的集成解决方案。