CN110190779B - 一种温度控制式复合相变材料温差发电系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种温度控制式复合相变材料温差发电系统，所述系统由复合相变材料温差发电装置、记忆合金弹簧开关、电源管理器、蓄电装置和用电装置组成。本发明利用泡沫骨架复合相变材料和热电片发电，实现对自然环境的能量利用，控制系统的驱动源为环境温度，不需消耗二次能源，通过合理地选择相变材料、记忆合金的参数即可实现对系统的优化，扩大适用范围，提高连续发电的可靠性。

Description

一种温度控制式复合相变材料温差发电系统

技术领域

本发明属于能量回收利用技术领域，特别涉及半导体的热电效应、相变材料储能以及记忆合金弹簧的应用，具体涉及一种泡沫骨架复合相变材料温差发电装置及环境温度控制的供电、蓄电系统。

背景技术

温室效应、环境问题的日益突出，能源领域一直致力于更加清洁、高效的产能、用能。其中，利用空间温度梯度来实现温差发电的许多方法被提出，为汽车尾气余热、微型燃气轮机余热、工业废热等能源的回收利用又提供了一个新的思路。相较于传统发电方式，温差发电具有许多优点，例如，装置体积小、重量轻，且可以克服化学电池自放电、对使用环境要求苛刻的缺点，是一些特殊设备上某些装置的理想电源。但在一些场合中并不具备足够大的、稳定的空间温度梯度，这时就需要为温差发电装置提供人工空间温度梯度。

相变材料是一种潜热储存与利用材料，具有热容量大、适用温度范围宽、热膨胀系数小等优点，可以将太阳能等间断的能源转化为连续能源，为温差发电装置提供空间温度梯度，保证发电的连续性，其恒定的相变温度也有利于温差发电系统的控制。目前，对于相变材料与温差发电耦合系统的研究多集中在改善相变材料的换热性能上。其中，以高导热率的多孔介质为基底，在其孔隙间填充相变材料这一方法可以显著的提高复合相变材料的有效导热系数，有利于相变材料快速、均匀的储存和释放热量，为温差发电提供更持久、稳定的热源。

近年来有研究者提出，将泡沫多孔介质复合相变材料用于温差发电装置中，其空间温度梯度的驱动能为环境中的能量，即在白天环境温度较高时，泡沫多孔介质复合相变材料吸收储存环境中的热能，并将其在夜晚环境温度较低时释放，通过合理设计装置参数(相变材料种类、泡沫多孔介质材料、孔隙率、孔隙密度、装置体积等)，使得装置中的相变材料在昼夜循环间始终处于相变状态，以此为热电片的一端提供恒温热源，而昼夜波动的环境温度则为热电片的另一端提供变温热源，以此实现昼夜连续发电，该装置虽能够利用环境中的能量，但其存在连续发电能力不可靠这一明显缺陷，相变材料一经选定，相变温度即为定值，一般取为环境昼夜温度的平均值，但是单一相变材料只在一定温区范围内适用，当温度波动平均值与相变材料的相变温度相差较大时，该发电装置的发电功率将受到较大影响。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点和不足，提出一种温度控制式复合相变材料温差发电系统，以满足一些存在温度波动的环境中微功率电子器件的用电需求。所述装置将实现不需消耗二次能源、依靠环境温度控制、供电蓄电同时进行、连续发电能力可靠的特点。

本发明的技术方案如下：

一种温度控制式复合相变材料温差发电系统，其特征在于所述系统包括温差发电装置、记忆合金弹簧开关、电源管理器、蓄电装置和用电装置；温差发电装置包括第一发电模块和第二发电模块，第一发电模块包括壳体A、薄铜板、热电片和翅片，壳体A内填充第一泡沫骨架复合相变材料模块，第二发电模块包括壳体B、薄铜板、热电片和翅片，壳体内填充第二泡沫骨架复合相变材料模块，第一泡沫骨架复合相变材料模块内所填充的相变材料X与第二泡沫骨架复合相变材料模块内所填充的相变材料Y具有不同的相变温度；热电片上方与翅片紧密连接，热电片下方与导热薄铜板紧密连接；第一发电模块和第二发电模块所产生的交流电通过电源管理器进行处理得到标准输出电压；记忆合金弹簧开关包括两种结构的记忆合金弹簧开关，其中第一记忆合金弹簧开关和第二记忆合金弹簧开关具有相同结构，第三记忆合金弹簧开关和第四记忆合金弹簧开关具有相同结构，第一记忆合金弹簧开关控制给用电装置直接供电的供电回路，第二记忆合金弹簧开关控制给蓄电装置充电的充电支路，第三记忆合金弹簧开关控制蓄电装置与用电装置连接支路的接通或断开，第四记忆合金弹簧开关控制温差发电装置与用电装置连接回路的接通或断开。上述方案中，所述的第一泡沫骨架复合相变材料模块内填充有相变材料X，所述的第二泡沫骨架复合相变材料模块内填充有相变材料Y，相变材料X和相变材料Y具有不同的相变温度，记相变材料X的相变温度为相变温度I，相变材料Y的相变温度为相变温度II，相变温度I高于相变温度II第一泡沫骨架复合相变材料模块和第二泡沫骨架复合相变材料模块的泡沫骨架均为高导热系数材料，可选用高导热系数的金属(泡沫铜、泡沫铝、泡沫镍骨架)或非金属材料(泡沫石墨骨架)制成，或者为高导热系数材料丝网(铜丝、不锈钢丝)。

上述方案中，所述壳体A、壳体B上表面为薄铜板，薄铜板与热电片可通过导热硅脂或导热胶紧密相连，其余表面可选为导热性能较好、性能稳定、与相变材料不发生反应的合成高分子材料，在壳体A与壳体B之间放置双层有机玻璃，以获得较好的隔热效果，减小两个模块之间的传热影响，同时使装置布置紧凑，避免体积过大。

上述方案中，所述的泡沫骨架复合相变材料可添加其他材料强化传热，所添加材料可以为石墨烯、碳纤维、金属颗粒、纳米材料中的一种或多种。

上述方案中，所述的翅片选用高导热系数的金属或非金属材料，翅片表面可进行表面处理，翅片平面端与热电片用导热硅脂紧密连接。

上述方案中，所述的记忆合金弹簧开关的记忆合金弹簧均选用具有双程记忆效应的记忆合金，其中，第一记忆合金弹簧开关和第二记忆合金弹簧开关具有相同的结构，包括记忆合金弹簧Ⅰ、记忆合金弹簧II、绝缘高分子底座A、导线A、自动复位按钮A和绝缘性外壳，记忆合金弹簧Ⅰ和记忆合金弹簧II形变伸长结束时可按动自动复位按钮A，第三记忆合金弹簧开关和第四记忆合金弹簧开关具有相同结构，包括记忆合金弹簧III、记忆合金弹簧Ⅳ、绝缘高分子底座B、导线B、自动复位按钮B和绝缘性外壳，记忆合金弹簧III与记忆合金弹簧Ⅳ通过焊点连接，通过在加工时调整绝缘高分子底座B的长度，使得在第三记忆合金弹簧开关中记忆合金弹簧III和记忆合金弹簧Ⅳ的一个形变伸长结束时可按动自动复位按钮B，在第四记忆合金弹簧开关中记忆合金弹簧III和记忆合金弹簧Ⅳ均形变伸长结束时可按动自动复位按钮B。

上述方案中，所述的记忆合金弹簧Ⅰ和记忆合金弹簧II具有相同的变态温度，记为变态温度Ⅰ，记忆合金弹簧Ⅰ和记忆合金弹簧II的形变取向相反，即一个形变伸长时，另一个形变收缩，在变态温度Ⅰ以上，记忆合金弹簧Ⅰ形变伸长，记忆合金弹簧II形变收缩，在变态温度Ⅰ以下，记忆合金弹簧Ⅰ形变收缩，记忆合金弹簧II形变伸长，记忆合金弹簧III的变态温度记为变态温度II，记忆合金弹簧Ⅳ的变态温度记为变态温度III，在第三记忆合金弹簧开关中，在变态温度II以下，记忆合金弹簧III形变伸长，在变态温度II以上，记忆合金弹簧III形变收缩，在变态温度III以上，记忆合金弹簧Ⅳ形变伸长，在变态温度III以下，记忆合金弹簧Ⅳ形变收缩，第四记忆合金弹簧开关中的记忆合金弹簧III、记忆合金弹簧Ⅳ与第三记忆合金弹簧开关中的记忆合金弹簧III、记忆合金弹簧Ⅳ形变取向相反，即在第四记忆合金弹簧开关中，在变态温度II以下，记忆合金弹簧III形变缩短，在变态温度II以上，记忆合金弹簧III形变伸长，在变态温度III以上，记忆合金弹簧Ⅳ形变缩短，在变态温度III以下，记忆合金弹簧Ⅳ形变伸长，记忆合金弹簧的变态温度根据系统所使用环境温度波动范围进行选取，变态温度III>变态温度Ⅰ>变态温度II。

上述方案中，所述的记忆合金弹簧开关构成基于环境温度的、不需要任何外加二次能源的自动控制系统，通过记忆合金弹簧的形变伸缩，实现电路的接通与断开，在变态温度II以下或变态温度III以上，第三记忆合金弹簧开关接通，第四记忆合金弹簧开关断开，蓄电装置与用电装置接通，温差发电装置与用电装置断开，在变态温度II以上和变态温度III以下，第三记忆合金弹簧开关断开，第四记忆合金弹簧开关接通，使得蓄电装置与用电装置断开，温差发电装置与用电装置接通，在变态温度II以上和变态温度Ⅰ以下，第二发电模块与用电装置接通，第一发电模块与蓄电装置接通，在变态温度Ⅰ以上和变态温度III以下，第一发电模块与用电装置接通，第二发电模块与蓄电装置接通。

上述方案中，所述的记忆合金弹簧Ⅰ和记忆合金弹簧II的变态温度Ⅰ、记忆合金弹簧III的变态温度II、记忆合金弹簧Ⅳ的变态温度III以及相变材料X的相变温度Ⅰ与相变材料Y的相变温度II需根据实际应用环境的温度波动范围进行选取，相变温度Ⅰ在变态温度Ⅰ与变态温度III之间，相变温度II在变态温度II与变态温度Ⅰ之间，根据环境温度波动范围合理设计温度参数，使得在变态温度Ⅰ以上和变态温度III以下温度区间内，第一发电模块具有高的发电功率，在变态温度Ⅰ以下和变态温度II以上温度区间内，第二发电模块具有高的发电功率，在变态温度II以下或变态温度III以上，第一发电模块和第二发电模块的发电功率均较低。

优选方案进一步包括如下任一技术特征：

上述方案中，所述壳体与热电片的接触表面为高导热率材料，可选为薄铜板，其余表面可选为导热性能较好、性能稳定、与相变材料不发生反应的合成高分子材料。

上述方案中，所述壳体的形状可为立方体、长方体、圆柱体。

上述方案中，所述记忆合金弹簧开关的按钮开关为自复位式开关。

上述方案中，所述记忆合金弹簧III与记忆合金弹簧Ⅳ可通过焊点相连，也可通过其他机械方法相连。

上述方案中，所述第三记忆合金弹簧开关和第四记忆合金弹簧开关在加工时可通过改变底座的长度，使得在第三记忆合金弹簧开关17内部的记忆合金弹簧III或记忆合金弹簧Ⅳ中的一个形变伸长结束时可按动自动复位按钮B，使得在第四记忆合金弹簧开关内部的记忆合金弹簧III和记忆合金弹簧Ⅳ均形变伸长结束时可按动自动复位按钮B，也可以通过改变记忆合金弹簧III和记忆合金弹簧Ⅳ的长度实现此要求。

上述方案中，所述记忆合金弹簧选用具有双程记忆效应的记忆合金。合金弹簧应具有足够的刚度和强度。

上述方案中，所述翅片选用高导热系数的金属或非金属材料，翅片表面可进行表面处理，翅片平面端与热电片用导热硅脂紧密连接。

上述方案中，所述双层有机玻璃可以替换为其他隔热材料。

上述方案中，所述泡沫骨架选用高导热系数的材料，可由高导热系数的金属(泡沫铜、泡沫铝、泡沫镍骨架)或非金属材料(泡沫石墨骨架)制成，或者为高导热系数材料丝网(铜丝、不锈钢丝)。

上述方案中，所述泡沫骨架复合相变材料可替换为以高导热系数材料为包裹材料，相变材料为芯材的微胶囊型复合相变材料。

上述方案中，所述泡沫骨架复合相变材料可添加其他材料强化传热，其可以为石墨烯、碳纤维、金属颗粒、纳米材料中的一种或多种。

上述方案中，所述记忆合金弹簧的变态温度I取为环境温度波动范围(如T_A～T_B)的平均值

相变温度I为变态温度I以上环境温度波动范围内的平均值

相变温度II取为变态温度I以下环境温度波动范围内的平均值

变态温度II取为极端低温(如T_A-10)，变态温度III取为极端高温(如T_B+10)。

上述方案中，所述电源管理器的核心部件可选为高度集成芯片。

上述方案中，蓄电装置可选择使用蓄电池或电容器。

本发明与现有技术相比，有如下优势：

(1)利用泡沫骨架，提高了复合相变材料的传热性能；

(2)利用记忆合金的双程记忆效应，使记忆合金弹簧随环境温度的变化而伸缩，实现环境温度对于系统的控制，控制系统无需消耗二次能源；

(3)利用两种不同相变温度的复合相变材料发电模块相配合、供电蓄电同时进行、蓄电池紧急供电的方法，克服了单个复合相变材料发电模块适用温度范围小的缺点，拓展了系统的适用范围，对环境能量进行了更充分的利用，同时提出了在极端温度条件情况下(温度过低或过高时)对用电装置进行紧急供电的方法，提高了系统发电性能的可靠性；

(4)相比于风能发电、太阳能发电，本系统体积小，结构紧凑、简单，无噪声，对使用环境无电场、磁场干扰；

(5)可根据实际需要，选择装置中结构和材料的参数，增减发电模块数量、蓄电池组数量，更充分的利用环境能量；

(6)本系统的能量来源为环境温度，驱动力为环境在时间上的温度梯度，整套系统无需二次能源，尤其适用于一些特殊环境下(无人值守、恶劣环境等)设备中的微型电子设备的供电；

附图说明

图1、图2为本发明一种温度控制复合相变材料温差发电装置的结构示意图。

图3为本发明中记忆合金弹簧开关的具体结构示意图。

附图中，各部件的标记如下：

1：温差发电装置；2(具体包括15，16，17，18)：记忆合金弹簧开关；3：电源管理器；4：蓄电装置；5：用电装置；6：第一发电模块；7：第二发电模块；8：壳体A；9：壳体B；10：薄铜板；11：热电片；12：翅片；13：第一泡沫骨架复合相变材料模块；14：第二泡沫骨架复合相变材料模块；15：第一记忆合金弹簧开关；16：第二记忆合金弹簧开关；17：第三记忆合金弹簧开关；18：第四记忆合金弹簧开关；19：双层有机玻璃；20：记忆合金弹簧Ⅰ；21：记忆合金弹簧II；22：记忆合金弹簧III；23：记忆合金弹簧Ⅳ；24：绝缘高分子底座A；25：导线A；26：自动复位按钮A；27：绝缘高分子底座B；28：导线B；29：自动复位按钮B；30：焊点；31：绝缘性外壳。

具体实施方式

为使本发明的原理、目的、优点、技术方案更加清晰明了，现结合附图对本系统实施例中的技术方案进行清楚、完整的说明，显然，所描述的实施例是本系统的一部分实施例，而不是全部的实施例。

如附图所示，一种温度控制式复合相变材料温差发电系统，包括温差发电装置1、记忆合金弹簧开关2、电源管理器3、蓄电装置4和用电装置5。温差发电装置1由壳体A 8和壳体B 9、薄铜板10、热电片11和翅片12组成，左侧壳体A 8内的泡沫骨架填充有相变材料X，右侧壳体B 9内的泡沫骨架填充有相变材料Y，相变材料X与Y具有不同的相变温度；热电片11上端与翅片12紧密连接，下端与导热薄铜板10紧密连接；利用翅片12温度随环境温度快速变化的特性为热电片11提供变温热源，利用第一泡沫骨架复合相变材料模块13和第二泡沫骨架复合相变材料模块14在相变过程中温度基本稳定在相变温度附近的特性为热电片11提供恒温热源，从而产生温差以实现连续发电；利用电源管理器3对温差发电装置1发出的交流电进行整流、升压、标准输出；利用记忆合金弹簧Ⅰ 20,记忆合金弹簧II 21记忆合金弹簧III 22和记忆合金弹簧Ⅳ23形状随环境温度变化的特性，借助其伸缩形变触发电路开关的闭合或断开，来选择接入供电回路的第一发电模块6或第二发电模块7和控制蓄电装置4与用电装置5的接通或断开，从而实现对系统的温度控制；利用蓄电装置4对没有接入供电回路的第一发电模块6或第二发电模块7进行能量储存，并保证在温度突变、第一发电模块6和第二发电模块7效率均较低时对用电装置5进行紧急供电。

上述方案中，所述壳体A 8、壳体B 9与热电片11的接触表面选为高导热系数的薄铜板10，其余表面可选为导热性能较好、性能稳定、与相变材料不发生反应的合成高分子材料。

上述方案中，所述壳体A 8与壳体B 9的形状可为立方体、长方体、圆柱体。

上述方案中，所述记忆合金弹簧Ⅰ 20,记忆合金弹簧II 21记忆合金弹簧III 22和记忆合金弹簧Ⅳ 23选用具有双程记忆效应的记忆合金。合金弹簧应具有足够的刚度和强度。

上述方案中，所述记忆合金弹簧开关2的按钮开关选为自复位式开关。

上述方案中，所述记忆合金弹簧III 22与记忆合金弹簧Ⅳ 23可通过焊点30相连，也可通过其他机械方法相连。

上述方案中，所述第三记忆合金弹簧开关17和第四记忆合金弹簧开关18在加工时可通过改变底座的长度，使得在第三记忆合金弹簧开关17内部的记忆合金弹簧III 22或记忆合金弹簧Ⅳ 23中一个形变伸长结束时可按动自动复位按钮B 29，使得在第四记忆合金弹簧开关18内部的记忆合金弹簧III 22和记忆合金弹簧Ⅳ 23均形变伸长结束时可按动自动复位按钮B 29，也可以通过改变记忆合金弹簧III 22和记忆合金弹簧Ⅳ 23的长度实现此要求。

上述方案中，所述翅片12选用高导热系数的金属或非金属材料，翅片12表面可进行表面处理，翅片12平面端与热电片11用导热硅脂紧密连接。

上述方案中，所述双层有机玻璃19可以替换为其他隔热材料。

上述方案中，所述泡沫骨架选用高导热系数的材料，可由高导热系数的金属(泡沫铜、泡沫铝、泡沫镍骨架)或非金属材料(泡沫石墨骨架)制成，或者为高导热系数材料丝网(铜丝、不锈钢丝)。

上述方案中，所述泡沫骨架复合相变材料模块13、14可替换为以高导热系数材料为包裹材料，相变材料为芯材的微胶囊型复合相变材料。

上述方案中，所述第一泡沫骨架复合相变材料模块13、第二泡沫骨架复合相变材料模块14可添加其他材料强化传热，其可以为石墨烯、碳纤维、金属颗粒、纳米材料中的一种或多种。

上述方案中，所述相变材料X与相变材料Y的相变温度不同，相变材料X的相变温度高于相变材料Y的相变温度。相变材料选用固-液相变材料石蜡，相变温度依环境温度选取。上述方案中，所述记忆合金弹簧的变态温度I取为环境温度波动范围(如T_A～T_B)的中值

相变温度I为变态温度I以上环境温度波动范围内的中值

相变温度II取为变态温度I以下环境温度波动范围内的中值

变态温度II取为极端低温(如T_A-10)，变态温度III取为极端高温(如T_B+10)。

上述方案中，蓄电装置4可选择使用蓄电池或电容器。

以上所述仅为本发明的一个实施例，并非因此限制本发明的应用范围，本发明中所述的环境温度为广义上的环境温度，其可以是一个具体设备在使用过程中的温度波动，并非将被发明的驱动温度限制为狭义的环境温度，凡是利用本发明说明书及发明附图的任何修改、替代、组合、简化、改进等，均在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种温度控制式复合相变材料温差发电系统，其特征在于所述系统包括温差发电装置(1)、记忆合金弹簧开关(2)、电源管理器(3)、蓄电装置(4)和用电装置(5)；温差发电装置(1)包括第一发电模块(6)和第二发电模块(7)，第一发电模块(6)包括壳体A(8)、薄铜板(10)、热电片(11)和翅片(12)，壳体A(8)内填充第一泡沫骨架复合相变材料模块(13)，第二发电模块(7)包括壳体B(9)、薄铜板(10)、热电片(11)和翅片(12)，壳体B(9)内填充第二泡沫骨架复合相变材料模块(14)，第一泡沫骨架复合相变材料模块(13)内所填充的相变材料X与第二泡沫骨架复合相变材料模块(14)内所填充的相变材料Y具有不同的相变温度；热电片(11)上方与翅片(12)紧密连接，热电片(11)下方与导热薄铜板(10)紧密连接；第一发电模块(6)和第二发电模块(7)所产生的交流电通过电源管理器(3)进行处理得到标准输出电压；记忆合金弹簧开关(2)包括两种结构的记忆合金弹簧开关，其中第一记忆合金弹簧开关(15)和第二记忆合金弹簧开关(16)具有相同结构，第三记忆合金弹簧开关(17)和第四记忆合金弹簧开关(18)具有相同结构，第一记忆合金弹簧开关(15)控制给用电装置直接供电的供电回路，第二记忆合金弹簧开关(16)控制给蓄电装置(4)充电的充电支路，第三记忆合金弹簧开关(17)控制蓄电装置(4)与用电装置(5)连接支路的接通或断开，第四记忆合金弹簧开关(18)控制温差发电装置(1)与用电装置(5)连接回路的接通或断开。

2.根据权利要求1所述的一种温度控制式复合相变材料温差发电系统，其特征在于所述的第一泡沫骨架复合相变材料模块(13)内填充有相变材料X，所述的第二泡沫骨架复合相变材料模块(14)内填充有相变材料Y，相变材料X和相变材料Y具有不同的相变温度，记相变材料X的相变温度为相变温度I，相变材料Y的相变温度为相变温度II，相变温度I高于相变温度II，第一泡沫骨架复合相变材料模块(13)和第二泡沫骨架复合相变材料模块(14)的泡沫骨架选用高导热系数的金属或非金属材料制成，或者为高导热系数材料丝网。

3.根据权利要求1所述的一种温度控制式复合相变材料温差发电系统，其特征在于所述壳体A(8)、壳体B(9)上表面为薄铜板(10)，薄铜板(10)与热电片(11)通过导热硅脂或导热胶紧密相连，其余表面为导热性能较好、性能稳定、与相变材料不发生反应的合成高分子材料，在壳体A(8)与壳体B(9)之间放置双层有机玻璃(19)，以获得较好的隔热效果，减小两个模块之间的传热影响，同时使装置布置紧凑，避免体积过大。

4.根据权利要求1所述的一种温度控制式复合相变材料温差发电系统，其特征在于所述的泡沫骨架复合相变材料模块添加其他材料强化传热，所添加材料为石墨烯、碳纤维、金属颗粒、纳米材料中的一种或多种。

5.根据权利要求1所述的一种温度控制式复合相变材料温差发电系统，其特征在于所述的翅片(12)选用高导热系数的金属或非金属材料，翅片表面进行表面处理，翅片平面端与热电片用导热硅脂紧密连接。

6.根据权利要求1所述的一种温度控制式复合相变材料温差发电系统，其特征在于所述的记忆合金弹簧开关(2)的记忆合金弹簧均选用具有双程记忆效应的记忆合金，其中，第一记忆合金弹簧开关(15)和第二记忆合金弹簧开关(16)具有相同的结构，包括记忆合金弹簧Ⅰ(20)、记忆合金弹簧Ⅱ(21)、绝缘高分子底座A(24)、导线A(25)、自动复位按钮A(26)和绝缘性外壳(31)，记忆合金弹簧Ⅰ(20)和记忆合金弹簧Ⅱ(21)形变伸长结束时可按动自动复位按钮A(26)，第三记忆合金弹簧开关(17)和第四记忆合金弹簧开关(18)具有相同结构，包括记忆合金弹簧Ⅲ(22)、记忆合金弹簧Ⅳ(23)、绝缘高分子底座B(27)、导线B(28)、自动复位按钮B(29)和绝缘性外壳(31)，记忆合金弹簧Ⅲ(22)与记忆合金弹簧Ⅳ(23)通过焊点(30)连接，通过在加工时调整绝缘高分子底座B(27)的长度，使得在第三记忆合金弹簧开关(17)中记忆合金弹簧Ⅲ(22)和记忆合金弹簧Ⅳ(23)的一个形变伸长结束时可按动自动复位按钮B(29)，在第四记忆合金弹簧开关(18)中记忆合金弹簧Ⅲ(22)和记忆合金弹簧Ⅳ(23)均形变伸长结束时可按动自动复位按钮B(29)。

7.根据权利要求1所述的一种温度控制式复合相变材料温差发电系统，其特征在于所述的记忆合金弹簧Ⅰ(20)和记忆合金弹簧Ⅱ(21)具有相同的变态温度，记为变态温度I，记忆合金弹簧Ⅰ(20)和记忆合金弹簧Ⅱ(21)的形变取向相反，即一个形变伸长时，另一个形变收缩，在变态温度I以上，记忆合金弹簧Ⅰ(20)形变伸长，记忆合金弹簧Ⅱ(21)形变收缩，在变态温度I以下，记忆合金弹簧Ⅰ(20)形变收缩，记忆合金弹簧Ⅱ(21)形变伸长，记忆合金弹簧Ⅲ(22)的变态温度记为变态温度II，记忆合金弹簧Ⅳ(23)的变态温度记为变态温度III，在第三记忆合金弹簧开关(17)中，在变态温度II以下，记忆合金弹簧Ⅲ(22)形变伸长，在变态温度II以上，记忆合金弹簧Ⅲ(22)形变收缩，在变态温度III以上，记忆合金弹簧Ⅳ(23)形变伸长，在变态温度III以下，记忆合金弹簧Ⅳ(23)形变收缩，第四记忆合金弹簧开关(18)中的记忆合金弹簧Ⅲ(22)、记忆合金弹簧Ⅳ(23)与第三记忆合金弹簧开关(17)中的记忆合金弹簧Ⅲ(22)、记忆合金弹簧Ⅳ(23)形变取向相反，即在第四记忆合金弹簧开关(18)中，在变态温度II以下，记忆合金弹簧Ⅲ(22)形变缩短，在变态温度II以上，记忆合金弹簧Ⅲ(22)形变伸长，在变态温度III以上，记忆合金弹簧Ⅳ(23)形变缩短，在变态温度III以下，记忆合金弹簧Ⅳ(23)形变伸长，记忆合金弹簧的变态温度根据系统所使用环境温度波动范围进行选取，变态温度III>变态温度I>变态温度II。

8.根据权利要求1所述的一种温度控制式复合相变材料温差发电系统，其特征在于所述的记忆合金弹簧开关(2)构成基于环境温度的、不需要任何外加二次能源的自动控制系统，通过记忆合金弹簧的形变伸缩，实现电路的接通与断开，在变态温度II以下或变态温度III以上，第三记忆合金弹簧开关(17)接通，第四记忆合金弹簧开关(18)断开，蓄电装置(4)与用电装置(5)接通，温差发电装置(1)与用电装置(5)断开，在变态温度II以上和变态温度III以下，第三记忆合金弹簧开关(17)断开，第四记忆合金弹簧开关(18)接通，使得蓄电装置(4)与用电装置(5)断开，温差发电装置(1)与用电装置(5)接通，在变态温度II以上和变态温度I以下，第二发电模块(7)与用电装置(5)接通，第一发电模块(6)与蓄电装置(4)接通，在变态温度I以上和变态温度III以下，第一发电模块(6)与用电装置(5)接通，第二发电模块(7)与蓄电装置(4)接通。

9.根据权利要求1所述的一种温度控制式复合相变材料温差发电系统，其特征在于所述的记忆合金弹簧Ⅰ(20)和记忆合金弹簧Ⅱ(21)的变态温度I、记忆合金弹簧Ⅲ(22)的变态温度II、记忆合金弹簧Ⅳ(23)的变态温度III以及相变材料X的相变温度I与相变材料Y的相变温度II需根据实际应用环境的温度波动范围进行选取，相变温度I在变态温度I与变态温度III之间，相变温度II在变态温度II与变态温度I之间，根据环境温度波动范围合理设计温度参数，使得在变态温度I以上和变态温度III以下温度区间内，第一发电模块(6)具有高的发电功率，在变态温度I以下和变态温度II以上温度区间内，第二发电模块(7)具有高的发电功率，在变态温度II以下或变态温度III以上，第一发电模块(6)和第二发电模块(7)的发电功率均较低。

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