汽車尾氣廢熱溫差發電裝置的製作方法
2023-08-05 22:16:51
專利名稱：汽車尾氣廢熱溫差發電裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及汽車，具體涉及汽車上的發電裝置。
背景技術：
目前世界汽車工業可持續發展所面臨的兩大難題是環境汙染和能源匱乏，環保和 節能是21世紀汽車技術的一個重要發展方向。汽車燃料燃燒產生的能量中有30%是通過 尾氣排放的形式散失到大氣之中，且尾氣帶走的熱量會催生溫室效應，如何合理和有效地 利用汽車尾氣成為各汽車廠家、高校和科研單位研究的熱點。
發明內容本實用新型所要解決的技術問題是提供一種汽車尾氣廢熱溫差發電裝置，該發 電裝置可利用汽車尾氣的熱量發電。本實用新型解決上述技術問題所採用的技術方案是汽車尾氣廢熱溫差發電裝置，它主要包括尾氣通道、熱電模塊和冷卻系統，尾氣通 道進氣口與發動機排氣管聯通，尾氣通道排氣口與汽車排氣管的聯通，熱電模塊的高溫端 緊貼在尾氣通道的外壁上，熱電模塊的低溫端由冷卻系統降溫，熱電模塊產生的電力輸至 車載蓄電池。上述方案中，尾氣通道的橫截面外輪廓為矩形。上述方案中，尾氣通道內設有用於在尾氣通道內形成「 S，，型通道的擾流板。上述方案中，擾流板上開有孔。上述方案中，汽車尾氣廢熱溫差發電裝置還包括三通閥和連接管，三通閥分別與 發動機排氣管、尾氣通道進氣口、連接管聯通，連接管與汽車排氣管聯通。上述方案中，冷卻系統為循環水冷卻系統，熱電模塊的低溫端與水冷卻系統的水 冷管接觸。上述方案中，熱電模塊與尾氣通道之間設有陶瓷片或導熱絕緣布。上述方案中，熱電模塊與水冷管之間設有陶瓷片或導熱絕緣布。本實用新型的優點在於1、通過熱電模塊充分利用發動機尾氣廢熱發電，節省燃油，提高了車輛的經濟性。2、尾氣通道的橫截面外輪廓為矩形，便於熱電模塊的安裝、夾緊和熱傳導。3、尾氣通道的內部設有擾流板，使尾氣通道內形成「S」型通道，延長了氣流在尾氣 通道內停留的時間，氣流會將熱量傳遞到擾流板上，進而通過尾氣通道的上下表面傳遞到 模塊上，從而有效地吸收尾氣的熱量。「S」型通道還使得溫度分布均勻，能更有效地將尾氣 的熱量傳遞到模塊的高溫端，提高熱電模塊高溫端溫度，且使各模塊受熱均勻，從而增大模 塊兩端的溫差，提高模塊的工作效率和輸出功率。另外，當需要改變熱電模塊的數目以改變 功率輸出時，可以通過改變擾流板的數目、長度及間距來形成新的S型流道以適應新的溫 度分布需求。[0017]4、由於在擾流板與尾氣通道連接的局部區域會出現溫度較低的情況，在擾流板上 開些孔，使部分氣流通過從而提高其溫度，改善溫度分布的均勻性。另外，擾流板上開有孔， 能起到消聲的作用，因此可以部分取代汽車消聲器。5、汽車尾氣廢熱溫差發電裝置還包括三通閥，三通閥分別與發動機排氣管、連接 管、汽車後部排氣管聯通，當廢氣量大，且溫度升高，可以通過控制三通閥，分流部分尾氣和 廢熱，以避免溫度過高而損壞熱電模塊。6、冷卻系統為循環水冷卻系統，循環水冷系統結構簡單，技術成熟，可提高熱電模 塊高、低溫端的溫差，提高了熱電模塊的工作效率。7、熱電模塊與尾氣通道之間、熱電模塊與水冷管之間均設有陶瓷片或導熱絕緣 布，能起到絕緣導熱和保護熱電模塊的作用。本實用新型能夠用來取代發電機或是與內燃機、太陽能等組成混合動力系統，提 高車輛的燃油經濟性。
圖1為本實用新型實施例的結構框圖圖2為本實用新型的溫差發電裝置結構示意圖圖3為本實用新型實施例的工作原理圖圖4為熱電模塊之間的連接關係圖圖5為尾氣通道內部結構示意圖圖中1-尾氣通道進氣口，2-熱電模塊，3-尾氣通道，4-水冷管，5-尾氣通道出氣 口，6-擾流板，7-冷卻水入口，8-孔。
具體實施方式
如圖1、2所示的本實用新型汽車尾氣廢熱溫差發電裝置實施例，它主要包括尾氣 通道3、熱電模塊2、冷卻系統、三通閥和連接管，尾氣通道進氣口 1與發動機排氣管聯通，尾 氣通道排氣口 5與汽車排氣管的聯通，熱電模塊2的高溫端緊貼在尾氣通道3的外壁上，熱 電模塊2的低溫端由冷卻系統降溫，熱電模塊產生的電力輸至車載蓄電池，各熱電模塊2的 連接方式如圖4所示。熱電模塊與尾氣通道之間設有陶瓷片或導熱絕緣布，熱電模塊與水冷管之間設有 陶瓷片或導熱絕緣布。尾氣通道的橫截面外輪廓為矩形，如圖5所示，尾氣通道內設有用於在尾氣通道 內形成「S」型通道的擾流板6，擾流板上開有孔8。冷卻系統為循環水冷卻系統，熱電模塊的低溫端與水冷卻系統的水冷管4接觸， 水冷通過冷卻水入口 7進入水冷管，熱水從水冷管出水口排出。如圖1所示，三通閥為電磁三通閥，三通閥分別與發動機排氣管、尾氣通道進氣 口、連接管聯通，連接管與汽車排氣管聯通，其工作原理為廢氣從發動機排氣管排出後首 先經過三通閥，當廢氣量小、溫度較低時，控制三通閥動作，廢熱全部流入尾氣通道；當廢氣 量大，且溫度升高，控制三通閥動作，分流部分廢氣，以避免溫差發電熱電堆的餘熱溫度過 高而損壞熱電模塊，達到通過控制廢氣流量來控制熱電模塊高溫端溫度的目的。[0033]如圖3所示，本實用新型實施例還包括為熱電模塊的低溫端降溫的水冷系統，水 冷系統包括水冷管、冷卻風扇、循環水泵，熱電模塊低溫端與水冷系統的水冷管進行熱傳 遞。溫度控制單元控制水冷系統，保持熱電模塊低溫端溫度的穩定，熱電模塊單電壓 檢測單元和綜合管理與控制單元控制熱電堆的工作情況，保持熱電模塊高溫端溫度的穩 定，以提高熱電模塊的熱電轉化效率。本實用新型汽車尾氣廢熱溫差發電裝置輸出的電能經蓄電池管理系統儲存至蓄 電池，可以為車輛提供所需的電能。本實用新型裝置經過簡單結構改裝與性能匹配，可以方 便地應用於各類內燃機驅動的車輛，達到節能的效果。整個結構從發動機，到溫差發電熱電 堆，到蓄電池，再到用電負載，布局合理，結構十分緊湊。以上所屬僅為本實用新型的較佳實施例，並不用於限制本實用新型，凡在本實用 新型精神和原則之內所做的任何修改、等同替換和改進等，均包含於本實用新型的保護範 圍之內。
權利要求汽車尾氣廢熱溫差發電裝置，其特徵在於它主要包括尾氣通道、熱電模塊和冷卻系統，尾氣通道進氣口與發動機排氣管聯通，尾氣通道排氣口與汽車排氣管的聯通，熱電模塊的高溫端緊貼在尾氣通道的外壁上，熱電模塊的低溫端由冷卻系統降溫，熱電模塊產生的電力輸至車載蓄電池。
2.如權利要求1所述的汽車尾氣廢熱溫差發電裝置，其特徵在於尾氣通道的橫截面 外輪廓為矩形。
3.如權利要求1或2所述的汽車尾氣廢熱溫差發電裝置，其特徵在於尾氣通道內設 有用於在尾氣通道內形成「 S 」型通道的擾流板。
4.如權利要求3所述的汽車尾氣廢熱溫差發電裝置，其特徵在於擾流板上開有孔。
5.如權利要求1所述的汽車尾氣廢熱溫差發電裝置，其特徵在於它還包括三通閥和 連接管，三通閥分別與發動機排氣管、尾氣通道進氣口、連接管聯通，連接管與汽車排氣管 聯通。
6.如權利要求1所述的汽車尾氣廢熱溫差發電裝置，其特徵在於冷卻系統為循環水 冷卻系統，熱電模塊的低溫端與水冷卻系統的水冷管接觸。
7.如權利要求1所述的汽車尾氣廢熱溫差發電裝置，其特徵在於熱電模塊與尾氣通 道之間設有陶瓷片或導熱絕緣布。
8.如權利要求6所述的汽車尾氣廢熱溫差發電裝置，其特徵在於熱電模塊與水冷管 之間設有陶瓷片或導熱絕緣布。
專利摘要本實用新型涉及汽車尾氣廢熱溫差發電裝置，它主要包括尾氣通道、熱電模塊和冷卻系統，尾氣通道進氣口與發動機排氣管聯通，尾氣通道排氣口與汽車排氣管的聯通，熱電模塊的高溫端緊貼在尾氣通道的外壁上，熱電模塊的低溫端由冷卻系統降溫，熱電模塊產生的電力輸至車載蓄電池。本實用新型通過熱電模塊充分利用發動機尾氣廢熱發電，節省燃油，提高了車輛的經濟性。
文檔編號H02N11/00GK201623673SQ20102010152
公開日2010年11月3日 申請日期2010年1月25日 優先權日2010年1月25日
發明者全書海, 唐新峰, 張清傑, 彭國祥, 楊勝兵, 翟鵬程, 蘇楚奇, 鄧亞東 申請人:武漢理工大學