[發明專利]用于從機動車內燃機的廢熱發電的設備

無效

• 申請號: 200910140574.8
• 申請日: 2009-05-08
• 公開（公告）號: CN101575998A
• 公開（公告）日: 2009-11-11
• 發明（設計）人: W·羅斯特克;A·霍韋;T·安德烈斯;B·里希特;M·克尼
• 申請（專利權）人: 本特勒爾汽車技術有限公司
• 主分類號: F01N5/02
• 分類號: F01N5/02;F02G5/02;H01L35/32
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所
• 代理人: 朱德強

技術領域

本發明涉及一種用于從機動車內燃機的廢熱發電的設備，其如權 利要求1的序言中所述。

背景技術

已知，大約三分之一的內燃機供應的燃料能量以熱能形式直接與 排氣融合在一起。這種目前還沒有被使用的熱能可在熱電式發電機的 幫助下將轉化成電能。這樣，由發動機驅動的發電機解除負荷，結果 可以節省燃料。

現有技術公開了多種用于從內燃機的廢熱發電的設備和方法。在 此使用的熱電式發電機使用塞貝克效應(Seebeck?effect)將主要的溫 差直接轉化成電能。在該情況下，現有的溫差與產生的電勢成比例。 熱電式發電機包括優選地形成一對p-和n-摻雜半導體材料的單獨的熱 敏元件。

在機動車的領域中已知多種使用熱電式發電機用于發電的方法。 EP1500808A1公開了一種用于控制內燃機的排氣溫度的方法和系統， 熱電式發電機布置在發動機排氣管路中的催化轉化器的上游。熱電式 發電機依據排氣溫度既可以用作用于增加催化轉化器中的排氣溫度的 熱泵，又可以用作用于產生能量的發電機。

該公開的一個缺點是這會導致排氣管路中的動態條件的變化。同 時，可以預料的是熱電式發電機的表面污染(例如，通過碳煙微粒沉 積)。結果是隨著污染程度的增加，引入的熱減少并由此電力減少。

DE102006039024A1說明了被設計為環形元件且圍繞排氣系統的 排氣管道的外部的熱電式發電機。所述熱電式發電機由從外部冷卻的 外殼圍繞。為了在機動車中包含這種類型的發電機，冷卻設備必須安 裝在熱電式發電機上，導致成本增加。

發明內容

本發明的目的是提供一種用于從機動車內燃機的廢熱發電的設 備，所述設備能夠以節省成本的方式集成在機動車中，并且不易受污 染。

該目的通過一種用于從機動車內燃機的廢熱發電的設備而實現， 其如權利要求1的特征部分中所述。

由于熱電式發電機布置在傳導熱的雙壁管道的內部的第一管壁 (或第一內管道)與外部的第二管壁(或第二外管道)之間的空氣間 隙中，沒有單獨的高溫源或低溫源需要引入到熱電式發電機。熱電式 發電機僅必須插入空氣間隙中。

產生的電壓可以用于例如將電能供給至車輛的車載電源系統。多 個單獨的熱敏元件可以依據待被供電的電氣裝置的要求阻抗而串聯或 并聯連接。

本發明的其它優點體現在從屬權利要求中。

由于管道是排氣管道的形式，因此可以使用已經包含在機動車中 的部件。在雙壁排氣管道中可得到適于使用熱電式發電機發電的溫度 梯度。

在內部的管壁與熱電式發電機之間經由插入的空氣間隙的熱交換 確保充分的傳熱，借助這種設計，能夠在排氣歧管的高溫范圍內使用 熱發電機(thermal?generator)，而熱發電機不必設計成用于該溫度 范圍內。同時，這樣提供熱電式發電機不必穩固地連接在其高溫側上 的優點。由于不相等的膨脹系數所導致的熱發電機的部件的長度的不 同膨脹可以以這種方式容易地補償。

熱電式發電機面對第一管壁的一側上布置黑色吸收層額外加強了 熱電式發電機的熱輻射吸收。

在可替代實施例中，由于熱電式發電機與內部的管壁之間的直接 接觸確保了最優的傳熱，結果是該實施例尤其適于設計成用于高溫范 圍(＞400℃)的熱發電機的使用。該實施例的優點是：改進了熱的引 入，同時，與第一實施例中的熱輻射的使用相比較可得到更高的可使 用的溫差。

熱電式發電機連接至電子控制系統則允許容易管理使用的熱電式 發電機用于其它目的，例如控制通過根據本發明的設備傳導的排氣流 的溫度。

附圖說明

參照附圖說明以下典型實施例，其中：

圖1示出根據本發明的設備的典型實施例的透視示意性側視圖；

圖2示出根據本發明的設備的典型實施例的示意性平面圖；

圖3示出根據本發明的設備的又一典型實施例的示意性平面圖。

具體實施方式

在以下附圖的說明中，諸如上方、下方、向左、向右、前方、后 方等術語僅涉及相應附圖中選擇的設備以及其構成部件的典型圖解說 明和位置。這些術語應不理解為限制性的，即這些關系在不同的操作 位置中或由于鏡像對稱設計等可以變化。