[發(fā)明專利]車輛的熱電發(fā)電機

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210325548.4
• 申請日: 2012-09-05
• 公開（公告）號: CN103166529A
• 公開（公告）日: 2013-06-19
• 發(fā)明（設計）人: 安皓燦;宣鐘淏
• 申請（專利權(quán)）人: 現(xiàn)代自動車株式會社
• 主分類號: H02N11/00
• 分類號: H02N11/00;F28D7/10;F01N5/02
• 代理公司: 北京戈程知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11314
• 代理人: 程偉;王錦陽

相關(guān)申請的交叉引用

本申請要求2011年12月15日提交的韓國專利申請第10-20110135138號的優(yōu)先權(quán)，該申請的全部內(nèi)容結(jié)合于此用于通過該引用的所有目的。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種車輛的熱電發(fā)電機，更特別地涉及一種車輛的熱電發(fā)電機，其使用汽車廢氣的熱量來產(chǎn)生電力。

背景技術(shù)

熱電元件為利用熱電現(xiàn)象的元件，其中通過將元件兩端之間的溫差轉(zhuǎn)化為電力而將熱能轉(zhuǎn)化為電能，或者其中通過使電力經(jīng)過元件并通過引起兩端的溫差而將電能轉(zhuǎn)化為熱能。這種熱電元件在小規(guī)模的冷卻、加熱或發(fā)電設備中使用。

當熱電元件在小規(guī)模發(fā)電設備中使用時，其稱為熱電發(fā)電設備或熱電發(fā)電機。該設備主要用于無線通訊設備、宇宙飛船和核動力潛艇的供電單元中以及用于安裝于車輛的排氣系統(tǒng)中的熱電發(fā)電機中。

圖1為示出了車輛的熱電發(fā)電機的橫截面圖。

如所示，安裝于車輛的排氣系統(tǒng)中的熱電發(fā)電機10包括：六邊形廢熱回收設備40、冷卻設備30和多個熱電模塊20，高溫廢氣經(jīng)過所述六邊形廢熱回收設備40；所述冷卻設備30安裝于所述廢熱回收設備40的外部，且冷卻劑經(jīng)過所述冷卻設備30的內(nèi)部；所述多個熱電模塊20與所述廢熱回收設備40的外部和所述冷卻設備30的內(nèi)部接觸，以利用兩端之間的溫差來產(chǎn)生電力。

在廢熱回收設備40內(nèi)，高溫廢氣行進并將熱能傳送至熱電模塊20。在冷卻設備30內(nèi)形成冷卻管，所述冷卻管增加了與廢熱回收設備40接觸的熱電模塊20的內(nèi)部和與冷卻設備30接觸的熱電模塊20的外部之間的溫差。當熱電模塊20的內(nèi)部和外部之間的溫差增加時，安裝于車輛的排氣系統(tǒng)中的熱電發(fā)電機的效率增加。

為了在熱電發(fā)電機中產(chǎn)生大量電力，即為了增加熱電發(fā)電效率，廢氣的熱能必須被有效傳送至熱電模塊。然而，在車輛的傳統(tǒng)熱電發(fā)電機中，廢氣的熱能未充分傳送至高溫構(gòu)件，因此廢氣的熱能的回收率下降，因此熱電發(fā)電機的熱電效率下降。

而且，在車輛的傳統(tǒng)熱電發(fā)電機中，盡管冷卻設備30占據(jù)較大區(qū)域，但熱交換面積較小，因此熱傳送率相比于尺寸較低，且熱電產(chǎn)生效率較低。

公開于該發(fā)明背景技術(shù)部分的信息僅僅旨在加深對本發(fā)明的一般背景技術(shù)的理解，而不應當被視為承認或以任何形式暗示該信息構(gòu)成已為本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的現(xiàn)有技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的各個方面旨在提供一種車輛的小型熱電發(fā)電機，其具有改進的熱電產(chǎn)生效率。

在本發(fā)明的一個方面，一種車輛的熱電發(fā)電機可包括高溫構(gòu)件、低溫構(gòu)件和環(huán)形熱電模塊；所述高溫構(gòu)件具有排氣管、環(huán)形第一傳熱板，高溫廢氣經(jīng)過所述排氣管，其中所述排氣管通過與廢氣的熱交換過程而被加熱，所述環(huán)形第一傳熱板配備有第一凸緣，該第一凸緣安裝于所述排氣管的外壁上并沿著所述排氣管的縱向方向形成；所述低溫構(gòu)件具有第一冷卻劑管和環(huán)形第二傳熱板，所述第一冷卻劑管包圍所述排氣管的外壁，在所述第一冷卻劑管與所述排氣管的外壁之間具有預定空間，冷卻劑在所述第一冷卻劑管的內(nèi)部行進，所述環(huán)形第二傳熱板安裝于所述第一冷卻劑管的內(nèi)部，第二凸緣在所述環(huán)形第二傳熱板上沿著所述第一冷卻劑管的縱向方向延伸；所述環(huán)形熱電模塊通過接合P形半導體和N形半導體而形成，且所述環(huán)形熱電模塊中的每一個的一側(cè)與所述第一傳熱板接觸，所述環(huán)形熱電模塊中的每一個的另一側(cè)與所述第二傳熱板接觸，以通過利用由兩側(cè)之間的溫差所引起的熱電現(xiàn)象來產(chǎn)生電力。

所述發(fā)電機還可包括旁通管、旁通閥、彈性構(gòu)件和傳熱網(wǎng)，所述旁通管以預定間隙安裝于所述排氣管的內(nèi)部，且廢氣繞過所述旁通管；所述旁通閥安裝于所述旁通管的端部，以根據(jù)廢氣來打開和關(guān)閉所述旁通管；所述彈性構(gòu)件彈性地支承所述旁通閥以抵著所述旁通管的端部；所述傳熱網(wǎng)安裝于所述排氣管與所述旁通管之間，以將熱能從廢氣傳送至所述排氣管。

所述第一冷卻劑管還可包括冷卻劑入口、冷卻劑出口和多個環(huán)形擋板，所述冷卻劑入口在所述第一冷卻劑管的下部形成；所述冷卻劑出口在所述冷卻劑入口的對角線方向上在所述第一冷卻劑管的上部形成，冷卻劑通過所述冷卻劑出口流出；所述多個環(huán)形擋板安裝于所述第一冷卻劑管的內(nèi)部，并在兩個相對方向上形成冷卻劑路徑；其中所述多個環(huán)形擋板均可具有一個開放端部，且開放端部以固定角度設置。

所述發(fā)電機還可包括第二冷卻劑管，所述第二冷卻劑管以預定間隙設置于所述第一冷卻劑管的內(nèi)部，并與所述環(huán)形第二傳熱板的第二凸緣接觸，其中冷卻劑在所述第一冷卻劑管與所述第二冷卻劑管之間流動。