[實用新型]一種半導體溫差發電裝置

有效

• 申請號: 201520205877.4
• 申請日: 2015-04-08
• 公開（公告）號: CN204498021U
• 公開（公告）日: 2015-07-22
• 發明（設計）人: 袁新建;張軍;簡玉梅
• 申請（專利權）人: 南通理工學院
• 主分類號: H02N11/00
• 分類號: H02N11/00;F01N5/02
• 代理公司: 北京一格知識產權代理事務所(普通合伙) 11316
• 代理人: 滑春生

技術領域

本實用新型涉及一種半導體溫差發電裝置，屬于熱電轉換領域。

背景技術

????隨著化石能源的日趨枯竭，美國、日本、歐盟等發達國家更加重視溫差發電技術在民用領域的研究，并取得了長足的進展。國內半導體溫差發電方面的研究，目前主要致力于研究發電器理論和高優值系數及低成本的熱電材料，旨在為溫差發電器的優化提供理論指導和制備性能優良的熱電材料。雖然我國是世界上最大的半導體熱電器件輸出國，但是在半導體溫差發電裝置綜合設計和應用方面的研究比較欠缺，因此研究溫差發電有著非?，F實的意義。

半導體溫差發電技術是一種基于塞貝克效應（即把兩種半導體的接合端置于高溫，處于低溫環境的另一端就可得到電動勢E）直接將熱能轉化為電能的綠色環保發電技術。它可以合理利用低品位熱能，例如地熱能、太陽能以及工業余熱廢熱等，通過熱電材料，將熱能直接轉化為電能。和其他的能量轉換方式相比，半導體溫差發電技術是對熱能的回收再利用，具有清潔、無噪音污染、無有害物質排放、高效、壽命長、堅固、可靠性高、穩定等一系列優點。

以高溫液體作為熱源是半導體溫差發電的一種典型實例，其相比較于其他熱源有諸多優勢。但是，已有技術中提供的高溫液體作為熱源的半導體溫差發電裝置也存在一定缺陷：現有技術通常采用熱水作為高溫液體熱源，但是，即使采取了保溫措施，由于產生電能時需要消耗熱能，因此會造成熱水溫度的下降，導致半導體發電芯片熱端的溫度降低，熱端和冷端之間的溫差不斷減小。目前也沒有出現利用汽車排氣管的溫度實現發電，從而實現長時間向待驅動的部件提供穩定和足夠的驅動電壓的目標。

實用新型內容

本實用新型的目的是提供一種半導體溫差發電裝置，可以將汽車三元催化器與一級消聲器排氣管的廢熱轉化為電能，用于汽車上小功率電器的供電，達到能量回收的作用。

本實用新型采用的技術方案為：一種半導體溫差發電裝置，其創新點在于：所述半導體溫差發電裝置安裝于汽車排氣管的三元催化氧化器與汽車排氣管的一級消聲器之間；該半導體溫差發電裝置包括外散熱片、設置有若干個并聯排列的半導體熱電模塊裝置的半導體發電芯片和放大及穩壓電路，該放大及穩壓電路與半導體發電芯片的電壓輸出端相連，半導體發電芯片覆蓋于外散熱片內。

進一步的，所述半導體發電芯片一弧度為150～160°的半圓環片，且內外表面均為圓弧面，該半圓環片的內圓弧表面直接覆蓋固定于汽車排氣管上，其外圓弧表面與外散熱片表面固定覆蓋。

進一步的，所述半導體發電芯片的內圓弧面為內導熱半圓鋁合金圓弧面，外圓弧面為外散熱半圓鋁合金圓弧面。

進一步的，所述半導體熱電模塊裝置安裝于半導體發電芯片的內外表面之間，且與半導體發電芯片的內外表面相互嵌合固定。

本實用新型的有益效果如下：

（1）本實用新型的半導體溫差發電裝置，安裝于汽車排氣管的三元催化氧化器與汽車排氣管的一級消聲器之間，即確保發電裝置使用條件在溫度200～450℃，保證了發電裝置高效率的轉換技術指標。

（2）本實用新型的半導體溫差發電裝置，包括外散熱片、設置有半導體熱電模塊裝置的半導體發電芯片和放大及穩壓電路，該放大及穩壓電路與半導體發電芯片的電壓輸出端相連，半導體發電芯片覆蓋于外散熱片內，發電性能穩定可靠，利用半導體材料具有利用溫差進行發電的能力，將汽車三元催化器與一級消聲器排氣管的廢熱轉化為電能，用于汽車上小功率電器的供電，達到能量回收的作用。

（3）本實用新型的半導體溫差發電裝置，半導體發電芯片設計為一弧度為150～160°的半圓環片，將汽車行駛過程中，尾氣熱量經導熱體高效傳遞到溫差發電模熱端，同時散熱片保持冷端低溫，當半導體溫差發電模塊冷熱端產生一定溫差條件下，實現熱能轉化為電能的過程；且內外表面均為圓弧面，該半圓環片的內圓弧表面直接覆蓋固定于汽車排氣管上，其外圓弧表面與外散熱片表面固定覆蓋，可以保證發電裝置良好兼容汽車的排氣管。

（4）本實用新型的半導體溫差發電裝置，半導體發電芯片的內圓弧面為內導熱半圓鋁合金圓弧面，外圓弧面為外散熱半圓鋁合金圓弧面，均設計成用鋁合金材料做成，以保證傳熱良好。

（5）本實用新型的半導體溫差發電裝置，半導體熱電模塊裝置安裝于半導體發電芯片的內外表面之間，且與半導體發電芯片的內外表面相互嵌合固定，相比于傳統汽車節能產品，具有高度自動化、低維護，無機械運動，堅固穩定,?可靠性高的優點。

附圖說明

下面結合附圖和具體實施方式對本實用新型做進一步詳細說明。