[發(fā)明專利]一種具有汽車尾氣分流控制功能的溫差發(fā)電裝置及其分流控制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710545802.4
• 申請日: 2017-07-06
• 公開（公告）號: CN107201935B
• 公開（公告）日: 2019-05-31
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 趙曉聰;何仁;樊文淵
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇大學(xué)
• 主分類號: F01N5/02
• 分類號: F01N5/02;H02N11/00
• 代理公司: 暫無信息
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本發(fā)明公開了一種具有汽車尾氣分流控制功能的溫差發(fā)電裝置及其分流控制方法，溫差發(fā)電裝置主要包括集熱箱體、熱電模塊組、散熱翅片、分流柵片和蓄電模塊，熱電模塊組安裝在集熱箱體提供的熱源和散熱翅片提供的冷源中間，在溫差作用下產(chǎn)生電能，并將電能存儲于蓄電模塊；分流柵片控制尾氣，使尾氣熱量以不同比例流向不同部分的熱電模塊組，并使得一部分熱電模塊優(yōu)先進(jìn)入高效工作區(qū)。本發(fā)明基于溫度信號、壓力信號，通過對尾氣分流調(diào)控，不僅可以防止熱電模塊過熱損壞，而且可以依據(jù)尾氣溫度的不同，將尾氣以不同的比例導(dǎo)向集熱箱體的兩側(cè)，從而使一部分熱電模塊高效工作，充分發(fā)揮熱電模塊特性，提高溫差發(fā)電裝置的整體輸出性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于汽車尾氣能量回收利用技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種具有汽車尾氣分流控制功能的溫差發(fā)電裝置及其分流控制方法。

背景技術(shù)

目前，大多數(shù)內(nèi)燃機(jī)汽車對燃油的利用率僅為40％左右，高達(dá)60％的燃油能量無法得到有效的利用，這其中有35％的燃油能量以汽車尾氣能量的形式被排放到空氣中，不僅造成了大量能源浪費(fèi)，也對環(huán)境造成了嚴(yán)重的污染。汽車尾氣中的主要能量形式是熱能，近年來，隨著溫差發(fā)電技術(shù)的日益進(jìn)步，溫差發(fā)電材料的不斷革新，溫差發(fā)電裝置的性能不斷地在提高，這使得對汽車尾氣熱能的回收利用成為了可能。

溫差發(fā)電技術(shù)是一種利用熱源和冷源間的溫差進(jìn)行發(fā)電的新型能源形式。該項(xiàng)技術(shù)近年來被應(yīng)用在利用汽車尾氣，進(jìn)行廢熱能量回收，通過溫差發(fā)電將尾氣廢熱轉(zhuǎn)換成電能，這部分電能可以儲存于蓄電模塊中，應(yīng)用于車載的用電設(shè)備，從而提高汽車的燃油利用率?，F(xiàn)有的研究多為對溫差發(fā)電器集熱箱尺寸結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，但這種機(jī)械結(jié)構(gòu)的優(yōu)化對溫差發(fā)電器發(fā)電效能的提升非常有限。因此，結(jié)合熱電模塊本身的特性，轉(zhuǎn)換思路對尾氣流進(jìn)行分流控制對于進(jìn)一步提高溫差發(fā)電器發(fā)電效能有重要意義。

中國專利(CN201623673U)公開了汽車尾氣廢熱溫差發(fā)電裝置，其設(shè)計的溫差發(fā)電器的集熱箱，通過采用“S”型的擾流通道來提高集熱箱的集熱效果，但由于這種結(jié)構(gòu)的集熱箱所帶來的排氣背壓極大，如果將該集熱箱安裝于汽車排氣系統(tǒng)中，將會引起發(fā)動機(jī)排氣背壓過大而無法正常工作的情況。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種利用汽車尾氣進(jìn)行溫差發(fā)電的裝置及其分流控制方法，該裝置具有對汽車尾氣分流控制的功能；在對發(fā)動機(jī)排氣背壓影響較小的情況下，該裝置可以最大程度地發(fā)揮熱電模塊的性能，同時也對熱電模塊具有一定的保護(hù)作用。

本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：

一種具有汽車尾氣分流控制功能的溫差發(fā)電裝置，包括集熱箱體、進(jìn)氣管道和排氣管道，所述集熱箱體為中空、兩端開口的箱體，其形狀為一個長方體和兩個棱臺拼接而成的多面體狀，所述進(jìn)氣管道、排氣管道分別通過蓋板與集熱箱體兩開口端相焊接；所述集熱箱體前后兩個表面為集熱翅片的平整面，且集熱翅片的翅片朝向箱體內(nèi)部，所述翅片的長度在集熱翅片中間位置處最短，依次對稱增長，在貼近箱體上下表面處最長，所述集熱翅片的平整面通過螺栓連接有散熱翅片的平整面并預(yù)緊，且兩平整面之間有一定的間距，用于放置熱電模塊組，所述熱電模塊組與蓄電模塊相連，所述集熱翅片的平整面還連接溫度傳感器，所述溫度傳感器連接電控模塊，所述電控模塊還連接有壓力傳感器、步進(jìn)電機(jī)，所述步進(jìn)電機(jī)通過聯(lián)軸器與連接圓桿上端相連接，所述連接圓桿下端伸入集熱箱體內(nèi)部，且連接圓桿底端連接有分流柵片。

上述方案中，集熱翅片的翅片連續(xù)平直，所述散熱翅片的翅片長度一致，且連續(xù)平直。

上述方案中，所述分流柵片為圓餅狀，分流柵片的圓形表面直徑與進(jìn)氣管道的內(nèi)徑相同。

上述方案中，在溫差發(fā)電裝置不工作時，分流柵片的圓形表面與尾氣流經(jīng)方向一致；在溫差發(fā)電裝置工作時，分流柵片由步進(jìn)電機(jī)控制旋轉(zhuǎn)一定角度。

上述方案中，所述熱電模塊組至少為一個，且每個熱電模塊組內(nèi)的熱電模塊串聯(lián)，每兩個熱電模塊組并聯(lián)。

上述方案中，所述蓄電模塊可以采用蓄電池或超級電容器。