汽车尾气温差发电技术的发展和现状分析 2大学论文
汽车方面的毕业论文范文
汽车方面的毕业论文题目：汽车尾气排放控制技术的发展与创新摘要随着汽车工业的蓬勃发展，汽车尾气排放对环境和人类健康的威胁日益凸显。
为应对这一挑战，汽车尾气排放控制技术的研究与创新显得尤为重要。
本研究综述了汽车尾气排放控制技术的现状与发展，特别关注了创新技术的探索与实践。
研究表明，传统的排放控制技术如三元催化转化器等在降低有害物质排放方面发挥了重要作用，但随着环保法规的严格化，其局限性也日益凸显。
为此，新型排放控制技术如颗粒物捕集器（DPF）和选择性催化还原技术（SCR）等被开发并应用于实际生产中，显著提高了排放控制效果。
基于此，本研究还深入探讨了创新排放控制技术的问世、实际运用与验证，以及其所具备的技术优势和面临的挑战。
这项创新技术依托先进的材料科学和催化化学原理，通过改良催化剂配方和结构设计，并辅以智能控制系统，实现对尾气排放的精确管控。
实验结果表明，该技术能大幅减少汽车尾气中有害物质的排放量，提升排放控制效果，具备颇高的催化转化效率和稳定性。
汽车尾气排放控制技术将朝着更高效、更环保、更智能化的方向发展。
政策法规的严格化和市场需求的变化将推动排放控制技术的不断创新和升级。
同时，新能源汽车的快速发展也将对排放控制技术产生重要影响，为排放控制技术的发展带来新的机遇和挑战。
本研究不仅为汽车尾气排放控制技术的研发和应用提供了参考和借鉴，也为未来排放控制技术的发展方向提供了有益的思考。
关键词：汽车尾气排放；排放控制技术；创新技术；发展趋势；环保法规目录摘要 (1)第一章引言 (3)1.1 汽车尾气排放的危害 (3)1.2 排放控制技术的重要性 (4)1.3 研究背景和目的 (5)第二章汽车尾气排放控制技术发展现状 (7)2.1 传统排放控制技术 (7)2.2 新型排放控制技术 (8)2.3 国内外技术对比 (9)第三章创新排放控制技术的探索与实践 (10)3.1 创新技术的提出 (10)3.2 实践应用与验证 (10)3.3 技术优势与挑战 (11)第四章排放控制技术的未来发展趋势 (13)4.1 技术发展动态 (13)4.2 政策法规影响 (13)4.3 市场需求与趋势 (14)第五章结论 (16)5.1 研究成果总结 (16)5.2 对未来研究的建议 (17)第一章引言1.1 汽车尾气排放的危害随着全球汽车工业的飞速发展，汽车尾气排放已逐渐成为环境污染的主要来源。
汽车尾气余热温差发电研究进展
汽车尾气余热温差发电研究进展作者：杨红艳周东一彭浩来源：《山东工业技术》2016年第23期摘要：本文从五种温差发电基本效应理论基础出发分析发电原理，并基于此原理阐述在现如今其在温差发电领域的发展及应用，同时指出为以后对汽车尾气余热温差发电进行系统研究，提供一定的理论基础。
关键词：温差发电；汽车尾气；基本效应DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2016.23.1240 引言随着汽车产业的发展，汽车消耗能量也逐步地增加，因此对于车辆的能源进行节约显得尤为重要，所以利用发动机的余热发电成为了大家所公认的一个对于节能的一个行之有效地途径[1]。
现如今，汽车的作为动力只占消耗能量的40%[2]左右，剩下的60%的能量没有被充分利用，而在这部分能量中，被发动机废气排放所带走的能量却为30%-45%[3]，这些能量大部分通过热量散发出去，造成了严重的空气污染。
另外，汽车发动机的排气压力大，温度高，排气温度可达800℃左右。
如果将这些余热用来进行温差发电，不仅可以节约能源，还会因为利用热量进行温差发电，提高燃机热效率和在一定程度上减低汽车的噪声震动。
所以，通过汽车的余热发电这项技术显得尤为重要。
1 温差发电理论基础塞贝克效应、珀尔帖效应、汤姆逊效应、焦耳效应和傅立叶效应称为温差发电的五种基本效应，其中塞贝克效应、珀尔帖效应、汤姆逊效应中电和热的转化是可逆的，而焦耳效应和傅立叶效应是不可逆的。
这五种效应构成了温差发电研究的理论基础，下面依次进行介绍。
1.1 塞贝克效应塞贝克效应，又被人称为热电的第一效应，作为发现者的塞贝克认为，所谓的塞贝克效应就是因为接触材料的温度不同，存在了相应地温度差，这就使得接触材料所形成的回路存在了一定量的电动势，这种电动势也被塞贝克叫做温差电动势。
这种效应经常被作为温差发电理论基础被学者广泛使用。
1.2 珀尔帖效应珀尔帖效应，常常又叫做热电的第二效应，法国珀尔帖认为，假如两种不同材料的金属所形成的闭合回路中存在了直流电流的话，它们的接触处就会相应地产生放热和吸热地现象。
汽车尾气余热回收的温差发电技术探讨
汽车尾气余热回收的温差发电技术探讨刘菊麦朗贤(广东职业技术学院罗建奇王伟峰广东佛山528041)丿摘要：本文介绍了温差发电原理和由此产生的塞J贝克效应、汤姆逊效应和帕尔贴效应，分析了目前国内外温差发电技术进展，给出了国内外汽车用温差发电装置的实例，对目前的技术发展趋势作了分析。
关键词：温差发电技术;能耗;尾气引言随着经济的发展，人民生活水平的日益提高，汽车已经成为很多家庭出行的必备工具。
据统计,2013年我国汽车产销量均超过2000万辆，而且汽车保有量已达到1.37亿辆,2014年末全国的汽车保有量已经达到1.5亿辆。
汽车使用的频繁造成的空气污染和能源浪费问题尤为严重，因此如何有效地利用能源成为目前研究的热点课题。
有关研究表明，目前汽车发动机的热效率不到30%,大部分能量损失于汽车发动机的冷却水和高温尾气中而造成严重的能源浪费叫汽车排放的尾气温度高达300~400兀,若能将这部分热量加以储存再次利用，则既能减少汽车的燃油能量损耗，又能降低温室气体排放現温差发电技术是一种新型发电技术，具有绿色环保、无噪音、结构简单紧凑等优势。
若能利用温差发电技术将汽车排出的高温尾气进行回收发电并在车载系统中加以重复利用，则对提高汽车发动机的燃油经济性具有重要意义卩］，同时也会节约能源，减少尾气污染。
该项研究是国际热点课题，目前正处于初级阶段,具有巨大的发展潜力和发展空间。
1温差发电原理温差发电技术是指在温差作用下，利用热电材料将热能转化为电能的技术，其本质就是热能和电能之间的相互转换。
它包括相互关联的三个效应：塞贝克效应、汤姆逊效应和、帕尔贴效应。
1.1塞贝克效应塞贝克效应称为温差发电第一效应。
1821年,德国物理学家Seebeck T J发现当两种不同材料的金属导体连接成闭合回路，当对闭合回路中的任意一点加热时，闭合回路中产生了电流。
如图1所示；接点1金属材料1接点2T+AT金属材料2图1塞贝克效应示意图T金属材料1和金属材料2形成一个闭合回路并有1和2两个接点，对接点2进行加热，发现该闭合回路中产生了电流。
汽车尾气处理技术及展望
汽车尾气处理技术及展望随着全球汽车保有量的不断增加，汽车尾气排放对环境的影响日益严重。
为了降低汽车尾气对环境的危害，诸多尾气处理技术应运而生。
本文将围绕汽车尾气处理技术及展望展开讨论，以期提高人们对汽车尾气处理技术的认识和重视程度。
汽车尾气处理技术主要包括催化转化器、高效率SCR、LED灯光催化还原等。
这些技术的工作原理和优势各不相同，下面分别进行介绍。
催化转化器是汽车尾气处理中最常用的设备之一，其工作原理是在催化剂的作用下，将尾气中的有害物质（如CO、HC、NOx等）转化为无害物质（如COH2O、N2等）。
催化转化器的优势在于能够同时处理多种有害物质，且转化效率较高，使用成本较低。
选择性催化还原（SCR）技术是另一种常见的汽车尾气处理技术。
高效率SCR系统通过向尾气中注入尿素溶液，使尾气中的NOx在催化剂的作用下被还原为无害的N2。
高效率SCR技术的优势在于能够降低NOx的排放量，同时对燃油经济性影响较小。
LED灯光催化还原是一种新型的汽车尾气处理技术，其工作原理是利用LED灯光产生的能量，将尾气中的有害物质（如CO、NOx等）还原为无害物质（如CON2等）。
LED灯光催化还原技术的优势在于能够实现高效、节能、环保的处理，同时使用寿命较长，维护成本较低。
随着科技的不断进步，汽车尾气处理技术也在不断发展创新。
未来汽车尾气处理技术的发展趋势将朝着以下几个方向发展：未来汽车尾气处理技术将朝着多元化处理方向发展，即结合多种处理技术，实现更高效、更全面的尾气处理。
例如，将催化转化器和高效率SCR技术相结合，同时加入LED灯光催化还原技术，实现多层次、全方位的尾气处理。
能效优化是未来汽车尾气处理技术的重要发展方向之一。
通过优化尾气处理系统的设计，提高系统的能效，降低处理过程中能量损耗，从而实现更好的燃油经济性。
智能化控制技术将在汽车尾气处理系统中得到广泛应用。
通过引入先进的传感器和控制系统，实现对尾气排放的实时监测和自动控制，以提高尾气处理系统的效率和稳定性。
汽车尾气温差发电技术的现状及展望
汽车尾气温差发电技术的现状及展望摘要：汽车自诞生至今，为人类带来方便的同时也造成了不小的环境破坏。
随着化石能源的日益枯竭，国家对汽车环保性能的要求日益严格。
汽车发动机的热能利用率目前约为30%，其余部分热能则以冷却水、尾气等方式带出发动机。
温差发电是一种基于塞贝克效应的固体发电技术，具有体积小、无噪声等优点。
在汽车尾气排放管特定部位安装上温差发电系统，有利于提高内燃机的能源利用率。
该技术目前主要研究方向在：排气管道内部阻流设计、半导体材料的ZT值提高、发电系统散热方式的探讨以及与汽车其他组件的匹配性能探讨等。
因温差发电材料的热电转化效率较低、温差发电系统成本较高，致使该技术仍处于实验研究阶段，仍得不到普及。
但在全球环保要求日益严格的时代，汽车尾气温差发电仍是一种节能减排的有效技术，值得深入的研究与探讨。
关键词：塞贝克效应温差发电节能减排汽车尾气冷却系统中国分类号：文献识别码：引言：汽车发动机虽已经历过百年的发展，但其热效率仍只有30%左右，剩余约30%—45%的能量则是以汽车尾气的形式被带出内燃机，造成了较大的能源浪费[1]。
热电材料是一种具有广泛应用前景的环境友好材料，其无传动部件，工作无噪声，无排弃物，对环境无污染，且寿命长。
温差发电技术可将汽车尾气排放的大量废热转变为电能进而回收起来，从而提高能源利用率，实现节能减排的目的。
温差发电器件（TEG）的输出功率与其两端的温差相关，温差越大，输出功率越大。
除此之外还与热电材料的电压降系数、热导率等值相关。
电压降系数、热导越大，则TEG能够更多的将热能转化为电能。
温差发电作为一种清洁能源产生方式，具有较大的应用潜力，但因受到成本及热电转化效率的限制，目前还未得到普遍应用。
1.温差发电原理温差发电技术具有无运动部件、无噪声、无污染等优点，因此在各类高温窑和汽车尾气的废热回收、热电制冷、太空探测器的电源等领域得到广泛应用[2]。
此技术基于塞贝克效应，将P型和N型两种不同类型的半导体材料相连形成一个回路，若两个接头处存在温差，则回路中会产生电流。
温差发电技术的发展与展望
开始 引起 人 们 的高 度 关注 ，并 成 功地 在 在航 天 器 上 实现 了
长期发电。科学家对所有已知的热电材料进行 了测试 ，发
现 Ｂ— ｂ Ｔ 系材料 的热 电性 能 最好 ，优 值 系 数可 达 到 １ ｉＳ — ｅ 。 如果能 把优 值提 高到 ３ 以上 ，则 由这种 材料 制成 的温 差 电装 。． ．． ▲
Ｂ２ ｅ ，Ｐ Ｔ ， ｉ 相 继 问世 ，温 差 发 电技 术 的应 用研 究 ｉＴ ３ ｂ ｅ ＳＧｅ
地 区的转 销 产 品 ，半 导体 材 料 基 本依 靠 进 口。我 国 在这 一 领 域 目前 发 展 还不 是 很快 ，技 术 成 熟度 低 ，量 产 企 业产 品 原料 和核心 技 术都 受到 国外 的限制 。
． ． ．・
实验室、密西根技术大学等单位 ，重点支持他们在高性能
热 电材 料 和 应 用技 术 方面 的研 究 ，特 别是 低 品位 热源 与 工 业 余热 废 热 的利 用 。 日本 近几 年 开 展 了一系 列 以 “ 固体废 物 燃烧 能源 回收 研 究计 划 ” 为题 的政 府计 划 ，研 究 用于 固 体废 物 焚 烧 炉 的废 热发 电技术 ，将 透 平机 和 温 差发 电机 结
利 用 的初 步 实验 表 明 ：半 导体 温 差发 电 方式 是 在这 种 场合
究机 构 也 已联 合 进 行 了汽 车 发动 机 余 热发 电方面 的预研 ，
并 正在 组 织 “ 瓦 到兆 瓦 热 电 能量 转 换 ”大 型科 研 项 目 ， 纳
并 着重 开 发小 功 率 电源 、传 感器 和 运 用纳 米 技术 进 行 产 品 研发 。 美 国 能源 部 和纽 约 州 能源 研 究 开发 权 利机 构 开 发 的
汽车尾气温差发电技术研究综述
汽车尾气温差发电技术研究综述刘磊，漆波，陈金友(南华大学机械工程学院，湖南衡阳421000 )摘要:汽车尾气温差发电技术将低品位余热通过发电装置转换成电能，可以有效地降低汽车油耗，减少废气、废热排放。
文中介绍了温差发电器工作原理；叙述了温差发电技术的国内外研究现状，并对内置式和外置式温差发电器进行相关介 绍；分析了汽车尾气发电的不足以及未来主要研究方向，主要包括新型热电材料的研制、温差发电器的结构设计与优化、考 虑温差发电器件的失效问题和可靠性问题以及混合动力系统上应用研究等4个方面。
关键词：汽车尾气;温差发电;研究现状;研究方向中图分类号：U 464.13;X 706 文献标志码:A文章编号：1002-2333(2017)07-0003-03 Research Overview of Automobile Exhaust Temperature Difference Power GenerationLIU Lei, QI Bo, CHEN Jinyou(Institute of Mechanical Engineering, University of South China, Hengyang 421000, China)Abstract：The low grade waste heat of automobile exhaust gas is converted into electrical energy by means of power generation equipment,can effectively reduce vehicle fuel consumption,emissions and waste emissions.This paper introduces working principle of electric generator.The domestic and foreign research status of thermoelectric power generation technology is described.The internal and external temperature of the thermoelectric generator is introduced.We analyze the deficiency of automobile tail gas power generation and the research direction in the future,which includes the development of a new type of thermoelectric materials,thermoelectric structure design and optimization,considering the thermoelectric power generation device failure and reliability issues as well as in the hybrid system on the application of the 4 aspects.Key words ：automobile exhaust;thermoelectric power generation;research status;research direction0引言随着经济快速发展，我国汽车的数量每年都大幅度 增长。
汽车尾气余热温差发电研究进展
［ １ 】张征 ． 温 差发 电技 术及 其在 汽 车发 动 机排 气余 热利 用 中的应 用
［ Ｊ ］ ．能 源技 术 ， ２ ０ ０ ４ ， ２ ５（ ０ ３ ） ： ｌ ２ ０ － １ ２ ３ ．
汤姆逊效 应 ，同样地也常常被 人称为第三效应 ，英 国科学 家汤姆
电 力 技 术
暴工案 梗术
１ ４ ６
汽车尾气 余热 温差发 电研 究进展
杨红艳 ， 周东一 ， 彭 浩 （ 邵阳学院 机械 与能源工程系 ， 湖南 邵 阳 ４ ２ ２ ０ ０ ０）
摘 要 ：本文从五种温 差发 电基 本效应理论 基础 出发分析发 电原 理，并基于此原理 阐述在现如今其在温 差发 电领域的发展及应用 ，同时指 出为 以后对 汽车尾气余热温差发 电进行 系统研究 ，提供一定的理论基础 。 关键 词 ：温差发 电 ；汽车尾气 ；基本效应
１ ． ２ 珀 尔 帖 效 应
利用温差发 电技术所设置 地温 差发电装置效率仅仅为 ５ ％ 一 ７ ％，这种 问
题 的主要原 因就是 ，对于温差发 电的装置还需要很大地优化和改进 。 （ ２ ）材料 散热 的情况 。对于 温差 发电来说 ，它的基础 原理就 是
通过温度差从而造就 电动势 ， 所 以这就会 出现冷 热两端 散热不 均匀性 ， 使得两端地温度差降低的很快 ，在一定程度减低 了发 电量
辆 的能源 进行 节约 显得尤 为重 要 ，所 以利用 发动机 的余 热发 电成为 了大 家所公认的一个 对于节能 的一 个行之有效地途 径 … 。现如今 ，汽 车 的作 为动 力只 占消耗 能 量的 ４ ０ ％ 左 右，剩 下的 ６ ０ ％ 的能量 没有
焦耳 效应定义为单位 时间内由稳定电流产生 的热量 等于导体 电阻 和 电流平方 的乘积 。
汽车发动机排气余热温差发电技术的研究
汽车发动机排气余热温差发电技术的研究随着经济的高速发展，人们对环保与能源利用的需求越来越高，因此如何有效地节约能源和减少大气污染成为了当今科技领域的重要课题之一。
而汽车作为人们日常生活和工作的必需品，对于其能源的利用也越来越受到关注。
汽车发动机排气余热温差发电技术便是其中一种节能减排技术。
本文将介绍该技术的研究以及其应用前景。
汽车发动机的工作原理是通过燃料燃烧产生热量，使活塞做往复运动，从而驱动汽车的轮胎运行。
而这个过程中产生的燃烧废气温度高达1000多摄氏度，直接排放到大气中不仅浪费了能源，还会产生大量的有害气体和碳排放。
为了减少废气温度和减少排放，人们开始研究利用这个高温废气进行发电，即发动机排气余热温差发电技术。
发动机排气余热温差发电技术属于热电转换技术的范畴。
利用热电效应原理，将热能转化为电能。
它的基本原理是：在热、电、导、磁材料体系中，热电子在热差驱动下在两端形成电势差从而产生电流，这一过程中不需要外部能源供应。
而发动机排气余热具有高温低温之分，通过在排气管内设置热电元件，转换排气管内的热能，将之转换为电能，从而利用排气管内的温差产生电能。
在实际应用过程中，电子对和泊松公式的运用是发动机排气余热温差发电技术的核心之一。
通过在热电元件不同端的两种材料间建立电子对，形成电场，电场大小将随温差的变化而变化，从而产生热电效应。
而利用泊松公式，可以计算出材料的特定热导率和热电功率，实现对电势差的计算和控制，从而更好的利用热能，将其转变为电能。
发动机排气余热温差发电技术广泛应用于汽车、船舶等尾气排放通道、气轮机尾气排放等领域。
与传统的热机发电相比，发动机排气余热温差发电技术具有热电转换效率高、无污染、体积小、结构简单等优点。
随着汽车发动机技术的不断创新，对技术的要求也愈加严格，未来将更多地采用发动机排气余热温差发电技术，实现更加高效的能源利用，从而推动汽车行业的可持续发展。
综上所述，发动机排气余热温差发电技术是一项具有广阔应用前景的节能减排技术。
(完整word版)我国汽车尾气排放控制现状与对策分析解析
南京信息职业技术学院毕业设计论文作者学号系部专业题目我国汽车尾气排放控制现状与对策指导教师评阅教师完成时间：年月日毕业设计(论文)中文摘要毕业设计(论文)外文摘要Title:Current situation and Countermeasures of automobile exhaust emission control in China Abstract: With the economic rapid development and the protection of the ecological environment issues have become increasingly prominent, and in the 21st century today, cars will have to become the tool of ride instead of walk we can not be replaced. And the pollution of the car makes us have to pay attention to it. Automobile exhaust has become the main factor of air pollution, China's urban air pollution and automobile exhaust emissions have exceeded the normal value. With the reform and opening up continuous development, people's living level also in the continuous improvement of, car appear to people's life brought great convenience, also gradually changed urban development patterns and people's way of life, so this to the vigorous development of China's automobile industry brought good opportunity. However, the rapid development of the automobile industry also brings greatchallenges and serious threats to the harmonious ecologicalenvironment in our country. Therefore, it is necessary to seek a newbalance between the development of the automobile industry andthe environment protection. This paper expounds the presentsituation of automobile exhaust emission in our country, the presentsituation of automobile exhaust emission and some methods andmeasures to control the emission of automobile exhaust.Keywords Automobile exhaust emission contaminated airpollution目录1 引言 (6)2 汽车排放的主要成分 (6)2.1 一氧化碳（CO） (6)2.2 碳氢化合物 (6)2.3. 氮氧化合物（NOx） (7)3 我国汽车尾气排放现状 (7)4 汽车尾气排放的检测方法 (8)5 减少汽车排放的一些措施 (10)5.1 提高机动车燃油质量，改进炼油技术 (10)5.2 开发新能源汽车，环保新技术 (10)5.3 强化行政管理，减少和消除汽车尾气对大气环境的污染 (11)全文总结 (12)致谢 (13)参考文献 (1)1 引言近年来，环境空气污染的主要因素之一是汽车尾气。
汽车尾气温差发电系统发电效率研究
２ ０ １ ７ ￣ １ ５ 期Ｉ 科技创电效率 研 究
邹治 风 刘 帅 吴 嘉坤 齐 明 洋
（ 吉林农业科技 学院 电气与信息工程学院 ， 吉林 吉林 １ ３ ２ １ ０ １ ）
摘 要： 内燃 机作 为汽 车 的主 动 力 源 ， 热利 用 效 率始 终偏 低 ， 其 中 由尾 气 带走 的 热量 就 高达 ４ ０ ％。 温差 发 电是 一 项 能 直接 实现 热 电转 化 的技 术 ， 而 汽车 尾 气 温差 发 电 系统 是 一 个直 接将 尾 气 中的余 热 转化 为 电能 并输 出的装 置 。但 是 传 统 的温 差 发 电 系统 热 电 转化 效 率 只 有 ７ ％一 １ ０ ％。 经过 理论 探 讨 与研 究 ， 文章从 温差 发 电材 料 、 热 电模 块 自身性 能 、 热 电模 块 拓 扑 结构 三 个 方 面 总结 了温
差发 电 系统发 电效 率 的提 升 改 进 方案 。 关键 词 ： 温差发电； 塞 贝克 效 应 ； 热屯 能量 转换 ； 拓 扑 结 构
２ － ３发 电 系统 的拓 扑 结 构 １温 差 发 电原 理 及 温差 发 电系统 简 介 温差 发 电 主要 利 用 半 导体 热 电 材料 的塞 贝克 效 应 。 将 两 种 半导 汽 车尾 气 温差 发 电装 置拓 扑 结 构 的 优 化 ，涉 及 三个 主要 方 面 ： 体材料一端连结放置在高温端 （ 热端 ） ，另一端开路放置在低温端 温差发电装置结构优化 、 热端气箱设计 、 冷端构造改 良。 单片温差发 电模块 的发 电量较小 ， 应用 时 ， 通常将单片温差发 （ 冷端 ） ， 在冷端形成开路电压的现象 ， 就是赛贝克效应 。 利用这个效 这种多个单体热电模块间的布置关系称 应直接将热能转化成电能。 在两种导体或者半导体材料中产生的电 电模块连接成温差发 电组 。 动势 ， 被 称 为 温差 电动 势 。塞 贝 克 电压 与 热 冷 两 端 的 温度 差 △Ｔ成 作 温 差 发 电模块 组 的拓 扑 结构 。平 板 式 、 圆 柱 型及 网状 型是 最 常 见 的温 差 发 电模 块 外 ， 一般 ， 明层 叠 平 板 式 是 比较 有 空 间 和 性 能 优 势 正比 ， 即： ＡＶ ＝ ａ ｓ ＡＴ ＝ ａ ｓ Ａ（ Ｔ ２ 一 Ｔ １ ） （ １ ） 的结 构 ［ １ ］ ， 对汽车尾气温 差发电系统来说 ， 能 最 明显 的 提 高 发 电效 率。 式中０ 【 称为 塞 贝 克 系数 。 温 差 发 电系 统 一般 由热 电模 块 、 废 热 通 道 以及 冷 端 散 热 装 置 ３ 设 于 汽 车尾 气 排 气 管 处 的 热 端 气 箱 ， 分为上下两层 ， 内外 部 设 部分组成【 ｌ 】 。 热 电模块安装在排气管处 ， 通过集热的热端与散热快 的 有不同的扰流片。有关研究表 明， 温差发电模块冷热端温度分布越 冷端形成温差 。 热电模块产生的电能经控制模块 ， 整流、 限压 、 稳压 均匀 ， 模块 的发电效率越高【 习 。而在冷热端设置扰流片 ， 有降低尾气 之 后 输送 给外 界 。 流速的作用 ， 不仅使尾气在热端停 留的时 间稍微加长 ， 提高尾气 的 ２关 于汽 车 尾气 温 差 发 电 系统 效 率提 升 与 优化 利 用率 ， 更 能 达 到热 端 温度 均 匀 分 布 的作 用 。 冷 端散 热 装 置是 温差 发 电 系 统必 不 可少 的部 件 之 一 ， 性 能 的 好 ２ ． １温 差 发 电材 料 的性 能提 升 １ ９ ５ ４年 Ｇ ｏ ｌ ｄ ｓ ｍ ｉ ｄ发 现具 高赛 贝克 系数 和 高原子 量 的 Ｂ ｉ Ｔ ｅ ， 坏 直接 决 定 温差 发 电模 块 冷 热两 端 温 差 。 现 今 常 用 的冷 端散 热 方 式 １ ９ ５ ８年 Ｂ ｒ ｉ ｋ ｈ ｏ ｋ ｌ ｚ 和 Ｒ ｏ Ｓ ｉ 发现 可 以有效 降低 热导 率 的 Ｂ ｉ ２ Ｔ ｅ ３与 有 自然 风 冷 ， 和水 循 环 冷 却 管道 。前 者 一般 不 被 采 用做 汽 车 尾 气 发 Ｓ ｂ ２ Ｔ ｅ ３以及 Ｂ ｉ ２ Ｓ ｅ ３的 合 金 ，近 些 年 广 泛使 用 的各 种 半导 体 温 差 发 电装 置 的散 热方 式 ， 原 因 是 空气 的导 热 性能 好 ， 比热 容 小 ， 流 动 速 度 电材 料 以及 纳 米 结 构 材料 也 有 新 的进 展 ， 能通 过 降 低 晶体 结 构 热 导 快等。 汽车尾气余热散失快 ， 降低余热的利用率 ， 还造成冷端温度不 率， 提 高 温 差 发 电系 统 的 发 电 效 率 ［ ３ １ ， 温 差 发 电 材 料 性 能 也 更 加 优 均匀。 因此 ， 冷端散热方式一般选着水循环冷却 ， 既能快速降低冷端 越。 温度 ， 又能 尽 量减 小 温度 分 布 不均 的问 题 ， 并且 水 可 以循 环 使用 。 如今 ， 温差发 （ 热 电） 电材料主要有 １ ０种左右 。 在钴矿等传统材 ３ 结束 语 料 研究 的基 础 上新 的制 造 工艺 的研 究正 在 兴起 。 人 们 通 过 在合 金 中 本文从传统汽车尾气 温差发 电系统 的基本发 电材料到 系统模 掺杂不 同元素 ， 通过材料低维化（ 薄膜化 ） 和梯度化等不 同的制备手 块 构建 以及 整 个 系 统 的拓 扑结 构 出发 ，针 对 这 三 个 部 位 各 自的特 段对 传统热 电材料进行性能改造 ， 提高优值 ， 并取得了显著的效果 。 点， 分别提出改进方案。阐明了材料掺杂化 、 低维化 、 梯度化以及优 不仅 有 较 大 的 塞 贝克 系 数 ， 还 有 较 小 的导 热 系 数 （ 或 称 热 导率 ） 及低 化载流子作为当今温差发电材料主要发展方 向的原因。 给出单片温 的 电 阻率 ， 从 而 使 热量 集 中在 接 头 附 近 。实 践证 明这 些 热 电材料 正 差发 电模块结构 的优化要点 ， 主要涉及到物理模 型优化 ， 数学模型 朝着 掺 杂 化 、 低维化 、 梯度 化 和 优化 载 流 子 浓度 这 些 方 向发 展 。 其 中 优 化 。 通 过 改 变发 电 片 的 内部构 型 设计 ， 定量 给 出 内部 电原 件 数 量 、 宽度 、 电极 以及 导 热底 部 布局 等 。 提 出 温差 发 电 系统 拓 扑结 构 材料 梯 度 化 是解 决 目前 温差 发 电材 料 工作 温 域 较 窄 的 最有 效 方 法 ， 长度 、 其基 本 思 想 是 在确 保 各 组分 单 一 温 差发 电材 料 的 性 能 上 ， 拓 宽使 用 改 进 ， 包 括温 差 发 电模 块 的 拓 扑 结 构 、 热 端 以及 冷 端 够 造 三 个 部 分 温度 范围， 使各组分都能在各 自的最佳温度 区工作【 ” 。 优化改 良， 从 而整 体 上提 高 温差 电系 统 的发 电效 率 。 参 考 文 献 ２ ． ２单片温差发电模块内部构造设计 温差发电模块是温差发 电装置最核心 的组件之一 ， 主要的功能 ［ １ ］ 袁晓红． 汽 车 发 动 机 尾 气 余 热 温 差 发 电装 置 热 电转 换 技 术研 究 是实现热电转化 ， 其性能优劣直接决定 系统输出功率。一个 由 Ｎ对 ［ Ｄ ］ ． 武汉 ： 武 汉理 工 大 学 ， ２ ０ １ ２ ． 热电偶组成 的热 电模块产生的电动势 ｖ， 可通过公式 ［ ２ ］ 郭 口． 汽 车尾 气温差发 电效率 的影响 因素ｆ Ｊ 】 ． 汽 车工程 师 ， ２ ０ １ １ Ｖ ＝ Ｎ Ｐ Ｎ （ Ｔ Ｔ ｃ ） ＝ Ｎ Ｐ Ｎ ＡＴ （ ２ ） （ ６） ： ４ ５ — ４ ７ ． 式中： Ｎ 一 单 一 热 电偶 的 总 赛 贝 克 系 数 ； Ｔ Ｈ ． ． 热 电模 块 热 端 温 『 ３ １ 程富强． 碲 化铋 温差 发 电模块 结构型优化设 计『 Ｄ １ ． 高电压技 术 ， ２ ０ １ ４ （ ４ ） ． 度； Ｔ ｒ热电模块冷端 温度 ； ＡＴ 一 模块两端的温差 。 系数 Ｎ 州为 热 电模 块 自身 的性 能 参 数 。从 上式 可 以看 出 ， 要 想 【 ４ 】 许志建 ， 徐行． 塞 贝克 效应 与 温 差发 电『 Ｊ １ ． 现代 物 理 知 识 ， ２ ０ ０ ４ （ １ ） ： ４１ — ４ ２． 从 系 统 的本 质 上 提发 电效 率 ， 需要 优 化 模块 的 自身 构造 。 单 片温 差 发 电模 块 的 构 型优 化 设 计 主 要包 括 热 电原 件数 量 、 长 ［ ５ ］ 张哲 ． 基 于塞 贝克 效 应 的 热 电 能量 转 换 系统 设 计 与优 化 ［ Ｄ 】 ． 北京 ： 度、 截面积 、 电极 和导 热 底 布局 等 ， 对 于获 得 高 性 能输 出十 分 重 要 ｔ ４ ］ 。 北 京林 业 大 学 ， ２ ０ １ ６ ． 文献［ ３ 】 的 有关 研 究 表 明 ： 作者简介 ： 邹 治风 ， 吉 林农 业科 技 学 院 电 气 工程 及 其 自动化 系 （ １ ） 模 块 内部 热 电 原 件 长度 的最 优 长度 值 在 ０ ． ０ ７ ５ ｍｍ ０ ． １ ２ ５ ｍ ｍ 学生。 范围内。 刘 帅， 吉林农 业 科技 学院 电 气 工程及 其 自动化 系学 生 。 （ ２ ） 输 出功 率 随热 电元 件截 面 积 的增 大 而 减小 。 吴嘉坤 ， 吉林农业科技学院电气工程及其 自 动化 系学生。 （ ３ ） 导 热 基 底越 厚 ， 输 出功 率 和能 量转 化 效 率均 会 减 小 。 通讯 作 者 ： 齐明洋， 男， 硕士， 助教 ， 吉林 农 业科 技 学 院教 师 ， 研 提 高 温 差 发 电装 置 的输 出能 力 可 以 通 过 提 高 温 差 发 电模 块 的 究 方向 ： 新 能 源与 智 能控 制 技 术 。 塞贝克系数 、 导热性能 、 冷 热端 温差 及 增 加 温 差 发 电模 块 �
浅谈汽车尾气温差发电系统
车辆工程技术1车辆技术1 热力学理论（1）塞贝克效应：由两种相异导体（或半导体）构成的闭合回路，当两接点持续保持在不同温度T 1、T 2时，回路中有电流流过，此回路称热电回路，回路中出现的电流称为热电流，回路中出现的电动势称作塞贝克电动势，此现象称为塞贝克效应[1]。
如图1所示。
图1 塞贝克效应原理图（2）珀尔贴效应：1834年法国科学家珀尔帖发现了第二热电效应（珀尔帖效应）。
当直流电流过通过半导体P 型和N 型连接的一对热电偶时，在半导体P 和N 的结处发生热吸收或发热效应，这引起温差[2]。
能量在两材料的交接处以热能的形式吸收或放出[3]。
如图2所示。
图2 珀尔贴效应原理图（3）汤姆逊效应：电流通过均匀导体时，在电流方向上施加温度差这就是汤姆逊效应的原理，吸热效应的产生是由于电流方向和电流两端有温度差且流向相反所产生的。
如图3所示：图3 汤姆逊效应原理图2 汽车尾气温差发电系统组成图4 温差发电系统结构图多种系统（温差发电模块，余热发电系统，冷却系统和保护系统）组成了汽车尾气温差发电系统，如图4所示。
电动三通阀可以做到保障温差发电装置的功用，在发动机尾气温度等数值不稳定时将废气直接向大气排放，不经过温差发电模块，可以避免温度过高的废气进入温差发电模块，致使装置的温度过高而毁损热电模块[4]。
3 温差发电装置构成汽车尾气温差发电装置是将汽车在运行过程中通过尾气排出而未利用的能源进行回收利用，为汽车提供能源来节约能源为目的的一套系统。
本文所研发的温差发电装置主要包含下述几个部分：热端吸热气箱、冷端冷却系统、热电片组以及紧固结构，如图5所示，由两个吸热气箱及三个冷凝水箱互相层叠而成。
有三个冷却水箱通过四通阀连接管连接，三个冷却水箱两两之间夹着一个气箱，两个气箱通过尾气进、出口管道连接。
该管道其实就是一个三通阀，这样连接组成一个整体。
该装置工作时，汽车的尾气通过三通阀一分为二进入上下两个气箱，在两个气箱里面进行处理过后，在通过一个三通阀汇聚排除。
(完整word版)汽车尾气温差发电装置
(完整word版)汽车尾气温差发电装置吉林大学学士学位论文（设计）承诺书本人郑重承诺：所呈交的学士学位毕业论文（设计），是本人在指导教师的指导下，独立进行实验、设计、调研等工作基础上取得的成果。
除文中已经注明引用的内容外，本论文（设计）不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的作品成果。
对本人实验或设计中做出重要贡献的个人或集体，均已在文中以明确的方式注明。
本人完全意识到本承诺书的法律结果由本人承担。
学士学位论文（设计）作者签名：2014年6月3日(完整word版)汽车尾气温差发电装置中文摘要由于世界工业化进程的速度加快，能源与环境危机越来越备受瞩目，寻找新的替代能源和开发高效的节能技术已被很多国家写入国策。
在如今的能源利用体系下，大量的低品位能源充斥其中。
单从汽车业行业角度来说，尾气中的能量流失是十分巨大的，如果能够充分利用这部分废气，对于提高燃油利用率乃至缓解能源问题具有非常重要的意义。
本论文中为解决这一症结采取了汽车尾气余热半导体温差发电技术。
温差发电技术是一种以温差发电材料为基础，利用热电效应将低品位能源转化为高品位能源的技术，因为它具有噪声小、磨损低、质量轻、安全可靠、性能稳定、环境友好、适用范围大以及不受温度所限等众多的优势，故而温差发电技术在工业废气等低品位热能的回收与利用上有很高的潜力。
本文涉及的主要内容有如下几个方面：（1）通过对研究背景和发展现状的研究，充分肯定了尾气温差发电的必要性和可行性。
并通过比较各种尾气发电方式的利弊选取了合适的方案。
（2）深入了解了温差发电的原理，对实验装置结构进行了初步的探索，然后对其进行了详尽的热力计算和功率计算，确保可达到预期目标。
关键词: 能源危机汽车行业余热利用温差发电(完整word版)汽车尾气温差发电装置(完整word版)汽车尾气温差发电装置ABSTRACTBecause of the faster pace of the industrialization, the energy crisis and environment problem is being more and more serious。
温差发电技术及其在汽车发动机排气余热利用中的应用探讨 陈飞
温差发电技术及其在汽车发动机排气余热利用中的应用探讨陈飞发表时间：2019-11-29T14:47:38.667Z 来源：《工程管理前沿》2019年21期作者：陈飞孙浩[导读] 汽车工业是我国国民经济的支柱产业之一摘要：汽车工业是我国国民经济的支柱产业之一。
随着我国汽车工业的发展，车辆消耗的能源与日俱增，车辆的节能也越来越受关注。
然而以现有的内燃机指标评估，燃油中60%左右的能量没有得到有效利用，绝大部分以余热的形式排放到大气中，造成了巨大的经济损失和严重的环境污染。
因此利用发动机余热发电是一个很好的节能途径。
由于汽车的结构紧凑、发动机排气量小，车用发动机余热的利用相对于大型工业设备余热回收来说难度更大。
20世纪70年代以来一些工业发达国家的学者提出了采用温差发电技术来解决上述问题。
温差发电技术依据热电直接转换原理，具有结构简单、无运动部件、无噪声等特点，在低品位热能利用方面具有独特的效果，把它安装在内燃机的排气管上，能够将内燃机运行余热直接转换为电能。
温差发电的研究包括了热电器件和发电器两个方面是热电学的一个重要领域。
在本文中将围绕温差发电技术及其在汽车发动机排气余热中的应用开展分析，介绍应用半导体热电元件的温差发电技术的主要特点，其中包括了应用半导体材料的要求以及温差发电器的主要结构等。
关键词：温差发电；发动机；排气余热1、热电转换材料和元件1.1热电材料热电转换器是温差发电器的基本零部件，其作用是能够将热能直接转化为电能的形式，其转换效率由热电极材料的性能与其器件制造水平共同决定。
上个世纪有科学家提出了半导体热电理论，现用于温差发电的热电材料基本都属于半导体材料。
判断热电材料的好坏的依据为塞贝克系数的平方和电导率的乘积和热导率的比值。
被用于温差发电的材料不仅具备高塞贝克系数和电导率，还应具备较低的热导率，但这是一个难度极大的条件，所以对此种材料的寻找为目前热电学的热门研究方向。
（1）热电新材料应用研究。
汽车尾气污染控制技术研究现状及发展趋势
汽车尾气污染控制技术研究现状及发展趋势1.前言随着汽车工业的飞速发展，人们的出行条件得到了极大的改善，同时在很大程度上也推进了社会经济的发展，呈现出一片繁荣的景象，出行变的舒适而便利。
无论在发达国家还是发展中国家，汽车都具有巨大的市场空间，尤其是中国。
城市汽车保有量迅速递增，汽车排污负荷幅度加大，直接影响到空气环境质量及人们的健康。
对汽车尾气污染控制技术的研究无疑是当今的一个重要课题。
2.汽车尾气概述2.1汽车排放污染物及其危害尾气污染主要是指柴油、汽油等机动车燃料因含有添加剂和杂质，在不完全燃烧时，所排出的一些有害物质对环境及人体的污染和破坏。
汽车发动机排放的尾气中有一部分毒性物质在燃料不完全燃烧或燃气温度较低时产生较多。
尤其是在次序起动、喷油器喷雾不良、超负荷工作运行时，燃油不能很好地与氧化合燃烧。
另一部分有毒物质，是由于燃烧室内的高温、高压而形成的。
汽车排放的尾气中含有上千种化学物质，除空气中的氮、氧和水蒸汽为无害成份外，其余均为有害成份。
这些有害物质可分为气体和颗粒物两大类。
气体包括：一氧化碳、二氧化碳、氮氧化合物、碳氢化合物、硫氧化合物、挥发性有机物和臭氧等。
颗粒物包括：碳黑、焦油和重金属等。
2.1.1一氧化碳汽车发动机若进气不足或燃油喷射时间过长，使得气缸内燃油不能完全燃烧，则汽车尾气中将产生CO。
CO与血液中的血红蛋白结合的速度比O2快250倍。
CO经呼吸道进入血液循环，与血红蛋白亲合后生成碳氧血红蛋白，从而削弱血液向各组织输送氧的功能，导致人体缺氧，危害中枢神经系统，造成人的感觉、反应、理解、记忆力等机能障碍，引起头晕、头痛、呕吐等中毒症。
重者危害血液循环系统，导致生命危险。
即使是微量吸入CO，也可能给人造成可怕的缺氧性伤害。
交通高峰时段常常出现CO的污染峰值，汽车内浓度有时比车外更高。
2.1.2氮氧化物氮氧化合物主要是指一氧化氮和二氧化氮，它是发动机大负荷工作时，在燃烧室高温富氧的环境中产生的一种褐色且有臭味的气体。
温差发电技术的研究进展及现状
温差发电技术的研究进展及现状
赵建云;朱冬生;周泽广;王长宏;陈宏
【期刊名称】《电源技术》
【年(卷),期】2010(034)003
【摘要】温差发电技术是一种绿色环保的发电方式,它可以合理利用太阳能、地热能、海洋热能、工业余热废热等低品位能源转化成电能.介绍了温差发电技术的原理,回顾了国内外的研究进展及现状,对温差发电中存在的发电效率低、温差电组件使用寿命短、可靠性不高等问题进行了分析,并提出了解决的办法.同时指出随着热电材料和温差电组件性能的提高,温差发电技术的优势将更加明显,应用前景广阔.【总页数】4页(P310-313)
【作者】赵建云;朱冬生;周泽广;王长宏;陈宏
【作者单位】华南理工大学,化学与化工学院,传热强化与过程节能教育部重点实验室,广东,广州,510640;华南理工大学,化学与化工学院,传热强化与过程节能教育部重点实验室,广东,广州,510640;华南理工大学,化学与化工学院,传热强化与过程节能教育部重点实验室,广东,广州,510640;广东工业大学,材料与能源学院,广东,广
州,510075;华南理工大学,化学与化工学院,传热强化与过程节能教育部重点实验室,广东,广州,510640
【正文语种】中文
【中图分类】TM913
【相关文献】
1.汽车尾气余热温差发电技术研究进展与发展趋势 [J], 王宾;赵德龙;陶新良
2.温差发电技术的研究进展及现状 [J], 张峰
3.冷能温差发电技术及材料研究进展 [J], 胡放;戚学贵;王学生;任超;代晶晶
4.温差半导体发电技术研究现状 [J], 陈宏涛;肖爱玲
5.太阳能温差发电技术的研究进展 [J], 朱冬生; 吴红霞; 漆小玲; 周泽广
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
关于优化汽车尾气温差发电系统效率的探讨
关于优化汽车尾气温差发电系统效率的探讨近年来汽车保有量不断增加，但一直以来汽车运行过程中都存在能量利用率低的问题，特别是通过尾气带走较多的热量，导致能源大量浪费。
针对于这种情况，温差发电技术的出现有效的解决了这个问题，其通过热电转化技术，利用汽车尾气温差发电系统可以将尾气中的余热转化为电能输出，可以有效的提高能源的利用率。
温差发电系统是利用汽车尾气能量特点将尾气中的热能转化为电能，并通过储能设备为其他车载用电设备供电，实现能源的重复利用。
文中从温差发电系统概述入手，分析了温差发电器结构组成，并进一步对优化汽车尾气温差发电系统效率的措施进行了具体的阐述。
标签：汽车尾气温差发电;原理;温差发电器结构;效率1 温差发电系统概述由于温差发电是依托于赛贝克效应原理，通过将半导体热电材料一端连接在一起使其处于高温状态，另一端开路则处于低温状态，冷端形成开路电压，利用热电材料的赛贝克效应完成热能向电能的转化，其中主要是利用两种导体或是半导体材料之间所产生的电动势，而且冷热两端温度差与赛贝克电压之间呈现为正比关系。
温差发电系统主要组成为热电模块、废热通道及冷却水箱。
在汽车排气管处来安装热电模块，这样热端和冷端之间会有温差产生，利用热电模块产生电能后，并通过热电模块进行整流、限压和稳压处理后，将电能向外界进行输送。
在温差发电系统中，废热通道和热电模块作为主要组成部分，因此温差发电系统的输出功率直接受到废热通道的内部结构及热电模块的连接方式的共同影响，两者也是提高温差发电系统发电效率的关键所在。
2 温差发电器结构及运行原理温差发电器根據其结构不同可以将其分为内置式和外置式温差发电器。
这其中内置式温差发电器的应用过程中，其将集热器与发电模块与排气管内壁直接连接，通过高温尾气之间的对流来形成发电器热端，其温差的获取主要依赖于排气管内的高温热能和循环水冷，以此来完成热能向电能的转换。
外置式温差发电器分为平板式和圆筒式两种。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
汽车尾气温差发电技术的发展和现状分析摘要：汽车工业是我国国民经济的支柱产业之一，伴随着汽车工业的发展，车辆消耗的能源也与口俱增，利用发动机余热发电不仅是解决能源问题的一个有效途径，也是一个很好的节能途径。
我国的汽车拥有量在逐年增长，伴随着汽车使用所产生的大量尾气污染者大气环境，所以，环保问题日趋严峻。
汽车尾气温差发电既能解决环境污染问题，又能发电，同时解决汽车用电量紧张的问题。
引起国内外科研工作者不断的探索。
本课题是基于汽车尾气余热回收的温差发电研究，主要研究内容是如何提高温差电模块热电转换效率和集热器集热效率，以提高尾气总的回收利用率。
关键词：温差发电；环保；效率；Development and present situation analysis of automobile exhaust temperature difference power generation technologyAbstract：The automobile industry is one of the pillar industries of our national economy.Energy consumption by vehicles is increasing with the development of automobileindustry. Power generation using engine waste heat is an effective way to solve theenergy problem and also a good way of saving energy. The automobile industry is one of the pillar industries of our national economy.Energyindustry.consumption by vehicles is increasing with the development of automobilePower generation using engine waste heatis an effective way to solve the.Keywords：Thermoelectric power generation;environmental protection;efficiency目录第一章绪论 (1)1.1研究背景和意义 (1)1.2研究现状及发展态势 (1)1.3前人的研究成果举例 (2)1.4本论文的工作 (2)第二章温差发电理论基础 (4)2.1温差发电基本效应 (4)2.1.1赛贝克效应 (4)2.1.2珀尔帖效应 (4)2.1.3汤姆逊效应 (5)2.1.4焦耳效应 (5)2.1.5傅立叶效应 (6)2.1.6开尔文关系式 (6)2. 2温差发电的性能衡量标准 (6)2.2.1热电转换效率 (7)2.3温差发电的发展及应用 (9)2.3.1温差发电模块 (9)第三章高效分段级联温差电单偶优化设计 (10)3.1温差发电的半导体材料 (11)3.2高效分段温差电单偶仿真优化 (11)3.2.1模型建立 (11)3.2.2优化仿真 (12)3.2.3优化结果 (12)3.2.4结论 (12)3.3高效分段一级联温差电单偶仿真优化 (12)3.3.1模型建立 (13)3.3.2优化仿真 (14)3.3.3结果分析 (16)3.4小结 (16)第四章集热器仿真设计 (17)4.1换热原理简介 (17)4.1.1换热器概述 (17)4.1.2对流换热概述 (18)4.2不同翅片的集热器仿真 (18)4.2.1仿真模型 (19)4.2.2四种不同齿片的集热器模拟结果 (23)4.2.3结果分析 (33)4.3实验模型仿真 (34)4.3.1实验模型简述 (34)4.3.2实验模型模拟结果 (35)4.3.3结果分析 (36)第五章结论 (36)参考文献 (38)致谢 (40)第一章绪论1.1研究背景及意义城市现代化的迅速发展使得能源的需求量大大增加，导致能源非常紧缺，成为限制某些地区发展的瓶颈。
虽然我国能源储量总体比较丰富，但由于我国历来人口众多，使得我国的剩余资源储量严重不足，因此节约能源是当务之急[1]。
如果将汽车排气余热转换为电能并用于推动汽车，将可以减少燃油消耗，从而在一定程度上节约能源。
温差发电正是一种利用余热废热将热能转换为电能的很有效方式，目前温差发电技术在国外已得到广泛研究，而在我国处于刚刚起步阶段[2]。
汽车工业作为我国国民经济的支柱产业之一，随着车辆的不断增加，消耗的能源与日俱增，所以车辆的节能备受关注。
因此，利用发动机余热发电不仅是解决能源问题的一个有效途径，也是一个很好的节能途径。
依目前技术来看，汽车的动力转换效率仅40%左右，燃油中有多达60%左右的能量没有得到有效利用，其中发动机排气所带走的热量占燃料燃烧热量的30%-45%左右，用于冷却的热量占30%左右，这些能量绝大部分以余热的形式散失到空气中，造成了巨大的能源浪费[3]。
另外，汽车发动机的排气压力大，温度高，排气温度可达800℃左右。
如果将这些浪费的热量用来进行温差发电，不仅可以节约能源，还会提高热效率，同时温度降低也会使排气压力减少，从而降低汽车噪声电平，使汽车消音器的结构更加简化紧凑。
因此，利用汽车余热发电可提高汽车的整体性能。
汽车尾气的热量散发到空气中是巨大的能源浪费，倘若将这些能量的好好利用利用起来，一定会带来良好的社会效益和可观的经济效益[4]。
1.2研究现状及发展态势塞贝克效应于1821年被发现以来，由于受热电转换效率低的制约和成本高的限制，温差发电技术主要应用尖端领域。
近几年来，世界上一些发达国家进行了相关研究，温差发电技术在德国已被作为战略技术得到了大力支持。
温差发电是将余热废热转换为电能的有效方式，近年来世界许多国家高度重视，德国大众汽车公司研究中心研制的一种排气温差发电器可以回收12%的热量，西班牙研制的排气温差发电器可以回收36%的热量[5]。
由于我国的能源短缺，利用率也较低，因此，节能降耗非常必要，温差发电技术具有许多优点，尤其在低品位热能利用方面具有其独特的优势和良好的应用前景[6]。
温差发电技术是一种利用半导体材料实现热能和电能直接转换的绿色能源，对我们发展循环经济、建设节约型社会具有重大意义。
半导体温差发电的如图1所示。
它是由两种不同类型的半导体构成回路，当半导体的一端处于高温状态，另一端置于低温状态时，两端便形成温差，从而产生直流电压(塞贝克效应)[7]。
汽车尾气温差发电装置工作原理是将热电模块布置在废气通道箱体和冷却水通道之间，在发电片的两端分别产生冷源和热源，两端之间的温度差随即产生电能。
图1半导体温差发电原理示意图1.3前人的研究成果举例国内，东北大学董桂田以国产解放牌汽车CA141为例进行了排气余热的温差发电研究[8]。
该车发电机输出功率为350W，额定电压为14V，额定电流为25A。
理论计算表明，当高温热源为600℃，低温热源为200℃，使用1060个蹄化铅热电偶(此条件下个热电偶产生的温差电动势为0.232V)时，只要有26660J/s的排气余热就可转换得到与原发电机输出相等的电量。
通过试验测得该车发动机在要求的最低转速时流量和温度均能满足理论计算的要求。
由此说明利用汽车尾气余热的温差发电具有实用性。
1.4本论文的工作（1）通过查阅关于汽车尾气温差发电方面的书籍和文献资料，理解温差发电的基本原理，各部分的构造以及结构配置尽可能的找出影响温差电模块热电转换效率和集热器集热效率的因素。
（2）在影响温差电模块性能各个参数一定的条件下，采用ANSYS热分析软件中的热电藕合模块对分段和级联两种基本结构进行模拟仿真。
（3）性能恒定的条件下，增大温差是提高热电转换效率的一种有效方法，所以，寻求散热性能较好的散热器和集热性能较好的集热器是本文的主要任务。
主要对连续平直翅片等四种不同翅片结构的集热器进行模拟，得到其集热性能和传热阻力并进行比较。
第二章温差发电理论基础2.1温差发电五个基本效应温差发电指的是半导体热电材料的两端存在温度差时，而产生的热电效应，进而在半导体热电材料两端产生电动势的现象[9]。
温差发电的五个基本效应：塞贝克效应，珀尔贴效应，汤姆逊效应、焦耳效应和傅立叶效应。
2.1.1赛贝克效应塞贝克效应，它是温差发电技术的理论基础。
这一现象是德国物理学家塞贝克发现的。
原理如图:△U＝αAB（T2-T1）（2-1）式中，A,B两种不同的导体T1，T2为结点△U―回路中的电动势，单位:V;αAB―两种导体材料的相对塞贝克系数，单位:V/K ;T1,T2—结点1, 2处的温度，单位:K。
图2-1塞贝克效应示意图2.1.2珀尔贴效应珀尔贴效应是法国物理学家珀尔帖(C.A.Peltier)在1834年发现的与塞贝克效应相反的现象。
原理如图2-2所示图2-2珀尔贴效应示意图2.1.3汤姆逊效应汤姆逊效应就是在有温度梯度的导体中通电，周围环境和导体之间将会进行能量交换的效应。
原理如图2-3所示图2-3汤姆逊效应示意图2.1.4焦耳效应焦耳效应是在通电情况下单位时间内热量，即QJ=I R=I2ρl／S式中，Q J——焦耳热;I——通过导体的电流;R——导体的电阻;ρ——导体的电阻率;l——导体长度;S——导体横截面积。
2.1.5傅里叶效应傅立叶效应为：2.1.6开尔文关系式综和上式可得一一开尔文关系式（2-6)式称为开尔文第一关系式，(2-7）式称为开尔文第二关系式，开尔文关系式被称为热电效应的基本关系式。
2.2温差发电的性能衡量标准表征温差发电性能的参数主要是指热电转换效率。
2.2.1热电转换效率温差发电器的热电转换效率定义为：式中，η一一温差发电器的工作效率;P一一温差发电器的输出功率，单位:W;QH一一温差发电器从热源吸收的热量，单位:W。
由珀尔帖效应知，温差发电器在单位时间内抽取的珀尔帖热为αNP T H I;另外，由于冷、热端温差的存在，器件热端向冷端进行热传导的热流量为K(T H-T C);又电流I流过电阻为R温差电偶时，单位时间内在回路中产生的焦耳热为IR2，由于该焦耳热等量地传到器件的热端和冷端，所以单位时间内返回热端的焦耳热为0. 5 IR2，综上可得，发电器热端从热源吸收的热量是珀尔帖热、传导热和焦耳热三部分的总和，建立热平衡方程得：式中，Q H，一一温差发电器热端吸收的热量，单位:w;αNP一一半导体器件的赛贝克系数，单位:v/x ;T H, Tc一一热端和冷端温度，单位:K;K一一半导体器件总的导热系数，单位:W/K;I一一回路电流，单位:A;R一一半导体器件的内阻，单位:Ω综合上式，可得半导体温差发电器的工作效率为:式子可简化为：由(2-23)式可以看出，对于材料一定，温差一定的情况下，工作效率是m的函数。