一种汽车尾气温差发电系统，包括发动机（1）、发动机冷却水循环控制器（3）、涡轮增压器（2）和涡轮旁通气路（5），所述涡轮旁通气路（5）一端与发动机（1）的排气口相连接，涡轮旁通气路（5）另一端与排气管（7）相连接，涡轮旁通气路（5）上设置有泄压阀（4），涡轮旁通气路（5）上设置有温差发电装置（6），温差发电装置（6）的进气口和出气口分别与涡轮旁通气路（5）相连通，温差发电装置（6）的冷却液进口和冷却液出口分别与发动机冷却水循环控制器（3）的进出水管路相连通。提高了发电功率与转化效率，保证了温差发电装置输出电压/电流的稳定性，方便了电能的存储及管理。
【技术实现步骤摘要】
一种汽车尾气温差发电系统
本技术涉及一种汽车发电系统，更具体的说涉及一种汽车尾气温差发电系统。
技术介绍
内燃机汽车工作时，燃料燃烧产生的能量不可能全部转化为动能，据有关资料统计，若将汽车燃油消耗总能设为100%，则只有约30%用于实际驱动汽车；剩余约70%的能量被以各种形式浪费，若对这部分废热加以回收发电，则会大幅提高内燃机的燃料利用效率，有效降低汽车的燃油消耗，减少对环境的污染，带来良好的社会效益和可观的经济效益。 温差发电是直接将余热废热等热能转化为电能的有效方式，具有无运动部件、无噪声、无污染、工作可靠、使用寿命长等优点，近年来得到世界许多国家的高度重视和大量投入。车用发动机余热温差发电技术近几年来发展很快，转换规模可在数百瓦至几千瓦之间，热电发电系统既可以有效的回收发动机废热，减少能源浪费以及排放的有害物质，又可以通过外部电路将所转换的电能储存到车用蓄电池或其他储能设备中，以供汽车电子设备使用，有效的提高了汽车的燃油利用率。 目前，商用车用发动机尾气温差发电系统中温差发电装置通常设置在涡轮增压器后的排气管路上。参见图6，该发动机尾气温差发电系统包括发动机1、发动机冷却水循环控制器3、涡轮增压器2和涡轮旁通气路5，涡轮旁通气路5 —端与发动机I的排气口相连接，涡轮旁通气路5另一端与排气管7相连接，涡轮旁通气路5上设置有泄压阀4 ;涡轮增压器2后的排气管7上设置有温差发电装置6。但是，该种结构中，当发动机I在低速工况下时尾气温度及流量低，使得该温差发电装置6在低速工况下电压/电流的输出不稳定；同时，发动机I排出的尾气流经涡轮增压器2后必然会能量减少、温度下降(比流经涡轮增压器2前下降约200°C)，使热电材料的选择局限在中低温区适用的BiTe系，使得该温差发电装置6的发电功率与转化效率较低。
技术实现思路
本技术的目的在于针对现有的汽车发动机尾气温差发电系统中发电功率与转化效率较低、且在低速工况下电压/电流输出不稳定等问题，提供一种汽车尾气温差发电系统。 为实现上述目的，本技术的技术解决方案是:一种汽车尾气温差发电系统，包括发动机、发动机冷却水循环控制器、涡轮增压器和涡轮旁通气路，所述涡轮增压器中的涡轮机进口与发动机的排气口相连接，涡轮增压器中的涡轮机出口与排气管相连接，所述涡轮旁通气路一端与发动机的排气口相连接，涡轮旁通气路另一端与排气管相连接，涡轮旁通气路上设置有泄压阀，所述的涡轮旁通气路上设置有温差发电装置，所述温差发电装置的进气口和出气口分别与涡轮旁通气路相连通，温差发电装置的冷却液进口和冷却液出口分别与发动机冷却水循环控制器的进出水管路相连通。 所述的温差发电装置通过导线与电能转换器相连接，所述的电能转换器通过导线与电能存储器相连接。 所述的温差发电装置包括集热气箱、发电模块和冷却水套，所述的集热端气箱为正方形截面纯铝材质的通心柱体气箱，所述的冷却端水套为纯铝材质的扁平长方体，所述发电模块的热端与集热气箱外表面贴合，发电模块的冷端与冷却水套内端外表面贴合，所述的冷却水套外端外表面上套置有卡箍，所述集热气箱的进气口和出气口分别与涡轮旁通气路相连通，所述冷却水套的进水口和出水口分别与发动机冷却水循环控制器的进出水管路相连通。 所述的发电模块单体共包含126个PN电偶对，各PN电偶按照16行X 8列的矩阵排布。 所述发电模块的PN电偶对的电偶臂由PbTe热电材料制作而成。 所述的温差发电装置包括集热器、温差发电片和多个通心棱柱体，所述集热器包括中空的箱体和两端的进气口、出气口，集热器的进气口和出气口分别与涡轮旁通气路相连通，所述多个通心棱柱体排布在集热器的箱体内部，且多个通心棱柱体贯通集热器的箱体两面壳体，多个通心棱柱体的两端分别通过汇集管路与发动机冷却水循环控制器进出水管路相连通，所述的温差发电片设置在通心棱柱体外壳面上，且温差发电片的冷端与通心棱柱体的外壳面相贴合。 所述集热器的箱体与进气口和出气口之间分别设置有导流管。 所述的多个通心棱柱体等间距按矩形阵列排布在集热器的箱体内部。 所述的多个通心棱柱体垂直贯通集热器的箱体两面壳体。 所述通心棱柱体的外壳面上固定有绝热框架，所述的温差发电片固定在绝热框架上。 与现有技术相比较，本技术的有益效果是: 1、设计新颖，保证了温差发电装置输出电压/电流的量级及稳定性，方便了电能的存储及管理。本技术中涡轮旁通气路上设置有泄压阀，涡轮旁通气路上设置有温差发电装置，温差发电装置的进气口和出气口分别与涡轮旁通气路相连通，温差发电装置的冷却液进口和冷却液出口分别与发动机冷却水循环控制器的进出水管路相连通；该涡轮旁通气路上的泄压阀仅在发动机高速工况下开启，在低速工况下是关闭的，即温差发电装置仅在高速工况下输出电能，与现有技术中温差发电装置设置在涡轮增压器后相比，避免了低速工况下温差发电装置输出电压/电流的不稳定，方便了电能的存储及管理。 2、本技术中温差发电装置设置在涡轮旁通气路上，温差发电装置所用热源为涡轮增压器前的尾气，温度可达600?650°C，而尾气流经涡轮增压器后其温度一般在400°C左右；因此相比现有技术中温差发电装置设置在涡轮增压器后面，本技术能够利用更多的尾气热量，从而能够得到更高的发电功率与转化效率。 3、优选的，本技术中温差发电装置的发电模块PN电偶对可以使用由中高温区适用的PbTe热电材料制作而成的电偶臂，与现有技术中设置在涡轮增压器后的温差发电装置所用的中低温区适用的BiTe热电材料相比，本技术能够得到更高的发电功率与转化效率。 4、优选的，本技术中可以选择使用的温差发电装置包括集热器、温差发电片和多个通心棱柱体，多个通心棱柱体排布在集热器的箱体内部，且多个通心棱柱体贯通集热器的箱体两面壳体，温差发电片设置在通心棱柱体外壳面上，且温差发电片的冷端与通心棱柱体的外壳面相贴合；使得温差发电片的热端与发动机尾气气流直接接触，发动机尾气能量在传导过程中损失极小，故可明显提高温差发电片的热端温度，进而提高了本温差发电装置的发电功率和发电效率。 5、本技术中在涡轮旁通气路上设置温差发电装置，可以和现有技术中设置在涡轮增压器后的温差发电装置联合使用互不干扰，进一步提高汽车尾气废热能源回收总功率、节能减排，扩大了热电发电机在汽车、特别是商用车领域的适用范围。 【附图说明】 图1是本技术结构示意图。 图2是本技术中实施例一中温差发电装置结构示意图。 图3是本技术中实施例一中发电模块示意图。 图4是本技术中实施例二中温差发电装置结构示意图。 图5是本技术中实施例二中通心棱柱体结构示意图。 图6是现有的发动机余热温差发电系统结构示意图。 图中，发动机1，涡轮增压器2，发动机冷却水循环控制器3，泄压阀4，涡轮旁通气路5，温差发电装置6，排气管7，电能转换器8，电能存储器9，消声器10，集热气箱11，发电模块12，冷却水套13，电偶臂14，氧化铝陶瓷极板15，集热器61，温差发电片62，通心棱柱体63，导流管64，绝热框架65。 【具体实施方式】 以下结合【附图说明】和【具体实施方式】对本实用本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种汽车尾气温差发电系统，包括发动机（1）、发动机冷却水循环控制器（3）、涡轮增压器（2）和涡轮旁通气路（5），所述涡轮增压器（2）中的涡轮机进口与发动机（1）的排气口相连接，涡轮增压器（2）中的涡轮机出口与排气管（7）相连接，所述涡轮旁通气路（5）一端与发动机（1）的排气口相连接，涡轮旁通气路（5）另一端与排气管（7）相连接，涡轮旁通气路（5）上设置有泄压阀（4），其特征在于：所述的涡轮旁通气路（5）上设置有温差发电装置（6），所述温差发电装置（6）的进气口和出气口分别与涡轮旁通气路（5）相连通，温差发电装置（6）的冷却液进口和冷却液出口分别与发动机冷却水循环控制器（3）的进出水管路相连通。
【技术特征摘要】
1.一种汽车尾气温差发电系统，包括发动机(I)、发动机冷却水循环控制器(3)、涡轮增压器(2)和涡轮旁通气路(5)，所述涡轮增压器(2)中的涡轮机进口与发动机(I)的排气口相连接，涡轮增压器(2)中的涡轮机出口与排气管(7)相连接，所述涡轮旁通气路(5) —端与发动机(I)的排气口相连接，涡轮旁通气路(5)另一端与排气管(7)相连接，涡轮旁通气路(5)上设置有泄压阀(4)，其特征在于:所述的涡轮旁通气路(5)上设置有温差发电装置(6)，所述温差发电装置(6)的进气口和出气口分别与涡轮旁通气路(5)相连通，温差发电装置(6)的冷却液进口和冷却液出口分别与发动机冷却水循环控制器(3)的进出水管路相连通。2.根据权利要求1所述的一种汽车尾气温差发电系统，其特征在于:所述的温差发电装置(6)通过导线与电能转换器(8)相连接，所述的电能转换器(8)通过导线与电能存储器(9)相连接。3.根据权利要求1所述的一种汽车尾气温差发电系统，其特征在于:所述的温差发电装置(6)包括集热气箱(11)、发电模块(12)和冷却水套(13)，所述的集热端气箱(11)为正方形截面纯铝材质的通心柱体气箱，所述的冷却端水套(13)为纯铝材质的扁平长方体，所述发电模块(12)的热端与集热气箱(11)外表面贴合，发电模块(12)的冷端与冷却水套(13)内端外表面贴合，所述的冷却水套(13)外端外表面上套置有卡箍，所述集热气箱(11)的进气口和出气口分别与涡轮旁通气路(5 )相连通，所述冷却水套(13)的进水口和出水口分别与发动机冷却水循环控制器(3)的进出水管路相连通。4.根据权利要求3所述的一种汽车尾气温差发电系统，其...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘正白，康明，王自昱，杨帆，
申请(专利权)人：东风商用车有限公司，
类型：新型
国别省市：湖北;42
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