本发明专利技术公开了一种集成热管的层叠式汽车温差发电装置，涉及热电转换领域，该集成热管的层叠式汽车温差发电装置包括：尾气入口端盖，用于输入发动机尾气；与现有技术相比，本发明专利技术的有益效果是：本发明专利技术包含热端热管和冷端热管，其中热端热管根据尾气的温降进行分区，分别匹配不同工作温度的热管，实现高温尾气和热端平板之间的高效传热，冷端热管与冷端平板和散热器连接，由散热器中的冷却液带走热量，实现热电模块两端的较大温差；另外，热端平板和冷端平板均采用六边形设计，通过层叠式设计进行装配，提高汽车温差发电装置的空间利用率，并克服了传统结构径向导热能力差的缺点，输出功率得到大幅提升，促进了汽车温差发电装置的发展与应用。发展与应用。发展与应用。
【技术实现步骤摘要】
一种集成热管的层叠式汽车温差发电装置
[0001]本专利技术涉及热电转换领域，具体是一种集成热管的层叠式汽车温差发电装置。
技术介绍
[0002]近年来，由于过度使用化石燃料引起的能源和环境问题日益严重，各国纷纷颁布相应的政策支持新能源技术的发展，并减少化石燃料的使用。热电转换技术是极具应用前景的新能源技术之一，其能够将热能直接转换为电能，且不产生噪音和污染，在航空航天、可穿戴设备和余热回收等领域已取得初步应用。
[0003]汽车温差发电装置利用热电模块的温差电效应，将发动机尾气中的热量进行回收利用并转化为电能，产生的电能可用于车载用电器的供电或存储于车载蓄电池当中。
[0004]然而，车辆排气系统的空间有限，现有汽车温差发电装置的结构尺寸过大，在狭小的空间内仅能布置有限个数的热电模块，发动机尾气的热能未能得到有效利用，另外，当尾气流经汽车温差发电装置时，其径向导热性能较差，导致热量不能有效地从尾气传递至热电模块，输出功率较低。如何在有限的空间内布置更多的热电模块，并且提高温差发电装置的径向导热能力是促进热电技术在汽车尾气余热回收领域取得广泛应用的关键所在。
技术实现思路
[0005]本专利技术的目的在于提供一种集成热管的层叠式汽车温差发电装置，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0007]一种集成热管的层叠式汽车温差发电装置，包括：
[0008]尾气入口端盖，用于输入发动机尾气；
[0009]冷端平板，用于将冷端热管输入的温度均衡；
[0010]热端平板，用于将热端热管输入的温度均衡；
[0011]热电模块，用于根据冷端平板和热端平板的温差，转化生成电能；
[0012]冷端热管，用于传输热量给冷端平板；
[0013]散热器，用于通过冷却液加速冷端平板散热；
[0014]热端热管，用于传输热量给热端平板；根据尾气温度进行分区，不同区域热管温度参数不同，匹配尾气传输过程中的热量散失；
[0015]尾气出口端盖；用于排出发动机尾气；
[0016]热端平板和冷端平板均为六边形结构，热电模块位于热端平板和冷端平板的六条边上且夹于两者之间，热端平板的个数为M，冷端平板的个数为M+1，热电模块的个数为12*M，冷端热管的蒸发端嵌入冷端平板，冷端热管的冷凝端固定连接散热器，热端热管的冷凝端嵌入热端平板。
[0017]作为本专利技术再进一步的方案：集成热管的层叠式汽车温差发电装置整体呈现层叠式结构，包括N层单元，N＝M，第1层单元靠近尾气入口端盖，第N层单元靠近尾气出口端盖，
每一层单元包括1个热端平板、12个热电模块和2个冷端平板；其中，第i层单元与第i+1层单元共用一个冷端平板，i≤N
‑
1，层数N等于汽车排气系统可放置空间的长度除以单层单元的高度H。
[0018]作为本专利技术再进一步的方案：所述热端平板包含6个平台，且每个平台具有厚度为0.1
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1mm的方形凹槽，凹槽的尺寸等于热电模块的尺寸，热电模块嵌入方形凹槽；沿径向方向，每个平台上设有2个圆孔，圆孔直径等于热端热管直径，圆孔中心位置距离凹槽右边界的距离为距离凹槽左边界的距离为其中，L等于热电模块的长度。
[0019]作为本专利技术再进一步的方案：所述热端平板的内侧具有挡板，挡板的高度为K，第i+1层热端平板的内切圆直径等于第i层热端平板的内切圆直径减去挡板的厚度；热端热管的冷凝端嵌入热端平板的圆孔内部且与圆孔的外侧出口平齐，蒸发端置于尾气流道中；另外，第i+1层热端平板与第i层热端平板上下颠倒进行装配，利用挡板之间的相互交错形成尾气流道的密封环境，相应的第i+1层热端热管与第i层热端热管相互交错提高尾气与热端热管之间的换热。
[0020]作为本专利技术再进一步的方案：所述热端热管根据所处温度环境进行分区处理，沿尾气入口至尾气出口的方向，依次为高温区、中温区和低温区，即第1层至第层为高温区，第层至层为中温区，第至第N层为低温区；根据不同温区的最低工作温度选择相应温度参数的热管，分为高温区热管、中温区热管和低温区热管，并将其与相应的热端平板进行装配。
[0021]作为本专利技术再进一步的方案：所述冷端平板包含6个平台，且每个平台具有厚度为0.1
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1mm的方形凹槽，凹槽的尺寸等于热电模块的尺寸，热电模块的另一端嵌入方形凹槽，凹槽的位置与热端平板凹槽的位置保持一致；在每个平台的侧面挖有2个圆孔，圆孔直径等于冷端热管直径；冷端热管的蒸发端嵌入圆孔，另外，冷端平板的内切圆直径大于热端平板的最大内切圆直径，防止冷端平板和热端平板接触而产生热量损失。
[0022]作为本专利技术再进一步的方案：所述冷端热管的蒸发端位于冷端平板的圆孔内部且与圆孔的一侧出口保持平齐，冷凝端嵌入散热器内部；进而使得冷端热管的工作温度等于冷却液的温度。
[0023]作为本专利技术再进一步的方案：所述散热器内部具有冷却液流道，且冷却液流动方向与尾气流动方向相反，冷却液流道的两侧分布有圆孔，冷端热管的冷凝端嵌入圆孔，且圆孔位置与冷端平板的圆孔位置保持一致。
[0024]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术包含热端热管和冷端热管，其中热端热管根据尾气的温降进行分区，分别匹配不同工作温度的热管，实现高温尾气和热端平板之间的高效传热，冷端热管与冷端平板和散热器连接，由散热器中的冷却液带走热量，实现热电模块两端的较大温差；另外，热端平板和冷端平板均采用六边形设计，通过层叠式设计进行装配，提高汽车温差发电装置的空间利用率，并克服了传统结构径向导热能力差的缺点，输出功率得到大幅提升，促进了汽车温差发电装置的发展与应用。
附图说明
[0025]图1为集成热管的层叠式汽车温差发电装置主视图。
[0026]图2为集成热管的层叠式汽车温差发电装置俯视图。
[0027]图3为集成热管的层叠式汽车温差发电装置左视图。
[0028]图4为热端平板和热端热管装配后的主视图。
[0029]图5为热端平板和热端热管装配后的俯视图。
[0030]图6为冷端平板和冷端热管装配后的主视图。
[0031]图7为冷端平板和冷端热管装配后的俯视图。
[0032]其中：1
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尾气入口端盖、2
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冷端平板、3
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热端平板、4
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热电模块、5
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冷端热管、6
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散热器、7
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热端热管、8
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尾气出口端盖。
具体实施方式
[0033]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
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【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种集成热管的层叠式汽车温差发电装置，其特征在于：该集成热管的层叠式汽车温差发电装置包括：尾气入口端盖，用于输入发动机尾气；冷端平板，用于将冷端热管输入的温度均衡；热端平板，用于将热端热管输入的温度均衡；热电模块，用于根据冷端平板和热端平板的温差，转化生成电能；冷端热管，用于传输热量给冷端平板；散热器，用于通过冷却液加速冷端平板散热；热端热管，用于传输热量给热端平板；根据尾气温度进行分区，不同区域热管温度参数不同，匹配尾气传输过程中的热量散失；尾气出口端盖；用于排出发动机尾气；热端平板和冷端平板均为六边形结构，热电模块位于热端平板和冷端平板的六条边上且夹于两者之间，热端平板的个数为M，冷端平板的个数为M+1，热电模块的个数为12*M，冷端热管的蒸发端嵌入冷端平板，冷端热管的冷凝端固定连接散热器，热端热管的冷凝端嵌入热端平板。2.根据权利要求1所述的集成热管的层叠式汽车温差发电装置，其特征在于，集成热管的层叠式汽车温差发电装置整体呈现层叠式结构，包括N层单元，N＝M，第1层单元靠近尾气入口端盖，第N层单元靠近尾气出口端盖，每一层单元包括1个热端平板、12个热电模块和2个冷端平板；其中，第i层单元与第i+1层单元共用一个冷端平板，i≤N
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1，层数N等于汽车排气系统可放置空间的长度除以单层单元的高度H。3.根据权利要求1或2所述的集成热管的层叠式汽车温差发电装置，其特征在于，所述热端平板包含6个平台，且每个平台具有厚度为0.1
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1mm的方形凹槽，凹槽的尺寸等于热电模块的尺寸，热电模块嵌入方形凹槽；沿径向方向，每个平台上设有2个圆孔，圆孔直径等于热端热管直径，圆孔中心位置距离凹槽右边界的距离为距离凹槽左边界的距离为其中，L等于热电模块的长度。4.根据权利要求2...
【专利技术属性】
技术研发人员：阎玉英，黄阔，王国华，罗丁，朱伟强，李英，任勇，
申请(专利权)人：宁波诺丁汉大学，
类型：发明
国别省市：
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