车辆热电发电器制造技术

本发明专利技术提供一种车辆热电发电器。热电发电器装置可以包括：高温构件，所述高温构件具有排气管，围绕排气管的环形第一传热板和多个第一热交换片，所述多个第一热交换片从第一传热板以预定角度径向向外延伸；低温构件，所述低温构件具有环绕排气管的内套管，以预定间隙环绕内套管的外套管，与内套管的内壁接触的环形第二传热板，和多个第二热交换片，所述多个第二热交换片从第二传热板以预定角度径向向内延伸；以及多个热电模块，所述多个热电模块与第一热交换片和第二热交换片接触以利用由第一热交换片和第二热交换片之间的温差引起的热电现象发电。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种车辆热电发电器，更具体而言，涉及一种使用汽车的废气的热量来发电的车辆热电发电器。
技术介绍
热电元件是这样的一种元件，其应用热电现象，其中通过把元件两端之间的温差转化为电流而将热能转化为电能；或者其中通过使电流通过元件并在两端产生温差而将电能转化为热能。这种热电元件用于小规模的冷却、加热或发电设备中。当热电元件用于小规模发电设备中时，其被称为热电发电装置或热电发电器。该装置主要用于无线通信设备的电源单元、宇宙飞船和核动力潜艇中，以及安装在车辆排气系统的热电发电器中。图1是示出车辆热电发电器的横截面图。如图所示，安装在车辆排气系统中的热电发电器10包括:六角形的废热回收设备40，高温废气在其中经过；冷却设备30，所述冷却设备30安装在废热回收设备40的外部且冷却剂在其内部经过，；以及多个热电模块20，所述多个热电模块20与废热回收设备40的外部和冷却设备30的内部接触，以利用两端之间的温差发电。在废热回收设备40内部，高温废气流过，其将热能传送到热电模块20。在冷却设备30的内部形成冷却管道，这增大了与废热回收设备40接触的热电模块20的内部和与冷却设备30接触的热电模块20的外部之间的温差。当热电模块20的内部与外部之间的温差增大时，安装在车辆排气系统中的热电发电器效率也提高。为了在热电发电器中产生大量的电能，即提高热电发生效率，废气的热能必须有效地传送给热电模块。然而，在车辆的传统热电发电器中，废气的热能没有充分传送给高温构件，由此废气的热能回收率下降，因而热电发电器的热电效率下降。此外，在车辆的传统热电发电器中，尽管冷却设备30占了大的面积，但热交换面积小，因此，传热效率相比于尺寸而言是低的，且热电发电效率低。公开于该专利技术
技术介绍
部分的信息仅仅旨在加深对本专利技术的一般
技术介绍
的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。
技术实现思路
本专利技术的各个方面致力于提供具有提高的热电发电效率的小型车辆热电发电器。本专利技术着手解决的技术问题不限于上面所提及的内容，本领域技术人员通过查看本专利技术的说明书应该能清楚地理解那些没有提及的内容。在本专利技术的一个方面，车辆的热电发电器装置可以包括高温构件，所述高温构件具有:排气管，其中高温废气从排气管中经过；围绕所述排气管的环形第一传热板，其中所述排气管与所述第一传热板交换热量；和多个第一热交换片，所述多个第一热交换片从所述第一传热板以预定角度径向向外延伸；低温构件，所述低温构件具有:环绕所述排气管的内套管；外套管，所述外套管以预定间隙环绕内套管以在其间形成冷却剂流动路径；环形第二传热板，所述第二传热板与所述内套管的内壁接触；和多个第二热交换片，所述多个第二热交换片从所述第二传热板以预定角度径向向内延伸；以及多个热电模块，所述多个热电模块由P型半导体和N型半导体连接形成，所述多个热电模块的每一个的一侧与所述第一热交换片接触，所述多个热电模块的每一个的另一侧与所述第二热交换片接触，从而利用由所述第一热交换片和所述第二热交换片之间的温差引起的热电现象发电。高温构件可以进一步包括旁通管，所述旁通管以预定间隙安装在所述排气管内部，且废气通过所述旁通管分流；旁通阀，其安装在所述旁通管的远端，控制通过所述旁通管加以分流的废气的量；弹性构件，其弹性支承旁通管远端处的旁通阀；以及热交换网，所述热交换网安装在所述排气管和所述旁通管之间以通过与废气的热交换来加热排气管。低温构件可以进一步包括冷却剂入口，所述冷却剂入口布置在低温构件的一侧上，冷却剂从其中流入；以及冷却剂出口，所述冷却剂出口布置在低温构件的另一侧上，冷却剂从其中流出；以及多个冷却剂隔板，所述多个冷却剂隔板安装在所述内套管与所述外套管之间，所述多个冷却剂隔板的每一个的一侧是打开的使得打开的侧形成固定的角度，其中所述冷却剂入口形成在废气下部流动路径上，所述冷却剂出口形成在废气上部流动路径上。在内套管、外套管和多个隔板中的冷却剂所沿流动路径流动的方向与沿着相邻流动路径流动的冷却剂的方向相反。冷却剂流动的方向与废气流动的方向是相反的。旁通管可以包括排气孔，所述排气孔流体连接旁通管的内部空间与在旁通管和排气管之间形成的空间。根据本专利技术的车辆热电发电器，产生了整个热电发电器尺寸小而废气和热电模块之间的接触面积大的效果。而且，将本专利技术安装在车辆发动机中并发电可产生燃油效率提高的效果，且本专利技术可以帮助已经安装的发电器为电池充电。通过将热交换网安装在高温构件和热电模块之间，热交换网可以增加废气和热电模块之间的接触面积，因此，废气的热能更有效地传送给热电模块，废气经过热电模块的噪音也得以减小。本专利技术的方法和装置具有其他的特性和优点，这些特性和优点从并入本文中的附图和随后的具体实施方式中将是显而易见的，或者将在并入本文中的附图和随后的具体实施方式中进行详细陈述，这些附图和具体实施方式共同用于解释本专利技术的特定原理。附图说明图1是车辆的传统热电发电器的横截面图。图2是根据本专利技术的示例性实施方案的车辆热电发电器的立体图。图3是说明根据本专利技术的示例性实施方案的车辆热电发电器的第一传热板、第二传热板和热电模块的分解立体图。图4是示出了安装在排气管上的的第一传热板、第二传热板和热电模块的根据本专利技术的示例性实施方案的车辆热电发电器的立体图。图5是解释用于根据本专利技术的示例性实施方案的热电发电器的低温构件中的隔板的安装的概念图。图6是沿着图2中的线A-A’所截取的横截面图。图7是图6中‘C’部分放大的横截面图。图8是沿着图2中的线B-B’所截取的横截面图。应当了解，附图并不必须是按比例绘制的，其示出了某种程度上经过简化了的本专利技术的基本原理的各个特征。在此所公开的本专利技术的特定的设计特征，包括例如特定的尺寸、定向、位置和形状，将部分地由特定目的的应用和使用环境所确定。在这些图形中，贯穿附图的多幅图形，附图标记指代本专利技术的同样的或等同的部件。具体实施例方式现在将详细地提及本专利技术的不同实施方案，实施方案的实例被显示在附图中并描述如下。虽然本专利技术与示例性的实施方案相结合进行描述，但是应当了解，本说明书不旨在将本专利技术限制为那些示例性的实施方案。相反，本专利技术旨在不仅覆盖这些示例性实施方案，而且覆盖可以被包括在由所附权利要求所限定的本专利技术的精神和范围之内的各种替换、修改、等同和其它实施方案。下面将参考所附附图对本专利技术的优选实施方案进行详细描述。在继续之前，应该指出的是，本说明书和权利要求书中所使用的术语和用语不能仅仅解释为一般或字典的含义，它们应该被解释为，基于为了以可能最好的方式解释自己的专利技术，专利技术者可以适当地定义术语的概念的原则，符合本专利技术的技术思想的含义和概念。因此，在该说明书的实施方案和附图中描述的构成，仅仅是最优选类型的实施方案，它们不代表本专利技术的全部技术思想，所以，应该理解，在提交本申请的时候，可以有能取代这些实施方案的各种等同方案和变更。图2是根据本专利技术的示例性实施方案的车辆热电发电器的立体图。图3是说明根据本专利技术的不例性实施方案的车辆热电发电器的第一传热板、第二传热板和热电模块的分解立体图。图4是示出了安装在排气管上的第一传热板、第二传热板和热电模块的根据本专利技术的示例性实施方案的车辆热电发电器的立体图。图本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种车辆热电发电器装置，其包括；高温构件，所述高温构件具有：排气管，其中高温废气从排气管中经过；围绕所述排气管的环形第一传热板，其中所述排气管与所述第一传热板交换热量；和多个第一热交换片，所述多个第一热交换片从所述第一传热板以预定角度径向向外延伸；低温构件，所述低温构件具有：环绕所述排气管的内套管；外套管，所述外套管以预定间隙环绕内套管以在其间形成冷却剂流动路径；环形第二传热板，所述第二传热板与所述内套管的内壁接触；和多个第二热交换片，所述多个第二热交换片从所述第二传热板以预定角度径向向内延伸；以及多个热电模块，所述多个热电模块由P型半导体和N型半导体连接形成，所述多个热电模块的每一个的一侧与所述第一热交换片接触，所述多个热电模块的每一个的另一侧与所述第二热交换片接触，从而利用由所述第一热交换片和所述第二热交换片之间的温差引起的热电现象发电。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：安皓灿，宣钟淏，
申请(专利权)人：现代自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：