汽车尾气余热热电转换装置设计与初期试验

上海交通大学学报（自然版） ›› 2011, Vol. 45 ›› Issue (06): 842-846.

汽车尾气余热热电转换装置设计与初期试验

全睿a，全书海a,b，黄亮b，邓亚东a，唐新峰c

(武汉理工大学a.汽车工程学院；b.自动化学院；c.材料复合新技术国家重点试验室，武汉 430070)

收稿日期:2009-06-09 出版日期:2011-06-29 发布日期:2011-06-29
基金资助:
国家重点基础研究发展计划(973)项目(2007CB607500)，高校新教师自主创新基金资助项目(2010-Ⅳ-018)

Design and Initial Performance Experiments of Thermoelectric Generator Based on Exhaust Heat of Car

QUAN Rui-a, QUAN Shu-Hai-a, b , HUANG Liang-b, DENG Ya-Dong-a, TANG Xin-Feng-c

(a.School of Automobile Engineering; b.School of Automation; c.State Key Laboratory of Advanced Technology for Material Synthesis and Processing, Wuhan University of Technology, Wuhan 430070, China)

Received:2009-06-09 Online:2011-06-29 Published:2011-06-29

摘要/Abstract

摘要： 为有效利用汽车尾气中的废热以提高其燃油经济性，构建了汽车尾气余热热电转换台架试验装置,通过初期试验分析了在汽车发动机不同转速下分流器对出口尾气温度的影响因素，并测试了不同气体流场结构下的集热器表面温度分布情况和热电转换模块的输出性能.结果表明，分流器在尾气热传输方面构成了很大的热阻，延长尾气在集热器内部的流动时间和路径可以有效提高其表面温度和热电转换装置的输出能力，采用蛇形流道结构的集热器表面温度分布比空腔结构更加均匀.结合初期试验结果和实际经验提出了系统设计与集成的改进措施，对今后的进一步研究工作有一定指导意义.

关键词: 汽车尾气余热, 热电转换装置, 集热器, 温度场, 均匀性

Abstract: In order to utilize the exhaust heat of car effectively and enhance its fuel economy, a thermoelectric generator was designed to realize power generation, from the initial experiments with different engine speed, the temperature influence factors of exhaust were analyzed, besides, the surface temperature distribution of heat collectors with different flow structure as well as the output performance of thermolelectric modules were tested. The experimental results prove that the shunt device in tail pipeline makes a large thermal resistance during the exhaust heat transmission; prolonging tail’s transmission time and path appropriately can help raise the temperature of heat collector’s surface and enhance the output performance of thermoelectric generator evidently; the temperature distribution of heat collector’s surface with snake flow structure is much more uniform than that with cavity structure. According to the experimental results and analysis above, several improved measures were put forward, which will provide useful guidance to the further research in furture.

Key words: exhaust heat of car, thermoelectric generator, heat collector, temperature field, uniformity

中图分类号:

TK39

全睿a, 全书海a, b, 黄亮b, 邓亚东a, 唐新峰c. 汽车尾气余热热电转换装置设计与初期试验[J]. 上海交通大学学报（自然版）, 2011, 45(06): 842-846.

QUAN Rui-a, QUAN Shu-Hai-a, b , HUANG Liang-b, DENG Ya-Dong-a, TANG Xin-Feng-c. Design and Initial Performance Experiments of Thermoelectric Generator Based on Exhaust Heat of Car[J]. Journal of Shanghai Jiaotong University, 2011, 45(06): 842-846.

参考文献

［1］Yang J. Potential applications of thermoelectric waste heat recovery in the automotive industry［C］//Proceedings of 24th International Conference on Thermoelectrics. Clemson S C, United States: Institute of Electrical and Electronics Engineers Inc Publisher, 2005: 155159.

［2］Hsiao Y Y, Chang W C, Chen S L. A mathematic model of thermoelectric module with applications on waste heat recovery from automobile engine［J］. Energy, 2010, 35(3): 14471454.

［3］Maruyama, Shigenao, Nino. Analysis of a thermoelectrical device for active heat transfer control［J］. International Journal of Thermal Sciences, 2001, 40 (10): 911916.

［4］Karri M A, Thacher E F, Helenbrook B T. Exhaust energy conversion by thermoelectric generator: Two case studies［J］. Energy Conversion and Management, 2011, 52(3): 15961611.

［5］李小亚, 赵德刚, 陈立东, 等. 一种π型CoSb3基热电转换器件及制备方法［P］. 中国专利:CN200710047055.8. 20080305.［6］王善禹, 谢文杰, 唐新峰. 制备工艺对n型Bi2Te3基材料热电性能和抗压强度的影响［J］. 无机材料学报, 2010, 25(6): 609614.

WANG Shanyu, XIE Wenjie, TANG Xinfeng. Effects of preparation techniques on the thermoelectric properties and pressive strengths of ntype Bi2Te3 based materials［J］. Journal of Inorganic Materials, 2010, 25(6): 609614.

［7］高卫民, 徐康聪, 黄颖杰. 汽车尾气余热发电装置［P］. 中国专利: 200820154751. 20091014.

［8］邓亚东, 范韬, 郭珣. 汽车尾气温差发电装置及热电模块的布置研究［J］. 武汉理工大学学报(信息与管理工程版), 2010, 32(2): 265267.

DENG Yadong; FAN Tao, GUO Xun, et al. Arrangement of TEG device and thermoelectric module［J］. Journal of Wuhan University of Technology(Information & Management Engineering), 2010, 32(2): 265267.

［9］Zhang Z, Xie X P, Luo, Y T. Research on the novel highintensity thermoelectric generator and its application on HEV［C］//Proceedings of 24th International Conference on Thermoelectrics. Clemson S C, United States: Institute of Electrical and Electronics Engineers Inc Publisher, 2005: 505508.

［10］Kushch A S, Bass J C, Ghamaty S, et al. Thermoelectric development at HiZ technology［C］//Proceedings of 20th International Conference on Thermoelectrics. Beijing, China: Institute of Electrical and Electronics Engineers Inc Publisher, 2001: 422430.

［11］郑文波,王禹,吴知非,等.温差发电器热电性能测试平台的搭建［J］.试验技术与管理,2006,23(11): 6265.

ZHENG Wenbo, WANG Yu, WU Zhifei, et al. Testing platform for the thermoelectric properties of thermoelectric generators［J］. Experimental Technology and Management, 2006, 23(11): 6265.

［12］Jiang J, Chen L D, Yao Q, et al. Preparation and properties of ptype (Bi2Te3) x(Sb2Te3)1x thermoelectric materials［J］. Materials Transactions, 2005, 46(5): 959962.

编辑推荐 0

Metrics

阅读次数

全文

608

HTML			PDF

最新录用	在线预览	正式出版	最新录用	在线预览	正式出版
0	0	0	0	0	608

来源	本网站	其他网站

次数	32	576
比例	5%	95%

摘要

5368

最新录用	在线预览	正式出版

0	0	5368

来源	本网站	其他网站

次数	366	5002
比例	7%	93%

[1]	付强 , 张理 , 毛良杰, 曾松 , 黄世苗. 海洋温差能发电冷水管温度场分布研究[J]. 海洋工程装备与技术, 2022, 9(2): 7-13.
[2]	田义, 王超峰, 李艳红, 张励. 射频/红外波束复合器边齿设计与分析方法[J]. 空天防御, 2020, 3(4): 73-80.
[3]	张东，张建军，张跃智，李金平，王林军. 平板型双流道太阳能空气集热器扰流板结构优化[J]. 上海交通大学学报, 2019, 53(11): 1302-1307.
[4]	杨平1，盛杰1，王禹程2，李柱永1，金之俭1，洪智勇1. YBa2Cu3O7δ超导带材非均匀性对失超传播特性的影响[J]. 上海交通大学学报（自然版）, 2017, 51(9): 1090-1096.
[5]	马晨增，唐文勇. 独立B型液化天然气运输船绝热层#br# 局部失效对结构安全的影响[J]. 上海交通大学学报（自然版）, 2017, 51(3): 300-.
[6]	田健. 6S50ME-B活塞头热负荷研究[J]. 海洋工程装备与技术, 2015, 2(2): 118-123.
[7]	万子轩1，王敏1，焦海伦1，高柏恩2，陆昕婷2. 热成形钢与低碳钢电阻凸焊的数值模拟[J]. 上海交通大学学报（自然版）, 2015, 49(01): 80-85.
[8]	程雷,张建国,王新昶,张韬,沈彬,孙方宏. 热丝法批量制备金刚石涂层钻头参数仿真优化[J]. 上海交通大学学报（自然版）, 2014, 48(11): 1600-1605.
[9]	杨光，吴静怡. 基于小波变换和多元回归的航天器热循环试验系统温度均匀性分析[J]. 上海交通大学学报（自然版）, 2014, 48(09): 1346-1350.
[10]	李双双，刘振华. 全玻璃真空管太阳能水蒸气集热系统实验研究[J]. 上海交通大学学报（自然版）, 2014, 48(06): 778-781.
[11]	胡向东，郭旺，张洛瑜. 无限大区域内四管冻结的稳态温度场解析解[J]. 上海交通大学学报（自然版）, 2013, 47(09): 1367-1371.
[12]	袁镭，余海东，丁晟，李建军. 基于几何耦合模型的多齿轮系统载荷均匀性分析[J]. 上海交通大学学报（自然版）, 2013, 47(05): 687-691.
[13]	肖笑，华学明，李芳，吴毅雄. 基于连续谱修正的标准温度法的钨极惰性气体保护焊电弧温度场分析[J]. 上海交通大学学报（自然版）, 2013, 47(05): 766-769.
[14]	全睿a, 唐新峰a, 全书海b, c, 黄亮b. 冷源结构对汽车尾气热电转换装置性能的影响[J]. 上海交通大学学报（自然版）, 2013, 47(04): 544-549.
[15]	黄后学, 刘振宇, 陈娅琪, 吴慧英. 不同工况下空间太阳电池翼的在轨热分析[J]. 上海交通大学学报（自然版）, 2012, 46(05): 790-795.