汽车尾气余热温差发电技术研究进展与发展趋势

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1、万方数据第16卷第6期2014年6月军事交通学院学报JoIlⅡlalofMilitaryTI狮sportationUniversityV01．16No．6Jun2014●基础科学与技术B嬲icScienceandT∞hnolo留汽车尾气余热温差发电技术研究进展与发展趋势王宾，赵德龙，陶新良(军事交通学院军事物流系，天津300161)摘要：从热电材料、大温度区间梯度功能化热电单元、高温高密度热电装置封装和汽车尾气余热温差发电机等4个方面介绍汽车尾气余热温差发电关键技术的研究进展。在此基础上，阐述汽车尾气温差发电的研究方向，主要包括新型热电材料开发、优化热电装置热管

2、理设计、热电装置界面连接技术、高温高密度热电装置的可靠性评价技术等4个方面。关键词：汽车尾气；温差发电；热电材料；热电单元；高温高密度中图分类号：’rM913文献标志码：A文章编号：1674—2192(2014)06—0077—04ResearchProgressandDeVelopmentTrendofTherm∞lectricPowerGenerationUsingW嬲teHeatofAutomobneW锄gBin，ZhaoDelong，TaoXillli龃g(Militaryk百sticsDepartment，MilitaryTransponationUn

3、iVersity，Ti舳jin300161，China)Ab；tract：TheresearchpmgressoftIlennoelectricpowergenerationisreViewed，includingthethe珊oelectricmaterial，山ethemoelectricunitoffunctionalgradientinlargetemperature砌ge，thehightempemtureaIIdh远hdensitythe珊oelectricdevicepackage粕dt}Ie珊0electricgenemtorusingw鹊teh

4、eatof跏tomobile．Therese眦hdirectionofthe瑚oelectricpowergenerationusingwasteheatofautomotiveisprospected，includingtlledeVelopmentofnewthe珊oelectricmaterials，optimi-zingtllethe珊alm粕agementdesigIlingoftlle珊oelectricde、rice，theinte血cialbondingtechnolo舒ofthe珊oelectricdeVice锄dreliabil竹鹊sessm

5、enttechnolog)rofhiglltemperature明dhi曲densitythenlloelectricdeVice．Keywords：wasteheatof踟tomotive；the珊oelectricpowergeneration；the珊0electricmateri出tlle瑚0electricunit；hi曲temperatureandhighdensity目前，全球绝大部分汽车是燃油内燃机汽车，发动机的排气压力大、温度高，排气温度可达800℃左右。燃油在发动机中燃烧产生的能量并未全部转化为动能，其中，25％一30％转换为机械能，作为动力

6、；33％～35％为尾气损失；其他为冷却液、机油损失和摩擦损失¨j。因此，汽车尾气余热回收再利用成为国际上的研究热点，主要集中在余热发电、取暖、制冷、改良燃料和废气涡轮增压等方面，收稿日期：2013一12—1l；修回日期：2014—03—26作者简介：王宾(1977一)，男，硕士，副教授．但这些研究都有一定的局限性。基于温差发电原理的汽车尾气余热热电发电技术，利用半导体热电材料直接将低品位的汽车尾气热能转化为电能，是一项绿色环保的发电技术，可以提高汽车燃油经济性，从一定程度上节约能源，减少尾气污染。这项研究是国际前沿课题，目前处于开发的初期阶段，具有很大发展潜力，

7、是未来汽车辅助动力系统的一个发展方向。万方数据78军事交通学院学报第16卷第6期1汽车尾气余热温差发电系统构成基于温差原理的汽车尾气热电发电系统，主要包括热电发电机换热系统、热电发电组件、热电发电控制器，以及热电发电机与车辆的机械连接装置(如图1所示)心]。其中，热电发电组件是整个系统的关键，也是当前国内外的研究热点。热电发电组件是由热电材料加工成的热电偶按照一定的顺序和规则组成，因此热电材料的属性是影响热电发电组件性能的关键因素。尾气蓄电池图1汽车尾气热电发电系统示意2汽车尾气余热温差发电关键技术研究进展2．1热电材料研究进展温差发电是利用半导体热电材料的赛贝

8、克效应。赛贝克效应是指在