[发明专利]用于车辆的堆叠型热电发电机

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2012年12月31日在韩国知识产权局提交的专利申请No.10-2012-0158125的优先权，该申请的全部内容通过引用纳入本文。

技术领域

本发明涉及一种用于车辆的热电发电机，更特别地，涉及用于车辆的热电发电机，其包括热电发电单元，所述热电发电单元安装在废气入口管道和废气出口管道之间，具有在一侧上形成的冷却剂入口和在其另一侧上形成的冷却剂出口，并通过组装多个每个具有热电元件的单元模块而形成，废气通过废气入口管道流入，废气通过废气出口管道排放。

背景技术

通常地，热电发电机指当将温差施加至加热元件和冷却元件的两端时，通过使用在加热元件与冷却元件之间产生的势差而获得电能的装置。典型地，加热元件和冷却元件由金属或半导体制成。这样，热量可直接转化为电力而无机械操作。

热电发电机通常应用于工业锅炉的废气设备和边远地区中的供电设施，近年来，它们开始应用于废物焚烧炉的废热利用系统、地热发电、海洋温差发电等。

同时，由于在车辆内提供电功率以对电池充电的发动机驱动交流发电机(也称为交流发电机)的效率仅在约33％效率下操作，且交流发电机的轴功率应该随着车辆的电功率消耗增加而增加，因此当轴功率的损失增加时，燃料消耗变得增加，且由于高燃料消耗而导致污染物的排出增加。

操作交流发电机所需的能量的量基于车辆的行驶状态和由车辆消耗的电功率的量而变化。因此，已开始将从发动机收集废热的热电发电机加入车辆中。

车辆中的热电发电机通常包括加热单元，所述加热单元用于进行废气与热电模块的高温端之间的热传递。该热电模块常常包括多个热电半导体、用于冷却热电模块的低温端的冷却单元，以及废热回收装置。热电发电机将获自发动机的废热的热能转化为电能。

图1为示出了用于热电发电机中的热电模块的概念的示意图。热电模块制造为电路，使得电流通过热电动势而流动，所述热电动势通过连接p型和n型导体或半导体，并在一侧设定高温热源，且在另一侧设定低温热源而产生。典型地，每个热电模块可输出约2W至4W。

然而，必要的是使加热单元与冷却单元之间的温差达到最大，以增加由热电模块产生的功率量，但由于在诸如图1所示的相关技术的用于车辆的热电发电机中加热单元和冷却单元的结构效率一般较差，因此高温端与低温端之间的温差比所希望的更小。

发明内容

本发明已经做出努力以提供用于车辆的堆叠型热电发电机，其能够通过改进包括加热单元和冷却单元的热交换结构来最大化所述热电发电机的发电效率。

本发明的示例性实施方案提供了用于车辆的热电发电机，其包括热电发电单元，所述热电发电单元安装在废气入口管道和废气出口管道之间，具有在其一侧上形成的冷却剂入口和在其另一侧上形成的冷却剂出口，并通过组装多个其中具有热电元件的单元模块而形成，废气通过废气入口管道流入，废气通过废气出口管道排放。

根据本发明的示例性实施方案的具有上述构造的用于车辆的堆叠型热电发电机具有如下效果。

第一，根据本发明的示例性实施方案的热电发电机的热电发电单元具有多个单元模块堆叠的结构，由此通过在有限空间中高温部分和低温部分的有效构造路径改进热电发电量，并增加热电元件的应用领域。

第二，因为根据本发明的示例性实施方案的热电发电机的热电发电单元由作为基本单元的单元模块形成，所述热电发电单元通过调整在所述热电发电单元中的单元模块的数量可以适当地与车辆底盘的布局限制和发动机的输出量的改变相适应。

第三，在根据本发明的示例性实施方案的热电发电机的热电发电单元的单元模块中，由于在单元模块间的组装和拆卸通过螺杆组装法进行，故障部分的替换可以迅速简单地进行。

第四，因为根据本发明的示例性实施方案的热电发电机的热电发电单元的单元模块具有相同形状的部件，并且相同数量的部件重复地组装，简化了用于提供部件的系统并简单地进行维护，使得单元模块适于大量生产。另外，所述热电发电机的结构强度是优秀的。

附图说明

图1是显示热电模块的概念的示意图。

图2是根据本发明的示例性实施方案的热电发电机的立体图。

图3是显示根据本发明的示例性实施方案的热电发电机的废气入口和废气出口的分离的状态的立体图。

图4是根据本发明的示例性实施方案的热电发电机的单元模块的立体图。

图5是根据本发明的示例性实施方案的热电发电机的单元模块的分解立体图。