[发明专利]一种基于汽车尾气余热梯级利用的综合热管理系统

权利要求书

1.一种基于汽车尾气余热梯级利用的综合热管理系统，其特征在于由尾气余热发电系统和尾气余热供暖系统组成，所述的尾气余热发电系统由发动机（1）、发动机总排气管（2）、温差发电装置（3）、电能转换装置（4）、储能器（5）、半导体发电片热端（6）和半导体发电片冷端（7）组成，所述的尾气余热供暖系统由发动机总排气管（2）、废气分流箱（8）、分流阀（9）、除尘器（10）、尾气入口管（11）、热风出口管（12）、脉动热管（13）、翅片（14）、箱体（15）、风机进风管（16）、鼓风机（17）、隔板（18）、尾气出口管（19）、排气管（20）和消音器（21）组成，汽车在行驶过程中，高达500℃-900℃的尾气从所述的发动机（1）中排出，进入所述的发动机总排气管（2），经过所述的温差发电装置（3），加热半导体发电片热端（6），同时所述的半导体发电片冷端（7）与车外空气接触，所述的温差发电装置（3）介于恒定温差的冷热源之间，利用半导体发电装置的赛贝克效应输出电流和电压，经过所述的电能转换装置（4），转换成电能，储存在所述的储能器（5）中，随后尾气进入所述的废气分流箱（8）中，当车内温度低于许可值时，调节所述的分流阀（9），使尾气进入所述的尾气入口管（11）中，所述的尾气入口管（11）前端设置所述的除尘器（10），用以除去尾气中的固体颗粒，高温尾气使所述的脉动热管（13）的加热段迅速受热，通过相变传热，将热量传送至所述的箱体（15）上部空腔的冷凝段，通过所述的鼓风机（17）吹向所述的热风出口管（12），由此源源不断地为车厢供暖，之后尾气经所述的尾气出口管（19）、所述的排气管（20）和所述的消音器（21）排出车外，当车内温度升高到许可值时，调节所述的分流阀（9）使尾气直接通过所述的排气管（20）和所述的消音器（21）排出车外。

2.根据权利要求书1所述的基于汽车尾气余热梯级利用的综合热管理系统，其特征在于尾气余热发电系统和尾气余热供暖系统都利用汽车尾气中的余热，尾气余热发电系统利用汽车尾气余热中的高能段，尾气供暖系统利用汽车尾气余热中的低能段，提高了发动机的热效率和燃油经济性，实现了节能减排。

3.根据权利要求书1所述的基于汽车尾气余热梯级利用的综合热管理系统，其特征在于使用所述的脉动热管（14）作为换热设备，所述的脉动热管（14）依靠管内形成的气塞与液柱在蒸发段与冷凝段之间的运动，实现热量的传递，导热性能高，结构简单，适应环境能力强。

4.根据权利要求书1所述的基于汽车尾气预热梯级利用的综合热管理系统，其特征在于在所述的尾气入口管（11）的入口处安装有除尘器（10），防止固体颗粒吸附到热管翅片上，降低热管的工作效率。

5.根据权利要求书1所述的脉动热管（14），其特征在于外壁面安装有横向翅片，用于增加换热面积，强化换热效果。

6.根据权利要求书1所述的温差发电装置（3），其特征在于以汽车尾气余热作为热源，以车外流动的空气作为冷源，包括两种不同的半导体热电材料发电片。

7.根据权利要求书1所述的分流阀，其特征在于是一种V型导流板，能根据车内环境温度自动调节汽车尾气的流动方向，当车内环境温度低于许可值时，使尾气从尾气入口管（11）进入，经过所述的脉动热管（14）从而给车内供暖；当车内环境高于许可值时，使尾气直接通过排气管（20）和消音器（21）排出车外。