[发明专利]一种平板式温差发电器及其热电发电组件分区布置方法

说明书

本发明涉及一种平板式温差发电器及其热电发电组件分区布置方法。平板式温差发电器包括端盖、附着集热翅片的集热端面板、隔热板、温差发电组件、水冷头和导冷块压紧机构。平板式温差发电器热电发电组件分区布置方法主要包括：首先根据平板式温差发电器的结构参数计算总换热量，再根据具体尺寸进行分区，计算每个区域的对流换热量，得到内壁面温度分布，从而可计算得到外表面温度分布，据此分区布置不同工作区间的热电发电组件。本发明回收汽车尾气余热进行发电，根据具体的使用情况分区布置热电发电组件，提高了热电转换效率，有效降低了成本。

技术领域

本发明属于温差发电领域，是一种新型平板式温差发电器以及其热电发电组件的分区布置方法。

背景技术

温差发电器是利用半导体材料的塞贝克效应，直接将热能转化为电能的装置，该装置具有结构紧凑、绿色环保、运行时无噪声、使用寿命长等优点。目前，汽车的保有量越来越大，汽车排出的废热也越来越多，这是一种资源的浪费。温差发电器可以减少这种资源的浪费，同时产生的电能可以供给汽车电子件的消耗，增加燃油经济性。但是现有的温差发电器结构复杂，加工难度高，结构工艺性差，因此设计出一种可靠性高，便于大规模实现的平板式温差发电器很有意义。同时，现有的温差发电器使用相同规格的热电发电组件，同一种半导体材料制成的温差发电模块，其工作区间相同，然而集热箱热端温度分布不均匀，温差发电模块无法同时以较高热电转化效率工作，甚至会因为其热端温度在工作许可区间之外而失效。目前，针对基于热端表面温度分布的热电发电组件分区布置方法的研究较少。

发明内容

本发明为了解决现有用于汽车尾气废热回收的温差发电器的不足，提出了一种可靠性好、便于大规模实现的平板式温差发电器，安装在汽车三元催化器与消声器之间，同时提出了一种基于热端表面温度分布的热电发电组件分区布置方法，提高了温差发电器的热电转化效率，减少了温差发电器的生产成本，便于温差发电器的推广。

为实现上述发明目的，本发明采取的技术方案为：一种平板式温差发电器，包括集热端面板、隔热板和端盖，所述集热端面板、所述隔热板和所述端盖构成一个密闭的集热箱，所述集热端面板的一侧端面上分布有集热翅片，所述集热翅片位于所述集热箱内；所述集热端面板的另外一侧端面上安装有若干块温差发电组件，每块所述温差发电组件的上方固定安装有水冷头。

上述方案中，每块所述温差发电组件之间用隔热粘片分离定位，确保每块温差发电组件之间互不干扰。

上述方案中，所述集热端面板、所述隔热板和所述端盖的数量均为两块，其中两块集热端面板构成集热箱的上下两个端面，两块隔热板构成集热箱的左右两个侧面，两个端盖分别构成集热箱的进口和出口。

上述方案中，所述集热端面板和所述隔热板之间通过第一钢压紧条和第一刚压条螺栓固定在一起，所述集热端面板、所述温差发电组件、所述水冷头之间通过第二钢压紧条和第二刚压条螺栓固定在一起。

上述方案中，所述第一钢压紧条两侧设置的第一刚压条螺栓孔之间的距离与所述集热箱的宽度保持一致，确保隔热板与集热端面板的紧密贴合。

本发明还提供了一种平板式温差发电器的热电发电组件分区布置方法，包括如下步骤：

第一步，确定温差发电器整体尺寸、预期参数，以及所用温差发电片尺寸：

(1)集热端面板长a₁、宽b₁、厚度c₁；

(2)温差发电片长a₂、宽b₂；

(3)隔热板长a₁、宽b₃、厚度c₃；

(4)温差发电器预期功率P；