[实用新型]一种基于半导体热电转换的发动机冷启动预热装置

说明书

本实用新型公开了一种基于半导体热电转换的发动机冷启动预热装置，包括依次相连的温度传感器、ECU控制模块、热电转换模块以及预热电源；其中，所述热电转换模块包括冷却液延长管道和热电单元，所述冷却液延长管道与发动机的冷却液管道相连，所述热电单元均匀设置于冷却液延长管道外壁，热电单元之间并联，且热电单元的热端导流体均与预热电源相连；所述温度传感器设置于发动机的冷却液管道上。此外，通过对热电转换模块中增加隔热层，进一步提升能量转换效率；本实用新型所述的装置可以减少发动机冷启动的燃油消耗以及HC和CO的排放；同时，也可以避免发动机冷启动时由于雾化效果差导致进气门、喷油嘴和进气道积炭过多的事情发生。

技术领域

本实用新型属于发动机冷启动预热技术领域，涉及一种基于半导体热电转换的发动机冷启动预热装置。

背景技术

目前，环境污染和能源紧张问题日益严重，冷启动燃油消耗和排放控制也成为发动机中主要研究的问题之一。冷启动阶段发动机机体温度较低，整体运行工况恶劣都会导致燃油消耗和排放的增加。

发动机冷启动时，经常出现各种各样的问题。例如，发动机怠速转数高，车身抖动，油耗增加，排气异常等。尤其是当环境温度较低时这些问题将显得更加突出。当外界环境温度较低时，发动机机身温度也较低，缸内空气温度同时也较低，这些原因都将导致喷入气缸的燃油不能充分雾化形成高质量的混合气，使得形成的混合气燃烧不良，进而导致HC排放量增加。由于进入缸内混合气不能正常燃烧使得发动机排气温度低于正常值，这时的三效催化器就不能达到起燃温度，发动机排放中的有害气体就不能有效降低。

在现有的发动机冷启动技术上，尽管已经有了通过加热进气、燃料、机油和冷却液的方法来解决发动机冷启动困难等一系列问题，但同时也衍生出一些其他问题。例如，储热换热的方法加热冷却液，效率方面有待提升；电加热的方法加热冷却液，对电瓶寿命有所损耗，耗电量高。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种体积尺寸小、结构简单的发动机冷启动预热装置，为解决上述不足，该装置利用热电转换技术的原理，采用热电转换模块对冷却液进行加热，耗电量低(在100W以下)；该装置中多个热电单元采用并联的方法连接，增加装置产热效率；该装置中采用一个独立的电源，避免冷启动预热使用电瓶中的电量，损耗电瓶寿命。

一种基于半导体热电转换的发动机冷启动预热装置，包括依次相连的温度传感器、ECU控制模块、热电转换模块以及预热电源；

其中，所述热电转换模块包括冷却液延长管道和热电单元，所述冷却液延长管道与发动机的冷却液管道相连，所述热电单元均匀设置于冷却液延长管道外壁，热电单元之间并联，且热电单元的热端导流体均与预热电源相连；

所述温度传感器设置于发动机的冷却液管道上。

通过外设独立的预热电源和热电转换模块对冷却液进行加热，避免冷启动预热时，使用电瓶中的电量，损耗电瓶寿命；

进一步地，所述热电单元包括P型热端导流体、N型热端导流体、冷端导流体、P型半导体以及N型半导体，所述P型半导体呈L形，所述N型半导体呈矩形，N型半导体的宽度比P型半导体“|”处的宽度宽，N型半导体的宽度比P型半导体“—”处的宽度窄；

所述冷端导流体设置在冷却液延长管道外壁，所述P型热端导流体和N型热端导流体均呈环状，所述P型半导体以及N型半导体的一端均插装在所述冷端导流体上，且P型半导体的另一端与P型热端导流体相连，N型半导体的另一端与N型热端导流体相连，P型热端导流体和N型热端导流体分别与预热电源的正极和负极相连。

进一步地，在P型半导体以及N型半导体之间，冷端导流体层上，设置有隔热层。

通过增设隔热层，使得热电单元中冷端导流体和热端导流体之间的温差得到保证，避免热量的散失，提升能量转换的效率；

进一步地，所述隔热层为硅化物隔热棉。