汽車發(fā)動機尾氣余熱溫差發(fā)電裝置熱電轉(zhuǎn)換技術(shù)研究.pdf

1、內(nèi)燃機作為汽車的傳統(tǒng)動力源，熱效率始終偏低，其中由尾氣帶走的熱量高達40％左右，溫差發(fā)電是一項新興的尾氣余熱能量回收利用技術(shù)。
　　 本文圍繞汽車發(fā)動機尾氣余熱溫差發(fā)電裝置開展相關(guān)研究工作，在溫差發(fā)電裝置熱端仿真及溫度場研究、熱電性能仿真、熱應力分析、模態(tài)分析及結(jié)構(gòu)優(yōu)化方面有以下創(chuàng)新點：
　　 (1)研發(fā)了一種汽車發(fā)動機尾氣余熱溫差發(fā)電裝置。對該溫差發(fā)電裝置熱端氣箱進行流固共軛換熱數(shù)值仿真，并提出一種評價平板式溫差發(fā)電裝

2、置表面溫度均勻性的指標一溫度均勻性系數(shù)。利用此評價指標，評價熱端氣箱溫度場的均勻性，作為溫差發(fā)電模塊拓撲結(jié)構(gòu)設計的理論依據(jù)。解決了由于溫差發(fā)電裝置結(jié)構(gòu)設計與溫差發(fā)電模塊拓撲結(jié)構(gòu)設計之間不匹配，帶來的溫差發(fā)電效率不高的問題。
　　 (2)以仿真軟件GT-POWER和Matlab為平臺，建立溫差發(fā)電裝置熱端氣箱一維等效模型及其與發(fā)動機的集成模型、冷端水箱一維等效模型及其與發(fā)動機冷卻系統(tǒng)的集成模型、發(fā)電性能計算模型及其與整車的集成模型

3、的基礎，并通過仿真分析較好地解決了由于冷端氣箱接入對發(fā)動機動力性、經(jīng)濟性帶來的影響。
　　 (3)建立溫差發(fā)電裝置熱端試驗平臺，設計并進行了熱端試驗，結(jié)合試驗數(shù)據(jù)對熱端氣箱表面溫度均勻性系數(shù)和平均溫度進行驗證，仿真與試驗結(jié)果一致，表明了熱端氣箱數(shù)值仿真的正確性。
　　 (4)采用有限元軟件系統(tǒng)分析了溫差發(fā)電裝置整體、熱端氣箱和冷端水箱的熱應力及模態(tài)情況。針對在溫差發(fā)電裝置中出現(xiàn)的變形、振動、噪聲過大等問題，利用計算仿真結(jié)