[发明专利]一种混合式汽车尾气温差发电器及其长度的确定方法

权利要求书

1.一种混合式汽车尾气温差发电器的长度确定方法，其特征在于：

一种混合式汽车尾气温差发电器，包括两条废气流通管路(3)，所述废气流通管路(3)两端分别与入口排气管(1)和出口排气管(6)固连为一体，两条废气流通管路(3)中间布置有冷却水箱(4)，废气流通管路(3)上、下表面粘贴有温差发电片组(5)，远离冷却水箱(4)的温差发电片组(5)粘贴翅片板(2)；

所述长度确定方法具体为：确定温差发电器第i个单位长度上废气流通管路(3)和翅片板(2)之间的温差发电片高温端温度T_h3和低温端温度T_a2、废气流通管路(3)和冷却水箱(4)之间的温差发电片高温端温度T_h4和低温端温度T_w2；计算温差发电器在第i个单位长度上的热电转换效率η_i，设置热电转换效率下限η，令n＝i，若η_i≥η，则n＝i+1，若η_i＜η，则n＝i-1，进而求得温差发电器的长度L＝2b+2c+n×a+(n-1)d，其中单位长度a为一个温差发电片的长度，b为入口排气管(1)或出口排气管(6)的长度，c为边缘温差发电片与废气流通管路(3)相应端部的距离，d为相邻温差发电片之间的间隔；

所述高温端温度其中T_a1为空气经过对流传热传到翅片板(2)上壁面的温度，δ₁为翅片板(2)的厚度，δ₂为温差发电片的厚度，λ₁为翅片板(2)或废气流通管路(3)或冷却水箱(4)的导热系数，λ₂为温差发电片的导热系数，h_a为空气的传热系数，A_a为单位长度上空气与翅片的接触面积，A_c为单位长度上热传导的面积，T_a为空气流入翅片的初始温度；

所述低温端温度

所述高温端温度其中T_w为冷却水流入管道的初始温度，T_w1为冷却水流通管路的内壁温度，A_w为单位长度上冷却水与管路接触面积，h_w为冷却水的传热系数，δ₄为冷却水箱的壁厚；

所述低温端温度

所述热电转换效率第i个单位长度上的最大功率单个温差发电片由于温度差产生的U＝α(T_h4-T_w2)+α(T_h3-T_a2)，单个温差发电片的塞贝克系数α＝α_pn×N，温差发电器中单位长度上的吸热量其中R为单个温差发电片的内阻，α_pn为热电偶的塞贝克系数，N为单个温差发电片的热电偶数目，c_p为尾气的比热容，为尾气的质量流量，ΔT_h为汽车尾气在单位长度上的温差。

2.一种根据权利要求1所述的长度确定方法确定的混合式汽车尾气温差发电器，其特征在于，包括两条废气流通管路(3)，所述废气流通管路(3)两端分别与入口排气管(1)和出口排气管(6)固连为一体，两条废气流通管路(3)中间布置有冷却水箱(4)，废气流通管路(3)上、下表面粘贴有温差发电片组(5)，远离冷却水箱(4)的温差发电片组(5)粘贴翅片板(2)。

3.根据权利要求2所述的混合式汽车尾气温差发电器，其特征在于，所述废气流通管路(3)为中空长方体结构，且管路上下表面均匀分布若干小孔。

4.根据权利要求2所述的混合式汽车尾气温差发电器，其特征在于，所述冷却水箱(4)两侧设有冷却水流通的出入口，冷却水箱(4)内部的冷却水流流通管路为“S”形。