[发明专利]一种汽车尾气温差发电系统车载兼容性测试平台及其测试方法

说明书

本发明提供一种汽车尾气温差发电系统车载兼容性测试平台及其测试方法，包括温差发电及性能检测单元、监控单元；温差发电及性能检测单元提供温度、流量和压力可调的汽车尾气给热交换器构建热电器件组的温差；监控单元采集各个传感器信号和执行部件的工作状态，与上位机进行信息显示，通过操作上位机界面给主控制器发送操作命令控制温差发电及性能检测单元的运行状况，测试在不同条件下热电器件组的伏安特性和发动机的油耗及排放性能，进行热交换器结构、热电器件组电气拓扑结构和冷却效果对汽车尾气温差发电的性能评价。该平台可进行汽车尾气温度、背压、流量、冷却水温度、冷却水流量对温差发电性能测试，为系统车载兼容性优化提供指导。

技术领域

本发明属于汽车尾气利用领域，具体涉及一种汽车尾气温差发电系统车载兼容性测试平台及其测试方法。

背景技术

通过各种方式提高能量的利用率是应对当今社会能源危机最为有效的途径，进行汽车余热回收利用就是其中之一。一方面，汽车尾气带走了大量的热能，研究表明燃油汽车内燃机中燃料发出的能量约有40％随尾气排入大气，约30％的能量随冷却液带走，另外约5％的能量消耗在摩擦中，真正用于克服行驶阻力与驱动附件做功的能量只占约25％左右；另一方面，汽车尾气随便排放最终会对环境造成不可逆转的污染。因此，通过热电技术回收发动机的排气废热并利用于车载系统可以显著提高其燃料经济性和系统效率。目前国内有较多汽车尾气温差发电相关的应用研究，但对汽车尾气温差发电系统综合性能的检测与车载兼容性评价仍显不足，缺乏可以检测多种因素如尾气温度、背压、流量、冷却水温度、冷却水流量、热交换器内部流场结构等对汽车尾气温差发电系统性能影响的测试平台。开发汽车尾气温差发电系统车载兼容性测试平台可以分析各个参数对温差发电性能和发动机油耗的影响，为热交换器、管路、冷却水回路的优化设计提供指导，进而提高温差发电功率和效率。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明为解决现有技术中存在的问题采用的技术方案如下：

一种汽车尾气温差发电系统车载兼容性测试平台，其特征在于：包括温差发电及性能检测单元和监控单元；所述的温差发电及性能检测单元由测功机、发动机、ECU(电子控制单元)、油耗仪、第一压力传感器P1、第一流量传感器、第一温度传感器T1、热交换器、第二温度传感器T2、调压阀、热电器件组、冷却水箱、第三温度传感器T3、第四温度传感器T4、第二压力传感器P2、水壶、手阀、注水阀、液位传感器L1、第二流量传感器、散热器、水泵和可编程电子负载构成，所述温差发电及性能检测单元的发动机出口与热交换器相连，提供温度、流量和压力可调的汽车发动机尾气给热交换器进行回收利用并构建热电器件组的热端温度，热交换器的出口与调压阀相连进行汽车发动机尾气的背压调节，热电器件组的直流输出端与可编程电子负载相连进行发电性能测试；

所述的监控单元由上位机和主控制器上的第一CAN模块、第二CAN模块、DI模块、A/D模块、SCI模块、PWM模块构成，所述监控单元采集温差发电及性能检测单元各个传感器信号和执行部件的工作状态，并与上位机通信进行各个传感器信号和执行部件的工作状态实时及离线信息显示，通过人为操作上位机界面给主控制器发送操作命令控制温差发电及性能检测单元中测功机、发动机、调压阀、水泵、散热器和可编程电子负载的运行状况，测试在不同发动机功率、发动机转速、发动机转矩、调压阀开度、水泵转速和散热器转速条件下热电器件组的伏安特性和功率-电流特性以及发动机油耗和排放性能，进行热交换器结构、热电器件组电气拓扑结构和冷却效果对汽车尾气温差发电系统的总体性能评价。