[实用新型]一种热电发电装置及车辆

说明书

本实用新型涉及一种热电发电装置及车辆。热电发电装置包括设有冷却液进口、冷却液出口、废气进口和废气出口的壳体，壳体内设有热电发电单元，通过热电发电单元将壳体内部分成冷却液通道和废气通道，热电发电单元的冷侧朝向冷却液通道、热侧朝向废气通道，冷却液通道的一端连通冷却液进口、另一端连通冷却液出口，废气通道的一端连通废气进口、另一端连通废气出口，热电发电单元在靠近热侧的部位设有导热介质。本实用新型还提供一种车辆，包括发动机和所述的热电发电装置，热电发电装置的废气进口与发动机的废气排放口相连通。本实用新型能解决现有热电发电模块热侧表面的温度均匀性差的问题。

技术领域

本实用新型涉及汽车零部件技术领域，具体涉及一种热电发电装置及车辆。

背景技术

随着汽车市场的能耗法规逐渐加严，其中，发动机的能效提升是降低能耗的关键途径之一。随着发动机本身的能效提升不断挖潜，发动机废气能量的回收利用也越来越得到了重视。

目前，发动机废气能量的回收主要有两种方式。一种是有机朗肯循环，其以有机相变材料作为工质，由工质泵、蒸发器、膨胀机、冷凝器构成封闭回路，工质通过膨胀机驱动发电装置做功，实现废气能量的回收。另一种是热电发电，其利用半导体材料的塞贝克（Seeback）效应，通过热侧与冷侧的温差以回收热侧的能量发电，从而实现废气能量的回收。其中，热电材料在发电时，热侧的能量经由热电发电材料流向冷侧，流经热电发电材料的部分能量转变为电能，电能占流经热电发电材料能量的比重即为热电发电材料的发电效率，简称效率。相比于有机朗肯循环，热电发电具有结构简单、布置空间小、零部件数量少、系统控制简单的优点。

现有技术中，部分热电发电材料已经得到量产应用，热电发电材料生产企业通常把热电材料封装成固定尺寸的热电发电模块（如图1所示），冷侧01朝向低温部件，热侧02朝向高温部件，并预留正极03和负极04电气连接端子。但随着废气流动的方向热侧表面的温度均匀性较差，从而造成热电材料的发电效率低，严重时会导致热电模块内部热电发电模块断裂，使得热电发电装置损坏。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种热电发电装置及车辆，以解决现有热电发电模块热侧表面的温度均匀性差的问题，从而提高热电发电效率。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一种热电发电装置，包括壳体，所述壳体上设有冷却液进口、冷却液出口、废气进口和废气出口，所述壳体内设有至少一个热电发电单元，且通过所述热电发电单元将所述壳体的内部分隔成冷却液通道和废气通道，所述热电发电单元的冷侧朝向所述冷却液通道、热侧朝向所述废气通道，使得冷侧与冷却液通道中的冷却液接触、热侧与废气通道中的废气接触，所述冷却液通道的一端连通所述冷却液进口、另一端连通所述冷却液出口，所述废气通道的一端连通所述废气进口、另一端连通所述废气出口，所述热电发电单元在靠近热侧的部位设有导热介质。

根据上述技术手段，通过在热电发电单元靠近热侧的部位设置导热介质，从而提高热侧沿废气流动方向的温度的均匀性，进而提高热电发电效率，且温度均匀还能有效降低因温差过大导致热电模块内部热电发电模块断裂的风险，且具有设计结构简单、布置空间小、零部件数量少、系统控制简单的优点。

优选的，所述热电发电单元包括基板、导热密封板、位于所述基板和导热密封板之间的热电发电模块和所述导热介质，所述热电发电模块固定在所述基板上，相邻所述热电发电单元的基板或导热密封板呈相对布置，使得相邻所述基板共同构成所述冷却液通道的通道壁，相邻所述导热密封板共同构成所述废气通道的通道壁。

通过将相邻热电发电单元的基板或导热密封板设成相对布置，使得相邻基板共同构成冷却液通道的通道壁，相邻导热密封板共同构成废气通道的通道壁，从而使得废气中的热量直接通过导热密封板传递到导热介质，再经由导热介质直接传递到热电发电模块热侧，有效保证了热量传递的效率。