汽車尾氣余熱溫差發(fā)電系統(tǒng)仿真與設(shè)計.pdf

1、目前，我國成為了世界上最大的汽車生產(chǎn)國和消費(fèi)國，但是也帶來一系列的能源和環(huán)境問題。如何節(jié)省燃油的消耗以及降低污染和排放成為汽車行業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵問題。在上世紀(jì)70年代興起的汽車尾氣余熱溫差發(fā)電系統(tǒng)正成為各大高校和車企的研究熱點(diǎn)，它是一種能夠?qū)⑵囄矚庵袛y帶的熱能轉(zhuǎn)換為電能的裝置，可以提高燃油的利用率，具有較強(qiáng)的應(yīng)用前景和廣闊的市場空間。
　　本文在整理了國內(nèi)外相關(guān)研究之后，針對汽車尾氣余熱溫差發(fā)電系統(tǒng)在現(xiàn)階段存在輸出功率小和結(jié)構(gòu)不緊湊

2、的不足，研究在多場耦合條件下溫差發(fā)電模塊輸出功率和轉(zhuǎn)換效率的影響因素，以及尾氣與集熱器的換熱過程，為提高集熱器表面溫度和改善集熱器表面溫度的分布提供了實(shí)現(xiàn)途徑。在此基礎(chǔ)上，對溫差發(fā)電系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)進(jìn)行了設(shè)計，包括集熱器、冷水水箱、夾緊裝置等。
　　利用ANSYS的Design Model建立了溫差電單元仿真模型，考慮了接觸效應(yīng)的影響，對溫差電單元進(jìn)行了熱電耦合仿真分析，研究了溫差電單元半導(dǎo)體變物性參數(shù)、接觸熱導(dǎo)率、接觸電阻率、負(fù)載電

3、阻、橫截面邊長、臂長對溫差電單元輸出效率及熱電轉(zhuǎn)換效率的影響。在對溫差電單元仿真的基礎(chǔ)上建立了溫差發(fā)電模塊仿真模型，該模塊內(nèi)部封裝49個溫差電單元，輸出功率18.66W，轉(zhuǎn)換效率5.2％。
　　利用ANSYS軟件的Design Modle建立了溫差發(fā)電系統(tǒng)的幾何模型，通過確定邊界條件，利用Fluent軟件對溫差發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)行了數(shù)值模擬，并比較了旁通閥門開閉對系統(tǒng)溫度場、壓力場和流場的影響。
　　利用穩(wěn)壓芯片XL4016設(shè)計了輸