半導(dǎo)體溫差發(fā)電系統(tǒng)研究及電熱式試驗(yàn)臺(tái)設(shè)計(jì).pdf

1、隨著汽車消耗能源的與日俱增，汽車的節(jié)能越來越受關(guān)注。利用汽車發(fā)動(dòng)機(jī)余熱發(fā)電不僅是一個(gè)解決能源問題的有效途徑，而且是一個(gè)很好的節(jié)能途徑。半導(dǎo)體溫差發(fā)電器用于汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的余熱利用具有十分廣泛的應(yīng)用前景。半導(dǎo)體溫差發(fā)電器在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)上的利用方式和系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是研究的重點(diǎn)。
　　本文通過建立簡(jiǎn)化模型理論上計(jì)算了半導(dǎo)體溫差發(fā)電器的輸出功率和熱電轉(zhuǎn)換效率，分析了散熱方式和布置方式對(duì)半導(dǎo)體溫差發(fā)電器的輸出功率和熱電轉(zhuǎn)換效率的影響。半導(dǎo)體溫差發(fā)電器

2、的輸出功率和熱電轉(zhuǎn)化效率會(huì)隨著冷熱兩端的溫差的增大不斷的增大，隨著電流、等效內(nèi)阻和接觸熱阻的增大而降低。而且風(fēng)冷時(shí)，溫差發(fā)電器組件的輸出功率和熱電轉(zhuǎn)化效率還與散熱器上的溫度梯度、熱阻和風(fēng)扇的風(fēng)速有關(guān)。
　　通過搭建電熱式溫差發(fā)電試驗(yàn)臺(tái)，完成不同冷卻方式和負(fù)載下溫差發(fā)電器組件的性能實(shí)驗(yàn)，并進(jìn)行比較分析。在采用水冷和風(fēng)冷的情況下，溫差發(fā)電器組件的最大開路電壓分別為26.4V和8.234V，最大短路電流分別為4.3A和1.33A，最大輸

3、出功率為18.2W和4.64W的功率，最大的熱電轉(zhuǎn)換效率分別為4.68％和1.19％。由此可見水冷時(shí)溫差發(fā)電器組件的發(fā)電性能明顯優(yōu)于風(fēng)冷時(shí)的發(fā)電性能。
　　利用穩(wěn)壓芯片LM2577-ADJ設(shè)計(jì)穩(wěn)壓電路，利用UC3906充電專用芯片設(shè)計(jì)12V鉛酸蓄電池充電電路，完成了汽車余熱半導(dǎo)體溫差發(fā)電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，并實(shí)際完成運(yùn)行測(cè)試。根據(jù)汽車排氣管溫度分布情況設(shè)計(jì)分段布置不同材料的溫差發(fā)電器，并討論了不同冷卻方式的汽車余熱半導(dǎo)體溫差發(fā)電系統(tǒng)在汽車