本實用新型涉及一種汽車余熱多場耦合溫差發(fā)電系統(tǒng)，屬于汽車發(fā)電系統(tǒng)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

提高汽車能源的利用效率對實現(xiàn)我國汽車產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展具有重要的戰(zhàn)略意義。研究汽車余熱多場耦合溫差發(fā)電系統(tǒng)可以有效的改善汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性，提高燃油的利用率，對解決由于我國汽車工業(yè)的快速發(fā)展所帶來的環(huán)境和能源問題具有重大的研究意義。

研究顯示，汽車燃料產(chǎn)生的能量只有不足40%用于驅(qū)動汽車或給汽車電器供電，而超過60%的能量則隨冷卻系和尾氣直接散發(fā)或排放到空氣中。如果能對這些耗散的能量進(jìn)行有效地回收利用，將在提高汽車能源利用效率，達(dá)到節(jié)約能源目的的同時，還可產(chǎn)生良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。溫差發(fā)電是一種綠色環(huán)保的發(fā)電方式，溫差發(fā)電技術(shù)具有結(jié)構(gòu)簡單、堅固耐用、無運(yùn)動部件、無噪聲、使用壽命長等優(yōu)點。

由于科技、環(huán)保和能源技術(shù)的進(jìn)步，引發(fā)了以溫差發(fā)電技術(shù)為主要內(nèi)容的第二次熱電學(xué)（Thermoelectrics)研發(fā)熱潮，主要體現(xiàn)在溫差發(fā)電材料和能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的研宄。其中溫差發(fā)電材料是溫差發(fā)電半導(dǎo)體的最基本的組成材料，是將熱能轉(zhuǎn)換為電能的根本。能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)是整個溫差發(fā)電系統(tǒng)的關(guān)鍵組成部分，主要包括溫差發(fā)電轉(zhuǎn)換器的研究和溫差發(fā)電回路的研究。

目前國內(nèi)外溫差發(fā)電系統(tǒng)主要是運(yùn)用在汽車尾氣排放系統(tǒng)，汽車?yán)鋮s系的熱量尚未充分利用。本發(fā)明研究的潤滑油余熱多場耦合溫差發(fā)電系統(tǒng)是利用半導(dǎo)體溫差發(fā)電材料的塞貝克效應(yīng)直接將低品位的熱能轉(zhuǎn)化為電能的而開發(fā)的一種新型清潔能源回收技術(shù)的系統(tǒng)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型提供一種汽車余熱多場耦合溫差發(fā)電系統(tǒng)，將汽車溫差發(fā)電系統(tǒng)安裝在汽車發(fā)動機(jī)油底殼，可以利用半導(dǎo)體溫差發(fā)電器的高溫端吸收汽車潤滑油的余熱，起到冷卻發(fā)動機(jī)機(jī)油的作用，并將潤滑油的部分熱能通過半導(dǎo)體溫差發(fā)電器發(fā)電并轉(zhuǎn)化為與汽車車載電源相匹配的直流電能，同時另一部分沒有被轉(zhuǎn)化利用的熱能通過發(fā)動機(jī)的冷卻水或者發(fā)動機(jī)的散熱器散失到大氣中。

本實用新型的技術(shù)方案如下：

一種汽車余熱多場耦合溫差發(fā)電系統(tǒng)，包括熱電控制系統(tǒng)和半導(dǎo)體溫差發(fā)電器；所述熱電控制系統(tǒng)包括溫度檢測控制單元、冷卻裝置、電壓檢測單元和DC/DC轉(zhuǎn)換器；所述半導(dǎo)體溫差發(fā)電器的高溫端設(shè)置在汽車發(fā)動機(jī)油底殼；所述半導(dǎo)體溫差發(fā)電器與DC/DC轉(zhuǎn)換器電連接；所述溫度檢測控制單元檢測半導(dǎo)體溫差發(fā)電器的低溫端；所述冷卻裝置用于冷卻半導(dǎo)體溫差發(fā)電器的低溫端；所述電壓檢測單元實時檢測半導(dǎo)體溫差發(fā)電器輸出電壓，保證輸出電壓在一定的幅值范圍內(nèi)；所述DC/DC轉(zhuǎn)換器將半導(dǎo)體溫差發(fā)電器產(chǎn)生的電能轉(zhuǎn)化成與車載電源電流匹配的直流電能。

其中，所述的一種汽車余熱多場耦合溫差發(fā)電系統(tǒng)，還包括綜合管理控制單元；所述綜合管理控制單元分別與溫度檢測控制單元和電壓檢測單元通信連接；綜合管理控制單元與DC/DC轉(zhuǎn)換器電連接，調(diào)節(jié)DC/DC轉(zhuǎn)換器的輸出電壓。

其中，所述的一種汽車余熱多場耦合溫差發(fā)電系統(tǒng)，還包括V系統(tǒng)及控制系統(tǒng)和用電負(fù)載，所述V系統(tǒng)及控制系統(tǒng)包括蓄電池、電源控制系統(tǒng)、DC/AC逆變器和起動發(fā)電一體機(jī)；所述蓄電池分別與DC/DC轉(zhuǎn)換器、DC/AC逆變器電連接；電源控制系統(tǒng)與蓄電池通信連接；所述DC/AC逆變器與起動發(fā)電一體機(jī)電連接；所述起動發(fā)電一體機(jī)與電源控制系統(tǒng)通信連接；所述用電負(fù)載與DC/DC轉(zhuǎn)換器電連接；所述用電負(fù)載與電源控制系統(tǒng)通信連接。

本實用新型具有如下有益效果：

1、本實用新型將汽車燃料耗散的能量進(jìn)行有效地回收利用，提高汽車能源利用效率，達(dá)到節(jié)約能源，提高經(jīng)濟(jì)效益和社會效益的目的。

2、本實用新型不改變原車潤滑油系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及控制電路，方便汽車余熱多場耦合溫差發(fā)電系統(tǒng)的增加，不損害原車的結(jié)構(gòu)。

3、本實用新型利用半導(dǎo)體溫差發(fā)電器的高溫端吸收汽車潤滑油的余熱，起到冷卻發(fā)動機(jī)機(jī)油的作用。

4、本實用新型利用潤滑油的部分熱能通過半導(dǎo)體溫差發(fā)電器發(fā)電并轉(zhuǎn)化為能與汽車車載電源相匹配的直流電能。

5、本實用新型的綜合管理控制單元具有多種功能：一、通過溫度檢測控制單元來控制冷卻裝置，實現(xiàn)半導(dǎo)體溫差發(fā)電器冷端的溫度的恒定；二、通過電壓檢測單元來實時檢測半導(dǎo)體溫差發(fā)電器的輸出電壓；三、直接控制發(fā)動機(jī)潤滑油系統(tǒng)的油量，當(dāng)汽車發(fā)動機(jī)機(jī)油油溫超過半導(dǎo)體溫差發(fā)電器的溫度范圍時，可以節(jié)流一部分進(jìn)入余熱發(fā)電系統(tǒng)的油量，從而保證了半導(dǎo)體溫差發(fā)電器的使用壽命；四、通過DC/DC轉(zhuǎn)換器來調(diào)節(jié)半導(dǎo)體溫差發(fā)電器的輸出電壓，并且根據(jù)蓄電池的狀態(tài)以及此時的熱電模塊的輸出功率、發(fā)動機(jī)的工作狀況和外接負(fù)載的要求，來實現(xiàn)整個系統(tǒng)的能量的管理，實現(xiàn)了能量的合理的分配，從而提高了燃油的利用效率。

附圖說明

圖1表示本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中附圖標(biāo)記表示為：

1-熱電控制系統(tǒng)、2-半導(dǎo)體溫差發(fā)電器、3-綜合管理控制單元、4-36V系統(tǒng)及控制系統(tǒng)、5-用電負(fù)載、11-溫度檢測控制單元、12-冷卻裝置、13-電壓檢測單元、14-DC/DC轉(zhuǎn)換器、41-蓄電池、42-電源控制系統(tǒng)、43-DC/AC逆變器、44-起動發(fā)電一體機(jī)。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和具體實施例來對本實用新型進(jìn)行詳細(xì)的說明。

如圖1所示，一種汽車余熱多場耦合溫差發(fā)電系統(tǒng)，包括熱電控制系統(tǒng)1和半導(dǎo)體溫差發(fā)電器2；所述熱電控制系統(tǒng)1包括溫度檢測控制單元11、冷卻裝置12、電壓檢測單元13和DC/DC轉(zhuǎn)換器14；所述半導(dǎo)體溫差發(fā)電器2設(shè)置在汽車發(fā)動機(jī)油底殼；利用半導(dǎo)體溫差發(fā)電器2的高溫端吸收汽車潤滑油的余熱，將潤滑油的余熱能通過半導(dǎo)體溫差發(fā)電器2發(fā)電，半導(dǎo)體溫差發(fā)電器2與DC/DC轉(zhuǎn)換器14電連接；通過DC/DC轉(zhuǎn)換器14轉(zhuǎn)化成與車載電源電流匹配的直流電能；所述冷卻裝置12用于冷卻半導(dǎo)體溫差發(fā)電器2的低溫端；所述冷卻裝置12優(yōu)選的為水泵或者風(fēng)扇；所述冷卻裝置12和半導(dǎo)體溫差發(fā)電器2的低溫端分別與溫度檢測控制單元11通信連接；半導(dǎo)體溫差發(fā)電器2的低溫端溫度傳輸電信號給溫度檢測控制單元11，溫度檢測控制單元11根據(jù)半導(dǎo)體溫差發(fā)電器2的低溫端傳輸過來的溫度，控制冷卻裝置12對半導(dǎo)體溫差發(fā)電器2的低溫端的冷卻速度，使半導(dǎo)體溫差發(fā)電器2的低溫端溫度恒定；所述電壓檢測單元13與半導(dǎo)體溫差發(fā)電器2、綜合管理控制單元3通信連接；所述電壓檢測單元13檢測半導(dǎo)體溫差發(fā)電器2的輸出電壓，并傳輸給綜合管理控制單元3；所述DC/DC轉(zhuǎn)換器14與半導(dǎo)體溫差發(fā)電器2電連接；所述DC/DC轉(zhuǎn)換器14將半導(dǎo)體溫差發(fā)電器產(chǎn)生的電能轉(zhuǎn)化成與車載電源電流匹配的直流電能；所述DC/DC轉(zhuǎn)換器14與綜合管理控制單元3通信連接。

所述一種汽車余熱多場耦合溫差發(fā)電系統(tǒng)還包括綜合管理控制單元3、36V系統(tǒng)及控制系統(tǒng)4和用電負(fù)載5；所述36V系統(tǒng)及控制系統(tǒng)4包括蓄電池41、電源控制系統(tǒng)42、DC/AC逆變器43和起動發(fā)電一體機(jī)44；所述蓄電池41分別與DC/DC轉(zhuǎn)換器14、DC/AC逆變器43和用電負(fù)載5電連接；所述電源控制系統(tǒng)42與蓄電池41、起動發(fā)電一體機(jī)44、用電負(fù)載5通信連接；電源控制系統(tǒng)42通過管理蓄電池41的電力輸出，實現(xiàn)能量的合理配置，提供燃油的利用效率；所述DC/AC逆變器43與蓄電池41、起動發(fā)電一體機(jī)44電連接。

本實用新型的工作原理：

通過半導(dǎo)體溫差發(fā)電器2的高溫端和低溫端的溫差實現(xiàn)發(fā)電，通過電壓檢測單元13檢測半導(dǎo)體溫差發(fā)電器2的輸出電壓，并將信號發(fā)送給綜合管理控制單元3，綜合管理控制單元3接受電壓檢測單元13的電壓數(shù)據(jù)后，對DC/DC轉(zhuǎn)換器14進(jìn)行電壓調(diào)整，使輸出的電壓穩(wěn)定在一定幅值范圍內(nèi)。

進(jìn)一步的，電能經(jīng)過DC/DC轉(zhuǎn)換器14變壓后，由蓄電池41進(jìn)行電能存儲，電源管理系統(tǒng)42根據(jù)蓄電池41的電能、起動發(fā)電一體機(jī)44的輸出、用電負(fù)載5要求及發(fā)動機(jī)工況，實現(xiàn)整個系統(tǒng)的能量管理，實現(xiàn)能量的合理配置，提供燃油的利用效率。

以上所述僅為本實用新型的實施例，并非因此限制本實用新型的專利范圍，凡是利用本實用新型說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運(yùn)用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本實用新型的專利保護(hù)范圍內(nèi)。