一種汽車發(fā)動機排氣系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及汽車發(fā)動機系統(tǒng)，特別是一種汽車發(fā)動機排氣系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前汽車燃料中的能量約有三分之二沒有被充分有效利用，而是經(jīng)由排氣廢熱等 形式浪費掉。如果能將這些白白消耗的熱能利用起來，一方面提高了能量的利用率，另一方 面則是則能夠有效的降低汽車的油耗。
[0003] 熱電材料是一種利用固體內(nèi)部載流子運動，來實現(xiàn)熱能和電能直接相互轉(zhuǎn)換的半 導(dǎo)體材料。該材料能利用溫度差進行發(fā)電，與排氣廢熱發(fā)電具有較好的匹配性。
[0004] 中國專利申請公開第CN102102596A號公開了一種汽車排氣廢熱發(fā)電技術(shù)方案。 其利用溫差發(fā)電器安裝在內(nèi)燃機排氣系統(tǒng)上，將熱能轉(zhuǎn)化為電能。這樣，在一定程度上，利 用了上述提到的被浪費的能量。
[0005] 但是，該技術(shù)方案仍存在不足之處，首先，并沒有考慮到集熱模塊的熱能收集方 式，大部分熱能隨著廢氣排出排氣系統(tǒng)；其次，該技術(shù)方案采用與內(nèi)燃機冷卻系統(tǒng)集成的冷 卻回路，這就需要對原有內(nèi)燃機冷卻系統(tǒng)進行改裝，從而使得在現(xiàn)有車型上實現(xiàn)此方案較 為復(fù)雜。最后，該技術(shù)方案并沒有考慮到產(chǎn)生電能的利用方式和供電策略。
[0006] 因此，確有必要開發(fā)一種新型的汽車排氣廢熱發(fā)電技術(shù)方案，來克服現(xiàn)有技術(shù)中 的缺陷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明的目的在于提供一種汽車發(fā)動機排氣系統(tǒng)，其可以有效利用其排出廢氣中 的熱量來進行發(fā)電，并進而為車內(nèi)電氣裝置供電，從而減少了發(fā)動機為車內(nèi)電氣裝置的供 電時間，降低了整車油耗。
[0008] 為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案。
[0009] -種汽車發(fā)動機排氣系統(tǒng)，其包括排氣管以及安裝于所述排氣管上的溫差發(fā)電裝 置。其中所述溫差發(fā)電裝置包括溫差發(fā)電集熱模塊以及與其一端連接的溫差發(fā)電模塊，所 述溫差集熱模塊包括設(shè)置于排氣管內(nèi)用于與廢氣接觸吸熱的集熱件，所述溫差發(fā)電模塊包 括用于利用溫差發(fā)電的熱電元件。
[0010] 進一步的，在本發(fā)明的技術(shù)方案中，所述溫差發(fā)電裝置還包括溫差發(fā)電冷卻模塊， 其連接在所述溫差發(fā)電模塊的另一端。
[0011] 進一步的，在本發(fā)明的技術(shù)方案中，所述溫差集熱模塊的集熱件包括翅片式高熱 導(dǎo)系數(shù)材料單元。
[0012] 進一步的，在本發(fā)明的技術(shù)方案中，所述溫差發(fā)電集熱模塊包括高導(dǎo)熱系數(shù)材料 的平板，用于存儲所述集熱件吸收的熱能。
[0013] 進一步的，在本發(fā)明的技術(shù)方案中，所述溫差發(fā)電模塊的熱電元件包括利用賽貝 克原理的溫差發(fā)電材料。
[0014] 進一步的，在本發(fā)明的技術(shù)方案中，所述溫差發(fā)電冷卻模塊包括水循環(huán)裝置，其所 包括的載體中布置水道以進行水冷冷卻。
[0015] 進一步的，在本發(fā)明的技術(shù)方案中，所述水循環(huán)裝置包括水箱和水泵，可為所述溫 差發(fā)電冷卻模塊中的水進行強制循環(huán)。
[0016] 進一步的，在本發(fā)明的技術(shù)方案中，所述溫差發(fā)電裝置還包括溫差發(fā)電控制器，其 采用電路邏輯和開關(guān)控制溫差發(fā)電模塊的供電策略。
[0017] 進一步的，在本發(fā)明的技術(shù)方案中，還包括旁路通道，其與所述溫差發(fā)電裝置并聯(lián) 安裝在所述排氣管上。
[0018] 進一步的，在本發(fā)明的技術(shù)方案中，所述旁路通道上設(shè)置有開關(guān)閥，用于控制所述 旁通管路的開關(guān)，以保證所述排氣系統(tǒng)的背壓不致過大。
[0019] 相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明增設(shè)溫差發(fā)電裝置，將排氣管中排 出廢氣的熱量重新利用進行發(fā)電，減少發(fā)動機為蓄電池、照明與信號系統(tǒng)、儀表與顯示系統(tǒng) 供電時間，降低了整車油耗。
[0020] 同時，溫差發(fā)電裝置采用翅片式集熱模塊，更好的利用排氣余熱。然后利用溫差發(fā) 電控制器對發(fā)電進行控制，并實現(xiàn)為汽車蓄電池充電，或為照明與信號系統(tǒng)、儀表與顯示系 統(tǒng)供電功能。
[0021] 另外，溫差發(fā)電裝置還利用帶開關(guān)閥的旁通管路，來控制排氣系統(tǒng)的背壓，以保證 背壓不致過大引起發(fā)動機異常。
【附圖說明】
[0022] 圖1是本發(fā)明涉及的一個實施方式提供的一種汽車發(fā)動機排氣系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意 圖。
[0023] 圖2是圖1所示的汽車發(fā)動機排氣系統(tǒng)的邏輯結(jié)構(gòu)示意圖，其還進一步圖示了發(fā) 電供電應(yīng)用策略部分。
[0024] 圖中的附圖標記說明如下。

【具體實施方式】
[0025] 請參閱圖1和圖2所述，本發(fā)明涉及的一個實施方式提供了一種汽車發(fā)動機排氣 系統(tǒng)。
[0026] 其包括在發(fā)動機排氣系統(tǒng)柔性節(jié)后，連接的三元催化器1，接排氣管2,接溫差發(fā) 電裝置15。
[0027] 其中溫差發(fā)電裝置15包括溫差發(fā)電集熱模塊4、溫差發(fā)電冷卻模塊5、溫差發(fā)電模 塊3、溫差發(fā)電控制器6。
[0028] 溫差發(fā)電集熱模塊4采用翅片式高導(dǎo)熱系數(shù)材料，翅片伸入排氣管2中，與排氣廢 熱充分接觸，吸收排氣廢熱，并將之儲存在集熱模塊內(nèi)的高導(dǎo)熱系數(shù)材料平板中。
[0029] 溫差發(fā)電冷卻模塊5采用水冷方式，由獨立的循環(huán)水泵11帶動水的循環(huán)，水源來 自獨立的水箱12。冷卻模塊由高導(dǎo)熱系數(shù)材料制成，內(nèi)部布置水道及擋板，以保證水在冷卻 模塊內(nèi)部均勻流動。
[0030] 溫差發(fā)電模塊3放置在溫差發(fā)電集熱模塊4和溫差發(fā)電冷卻模塊5之間，分為熱 端和冷端，熱端與溫差發(fā)電集熱模塊4接觸，冷端與溫差發(fā)電冷卻模塊5接觸。溫差發(fā)電模 塊3由若干熱電元件串聯(lián)或并聯(lián)組成，熱電元件采用熱電材料，該材料利用賽貝克原理，在 兩端具有溫度差的情況下能夠發(fā)電。
[0031] 溫差發(fā)電控制器6采用DC/DC變壓模塊，對溫差發(fā)電模塊3產(chǎn)生的直流電進行穩(wěn) 壓、整流，并通過電路邏輯和開關(guān)控制溫差發(fā)電模塊為汽車蓄電池8充電，或為照明與信號 系統(tǒng)9、儀表與顯TK系統(tǒng)10供電。
[0032] 進一步的，溫差發(fā)電裝置15旁通一段旁通管路7,接排氣系統(tǒng)消音器13,接排氣管 2〇
[0033] 其中旁通管路7與溫差發(fā)電裝置15并聯(lián)，在旁通管路7中安裝電動開關(guān)閥16或 氣動開關(guān)閥16。以在特定工況下，使旁通管路7打開以降低排氣系統(tǒng)背壓值，保證發(fā)動機的 動力性能。
[0034] 以上所述僅為本發(fā)明的一個實施例而已，并不用于限制此發(fā)明。凡在本發(fā)明的精 神和原則內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1. 一種汽車發(fā)動機排氣系統(tǒng)，其包括排氣管，其特征在于，還包括安裝于所述排氣管上 的溫差發(fā)電裝置，所述溫差發(fā)電裝置包括溫差發(fā)電集熱模塊以及與其一端連接的溫差發(fā)電 模塊，所述溫差集熱模塊包括設(shè)置于排氣管內(nèi)用于與廢氣接觸吸熱的集熱件，所述溫差發(fā) 電模塊包括用于利用溫差發(fā)電的熱電元件。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽車發(fā)動機排氣系統(tǒng)，其特征在于，所述溫差發(fā)電裝置還包 括溫差發(fā)電冷卻模塊，其連接在所述溫差發(fā)電模塊的另一端。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽車發(fā)動機排氣系統(tǒng)，其特征在于，所述溫差集熱模塊的集 熱件包括翅片式高熱導(dǎo)系數(shù)材料單元。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽車發(fā)動機排氣系統(tǒng)，其特征在于，所述溫差發(fā)電集熱模塊 還包括高導(dǎo)熱系數(shù)材料的平板，用于存儲所述集熱件吸收的熱能。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽車發(fā)動機排氣系統(tǒng)，其特征在于，其中所述溫差發(fā)電模塊 的熱電元件包括利用賽貝克原理的溫差發(fā)電材料。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽車發(fā)動機排氣系統(tǒng)，其特征在于，其中所述溫差發(fā)電冷卻 模塊包括水循環(huán)裝置，其所包括的載體中布置水道以進行水冷冷卻。7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的汽車發(fā)動機排氣系統(tǒng)，其特征在于，其中所述水循環(huán)裝置包 括水箱和水泵，可為所述溫差發(fā)電冷卻模塊中的水進行強制循環(huán)。8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽車發(fā)動機排氣系統(tǒng)，其特征在于，其中所述溫差發(fā)電裝置 還包括溫差發(fā)電控制器，其采用電路邏輯和開關(guān)控制溫差發(fā)電模塊的供電策略。9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽車發(fā)動機排氣系統(tǒng)，其特征在于，其還包括旁路通道，其與 所述溫差發(fā)電裝置并聯(lián)安裝在所述排氣管上。10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽車發(fā)動機排氣系統(tǒng)，其特征在于，所述旁路通道上設(shè)置有 開關(guān)閥，用于控制所述旁通管路的開關(guān)，以保證所述排氣系統(tǒng)的背壓不致過大。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種汽車發(fā)動機排氣系統(tǒng)，其包括排氣管以及安裝于所述排氣管上的溫差發(fā)電裝置，其中所述溫差發(fā)電裝置包括溫差發(fā)電集熱模塊以及與其一端連接的溫差發(fā)電模塊。所述溫差集熱模塊包括設(shè)置于排氣管內(nèi)用于與廢氣接觸吸熱的集熱件，所述溫差發(fā)電模塊包括熱電元件用于利用溫差發(fā)電。本發(fā)明增設(shè)溫差發(fā)電裝置，將排氣管中排出廢氣的熱量重新利用進行發(fā)電，減少發(fā)動機為蓄電池、照明與信號系統(tǒng)、儀表與顯示系統(tǒng)供電時間，降低了整車油耗。
【IPC分類】H02N11/00, F01N5/02
【公開號】CN105471322
【申請?zhí)枴緾N201410416135
【發(fā)明人】昝鵬宇, 劉軍, 邱群麟, 趙玉才, 劉凱
【申請人】上海通用汽車有限公司, 泛亞汽車技術(shù)中心有限公司
【公開日】2016年4月6日
【申請日】2014年8月22日