本實用新型涉及汽車領(lǐng)域，特別涉及一種利用汽車尾氣的發(fā)電裝置和汽車排氣組件。

背景技術(shù)：

汽車排氣管主要用于排放發(fā)動機工作所釋放的廢氣，同時使排出的廢氣污染減小，噪音減小，排氣管在排放廢氣的同時耗散了大量的能量。目前已經(jīng)有一些汽車尾氣能量回收與利用的工程方案，其中利用熱電材料來實現(xiàn)尾氣廢熱的回收利用正在被廣泛研究。近年來，隨著熱電材料的技術(shù)進(jìn)步，汽車尾氣溫差發(fā)電及其應(yīng)用也取得了較大的進(jìn)展。目前的大多數(shù)車載熱電裝置是通過模塊化成型的熱電片在專門的氣箱上布置，再通過配合專門的水箱匹配構(gòu)建溫差發(fā)電系統(tǒng)，該類裝置體積大、部件多，存在布置空間不足等問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

有鑒于此，現(xiàn)有技術(shù)中迫切需要一種體積小、結(jié)構(gòu)簡單、集成度高的用于汽車的發(fā)電裝置。本實用新型提供了一種用于汽車的發(fā)電裝置，所述裝置包括：熱電轉(zhuǎn)換部件和循環(huán)水冷部件，其中：

所述熱電轉(zhuǎn)換部件與汽車排氣管接觸，其內(nèi)部填充有熱電材料，所述熱電轉(zhuǎn)換部件上配置有電能輸出端；

所述循環(huán)水冷部件，其包括環(huán)繞于所述熱電轉(zhuǎn)換部件外圍的水冷腔，所述水冷腔的兩端分別與汽車發(fā)動機冷卻水系統(tǒng)連通；

所述熱電轉(zhuǎn)換部件中的所述熱電材料在來自于所述汽車排氣管的尾氣與所述水冷腔中的冷卻水的溫差下產(chǎn)生電能，由所述電能輸出端輸出所述電能。

優(yōu)選地，所述熱電轉(zhuǎn)換部件包括：第一夾層，所述第一夾層環(huán)繞于至少一個所述汽車排氣管的外圍，所述熱電材料填充于所述第一夾層內(nèi)部，所述電能輸出端設(shè)置于所述第一夾層上。

優(yōu)選地，所述熱電轉(zhuǎn)換部件包括排氣積聚腔、過渡組件、轉(zhuǎn)換組件，其中：

所述排氣積聚腔設(shè)置于兩個所述汽車排氣管之間，其兩端經(jīng)所述過渡組件分別與其中一個汽車排氣管的一端連通；

所述轉(zhuǎn)換組件，包括第二夾層，所述第二夾層環(huán)繞于所述排氣積聚腔外圍，所述熱電材料填充于所述第二夾層內(nèi)部，所述電能輸出端設(shè)置于所述第二夾層上。

優(yōu)選地，所述排氣積聚腔的內(nèi)部設(shè)置有導(dǎo)熱部件。

優(yōu)選地，所述導(dǎo)熱部件包括多個分散設(shè)置的翅片，每一所述翅片的根部與所述排氣積聚腔的內(nèi)壁一體成型。

優(yōu)選地，所述導(dǎo)熱部件由銅或不銹鋼制成。

優(yōu)選地，所述過渡組件包括錐體部件、法蘭，所述錐體部件直徑較大的一側(cè)與所述排氣積聚腔的側(cè)面相連接，所述錐體部件直徑較小的一側(cè)與所述法蘭的一側(cè)相連接，所述法蘭的另一側(cè)與所述排氣管相連接。

優(yōu)選地，所述錐體部件包括喇叭形部件和筒狀部件，所述喇叭形部件直徑較大的一側(cè)與所述排氣積聚腔的側(cè)面相連接，所述喇叭形部件直徑較小的一側(cè)與所述筒狀部件的一側(cè)相連接，所述筒狀部件的另一側(cè)與所述法蘭的一側(cè)相連接。

優(yōu)選地，所述熱電材料為銻化鉍。

本實用新型還提供了一種汽車排氣管組件，所述排氣管組件包括上述任意一種用于汽車的發(fā)電裝置。

本實用新型提供的用于汽車的發(fā)電裝置和汽車排氣管組件，通過汽車尾氣熱量和汽車發(fā)動機冷卻水利用熱電材料進(jìn)行溫差發(fā)電，結(jié)構(gòu)緊湊小巧、集成度高，能有效回收汽車尾氣的余熱實現(xiàn)能源的二次利用。

附圖說明

圖1為本實用新型實施例一提供的用于汽車的發(fā)電裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實用新型實施例二提供的用于汽車的發(fā)電裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本實用新型實施例三提供的用于汽車的發(fā)電裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4a為本實用新型實施例四提供的用于汽車的發(fā)電裝置的縱向剖視圖；

圖4b為本實用新型實施例四提供的用于汽車的發(fā)電裝置的橫向剖視圖。

具體實施方式

為使本實用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，以下將參照本發(fā)明實施例中的附圖，通過實施方式清楚、完整地描述本實用新型的技術(shù)方案，顯然，所描述的實施例是本實用新型的一部分實施例，而不是全部的實施例。

實施例一

本實施例提供了一種用于汽車的發(fā)電裝置，利用來自于汽車排氣管的尾氣和水冷腔中的冷水間的溫差進(jìn)行溫差發(fā)電。

如圖1所示，用于汽車的發(fā)電裝置包括：熱電轉(zhuǎn)換部件1和循環(huán)水冷部件。熱電轉(zhuǎn)換部件1與汽車排氣管接觸，熱電轉(zhuǎn)換部件1上配置有電能輸出端，其中熱電轉(zhuǎn)換部件1與汽車排氣管接觸的方式可以為：熱電轉(zhuǎn)換部件1環(huán)繞于至少一個汽車排氣管的外圍，或者熱電轉(zhuǎn)換部件1設(shè)置于兩個汽車排氣管之間。循環(huán)水冷部件包括環(huán)繞于熱電轉(zhuǎn)換部件1外圍的水冷腔21，水冷腔21的兩端分別與汽車發(fā)動機冷卻水系統(tǒng)連通，來自汽車發(fā)動機冷卻水系統(tǒng)中的冷卻水充滿水冷腔21的內(nèi)部。

由于汽車尾氣中富含熱量，可以將來自于汽車排氣管中的尾氣作為熱端，將水冷腔21中的冷水作為冷端，熱電轉(zhuǎn)換部件1中的熱電材料利用汽車尾氣與冷水的溫差產(chǎn)生電能，由電能輸出端輸出產(chǎn)生的電能。

本實施例提供的用于汽車的發(fā)電裝置，利用熱電轉(zhuǎn)換部件內(nèi)外兩側(cè)的溫差進(jìn)行發(fā)電，結(jié)構(gòu)緊湊小巧、集成度高。

實施例二

本實施例提供了一種用于汽車的發(fā)電裝置，其中的熱電轉(zhuǎn)換部件包括第一夾層，熱電材料填充于第一夾層內(nèi)部，利用汽車排氣管中的尾氣和水冷腔中的冷水間的溫差進(jìn)行溫差發(fā)電。

如圖2所示，用于汽車的發(fā)電裝置包括：熱電轉(zhuǎn)換部件和循環(huán)水冷部件。其中，熱電轉(zhuǎn)換部件包括環(huán)繞于一個或者多個汽車排氣管外圍的第一夾層11，熱電材料填充于第一夾層11的內(nèi)部，電能輸出端設(shè)置于第一夾層11上。循環(huán)水冷部件包括環(huán)繞于熱電轉(zhuǎn)換部件外圍的水冷腔21，水冷腔21的兩端分別通過軟管22與汽車發(fā)動機冷卻水系統(tǒng)相連接，來自汽車發(fā)動機冷卻水系統(tǒng)中的冷卻水充滿水冷腔21的內(nèi)部。

由于汽車尾氣中富含熱量，可以將汽車排氣管中的尾氣作為熱端，將水冷腔21中的冷水作為冷端，熱電轉(zhuǎn)換部件1中的熱電材料利用汽車尾氣與冷水的溫差產(chǎn)生電能，由電能輸出端輸出產(chǎn)生的電能。

本實施例提供的用于汽車的發(fā)電裝置環(huán)繞于汽車排氣管外圍，無需改變原汽車排氣管的結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)簡單、集成度高。

實施例三

本實施例提供了一種用于汽車的發(fā)電裝置，其中的熱電轉(zhuǎn)換部件包括排氣積聚腔、過渡組件、轉(zhuǎn)換組件，利用排氣積聚腔中積聚的尾氣和水冷腔中冷水的溫差進(jìn)行溫差發(fā)電。

如圖3所示，用于汽車的發(fā)電裝置包括：熱電轉(zhuǎn)換部件和循環(huán)水冷部件。其中，熱電轉(zhuǎn)換部件包括環(huán)排氣積聚腔12、過渡組件13、轉(zhuǎn)換組件。所述排氣積聚腔12設(shè)置于兩個汽車排氣管之間，其兩端經(jīng)過渡組件13分別與一個汽車排氣管的一端連通。轉(zhuǎn)換組件包括環(huán)繞于排氣積聚腔12外圍的第二夾層141，熱電材料填充于第二夾層141內(nèi)部，電能輸出端設(shè)置于第二夾層141上。本實施例中的熱電材料為銻化鉍。循環(huán)水冷部件包括環(huán)繞于熱電轉(zhuǎn)換部件外圍的水冷腔21，水冷腔21的兩端分別通過軟管與汽車發(fā)動機冷卻水系統(tǒng)連通，來自汽車發(fā)動機冷卻水系統(tǒng)中的冷卻水充滿水冷腔21的內(nèi)部。

當(dāng)汽車發(fā)動機正常運轉(zhuǎn)時，燃料燃燒后的一部分熱能轉(zhuǎn)化為機械能驅(qū)動汽車行駛，更大一部分熱能隨燃燒后的尾氣進(jìn)入到排氣系統(tǒng)中并在流動過程中逐漸耗散。當(dāng)富含大量熱能的尾氣進(jìn)入到排氣積聚腔12中時，將開始熱能的二次回收利用。首先，熱氣流從汽車排氣管通過過渡組件13進(jìn)入排氣積聚腔12，并傳遞到排氣積聚腔12的外表面，形成第二夾層141的熱端。在熱氣流流經(jīng)傳熱的同時，與發(fā)動機冷卻系統(tǒng)連通的水冷腔21中流入冷卻水，水冷腔21內(nèi)充滿流動的冷卻水，水冷腔21的內(nèi)表面形成第二夾層141的冷端。如此通過冷卻水流動源源不斷吸熱就建立起發(fā)電的低溫端。當(dāng)?shù)诙A層141內(nèi)外表面形成溫差后，即可實現(xiàn)溫差發(fā)電，因此，在汽車發(fā)動機運轉(zhuǎn)時，本裝置可源源不斷的對外輸出一定功率的電能。

本實施例提供的用于汽車的發(fā)電裝置設(shè)置于兩個汽車排氣管的相鄰端之間，無需環(huán)繞于整個排氣管的外圍，大大減少了生產(chǎn)所述裝置所需的原材料；另一方面，由于設(shè)置了專門用于積聚汽車尾氣的排氣積聚腔，尾氣中的熱能的轉(zhuǎn)換效率大為提高。

實施例四

本實施例提供了一種用于汽車的發(fā)電裝置，其中的排氣積聚腔內(nèi)部設(shè)置有導(dǎo)熱部件；過渡組件包括錐體部件、法蘭；所述裝置利用積聚到排氣積聚腔中的尾氣和水冷腔中的冷水間的溫差進(jìn)行溫差發(fā)電。

如圖4a和圖4b所示，用于汽車的發(fā)電裝置包括：熱電轉(zhuǎn)換部件和循環(huán)水冷部件。其中，熱電轉(zhuǎn)換部件包括環(huán)排氣積聚腔12、過渡組件、轉(zhuǎn)換組件。轉(zhuǎn)換組件包括環(huán)繞于排氣積聚腔12外圍的第二夾層141，熱電材料填充于第二夾層141內(nèi)部，電能輸出端設(shè)置于第二夾層141上。排氣積聚腔12的內(nèi)部設(shè)置有由銅或不銹鋼制成的導(dǎo)熱部件121，在本實施例中，導(dǎo)熱部件121包括多個分散設(shè)置的翅片，每一翅片的根部與排氣積聚腔12的內(nèi)壁一體成型。過渡組件包括錐體部件、法蘭132，其中，錐體部件包括喇叭形部件1311和筒狀部件1312，喇叭形部件1311直徑較大的一側(cè)與排氣積聚腔12的側(cè)面相連接，喇叭形部件1311直徑較小的一側(cè)與筒狀部件1312的一側(cè)相連接，筒狀部件1312的另一側(cè)與法蘭132的一側(cè)相連接，法蘭132的另一側(cè)與汽車排氣管相連接。循環(huán)水冷部件包括環(huán)繞于第二夾層141圍的水冷腔21，水冷腔21的兩端分別通過軟管與汽車發(fā)動機冷卻水系統(tǒng)相連接，來自汽車發(fā)動機冷卻水系統(tǒng)中的冷卻水充滿水冷腔21的內(nèi)部。

當(dāng)汽車發(fā)動機正常運轉(zhuǎn)時，燃料燃燒后的一部分熱能轉(zhuǎn)化為機械能驅(qū)動汽車行駛，更大一部分熱能隨燃燒后的尾氣進(jìn)入到排氣系統(tǒng)中并在流動過程中逐漸耗散。當(dāng)富含大量熱能的尾氣進(jìn)入到排氣積聚腔12中時，將開始熱能的二次回收利用。首先，熱氣流從汽車排氣管通過過渡組件進(jìn)入排氣積聚腔12，氣流沖擊排氣積聚腔12內(nèi)部的導(dǎo)熱部件121，大量的熱通過導(dǎo)熱部件121傳遞到排氣積聚腔12的外表面，形成第二夾層141的熱端。在熱氣流流經(jīng)傳熱的同時，與發(fā)動機冷卻系統(tǒng)連通的水冷腔21中流入冷卻水，水冷腔21內(nèi)充滿流動的冷卻水，水冷腔21的內(nèi)表面形成第二夾層141的冷端。如此通過冷卻水流動源源不斷吸熱就建立起發(fā)電的低溫端。當(dāng)?shù)诙A層141內(nèi)外表面形成溫差后，即可實現(xiàn)溫差發(fā)電，因此，在汽車發(fā)動機運轉(zhuǎn)時，本裝置可源源不斷的對外輸出一定功率的電能。

本實施例提供的用于汽車的發(fā)電裝置，其排氣積聚腔內(nèi)部設(shè)置有導(dǎo)熱部件，能夠使尾氣中更多的熱量傳遞到第二夾層的熱端參與溫差發(fā)電；另一方面，將過渡部件的構(gòu)造進(jìn)一步細(xì)化，使得所述裝置和與其相連接的兩個汽車排氣管更好地連通，以減少熱損失。

實施例五

本實施例提供了一種汽車排氣組件，所述排氣管組件包括上述實施例一至四中任意一種用于汽車的發(fā)電裝置。

汽車排氣組件包括發(fā)所述電裝置和與其相接觸的汽車排氣管。具體地，汽車上排氣管的數(shù)量可以有多種情況，而發(fā)電裝置的具體設(shè)置方式包括兩種：一種是發(fā)電裝置直接環(huán)繞于任意一個或者多個排氣管的外圍；另一種是發(fā)電裝置連接于兩個排氣管之間。

本實施例提供的汽車排氣組件，利用汽車尾氣和汽車發(fā)動機冷卻水間的溫差借助熱電材料進(jìn)行溫差發(fā)電，結(jié)構(gòu)緊湊小巧、集成度高，能有效回收汽車尾氣的余熱實現(xiàn)能源的二次利用。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原來的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護范圍。