武慧荣　王渤谦　常伟斌

摘   要：随着社会经济发展，能源问题越来越严峻。现今，中国汽车保有量已超越日本跃居世界第二位，相应的汽车领域的资源节约问题也应越来越得到重视。本研究设计了一种车用水箱温差发电系统，能够有效降低油耗，达到节约能源的目的。该水箱温差发电系统包括汽车水箱散热器、超导热管、热电片、散热管、蓄電池以及旋风器等。此种温差发电系统，非常适用于传统汽车尤其是混合动力汽车上的应用。

关键词：能源节约  汽车  水箱  温差发电

中图分类号：TM913;TU822                     文献标识码：A                        文章编号：1674-098X（2019）10（c）-0066-02

Abstract： With the development of social economy， the problem of energy is becoming more and more serious. Nowadays， China's car ownership has surpassed Japan to become the second place in the world， and the resource conservation in the corresponding automobile field should be paid more and more attention. In this study， a thermoelectric power system of vehicle water tank is designed， which can effectively reduce fuel consumption and save energy. The thermoelectric system of the water tank includes radiator of the automobile water tank， superconducting heat pipe， thermoelectric sheet， dispersing heat pipe， storage battery and cyclone. This thermoelectric system is very suitable for the application of traditional automobile， especially hybrid electric vehicle.

Key Word： Energy saving; The car; Water tank; Thermoelectric power generation

1  产品概述

本设计提供了一种水箱温差发电系统，该水箱温差发电系统包括汽车水箱散热器、超导热管、热电片、散热管、蓄电池以及旋风器。其中，所述热电片包括相对设置的热端和冷端;所述超导热管的一端与所述汽车水箱散热器的热释放面固定连接;所述超导热管的另一端与所述热电片的所述热端固定连接;所述散热管的一端与所述热电片的所述冷端固定连接;所述散热管的另一端沿所述散热管的内壁均匀设置有一圈散热肋片;所述旋风器设置在散热管内并用于向散热管的另一端吹风;所述热电片通过稳流器或稳压器与所述蓄电池连接;所述旋风器通过温控开关与所述蓄电池连接。本产品的有益效果是有效降低汽车油耗，节约了能源。

2  背景技术

热电片是一种将“热”和“电”直接转换的半导体功能材料。当热电片两端存在温差时，两端的电子或空穴激发数量的差异将形成电压。为了保证发动机的最佳工况，汽油发动机的冷却水温度都保持在85℃左右，水温超过85℃就必须用冷却风扇强迫冷却，带走大量热能。如果将发动机冷却水的多余热能利用起来实现温差发电，来降低油耗节约能源。此种温差发电系统，非常适用于传统汽车尤其是混合动力汽车上的应用。

3  系统工作部件

3.1 汽车水箱散热器

汽车水箱散热器是现有技术中汽车冷却系统中主要机件，其功用是散发热量，冷却水在水套中吸收热量，流到散热器后将热量散去，再回到水套内循环，达到调温的作用，是汽车发动机的组成部分。

3.2 超导热管

超导热管为现有技术中依靠其内部工质在一个抽成一定的真空封闭壳中循环相变而传递热量的装置，超导热管的超导系数是一般金属的万倍左右，换热效率高达98%以上，是任何一种普通热交换器无法达到的。

3.3 其他主要部件

热电片为利用西伯克效应制成的温差发电组件，包括相对设置的热端和冷端;散热管为铜管，具有良好的散热能力;蓄电池为汽车自带蓄电池，且蓄电池与汽车内部的电气设备连接。

4  具体工作过程

如图1中所示，超导热管的一端与汽车水箱散热器的热释放面固定连接，超导热管的另一端与热电片的热端固定连接，散热管的一端与热电片的冷端固定连接，散热管的另一端沿散热管的内壁均匀设置有一圈散热肋片，散热肋片为铜片，散热能力更强，此外，散热管具有散热肋片的一端的管径大于散热管不具有散热肋片的一端的管径，进一步增强散热管的散热能力。旋风器设置在散热管内并用于向散热管的另一端吹风，具体的，旋风器通过固定支架固定安装在散热管内，由于散热管是两端开口的管体，通过旋风器向外吹风，进一步增强了散热管向外散发热量的能力，从而使热电片的热端和冷端产生足够的温差，进而可以发电。在本设计中，热电片具体通过稳流器或稳压器与蓄电池连接，热电片由于温差效应产生电，并存储在蓄电池内，稳流器或稳压器的设置，保证为蓄电池充电时电流或电压的稳定。旋风器通过温控开关与蓄电池连接。具体设置时，温控开关固定在固定支架上。温控开关是根据工作环境的温度变化，在开关内部发生物理形变，从而产生某些特殊效应，产生导通或者断开动作的一系列自动控制元件或是通过温度保护器将温度传到温度控制器，温度控制器发出开关命令，从而控制设备的运行以达到理想的温度及节能效果。在本实施例中，温控开关具体为电阻式温度控制器。温控开关固定在位于散热管内的固定支架上，在散热管内的温度高于设定值时，温控开关闭合，旋风器开启，进而对散热管进行辅助散热，从而保证热电片的热端和冷端保持在合理的温差范围内，使热电片发电更为良好。在上述实施例中，通过设置的热电片为蓄电池供电，有效降低汽车油耗，节约了能源。

5  结语

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：通过设置的热电片为蓄电池供电，有效降低汽车油耗，节约了能源;通过设置的旋风器，有效保证热电片保持在合理的温差范围内，保证热电片发电更为高效。

参考文献

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