題-1_100_100.jpg)
基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 新型汽車尾氣溫差發(fā)電系統(tǒng)
- 來(lái)源：
- 第十二屆“挑戰(zhàn)杯”省賽作品
- 小類：
- 機(jī)械與控制
- 大類：
- 科技發(fā)明制作A類
- 簡(jiǎn)介：
- 作品基于微電腦控制技術(shù)將汽車發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣原本以余熱直接排放到大氣中的能量，用運(yùn)半導(dǎo)體溫差發(fā)電組件轉(zhuǎn)化成電能回收利用。并且將發(fā)電核心裝置和汽車三元催化器結(jié)合。使此裝置在現(xiàn)有車輛上應(yīng)用的可行性大幅度提高，并且彌補(bǔ)了三元催化器在汽車啟動(dòng)時(shí)催化效率低的缺陷。發(fā)電核心模塊為全固態(tài)結(jié)構(gòu)正常使用時(shí)間達(dá)10-15年。
- 詳細(xì)介紹：
- 作品主要分為溫差發(fā)電模塊﹑保護(hù)模塊，控制模塊三部分。溫差發(fā)電模塊由尾氣集熱器﹑高溫緩沖板﹑半導(dǎo)體溫差發(fā)電組件﹑散熱器組成。尾氣集熱器負(fù)責(zé)將尾氣中的熱能聚集到溫差發(fā)電組件的高溫面，高溫緩沖板用來(lái)穩(wěn)定發(fā)電組件高溫面溫度防止發(fā)電組件高溫過(guò)載以及維持輸出功率穩(wěn)定。保護(hù)模塊在發(fā)動(dòng)機(jī)大負(fù)荷工作或發(fā)電組件散熱出現(xiàn)故障時(shí)將發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣通過(guò)旁通管排出，實(shí)現(xiàn)特殊條件下保護(hù)發(fā)電組件的目的。控制模塊通過(guò)PT100溫度傳感器實(shí)時(shí)檢測(cè)發(fā)電組件高低溫面的溫度和輸出功率，調(diào)整散熱強(qiáng)度以維持發(fā)電組件最佳發(fā)電效率?；贚M2576系列開關(guān)穩(wěn)壓電路設(shè)計(jì)的穩(wěn)壓模塊為車載電器提供穩(wěn)定的12V電源。﹑發(fā)電組件在為車載電器供電還有盈余時(shí)對(duì)蓄電池充電。并且發(fā)電組件的工作情況，發(fā)電功率等信息通過(guò)顯示器顯示。同時(shí)發(fā)電組件和發(fā)動(dòng)機(jī)三元催化器結(jié)合，在發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)蓄電池為發(fā)電組件供電，發(fā)電組件具有制熱功能可以為三元催化器加熱，縮短發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)三與催化器達(dá)到正常催化效率溫度的時(shí)間，從而提升三元催化器在發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)的催化效率。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)發(fā)電組件高溫面的溫度符合三元催化器正常工作溫度范圍。所以兩部分結(jié)合既可以提升三元催化器在發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)的催化性能，又方便此系統(tǒng)在現(xiàn)有車輛上安裝。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 設(shè)計(jì)發(fā)明的目的和基本思路： 針對(duì)現(xiàn)有汽車燃油中大部分能量以余熱的形式排放到大氣中,造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失和嚴(yán)重的環(huán)境污染問(wèn)題。利用半導(dǎo)體溫差發(fā)電芯片為核心元件，以發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣為能量來(lái)源發(fā)電。從而達(dá)到提高發(fā)動(dòng)機(jī)綜合能效實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的目的。 本作品的創(chuàng)新點(diǎn)： 將汽車發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣原本以余熱直接排放到大氣中的能量，用運(yùn)半導(dǎo)體溫差發(fā)電芯片轉(zhuǎn)化成電能回收利用。并且將發(fā)電核心裝置和汽車三元催化器結(jié)合。使此裝置在現(xiàn)有車輛上應(yīng)用的可行性大幅度提高，并且彌補(bǔ)了三元催化器在汽車啟動(dòng)時(shí)催化效率低的缺陷。 主要技術(shù)指標(biāo)： 發(fā)動(dòng)機(jī)不同轉(zhuǎn)速工況下發(fā)電功率曲線。三元催化器在發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)性能對(duì)比曲線。
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 作品利用基于塞貝克效應(yīng)制成的半導(dǎo)體溫差發(fā)電芯片對(duì)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣熱能回收利用。遵循基本的科學(xué)原理。 現(xiàn)有關(guān)于汽車尾氣溫差發(fā)電的研究大多都停留在理論研究層面，作者在充分理論研究的基礎(chǔ)上制作了性能可靠的樣機(jī)，并且提出將尾氣發(fā)電和三元催化器結(jié)合，在實(shí)現(xiàn)發(fā)電的同時(shí)又能提升三元催化器在發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)的催化效率。
獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果
- 作品于2010年9月在山東德州學(xué)院舉行的由山東省科學(xué)技術(shù)協(xié)會(huì)、山東物理學(xué)會(huì)主辦的“2010年山東省大學(xué)生科技節(jié)“拓普杯”物理科技創(chuàng)新大賽”中獲得一等獎(jiǎng)。同年10月在深圳市南山創(chuàng)新資源共享服務(wù)中心舉行的由深圳市南山區(qū)科技局、深港產(chǎn)學(xué)研基地產(chǎn)業(yè)發(fā)展中心、香港資訊科技聯(lián)會(huì)主辦的“第二屆深港技術(shù)創(chuàng)新大賽”中獲得院校組三等獎(jiǎng)。
作品所處階段
- 實(shí)驗(yàn)室初步實(shí)驗(yàn)成功，系統(tǒng)優(yōu)化階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 技術(shù)合作 專利轉(zhuǎn)讓
作品可展示的形式
- 實(shí)物 圖片 視頻
使用說(shuō)明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說(shuō)明,市場(chǎng)分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)
- 此系統(tǒng)應(yīng)用塞貝克效應(yīng)，將汽車尾氣中原有浪費(fèi)掉的熱能用來(lái)發(fā)電,將發(fā)電裝置串接在發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣管近發(fā)動(dòng)機(jī)端.配合控制電路及其他附件即可正常工作。此發(fā)電系統(tǒng)核心原件為全固態(tài)結(jié)構(gòu)，無(wú)相對(duì)運(yùn)動(dòng)部件，使用壽命長(zhǎng)、可靠性好、免維護(hù)、無(wú)噪聲，零污染物排放，應(yīng)用微電腦控制其工作。獨(dú)創(chuàng)分流保護(hù)模式使系統(tǒng)免受高溫過(guò)載危險(xiǎn)。主要應(yīng)用于汽車節(jié)能領(lǐng)域。市場(chǎng)前景廣闊。整套裝置正常使用年限10-15年，初步臺(tái)架實(shí)驗(yàn)已取得成功。
同類課題研究水平概述
- 隨著能源的日益緊缺，人們對(duì)汽車節(jié)能越來(lái)越關(guān)注。雖然現(xiàn)有發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)能技術(shù)不斷提升但是尾氣能量除了廢氣渦輪增壓外，余熱通過(guò)發(fā)電回收大部分都處于理論研究階段。其中有武漢理工大學(xué)的鄧亞?wèn)|關(guān)于《汽車尾氣溫差發(fā)電裝置及熱電模塊的布置研究》。其針對(duì)汽車尾氣廢熱溫差發(fā)電技術(shù)的研究現(xiàn)狀,就如何在汽車排氣管合適位置安裝發(fā)電裝置及布置熱電模塊進(jìn)行了試驗(yàn)研究.根據(jù)現(xiàn)有熱電模塊性能參數(shù),通過(guò)測(cè)定發(fā)動(dòng)機(jī)排氣通道外壁溫度的梯度分布和不同結(jié)構(gòu)廢熱箱體外表面的溫度場(chǎng)分布,提出了汽車尾氣廢熱溫差發(fā)電裝置在汽車排氣通道上的位置要求和半導(dǎo)體熱電模塊在廢熱箱體上的連接方法。以及電子科技大學(xué)李影的《基于汽車尾氣余熱回收的溫差發(fā)電研究》，主要研究?jī)?nèi)容是如何提高溫差電模塊熱電轉(zhuǎn)換效率和集熱器集熱效率，以提高尾氣總的回收利用率。 到目前據(jù)作者了解到的信息，此技術(shù)沒(méi)有得到普遍應(yīng)用。技術(shù)上有待于進(jìn)一步提升，市場(chǎng)上的還沒(méi)有類似產(chǎn)品。 參考資料 [期刊論文] 《武漢理工大學(xué)學(xué)報(bào)（信息與管理工程版）》 ISTIC -2010年2期鄧亞?wèn)|，范韜，郭殉，凌凱，代宏偉，蘇楚奇 [學(xué)位論文] 李影， 2010 - 電子科技大學(xué) 電子科技大學(xué)：物理電子學(xué)
