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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 基于溫差發(fā)電的汽車節(jié)能減排裝置
- 小類：
- 機(jī)械與控制
- 大類：
- 科技發(fā)明制作A類
- 簡介：
- 基于半導(dǎo)體溫差發(fā)電技術(shù)的汽車節(jié)能減排裝置安裝于汽車排氣管三元催化氧化器與一級(jí)消聲器之間位置，將汽車排氣管尾氣廢熱轉(zhuǎn)化為電能供汽車再利用，節(jié)省了油耗、降低有害物質(zhì)的排放，實(shí)現(xiàn)了“能源－廢熱－能源”的綠色循環(huán)。
- 詳細(xì)介紹：
- 基于半導(dǎo)體溫差發(fā)電技術(shù)的汽車節(jié)能減排裝置通過與汽車排氣管法蘭結(jié)構(gòu)匹配安裝于汽車排氣管三元催化氧化器與一級(jí)消聲器之間（溫度200～450℃）的位置。 汽車行駛過程中，尾氣熱量經(jīng)導(dǎo)熱腔體高效傳遞到溫差發(fā)電模熱端，同時(shí)微型水冷系統(tǒng)使模塊冷端保持低溫，當(dāng)半導(dǎo)體溫差發(fā)電模塊冷熱端產(chǎn)生一定溫差條件下，實(shí)現(xiàn)熱能轉(zhuǎn)化為電能的過程。通過穩(wěn)壓智能電路完成為車載用電器供電或?yàn)檐囕d蓄電池充電，同時(shí)減小了汽車發(fā)電機(jī)的功耗，節(jié)約了油耗，降低了有害物質(zhì)的排放。 基于溫差發(fā)電技術(shù)汽車節(jié)能減排裝置用于尾氣廢熱的電能轉(zhuǎn)化，相比于傳統(tǒng)汽車節(jié)能產(chǎn)品，具有高度自動(dòng)化、低維護(hù)，無機(jī)械運(yùn)動(dòng)，堅(jiān)固穩(wěn)定, 可靠性高的優(yōu)點(diǎn)。
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)
- 隨著全球化石油儲(chǔ)量的不斷減少，節(jié)能減排愈來愈受到人們的關(guān)注。 創(chuàng)新點(diǎn)： 項(xiàng)目組針對實(shí)際汽車結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了將溫差發(fā)電技術(shù)應(yīng)用于汽車節(jié)能減排，攻克了傳統(tǒng)汽車節(jié)能產(chǎn)品對發(fā)動(dòng)機(jī)帶來的損傷問題。為汽車提供了一種新的節(jié)能減排方式。 溫差發(fā)電器整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。實(shí)現(xiàn)了與汽車排氣管空間環(huán)境及安裝結(jié)構(gòu)的兼容。 高效的導(dǎo)熱和散熱系統(tǒng)設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)了高效的吸熱腔體結(jié)構(gòu)和微型水冷系統(tǒng)。能充分的保證溫差發(fā)電模塊工作在較大的溫差條件下。 寬輸入范圍的穩(wěn)壓充電保護(hù)智能電路設(shè)計(jì)。輸入電壓范圍8～24V解決了汽車行駛過程中，發(fā)動(dòng)機(jī)不同負(fù)載條件下，排氣管溫度波動(dòng)對輸出電壓影響的問題。使電能高效穩(wěn)定地傳輸?shù)狡囏?fù)載端。 基于溫差發(fā)電的汽車節(jié)能減排裝置運(yùn)用于混合動(dòng)力汽車，不僅能實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排，同時(shí)可作為混合動(dòng)力汽車的動(dòng)力源。 技術(shù)關(guān)鍵： 高導(dǎo)熱率熱腔體結(jié)構(gòu)、溫差發(fā)電冷卻系統(tǒng)、良好兼容汽車電氣設(shè)備的穩(wěn)壓充放電路、與汽車排氣管匹配的整體結(jié)構(gòu)、高熱電轉(zhuǎn)換效率的半導(dǎo)體溫差發(fā)電模塊 技術(shù)指標(biāo)： 工作環(huán)境溫度：200～450℃ 溫差發(fā)電裝置尺寸：200×70×80mm 輸出電壓：14.5V 輸出功率：60～100W 節(jié)油率：1%
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 科學(xué)性： ? 汽油燃燒產(chǎn)生的能量中約有40％以尾氣廢熱形式散失到大氣中，而僅有25％用以汽車動(dòng)力輸出。若將燃油40％散失于大氣的熱能轉(zhuǎn)化為電能供汽車再利用，其價(jià)值將非常可觀。 ? 汽車排氣管三元催化氧化器與一級(jí)消聲器之間部分具有較為理想的溫差發(fā)電模塊熱端環(huán)境溫度。 ? 汽車供電系統(tǒng)是通過汽油燃燒推動(dòng)汽車發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生電能，是一個(gè)化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的過程。利用溫差發(fā)電為汽車供電，減小了汽車發(fā)電機(jī)的功耗，提高了燃油的利用率，從而達(dá)到節(jié)能減排的目的。 先進(jìn)性： ? 相比于傳統(tǒng)汽車節(jié)能產(chǎn)品，溫差發(fā)電技術(shù)運(yùn)用于汽車節(jié)能減排，具有無噪音、無污染、發(fā)電穩(wěn)定、使用壽命長的優(yōu)點(diǎn)。 ? 本項(xiàng)目組設(shè)計(jì)研發(fā)的溫差發(fā)電節(jié)能減排裝置具有高度自動(dòng)化，低維護(hù)，無機(jī)械運(yùn)動(dòng)，穩(wěn)定可靠的特點(diǎn)。 ? 本課題有效地提高了汽車燃油的利用率，同時(shí)減少汽車尾氣有毒有害物質(zhì)排放，經(jīng)濟(jì)、環(huán)境效益顯著。
獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果
- 2009年3月 獲2008－2009年度校級(jí)大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競賽一等獎(jiǎng) 2009年6月18日 福建.福州 作為國家教育部成果參展第七屆中國·海峽項(xiàng)目成果交易會(huì)
作品所處階段
- 中試階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 無
作品可展示的形式
- 實(shí)物、產(chǎn)品、現(xiàn)場演示
使用說明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢,適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測
- 使用說明及技術(shù)特點(diǎn)： 本項(xiàng)目組設(shè)計(jì)研發(fā)的基于溫差發(fā)電的汽車節(jié)能減排裝置通過與汽車排氣管法蘭片匹配安裝于汽車排氣管三元催化氧化器與一級(jí)消聲器之間（溫度200～450℃）的位置。汽車行駛過程中，尾氣熱量經(jīng)導(dǎo)熱腔體傳遞到溫差發(fā)電模塊熱端，同時(shí)微型水冷系統(tǒng)為模塊冷端提供冷卻，使半導(dǎo)體溫差發(fā)電模塊熱端與冷端產(chǎn)生約200℃溫差，實(shí)現(xiàn)熱能轉(zhuǎn)化為電能的過程。通過穩(wěn)壓智能電路為車載用電器供電或?yàn)檐囕d蓄電池充電。 基于溫差發(fā)電技術(shù)汽車節(jié)能減排裝置用于尾氣廢熱的再利用，相比于傳統(tǒng)汽車節(jié)能產(chǎn)品，具有高度自動(dòng)化、低維護(hù)，無機(jī)械運(yùn)動(dòng)，堅(jiān)固穩(wěn)定, 可靠性高的優(yōu)點(diǎn)。 前景分析： 通過本項(xiàng)目組社會(huì)實(shí)踐調(diào)查，出租車平均一年行使182500公里，平均油耗10升/百公里，按廈門93號(hào)汽油2009年3月單價(jià)4.90元/升計(jì)算，每節(jié)省1％油耗，一輛出租車每年節(jié)省油費(fèi)894.25元。溫差發(fā)電裝置使用壽命長(5～7年)，發(fā)電性能穩(wěn)定可靠。其實(shí)用性和可靠性必將受到市場的青睞。
同類課題研究水平概述
- 我國半導(dǎo)體發(fā)電剛剛興起，正處于快速發(fā)展階段。半導(dǎo)體溫差制冷領(lǐng)域已經(jīng)取得了很多突破，而在半導(dǎo)體溫差發(fā)電領(lǐng)域則處于剛剛導(dǎo)入的階段。由于溫差發(fā)電產(chǎn)品技術(shù)含量高，制作過程復(fù)雜難控，目前僅美、歐、日少數(shù)國家的企業(yè)(如Hi-z公司等)擁有規(guī)模生產(chǎn)能力，在我國少數(shù)企業(yè)(如納米克)能夠批量生產(chǎn)，但還沒有企業(yè)具有完全的自主技術(shù)，大部分半導(dǎo)體溫差發(fā)電組件是來自美國、日本等地區(qū)的轉(zhuǎn)銷產(chǎn)品，半導(dǎo)體材料基本依靠進(jìn)口。我國在這一領(lǐng)域目前發(fā)展還不是很快，技術(shù)成熟度低，產(chǎn)品原料和核心技術(shù)都受到國外的限制。 國際市場，半導(dǎo)體溫差發(fā)電技術(shù)主要運(yùn)用在油田、野外、軍事、工業(yè)生產(chǎn)等領(lǐng)域。針對于溫差發(fā)電在汽車排氣管上的運(yùn)用，美國、日本等已有多年的研究。美國Hi-Z公司、通用汽車公司、日本Nissan公司等已經(jīng)設(shè)計(jì)制造了相關(guān)產(chǎn)品，但目前仍處于實(shí)驗(yàn)室階段，汽車尾氣廢熱轉(zhuǎn)化為電能的效率依然處于低水平。 國內(nèi)市場，因技術(shù)的制約，溫差發(fā)電運(yùn)用的領(lǐng)域還很狹窄。而溫差發(fā)電在汽車排氣管上的運(yùn)用幾近空白，僅有少數(shù)理論分析。 針對國外產(chǎn)品的不成熟，國內(nèi)研究的空白，因此，溫差發(fā)電技術(shù)在汽車排氣管的運(yùn)用仍然有很大的研究意義和價(jià)值。
