基于实时巡检的商用车热电模块拓扑优化与实验测试研究

发布时间：2025-01-01 05:48

　　近年来,利用热电发电技术对汽车尾气余热进行回收利用的研究已经受到了各国科研人员的高度重视。而在热电发电系统中,热电器件之间的拓扑连接方式是影响系统电性能表现的关键因素之一。本文从寻找热电模块最优拓扑结构的方向出发,对热电模块间的串并联电路连接方式展开理论研究和实验测试分析,并搭建汽车尾气热电发电系统试验台架,对热电模块进行电性能实验,寻找最优的热电模块电能收集方案,从而达到提高汽车尾气热电发电系统转换效率的目的。本文的主要研究成果如下:阐述了热电发电技术的基本原理,并简要介绍了热电材料的基本性能,在此基础上对热电器件的结构及电性能进行了总结分析,完成了包括热电气箱、热电器件、冷却液通道等在内的商用车热电发电装置结构设计。利用自主设计的单热电器件测试平台,对不同压紧力及不同温度场下Bi₂Te₃器件的发电情况进行了测试,验证了热电器件的电性能特性,并完成对热电器件组的布局与编号,建立热电器件等效数学模型。在此基础上分析拓扑优化所需的实验条件与优化方法:以热电器件组整体输出功率峰值最大为优化目标,采用局部逐级优化算法及实验测试对比研究来完成拓扑结构设...

【文章页数】：79 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1-1中国汽车销售总计（万辆）及年变动率

研究背景和意义世界，全球范围内的能源危机及环境污染是我们人类社会不关。而在全球各大产业中，汽车产业的节能问题又备受国内中国来说，如图1-1所示，截止2017年已有超过2亿的汽续增长，提升空间巨大。汽车市场的持续景气意味着其所带球变暖等现象也将日趋严重。目前针对未来能源....

图1一2发动机能量消耗对比图

武汉理工大学硕士学位论文技术具有性能可靠、无机械摩擦、可利用时间久等优点[4]-[6]。针对尾气余热进行回收，将低品质的热能量转换为高品质可并加以合理利用，如图1-2（b）所示，热电发电技术能够将的废热进行回收利用，既提高了现有能源利用率又能够减少尾节能减排的作用。

图1-3不同类型车辆排气系统

(a)(b)图1-3不同类型车辆排气系统随着能源日益减少、环境污染日趋严重的危机影响，国内外学者对各种类型的废热回收研究越来越深入，当然对尾气废热回收利用的钻研投入也在逐渐增加。研究发现，利用尾气废热来进行热电发电，能够实现将热能到电能的成功转变，受地域、气候的影响较小，且....

图1-4Hi-Z团队热电发电装置图示

图1-4Hi-Z团队热电发电装置图示03年，Tharcher团队在1999Sierra皮卡上安装了自主研发设计电机采用HZ-20热电模块，发电功率为300W，并在德尔福公，实验结果表明该电机能够对汽车尾气废热进行回收利用，改性1%²%，....

本文编号：4022128