一种高效汽车尾气热电回收装置及车辆的制作方法

本发明属于汽车尾气回收再利用领域，具体涉及一种高效汽车尾气热电回收装置及车辆。

背景技术：

1、研究表明，传统汽车发动机的燃油能量仅30％左右用于驱动车轮，剩余约70％的能量没有被有效利用，其中约40％的能量以尾气废热形式排放到空气中，造成了能源浪费和环境污染。若对这部分废热加以二次利用，则会有效降低汽车的燃油消耗。温差发电技术是对尾气废热加以二次利用的有效途径，它先通过收集尾气中的热能，然后通过在两种不同导体构成的回路中，使两个接头处的温度不同，回路中就会产生电动势，加入负载电阻就会产生直流电流，供汽车内电器设备使用，具有无运动部件、无噪声、无污染、工作可靠、结构紧凑、使用寿命长等特点，基于热电效应的热电发电机在低品位余热领域具有巨大潜力，研究发现除了增加余热温度和热电模块，在适当的范围扩大散热面积，提高冷端和热端的温差可以提高装置性能，发动机排除至排气歧管的温度是800～900度，三元催化器最佳工作温度是600～700度，如公开号为cn24646386u的高效汽车尾气热电回收装置，包括：在金属泡沫、聚酰胺垫片、不锈钢排气管、热端圆环形铝合金热板、冷端圆环形铝合金热板径向侧设置多个直孔，在冷端圆环形铝合金热板的薄壁上全圆周以等角度分度开凿圆柱孔，高温热管一端穿过不锈钢排气管与尾气接触，另一端设置于热端圆环形铝合金热板的圆孔内，中低温热管一端置于冷端圆环形铝合金热板的圆孔内，中部穿过聚酰胺垫片的圆柱孔，另一端置于金属泡沫的圆孔内，汽车冷却水由入水口通入，从出水口流出。其结构简单，在整个热电回收装置里没有移动部件，冷却系统与尾气系统充分隔离，提高了热电回收工作过程的可靠性。

2、在研发过程中，遇到如下问题：若将热电发电设备安装在汽车三元催化器的前端直接与汽车发动机排出的气体接触，可以有效的提高热电发电设备的发电性能，但是在车辆启动时，汽车三元催化器的温度需要达到600～700度才能进入最佳的工作状态，若将热电发电设备安装在汽车三元催化器的前端，热电发电设备会消耗部分热量，在车辆冷机启动时，会延长汽车三元催化器的升温时间；由于在车辆行驶过程中，当热电发电设备消耗的热量过高或者过低时，会使得三元催化器不能进入最佳的工作温度。

技术实现思路

1、本发明的目的在于，提供一种高效汽车尾气热电回收装置及车辆，能够使得排气管迅速达到最佳工作温度，加快三元催化器的升温时间。

2、为解决上述技术问题，本发明的技术方案为：一种高效汽车尾气热电回收装置，包括从发动机热气体输出端引出的第四排气管，第四排气管的末端与温度调节箱的进气端连接，温度调节箱的出气端分别与两条支路连接，其中第一支路为第二排气管，第二支路包括依次连接的第三排气管、热电发电箱、第五排气管、集气管；第二排气管和集气管的末端分别与第一排气管连接，第一排气管末端连接三元催化器；其中，

3、第一排气管上设有用于识别第一排气管内气体温度的温度传感器；

4、所述的温度调节箱设有用于封堵第三排气管的封堵块和驱动单元，驱动单元用于在温度传感器识别到第一排气管内气体温度低于预设值时驱动封堵块封堵第三排气管，使得热气体仅通过第二排气管直达第一排气管。

5、所述的驱动单元包括电机和传动机构，电机的输出端通过传动机构与所述封堵块连接；所述的电机固定在所述温度调节箱的顶部，由行车电脑根据所述温度传感器采集的温度控制。

6、所述的传动机构包括顺次连接的驱动杆、转动柱和传动杆；

7、所述的转动柱垂直穿过温度调节箱的顶面，转动柱位于温度调节箱外部的一端通过所述驱动杆与所述电机连接，电机输出轴的正反转动带动驱动杆往复运动，从而带动转动柱随之正反转动；转动柱位于温度调节箱内部的一端，通过所述传动杆与所述封堵块连接，转动柱的正反转动带动封堵块往复移动实现封堵和疏通。

8、所述的温度调节箱的顶部固定有滑筒和沿滑筒往复滑动的伸缩杆，所述电机固定在所述滑筒中，电机的输出轴与所述伸缩杆的一端连接，伸缩杆的另一端与所述驱动杆连接。

9、温度调节箱内侧还设有限制封堵块位置的限位杆，以保证封堵块仅能在第二排气管和第三排气管的管口处进行水平移动。

10、温度传感器具体设置于第一排气管和集气管的连接处顶部，当温度传感器检测到第一排气管内温度高于第一排气管预设的最佳工作温度时，行车电脑控制电机驱动封堵块向第二排气管管口的方向进行移动，使得部分或全部热气体通过第三排气管进入到热电发电箱内部，热气体经过热电发电设备将部分热量转化成电能，使得热气体降温后与第二排气管内部气体在集气管内部混合，从而使第一排气管达到最佳的工作温度；反之，当温度传感器检测到第一排气管内温度低于第一排气管预设的最佳工作温度时，行车电脑控制电机驱动封堵块向第三排气管管口的方向进行移动。

11、热电发电箱底部设置有风道和出风口，热电发电箱底部与风道和出风口之间设置有隔热棉；第四排气管管体外套设有隔热瓦，隔热瓦外套设有钢套，传动杆的杆体上套设有传动套。

12、热电发电箱内设置若干个与热电发电箱底部垂直的隔板，使得热电发电箱内部形成连续的单个或多个s形的气流通道；在s形的气流通道中并排设置若干组热电发电设备。

13、热电发电设备包括若干个平行于隔板设置的半导体热电部件，半导体热电部件的冷端连接有若干平行于热电发电箱底部的集热片，半导体热电部件的热端连接有若干平行于热电发电箱底部的散热片，各集热片和散热片均贯穿所述热电发电设备的所有半导体热电部件。

14、本发明还提供一种车辆，包括如上述任一项所述的一种高效汽车尾气热电回收装置。

15、与现有技术相比，本发明的有益效果为：

16、本发明通过温度传感器检测到经过与三元催化器连接的第一排气管的温度较低时，通过调整温度调节箱内部的封堵块位置将第三排气管堵死，使得热气体仅经过第二排气管的内部直达第一排气管的内部，由于热气体不经过热电发电设备，能够使得第一排气管迅速达到最佳工作温度，加快三元催化器的升温时间。

技术特征：

1.一种高效汽车尾气热电回收装置,其特征在于，

2.根据权利要求1所述的一种高效汽车尾气热电回收装置，其特征在于，所述的驱动单元包括电机和传动机构，电机的输出端通过传动机构与所述封堵块连接；所述的电机固定在所述温度调节箱的顶部，由行车电脑根据所述温度传感器采集的温度控制。

3.根据权利要求2所述的一种高效汽车尾气热电回收装置，其特征在于，所述的传动机构包括顺次连接的驱动杆、转动柱和传动杆；

4.根据权利要求2所述的一种高效汽车尾气热电回收装置，其特征在于，所述的温度调节箱的顶部固定有滑筒和沿滑筒往复滑动的伸缩杆，所述电机固定在所述滑筒中，电机的输出轴与所述伸缩杆的一端连接，伸缩杆的另一端与所述驱动杆连接。

5.根据权利要求2所述的一种高效汽车尾气热电回收装置，其特征在于，温度调节箱内侧还设有限制封堵块位置的限位杆，以保证封堵块仅能在第二排气管和第三排气管的管口处进行水平移动。

6.根据权利要求2所述的一种高效汽车尾气热电回收装置，其特征在于，温度传感器具体设置于第一排气管和集气管的连接处顶部，当温度传感器检测到第一排气管内温度高于第一排气管预设的最佳工作温度时，行车电脑控制电机驱动封堵块向第二排气管管口的方向进行移动，使得部分或全部热气体通过第三排气管进入到热电发电箱内部，热气体经过热电发电设备将部分热量转化成电能，使得热气体降温后与第二排气管内部气体在集气管内部混合，从而使第一排气管达到最佳的工作温度；反之，当温度传感器检测到第一排气管内温度低于第一排气管预设的最佳工作温度时，行车电脑控制电机驱动封堵块向第三排气管管口的方向进行移动。

7.根据权利要求1所述的一种高效汽车尾气热电回收装置，其特征在于，热电发电箱底部设置有风道和出风口，热电发电箱底部与风道和出风口之间设置有隔热棉；第四排气管管体外套设有隔热瓦，隔热瓦外套设有钢套，传动杆的杆体上套设有传动套。

8.根据权利要求1所述的一种高效汽车尾气热电回收装置，其特征在于，热电发电箱内设置若干个与热电发电箱底部垂直的隔板，使得热电发电箱内部形成连续的单个或多个s形的气流通道；在s形的气流通道中并排设置若干组热电发电设备。

9.根据权利要求8所述的一种高效汽车尾气热电回收装置，其特征在于，热电发电设备包括若干个平行于隔板设置的半导体热电部件，半导体热电部件的冷端连接有若干平行于热电发电箱底部的集热片，半导体热电部件的热端连接有若干平行于热电发电箱底部的散热片，各集热片和散热片均贯穿所述热电发电设备的所有半导体热电部件。

10.一种车辆，其特征在于，包括权利要求1-9中任一项所述的一种高效汽车尾气热电回收装置。

技术总结
本发明公开了一种高效汽车尾气热电回收装置,包括从发动机热气体输出端引出的第四排气管，第四排气管与温度调节箱进气端连接，温度调节箱出气端分别与两条支路连接，其中第一支路为第二排气管，第二支路包括依次连接的第三排气管、热电发电箱、第五排气管、集气管；第二排气管和集气管分别与第一排气管连接，第一排气管连接三元催化器；第一排气管上设有用于识别第一排气管内气体温度的温度传感器；温度调节箱设有用于封堵第三排气管的封堵块和驱动单元，驱动单元在温度传感器识别到第一排气管内气体温度低于预设值时驱动封堵块封堵第三排气管，使得热气体直达第一排气管。本发明能够使得排气管迅速达到最佳工作温度，加快三元催化器的升温时间。

技术研发人员：马冲冲,杨文龙
受保护的技术使用者：东风汽车集团股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15