用于车辆的热电发电系统的制作方法

本发明涉及一种用于车辆的热电发电系统，更具体涉及以下这种用于车辆的热电发电系统，其利用涡流管在热电元件中产生温差。

背景技术：

热电元件是指通过利用热和电的相互作用而产生各种效应的元件的统称。热电元件包括热敏电阻，热敏电阻是具有电阻随着温度的升高而成比例减小的负温度系数特性的元件；利用赛贝克效应(Seebeck)的元件，赛贝克效应是因温差而产生电动势的现象；利用珀耳帖效应(Peltier)的元件，珀耳帖效应是因电流而产生吸热(或放热)的现象，等等。

赛贝克效应是当在两种金属或半导体之间产生温差时，电流在连接两种金属或半导体的闭合电路中流动的热电现象中的一种。下面将更详细地描述这些现象：

当一个金属杆的两尖端(例如，两端)A和B具有温差时，基于热流的电动势就在A与B之间产生(例如，在金属杆的每一端之间产生)。由于电动势因金属类型不同而有所不同，因此当两种不同金属类型的两个尖端A和B被结合时，在每种金属的两个尖端A和B之间就产生电动势差异，因此电流在电路中流动。当金属的中间部分被切割时，在两个切割端都会出现两种金属类型的电动势差异。这被称为热电动势。

用于温度测量的热电偶利用热电动势(thermoelectromotive force)。利用热电动势的热电发电利用赛贝克效应，其中当金属或半导体的赛贝克元件(Seebeck element)的两个尖端具有温差时，在热源单元与冷却单元之间产生电势差，并且该电势差直接将热能转化成电能，而无需机械驱动单元。热电发电具有与在热源单元和冷却单元之间的温差成比例的能量产生效率，因此当它们之间的温差最小时，可能不会具 有较高的能量产生效率，并且需要用于构成温差较大条件的单独能量。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种用于车辆的热电发电系统，其能够利用压缩空气和常规使用在其他零件中的涡流管来产生热电元件的电动势。

根据本发明的示例性实施例，用于车辆的热电发电系统可包括：空气压缩机，其被配置成压缩并排出空气；涡流管，其被配置成接收从空气压缩机中排出的压缩空气，并且将压缩空气分成具有温差的两组空气(例如，具有不同温度的两组)并将该两组空气排出；热电模块，其包括热电元件，该热电元件具有在其第一侧形成的用于引入两组空气中的任意一组(例如，第一组)的通道，以及在其第二侧形成的用于引入两组空气中的另一组(例如，第二组)的通道，从而由于两组(例如第一组和第二组)空气存在温差而产生电动势。

用于车辆的热电发电系统，还可包括：阀，布置在空气压缩机与涡流管之间。用于车辆的热电发电系统，还可包括：控制器，其被配置成操控阀的开度以调节从空气压缩机引入到涡流管中的压缩空气量。

该控制器还可被配置成接收关于来自空气压缩机的压缩空气的压力以及压缩空气量的信息。该控制器还可被配置成调节阀的操作量和操作时间。此外，用于车辆的热电发电系统，还可包括：电池，其连接到热电元件以存储由热电元件产生的电动势；和消音器，其连接到热电模块以容纳从通道排出的空气，从而减弱噪音并将减弱的噪音排到外部。

附图说明

通过下面的详细描述，并结合附图，本发明的上述及其它目的、特征和优点将会更加显而易见，其中：

图1为示出根据本发明示例性实施例的用于车辆的热电发电系统的示例图；

图2为根据本发明示例性实施例的用于车辆的热电发电系统中的压缩空气的示例流程图；

图3为根据本发明示例性实施例的热电模块的示例性截面图；

图4为示意性地示出从根据本发明示例性实施例的用于车辆的热电发电系统中排出的空气流的示意图；以及

图5为示意性地示出根据本发明示例性实施例的用于车辆的热电发电系统中的热电发电过程的示意图。

具体实施方式

提供特定结构和功能描述来描述在本说明书或公开中所公开的本发明的各种示例性实施例。因此，本发明的示例性实施例可以以各种形式被实施，且本发明不应被解释为被限制到在本说明书或公开中所描述的示例性实施例。

由于本发明的实施例可经各种修改并且具有多种形式，因此将在附图中示出并且在本说明书或公开中详细描述特定示例性实施例。然而，应该理解，本发明并非限于特定的示例性实施例，而是包含在本发明的精神和范围内的所有修改、等效和替换。

诸如“第一”和/或“第二”等术语，可用于描述各种部件，但是这些部件不应被解释为被限制到这些术语。所使用的术语仅是将一个部件与另一个部件加以区分。例如，在未背离本发明范围的情况下，“第一”部件可被命名为“第二”部件，而“第二”部件也可类似地被命名为“第一”部件。

应该理解，当一个部件被称为“连接到”或“联接到”另一个元件时，该部件可直接连接或直接联接到另一个元件，或者在其他元件介入于其间的情况下连接或联接到另一个元件。另一方面，应该理解，当一个元件被称为“直接连接到”或“直接联接到”另一个元件时，其可在无另一个元件介入于其间的情况下连接或联接到另一个元件。描述在部件之间关系的其他表达，即，“在…之间”、“直接在…之间”或“相邻”、“直接相邻”等作类似解释。

本文所用的术语仅用于描述特定实施例的目的，而并非旨在限制本发明。除非上下文明确指出，否则如本文中所使用的单数形式“一”、“一个”和“该”等意图也包括复数形式。还应该理解的是，在本说明书中使用“包括”和/或“包含”等术语时，是意图说明存在该特征、整 数、步骤、操作、元素和/或组件，而不排除一个或多个其它特征、整数、步骤、操作、元素、组件、和/或其组合的存在或增加。

除非另外说明，否则应该理解，在该说明书中使用的包括技术术语或科学术语的全部术语，与由本领域的技术人员所理解的那些具有相同的含义。应该理解，由词典限定的术语与在现有技术的上下文中的意义相同，并且它们不应被理想地或过度形式地限定，在该说明书中的上下文中另外清楚表明除外。

可以理解的是，本文中所使用的术语“车辆”或“车辆的”或其它类似的术语包括一般而言的机动车辆，比如包含运动型多用途车辆(SUV)、公共汽车、货车，各种商用车辆的客车、包含各种轮船和舰船的船只、飞行器等等，并且包括混合动力车辆、电动汽车、混合动力电动汽车、氢动力汽车和其它替代燃料汽车(例如，从除了石油以外的资源中取得的燃料)。

尽管示例性实施例被描述为使用多个单元执行示例性过程，但应该理解，示例性过程也可由一个或多个模块执行。另外，应该理解，术语控制器/控制单元指的是包括存储器和处理器的硬件设备。存储器被配置成储存模块，而处理器经特别配置实行所述模块，以执行以下进一步描述的一个或多个过程。

在下文，将参照附图详细描述本发明的示例性实施例。在每张附图中提及的相同附图标记指代相同的部件。

图1是示出根据本发明示例性实施例的用于车辆的热电发电系统的示意图。图2是在根据本发明示例性实施例的用于车辆的热电发电系统中的压缩空气的示例流程图。图3是根据本发明示例性实施例的热电模块的示例性截面图。图4是示意性示出从根据本发明示例性实施例的用于车辆的热电发电系统中排出的空气流的示意图。图5是示意性示出在根据本发明示例性实施例的用于车辆的热电发电系统中的热电发电过程的示意图。

参考图1～图4，根据本发明示例性实施例的用于车辆的热电发电系统100可包括：空气压缩机10，被配置成压缩并排出空气；涡流管30，被配置成接收从空气压缩机排出的压缩空气，并且将压缩空气分成具有温差的两组(例如，第一组和第二组)空气并将其排出；热电 模块40，被配置成包括热电元件42，该热电元件42具有在其第一侧形成的用于引入两组空气中的任一组(例如，第一组)的通道41，以及在其第二侧形成的用于引入两组空气中的另一组(例如，第二组)的通道43，从而由于这两组(第一组和第二组)空气存在温差而产生电动势；阀20，布置在空气压缩机10与涡流管30之间；控制器50，被配置成操控阀20的开度，以调节从空气压缩机10引入到涡流管30中的压缩空气量；电池70，被配置成连接到热电元件42，以存储由热电元件42产生的电动势；以及消音器60，被配置成连接到热电模块40以容纳从通道41和43排出的空气，从而减弱噪音并将经减弱的噪音排到外部。值得注意的是，每个通道都可引入第一组或第二组空气，不限于接收两组中特定一组的空气。

具体地，由空气压缩机10压缩的空气可通过空气干燥器12被存储在空气罐14中。存储在空气罐14中的压缩空气可被供应到空气制动器系统210、空气悬架系统220、离合器控制系统230、其他控制和便利装置240、以及涡流管30。换言之，可以通过将安装在车辆中的现有系统210、220、230和240中使用的压缩空气引入到涡流管30，并且利用从涡流管30排出的冷空气和热空气，来诱导热电元件发电。因此，可以通过在现有空气罐14与涡流管30之间另外地形成通道来实现。

阀20、涡流管30和热电模块40可放置在车辆内(例如，在车辆内的任何位置)，并且在阀20、涡流管30和热电模块40围绕空气罐14布置时，可以使用于提供压缩空气的通道最小。可选地，在阀20、涡流管30、和热电模块40围绕电池70布置时，可以使电池充电电缆的用量最小。例如，当车辆为卡车时，阀20、涡流管30和热电模块40可围绕与电池70一体形成的空气罐14布置；而当车辆为公共汽车时，阀20、涡流管30和热电模块40可围绕电池70布置。

在图1中详细示出的涡流管30的操作如下：当压缩空气通过管道A被提供到涡流管时，压缩空气可主要被引入到涡流旋转室，然后开始旋转。主涡流B可朝向热空气出口，热空气可通过调节阀D被排出，而剩下的空气返回以形成次涡流C，并且被排出至冷空气出口E。两个旋转涡流B和C可在相同方向上旋转，因而，由于在其内部和外部之间的转速存在差异，因此外部的温度较高，而其内部温度较低(例如，温度可 大致不同，或者最大和最小)。冷空气和热空气的流速和温度，可基于压缩空气的压力和温度而变化。此外，压缩空气的转速可因在涡流管30内的涡流旋转室的形状不同而有所不同，并且热空气/冷空气出口的尺寸和转速可作为确定在涡流管中分离的冷空气与热空气之间的温差的因素。

控制器50可被配置成接收关于来自空气压缩机10的压力和压缩空气量的信息。此外，控制器50可被配置成，根据有关压力和接收到的压缩空气量的信息以及从电池70接收到的荷电状态的信息，来调节阀20的操作量和操作时间。

图4中所示的消音器60，可被配置成收集从形成在第一侧的通道41以及形成在第二侧的通道43排出的空气，从而减弱所收集的压缩空气在被排放到大气时所产生的噪音。如图4所示，消音器60可包括过滤器，并且可具有圆形横截面。根据消音器60的过滤器和消音器60的长度，所减弱的噪音量可有所不同。

尽管已参照在附图中示出的示例性实施例对本发明进行描述，然而这些实施方式仅仅是实施例。本领域技术人员应该理解，通过本发明还可做出各种修改和等效的其他示例性实施例。因此，本发明的实际技术保护范围由随附权利要求来限定。