本发明涉及节能减排技术领域，特别是一种采用相变材料的汽车尾气余热温差发电装置。
背景技术：
随着汽车数量的不断增加，车辆消耗的能源与日俱增，车辆节能越来越受到人们的关注。在这一形势下，温差发电技术在汽车尾气余热利用方面的研究与应用不断发展。温差发电是一种新型的、环保的发电方式，其原理是：根据塞贝克效应，维持联结成电偶对的半导体器件两端的温差，在这个半导体器件中就会产生温差电动势。
汽车在行驶的过程中，排气温度可达600-800℃，依据半导体的温差发电原理，可以将废气余热转化为电能，具有良好的经济和社会效益。然而受到温差发电模块制作工艺和现有温差发电技术的限制，温差发电模块热端有一定的安全工作温度，该温度不仅与温差发电材料的最佳工作温度有关，还与温差发电模块制作中所用焊料的熔点等相关。温差发电模块的热端最高温度不可超过此上限值，否则将引起开焊等问题，造成温差发电器无法正常工作。而汽车在实际行驶中，发动机的运行工况一直在变化，造成排气管的温度是变化的，从而使温差发电器热端温度不在温差发电器的安全工作温度范围内。为尽可能保证温差发电器的性能、稳定的输出电压、一定的热应力适应程度及运行寿命，一个解决途径是维持其热端的温度在温差发电片的安全工作温度范围内。
技术实现要素：
本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种采用相变材料的汽车尾气余热温差发电装置，该装置能够使温差发电器的热端温度维持在温差发电片的安全工作温度范围内。
本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：一种采用相变材料的汽车尾气余热温差发电装置，包括贴合固定在排气管上的导热体，在所述导热体上固定有温差发电器，所述温差发电器的热端贴合在所述导热体的外表面上，在所述温差发电器的冷端设有散热器，在所述导热体内靠近所述温差发电器的一侧设有相变材料容纳腔，在所述相变材料容纳腔中填充有相变材料。
在所述相变材料内填充有泡沫金属。
所述相变材料容纳腔采用长方体结构。
在所述导热体的外表面上贴合有与所述温差发电器对接的保温绝热板。
所述导热体设有与排气管贴合的内侧圆弧面以及与所述温差发电器热端贴合的外侧平面；所述散热器为翅式散热器，所述翅式散热器的平面侧与所述温差发电器的冷端贴合，所述翅式散热器的翅片与汽车长度方向一致。
所述导热体设有与排气管贴合的半圆形内侧圆弧面，所述导热体设置在排气管的下方，所述导热体的顶端和底端均为平面，所述导热体采用半圆形抱箍固定在排气管上，所述温差发电器的热端贴合在所述导热体的底端平面上，在所述导热体的顶端平面以及周围表面上均贴合有所述保温绝热板。
本发明具有的优点和积极效果是：通过采用在导热体输出端设置相变材料，采用相变材料使温差发电器的热端温度维持在一个较为稳定的范围内，进而大大提高温差发电器的性能以及输出电压的稳定性，并在一定程度上延长了温差发电器的运行寿命。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图中：1、半圆形抱箍，2、排气管，3、螺钉，4、导热体，5、保温绝热板，6、温差发电器，7、翅式散热器，8、相变材料。
具体实施方式
为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：
请参阅图1，一种采用相变材料的汽车尾气余热温差发电装置，包括贴合固定在排气管2上的导热体4，在所述导热体4上固定有温差发电器6，所述温差发电器6的热端贴合在所述导热体4的外表面上，在所述温差发电器6的冷端设有散热器7，在所述导热体内靠近所述温差发电器7的一侧设有相变材料容纳腔，在所述相变材料容纳腔中填充有相变材料8。
如果相变材料容纳腔的结构不恰当可能会引起温差发电器热端温度分布不均匀；温差发电器热端温度会受到相变材料导热性能的限制。上述两方面均会导致发电效率低。针对此问题，可通过在一定初始条件和边界条件下的模拟计算进行优化设计，寻找最优的相变材料容腔结构。例如，可将本实施例中的相变材料容纳腔由长方体结构改成三棱柱结构。通过模拟计算，综合考虑温度分布和发电效率，选择最佳的相变材料容纳腔结构。为了提高导热系数，在所述相变材料8内填充有泡沫金属。为了有效减少热量损失，提高发电器热端温度，进而提高发电效率和功率，在所述导热体4的外表面上贴合有与所述温差发电器6对接的保温绝热板5。为了提高发电器热端温度，提高发电效率和功率，方便温差发电器6的安装，所述导热体4设有与排气管4贴合的内侧圆弧面以及与所述温差发电器6热端贴合的外侧平面；所述散热器为翅式散热器7，所述翅式散热器7的平面侧与所述温差发电器6的冷端贴合，所述翅式散热器7的翅片与汽车长度方向一致，有助于汽车行驶中气流流过翅片的各个换热面。更加具体的，考虑到安装空间有限，所述导热体4设有与排气管2贴合的半圆形内侧圆弧面，所述导热体4设置在排气管2的下方，所述导热体4的顶端和底端均为平面，所述导热体4采用半圆形抱箍1固定在排气管2上，所述温差发电器6的热端贴合在所述导热体4的底端平面上，在所述导热体4的顶端平面以及周围表面上均贴合有所述保温绝热板5，所述导热体4、保温绝热板5和半圆形抱箍1采用螺钉3固接在一起。在本实施例中，所述导热体4是采用高导热材料制成的，例如：铜或铝等。
本发明的工作过程如下：
汽车启动后，产生高温汽车尾气，温差发电器6随之进入工作状态。温差发电器6的热端吸收由高导热材料4传递的热量，冷端通过翅式散热器7发生强迫对流换热，将热量排至空气中，从而维持冷热端的温差。当汽车行驶过程中发动机运行工况发生变化时，排气管的温度会随发动机的运行工况发生变化,从而使高导热材料4的温度不断变化。当高导热材料4的温度高于温差发电器6的安全工作温度范围上限时，相变材料8将发生相变，相变过程吸热，温度保持基本恒定，使得温差发电器6的热端温度维持在安全工作温度范围上限以下。
尽管上面结合附图对本发明的优选实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，并不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可以作出很多形式，这些均属于本发明的保护范围之内。