熱電發(fā)電裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明總體上涉及熱電發(fā)電裝置，并且更具體地，涉及能夠給熱電模塊提供冷卻水，同時(shí)將來(lái)自廢氣的熱量傳遞給熱電模塊，給安裝在熱電模塊中的熱電元件賦予溫差而發(fā)電的熱電發(fā)電裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]通常，供給到車(chē)輛的內(nèi)燃機(jī)的總能量中通過(guò)高溫廢氣而廢棄的能量達(dá)到總能量的30%到40%，并且實(shí)際用作動(dòng)力的能量只占總能量的20%到30%。
[0003]因此，開(kāi)發(fā)了回收通過(guò)廢氣而廢棄的能量的技術(shù)。具體而言，開(kāi)發(fā)了用于將來(lái)自廢氣的熱量轉(zhuǎn)換為電能的熱電發(fā)電系統(tǒng)。該熱電發(fā)電系統(tǒng)被配置成利用給熱電元件賦予溫差時(shí)產(chǎn)生電力的塞貝克效應(yīng)(Seebeck effect) 0
[0004]然而，為了將熱電模塊安裝在現(xiàn)有車(chē)輛內(nèi)，需要改變排氣系統(tǒng)的形狀，例如延長(zhǎng)作為廢棄的通道的排氣歧管或者排氣管道、在排氣歧管或者排氣管道的內(nèi)表面插入鰭片(fin)等。此外，為了安裝在排氣系統(tǒng)中，也需要改變熱電模塊的形狀。
[0005]排氣系統(tǒng)的形狀的改變可能會(huì)造成排氣壓的問(wèn)題，因此要改變排氣系統(tǒng)的形狀是困難的，并且改變熱電模塊的形狀將會(huì)降低熱電模塊的工作效率。
[0006][現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)]
[0007][專(zhuān)利文獻(xiàn)]
[0008](專(zhuān)利文獻(xiàn)I)韓國(guó)專(zhuān)利公開(kāi)號(hào)10-1062129(2011年9月2日)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明旨在解決現(xiàn)有技術(shù)中出現(xiàn)的上述問(wèn)題，同時(shí)完整保留由現(xiàn)有技術(shù)實(shí)現(xiàn)的優(yōu)點(diǎn)。
[0010]本發(fā)明的一方面提供一種無(wú)需改變排氣系統(tǒng)的形狀和熱電模塊的形狀就能夠應(yīng)用到車(chē)輛的熱電發(fā)電裝置。
[0011]根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，一種熱電發(fā)電裝置，包括:傳熱模塊，被配置成連接到排氣歧管或者排氣管道；熱電模塊，被配置成由所述傳熱模塊供熱；以及冷卻模塊，被配置成從所述熱電模塊吸收熱量。
[0012]所述傳熱模塊可以包括:熱導(dǎo)體，被配置成包括:纏繞在所述排氣歧管或所述排氣管道的外側(cè)的裝配部、和與所述排氣歧管或所述排氣管道的縱向中央軸線垂直延伸的板狀延伸部；以及覆蓋所述裝配部的熱絕緣體。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，一種用于將廢氣中的熱能轉(zhuǎn)換為電能的熱電發(fā)電裝置，包括:廢氣通道，廢氣經(jīng)過(guò)所述廢氣通道；冷卻模塊，包括冷卻室；傳熱模塊，包括:包圍所述廢氣通道的第一部分和連接到所述第一部分并放射狀地遠(yuǎn)離所述廢氣通道延伸的第二部分，所述傳熱模塊沿與廢氣的排放方向平行的方向延伸；以及熱電模塊，設(shè)置在所述冷卻室和所述傳熱模塊第二部分之間。
【附圖說(shuō)明】
[0014]從以下結(jié)合附圖進(jìn)行的詳細(xì)說(shuō)明中，本發(fā)明的以上和其他目的、特征和優(yōu)點(diǎn)將更加顯而易見(jiàn)，其中:
[0015]圖1為本發(fā)明的示例性實(shí)施例的熱電發(fā)電裝置的安裝示例圖；
[0016]圖2為沿圖1的A-A線截取的截面圖；
[0017]圖3為圖1的熱電發(fā)電裝置的另一安裝示例圖；
[0018]圖4為圖1的熱電發(fā)電裝置的又一安裝示例圖；以及
[0019]圖5為安裝圖1的熱電發(fā)電裝置的排氣系統(tǒng)的示例圖。
[0020]附圖標(biāo)記說(shuō)明
[0021]100:傳熱模塊
[0022]110:熱導(dǎo)體
[0023]111:裝配部
[0024]112:延伸部
[0025]120:熱絕緣體
[0026]130:排氣歧管
[0027]140:排氣管道
[0028]200:熱電模塊
[0029]300:冷卻模塊
[0030]310:冷卻水室
[0031]320:冷卻水通道
[0032]400:夾具
[0033]410:螺栓
[0034]420:螺母
[0035]430:彈簧墊圈
【具體實(shí)施方式】
[0036]以下將參照附圖詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的示例性實(shí)施例。
[0037]如圖1到圖5所示，根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例，熱電發(fā)電裝置包括:被配置成連接到排氣歧管130或者排氣管道140的傳熱模塊100 ;被配置成由傳熱模塊100供熱的熱電模塊200 ;以及從熱電模塊200吸收熱量的冷卻模塊300。
[0038]傳熱模塊100包括:熱導(dǎo)體110，被配置成包括纏繞在排氣歧管130或排氣管道140的外側(cè)的裝配部111和與排氣歧管130或排氣管道140縱向中央軸線垂直延伸的板狀延伸部112 ;以及覆蓋裝配部111的熱絕緣體120。如圖2所示，板狀延伸部112放射狀地遠(yuǎn)離排氣歧管130或者排氣管道140的外表面突出，并且沿著大致平行于排氣歧管130或者排氣管道140的縱向中心軸線的方向延伸。熱導(dǎo)體110是由具有高導(dǎo)熱性的柔性導(dǎo)體制成。根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例，采用銅板。
[0039]熱電模塊200包括:半導(dǎo)體部，其中規(guī)則地排列有P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體；導(dǎo)電板，分別設(shè)置在半導(dǎo)體部的上表面和下表面；以及電絕緣部，連接到導(dǎo)電板，并且被制成長(zhǎng)方體外形。電絕緣部?jī)?yōu)選由陶瓷制成。
[0040]冷卻模塊300包括:冷卻水室310，被配置成提供冷卻水，以對(duì)熱電模塊200進(jìn)行冷卻。冷卻水室310從冷卻模塊300的外部通過(guò)冷卻水通道320被提供冷卻水。如圖2所示，冷卻模塊300被定位成與傳熱模塊100的延伸部112水平，并且熱電模塊200位于冷卻模塊300與延伸部112之間。更具體而言，延伸部112的兩面都設(shè)置有熱電模塊200和冷卻模塊300。延伸部112的兩面均設(shè)有的冷卻模塊300通過(guò)冷卻通道320彼此連接。
[0041]根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例，熱電發(fā)電裝置還包括:被配置成將熱電模塊200固定在冷卻模塊300和延伸部112之間的夾具400。夾具400包括:被配置成貫穿冷卻模塊400及延伸部112的螺栓410 ;被配置成與螺栓410緊固的螺母420 ;以及被配置成分別位于螺栓410頭部411內(nèi)側(cè)和螺母420內(nèi)側(cè)的彈簧墊圈430。
[0042]盡管由于排氣系統(tǒng)、傳熱模塊100、熱電模塊200或冷卻模塊300的熱膨脹導(dǎo)致尺寸變化，但由于安裝有彈簧墊圈430，依然能夠防止熱電模塊200在冷卻模塊300和延伸部112之間分離。
[0043]如圖5所示，多個(gè)結(jié)構(gòu)如上所述的本發(fā)明的示例性實(shí)施例的熱電發(fā)電裝置安裝在排氣系統(tǒng)中，從而實(shí)現(xiàn)了車(chē)輛的熱電發(fā)電系統(tǒng)。在這樣的情況下，如圖3或者圖4所示，多個(gè)熱電發(fā)電裝置之間的距離不同，或者熱電發(fā)電裝置的寬度減小，因此熱電發(fā)電裝置甚至能安裝在幾何上彎曲的部分。
[0044]此外，當(dāng)設(shè)置在熱電模塊200內(nèi)部的熱電元件，即半導(dǎo)體部受損時(shí)，只替換半導(dǎo)體部受損的特定熱電模塊200或者熱電發(fā)電裝置，從而能夠修復(fù)熱電發(fā)電裝置的故障。
[0045]如上所述，根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的熱電發(fā)電裝置，無(wú)需改變排氣系統(tǒng)的形狀和熱電模塊的形狀，就能夠?qū)崿F(xiàn)車(chē)輛中的熱電發(fā)電系統(tǒng)。
[0046]此外，安裝在傳熱模塊中的熱導(dǎo)體可以制成薄膜，由此能夠?qū)崿F(xiàn)傳熱模塊重量的減輕。
[0047]此外，當(dāng)傳熱模塊的寬度減小時(shí)，傳熱模塊甚至能夠安裝在急劇彎曲的部分，例如排氣歧管。
[0048]上文中，盡管已參照實(shí)施例和【附圖說(shuō)明】了本發(fā)明，但本發(fā)明不限于此，在未背離本發(fā)明的技術(shù)思想和所附權(quán)利要求的范圍的情況下，可由本發(fā)明所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員做出各種修改和變化。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種安裝于車(chē)輛的排氣系統(tǒng)的熱電發(fā)電裝置，包括: 傳熱模塊，被配置成連接到排氣歧管或者排氣管道； 熱電模塊，被配置成由所述傳熱模塊供熱；以及 冷卻模塊，被配置成從所述熱電模塊吸收熱量。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱電發(fā)電裝置，其中所述傳熱模塊包括: 熱導(dǎo)體，被配置成包括:纏繞在所述排氣歧管或所述排氣管道的外側(cè)的裝配部、和與所述排氣歧管或所述排氣管道的縱向中央軸線垂直延伸的板狀延伸部；以及覆蓋所述裝配部的熱絕緣體。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的熱電發(fā)電裝置，其中所述熱電模塊呈長(zhǎng)方體外形，并且包括: 半導(dǎo)體部，包括P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體； 導(dǎo)電板，分別設(shè)置在所述半導(dǎo)體部的上表面和下表面上；以及 電絕緣部，連接到所述導(dǎo)電板，與所述半導(dǎo)體部形成對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的熱電發(fā)電裝置，其中所述冷卻模塊被定位成與所述延伸部水平，并且 所述熱電模塊位于所述冷卻模塊和所述延伸部之間。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的熱電發(fā)電裝置，其中在所述延伸部的兩面均設(shè)置有所述熱電模塊和所述冷卻模塊。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的熱電發(fā)電裝置，其中在所述延伸部的兩面均設(shè)有的所述冷卻模塊的內(nèi)部互相連接。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的熱電發(fā)電裝置，其中所述冷卻模塊還包括:被配置成給所述冷卻模塊提供冷卻水的冷卻水通道，并且 在所述延伸部的兩面均設(shè)有的所述冷卻模塊的內(nèi)部通過(guò)所述冷卻水通道互相連接。8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的熱電發(fā)電裝置，還包括: 夾具，所述夾具被配置成將所述熱電模塊固定在所述冷卻模塊和所述延伸部之間。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的熱電發(fā)電裝置，其中，所述夾具包括: 螺栓，被配置成貫穿所述冷卻模塊和所述延伸部； 螺母，被配置成與所述螺栓緊固；以及 彈簧墊圈，分別位于所述螺栓的頭部的內(nèi)側(cè)和所述螺母的內(nèi)側(cè)。10.一種車(chē)輛的熱電發(fā)電系統(tǒng)，包括多個(gè)熱電發(fā)電裝置，所述熱電發(fā)電裝置安裝在排氣歧管或者排氣管道中，每個(gè)熱電發(fā)電裝置包括: 傳熱模塊，被配置成連接到所述排氣歧管或者所述排氣管道； 熱電模塊，被配置成由所述傳熱模塊供熱；以及 冷卻模塊，被配置成從所述熱電模塊吸收熱量。11.一種用于將廢氣中的熱能轉(zhuǎn)換為電能的熱電發(fā)電裝置，包括: 廢氣通道，廢氣經(jīng)過(guò)所述廢氣通道； 冷卻模塊，包括冷卻室； 傳熱模塊，包括:包圍所述廢氣通道的第一部分和連接到所述第一部分并放射狀地遠(yuǎn)離所述廢氣通道延伸的第二部分，所述傳熱模塊沿與廢氣的排放方向平行的方向延伸；以及 熱電模塊，設(shè)置在所述冷卻室和所述傳熱模塊第二部分之間。12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的熱電發(fā)電裝置，其中所述傳熱模塊和所述傳熱模塊的第二部分被插入由所述冷卻室的外表面形成的空間。13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的熱電發(fā)電裝置，所述廢氣通道為車(chē)輛的排氣歧管或者排氣管道中的一者。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供一種熱電發(fā)電裝置，包括：傳熱模塊，被配置成連接到排氣歧管或者排氣管道；熱電模塊，被配置成由所述傳熱模塊供熱；以及冷卻模塊，被配置成從所述熱電模塊吸收熱量。因此，無(wú)需改變排氣系統(tǒng)的形狀和熱電模塊的形狀，就能夠?qū)崿F(xiàn)車(chē)輛中的熱電發(fā)電系統(tǒng)。
【IPC分類(lèi)】H02N11/00
【公開(kāi)號(hào)】CN105634334
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510496632
【發(fā)明人】郭真佑, 呂寅雄, 宋京花, 白洪吉, 秋仁昌, 盧水晶, 李昇祐, 李漢賽
【申請(qǐng)人】現(xiàn)代自動(dòng)車(chē)株式會(huì)社
【公開(kāi)日】2016年6月1日
【申請(qǐng)日】2015年8月13日
【公告號(hào)】US20160146084