一种半导体温差发电装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种半导体温差发电装置，属于热电转换领域。
【背景技术】
[0002]随着化石能源的日趋枯竭，美国、日本、欧盟等发达国家更加重视温差发电技术在民用领域的研究，并取得了长足的进展。国内半导体温差发电方面的研究，目前主要致力于研究发电器理论和高优值系数及低成本的热电材料，旨在为温差发电器的优化提供理论指导和制备性能优良的热电材料。虽然我国是世界上最大的半导体热电器件输出国，但是在半导体温差发电装置综合设计和应用方面的研究比较欠缺，因此研究温差发电有着非常现实的意义。
[0003]半导体温差发电技术是一种基于塞贝克效应(即把两种半导体的接合端置于高温，处于低温环境的另一端就可得到电动势E)直接将热能转化为电能的绿色环保发电技术。它可以合理利用低品位热能，例如地热能、太阳能以及工业余热废热等，通过热电材料，将热能直接转化为电能。和其他的能量转换方式相比，半导体温差发电技术是对热能的回收再利用，具有清洁、无噪音污染、无有害物质排放、高效、寿命长、坚固、可靠性高、稳定等一系列优点。
[0004]以高温液体作为热源是半导体温差发电的一种典型实例，其相比较于其他热源有诸多优势。但是，已有技术中提供的高温液体作为热源的半导体温差发电装置也存在一定缺陷:现有技术通常采用热水作为高温液体热源，但是，即使采取了保温措施，由于产生电能时需要消耗热能，因此会造成热水温度的下降，导致半导体发电芯片热端的温度降低，热端和冷端之间的温差不断减小。目前也没有出现利用汽车排气管的温度实现发电，从而实现长时间向待驱动的部件提供稳定和足够的驱动电压的目标。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是提供一种半导体温差发电装置，可以将汽车三元催化器与一级消声器排气管的废热转化为电能，用于汽车上小功率电器的供电，达到能量回收的作用。
[0006]本发明采用的技术方案为:一种半导体温差发电装置，其创新点在于:所述半导体温差发电装置安装于汽车排气管的三元催化氧化器与汽车排气管的一级消声器之间；该半导体温差发电装置包括外散热片、设置有若干个并联排列的半导体热电模块装置的半导体发电芯片和放大及稳压电路，该放大及稳压电路与半导体发电芯片的电压输出端相连，半导体发电芯片覆盖于外散热片内。
[0007]进一步的，所述半导体发电芯片一弧度为150?160°的半圆环片，且内外表面均为圆弧面，该半圆环片的内圆弧表面直接覆盖固定于汽车排气管上，其外圆弧表面与外散热片表面固定覆盖。
[0008]进一步的，所述半导体发电芯片的内圆弧面为内导热半圆铝合金圆弧面，外圆弧面为外散热半圆铝合金圆弧面。
[0009]进一步的，所述半导体热电模块装置安装于半导体发电芯片的内外表面之间，且与半导体发电芯片的内外表面相互嵌合固定。
[0010]本发明的有益效果如下:
(I)本发明的半导体温差发电装置，安装于汽车排气管的三元催化氧化器与汽车排气管的一级消声器之间，即确保发电装置使用条件在温度200?450°C，保证了发电装置高效率的转换技术指标。
[0011](2)本发明的半导体温差发电装置，包括外散热片、设置有半导体热电模块装置的半导体发电芯片和放大及稳压电路，该放大及稳压电路与半导体发电芯片的电压输出端相连，半导体发电芯片覆盖于外散热片内，发电性能稳定可靠，利用半导体材料具有利用温差进行发电的能力，将汽车三元催化器与一级消声器排气管的废热转化为电能，用于汽车上小功率电器的供电，达到能量回收的作用。
[0012](3)本发明的半导体温差发电装置，半导体发电芯片设计为一弧度为150?160°的半圆环片，将汽车行驶过程中，尾气热量经导热体高效传递到温差发电模热端，同时散热片保持冷端低温，当半导体温差发电模块冷热端产生一定温差条件下，实现热能转化为电能的过程；且内外表面均为圆弧面，该半圆环片的内圆弧表面直接覆盖固定于汽车排气管上，其外圆弧表面与外散热片表面固定覆盖，可以保证发电装置良好兼容汽车的排气管。
[0013](4)本发明的半导体温差发电装置，半导体发电芯片的内圆弧面为内导热半圆铝合金圆弧面，外圆弧面为外散热半圆铝合金圆弧面，均设计成用铝合金材料做成，以保证传热良好。
[0014](5)本发明的半导体温差发电装置，半导体热电模块装置安装于半导体发电芯片的内外表面之间，且与半导体发电芯片的内外表面相互嵌合固定，相比于传统汽车节能产品，具有高度自动化、低维护，无机械运动，坚固稳定，可靠性高的优点。
【附图说明】
[0015]下面结合附图和【具体实施方式】对本发明做进一步详细说明。
[0016]图1为本发明半导体温差发电装置整体安装示意图。
[0017]图2为本发明半导体温差发电装置内部结构截面示意图。
[0018]图3为本发明半导体温差发电装置原理结构示意图。
【具体实施方式】
[0019]本发明涉及一种半导体温差发电装置，如图1所示:半导体温差发电装置10安装于汽车排气管5的三元催化氧化器与汽车排气管5的一级消声器之间；如图2、3所示:该半导体温差发电装置10包括外散热片1、设置有若干个并联排列的半导体热电模块装置2的半导体发电芯片20和放大及稳压电路，该放大及稳压电路与半导体发电芯片20的电压输出端相连，半导体发电芯片20覆盖于外散热片I内。本发明的半导体温差发电装置，保证了发电装置高效率的转换技术指标，发电性能稳定可靠，利用半导体材料具有利用温差进行发电的能力，将汽车三元催化器与一级消声器排气管的废热转化为电能，用于汽车上小功率电器的供电，达到能力回收的作用。
[0020]如图2所示:半导体热电模块装置2安装于半导体发电芯片20的内外表面之间，且与半导体发电芯片20的内外表面相互嵌合固定，半导体发电芯片20 —弧度为150?160°的半圆环片，且内外表面均为圆弧面，该半圆环片的内圆弧3表面直接覆盖固定于汽车排气管5上，其外圆弧4表面与外散热片I表面固定覆盖，其中，半导体发电芯片20的内圆弧3面为内导热半圆铝合金圆弧面，外圆弧4面为外散热半圆铝合金圆弧面。另外，本发明的圆弧面均设计成用铝合金材料做成，以保证传热良好，相比于传统汽车节能产品，具有高度自动化、低维护，无机械运动，坚固稳定，可靠性高的优点。
[0021 ] 本实施例的发电装置具有良好且兼容汽车电气设备的稳压充放电路、与汽车排气管匹配的整体结构和高热电转换效率的半导体温差发电模块装置，该发电装置工作环境温度:200?450°C，本实施例的温差发电装置尺寸:200 X 70 X 80mm ;输出电压:14.5V，输出功率:60?100W，节油率:1%。
[0022]按出租车平均一年行使182500公里，平均油耗10升/百公里，93号汽油按照6元/升计算，每节省I %油耗，一辆出租车每年节省油费1095元。温差发电装置使用寿命长5?7年，发电性能稳定可靠，其实用性和可靠性必将受到市场的青睐。
[0023]以上所述是本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明之权利范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，都不脱离本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种半导体温差发电装置，其特征在于:所述半导体温差发电装置安装于汽车排气管的三元催化氧化器与汽车排气管的一级消声器之间；该半导体温差发电装置包括外散热片、设置有若干个并联排列的半导体热电模块装置的半导体发电芯片和放大及稳压电路，该放大及稳压电路与半导体发电芯片的电压输出端相连，半导体发电芯片覆盖于外散热片内。
2.根据权利要求1所述的半导体温差发电装置，其特征在于:所述半导体发电芯片一弧度为150?160°的半圆环片,且内外表面均为圆弧面,该半圆环片的内圆弧表面直接覆盖固定于汽车排气管上，其外圆弧表面与外散热片表面固定覆盖。
3.根据权利要求2所述的半导体温差发电装置，其特征在于:所述半导体发电芯片的内圆弧面为内导热半圆招合金圆弧面，夕卜圆弧面为外散热半圆招合金圆弧面。
4.根据权利要求1所述的半导体温差发电装置，其特征在于:所述半导体热电模块装置安装于半导体发电芯片的内外表面之间，且与半导体发电芯片的内外表面相互嵌合固定。
【专利摘要】本发明公开了一种半导体温差发电装置，其创新点在于：所述半导体温差发电装置安装于汽车排气管的三元催化氧化器与汽车排气管的一级消声器之间；该半导体温差发电装置包括外散热片、设置有若干个并联排列的半导体热电模块装置的半导体发电芯片和放大及稳压电路，该放大及稳压电路与半导体发电芯片的电压输出端相连，半导体发电芯片覆盖于外散热片内。本发明的半导体温差发电装置，安装于汽车排气管的三元催化氧化器与汽车排气管的一级消声器之间，即确保发电装置使用条件在温度200～450℃，保证了发电装置高效率的转换技术指标。
【IPC分类】F01N5-02, H02N11-00
【公开号】CN104702153
【申请号】CN201510162212
【发明人】袁新建, 张军, 简玉梅
【申请人】南通理工学院
【公开日】2015年6月10日
【申请日】2015年4月8日