温差发电式增压中冷系统的制作方法

本实用新型涉及一种车辆发动机进气系统，特别是涉及一种可利用温差发电的增压发动机中冷管路。

背景技术：

目前车辆蓄电池与车载用电器电能来源主要是发动机曲轴的输出功以及制动系统的动能回收，而对于发动机工作过程中产生的热能则没有加以利用，由此造成发动机及整车能量的流失。对于增压发动机而言，空气经增压器压缩后，其密度提高，可提升发动机动力性能，但与密度同步升高的气体温度却会导致发动机缸内氮氧化物生成量增加，使排放情况恶化；对于汽油发动机还会造成爆震倾向的增加。因此，增压后的气体需要先经过中冷器冷却才能进入发动机。在发动机大负荷工况下，增压后气体与环境之间的温度差可超过100℃，但在当前增压中冷系统中，这部分热量只能通过中冷器散失到环境中，造成能量的浪费。如能将这部分热量收集起来加以利用，则可以有效地提高发动机的能量利用率，降低汽车油耗。

当前对于车辆温差发电的研究与发明专利集中于发动机排气废热的回收利用，但没有考虑增压中冷系统的废热回收问题；同时，当前温差发电装置中还需要为温差发电模块单独设置一套冷却系统，装置复杂程度较高。

技术实现要素：

本实用新型针对现有技术存在的问题和不足，提供一种新型的温差发电式增压中冷系统，其可以利用增压后气体的热量来进行发电，进而为车辆蓄电池或其他用电器供电，降低车辆油耗。

本实用新型是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：

本实用新型提供一种温差发电式增压中冷系统，其特点在于，其包括增压器、增压热管、旁通管路、三通阀、温差发电装置、温差发电控制器、中冷器和增压中冷管，所述增压器与增压热管的一端相连接，所述增压热管中设置有三通阀，所述增压热管的另一端与温差发电装置相连接，所述旁通管路的一端与三通阀相连接、另一端与中冷器的入口相连接，所述中冷器的出口与增压中冷管的一端相连接，所述增压中冷管的另一端与发动机节气门相连接，所述温差发电装置与中冷器相连接，所述温差发电装置和蓄电池/电池管理系统均与温差发电控制器电连接。

较佳地，所述温差发电装置包括用于接收和储存高温气体传递出来的热量的集热模块和与集热模块相连的用于发电的温差发电模块，所述温差发电模块与温差发电控制器电连接。

较佳地，所述温差发电模块包含利用温差进行发电的热电半导体元件，所述集热模块包括翅片式高导热系数材料以及高导热系数材料平板。

较佳地，所述三通阀为电磁阀或气动阀门。

在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本实用新型各较佳实例。

本实用新型的积极进步效果在于：

本实用新型将中冷器与温差发电装置相结合，利用增压后气体与环境大气之间显著的温差进行发电，可以回收增压过程产生的废热，提高整车的能量利用效率，降低油耗；同时由于温差发电装置冷端直接与中冷器相连，直接利用中冷器对温差发电装置进行冷却，降低了温差发电装置的系统复杂性，利于展开前舱布置相关工作。

附图说明

图1为本实用新型较佳实施例的温差发电式增压中冷系统的结构示意图。

图2为本实用新型较佳实施例的温差发电式增压中冷系统的原理图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1和图2所示，本实施例提供一种温差发电式增压中冷系统，其包括增压器1、增压热管2、旁通管路3、三通阀4、温差发电装置5、温差发电控制器6、中冷器7和增压中冷管8，所述三通阀4为电磁阀或气动阀门。

所述增压器1与增压热管2的一端相连接，所述增压热管2中设置有三通阀4，所述增压热管2的另一端与温差发电装置5相连接，所述旁通管路3的一端与三通阀4相连接、另一端与中冷器7的入口相连接，所述中冷器7的出口与增压中冷管8的一端相连接，所述增压中冷管8的另一端与发动机10的节气门相连接，所述温差发电装置5与中冷器7相连接，所述温差发电装置5和蓄电池9或电池管理系统均与温差发电控制器6电连接。

其中，所述温差发电装置5包括用于接收和储存高温气体传递出来的热量的集热模块51和与集热模块51相连的用于发电的温差发电模块52，所述温差发电模块52与温差发电控制器6电连接。所述集热模块51包括翅片式高导热系数材料以及高导热系数材料平板，所述温差发电模块52包含利用温差进行发电的热电半导体元件。

温差发电装置5由集热模块51和与其相连的温差发电模块52组成，集热模块51的集热件包括翅片式高导热系数材料以及高导热系数材料平板，用于接收和储存高温气体传递出来的热量，并将热量传导至温差发电模块52；温差发电模块52放置于集热模块51与中冷器7之间，分为热端和冷端，热端与集热模块51接触、冷端与中冷器7接触，其内部由若干热电半导体元件串联或并联组成，热电半导体元件采用热电材料，在两端具有温度差的情况下可以产生电势差。

热电材料是一种利用固体内部载流子运动来实现热能与电能直接互相转换的半导体材料，该材料依据塞贝克原理，利用材料两端温度差进行发电，可与中冷系统相结合。

温差发电控制器6利用逻辑电路控制温差发电模块52，采用直流变压对温差发电模块52输出的直流电进行稳压与整流，并控制电流流向蓄电池9或者整车电能管理系统，为车载用电器供电。

温差发电装置5与中冷器7相连，直接利用中冷器7对温差发电模块52进行冷却，可避免额外添加发电装置冷却模块可能带来的系统复杂性和前舱布置问题；流经温差发电装置5的气体被导入中冷器7后，经由中冷器7出口和增压中冷管8流入发动机10。

本实用新型中，新鲜空气在经过增压器1后，会沿增压热管2流向三通阀4，之后再通过温差发电装置5。本发电系统主要有两种工作模式：当增压器1未介入(压气机出口压力1bar，发动机低速小负荷工况运行)时关闭主管路，导通旁通管路3，气体直接由压气机流入中冷器7，不经过温差发电装置5，系统以普通增压中冷系统模式工作，以保证进气系统压降不过大；当增压器1介入后，三通阀4关闭旁路，导通主管路，增压后气体流入温差发电装置5，启动温差发电模式。空气在经过增压后，其压力与温度均会大幅度提高，利用增压后气体与环境之间的温差进行发电，回收进气增压过程中产生的废热，从而提高整车能量利用效率，降低油耗。

虽然以上描述了本实用新型的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本实用新型的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本实用新型的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本实用新型的保护范围。