一種半導(dǎo)體溫差發(fā)電裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體溫差發(fā)電裝置，屬于熱電轉(zhuǎn)換領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著化石能源的日趨枯竭，美國(guó)、日本、歐盟等發(fā)達(dá)國(guó)家更加重視溫差發(fā)電技術(shù)在民用領(lǐng)域的研究，并取得了長(zhǎng)足的進(jìn)展。國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體溫差發(fā)電方面的研究，目前主要致力于研究發(fā)電器理論和高優(yōu)值系數(shù)及低成本的熱電材料，旨在為溫差發(fā)電器的優(yōu)化提供理論指導(dǎo)和制備性能優(yōu)良的熱電材料。雖然我國(guó)是世界上最大的半導(dǎo)體熱電器件輸出國(guó)，但是在半導(dǎo)體溫差發(fā)電裝置綜合設(shè)計(jì)和應(yīng)用方面的研究比較欠缺，因此研究溫差發(fā)電有著非?，F(xiàn)實(shí)的意義。
[0003]半導(dǎo)體溫差發(fā)電技術(shù)是一種基于塞貝克效應(yīng)(即把兩種半導(dǎo)體的接合端置于高溫，處于低溫環(huán)境的另一端就可得到電動(dòng)勢(shì)E)直接將熱能轉(zhuǎn)化為電能的綠色環(huán)保發(fā)電技術(shù)。它可以合理利用低品位熱能，例如地?zé)崮堋⑻?yáng)能以及工業(yè)余熱廢熱等，通過熱電材料，將熱能直接轉(zhuǎn)化為電能。和其他的能量轉(zhuǎn)換方式相比，半導(dǎo)體溫差發(fā)電技術(shù)是對(duì)熱能的回收再利用，具有清潔、無噪音污染、無有害物質(zhì)排放、高效、壽命長(zhǎng)、堅(jiān)固、可靠性高、穩(wěn)定等一系列優(yōu)點(diǎn)。
[0004]以高溫液體作為熱源是半導(dǎo)體溫差發(fā)電的一種典型實(shí)例，其相比較于其他熱源有諸多優(yōu)勢(shì)。但是，已有技術(shù)中提供的高溫液體作為熱源的半導(dǎo)體溫差發(fā)電裝置也存在一定缺陷:現(xiàn)有技術(shù)通常采用熱水作為高溫液體熱源，但是，即使采取了保溫措施，由于產(chǎn)生電能時(shí)需要消耗熱能，因此會(huì)造成熱水溫度的下降，導(dǎo)致半導(dǎo)體發(fā)電芯片熱端的溫度降低，熱端和冷端之間的溫差不斷減小。目前也沒有出現(xiàn)利用汽車排氣管的溫度實(shí)現(xiàn)發(fā)電，從而實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)時(shí)間向待驅(qū)動(dòng)的部件提供穩(wěn)定和足夠的驅(qū)動(dòng)電壓的目標(biāo)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種半導(dǎo)體溫差發(fā)電裝置，可以將汽車三元催化器與一級(jí)消聲器排氣管的廢熱轉(zhuǎn)化為電能，用于汽車上小功率電器的供電，達(dá)到能量回收的作用。
[0006]本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:一種半導(dǎo)體溫差發(fā)電裝置，其創(chuàng)新點(diǎn)在于:所述半導(dǎo)體溫差發(fā)電裝置安裝于汽車排氣管的三元催化氧化器與汽車排氣管的一級(jí)消聲器之間；該半導(dǎo)體溫差發(fā)電裝置包括外散熱片、設(shè)置有若干個(gè)并聯(lián)排列的半導(dǎo)體熱電模塊裝置的半導(dǎo)體發(fā)電芯片和放大及穩(wěn)壓電路，該放大及穩(wěn)壓電路與半導(dǎo)體發(fā)電芯片的電壓輸出端相連，半導(dǎo)體發(fā)電芯片覆蓋于外散熱片內(nèi)。
[0007]進(jìn)一步的，所述半導(dǎo)體發(fā)電芯片一弧度為150?160°的半圓環(huán)片，且內(nèi)外表面均為圓弧面，該半圓環(huán)片的內(nèi)圓弧表面直接覆蓋固定于汽車排氣管上，其外圓弧表面與外散熱片表面固定覆蓋。
[0008]進(jìn)一步的，所述半導(dǎo)體發(fā)電芯片的內(nèi)圓弧面為內(nèi)導(dǎo)熱半圓鋁合金圓弧面，外圓弧面為外散熱半圓鋁合金圓弧面。
[0009]進(jìn)一步的，所述半導(dǎo)體熱電模塊裝置安裝于半導(dǎo)體發(fā)電芯片的內(nèi)外表面之間，且與半導(dǎo)體發(fā)電芯片的內(nèi)外表面相互嵌合固定。
[0010]本發(fā)明的有益效果如下:
(I)本發(fā)明的半導(dǎo)體溫差發(fā)電裝置，安裝于汽車排氣管的三元催化氧化器與汽車排氣管的一級(jí)消聲器之間，即確保發(fā)電裝置使用條件在溫度200?450°C，保證了發(fā)電裝置高效率的轉(zhuǎn)換技術(shù)指標(biāo)。
[0011](2)本發(fā)明的半導(dǎo)體溫差發(fā)電裝置，包括外散熱片、設(shè)置有半導(dǎo)體熱電模塊裝置的半導(dǎo)體發(fā)電芯片和放大及穩(wěn)壓電路，該放大及穩(wěn)壓電路與半導(dǎo)體發(fā)電芯片的電壓輸出端相連，半導(dǎo)體發(fā)電芯片覆蓋于外散熱片內(nèi)，發(fā)電性能穩(wěn)定可靠，利用半導(dǎo)體材料具有利用溫差進(jìn)行發(fā)電的能力，將汽車三元催化器與一級(jí)消聲器排氣管的廢熱轉(zhuǎn)化為電能，用于汽車上小功率電器的供電，達(dá)到能量回收的作用。
[0012](3)本發(fā)明的半導(dǎo)體溫差發(fā)電裝置，半導(dǎo)體發(fā)電芯片設(shè)計(jì)為一弧度為150?160°的半圓環(huán)片，將汽車行駛過程中，尾氣熱量經(jīng)導(dǎo)熱體高效傳遞到溫差發(fā)電模熱端，同時(shí)散熱片保持冷端低溫，當(dāng)半導(dǎo)體溫差發(fā)電模塊冷熱端產(chǎn)生一定溫差條件下，實(shí)現(xiàn)熱能轉(zhuǎn)化為電能的過程；且內(nèi)外表面均為圓弧面，該半圓環(huán)片的內(nèi)圓弧表面直接覆蓋固定于汽車排氣管上，其外圓弧表面與外散熱片表面固定覆蓋，可以保證發(fā)電裝置良好兼容汽車的排氣管。
[0013](4)本發(fā)明的半導(dǎo)體溫差發(fā)電裝置，半導(dǎo)體發(fā)電芯片的內(nèi)圓弧面為內(nèi)導(dǎo)熱半圓鋁合金圓弧面，外圓弧面為外散熱半圓鋁合金圓弧面，均設(shè)計(jì)成用鋁合金材料做成，以保證傳熱良好。
[0014](5)本發(fā)明的半導(dǎo)體溫差發(fā)電裝置，半導(dǎo)體熱電模塊裝置安裝于半導(dǎo)體發(fā)電芯片的內(nèi)外表面之間，且與半導(dǎo)體發(fā)電芯片的內(nèi)外表面相互嵌合固定，相比于傳統(tǒng)汽車節(jié)能產(chǎn)品，具有高度自動(dòng)化、低維護(hù)，無機(jī)械運(yùn)動(dòng)，堅(jiān)固穩(wěn)定，可靠性高的優(yōu)點(diǎn)。
【附圖說明】
[0015]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0016]圖1為本發(fā)明半導(dǎo)體溫差發(fā)電裝置整體安裝示意圖。
[0017]圖2為本發(fā)明半導(dǎo)體溫差發(fā)電裝置內(nèi)部結(jié)構(gòu)截面示意圖。
[0018]圖3為本發(fā)明半導(dǎo)體溫差發(fā)電裝置原理結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體溫差發(fā)電裝置，如圖1所示:半導(dǎo)體溫差發(fā)電裝置10安裝于汽車排氣管5的三元催化氧化器與汽車排氣管5的一級(jí)消聲器之間；如圖2、3所示:該半導(dǎo)體溫差發(fā)電裝置10包括外散熱片1、設(shè)置有若干個(gè)并聯(lián)排列的半導(dǎo)體熱電模塊裝置2的半導(dǎo)體發(fā)電芯片20和放大及穩(wěn)壓電路，該放大及穩(wěn)壓電路與半導(dǎo)體發(fā)電芯片20的電壓輸出端相連，半導(dǎo)體發(fā)電芯片20覆蓋于外散熱片I內(nèi)。本發(fā)明的半導(dǎo)體溫差發(fā)電裝置，保證了發(fā)電裝置高效率的轉(zhuǎn)換技術(shù)指標(biāo)，發(fā)電性能穩(wěn)定可靠，利用半導(dǎo)體材料具有利用溫差進(jìn)行發(fā)電的能力，將汽車三元催化器與一級(jí)消聲器排氣管的廢熱轉(zhuǎn)化為電能，用于汽車上小功率電器的供電，達(dá)到能力回收的作用。
[0020]如圖2所示:半導(dǎo)體熱電模塊裝置2安裝于半導(dǎo)體發(fā)電芯片20的內(nèi)外表面之間，且與半導(dǎo)體發(fā)電芯片20的內(nèi)外表面相互嵌合固定，半導(dǎo)體發(fā)電芯片20 —弧度為150?160°的半圓環(huán)片，且內(nèi)外表面均為圓弧面，該半圓環(huán)片的內(nèi)圓弧3表面直接覆蓋固定于汽車排氣管5上，其外圓弧4表面與外散熱片I表面固定覆蓋，其中，半導(dǎo)體發(fā)電芯片20的內(nèi)圓弧3面為內(nèi)導(dǎo)熱半圓鋁合金圓弧面，外圓弧4面為外散熱半圓鋁合金圓弧面。另外，本發(fā)明的圓弧面均設(shè)計(jì)成用鋁合金材料做成，以保證傳熱良好，相比于傳統(tǒng)汽車節(jié)能產(chǎn)品，具有高度自動(dòng)化、低維護(hù)，無機(jī)械運(yùn)動(dòng)，堅(jiān)固穩(wěn)定，可靠性高的優(yōu)點(diǎn)。
[0021 ] 本實(shí)施例的發(fā)電裝置具有良好且兼容汽車電氣設(shè)備的穩(wěn)壓充放電路、與汽車排氣管匹配的整體結(jié)構(gòu)和高熱電轉(zhuǎn)換效率的半導(dǎo)體溫差發(fā)電模塊裝置，該發(fā)電裝置工作環(huán)境溫度:200?450°C，本實(shí)施例的溫差發(fā)電裝置尺寸:200 X 70 X 80mm ;輸出電壓:14.5V，輸出功率:60?100W，節(jié)油率:1%。
[0022]按出租車平均一年行使182500公里，平均油耗10升/百公里，93號(hào)汽油按照6元/升計(jì)算，每節(jié)省I %油耗，一輛出租車每年節(jié)省油費(fèi)1095元。溫差發(fā)電裝置使用壽命長(zhǎng)5?7年，發(fā)電性能穩(wěn)定可靠，其實(shí)用性和可靠性必將受到市場(chǎng)的青睞。
[0023]以上所述是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，不能以此來限定本發(fā)明之權(quán)利范圍。應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，都不脫離本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種半導(dǎo)體溫差發(fā)電裝置，其特征在于:所述半導(dǎo)體溫差發(fā)電裝置安裝于汽車排氣管的三元催化氧化器與汽車排氣管的一級(jí)消聲器之間；該半導(dǎo)體溫差發(fā)電裝置包括外散熱片、設(shè)置有若干個(gè)并聯(lián)排列的半導(dǎo)體熱電模塊裝置的半導(dǎo)體發(fā)電芯片和放大及穩(wěn)壓電路，該放大及穩(wěn)壓電路與半導(dǎo)體發(fā)電芯片的電壓輸出端相連，半導(dǎo)體發(fā)電芯片覆蓋于外散熱片內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體溫差發(fā)電裝置，其特征在于:所述半導(dǎo)體發(fā)電芯片一弧度為150?160°的半圓環(huán)片,且內(nèi)外表面均為圓弧面,該半圓環(huán)片的內(nèi)圓弧表面直接覆蓋固定于汽車排氣管上，其外圓弧表面與外散熱片表面固定覆蓋。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體溫差發(fā)電裝置，其特征在于:所述半導(dǎo)體發(fā)電芯片的內(nèi)圓弧面為內(nèi)導(dǎo)熱半圓招合金圓弧面，夕卜圓弧面為外散熱半圓招合金圓弧面。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體溫差發(fā)電裝置，其特征在于:所述半導(dǎo)體熱電模塊裝置安裝于半導(dǎo)體發(fā)電芯片的內(nèi)外表面之間，且與半導(dǎo)體發(fā)電芯片的內(nèi)外表面相互嵌合固定。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種半導(dǎo)體溫差發(fā)電裝置，其創(chuàng)新點(diǎn)在于：所述半導(dǎo)體溫差發(fā)電裝置安裝于汽車排氣管的三元催化氧化器與汽車排氣管的一級(jí)消聲器之間；該半導(dǎo)體溫差發(fā)電裝置包括外散熱片、設(shè)置有若干個(gè)并聯(lián)排列的半導(dǎo)體熱電模塊裝置的半導(dǎo)體發(fā)電芯片和放大及穩(wěn)壓電路，該放大及穩(wěn)壓電路與半導(dǎo)體發(fā)電芯片的電壓輸出端相連，半導(dǎo)體發(fā)電芯片覆蓋于外散熱片內(nèi)。本發(fā)明的半導(dǎo)體溫差發(fā)電裝置，安裝于汽車排氣管的三元催化氧化器與汽車排氣管的一級(jí)消聲器之間，即確保發(fā)電裝置使用條件在溫度200～450℃，保證了發(fā)電裝置高效率的轉(zhuǎn)換技術(shù)指標(biāo)。
【IPC分類】F01N5-02, H02N11-00
【公開號(hào)】CN104702153
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510162212
【發(fā)明人】袁新建, 張軍, 簡(jiǎn)玉梅
【申請(qǐng)人】南通理工學(xué)院
【公開日】2015年6月10日
【申請(qǐng)日】2015年4月8日