随着近年来国家推行了一系列节能减排政策和措施，全国范围内对于节能减排越来越重视。我国已经发展为一个汽车大国，汽车行业内的节能与减排也成为了一个重点研究的课题。发动机燃油经济性是汽车节能性的一个重要指标，由于发动机技术已经比较成熟，单纯从改善汽车发动机性能来提高燃油经济性无疑是非常困难的，考虑发动机排气余热量较多且温度较高的特点，利用半导体温差发电技术回收汽车排气中的余热废热，将其转化为电能储存在蓄电池中，供车载用电器使用或者成为组成混合动力汽车动力的一部分，这对于汽车节能减排来说无疑具有十分重要的意义。本文基于傅里叶定律和帕尔贴效应建立了一个以汽车尾气为热源的半导体温差发电器的数学模型，并模拟计算了各种相关因素（比如尾气流量，冷却流体温度与流量，高低温端换热系数，对高度，电路外阻与内阻之比等）对发电器的输出功率和效率的影响。结果表明，对于温差发电器，采用水冷方式的效果明显好于风冷；增大系统高温端的换热系数带来的输出功率与效率的提升明显好于增大低温端换热系数。同时发现，发电器输出功率随着对高度的变化存在峰值，而且这个峰值点的对高度随材料导热系数的减小而减小，随塞贝克系数和材料电导率的增加而增加。另外还发现，发电器输出功率和效率随着外阻与内阻之比的变化出现最大值，不同于一般的电路，最大输出功率的负载点发生漂移，这个最大值是在外阻明显大于内阻的情况下出现，而且，随着材料值的增加，这个最大功率值出现点向外阻与内阻之比增大方向移动。从改善分析得出的影响性能的主要因素角度出发，提出了结合相变技术大大增强吸热与放热的新型改进型温差发电器，有望实现半导体温差发电器输出功率与效率的较大提升。最后根据目前理论研究方面存在的不足，提出了改进建议，并展望了课题后续研究的计划。