工业生产中排放的大量废水、余热以及汽车排放的尾气不但造成了能源浪费,而且污染环境,利用温差发电将这些低品位能源转换为电能既节约能源,又绿色环保,因此,余热温差发电技术日益受到关注并得到广泛研究。汽车工业是我国国民经济的支柱产业之一,伴随着汽车工业的发展,车辆消耗的能源也与日俱增,利用发动机余热发电不仅是解决能源问题的一个有效途径,也是一个很好的节能途径。目前,汽车的动力转换效率仅40%左右,燃油中有多达60%左右的能量没有得到有效利用,若将这些能量的10%利用起来,将定会带来良好的社会效益和可观的经济效益。本课题是基于汽车尾气余热回收的温差发电研究,主要研究内容是如何提高温差电模块热电转换效率和集热器集热效率,以提高尾气总的回收利用率。本人主要做了以下三个方面的工作:1.在温差电模块性能参数一定的条件下,采用ANSYS热分析软件中的热电耦合模块对分段和级联两种结构进行模拟仿真。通过对分段温差电单偶模型的分段元件长度比、截面比及负载电阻分别进行优化后,得到在冷端温度为298K,热端温度为973K、873K、773K、673K时的转换效率分别为15.2%、13.8%、12.1%、10.6%;对分段-级联温差电单偶模型进行相应优化后得到在低温298K、高温973K的条件下转换效率为14.7%。2.在模块性能一定的情况下,增大温差是提高热电转换效率的一种有效方法,即降低冷端温度和增加热端温度。所以,寻求散热性能较好的散热器和集热性能较好的集热器是本文的主要任务。由于散热器和集热器是相通的,本人主要对集热器进行了模拟仿真,即对连续平直翅片、非连续平直翅片、锯齿翅片和波纹翅片四种不同翅片结构的集热器进行模拟,得到其集热性能和传热阻力并进行比较。3.通过模拟仿真,选取非连续平直翅片结构,加工出集热腔体及散热水箱,进行了简单的实验。