节能和减少污染是汽车发展的一个重要趋势，也是缓解能源问题和环境问题的客观要求。在汽车消耗的能量中，汽车排气约带走燃油燃烧总热量的三分之一，同时排气也是汽车排放的主要污染源。20世纪70年代以来，国外一些学者提出了采用排气管外半导体热电直接转换方式回收发动机排气余热的方法，在提高汽车能源利用率的同时能减少排气污染。但是，在当前半导体材料研究未有较大突破的情况下，该方法发电功率不高，未能进入商业化应用。本文提出了一种新型内置式温差发电器结构，能有效提高排气热电转换的输出功率。 发动机排气余热流的热电转换是流速场、耦合温度场与转换电场之间的能量转换。针对目前管外热电转换技术存在输出能量密度小、效率低的问题，在对热电转换元件性质和发动机排气温度特性测试的基础上，本文提出了一种新型发动机排气内置式温差发电器结构。从转换的两个基本问题：强化转换机制和提高能量体积密度入手，通过对内置式温差发电器的理论分析、建模、尺寸的优化设计和仿真，探索在现有热电材料的基础上，高效热电直接转换的方式和技术，寻求转换系统的最优结构。 发动机排气余热回收的特点要求温差发电器具有较高的能量密度，内置式热电转换元件通过对流换热提高传热系数和增加流体扰动的方法强化传热，能增大转换元件两端温度差，提高发电器的输出功率。由实验可知，接触电阻和接触热阻的存在会影响发电器的性能。因此，不能无限制的减小热电极电偶臂长度，存在一个最佳的热电极电偶臂长度，能使功率密度达到最优。本文得出的结论为发动机排气内置式温差发电器的设计提供了理论依据。 本文主要进行了以下几个方面的工作： 1．对发动机排气温差发电器进行了结构分析，提出了新型发动机排气的内置式温差发电器结构，建立了内置式温差发电器热电转换元件的数学模型并对其性能进行了优化分析； 2．用ANSYS对温差发电器模型进行了仿真分析； 3．在实验方面，对发动机排气温差发电器进行了半导体热电转换元件基础试验和发动机排气温度特性测试。