近年来,随着世界经济的高速发展,能源危机和环境问题越来越被人们所重视,可再生能源的开发和利用已经广泛受到各个国家的重视。温差发电技术作为最近几年热门的新能源技术,既能提高旧能源的利用效率,又能用于可再生能源的获取,受到研究人员的广泛关注。经过多年的开发利用,温差发电技术已广泛应用于各个领域,在车辆工程领域更是有广泛的应用空间。本文主要针对如何在现有温差发电模块的基础上提高其热电效率进行研究,并对温差发电技术在汽车发动机冷却系统回路上的应用进行了研究讨论。本文的主要研究工作如下:（1）对基于多孔集热板以及作为对比的普通集热板温差发电装置的热电性能进行综合研究,探讨热端温度均匀性对热电性能的提升影响。在不同的热端温度下,采用控制变量分析的方法,对两类集热板上的热载荷分布、负载电流、负载电压和负载功率进行实验测试。以实验测试作为对比,采用数值模拟的方法对集热板温度分布进行仿真模拟,同时对温差发电进行仿真性能测试。结果表明,在测试范围内,实验测试和数值模拟的热电性能规律保持一致。热端载荷分布均匀的温差发电热电性能明显优于热端载荷分布不均匀时的对应值,基于多孔集热板的温差发电装置能够展现更好的热电性能输出。（2）对基于多种导热介质以及不同压力载荷工况下的温差发电装置的热电性能进行综合研究,探讨温差发电模块两端接触热阻对热电性能的提升影响。在不同的热端温度下,控制冷端温度不变,对不同导热介质和压力载荷下的温差发电模块的负载电流、负载电压和负载功率进行实验测试。结果表明,在测试范围内,不同导热介质以及不同压力载荷对温差发电模块的热电性能有较大影响。相比于无导热介质的温差发电模块组,合适的导热介质能有效地降低接触热阻,提高热电性能,其中,导热硅脂效果优于石墨纸,导热系数高的导热硅脂效果最好;同时,在所有介质工况中,温差发电模块的热电性能都随压力载荷的增大而增大,其增长率逐渐减小。（3）设计了一种应用于汽车冷却系统回路上的废热回收温差发电装置,对其进行了热流传热模拟和发电仿真分析。其中对集热装置进行了多种内部结构设计,以求在不影响汽车发动机冷却系统原本工作的基础上,最大程度地提升温差发电装置的热电性能。仿真结果表明,集热装置拥有合适的尺寸和内部导流结构能够使集热装置的进出口冷却液流速削减量最小化,同时使温差发电模块热端表面具有良好的温度均匀性,既能保证汽车冷却系统的正常运行,又能最大限度地提升温差发电模块的整体热电性能。