随着汽车工业和中国经济的不断发展，近年来，汽车保有量逐年上升，因此带来的能源短缺和温室效应已经成为亟待解决的问题。温差发电技术因其特有的优势，是一种非常有前景的废热回收方式，设计新型高效的温差发电装置应用于汽车尾气废热回收是实现尾气热量的回收利用，提高汽车燃油利用率的重要途径。　　本文针对应用于汽车尾气废热回收的温差发电装置进行了结构设计和优化，结合了热管的高导热性，设计了一种新型的热管辅助温差发电装置(HP-TEG)。通过实验得到温差发电模块(TEM)的赛贝克系数、导热系数、内阻等参数，对应用在该温差发电装置的温差发电模块进行了选型。通过热管与温差发电模块组合的实验，对铜热管的工作特性进行了研究，确定了温差发电模块的输出性能与接触材料和承压大小的关系。　　对热管在温差发电装置中的插入深度（Dhp）和热管列的排列角度(hp)进行了研究，搭建了一套可以控制实验参数的废热回收系统。实验结果表明，热管在插入深度为60mm，排列角度15°下工作时，温差发电装置的输出功率达到最大值，并在上述实验结果基础上，设计加工出热管辅助温差发电装置。对热管辅助温差发电装置的输出性能进行了实验研究，改变热源温度和质量流量等参数，与传统温差发电装置的输出性能对比，发现相同的工作参数下，热管辅助温差发电装置的输出性能显著提升。通过实验结果计算出装置在不同工作参数下的发电效率和净输出功率，确定装置在实验工作参数下达到的最大发电效率为2.58％。最后对热管辅助温差发电装置进行数值仿真，结果表明，热管翅片的结构能够显著强化装置的换热效果，进而提高装置的输出性能。