目前汽车内燃机工作时相当可观的能量通过冷却水和尾气作为热量散失。近年来汽车制造商和研究人员尝试使用多种方法回收利用此部分热能，温差发电装置体积小、重量轻、无振动和无噪音的优点使车用热电技术成为热点。本文探究车用热电系统中热电模块的布置形式对发电器发电性能的影响。　　首先通过分析温差发电器的结构和原理，抽象出传热模型，在CATIA软件中建立包括热电模块、传热面和传热介质的三维模型；其中热电模块模型包含热电偶、连接铜片和陶瓷片，按照实际尺寸建立。通过改变模型模拟热电模块在尾气温差发电装置中的不同布置形式，例如不同模块数量、模块布置间距、相邻模块数和模块矩阵在传热面上的布置位置等。　　采用ANSYS Workbench对多模块温差发电系统进行热-电耦合仿真，获得系统温度场和电场数据。相比之前将传热过程和发电过程分开仿真和计算的研究更为准确，并且能够直观地分析系统中每个热电模块的发电状态。对于每一种热电模块布置形式，依据汽车发动机正常工作情况下尾气和冷却水温度设置边界条件，进行温差发电系统的热-电耦合仿真以获得不同模块布置形式下系统的各处温度分布和输出电功率。通过对仿真数据的分析，研究热电模块布置间距、相邻模块数、模块矩阵在传热面上的位置和模块数量与温差发电系统输出功率的关系，以及对系统发电性能的影响。　　利用热电模块布置特性试验台对模块布置间距、相邻模块数与布置数量三个因素进行了试验研究，并且对ANSYS仿真无法实现的模块拓扑连接结构进行了研究，分析以上因素对温差发电系统发电性能的影响。　　最后基于仿真和试验结果，构建考虑模块布置参数的热电系统。研究归纳了几个布置参数与系统输出功率之间的关系，发现确定数量的模块的发电功率随着布置间距的增大而提高，但同时布置间距又决定确定面积内所能布置的模块数；单个热电模块的相邻模块数影响其发电功率；进行了不同热输入下模块数与系统发电性能的关系的计算模拟。此研究可作为汽车温差发电装置中热电模块布置的设计依据，并可用于分析现有发电装置的工作效率进行装置优化。