热电材料是利用固体内部载流子和声子的输运及其相互作用来实现热能和电能之间相互转换的半导体功能材料，具有无机械运动、运行安静、小型轻便及对环境无污染等优点，在温差发电和制冷领域具有重要的应用价值和广泛的应用前景。由于热电材料技术的发展和提高总能效率的需求，将热电材料应用于内燃机余热能的回收利用成为一个新的发展方向。从内燃机余热能热电转化系统的发展趋势来看，首先还是高性能热电材料的开发；同时由于内燃机余热能以气体为载能体，热电转化器件的强化传热和结构优化也和和热电材料的开发具有同样的重要性。本课题主要针对内燃机余热能高效热电转换中的传热机理及转化机制进行研究。基于内燃机余热能的梯级特性，通过建立利用热电材料的排气余热热电转化系统和模型，以理论分析和试验测试为手段，开展基于温度梯级特性和温度窗的不同热电材料转化效率的分析和研究，探索热电器件中热电材料、电极材料、换热表面的传热机理以及强化传热与复合传热方法，进行高效热电转化器件与系统的结构优化研究。