DE102013208447A1

DE102013208447A1 - Akkumulierter thermoelektrischer Generator für ein Fahrzeug

Info

Publication number: DE102013208447A1
Application number: DE102013208447.1A
Authority: DE
Inventors: Jong-Ho Seon; Ho-Chan An
Original assignee: Hyundai Motor Co
Current assignee: Hyundai Motor Co
Priority date: 2012-12-31
Filing date: 2013-05-08
Publication date: 2014-07-03
Also published as: KR20140087618A; CN103916051A; JP2014131458A; JP6157908B2; KR101421956B1; US9070826B2; US20140182649A1; CN103916051B

Abstract

In einer Ausführungsform ist ein thermoelektrischer Generator für ein Fahrzeug geliefert. Insbesondere ist ein thermoelektrischer Generator geliefert, der eine thermoelektrische Erzeugungseinheit enthält, die zwischen einem Abgaseinlassrohr, durch das ein Abgas hereinströmt, und einem Abgasauslassrohr montiert ist, durch das das Abgas ausgelassen wird. Die thermoelektrische Erzeugungseinheit enthält auch einen Kühlmittelzulauf, der auf einer Seite derselben ausgebildet ist, und einen Kühlmittelablauf, der auf der anderen Seite ausgebildet ist. Genauer ist der thermoelektrische Generator durch Zusammenfügen einer Vielzahl von Einheitsmodulen ausgebildet, die jeweils thermoelektrische Elemente aufweisen.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft einen thermoelektrischen Generator für ein Fahrzeug und genauer einen thermoelektrischen Generator für ein Fahrzeug mit einer thermoelektrischen Erzeugungseinheit, die zwischen einem Abgaseinlassrohr, durch das ein Abgas hereinströmt, und einem Abgasauslassrohr montiert ist, durch das das Abgas ausgelassen wird, einen Kühlmittelzulauf, der auf einer Seite ausgebildet ist, und einen Kühlmittelablauf aufweist, der auf der anderen Seite derselben ausgebildet ist, und durch das Zusammenfügen einer Vielzahl von Einheitsmodulen ausgebildet ist, die jeweils thermoelektrische Elemente aufweisen.
2. Beschreibung der verwandten Technik
Im Allgemeinen betrifft ein thermoelektrischer Generator eine Vorrichtung, die elektrische Energie durch Verwenden einer Potentialdifferenz erhält, die zwischen einem Heizelement und einem Kühlelement erzeugt wird, wenn eine Temperaturdifferenz an beiden Enden des Heizelements und Kühlelements angelegt ist. Üblicherweise bestehen das Heiz- und Kühlelement aus Metallen oder Halbleitern. An sich kann Wärme ohne mechanische Operationen direkt in Elektrizität umgewandelt werden.
Thermoelektrische Generatoren werden oft auf Abgaseinrichtungen von Industriekesseln und Stromversorgungseinrichtungen in entfernten Gebieten angewendet und in den letzten Jahren wurde damit begonnen dieselben auf Abwärmenutzungssysteme für Müllverbrennungsanlagen, die Erdwärme-Stromerzeugung, Meerestemperaturdifferenz-Stromerzeugung oder Ähnliches anzuwenden.
Da der Wirkungsgrad eines durch eine Kraftmaschine angetriebenen Wechselstromgenerators (auch Lichtmaschine genannt), der elektrische Leistung innerhalb eines Fahrzeugs speist, um die Batterie zu laden, nur mit einem Wirkungsgrad von ca. 33% arbeitet und die Wellenleistung der Lichtmaschine erhöht werden sollte während der elektrische Stromverbrauch des Fahrzeugs erhöht wird, da der Verlust der Wellenleistung erhöht wird, nimmt indessen der Kraftstoffverbrauch zu und aufgrund des hohen Kraftstoffverbrauches werden vermehrt Schadstoffe ausgestoßen.
Der Energiebetrag, der zum Betätigen der Lichtmaschine erfordert wird, verändert sich basierend auf einem Fahrzustand des Fahrzeugs und dem Betrag an elektrischer Leistung, die durch das Fahrzeug verbraucht wird. Daher wurde damit begonnen thermoelektrische Generatoren, die die Abgaswärme von einer Kraftmaschine sammeln bzw. aufnehmen, zu Fahrzeugen hinzuzufügen.
Der thermoelektrische Generator in einem Fahrzeug enthält üblicherweise eine Heizeinheit zum Durchführen einer Wärmeübertragung zwischen dem Abgas und einem Ende mit einer hohen Temperatur eines thermoelektrischen Moduls. Dieses thermoelektrische Modul enthält oft eine Vielzahl von thermoelektrischen Hableitern, eine Kühleinheit zum Kühlen eines Endes mit einer niedrigen Temperatur des thermoelektrischen Moduls und eine Abgaswärmerückgewinnungsvorrichtung. Der thermoelektrische Generator wandelt Wärmeenergie, die von einer Abgaswärme der Kraftmaschine erhalten wird, in elektrische Energie um.
1 ist eine schematische Ansicht, die ein Konzept eines thermoelektrischen Moduls veranschaulicht, das in einem thermoelektrischen Generator verwendet wird. Ein thermoelektrisches Modul ist ein Kreislauf, der derart hergestellt wird, dass ein elektrischer Strom durch die thermoelektromotorische Kraft fließt, die durch das Verbinden von p-Leitern oder p-Halbleitern und n-Leitern oder n-Halbleitern und Festlegen einer Wärmequelle mit einer hohen Temperatur an einer Seite und einer Wärmequelle mit einer niedrigen Temperatur an der anderen Seite erzeugt wird. Üblicherweise kann jedes thermoelektrische Modul ca. 2 W bis 4 W ausgeben.
Es ist jedoch erforderlich eine Temperaturdifferenz zwischen der Heizeinheit und der Kühleinheit zu maximieren, um die Menge an Leistung zu erhöhen, die durch das thermoelektrische Modul erzeugt wird, aber, da die strukturelle Effizienz der Heizeinheit und Kühleinheit bei dem thermoelektrischen Generator für ein Fahrzeug der verwandten Technik, wie der, der in 1 gezeigt ist, derzeit schlecht ist, ist die Temperaturdifferenz zwischen dem Ende mit der hohen Temperatur und dem Ende mit der niedrigen Temperatur kleiner als erwünscht.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung erfolgte in einem Bestreben einen akkumulierten thermoelektrischen Generator für ein Fahrzeug zu liefern, der zum Maximieren der Stromerzeugungseffizienz des thermoelektrischen Generators durch Verbessern einer Wärmeaustauschstruktur fähig ist, die eine Heizeinheit und eine Kühleinheit enthält.
Eine beispielhafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung liefert einen akkumulierten thermoelektrischen Generator für ein Fahrzeug, der eine thermoelektrische Erzeugungseinheit enthält, die zwischen einem Abgaseinlassrohr, durch das ein Abgas hereinströmt, und einem Abgasauslassrohr montiert ist, durch das das Abgas ausgelassen wird, einen Kühlmittelzulauf, der auf einer Seite ausgebildet ist, und einen Kühlmittelablauf aufweist, der auf der anderen Seite derselben ausgebildet ist, und durch das Zusammenfügen einer Vielzahl von Einheitsmodulen ausgebildet ist, die in denselben thermoelektrische Elemente aufweisen.
Der akkumulierte thermoelektrische Generator für ein Fahrzeug mit der zuvor erwähnten Konfiguration nach der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist die folgenden Effekte auf.
Erstens weist die thermoelektrische Erzeugungseinheit des thermoelektrischen Generators nach der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine Struktur auf, bei der eine Vielzahl von Modulen akkumuliert sind, und verbessert dadurch eine Menge der thermoelektrischen Stromerzeugung durch effizientes Konfigurieren von Wegen eines Abschnitts mit einer hohen Temperatur und eines Abschnitts mit einer niedrigen Temperatur in einem begrenzten Raum und Vergrößern eines Einsatzbereiches der thermoelektrischen Elemente.
Zweitens kann die thermoelektrische Erzeugungseinheit, da die thermoelektrische Erzeugungseinheit des thermoelektrischen Generators nach der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit einem Einheitsmoduls als eine Basiseinheit ausgebildet ist, Anordnungsbedingungen eines Fahrgestelles eines Fahrzeugs und einer Veränderung der Leistungsmenge einer Kraftmaschine durch Einstellen der Anzahl von Einheitsmodulen, die in der thermoelektrischen Erzeugungseinheit verwendet wird, angemessen gerecht werden.
Drittens kann bei dem Einheitsmodul der thermoelektrischen Erzeugungseinheit des thermoelektrischen Generators nach der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung der Austausch von defekten Teilen schnell und leicht durchgeführt werden, da die Montage und Demontage zwischen den Einheitsmodulen durch ein Schraubmontageverfahren durchgeführt wird.
Viertens ist, da das Einheitsmodul der thermoelektrischen Erzeugungseinheit des thermoelektrischen Generators nach der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung Bauteile mit der gleichen Form aufweist und die gleiche Anzahl von Bauteilen wiederholt montiert wird, ein System zum Versorgen mit Beuteilen vereinfacht und die Wartung wird leicht durchgeführt, damit das Einheitsmodul zur Massenproduktion geeignet ist. Zudem ist die Strukturfestigkeit des thermoelektrischen Generators ausgezeichnet.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine schematische Ansicht, die das Konzept eines thermoelektrischen Moduls veranschaulicht.
2 ist eine Perspektivansicht eines thermoelektrischen Generators nach einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
3 ist eine Perspektivansicht, die einen Zustand veranschaulicht, in dem ein Abgaseinlass und ein Abgasauslass des thermoelektrischen Generators nach der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung getrennt sind.
4 ist eine Perspektivansicht eines Einheitsmoduls des thermoelektrischen Generators nach der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
5 ist eine auseinandergezogene Perspektivansicht eines Einheitsmoduls des thermoelektrischen Generators nach der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
6 ist eine teilweise Schnittperspektivansicht des thermoelektrischen Generators nach der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
7 ist eine vergrößerte Perspektivansicht eines Teilschnittabschnittes, die eine Betätigung des thermoelektrischen Generators nach der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
Die 8A–B sind schematische Querschnittsansichten, die den Wärmeaustausch des thermoelektrischen Generators nach der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulichen.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Es ist klar, dass der Ausdruck „Fahrzeug” oder „Fahrzeug-” oder ein anderer ähnlicher Ausdruck, der hierin verwendet wird, Kraftfahrzeuge im Allgemeinen enthält, wie beispielsweise Personenkraftwagen, die Geländefahrzeuge (SUV), Busse, Lastwagen, verschiedene Geschäftswagen enthalten, Wasserfahrzeuge, die eine Vielzahl von Booten und Schiffen enthalten, Luftfahrzeuge und Ähnliches, und Hybridfahrzeuge, Elektrofahrzeuge, Verbrennungsfahrzeuge, elektrische Plug-In-Hybridfahrzeuge, Fahrzeuge mit Wasserstoffantrieb und andere Fahrzeuge mit alternativen Brennstoffen enthält (z. B. Brennstoffe, die aus anderen Rohstoffen als Erdöl gewonnen werden).
Es ist zudem klar, dass die nachstehenden Module und Einheiten als Hardware ausgeführt sind, die aus strukturellen Bauteilen besteht, und nicht als Software zum Zweck dieser Anmeldung interpretiert werden sollten. Die hierin verwendete Terminologie dient zudem nur zum Zweck des Beschreibens bestimmter Ausführungsformen und soll die Erfindung nicht beschränken. Wie hierin verwendet, sollen die Singularformen „ein/eine” und „der/die/das” auch die Pluralformen enthalten, sofern der Kontext dies nicht anderweitig klar erkennen lässt. Es wird zudem klar sein, dass die Ausdrücke „weist auf” und/oder „aufweisend”, wenn in dieser Beschreibung verwendet, das Vorhandensein der genannten Merkmale, ganzen Zahlen, Schritte, Operationen, Elemente und/oder Bauteile spezifizieren, aber nicht das Vorhandensein oder den Zusatz von einem/einer oder mehreren anderen Merkmalen, ganzen Zahlen, Schritten, Operationen, Elementen, Bauteilen und/oder Gruppen derselben ausschließen. Wie hierin verwendet, enthält der Ausdruck „und/oder” irgendeine oder alle Kombinationen aus einem oder mehreren der assoziierten, aufgelisteten Elemente.
Nachstehend wird eine Konfiguration eines akkumulierten thermoelektrischen Generators für ein Fahrzeug nach einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in Bezug auf die Zeichnungen detailliert beschrieben werden. Die beiliegenden Zeichnungen sind jedoch als Beispiele bereitgestellt, um das Wesen der vorliegenden Erfindung jemandem mit technischen Fähigkeiten vollständig zu übermitteln. Daher ist die vorliegende Erfindung nicht auf die beiliegenden Zeichnungen beschränkt und kann in verschiedenen Formen implementiert werden.
Sofern Ausdrücke, die in der vorliegenden Beschreibung verwendet werden, nicht definiert sind, haben dieselben zudem die Bedeutungen, die für jemanden mit technischen Fähigkeiten allgemein klar sind, den die vorliegende Erfindung betrifft, und bekannte Funktionen und Konfigurationen, die das Wesentliche der vorliegenden Erfindung unnötig unklar machen, werden in der folgenden Beschreibung und den beiliegenden Zeichnungen nicht detailliert beschrieben werden.
2 ist eine Perspektivansicht eines thermoelektrischen Generators nach einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und 3 ist eine Perspektivansicht, die einen Zustand veranschaulicht, in dem ein Abgaseinlass und ein Abgasauslass des thermoelektrischen Generators nach der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung getrennt sind.
In Bezug auf die 2 und 3 enthält ein thermoelektrischer Generator 1 nach einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine thermoelektrische Erzeugungseinheit 10, die zwischen einem Abgaseinlassrohr 2, durch das Abgas hereinströmt, und einem Abgasauslassrohr 3 montiert ist, durch das Abgas ausgelassen wird.
Ein Kühlmittelzulauf 4 ist auf einer Seite der thermoelektrischen Erzeugungseinheit 10 ausgebildet, und, wie in 7 gezeigt, ist ein Kühlmittelablauf 5 auf der anderen Seite der thermoelektrischen Erzeugungseinheit 10 ausgebildet. Zudem kann ein Ventil 20, das das Auslassen des Abgases steuert, das in das Abgaseinlassrohr 2 strömt, an einer Seite der thermoelektrischen Erzeugungseinheit 10 angebracht sein.
Bei der thermoelektrischen Erzeugungseinheit 10 nach der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung tritt eine Wärmeübertragung zwischen dem Abgas, das von einer Kraftmaschine erzeugte Wärme enthält, und einem kalten Kühlmittel durch einen Prozess auf, bei dem das in das Abgaseinlassrohr 2 strömende Abgas durch das Abgasauslassrohr 3 zur Außenseite ausgelassen wird und das Kühlmittel von dem Kühlmittelzulauf 4 zum Kühlmittelablauf 5 strömt.
Aufgrund der Wärmeübertragung wird zudem eine Temperaturdifferenz an beiden Enden eines ersten thermoelektrischen Elements 130 und zweiten thermoelektrischen Elements 140 angelegt, die aus Metall oder einem Halbleiter bestehen können und in der thermoelektrischen Erzeugungseinheit 10 eingebaut sind, und dadurch wird elektrische Energie durch eine Potentialdifferenz erzeugt, die zwischen einem erhitzen thermoelektrischen Element und einem gekühlten thermoelektrischen Element erzeugt wird.
Die thermoelektrische Erzeugungseinheit 10 nach der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist eine Anordnung einer Vielzahl von Einheitsmodulen 100, in der das erste thermoelektrische Element 130 und zweite thermoelektrische Element 140 installiert sind. 4 ist eine Perspektivansicht, die eine Konfiguration des Einheitsmoduls 100 veranschaulicht, und 5 ist eine auseinandergezogene Perspektivansicht des Einheitsmoduls 100.
In Bezug auf die 4 und 5 enthält das Einheitsmodul 100 eine Abgasströmungsplatte 110, die zulässt, dass das Abgas in einen Innenraum in einem hohlen Zustand strömt, und ein erstes Paar Abgasdichtungen 111 und 111' auf einer Seite der Platte 110 und ein zweites Paar Abgasdichtungen 112 und 112', die Abgasdurchgangsöffnungen 114 aufweisen, um zuzulassen, dass das Abgas von dem Abgaseinlassrohr 2 in die Abgasströmungsplatte 110 strömt, sind an der linken bzw. rechten Seite der Abgasströmungsplatte 110 angebracht.
Bolzeneinführbohrungen 113, in die Befestigungsbolzen (nicht veranschaulicht) eingeführt werden, um ein Einheitsmodul 100 und ein anderes Einheitsmodul 100 miteinander zu koppeln und einen luftdichten Zustand der Abgasströmungsplatte 110 zu erhalten, sind an oberen und unteren Enden der ersten Abgasdichtungen 111 und 111' bzw. zweiten Abgasdichtungen 112 und 112' ausgebildet. Zudem kann das erste thermoelektrische Element 130, das aus einem Metall oder einem Halbleiter besteht, an einer Oberfläche der Abgasströmungsplatte 110 angebracht sein.
Zudem ist eine Kühlmittelströmungsplatte 120, die zulässt, dass das Kühlmittel in den inneren Holraum strömt, an einer Oberfläche des ersten thermoelektrischen Elements 130 angebracht, das an der Abgasströmungsplatte 110 angebracht ist.
Zudem sind ein erstes Paar Kühlmitteldichtungen 121 und 121' und ein zweites Paar Kühlmitteldichtungen 122 und 122', die Kühlmitteldurchgangsöffnungen 124 aufweisen, um zuzulassen, dass das Kühlmittel vom Kühlmittelzulauf 4 in die Kühlmittelströmungsplatte 120 strömt, an Ober- bzw. Unterseiten der Kühlmittelströmungsplatte 120 angebracht.
Bolzeneinführöffnungen 124, in die Befestigungsbolzen (nicht veranschaulicht) eingeführt werden, um ein Einheitsmodul 100 und ein anderes Einheitsmodul 100 miteinander zu koppeln und einen luftdichten Zustand der Kühlmittelströmungsplatte 120 zu erhalten, sind an linken und rechten Seiten der ersten Kühlmitteldichtungen 121 und 121' und zweiten Kühlmitteldichtungen 122 und 122' ausgebildet. Ähnlich ist das zweite thermoelektrische Element 140, das aus einem Metall oder einem Halbleiter besteht, an einer Oberfläche der Kühlmittelströmungsplatte 120 angebracht.
Außerdem ist eine Abgassperrplatte 115, die verhindert, dass das Abgas zur Außenseite der thermoelektrischen Erzeugungseinheit 10 strömt, auf den ersten Abgasdichtungen 111 und 111' des Einheitsmoduls 100 ausgebildet, die in Richtung des Abgaseinlassrohres 2 der thermoelektrischen Erzeugungseinheit 10 nach der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung am weitesten außen positioniert sind, und eine Kühlmittelsperrplatte 125, die verhindert, dass das Kühlmittel zur Außenseite der thermoelektrischen Erzeugungseinheit 10 strömt, auf den ersten Kühlmitteldichtungen 121 und 121' angebracht, die in Richtung des Abgaseinlassrohres 2 am weitesten außen positioniert sind.
Bei dem Einheitsmodul 100, das konfiguriert ist, wie oben beschrieben wurde, strömt das vom Abgaseinlassrohr 2 strömende Abgas in Richtung des Abgasauslassrohres 3 durch die Abgassperrplatte 115, wie in 6, die eine teilweise Schnittperspektivansicht des thermoelektrischen Generators nach der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist, und 7 veranschaulicht, die eine vergrößerte Perspektivansicht eines Teilschnittabschnittes ist, die eine Betätigung des thermoelektrischen Generators nach der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht. Das Abgas strömt in die Abgasströmungsplatte 110 durch die Abgasdurchgangsöffnungen 114 der ersten Abgasdichtungen 111 und 111' und zweiten Abgasdichtungen 112 und 112' und strömt in Richtung des Abgasauslassrohres 3 und Abgaswärme des Abgases strömt zusammen mit dem Abgas.
Zudem strömt das Kühlmittel, das von dem Kühlmittelzulauf 4 strömt, in die Kühlmittelströmungsplatte 120 durch eine Kühlmitteldurchgangsöffnung 124 und dann in Richtung des Kühlmittelablaufs 5 durch die Kühlmittelsperrplatte 125. Daher sind das Abgas, das in die Abgasströmungsplatte 110 in einer horizontalen Richtung strömt und Wärme von der Kraftmaschine enthält, und das Kühlmittel, das in die Kühlmittelströmungsplatte 120 in einer vertikalen Richtung strömt, zueinander senkrecht. Folglich wird die Wärmeübertragung, die zwischen dem Abgas der Abgasströmungsplatte 110 und dem Kühlmittel der Kühlmittelströmungsplatte 120 auftritt, aktiv durchgeführt. Durch die aktive Wärmeübertragung zwischen dem Abgas und dem Kühlmittel wird eine größere Temperaturdifferenz an beide Enden des ersten thermoelektrischen Elements 130 und zweiten thermoelektrischen Elements 140 angelegt, die zwischen der Abgasströmungsplatte 110 und der Kühlmittelströmungsplatte 120 angebracht sind. Da eine größere Potentialdifferenz zwischen dem erhitzten thermoelektrischen Element und dem gekühlten thermoelektrischen Element erzeugt wird, kann daher die Erzeugung von elektrischer Energie effizient durchgeführt werden.
Nach der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist indessen bei der thermoelektrischen Erzeugungseinheit 10 nach der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung das Ventil 20 an den ersten Abgasdichtungen 111 und 111' des Einheitsmoduls 100 angebracht, die in Richtung des Abgasauslassrohres 3 am weitesten außen positioniert sind.
Wie in 8A veranschaulicht, wird in dem Ventil 20 die thermoelektrische Erzeugung durch die thermoelektrische Erzeugungseinheit 10 durchgeführt während das Abgas durch die Abgasströmungsplatte 110 strömt, wenn das Ventil 20 geschlossen ist, wobei das in das Abgaseinlassrohr 2 strömende Abgas nicht durch die ersten Abgasdichtungen 111 und 111' sondern stattdessen nur durch die zweiten Abgasdichtungen 112 und 112' ausgelassen wird.
Im Gegensatz dazu wird, wie in 8B veranschaulicht, bei geöffnetem Ventil 20, da das in das Abgaseinlassrohr 2 strömende Abgas durch beide Wege durch die ersten Abgasdichtungen 111 und 111' und die zweiten Abgasdichtungen 112 und 112' ausgelassen wird, eine Bypassoperation durchgeführt, bei der die thermoelektrische Erzeugung der thermoelektrischen Erzeugungseinheit 10 teilweise beschränkt ist. Die Bypassoperation beschränkt die thermoelektrische Erzeugung, um eine Überhitzung des thermoelektrischen Elements aufgrund des Antreibens mit hoher Last zu verhindern.
Die vorliegende Erfindung wurde in Bezug auf die Ausführungsformen beschrieben, die in den Zeichnungen veranschaulicht sind, die nur ein Beispiel sind und durch verschiedene Ausführungsformen implementiert werden können. Daher wird der wahre Bereich der vorliegenden Erfindung nur durch die Ansprüche definiert werden.

Claims

Thermoelektrischer Generator für ein Fahrzeug mit: einer thermoelektrischen Erzeugungseinheit, die zwischen einem Abgaseinlassrohr, durch das Abgas hereinströmt, und einem Abgasauslassrohr montiert ist, durch das das Abgas ausgelassen wird, wobei die thermoelektrische Erzeugungseinheit Folgendes enthält: einen Kühlmittelzulauf, der auf einer Seite derselben ausgebildet ist, und einen Kühlmittelablauf, der auf einer anderen Seite derselben ausgebildet ist, wobei die thermoelektrische Erzeugungseinheit durch Zusammenfügen einer Vielzahl von Einheitsmodulen ausgebildet ist, die in denselben thermoelektrische Elemente aufweisen, die eine Potentialdifferenz gemäß der Wärmeübertragung zwischen dem Abgas und dem Kühlmittel erzeugen, die durch einen Prozess durchgeführt wird, in dem das Abgas, das in das Abgaseinlassrohr strömt, und das Kühlmittel, das in den Kühlmittelzulauf strömt, senkrecht zueinander strömen.
Thermoelektrischer Generator nach Anspruch 1, wobei: das Einheitsmodul eine Abgasströmungsplatte aufweist, die zulässt, dass das Abgas zu einem hohlen Innenraum strömt, ein erstes Paar Abgasdichtungen und ein zweites Paar Abgasdichtungen, die in denselben Abgasdurchgangsöffnungen ausgebildet haben, die zulassen, dass das Abgas, das von dem Abgaseinlassrohr strömt, in die Abgasströmungsplatte strömt, an linken bzw. rechten Seiten der Abgasströmungsplatte angebracht sind, und ein erstes thermoelektrisches Element an einer Oberfläche der Abgasströmungsplatte angebracht ist.
Thermoelektrischer Generator nach Anspruch 2, wobei in dem Einheitsmodul: eine Kühlmittelströmungsplatte, die zulässt, dass das Kühlmittel in den Innenraum strömt, an einer Oberfläche des ersten thermoelektrischen Elements angebracht ist, ein erstes Paar Kühlmitteldichtungen und ein zweites Paar Kühlmitteldichtungen, die Kühlmitteldurchgangsöffnungen aufweisen, die zulassen, dass das Kühlmittel, das von dem Kühlmittelzulauf strömt, in die Kühlmittelströmungsplatte strömt, an Ober- bzw. Unterseiten der Kühlmittelströmungsplatte angebracht sind, und ein zweites thermoelektrisches Element an einer Oberfläche der Kühlmittelströmungsplatte angebracht ist.
Thermoelektrischer Generator nach Anspruch 3, wobei: ein Ventil an dem ersten Paar Abgasdichtungen des Einheitsmoduls angebracht ist, das in Richtung des Abgasauslassrohres der thermoelektrischen Erzeugungseinheit am weitesten außen positioniert ist, und eine Bypassoperation durchgeführt wird, bei der die thermoelektrische Erzeugung der thermoelektrischen Erzeugungseinheit durch Öffnen des Ventils teilweise beschränkt ist.
Thermoelektrischer Generator nach Anspruch 3, wobei: Bolzeneinführöffnungen auf oberen und unteren Enden des ersten Paares Abgasdichtungen bzw. zweiten Paares Abgasdichtungen ausgebildet sind, und Bolzeneinführöffnungen an linken und rechten Seiten des ersten Paares Kühlmitteldichtungen bzw. zweiten Paares Kühlmitteldichtungen ausgebildet sind.
Thermoelektrischer Generator nach Anspruch 3, wobei: eine Abgassperrplatte an dem ersten Paar Abgasdichtungen ausgebildet ist, das in Richtung des Abgaseinlassrohres am weitesten außen positioniert ist, und eine Kühlmittelsperrplatte an dem ersten Paar Kühlmitteldichtungen ausgebildet ist, das in Richtung des Abgaseinlassrohres am weitesten außen positioniert ist.
Thermoelektrischer Generator für ein Fahrzeug mit: einer thermoelektrischen Erzeugungseinheit, die zwischen einem Abgaseinlassrohr, durch das Abgas hereinströmt, und einem Abgasauslassrohr montiert ist, durch das das Abgas ausgelassen wird, wobei eine Potentialdifferenz gemäß einer Wärmeübertragung zwischen einem Abgas und dem Kühlmittel erzeugt wird, indem das Abgas, das in ein Abgaseinlassrohr strömt, und ein Kühlmittel, das in einen Kühlmittelzulauf strömt, senkrecht zueinander strömen.
Thermoelektrischer Generator nach Anspruch 7, wobei: das Einheitsmodul eine Abgasströmungsplatte aufweist, die zulässt, dass das Abgas zu einem hohlen Innenraum strömt; ein erstes Paar Abgasdichtungen und ein zweites Paar Abgasdichtungen, die in denselben ausgebildete Abgasdurchgangsöffnungen aufweisen, die zulassen, dass das Abgas, das von dem Abgaseinlassrohr strömt, in die Abgasströmungsplatte strömt, auf linken bzw. rechten Seiten der Abgasströmungsplatte angebracht sind, und ein erstes thermoelektrisches Element an einer Oberfläche der Abgasströmungsplatte angebracht ist.
Thermoelektrischer Generator nach Anspruch 8, wobei in dem Einheitsmodul: eine Kühlmittelströmungsplatte, die zulässt, dass das Kühlmittel in den Innenraum strömt, an einer Oberfläche des ersten thermoelektrischen Elements angebracht ist, ein erstes Paar Kühlmitteldichtungen und ein zweites Paar Kühlmitteldichtungen, die Kühlmitteldurchgangsöffnungen aufweisen, die zulassen, dass das Kühlmittel, das von dem Kühlmittelzulauf strömt, in die Kühlmittelströmungsplatte strömt, auf Ober- bzw. Unterseiten der Kühlmittelströmungsplatte angebracht sind, und ein zweites thermoelektrisches Element an einer Oberfläche der Kühlmittelströmungsplatte angebracht ist.
Thermoelektrischer Generator nach Anspruch 9, wobei: ein Ventil an dem ersten Paar Abgasdichtungen des Einheitsmoduls angebracht ist, das in Richtung des Abgasauslassrohres der thermoelektrischen Erzeugungseinheit am weitesten außen positioniert ist, und eine Bypassoperation durchgeführt wird, bei der die thermoelektrische Erzeugung der thermoelektrischen Erzeugungseinheit durch Öffnen des Ventils teilweise beschränkt ist.
Thermoelektrischer Generator nach Anspruch 9, wobei: Bolzeneinführöffnungen auf oberen Enden und unteren Enden des ersten Paars Abgasdichtungen bzw. zweiten Paars Abgasdichtungen ausgebildet sind, und Bolzeneinführöffnungen an linken und rechten Seiten des ersten Paars Kühlmitteldichtungen bzw. zweiten Paars Kühlmitteldichtungen ausgebildet sind.
Thermoelektrischer Generator nach Anspruch 9, wobei: eine Abgassperrplatte an dem ersten Paar Abgasdichtungen ausgebildet ist, das in Richtung des Abgaseinlassrohres am, weitesten außen positioniert ist, und eine Kühlmittelsperrplatte an dem ersten Paar Kühlmitteldichtungen ausgebildet ist, das in Richtung des Abgaseinlassrohres am weitesten außen positioniert ist.