KR101867458B1 - Thermoelectric Power Generating System - Google Patents

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Abstract

본 발명은 차량용 열전발전장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게 열전모듈의 일측면에는 배기관 또는 배기 매니폴드 내부에 형성된 폐열회수부를 통해 배기가스의 폐열을 회수하여 고온을 유지하는 제1열교환매체가 순환되는 고온열교환부가 구비되며, 타측면에는 저온의 제2열교환매체 또는 주행풍을 통해 방열되는 저온열교환부가 구비되는 열전발전 열교환기를 포함하여 형성됨으로써, 열전모듈 양측면의 온도차를 일정하게 유지시켜 발전성능을 확보하고, 열전모듈의 내구 수명을 향상시킬 수 있는 차량용 열전발전 시스템에 관한 것이다.[0001] The present invention relates to a thermoelectric generator for a vehicle, and more particularly to a thermoelectric module for a vehicle, which is equipped with a thermoelectric module on one side thereof for recovering waste heat of exhaust gas through a waste heat recovering portion formed in an exhaust pipe or an exhaust manifold, Temperature heat exchanger and a thermoelectric generator heat exchanger having a low-temperature heat exchanger which radiates heat through the second heat exchanging medium or the running wind on the other side. Thus, the temperature difference between both sides of the thermoelectric module is maintained constant, And to improve the durability life of the thermoelectric module.

Description

차량용 열전발전 시스템{Thermoelectric Power Generating System}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a thermoelectric power generating system

본 발명은 차량용 열전발전장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게 열전모듈의 일측면에는 배기관 또는 배기 매니폴드 내부에 형성된 폐열회수부를 통해 배기가스의 폐열을 회수하여 고온을 유지하는 제1열교환매체가 순환되는 고온열교환부가 구비되며, 타측면에는 저온의 제2열교환매체 또는 주행풍을 통해 방열되는 저온열교환부가 구비되는 열전발전 열교환기를 포함하여 형성됨으로써, 열전모듈 양측면의 온도차를 일정하게 유지시켜 발전성능을 확보하고, 열전모듈의 내구 수명을 향상시킬 수 있는 차량용 열전발전 시스템에 관한 것이다.
[0001] The present invention relates to a thermoelectric generator for a vehicle, and more particularly to a thermoelectric module for a vehicle, which is equipped with a thermoelectric module on one side thereof for recovering waste heat of exhaust gas through a waste heat recovering portion formed in an exhaust pipe or an exhaust manifold, Temperature heat exchanger and a thermoelectric generator heat exchanger having a low-temperature heat exchanger which radiates heat through the second heat exchanging medium or the running wind on the other side. Thus, the temperature difference between both sides of the thermoelectric module is maintained constant, And to improve the durability life of the thermoelectric module.

열전소자(Thermoelectric Element)란 열과 전기의 상호작용으로 일어나는 각종 효과를 이용하는 소자를 총칭하는 것으로서, 온도가 높아짐에 따라 전기저항이 감소하는 부저항온도계수의 특성을 가지는 소자인 서미스터(thermistor), 온도 차에 의해 기전력이 발생하는 현상인 제베크(Seebeck) 효과를 이용한 소자, 전류에 의해 열의 흡수(또는 발생)가 생기는 현상인 펠티에(Peltier) 효과를 이용한 소자 등이 있다.A thermoelectric element collectively refers to a device using various effects caused by the interaction of heat and electricity. The thermoelectric element includes a thermistor, which is a device having a characteristic of a negative temperature coefficient of resistance, A device using a Seebeck effect that generates an electromotive force by a car, and a device using a Peltier effect that causes absorption (or generation) of heat by an electric current.

제베크 효과(Seebeck Effect)는 두 금속 또는 반도체 사이에 온도차를 발생시키게 되면, 그 두 금속 또는 반도체를 연결하는 폐회로에 전류가 흐르게 되는 열전현상의 하나로서, 1821년 독일의 T.J. 제베크가 구리와 비스무트를 사용하여 발견한 것이다. The Seebeck effect is a thermoelectric phenomenon in which a current is caused to flow in a closed circuit connecting two metals or semiconductors when a temperature difference is generated between two metals or semiconductors. In 1821, T.J. Zebec discovered using copper and bismuth.

구체적으로 설명하자면 다음과 같다. 하나의 금속봉 양끝 A, B에 온도차를 주면, A, B 사이에는 열류에 따른 기전력이 나타난다. 이 기전력은 금속의 종류에 따라 다르기 때문에, 2종류의 금속 양끝 A, B를 접합했을 때 각 금속에 나타나는 A, B 사이의 기전력에 차가 생겨 회로에 전류가 흐른다. 한쪽 금속의 중간을 절단하면, 절단된 양끝에 2종류 금속의 기전력의 차가 나타난다. 이것을 열기전력이라고 한다. 온도 측정에 사용되는 열전기쌍은 이 열기전력을 이용한 것이다.Specifically, it is as follows. If a temperature difference is applied to both ends A and B of one metal rod, an electromotive force due to the heat flow appears between A and B. Since this electromotive force differs depending on the kind of the metal, when the two kinds of metal ends A and B are bonded to each other, difference in electromotive force between A and B appears in each metal, and a current flows in the circuit. When the middle of one metal is cut off, the difference in electromotive force between the two metals appears at the cut ends. This is called heat power. The thermoelectric pair used for the temperature measurement is based on this thermoelectric power.

상기 열기전력을 이용한 열전 발전은 금속 또는 반도체인 제백소자 양단에 온도차를 주는 경우, 열원부와 냉각부 사이에 전위차가 발생한다는 제백(Seebeck) 효과를 이용한 것으로서, 기계적인 구동부 없이, 열을 직접 전기로 변환할 수 있다는 특징이 있다.The thermoelectric generator using the thermoelectric power utilizes a Seebeck effect in which a potential difference is generated between a heat source and a cooling unit when a temperature difference is given between both ends of a metal or a semiconductor as a semiconductor. And the like.

이러한 열전발전은 에너지 생성효율이 열원부와 냉각부의 온도차에 비례하므로, 양단의 온도차가 크지 않은 경우에는 에너지 생성효율이 높지 않으며, 온도차가 큰 조건을 형성하는데 별도의 에너지가 소요될 수 있는 문제점이 있다.Since the energy generation efficiency of the thermoelectric power generation is proportional to the temperature difference between the heat source and the cooling part, energy generation efficiency is not high when the temperature difference between the both ends is not large, and there is a problem that extra energy may be required to form a condition with a large temperature difference .

한편, 일반적으로 차량의 에너지 흐름을 살펴보면, 가솔린이 가진 화학에너지는 엔진에서 연소하여 기계에너지로 변환되며, 이때의 열효율은 최대 30%정도에 불과하다. 나머지 에너지는 열의 형태로 방출되는데, 특히, 엔진으로부터On the other hand, in general, when looking at the energy flow of a vehicle, the chemical energy of gasoline is converted into mechanical energy by combustion in the engine, and the thermal efficiency at this time is only about 30%. The remaining energy is released in the form of heat,

발생되는 열은 냉각수에 의해 전달되어 라디에이터를 통해 방출되며, 열을 가진 배기가스의 형태로 배출된다. The generated heat is transferred by the cooling water, discharged through the radiator, and discharged in the form of exhaust gas having heat.

그 중 배기가스는 가장 높은 열원을 갖는 부분으로서, 일반적인 경우에는 배기관을 통해 외부로 배출된다.Among them, the exhaust gas is the portion having the highest heat source, and in general, it is discharged to the outside through the exhaust pipe.

이러한 배기가스의 열을 이용한 열전발전 기술 중 하나로, 일본공개특허 제2006-083725호(공개일2006.03.30, 명칭 : 배기열 발전 장치)에는 고온의 배기가스와 저온의 냉각수 또는 냉매 사이에 제베크 효과를 이용하는 열전 소자를 배치함으로써 전력을 발생시키는 열전 발전 장치에 대한 기술이 개시된 바 있다.Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2006-083725 (published on Mar. 03, 2006, entitled " exhaust heat power generation device ") discloses a technique for generating a sheave effect between high temperature exhaust gas and low temperature cooling water or refrigerant. A thermoelectric power generating device that generates electric power by disposing a thermoelectric element using a thermoelectric element is disclosed.

하지만 배기열을 이용한 열전발전 기술은 고온의 배기가스를 저온의 냉각수 등을 이용하여 온도차를 발생시키므로, 배기유량이 적은 주행조건에서는 배기온도가 급격히 낮아져 발전성능이 떨어질 수 있다는 단점이 있다.However, since the thermoelectric power generation technology using exhaust heat generates a temperature difference using high temperature exhaust gas and low temperature cooling water or the like, there is a disadvantage that the exhaust temperature is drastically lowered in a running condition with a small exhaust flow rate, and the power generation performance is lowered.

아울러 배기가스가 배기라인을 지나면서 온도가 차츰 저하되어 배기가스 후류 쪽에 위치하는 발전모듈은 내구성 문제의 발생 우려는 적어지지만, 발전성능이 저하되는 구간이 존재하므로 열전발전 모듈간 발전량 편차가 발생하는 문제점이 있다.
In addition, since the temperature of the exhaust gas gradually decreases as the exhaust gas passes through the exhaust line, there is less concern about the durability problem of the power generation module located downstream of the exhaust gas. However, there is a period in which the power generation performance is deteriorated, There is a problem.

일본공개특허 제2006-083725호(공개일 : 2006.03.30, 명칭 : 배기열 발전 장치)Japanese Unexamined Patent Publication No. 2006-083725 (published on March 30, 2006, entitled " 국내공개특허 제2011-0073101호(등록일 : 2011.06.29, 명칭 : 차량용 열전 발전 장치 및 이를 포함하는 쿨링모듈)Korean Patent Publication No. 2011-0073101 (Registered Date: June 29, 2011, Name: Thermoelectric generator for vehicle and cooling module including the same)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 열전모듈의 일측면에는 배기관 또는 배기 매니폴드 내부에 형성된 폐열회수부를 통해 배기가스의 폐열을 회수하여 고온을 유지하는 제1열교환매체가 순환되는 고온열교환부가 구비되며, 타측면에는 저온의 제2열교환매체 또는 주행풍을 통해 방열되는 저온열교환부가 구비되는 열전발전 열교환기를 포함하여 형성됨으로써, 열전모듈 양측면의 온도차를 일정하게 유지시켜 발전성능을 확보하고, 열전모듈의 내구 수명을 향상시킬 수 있는 차량용 열전발전 시스템을 제공하는 것이다.
An object of the present invention is to provide a thermoelectric module having a thermoelectric module and a thermoelectric module, the thermoelectric module including a thermoelectric module, And a thermoelectric generator having a low-temperature heat exchanger which radiates heat through a second heat exchange medium or a low-temperature heat is provided on the other side of the thermoelectric generator heat exchanger, whereby the temperature difference between both sides of the thermoelectric module is constant And to provide a thermoelectric power generation system for a vehicle that can maintain the power generation performance and improve the durability life of the thermoelectric module.

본 발명의 차량용 열전발전 시스템은 열전모듈(110)과, 고온의 제1열교환매체가 순환되는 고온열교환부(120)와, 저온의 제2열교환매체를 통해 방열되는 저온열교환부(130)를 포함하는 열전발전 열교환기(10); 배기관 또는 배기 매니폴드 내부에 구비되며, 배기가스의 폐열을 회수하여 상기 고온열교환부(120)로 유동되는 제1열교환매체를 고온으로 유지시키는 폐열회수부(20); 상기 폐열회수부(20) 및 상기 고온열교환부(120) 사이에 구비되어 제1열교환매체를 순환시키는 제1순환펌프(31); 상기 저온열교환부(130)에서 전달된 열을 방열시키는 방열부(40); 및 상기 방열부(40) 및 상기 저온열교환부(130) 사이에 구비되어 제2열교환매체를 순환시키는 제2순환펌프(32); 를 포함하여 형성되는 것을 특징으로 한다.The thermoelectric power generation system for a vehicle of the present invention includes a thermoelectric module 110, a high temperature heat exchange unit 120 through which a high temperature first heat exchange medium is circulated, and a low temperature heat exchange unit 130 through which heat is discharged through a low temperature second heat exchange medium A thermoelectric generator heat exchanger (10); A waste heat recovery unit 20 provided in the exhaust pipe or the exhaust manifold for recovering the waste heat of the exhaust gas and maintaining the first heat exchange medium flowing to the high temperature heat exchange unit 120 at a high temperature; A first circulation pump (31) provided between the waste heat recovery unit (20) and the high temperature heat exchange unit (120) to circulate the first heat exchange medium; A heat dissipating unit (40) for dissipating heat transferred from the low temperature heat exchanging unit (130); And a second circulation pump (32) provided between the heat dissipation unit (40) and the low temperature heat exchange unit (130) to circulate the second heat exchange medium. And is formed to include a plurality of protrusions.

또한, 상기 열전발전 열교환기(10)는 내부에 제1열교환매체가 유동되는 튜브 형태의 상기 고온열교환부(120)가 상기 열전모듈(110)의 일측면에 면접촉하여 설치되며, 내부에 제2열교환매체가 유동되는 튜브형태의 상기 저온열교환부(130)가 상기 열전모듈(110)의 타측면에 면접촉하여 설치되는 열전모듈(110)유닛(110)이 길이방향으로 나란하게 복수개 배치되는 코어부(100); 상기 코어부(100)의 높이방향으로 일측 단부가 고정되며, 내부에 길이방향으로 격벽(230)이 형성되어 제1유동부(210) 및 제2유동부(220)로 공간이 분리되고, 상기 제1유동부(210) 및 제2유동부(220)가 상기 고온열교환부(120)와 연통되는 제1헤더탱크(200); 상기 코어부(100)의 높이방향으로 타측 단부가 고정되며, 내부에 길이방향으로 격벽(230)이 형성되어 제3유동부(310) 및 제4유동부(320)로 공간이 분리되고, 상기 제3유동부(310) 및 제4유동부(320)가 상기 저온열교환부(130)와 연통되는 제2헤더탱크(300); 상기 제1유동부(210)와 연통되며, 제1열교환매체가 유입되는 제1입구파이프(410); 상기 제2유동부(220)와 연통되며, 제1열교환매체가 배출되는 제1출구파이프(420); 상기 제3유동부(310)와 연통되며, 제2열교환매체가 유입되는 제2입구파이프(510); 및 상기 제4유동부(320)와 연통되며, 제2열교환매체가 배출되는 제2출구파이프(520); 를 포함하여 형성되는 것을 특징으로 한다.In addition, the thermoelectric generator heat exchanger (10) has a tube-shaped high-temperature heat exchanging part (120) in which a first heat exchange medium flows and is in surface contact with one side surface of the thermoelectric module (110) A plurality of thermoelectric module 110 units arranged in parallel in the longitudinal direction are provided in which the low temperature heat exchanging unit 130 in the form of a tube through which the heat exchange medium flows is in surface contact with the other side surface of the thermoelectric module 110 A core part (100); One end portion of the core portion 100 is fixed in the height direction and a partition 230 is formed in the longitudinal direction of the core portion 100 to divide the space into the first fluid portion 210 and the second fluid portion 220, A first header tank (200) in which the first fluid flow unit (210) and the second fluid flow unit (220) communicate with the high temperature heat exchange unit (120); The other end of the core portion 100 is fixed in the height direction. The partition wall 230 is formed in the longitudinal direction inside the core portion 100 to divide the space into the third fluid portion 310 and the fourth fluid portion 320, A second header tank 300 in which the third fluid unit 310 and the fourth fluid unit 320 communicate with the low temperature heat exchange unit 130; A first inlet pipe (410) communicating with the first flow portion (210) and through which the first heat exchange medium flows; A first outlet pipe (420) communicating with the second flow portion (220) and discharging the first heat exchange medium; A second inlet pipe (510) communicating with the third fluid flow unit (310) and introducing the second heat exchange medium; A second outlet pipe (520) communicating with the fourth fluid unit (320) and discharging the second heat exchange medium; And is formed to include a plurality of protrusions.

또한, 상기 열전발전 열교환기(10)는 제1열교환매체 및 제2열교환매체의 순환 유로가 형성되도록 상기 고온열교환부(120) 및 저온열교환부(130) 내부에 높이방향으로 구획부(140)가 형성되는 것을 특징으로 한다.The thermoelectric generator heat exchanger 10 further includes a partition 140 in a height direction inside the high-temperature heat exchange unit 120 and the low-temperature heat exchange unit 130 so as to form a circulation channel of the first heat exchange medium and the second heat exchange medium, Is formed.

또한, 상기 차량용 열전발전 시스템(1)은 상기 방열부(40)는 라디에이터 또는 저온라디에이터이며, 상기 열전발전 열교환기(10)의 제2출구파이프(520)를 통해 배출된 제2열교환매체가 상기 방열부(40)로 유입되고, 상기 방열부(40)에서 배출된 제2열교환매체가 제2순환펌프(32)의 동작에 의해 상기 제2입구파이프(510)로 유입되는 것을 특징으로 한다.The second heat exchange medium discharged through the second outlet pipe (520) of the thermoelectric generator heat exchanger (10) is discharged through the second heat exchange medium The second heat exchange medium flowing into the heat dissipating unit 40 and discharged from the heat dissipating unit 40 flows into the second inlet pipe 510 by the operation of the second circulation pump 32.

또한, 상기 차량용 열전발전 시스템(1)은 상기 고온열교환부(120)의 온도를 측정하는 제1온도센서(61); 상기 저온열교환부(130)의 온도를 측정하는 제2온도센서(62); 상기 제1온도센서(61) 및 제2온도센서(62)에서 측정된 온도의 차가 일정하게 유지되도록 상기 제1순환펌프(31) 및 제2순환펌프(32)의 작동을 제어하는 제어부(70); 를 더 포함하여 형성되는 것을 특징으로 한다.The vehicle thermoelectric power generation system 1 further includes a first temperature sensor 61 for measuring a temperature of the high temperature heat exchange unit 120; A second temperature sensor (62) for measuring the temperature of the low temperature heat exchange unit (130); A controller 70 for controlling the operation of the first circulation pump 31 and the second circulation pump 32 so that the difference between the temperatures measured by the first temperature sensor 61 and the second temperature sensor 62 is kept constant, ); And further comprising:

본 발명의 차량용 열전발전 시스템(1)은 열전모듈(110)과, 고온의 제1열교환매체가 순환되는 고온열교환부(120)와, 주행풍을 통해 방열되는 저온열교환부(130)를 포함하는 열전발전 열교환기(10); 배기관 또는 배기 매니폴드 내부에 구비되며, 배기가스의 폐열을 회수하여 상기 고온열교환부(120)로 유동되는 제1열교환매체를 고온으로 유지시키는 폐열회수부(20); 상기 폐열회수부(20) 및 상기 고온열교환부(120) 사이에 구비되어 제1열교환매체를 순환시키는 제1순환펌프(31); 를 포함하여 형성되는 것을 특징으로 한다.A thermoelectric power generation system (1) for a vehicle according to the present invention includes a thermoelectric module (110), a high temperature heat exchange unit (120) through which a high temperature first heat exchange medium circulates, and a low temperature heat exchange unit A thermoelectric generator heat exchanger (10); A waste heat recovery unit 20 provided in the exhaust pipe or the exhaust manifold for recovering the waste heat of the exhaust gas and maintaining the first heat exchange medium flowing to the high temperature heat exchange unit 120 at a high temperature; A first circulation pump (31) provided between the waste heat recovery unit (20) and the high temperature heat exchange unit (120) to circulate the first heat exchange medium; And is formed to include a plurality of protrusions.

또한, 상기 열전발전 열교환기(10)는 내부에 제1열교환매체가 유동되는 튜브 형태의 상기 고온열교환부(120)가 상기 열전모듈(110)의 일측면에 면접촉하여 설치되며, 주행풍을 통해 방열되는 방열핀 형태의 상기 저온열교환부(130)가 상기 열전모듈(110)의 타측면에 면접촉하여 설치되고, 상기 열전모듈(110)이 길이방향으로 나란하게 복수개 배치되는 코어부(100); 상기 고온열교환부(120)의 높이방향으로 양단이 고정되어 제1열교환매체가 유동되는 제1헤더탱크(200) 및 제2헤더탱크(300); 및 상기 제1헤더탱크(200) 또는 제2헤더탱크(300)에 형성되어 제1열교환매체가 유입되는 제1입구파이프(410) 및 배출되는 제1출구파이프(420); 를 포함하여 형성되는 것을 특징으로 한다.In addition, the thermoelectric generator heat exchanger (10) has a tube-shaped high-temperature heat exchanging part (120) in which a first heat exchange medium flows, is installed in surface contact with one side surface of the thermoelectric module (110) And a plurality of thermoelectric modules 110 are arranged in parallel to one another in a longitudinal direction of the core unit 100. The thermoelectric module 110 includes a plurality of thermoelectric modules 110, ; A first header tank 200 and a second header tank 300, both ends of which are fixed in the height direction of the high-temperature heat exchange unit 120 to flow the first heat exchange medium; And a first inlet pipe (410) formed in the first header tank (200) or the second header tank (300) and through which the first heat exchange medium flows, and a first outlet pipe (420) discharged; And is formed to include a plurality of protrusions.

또한, 상기 차량용 열전발전 시스템(1)은 주행풍의 유속을 측정하는 속도측정부(63)와, 상기 속도측정부(63)에서 측정된 속도에 따라 상기 제1순환펌프(31)의 작동을 제어하는 제어부(70)를 더 포함하여 형성되는 것을 특징으로 한다.The vehicle thermoelectric power generation system 1 further includes a speed measuring unit 63 for measuring the flow velocity of the running wind and a control unit 63 for controlling the operation of the first circulation pump 31 according to the speed measured by the speed measuring unit 63 And a control unit (70) for controlling the display unit.

또한, 상기 열전발전 열교환기(10)는 주행풍을 통해 상기 저온열교환부(130)가 방열되도록 쿨링모듈(50)의 차량 전방에 위치한 측에 배치되는 것을 특징으로 한다.In addition, the thermoelectric generator heat exchanger 10 is disposed on the side of the cooling module 50 located on the front side of the vehicle so that the low-temperature heat exchanger 130 is radiated through the running wind.

또한, 상기 폐열회수부(20)는 제1열교환매체가 순환되도록 배기가스 유동 통로 상에 튜브가 나선형으로 권취되어 형성되는 것을 특징으로 한다.The waste heat recovering unit 20 is characterized in that a tube is spirally wound on the exhaust gas flow passage so that the first heat exchange medium is circulated.

또한, 상기 폐열회수부(20)는 상기 제1열교환매체가 순환되도록 배기가스가 유입 및 배출되는 방향과 수직한 방향으로 복수개의 튜브가 연장되어 형성되는 것을 특징으로 한다.
The waste heat recovering unit 20 is formed by extending a plurality of tubes in a direction perpendicular to the direction in which the exhaust gas flows in and out so that the first heat exchange medium is circulated.

본 발명의 차량용 열전발전 시스템은 열전모듈의 일측면에는 배기관 또는 배기 매니폴드 내부에 형성된 폐열회수부를 통해 배기가스의 폐열을 회수하여 고온을 유지하는 제1열교환매체가 순환되는 고온열교환부가 구비되며, 타측면에는 저온의 제2열교환매체 또는 주행풍을 통해 방열되는 저온열교환부가 구비되는 열전발전 열교환기를 포함하여 형성됨으로써, 열전모듈 양측면의 온도차를 일정하게 유지시켜 발전성능을 확보하고, 열전모듈의 내구 수명을 향상시킬 수 있다는 장점이 있다.The thermoelectric module for a vehicle according to the present invention includes a thermoelectric module having a high temperature heat exchanger on one side thereof for circulating a first heat exchange medium for recovering waste heat of the exhaust gas through a waste heat recovery unit formed in an exhaust pipe or an exhaust manifold, And a thermoelectric generator heat exchanger having a low-temperature heat exchanger which radiates heat through the second heat exchanging medium or the wind running on the other side. Thus, the temperature difference between both sides of the thermoelectric module can be kept constant, And the life can be improved.

또한, 본 발명의 차량용 열전발전 시스템은 저온열교환부가 방열핀 형태로 열전모듈과 면접촉하여 설치되고, 저온열교환부, 고온열교환부 및 열전모듈을 포함한 열전발전 열교환기가 차량의 전면부에 설치됨으로써, 별도의 냉각수단 없이 차량 주행풍으로 충분히 냉각될 수 있어 구성이 간단하고, 적용이 쉽다는 장점이 있다.Further, in the vehicle thermoelectric generator system, the low-temperature heat exchanger is provided in surface contact with the thermoelectric module in the form of a heat sink, and the thermoelectric generator heat exchanger including the low temperature heat exchanger, the high temperature heat exchanger, and the thermoelectric module is installed in the front portion of the vehicle. It is possible to cool the vehicle running wind sufficiently without cooling means, which is advantageous in that the structure is simple and easy to apply.

또, 본 발명에 따른 차량용 열전발전 시스템의 폐열회수부는 스파이럴 또는 쉘 튜브 형태로 형성되어 제1열교환매체와 배기가스 사이에 열전달 효율이 향상됨으로써, 열전발전 열교환기의 고온열교환부 온도를 일정하게 유지시킬 수 있다.The heat recovery unit of the vehicular thermoelectric power generation system according to the present invention is formed in the form of a spiral or shell tube so that the efficiency of heat transfer between the first heat exchange medium and the exhaust gas is improved to maintain the temperature of the high temperature heat exchange unit of the thermoelectric generator heat exchanger constant .

아울러, 본 발명의 차량용 열전발전 시스템은 폐열회수부 및 방열부를 통해 저온열교환기 및 고온열교환기 사이에 온도차를 유지시킴으로써, 차량의 주행조건이 달라지더라도 발전성능을 일정하게 유지할 수 있다는 장점이 있다.
In addition, since the temperature difference between the low-temperature heat exchanger and the high-temperature heat exchanger is maintained through the waste heat recovery unit and the heat radiation unit, the vehicle thermoelectric power generation system of the present invention has an advantage that the generation performance can be maintained constant even when the running condition of the vehicle is changed .

도 1은 열전모듈의 작동원리.
도 2는 본 발명에 따른 차량용 열전발전 시스템을 나타낸 구성도.
도 3 및 4는 본 발명에 따른 차량용 열전발전 시스템의 폐열회수부의 실시예를 나타낸 구성도.
도 5 및 6은 본 발명에 따른 차량용 열전발전 시스템의 폐열회수부의 실시예를 나타낸 사시도.
도 7 및 8은 본 발명에 따른 차량용 열전발전 시스템의 열전발전 열교환기를 나타낸 사시도, 분해사시도
도 9는 본 발명에 따른 차량용 열전발전 시스템의 또 다른 열전발전 열교환기를 나타낸 부분단면도 및 분해사시도.
도 10 은 본 발명에 따른 차량용 열전발전 시스템을 나타낸 구성도.
도 11은 열전모듈의 성능 및 효율을 나타낸 그래프.1 shows the principle of operation of a thermoelectric module.
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a thermoelectric generator for a vehicle.
3 and 4 are views showing an embodiment of a waste heat recovery unit of a thermoelectric power generation system for a vehicle according to the present invention.
5 and 6 are perspective views showing an embodiment of a waste heat recovery unit of a thermoelectric power generation system for a vehicle according to the present invention.
7 and 8 are a perspective view and an exploded perspective view of a thermoelectric generator heat exchanger of a thermoelectric power generation system for a vehicle according to the present invention.
9 is a partial cross-sectional view and an exploded perspective view showing another thermoelectric generator heat exchanger of the thermoelectric generator system for a vehicle according to the present invention.
10 is a configuration diagram showing a thermoelectric power generation system for a vehicle according to the present invention.
11 is a graph showing the performance and efficiency of the thermoelectric module.

이하, 상술한 바와 같은 본 발명의 차량용 열전발전 시스템을 첨부된 도면을 참조로 상세히 설명한다.
Hereinafter, the vehicle thermoelectric power generation system of the present invention as described above will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명에 따른 차량용 열전발전 시스템을 나타낸 구성도이며, 도 3 및 4는 본 발명에 따른 차량용 열전발전 시스템의 폐열회수부의 실시예를 나타낸 구성도이고, 도 5 및 6은 본 발명에 따른 차량용 열전발전 시스템의 폐열회수부의 실시예를 나타낸 사시도이며, 도 7 및 8은 본 발명에 따른 차량용 열전발전 시스템의 열전발전 열교환기를 나타낸 사시도, 분해사시도이고, 도 9는 본 발명에 따른 차량용 열전발전 시스템의 또 다른 열전발전 열교환기를 나타낸 부분단면도 및 분해사시도이며, 도 10 은 본 발명에 따른 차량용 열전발전 시스템을 나타낸 구성도이고, 도 11은 열전모듈의 성능 및 효율을 나타낸 그래프이다.
3 and 4 are views showing the construction of an embodiment of a waste heat recovering portion of a thermoelectric generator for a vehicle according to the present invention, 7 and 8 are perspective views and exploded perspective views showing a thermoelectric generator heat exchanger of a vehicular thermoelectric generator system according to the present invention, and Fig. 9 is a perspective view of a thermoelectric generator for a vehicle according to the present invention. 10 is a structural view showing a thermoelectric generator system for a vehicle according to the present invention, and FIG. 11 is a graph showing the performance and efficiency of a thermoelectric module. FIG. 10 is a partial cross-sectional view and an exploded perspective view showing another thermoelectric generator heat exchanger of the power generation system.

도 2에 도시된 바와 같이. 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 열전발전 시스템(1)의 크게, 열전발전 열교환기(10), 폐열회수부(20), 제1순환펌프(31), 제2순환펌프(32) 및 방열부(40)를 포함하여 형성된다.As shown in FIG. The thermoelectric generator heat exchanger 10, the waste heat recovering unit 20, the first circulation pump 31, the second circulation pump 32, and the heat dissipation unit 20 of the vehicular thermoelectric power generation system 1 according to the embodiment of the present invention. (40).

상기 열전발전 열교환기(10)는 내부에 N형 반도체 및 P형 반도체를 포함하는 열전소자가 복수개 배치되는 어레이 형태의 열전모듈(110)과, 고온의 제1열교환매체가 순환되는 고온열교환부(120)와, 저온의 제2열교환매체 또는 주행풍을 통해 방열되는 저온열교환부(130)를 포함하여 형성된다.The thermoelectric generator heat exchanger (10) includes an array type thermoelectric module (110) in which a plurality of thermoelectric elements including an N type semiconductor and a P type semiconductor are arranged, a high temperature heat exchanger 120, and a low-temperature heat exchange unit 130 that radiates heat through a second heat exchange medium or running wind at a low temperature.

상기 열전발전 열교환기(10)는 상기 열전모듈(110)의 일측면에 고온열교환부(120)가 구비되고, 타측면에 저온열교환부(130)가 구비되어 상기 고온열교환부(120) 및 저온열교환부(130)의 온도차에 의해 기전력이 발생된다.The thermoelectric generator heat exchanger 10 is provided with a high temperature heat exchanger 120 on one side of the thermoelectric module 110 and a low temperature heat exchanger 130 on the other side of the thermoelectric module 110, An electromotive force is generated by the temperature difference of the heat exchanging part (130).

상기 폐열회수부(20)는 배기가스의 폐열을 회수하여 상기 고온열교환부(120)로 유동되는 제1열교환매체를 고온으로 유지시키는 역할을 한다.The waste heat recovery unit 20 recovers waste heat of the exhaust gas and maintains the first heat exchange medium flowing to the high temperature heat exchange unit 120 at a high temperature.

특히, 도 11에 도시된 바와 같이, 상기 열전모듈(110)은 100℃~180℃ 사이에서 성능 및 효율이 가장 우수하다. 따라서 상기 열전모듈(110)은 고온의 제1열교환매체를 이용하여 상기 고온열교환부(120)의 온도를 상기 온도 영역으로 유지함으로써, 일정 온도차를 만들어주는 것이 바람직하다.In particular, as shown in FIG. 11, the thermoelectric module 110 has the best performance and efficiency between 100 ° C and 180 ° C. Therefore, it is preferable that the thermoelectric module 110 maintains the temperature of the high-temperature heat exchange unit 120 at the temperature region by using the high-temperature first heat exchange medium, thereby producing a certain temperature difference.

상기 폐열회수부(20)는 도 3에 도시된 것처럼 배기관 내부에 구비될 수도 있으며, 도 4에 도시된 것처럼 배기 매니폴드 내부에 구비되어 엔진룸 내에서만 고온의 제1열교환매체가 순환되도록 할 수도 있다.As shown in FIG. 4, the waste heat recovery unit 20 may be disposed inside the exhaust manifold, as shown in FIG. 4, and may be provided inside the exhaust manifold to circulate the high temperature first heat exchange medium only in the engine room have.

도 5에 도시된 바와 같이, 상기 폐열회수부(20)는 관형태의 배기관 내에 설치되고, 제1열교환매체가 순환될 수 있도록 배기가스 유동통로 상에 튜브가 나선형으로 권취되어 스파이럴 튜브 형태로 형성될 수 있다.5, the waste heat recovery unit 20 is installed in a tube-shaped exhaust pipe, and a tube is spirally wound on the exhaust gas flow passage so that the first heat exchange medium can be circulated and is formed into a spiral tube shape .

이 때, 상기 폐열회수부(20)의 양측 단부는 배기관 외면 일정영역에 돌출되도록 설치되어 상기 고온열교환부(120)와 연결될 수 있다.At this time, both end portions of the waste heat recovery unit 20 may be installed to be protruded in a certain region of the outer surface of the exhaust pipe, and may be connected to the high-temperature heat exchange unit 120.

또 다른 실시예로, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 폐열회수부(20)는 배기관 내에 배기가스가 유입 및 배출되는 방향과 수직한 방향으로 복수개의 튜브가 연장되어 형성되는 쉘 튜브 형태로 형성될 수도 있다.6, the waste heat recovering unit 20 is formed in the shape of a shell tube in which a plurality of tubes are extended in a direction perpendicular to the direction in which the exhaust gas flows into and exhausted from the exhaust pipe .

이 때, 폐열회수부(20)는 배기관 내부에 삽입되어 형성되며, 배기관의 외면에는 일정영역이 중공되어 형성되는 배기가스의 유입구 및 배출구가 형성될 수 있다.At this time, the waste heat recovery unit 20 is inserted into the exhaust pipe, and an inlet and an outlet for the exhaust gas formed by hollowing a certain area may be formed on the outer surface of the exhaust pipe.

스파이럴 튜브 형태의 상기 폐열회수부(20)는 형태가 간단하여 제작 및 조립이 쉬운 장점이 있으며, 쉘 튜브 형태의 상기 폐열회수부(20)는 제1열교환매체가 유동되는 튜브와 배기가스와의 접촉 면적이 넓어 열전달 효율이 향상될 수 있다는 장점이 있다.The waste heat recovering portion 20 in the form of a spiral tube is advantageous in that it is simple in shape and easy to manufacture and assemble. The waste heat recovering portion 20 in the form of a shell tube is a structure in which the heat exchanging medium It has an advantage that the heat transfer efficiency can be improved by widening the contact area.

제1열교환매체는 고온의 배기가스 내부에서도 액체 상태를 유지할 수 있도록 끓는점이 물보다 높고, 비열 및 밀도가 우수한 고순도 에틸렌글리콜, 오일류인 것이 바람직하다.The first heat exchange medium is preferably a high purity ethylene glycol or oil having a boiling point higher than that of water and having a specific heat and density so as to maintain a liquid state even in a high temperature exhaust gas.

상기 방열부(40)는 상기 저온열교환부(130)에서 전달된 열을 방열시키는 것으로, 상기 저온열교환부(130)가 제2열교환매체를 통해 방열되는 수냉식일 경우, 저온라디에이터 또는 라디에이터일 수 있다.The heat dissipating unit 40 dissipates heat transferred from the low temperature heat exchanging unit 130 and may be a low temperature radiator or a radiator when the low temperature heat exchanging unit 130 is a water cooling type in which heat is dissipated through the second heat exchanging medium .

상기 제1순환펌프(31)는 상기 폐열회수부(20) 및 상기 고온열교환부(120) 사이에 구비되어 제1열교환매체를 순환시키고, 상기 제2순환펌프(32)는 상기 방열부(40) 및 상기 저온열교환부(130) 사이에 구비되어 제2열교환매체를 순환시킨다.The first circulation pump 31 is provided between the waste heat recovery unit 20 and the high temperature heat exchange unit 120 to circulate the first heat exchange medium and the second circulation pump 32 is disposed between the heat dissipation unit 40 And the low-temperature heat exchange unit 130 to circulate the second heat exchange medium.

한편, 도7 및 8에 도시된 것처럼, 상기 열전발전 열교환기(10)는 저온열교환부(130) 및 고온열교환부(120) 내부에 제1열교환매체 및 제2열교환매체가 유동되도록 수냉식으로 형성될 수 있다.7 and 8, the thermoelectric generator heat exchanger 10 is formed in a water-cooled manner so that the first heat exchange medium and the second heat exchange medium flow into the low temperature heat exchange unit 130 and the high temperature heat exchange unit 120 .

상기 열전발전 열교환기(10)는 코어부(100), 제1헤더탱크(200), 제2헤더탱크(300), 제1입구파이프(410), 제1출구파이프(420), 제2입구파이프(510) 및 제2출구파이프(520)를 포함하여 형성될 수 있다.The thermoelectric generator heat exchanger 10 includes a core unit 100, a first header tank 200, a second header tank 300, a first inlet pipe 410, a first outlet pipe 420, A pipe 510 and a second outlet pipe 520. The pipe 510 and the second outlet pipe 520 may be formed separately.

상기 코어부(100)는 내부에 제1열교환매체가 유동되는 튜브 형태의 상기 고온열교환부(120)가 상기 열전모듈(110)의 일측면에 면접촉하여 설치되며, 내부에 제2열교환매체가 유동되는 튜브형태의 상기 저온열교환부(130)가 상기 열전모듈(110)의 타측면에 면접촉하여 설치되는 열전모듈(110)이 길이방향으로 나란하게 복수개 배치되어 형성될 수 있다.The core unit 100 is installed in a tube-shaped high temperature heat exchange unit 120 in which a first heat exchange medium flows in a surface contact with one side surface of the thermoelectric module 110, and a second heat exchange medium A plurality of thermoelectric modules 110 may be arranged in parallel to one another in the longitudinal direction so that the low temperature heat exchanging part 130 in the form of a tube to be flowed is in surface contact with the other side surface of the thermoelectric module 110.

상기 제1헤더탱크(200)는 상기 코어부(100)의 높이방향으로 일측 단부가 고정되며, 내부에 길이방향으로 격벽(230)이 형성되어 제1유동부(210) 및 제2유동부(220)로 공간이 분리되고, 상기 제1유동부(210) 및 제2유동부(220)가 상기 고온열교환부(120)와 연통되도록 형성된다.One end of the first header tank 200 is fixed in the height direction of the core unit 100 and a partition wall 230 is formed in the longitudinal direction of the first header tank 200. The first fluid tank 210 and the second fluid tank 220, and the first fluid flow unit 210 and the second fluid flow unit 220 are formed to communicate with the high-temperature heat exchange unit 120.

도 8에 도시된 바와 같이, 상기 제1헤더탱크(200)는 헤더에 형성되는 격벽(230)에 의해 제1유동부(210) 및 제2유동부(220)로 공간이 분리되고, 상기 제1유동부(210) 및 제2유동부(220)에 각각 상기 고온열교환부(120)의 일측단부가 삽입될 수 있도록 삽입홀(240)이 형성되며, 상기 삽입홀(240)을 통해 상기 고온열교환부(120) 내부에 유동되는 제1열교환매체가 상기 제1헤더탱크(200) 내부로 순환될 수 있다.8, the first header tank 200 is separated from the first header tank 200 by the partition 230 formed in the header, and the first and second fluid passages 210 and 220 are separated from each other, The first and second fluid passages 210 and 220 are formed with insertion holes 240 through which the one end of the high temperature heat exchange unit 120 can be inserted, The first heat exchange medium flowing into the heat exchange unit 120 may be circulated into the first header tank 200.

상기 제2헤더탱크(300)는 상기 코어부(100)의 높이방향으로 타측 단부가 고정되며, 내부에 길이방향으로 격벽(230)이 형성되어 제3유동부(310) 및 제4유동부(320)로 공간이 분리되고, 상기 제3유동부(310) 및 제4유동부(320)가 상기 저온열교환부(130)와 연통도록 형성된다.The other end of the second header tank 300 is fixed in the height direction of the core unit 100 and a partition wall 230 is formed in the longitudinal direction of the core unit 100 to partition the third fluid unit 310 and the fourth fluid unit 320 and the third fluid unit 310 and the fourth fluid unit 320 are formed to communicate with the low temperature heat exchanger 130. [

도 8에 도시된 바와 같이, 상기 제2헤더탱크(300)는 헤더에 형성되는 격벽(230)에 의해 제3유동부(310) 및 제4유동부(320)로 공간이 분리되고, 상기 제3유동부(310) 및 제4유동부(320)에 각각 상기 저온열교환부(130)의 일측단부가 삽입될 수 있도록 삽입홀(240)이 형성되며, 상기 삽입홀(240)을 통해 상기 저온 열교환부 내부에 유동되는 제2열교환매체가 상기 제2헤더탱크(300) 내부로 순환될 수 있다.As shown in FIG. 8, the second header tank 300 is divided into spaces by the third fluid portion 310 and the fourth fluid portion 320 by the partition 230 formed in the header, Temperature heat exchanging part 130 can be inserted into the first and second fluid passages 310 and 320 through the insertion hole 240 and the low temperature heat exchanger The second heat exchange medium flowing into the heat exchange unit can be circulated to the inside of the second header tank 300.

상기 제1입구파이프(410)는 상기 제1유동부(210)와 연통되며, 제1열교환매체가 유입되도록 형성되고, 상기 제1출구파이프(420)는 상기 제2유동부(220)와 연통되며, 제1열교환매체가 배출되도록 형성될 수 있다.The first inlet pipe 410 communicates with the first fluid passage 210 and is formed to introduce a first heat exchange medium. The first outlet pipe 420 communicates with the second fluid passage 220, And the first heat exchange medium may be discharged.

또한, 상기 제2입구파이프(510)는 제3유동부(310)와 연통되며, 제2열교환매체가 유입되도록 형성되고, 상기 제2출구파이프(520)는 상기 제4유동부(320)와 연통되며, 제2열교환매체가 배출되도록 형성될 수 있다.The second inlet pipe 510 communicates with the third fluid passage 310 and is configured to introduce the second heat exchange medium. The second outlet pipe 520 is connected to the fourth fluid passage 320, And the second heat exchange medium is discharged.

상기 열전발전 열교환기(10)는 제1열교환매체 및 제2열교환매체의 순환 유로가 형성되도록 상기 고온열교환부(120) 및 저온열교환부(130) 내부에 높이방향으로 구획부(140)가 더 형성될 수 있다.The thermoelectric generator heat exchanger 10 further includes a dividing section 140 in the height direction inside the high temperature heat exchanging part 120 and the low temperature heat exchanging part 130 so as to form a circulating flow path of the first heat exchanging medium and the second heat exchanging medium .

도 7 및 8에 도시된 열전발전 열교환기(10)를 포함하는 차량용 열전발전 시스템(1)은 상기 방열부(40)가 상기 저온열교환기로 저온의 제2열교환매체가 공급되도록 라디에이터 또는 저온라디에이터일 수 있다.The thermoelectric power generation system 1 for a vehicle including the thermoelectric generator heat exchanger 10 shown in Figs. 7 and 8 is configured such that the radiator 40 is a radiator or a low-temperature radiator for supplying a low-temperature second heat exchange medium to the low- .

이 때, 상기 열전발전 열교환기(10)에서 상기 제2출구파이프(520)를 통해 배출된 제2열교환매체는 상기 방열부(40)로 유입되고, 상기 방열부(40)에서 방열된 제2열교환매체는 다시 상기 제2입구파이프(510)를 통해 상기 열전발전 열교환기(10)로 유입된다.At this time, the second heat exchange medium discharged from the thermoelectric generator heat exchanger 10 through the second outlet pipe 520 flows into the heat dissipation unit 40, and the second heat exchange medium discharged from the heat dissipation unit 40 The heat exchange medium is again introduced into the thermoelectric generator heat exchanger (10) through the second inlet pipe (510).

도 2 및 도 7 및 8을 참고로, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 열전발전 시스템(1)의 동작을 살펴보면,Referring to FIG. 2, FIG. 7, and FIG. 8, the operation of the vehicular thermoelectric power generation system 1 according to an embodiment of the present invention will be described.

먼저, 상기 폐열회수부(20)를 순환하여 배기가스의 폐열을 회수한 제1열교환매체는 상기 제1입구파이프(410)를 통해 상기 제1헤더탱크(200)의 제1유동부(210)로 유입된다.The first heat exchange medium circulating through the waste heat recovery unit 20 and recovering the waste heat of the exhaust gas is supplied to the first flow unit 210 of the first header tank 200 through the first inlet pipe 410, Lt; / RTI >

그 다음, 제1열교환매체는 복수개의 상기 고온열교환기로 분배되어 하측방향으로 유동되며, 상기 구획부(140)에 의해 형성된 유로를 따라 다시 상측방향으로 유동되어 상기 제2유동부(220)로 유입된다.Then, the first heat exchange medium is divided into a plurality of the high temperature heat exchangers, flows downward, flows upward again along the flow path formed by the partitioning portion 140, and flows into the second flow portion 220 do.

상기 제2유동부(220)로 유입된 제1열교환매체는 상기 제1출구파이프(420)로 배출되어 상기 제1순환펌프(31)의 동작에 의해 다시 폐열회수부(20)로 유입되어 배기가스의 폐열을 회수하는 과정을 반복하게 된다.The first heat exchange medium flowing into the second flow portion 220 is discharged to the first outlet pipe 420 and flows into the waste heat recovering portion 20 again by the operation of the first circulation pump 31, The process of recovering the waste heat of the gas is repeated.

이와 동시에, 상기 방열부(40)를 통해 방열되어 저온상태인 제2열교환매체는 상기 제2입구파이프(510)를 통해 제3유동부(310)로 유입된 다음, 복수개의 상기 저온열교환개로 분배되어 상측방향으로 유동되고, 상기 구획부(140)에 의해 형성된 유로를 따라 다시 하측방향으로 유동되어 상기 제4유동부(320)로 유입된다.At the same time, the second heat exchange medium, which is discharged through the heat dissipation unit 40 and is in a low-temperature state, flows into the third flow unit 310 through the second inlet pipe 510, And then flows downward along the flow path formed by the partitioning portion 140 and flows into the fourth flow portion 320.

상기 제4유동부(320)로 유입된 제2열교환매체는 상기 제2출구파이프(520)로 배출되어 상기 제2순환펌프(32)의 동작에 의해 다시 방열부(40)로 유입되어 방열되는 과정을 반복하게 된다.The second heat exchange medium flowing into the fourth fluid flow unit 320 is discharged to the second outlet pipe 520 and flows into the heat discharging unit 40 again by the operation of the second circulation pump 32 to be discharged The process repeats.

상술한 바와 같이, 상기 제1열교환매체를 통해 고온상태를 유지하는 고온열교환부(120)와, 상기 제2열교환매체를 통해 저온상태를 유지하는 저온열교환부(130)는 상기 열전모듈(110)의 양측면에 면접촉 되도록 설치되며, 이를 통해, 상기 열전모듈(110)에서는 양측면의 온도차를 이용하여 기전력이 발생된다.As described above, the high-temperature heat exchanger 120 that maintains a high temperature state through the first heat exchange medium, and the low-temperature heat exchanger 130 that maintains a low temperature state through the second heat exchange medium, So that an electromotive force is generated in the thermoelectric module 110 by using the temperature difference of both sides.

이 때, 본 발명의 차량용 열전발전 시스템(1)은 상기 고온열교환부(120)의 온도를 측정하는 제1온도센서(61)와, 상기 저온열교환부(130)의 온도를 측정하는 제2온도센서(62)와, 상기 제1온도센서(61) 및 제2온도센서(62)에서 측정된 온도의 차가 일정하게 유지되도록 상기 제1순환펌프(31) 및 제2순환펌프(32)의 작동을 제어하는 제어부(70)를 더 포함하여 형성될 수 있다.At this time, the vehicular thermoelectric power generation system 1 according to the present invention includes a first temperature sensor 61 for measuring the temperature of the high-temperature heat exchange unit 120, a second temperature sensor 61 for measuring the temperature of the low- The operation of the first circulation pump 31 and the operation of the second circulation pump 32 so that the difference between the temperature measured by the sensor 62 and the temperature measured by the first temperature sensor 61 and the second temperature sensor 62 is kept constant, And a control unit 70 for controlling the control unit 70.

예를 들어, 상기 제어부(70)는 저온열교환부(130)의 온도가 일정온도 이상으로 상승하면, 상기 제2순환펌프(32)의 작동을 제어하여 더 많은 제2열교환매체가 순환되도록 하게 되고, 상기 고온열교환부(120)의 온도가 일정온도 이하로 떨어지면, 상기 제1순환펌프(31)의 작동을 제어하여 더 많은 제1열교환매체가 순환되도록 할 수 있다.For example, when the temperature of the low temperature heat exchanger 130 rises above a predetermined temperature, the control unit 70 controls the operation of the second circulation pump 32 so that more second heat exchange medium is circulated . When the temperature of the high-temperature heat exchanger (120) drops below a predetermined temperature, the operation of the first circulation pump (31) is controlled to circulate more first heat exchange medium.

이에 따라, 상기 차량용 열전발전 시스템(1)은 상기 고온열교환부(120) 및 저온열교환부(130)의 온도차를 유지하기 위해 제1순환펌프(31) 및 제2순환펌프(32)를 자동으로 조절할 수 있어 열전모듈의 발전효율을 향상시킬 수 있다.Accordingly, the vehicular thermoelectric power generation system 1 automatically controls the first circulation pump 31 and the second circulation pump 32 to maintain the temperature difference between the high-temperature heat exchange unit 120 and the low-temperature heat exchange unit 130 The power generation efficiency of the thermoelectric module can be improved.

한편, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 상기 차량용 열전발전 시스템(1)은 열전모듈(110)과, 고온의 제1열교환매체가 순환되는 고온열교환부(120)와, 주행풍을 통해 방열되는 저온열교환부(130)를 포함하는 열전발전 열교환기(10); 배기관 또는 배기 매니폴드 내부에 구비되며, 배기가스의 폐열을 회수하여 상기 고온열교환부(120)로 유동되는 제1열교환매체를 고온으로 유지시키는 폐열회수부(20); 상기 폐열회수부(20) 및 상기 고온열교환부(120) 사이에 구비되어 제1열교환매체를 순환시키는 제1순환펌프(31); 를 포함하여 형성될 수 있다.Meanwhile, the thermoelectric power generation system 1 for a vehicle according to another embodiment of the present invention includes a thermoelectric module 110, a high-temperature heat exchange unit 120 through which a high-temperature first heat exchange medium is circulated, A thermoelectric generator heat exchanger (10) including a low temperature heat exchanger (130); A waste heat recovery unit 20 provided in the exhaust pipe or the exhaust manifold for recovering the waste heat of the exhaust gas and maintaining the first heat exchange medium flowing to the high temperature heat exchange unit 120 at a high temperature; A first circulation pump (31) provided between the waste heat recovery unit (20) and the high temperature heat exchange unit (120) to circulate the first heat exchange medium; As shown in FIG.

이 때, 상기 열전발전 열교환기(10)는 상기 저온열교환부(130)가 방열핀 형태로 형성되어 주행풍에 의해 냉각되도록 공냉식으로 형성될 수 있다.At this time, the thermoelectric generator heat exchanger (10) can be air-cooled so that the low-temperature heat exchanging part (130) is formed in the form of a heat radiating fin and cooled by traveling wind.

도 9에 도시된 바와 같이, 상기 열전발전 열교환기(10)는 내부에 제1열교환매체가 유동되는 튜브 형태의 상기 고온열교환부(120)가 상기 열전모듈(110)의 일측면에 면접촉하여 설치되며, 주행풍을 통해 방열되는 방열핀 형태의 상기 저온열교환부(130)가 상기 열전모듈(110)의 타측면에 면접촉하여 설치되고, 상기 열전모듈(110)이 길이방향으로 나란하게 복수개 배치되는 코어부(100); 상기 고온열교환부(120)의 높이방향으로 양단이 고정되어 제1열교환매체가 유동되는 제1헤더탱크(200) 및 제2헤더탱크(300); 및 상기 제1헤더탱크(200) 또는 제2헤더탱크(300)에 형성되어 제1열교환매체가 유입되는 제1입구파이프(410) 및 배출되는 제1출구파이프(420); 를 포함하여 형성될 수 있다.9, in the thermoelectric generator heat exchanger 10, the tube-shaped high temperature heat exchanging part 120 in which the first heat exchange medium flows is in surface contact with one side surface of the thermoelectric module 110 Temperature heat exchanging part 130 in the form of a radiating fin radiating heat through the running wind is provided in surface contact with the other side surface of the thermoelectric module 110. The thermoelectric modules 110 are arranged in parallel in the longitudinal direction (100); A first header tank 200 and a second header tank 300, both ends of which are fixed in the height direction of the high-temperature heat exchange unit 120 to flow the first heat exchange medium; And a first inlet pipe (410) formed in the first header tank (200) or the second header tank (300) and through which the first heat exchange medium flows, and a first outlet pipe (420) discharged; As shown in FIG.

상기 저온열교환부(130)는 방열이 원활하게 이루어지도록 주행풍을 유입되는 차량 전방에 인접하여 설치되는 것이 바람직한데, 도 10에 도시된 바와 같이, 공기흐름 방향으로 라디에이터(52)의 전단에 위치될 수 있다. 즉, 상기 저온열교환부(130)는 응축기(51)의 상단, 하단 또는 측면에 배치되거나, 상기 응축기(51)의 차량 전방에 위치한 측에 배치될 수 있다.As shown in FIG. 10, the low-temperature heat exchanger 130 is disposed in front of the radiator 52 in the air flow direction. The low-temperature heat exchanger 130 is disposed adjacent to the front of the vehicle in which the running wind flows, . That is, the low-temperature heat exchange unit 130 may be disposed at the upper end, the lower end, or the side surface of the condenser 51, or may be disposed at a side of the condenser 51 located in front of the vehicle.

이 때, 본 발명의 차량용 열전발전 시스템(1)은 주행풍의 유속을 측정하는 속도측정부(63)와, 상기 속도측정부(63)에서 측정된 속도에 따라 상기 제1순환펌프(31)의 작동을 제어하는 제어부(70)를 더 포함하여 형성될 수 있다.In this case, the vehicular thermoelectric power generation system 1 according to the present invention includes a speed measuring unit 63 for measuring the flow velocity of the running wind, and a speed measuring unit 63 for measuring the speed of the first circulation pump 31 And a control unit 70 for controlling the operation.

예를 들어, 상기 제어부(70)는 상기 속도측정부(63)에서 측정된 주행풍의 유속이 높을 경우 상기 제1순환펌프(31)을 제어하여 더 많은 양의 제1열교환매체가 순환되도록 할 수 있다.For example, when the flow velocity measured by the velocity measuring unit 63 is high, the control unit 70 controls the first circulation pump 31 to circulate a larger amount of the first heat exchange medium have.

도9 및 10을 참고로, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 차량용 열전발전 시스템(1)의 동작을 살펴보면, 먼저, 상기 폐열회수부(20)를 순환하여 배기가스의 폐열을 회수한 제1열교환매체는 상기 제1입구파이프(410)를 통해 상기 제1헤더탱크(200)로 유입된다.Referring to FIGS. 9 and 10, the operation of the vehicular thermoelectric power generation system 1 according to another embodiment of the present invention will be described. First, the waste heat recovered by the waste heat recovery unit 20 The heat exchange medium is introduced into the first header tank 200 through the first inlet pipe 410.

그 다음, 제1열교환매체는 복수개의 상기 고온열교환기로 분배되어 하측방향으로 유동되어 상기 제2헤더탱크(300)를 통해 제1출구파이프(420)로 배출된다.Then, the first heat exchange medium is distributed to a plurality of the high temperature heat exchangers, flows downward, and is discharged to the first outlet pipe (420) through the second header tank (300).

상기 제1출구파이프(420)로 배출된 제1열교환매체는 상기 제1순환펌프(31)의 동작에 의해 다시 폐열회수부(20)로 유입되어 배기가스의 폐열을 회수하는 과정을 반복하게 된다.The first heat exchange medium discharged to the first outlet pipe 420 flows into the waste heat recovering unit 20 again by the operation of the first circulation pump 31 and the waste heat of the exhaust gas is recovered .

이 때, 상기 열전발전 열교환기(10)는 일측면은 상기 고온열교환부(120)에 의해 고온 상태가 되고, 타측면은 주행풍을 통해 방열된 상기 저온열교환부(130)에 의해 저온상태가 되어 양측면의 온도차에 의해 기전력이 발생된다.
At this time, the thermoelectric generator heat exchanger (10) is in a low temperature state by the low temperature heat exchanger (130) whose one side is heated by the high temperature heat exchanger (120) And an electromotive force is generated by the temperature difference on both sides.

이에 따라, 본 발명의 차량용 열전발전 시스템은 열전모듈 양측면의 온도차를 일정하게 유지시켜 발전성능을 확보하고, 열전모듈의 내구 수명을 향상시킬 수 있다는 장점이 있다.Accordingly, the vehicular thermoelectric power generation system of the present invention has an advantage that the temperature difference between both sides of the thermoelectric module can be maintained constant to secure the power generation performance, and the life span of the thermoelectric module can be improved.

또한, 본 발명의 차량용 열전발전 시스템은 저온열교환부가 방열핀 형태로 열전모듈과 면접촉하여 설치되고, 저온열교환부, 고온열교환부 및 열전모듈을 포함한 열전발전 열교환기가 차량의 전면부에 설치됨으로써, 별도의 냉각수단 없이 차량 주행풍으로 충분히 냉각될 수 있어 구성이 간단하고, 적용이 쉽다는 장점이 있다.Further, in the vehicle thermoelectric generator system, the low-temperature heat exchanger is provided in surface contact with the thermoelectric module in the form of a heat sink, and the thermoelectric generator heat exchanger including the low temperature heat exchanger, the high temperature heat exchanger, and the thermoelectric module is installed in the front portion of the vehicle. It is possible to cool the vehicle running wind sufficiently without cooling means, which is advantageous in that the structure is simple and easy to apply.

아울러, 본 발명의 차량용 열전발전 시스템은 폐열회수부 및 방열부를 통해 저온열교환기 및 고온열교환기 사이에 온도차를 유지시킴으로써, 차량의 주행조건이 달라지더라도 발전성능을 일정하게 유지할 수 있다는 장점이 있다In addition, since the temperature difference between the low-temperature heat exchanger and the high-temperature heat exchanger is maintained through the waste heat recovery unit and the heat radiation unit, the vehicle thermoelectric power generation system of the present invention has an advantage that the generation performance can be maintained constant even when the running condition of the vehicle is changed

본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.
It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. It goes without saying that various modifications can be made.

1 : 차량용 열전발전 시스템
10 : 열전발전 열교환기
20 : 폐열회수부
31, 32 : 제1순환펌프, 제2순환펌프
40 : 방열부
50 : 쿨링모듈
51 : 응축기 52 : 라디에이터
61 : 제1온도센서 62 : 제2온도센서
63 : 속도측정부
70 : 제어부
100 : 코어부
110 : 열전모듈 120 : 고온열교환부
130 : 저온열교환부 140 : 구획부
200 : 제1헤더탱크
210, 220 : 제1유동부, 제2유동부
230 : 격벽 240 : 삽입홀
300 : 제2헤더탱크
310, 320 : 제3유동부, 제4유동부
410, 420 : 제1입구파이프, 제1출구파이프
510, 520 : 제2입구파이프, 제2출구파이프1: Automotive thermoelectric power generation system
10: Thermoelectric generator heat exchanger
20: waste heat recovery unit
31, 32: first circulation pump, second circulation pump
40:
50: Cooling module
51: condenser 52: radiator
61: first temperature sensor 62: second temperature sensor
63: Speed measuring section
70:
100: core part
110: thermoelectric module 120: high temperature heat exchanger
130: low temperature heat exchanger 140:
200: first header tank
210, 220: a first fluid flow section, a second fluid flow section
230: partition wall 240: insertion hole
300: second header tank
310, 320: a third fluid unit, a fourth fluid unit
410, 420: first inlet pipe, first outlet pipe
510, 520: second inlet pipe, second outlet pipe

Claims (11)

열전모듈(110)과, 고온의 제1열교환매체가 순환되는 고온열교환부(120)와, 저온의 제2열교환매체를 통해 방열되는 저온열교환부(130)를 포함하는 열전발전 열교환기(10);
배기관 또는 배기 매니폴드 내부에 구비되며, 배기가스의 폐열을 회수하여 상기 고온열교환부(120)로 유동되는 제1열교환매체를 고온으로 유지시키는 폐열회수부(20);
상기 폐열회수부(20) 및 상기 고온열교환부(120) 사이에 구비되어 제1열교환매체를 순환시키는 제1순환펌프(31);
상기 저온열교환부(130)에서 전달된 열을 방열시키는 방열부(40); 및
상기 방열부(40) 및 상기 저온열교환부(130) 사이에 구비되어 제2열교환매체를 순환시키는 제2순환펌프(32); 를 포함하여 형성되며,
상기 열전발전 열교환기(10)는
내부에 제1열교환매체가 유동되는 튜브 형태의 상기 고온열교환부(120)가 상기 열전모듈(110)의 일측면에 면접촉하여 설치되며, 내부에 제2열교환매체가 유동되는 튜브형태의 상기 저온열교환부(130)가 상기 열전모듈(110)의 타측면에 면접촉하여 설치되는 열전모듈(110)이 길이방향으로 나란하게 복수개 배치되는 코어부(100);
상기 코어부(100)의 높이방향으로 일측 단부가 고정되며, 내부에 길이방향으로 격벽(230)이 형성되어 제1유동부(210) 및 제2유동부(220)로 공간이 분리되고, 상기 제1유동부(210) 및 제2유동부(220)가 상기 고온열교환부(120)와 연통되는 제1헤더탱크(200);
상기 코어부(100)의 높이방향으로 타측 단부가 고정되며, 내부에 길이방향으로 격벽(230)이 형성되어 제3유동부(310) 및 제4유동부(320)로 공간이 분리되고, 상기 제3유동부(310) 및 제4유동부(320)가 상기 저온열교환부(130)와 연통되는 제2헤더탱크(300);
상기 제1유동부(210)와 연통되며, 제1열교환매체가 유입되는 제1입구파이프(410);
상기 제2유동부(220)와 연통되며, 제1열교환매체가 배출되는 제1출구파이프(420);
상기 제3유동부(310)와 연통되며, 제2열교환매체가 유입되는 제2입구파이프(510); 및
상기 제4유동부(320)와 연통되며, 제2열교환매체가 배출되는 제2출구파이프(520); 를 포함하여 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 열전발전 시스템.
A thermoelectric generator heat exchanger (10) comprising a thermoelectric module (110), a high temperature heat exchanging part (120) through which a high temperature first heat exchanging medium circulates, and a low temperature heat exchanging part (130) radiating through a low temperature second heat exchanging medium. ;
A waste heat recovery unit 20 provided in the exhaust pipe or the exhaust manifold for recovering the waste heat of the exhaust gas and maintaining the first heat exchange medium flowing to the high temperature heat exchange unit 120 at a high temperature;
A first circulation pump (31) provided between the waste heat recovery unit (20) and the high temperature heat exchange unit (120) to circulate the first heat exchange medium;
A heat dissipating unit (40) for dissipating heat transferred from the low temperature heat exchanging unit (130); And
A second circulation pump 32 provided between the heat dissipation unit 40 and the low temperature heat exchange unit 130 to circulate the second heat exchange medium; And,
The thermoelectric generator heat exchanger (10)
The high temperature heat exchanging part 120 in the form of a tube through which the first heat exchanging medium flows is disposed in surface contact with one side surface of the thermoelectric module 110 and the low temperature A plurality of thermoelectric modules (110) arranged in a surface contact with the other side of the thermoelectric module (110), the heat exchanger (130) being arranged in parallel in the longitudinal direction;
One end portion of the core portion 100 is fixed in the height direction and a partition 230 is formed in the longitudinal direction of the core portion 100 to divide the space into the first fluid portion 210 and the second fluid portion 220, A first header tank (200) in which the first fluid flow unit (210) and the second fluid flow unit (220) communicate with the high temperature heat exchange unit (120);
The other end of the core portion 100 is fixed in the height direction. The partition wall 230 is formed in the longitudinal direction inside the core portion 100 to divide the space into the third fluid portion 310 and the fourth fluid portion 320, A second header tank 300 in which the third fluid unit 310 and the fourth fluid unit 320 communicate with the low temperature heat exchange unit 130;
A first inlet pipe (410) communicating with the first flow portion (210) and through which the first heat exchange medium flows;
A first outlet pipe (420) communicating with the second flow portion (220) and discharging the first heat exchange medium;
A second inlet pipe (510) communicating with the third fluid flow unit (310) and introducing the second heat exchange medium; And
A second outlet pipe (520) communicating with the fourth fluid passage (320) and discharging the second heat exchange medium; And wherein the thermoelectric generator is formed to include a plurality of heaters.
삭제delete 제 1항에 있어서,
상기 열전발전 열교환기(10)는
제1열교환매체 및 제2열교환매체의 순환 유로가 형성되도록 상기 고온열교환부(120) 및 저온열교환부(130) 내부에 높이방향으로 구획부(140)가 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 열전발전 시스템.
The method according to claim 1,
The thermoelectric generator heat exchanger (10)
(140) is formed in the high-temperature heat exchanging part (120) and the low-temperature heat exchanging part (130) in a height direction so that a circulating flow path of the first heat exchanging medium and the second heat exchanging medium is formed. .
제 1항에 있어서,
상기 차량용 열전발전 시스템(1)은
상기 방열부(40)는 라디에이터 또는 저온라디에이터이며,
상기 열전발전 열교환기(10)의 제2출구파이프(520)를 통해 배출된 제2열교환매체가 상기 방열부(40)로 유입되고,
상기 방열부(40)에서 배출된 제2열교환매체가 제2순환펌프(32)의 동작에 의해 상기 제2입구파이프(510)로 유입되는 것을 특징으로 하는 차량용 열전발전 시스템.
The method according to claim 1,
The vehicular thermoelectric power generation system (1)
The radiator 40 is a radiator or a low-temperature radiator,
The second heat exchange medium discharged through the second outlet pipe 520 of the thermoelectric generator heat exchanger 10 flows into the heat dissipating unit 40,
And the second heat exchange medium discharged from the heat dissipating unit (40) flows into the second inlet pipe (510) by the operation of the second circulation pump (32).
열전모듈(110)과, 고온의 제1열교환매체가 순환되는 고온열교환부(120)와, 저온의 제2열교환매체를 통해 방열되는 저온열교환부(130)를 포함하는 열전발전 열교환기(10);
배기관 또는 배기 매니폴드 내부에 구비되며, 배기가스의 폐열을 회수하여 상기 고온열교환부(120)로 유동되는 제1열교환매체를 고온으로 유지시키는 폐열회수부(20);
상기 폐열회수부(20) 및 상기 고온열교환부(120) 사이에 구비되어 제1열교환매체를 순환시키는 제1순환펌프(31);
상기 저온열교환부(130)에서 전달된 열을 방열시키는 방열부(40); 및
상기 방열부(40) 및 상기 저온열교환부(130) 사이에 구비되어 제2열교환매체를 순환시키는 제2순환펌프(32); 를 포함하여 형성되며,
상기 고온열교환부(120)의 온도를 측정하는 제1온도센서(61);
상기 저온열교환부(130)의 온도를 측정하는 제2온도센서(62);
상기 제1온도센서(61) 및 제2온도센서(62)에서 측정된 온도의 차가 일정하게 유지되도록 상기 제1순환펌프(31) 및 제2순환펌프(32)의 작동을 제어하는 제어부(70); 를 더 포함하여 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 열전발전 시스템.
A thermoelectric generator heat exchanger (10) comprising a thermoelectric module (110), a high temperature heat exchanging part (120) through which a high temperature first heat exchanging medium circulates, and a low temperature heat exchanging part (130) radiating through a low temperature second heat exchanging medium. ;
A waste heat recovery unit 20 provided in the exhaust pipe or the exhaust manifold for recovering the waste heat of the exhaust gas and maintaining the first heat exchange medium flowing to the high temperature heat exchange unit 120 at a high temperature;
A first circulation pump (31) provided between the waste heat recovery unit (20) and the high temperature heat exchange unit (120) to circulate the first heat exchange medium;
A heat dissipating unit (40) for dissipating heat transferred from the low temperature heat exchanging unit (130); And
A second circulation pump 32 provided between the heat dissipation unit 40 and the low temperature heat exchange unit 130 to circulate the second heat exchange medium; And,
A first temperature sensor (61) for measuring the temperature of the high temperature heat exchanger (120);
A second temperature sensor (62) for measuring the temperature of the low temperature heat exchange unit (130);
A controller 70 for controlling the operation of the first circulation pump 31 and the second circulation pump 32 so that the difference between the temperatures measured by the first temperature sensor 61 and the second temperature sensor 62 is kept constant, ); Further comprising: a plurality of heat generating units for thermally generating electricity.
열전모듈(110)과, 고온의 제1열교환매체가 순환되는 고온열교환부(120)와, 주행풍을 통해 방열되는 저온열교환부(130)를 포함하는 열전발전 열교환기(10);
배기관 또는 배기 매니폴드 내부에 구비되며, 배기가스의 폐열을 회수하여 상기 고온열교환부(120)로 유동되는 제1열교환매체를 고온으로 유지시키는 폐열회수부(20);
상기 폐열회수부(20) 및 상기 고온열교환부(120) 사이에 구비되어 제1열교환매체를 순환시키는 제1순환펌프(31); 를 포함하여 형성되며,
상기 열전발전 열교환기(10)는
내부에 제1열교환매체가 유동되는 튜브 형태의 상기 고온열교환부(120)가 상기 열전모듈(110)의 일측면에 면접촉하여 설치되며, 주행풍을 통해 방열되는 방열핀 형태의 상기 저온열교환부(130)가 상기 열전모듈(110)의 타측면에 면접촉하여 설치되고, 상기 열전모듈(110)이 길이방향으로 나란하게 복수개 배치되는 코어부(100);
상기 고온열교환부(120)의 높이방향으로 양단이 고정되어 제1열교환매체가 유동되는 제1헤더탱크(200) 및 제2헤더탱크(300); 및
상기 제1헤더탱크(200) 또는 제2헤더탱크(300)에 형성되어 제1열교환매체가 유입되는 제1입구파이프(410) 및 배출되는 제1출구파이프(420); 를 포함하여 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 열전발전 시스템.
A thermoelectric generator heat exchanger (10) including a thermoelectric module (110), a high temperature heat exchange part (120) through which a high temperature first heat exchange medium circulates, and a low temperature heat exchange part (130) radiating through traveling wind;
A waste heat recovery unit 20 provided in the exhaust pipe or the exhaust manifold for recovering the waste heat of the exhaust gas and maintaining the first heat exchange medium flowing to the high temperature heat exchange unit 120 at a high temperature;
A first circulation pump (31) provided between the waste heat recovery unit (20) and the high temperature heat exchange unit (120) to circulate the first heat exchange medium; And,
The thermoelectric generator heat exchanger (10)
The high temperature heat exchanging part (120) in the form of a tube through which the first heat exchanging medium flows is disposed in contact with one side surface of the thermoelectric module (110), and the low temperature heat exchanging part A plurality of thermoelectric modules (110) mounted on the other side of the thermoelectric module (110) in a surface contact manner;
A first header tank 200 and a second header tank 300, both ends of which are fixed in the height direction of the high-temperature heat exchange unit 120 to flow the first heat exchange medium; And
A first inlet pipe 410 and a first outlet pipe 420 formed in the first header tank 200 or the second header tank 300 and through which the first heat exchange medium flows; And wherein the thermoelectric generator is formed to include a plurality of heaters.
삭제delete 열전모듈(110)과, 고온의 제1열교환매체가 순환되는 고온열교환부(120)와, 주행풍을 통해 방열되는 저온열교환부(130)를 포함하는 열전발전 열교환기(10);
배기관 또는 배기 매니폴드 내부에 구비되며, 배기가스의 폐열을 회수하여 상기 고온열교환부(120)로 유동되는 제1열교환매체를 고온으로 유지시키는 폐열회수부(20);
상기 폐열회수부(20) 및 상기 고온열교환부(120) 사이에 구비되어 제1열교환매체를 순환시키는 제1순환펌프(31); 를 포함하여 형성되며,
주행풍의 유속을 측정하는 속도측정부(63)와,
상기 속도측정부(63)에서 측정된 속도에 따라 상기 제1순환펌프(31)의 작동을 제어하는 제어부(70)를 더 포함하여 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 열전발전 시스템.
A thermoelectric generator heat exchanger (10) including a thermoelectric module (110), a high temperature heat exchange part (120) through which a high temperature first heat exchange medium circulates, and a low temperature heat exchange part (130) radiating through traveling wind;
A waste heat recovery unit 20 provided in the exhaust pipe or the exhaust manifold for recovering the waste heat of the exhaust gas and maintaining the first heat exchange medium flowing to the high temperature heat exchange unit 120 at a high temperature;
A first circulation pump (31) provided between the waste heat recovery unit (20) and the high temperature heat exchange unit (120) to circulate the first heat exchange medium; And,
A speed measuring section 63 for measuring the flow velocity of the running wind,
And a control unit (70) for controlling the operation of the first circulation pump (31) according to the speed measured by the speed measuring unit (63).
열전모듈(110)과, 고온의 제1열교환매체가 순환되는 고온열교환부(120)와, 주행풍을 통해 방열되는 저온열교환부(130)를 포함하는 열전발전 열교환기(10);
배기관 또는 배기 매니폴드 내부에 구비되며, 배기가스의 폐열을 회수하여 상기 고온열교환부(120)로 유동되는 제1열교환매체를 고온으로 유지시키는 폐열회수부(20);
상기 폐열회수부(20) 및 상기 고온열교환부(120) 사이에 구비되어 제1열교환매체를 순환시키는 제1순환펌프(31); 를 포함하여 형성되며,
상기 열전발전 열교환기(10)는
주행풍을 통해 상기 저온열교환부(130)가 방열되도록
쿨링모듈(50)의 차량 전방에 위치한 측에 배치되는 것을 특징으로 하는 차량용 열전발전 시스템.
A thermoelectric generator heat exchanger (10) including a thermoelectric module (110), a high temperature heat exchange part (120) through which a high temperature first heat exchange medium circulates, and a low temperature heat exchange part (130) radiating through traveling wind;
A waste heat recovery unit 20 provided in the exhaust pipe or the exhaust manifold for recovering the waste heat of the exhaust gas and maintaining the first heat exchange medium flowing to the high temperature heat exchange unit 120 at a high temperature;
A first circulation pump (31) provided between the waste heat recovery unit (20) and the high temperature heat exchange unit (120) to circulate the first heat exchange medium; And,
The thermoelectric generator heat exchanger (10)
So that the low-temperature heat exchange unit 130 is radiated through the running wind
Is disposed on a side of the cooling module (50) located on the front side of the vehicle.
제 1항, 제 5항, 제 6항, 제 8항 및 제 9항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 폐열회수부(20)는
제1열교환매체가 순환되도록
배기가스 유동 통로 상에 튜브가 나선형으로 권취되어 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 열전발전 시스템.
The method according to any one of claims 1, 5, 6, 8, and 9,
The waste heat recovering unit 20
So that the first heat exchange medium is circulated
And the tube is spirally wound on the exhaust gas flow passage to form the tube.
제 1항, 제 5항, 제 6항, 제 8항 및 제 9항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 폐열회수부(20)는
상기 제1열교환매체가 순환되도록
배기가스가 유입 및 배출되는 방향과 수직한 방향으로 복수개의 튜브가 연장되어 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 열전발전 시스템.The method according to any one of claims 1, 5, 6, 8, and 9,
The waste heat recovering unit 20
So that the first heat exchange medium is circulated
Wherein a plurality of tubes are formed extending in a direction perpendicular to the direction in which the exhaust gas flows in and out.
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