近年来,随着经济社会的不断发展我国汽车产业迅速发展。但与此同时,我国汽车热效率较低的问题依然是困扰我国汽车行业以及经济社会发展的重要因素。特别是对于汽车尾气来说,发动机在提供动力时所产生热量的30%-45%都被废弃所带走,致使汽车损失了很大一部分余热,同时造成了能源的浪费。有很多新型能源技术可用于余热回收而半导体温差发电装置就是这样一种装置,其作为发电装置来说有着无噪声、寿命长等优点且在运行过程中能够保持十分稳定的性能。这一新型能源利用技术也受到了越来越多的关注。传统的平板式温差发电装置通常采用的结构是将温差发电模块直接贴附到高温尾气通道上,但采用这样结构的温差发电装置通常会导致温差发电模块冷热端温差过小,热端温度伴随高温气体有较大的波动,同时发电装置内部各发电模块发电性能不一,进行发电一致性较差,影响发电状态的稳定与发电性能的提高。本文提出了一种新型的气液相变式温差发电装置,高温尾气通过发电装置内部圆管与箱体内中间介质换热,中间介质沸腾到达箱体上端冷凝放热为温差发电模块提供热量,相变型温差发电装置利用中间介质的沸腾与冷凝进行尾气余热的传递,使尾气通道与发电模块分离,从而实现发电面积与尾气换热面积分离,实现热量的集中传递进而提高发电性能。本文搭建了一套实验系统用来模拟高温尾气换热,在实验中为气液相变式温差发电装置以及传统平板式温差发电装置提供热量,同时对两种温差发电装置的发电特性进行了对比。实验结果表明:1.平板式温差发电装置发电功率与效率均高于相变式温差发电装置,但随着进气温度提高差距逐渐减小,进口空气温度250℃时,相变式温差发电装置与平板式温差发电装置最高发电效率分别为0.91%,1.01%,这是由于在相同进气条件下,高温空气在通过平板式温差发电装置时与其有较大的换热量而本文中所使用的相变式温差发电装置由于增加换热环节,在这一过程中增加了换热的热阻导致其相比平板式温差发电装置来说换热量较小,发电性能较差。2.对比装置内部不同发电模块,发现当进口温度为250℃时,相变式温差发电装置内不同发电模块最高电压与最低电压相差仅有0.04V,而在相同条件下的平板式温差发电装置最大0.32V的电压差具有更好的一致性。这是由于相变后的中间介质在箱体内分布均匀,到达箱体顶端后均匀放热,温差发电模块热端温度一致,各发电模块发电一致性较好。3.随着装置内发电模块数量的变化,发电电压、发电功率及效率也会随之改变。如果热电发电机模块的数量少于2个或4个,则相变式温差发电装置的总发电电压,单个模块的发电电压,发电功率和效率将高于平板式温差发电装置。当模块数量达到6个、8个时,与平板式温差发电装置相比,总发电电压,单个模块的发电电压,发电功率及效率都会降低,并且差距会随着模块数量的增加而逐渐扩大。随着温差发电模块数量的逐渐增加,相变式温差发电装置内部高温气体与中间介质换热面积,换热量增加幅度较慢,而对于平板式温差发电装置,换热面积随模块数量增加而相应增加,换热量增加幅度较大,平板式温差发电装置发电性能相比于相变式温差发电装置提高幅度更大。4.在加热器瞬间关闭后,相变式温差发电装置由于具有良好的蓄热性能,其开路电压以及中间介质温度短时间内并未发生明显的下降,而对于平板式温差发电装置,由于缺少蓄热能力其开路电压随进口空气温度下降较快。