汽车用电的新来源汽车余热发电

TECHNOLOGYANDPRODUCTION汽车用电的新来源汽车余热发电联合国气候变化大会于2009年12月7日18日在丹麦首都哥本哈根召开，各国的碳排放标准问题成为争论的焦点。温总理在这次会议上承诺我国2020年单位国内生产总值二氧化碳排放TL2OO5年下降4045，这个目标对于一个有着L3亿多人口，每年保持8以上的经济增长速度的国家来说，无疑是一个艰巨的任务。而实现这个任务，我国汽车行业责无旁贷。最近，湖北省科学技术协会主办了“2009节能减排及新能源汽车技术论坛”，在这次论坛上，来自武汉多所高校的专家和东风公司的技术人员向大家介绍了多种节能减排以及新能源汽车技术，其中，一种汽车排气废热温差发电技术引起了记者26曩噼201002本刊见习记者郭洲梁的注意。据测算，内燃机燃油产生的能量大约只有25用于汽车行驶及附件，30的能量以散热的方式被消耗，5的能量在摩擦和传动中被消耗，剩下40的能量都随尾气被排出。回收这些能量进行循环利用作为一种最直接的节能方式越来越被大家所重视。近两个赛季在F1赛车身上已经开始使用的KERS系统就是一种制动能回收再利用系统，而本文要介绍的这种技术是利用温差发电原理从发动机排出的废气中回收能量。不久前，记者专程前往武汉理工大学汽车工程学院，采访了负责该项目的邓亚东副院长。据邓教授介绍，汽车排气废热温差发电技术是国家重点基础研究计划973计划项目，并将申报国家高技术研究发5计划863计划项目。该技术主要是靠布置在排气管外壁的大量热电模块从动机排出的高温废气中回收热能进行电，目前还处在台架试验阶段，明年将T划进行装车试验，LN2年内争取达到实F化。该项目的目标是在3N5年之后，用差发电取代用发动机提供动力的车载发E机。温差发电机对于普通发电机来说的最大优势在于不再占用发动机的输出功率，而是从发动机排出的废气中对剩余热能进行回收再利用，大大提升了燃料使用效率，使发动机可以更好地为汽车行驶提供动力。目前，由于受热电材料技术的限制，国内现阶段实验所用的都为低温热电材料，对热能的转化回收效率还较低，但是经实验测算依然可以满足车辆的普通用电需求。在国外，GM、BMW、NISSAN和DELPHI等汽车业巨头也都在作这方面的研究，他们使用价格昂贵的高温热电材料提升热电转化效率。BMW以高温热电材料覆盖发动机外壁直接从发动机机体回收热量，能够回收到十几千瓦的能量。据邓教授介绍，高效率回收的电能将会超出一辆汽车所需要的正常用电，多出来的这部分可以储存作为汽车辅助动力从而形成混合动力去驱动车辆，而这也是余热回收发电技术的最终目标。从市场前景来看，汽车排气废热温差发电技术有以下几大优点节能效果明显。从国内现有的技术来估算，从尾气和散热方面消耗的能量占燃油总能量的70左右，国外主要生产厂家生产的热电材料转化效率大约为7，可以TECHNOLOGYANDPRODUCTION从中回收的能量大约占整个燃油能量的5，将这一部分能量作用于汽车行驶，可使汽车的燃油经济性提升20。NISSAN公司研制出了温差发电器，当汽车以60KMH的速度爬坡时，发电器可转换废气中11的热量，如果在未来热电材料的转化效率能有所突破，将会是未来混合动力汽车供电系统的最佳选择。相对成本较低。由于热电材料的实际应用技术还在研究阶段，价位相对较高。据武汉理工大学参与该项目的人员介绍，正在进行台架试验的这套系统所使用的热电模块每个只需100多元，总共使用了300个。如果以后这种温差发电器进入全面产业化阶段，成本会进一步降低。这对于现有的各种新能源动汽车动辄数百万的成本来说是微不足道的，而与那些在发动机技术上投人巨额资金却只能使动力提升不足10的效果相比，它的优势就显得更大了。体积小、结构简单。在采访过程中，邓教授向记者展示了他们所用的热电模块，每片大约有23MM厚，面积为2030CM，可以想象，即使有300个模块，所占用的体积也是有限的。整个装置只需将这些模块串、并联在一起并用夹紧机构固定在排气管的外侧即可，安装方便，这些优势都有助于能量回收技术在汽车上普及推广。在2009年年初公布的汽车产业调整和振兴规划中，政府明确提出了要在今后大力发展节能和新能源汽车技术。节能减排和新能源汽车作为我国汽车工业下一步发展的重点，在近几年都取得了长足的进步。但是相较于节能减排技术来说，电动汽车受电池技术和我国供电能力的限制，同时，由于我国发电大量依赖火电，即使推广开来是否能真正起到减排的目的还不得而知，而其他