1. 研究目的与意义（文献综述）
截止到2015年6月，我国汽车保有量已经突破了1.63亿辆，成为仅次于美国的全球第二大汽车保有量的国家。随着汽车的不断增多，其带来的高能耗问题日益凸显。从内燃机的燃油能量消耗途径来看，只有30%的能量用于驱动车辆运行，大约40%的能量以尾气废热的形式排放到大气中[1]。而汽车内燃机的技术已经达到了一个瓶颈，通过改进内燃机技术来提高汽车的燃油利用率难度较大，因此回收利用这些被排放的废热是提高汽车燃油利用率、降低能耗最为有效的途径之一。而对于汽车尾气，其具有能量密度低、气流速度快、温度沿排气管道呈梯度下降等特点，按照传统回收利用热能的方法都无法有效的回收尾气中的废热。现有的研究表明，基于热电发电原理的热电转换装置，可以较为有效地回收此类废热并能够将热能直接转换为电能。热电发电是利用热电材料的seebeck效应将热能直接转换成电能的一种新型发电技术。在热电材料两端建立一定的温差，便可将热能直接转换成电能输出[2]。该技术是目前最为有效的回收尾气废热的技术之一。
汽车尾气热电发电技术及其工业化应用已经引起了国内外的高度重视[3]，美国的hi-z公司、日本的nissan公司、国内的清华大学、华南理工大学和武汉理工大学等都在这一领域有较深入的研究，并取得了相应的成果。hi-z公司研制的热电转换装置，其热交换器呈圆柱形，采用bi2te3基热电材料，以铝制冷却水箱作为冷源散热,采用蝶型弹簧固定，水冷却系统与发动机冷却系统集成共用。该装置安装在康明斯柴油机排气管上进行了试验时,其输出功率达到了1kw[4]。日本nissan公司对热交换器及冷却方式进行了改进，开发了一种基于sige合金热电材料的热电转换装置，其热交换器呈方形，冷却方式为水冷。但是sige合金热电性能不是很好，热电转换效率不到2%，总最大发电功率只有35.6w，整个尾气废热热电转换装置的转换效率只有0.1%[5]。清华大学建立了单个热电器件性能试验平台,通过比较风冷与水冷两种冷却方式对热电器件的散热影响,得出了单个热电器件的输出功率随着热端温度、负载的变化规律[6]。华南理工大学设计了一种内置式轴向网状热电偶，并且以外接分离式循环冷却水作为冷源，其中的冷却水还能并入发动机冷却系统中。这一设计集成度很高，还能够建立较大的温差，有利于热电多场耦合[7]。武汉理工大学优化了热电模块的布置与连接方式，组建高效废热通道结构，设计出一套输出功率能够达到300w的尾气废热热电回收装置，并在东风猛士车上进行了试车道路测试[8]。
尾气废热的回收已经逐步得到了大家的认可，但是现有的回收装置的回收效率还有待提高。teg（thermoelectric generation）系统的集成和优化分析不仅可以回收尾气废热，提高回收效率，实现节能减排，还能减轻汽车排气系统的重量，减少燃油消耗，同时这一研究还能为发展混合动力汽车提供新的思路。因此做好teg系统的集成与优化分析对于节能环保以及汽车的发展具有重要意义。
2. 研究的基本内容与方案
研究的基本内容与技术方案及措施：本文的主要研究内容为汽车尾气温差发电系统和汽车尾气消声器的一体化设计与分析，主要包括以下方面：
（1） 分别分析汽车尾气温差发电装置和汽车消声器的工作原理、工作过程以及各自的结构特点。之后再分析这两部分对汽车尾气排放系统的影响，为两者一体化提供理论依据。
（2）根据汽车尾气温差发电装置与消声器的工作特点，对其一体化的模型进行设计，确定消声器在尾气发电系统中的位置，以及热电模块、冷却水箱和夹紧装置的布置形式。随后分析汽车尾气排放系统，确定尾气进入此模型时的温度、流速以及压强等边界条件。
3. 研究计划与安排
1.4-1.14 校外实习、校外资料收集、完成实习报告；1.15-1.25 确定毕业设计选题、毕业设计任务书(相关参数)、校内资料收集；
2.18-2.28 方案构思，完成外文翻译
2.28-3.11 完成开题报告，并在网上提交外文翻译和开题报告。
4. 参考文献（12篇以上）
[1] 胡平,周荣,徐达.汽车燃油经济性优化方法[j].天津汽车,2010,(3):35-38.[2] saqr, k. m.,mansour, m. k.,musa, m. thermal design of automobile exhaust based thermoelectric generators: objectives and challenges[j]. international journal of automotive technology,2008,9(2):155-160.
[3] 刘洪权,宋英,孙秋.热电转换器件的研究与应用[j].哈尔滨工业大学学报,2008,40(9):1431-1435.
[4] bass j c, elsner n b, leavitt f a. performance of the 1 kw thermoelectric generator for diesel engines[c].aip conf. proc., 1995(316):295-298.
