随着全球工业化的推进,环境恶化和能源危机正威胁着人类的稳定发展,节能减排正成为工业发展的一个重要趋势,也是缓解能源问题和环境问题的客观要求。汽车工业作为能源消耗大户,节能减排对其显得非常重要。20世纪70年代,国外学者提出了采用热电转换的方式将发动机的排气余热直接转换成电能,供给车辆使用,提高汽车能源利用率。但是通常这种发电方式是采用发动机排气管外部布置热电转换元件,使得所研制出的温差发电器转换效率较低,结构不紧凑,影响了这一技术的实际推广应用。若要进一步推广温差发电技术在车辆节能方面的应用,车载温差发电器必须具有较大的功率输出和较高的能量密度。本文针对这两点对一种新型内置式高强度温差发电系统进行了研究,依据强化传热的原理和技术,对车载内置式温差发电器进行了理论分析,数学建模,计算机仿真和优化设计,探索在现有热电材料的基础上,实现使温差发电器有较大的功率输出和较高的能量密度的结构和技术。本文主要进行了以下几个方面的工作:1.介绍了温差发电的历史,目前的研究现状和发展方向。探讨了影响温差发电性能的因素,对温差发电的过程进行数学建模,为以后的结构设计和优化提供理论上的支持依据。2.通过的实验车辆上的相关实验,测量了车载内置式温差发电器的有关工作环境参数,比如发动机排气管内的压力与温度,冷却系统内水的温度,为后文的仿真计算提供边界条件的设置参考。3.应用CATIA软件对对内置式温差发电器的冷却器结构进行了改进设计,使其更符合强化传热的要求,即在冷却器内的柱状热电材料上加装翅片,提高冷却器腔内冷流体的湍流强度,提高冷却器的平均换热系数。4.应用FLUENT软件对温差发电器的冷却器换热性能进行数值仿真,分析确定最佳的改进结构,仿真结果表明,和结构未改进的冷却器相比,改进后加装六片翅片时有最佳的换热效果,其平均换热系数提高了9%左右,同时平均阻力系数只提高了3%。