尾氣溫差發(fā)電供電裝置結(jié)題報告

1、同濟(jì)大學(xué)大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐訓(xùn)練計劃（SITP）結(jié)題報告及評審表 項目類型 理工類 同濟(jì)大學(xué)大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐訓(xùn)練計劃結(jié)題報告及評審表課 題 名 稱 汽車尾氣溫差發(fā)電供電裝置課題 負(fù)責(zé)人 楊云霄學(xué) 號 1252836所在院（系）電子與信息工程學(xué)院指 導(dǎo) 老 師 李銳華報 告 時 間 2015年5月 16日 同濟(jì)大學(xué)大學(xué)生科技服務(wù)中心 二一五年五月制要 求1、 本結(jié)題報告由學(xué)生科技服務(wù)中心提供電子版、各課題組自行填寫后打印。2、 本結(jié)題報告前五項由課題負(fù)責(zé)人填寫后打印，第七項由指導(dǎo)老師手寫。3、 工作步驟包括社會調(diào)查、實(shí)驗(yàn)、試驗(yàn)、設(shè)計、設(shè)計修改、加工步驟、技術(shù)改進(jìn)、查閱資料、數(shù)據(jù)處理和論文撰寫。一般不少于

2、五個步驟。4、 成果包括模型、設(shè)計、方案、調(diào)查報告、實(shí)驗(yàn)結(jié)論、論文部分、機(jī)械裝置、裝置半成品、參賽經(jīng)歷和獲獎經(jīng)歷。（軟件、圖像等電子類刻成光盤上交；在學(xué)術(shù)期刊上發(fā)表的論文， 要求上交一份原版期刊； 大型實(shí)物拍成照片、視頻等在項目結(jié) 題報告或答辯現(xiàn)場ppt 反映；小型實(shí)物評審現(xiàn)場展示。）5、 工作步驟（社會調(diào)查、實(shí)驗(yàn)、試驗(yàn)、設(shè)計、設(shè)計修改、加工步驟、技術(shù)改進(jìn)和數(shù)據(jù)處理）應(yīng)配有附圖。6、 成果（模型、設(shè)計、機(jī)械裝置、裝置半成品和參賽獲獎經(jīng)歷）應(yīng)至少配有3張副圖。7、 工作小節(jié)一欄應(yīng)填寫自評及感想。8、 本報告供評審時參考，除此報告外各課題組還需附上一篇心得體會。9、 以下各表填寫時可以附頁。一、工

3、作步驟（可附頁說明）序號階段及內(nèi)容目的起訖日期一二三四五社會調(diào)查：2010年我國汽車銷量達(dá)到1806萬輛，隨著時間增長，汽車的數(shù)量逐年增加。汽車動力輸出占燃油燃燒總能量的2542，其余以廢熱形式從冷卻水和尾氣等中排出。發(fā)動機(jī)尾氣的余熱具有溫度高、壓強(qiáng)大、流速快的特點(diǎn)，因此尾氣所含能量在浪費(fèi)的熱量中占主要部分。溫差發(fā)電片性能實(shí)驗(yàn)：首先我們對買來的溫差發(fā)電片進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)以測試其發(fā)電能力。同時，通過電子溫度計來測量發(fā)電片兩端的溫差。實(shí)物如附圖一所示。溫差發(fā)電裝置設(shè)計：由對溫差發(fā)電片性能實(shí)驗(yàn)所得的結(jié)果，我們選取四片溫差發(fā)電片進(jìn)行串聯(lián)以提高輸出電壓，在熱源的選擇上，我們使用燒杯中添加熱水的方法對溫差發(fā)電片

4、進(jìn)行供熱，同時利用穩(wěn)壓模塊進(jìn)行穩(wěn)壓控制。溫差發(fā)電裝置加工與改進(jìn)：基于之前所做的初步實(shí)驗(yàn)與設(shè)計思路，我們在實(shí)驗(yàn)過程中有了更多的改進(jìn)思路，并最終將溫差發(fā)電裝置完成，首先，在之前的基礎(chǔ)上，我們更換了熱源，將燒杯裝置更換為導(dǎo)熱絲以更好的模擬汽車尾氣溫度，每十秒測量一組溫度-電壓數(shù)據(jù)，并且加入了單片機(jī)測量模塊，通過一個小型單片機(jī)來顯示所測得的電壓，使所得的結(jié)果更加精確，可觀測性更強(qiáng)。數(shù)據(jù)處理：將實(shí)驗(yàn)過程中所測得的數(shù)據(jù)進(jìn)行整合處理，并且將數(shù)據(jù)導(dǎo)入到matlab中進(jìn)行圖像繪制與分析畫出最終的溫度電壓曲線。認(rèn)識并了解當(dāng)今汽車的不斷增多與日漸減少的能源之間的矛盾，節(jié)能減排與新興能源的需求與日俱增。測量出溫差發(fā)電

5、元件的發(fā)電性能與發(fā)電效率，并且與之前所查到的資料進(jìn)行對比，依此來確定發(fā)電模塊中發(fā)電片的數(shù)量與可能的發(fā)電量。最終得到每個溫差發(fā)電片的發(fā)電性能。如附圖二所示。初步進(jìn)行發(fā)電模塊與穩(wěn)壓模塊的設(shè)計，并且在實(shí)驗(yàn)中進(jìn)行更好的設(shè)想與改進(jìn)，為得到更好的發(fā)電性能打下基礎(chǔ)。完成最終的溫差發(fā)電裝置，按照我們的思路繼續(xù)進(jìn)行性能的測量，運(yùn)用單片機(jī)顯示出測量界面，同時將所測得的數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄，為之后的數(shù)據(jù)處理做準(zhǔn)備。數(shù)據(jù)處理為我們小組項目的最后一項內(nèi)容，將實(shí)驗(yàn)中所測得的數(shù)據(jù)通過圖像展示出來將會更為直觀。2014.32014.42014.52014.72014.92014.112014.112015.12015.12015.2

6、二、已完成成果（可附頁說明）序號成果意義成果形式一二三四溫差發(fā)電模塊穩(wěn)壓與檢測模塊發(fā)電模塊電壓溫度曲線實(shí)驗(yàn)代碼溫差發(fā)電模塊是我們小組所做項目的核心內(nèi)容，通過使溫差發(fā)電片冷端與熱端產(chǎn)生溫度差可以生成相應(yīng)大小的電壓。穩(wěn)壓與檢測模塊旨在將發(fā)電模塊輸出電壓穩(wěn)定后通過單片機(jī)的圖形用戶界面將穩(wěn)定后的電壓值顯示出來。將溫差發(fā)電模塊的發(fā)電特性通過曲線直觀的顯示出來。實(shí)驗(yàn)代碼包含單片機(jī)的界面編寫代碼以及Matlab中數(shù)據(jù)處理畫圖代碼見附圖三見附圖四見附圖五見附圖六三、未能完成的工作（可附頁說明）序號階段及內(nèi)容目的未完成原因一二三模擬熱源有待優(yōu)化和提高散熱裝置未能達(dá)到要求，使得發(fā)電電壓未能達(dá)到預(yù)期的效果未能在汽車

7、上進(jìn)行實(shí)際試驗(yàn)。獲得更高的輸出電壓使發(fā)電片兩邊溫差更大，以提高電壓測試裝置的實(shí)際應(yīng)用效果。發(fā)電片獲得更高電壓所需溫差難以達(dá)到。溫差發(fā)電片散熱效果較差。條件所限，無法在汽車上進(jìn)行試驗(yàn)。四、未達(dá)到的成果（可附頁說明）序號未達(dá)到的成果目的未完成原因一與汽車總電路的切換裝置保護(hù)發(fā)電裝置，使汽車在啟動與停止時的不穩(wěn)定溫度產(chǎn)生的電壓不會對發(fā)電裝置產(chǎn)生損害，同時，此裝置可以保護(hù)汽車電路總回路。對汽車結(jié)構(gòu)不熟悉因此并未建立與汽車電路的實(shí)際連接。五、資金使用明細(xì) 物品名稱單價（元）數(shù)量（個）物品總價（元）溫差發(fā)電片796474單片機(jī)1522304升降壓穩(wěn)壓模塊453135導(dǎo)熱貼7856散熱片10880電烙鐵45

8、145酒精燈燒杯全套55155其他355總價1504 六、工作小結(jié)在本次SITP的項目完成過程中，我們小組成員受益匪淺，我們學(xué)會了運(yùn)用團(tuán)隊的力量去完成任務(wù)，在實(shí)驗(yàn)的過程中，我們遇到了各種各樣之前沒有考慮到的問題，例如，我們在溫差發(fā)電供電裝置中加入了散熱模塊，這樣對于輸出電壓的提升是非常巨大的，同時，我們對測得的數(shù)據(jù)通過Matlab軟件進(jìn)行處理分析并且畫出圖像，增強(qiáng)了結(jié)果的直觀性并且使我們更易得出對裝置的改進(jìn)方法，在這過程中，不斷提升我們對于硬件調(diào)試的能力和編寫單片機(jī)代碼和Matlab代碼的能力，小組成員協(xié)同分工，共同完成了任務(wù)。七、指導(dǎo)老師對本課題的評價指導(dǎo)老師簽名 年 月 日評審表評審小組組成：組成姓名職稱單位簽字組長成員評審意見評審小組的審查結(jié)論組長 組員 年 月 日 是否結(jié)題 是 否是否推薦為獲獎項目 是 否獲獎等級推