长安大学taptap点点体育罗丁副教授在能源领域知名期刊《Applied Thermal Engineering》上发表了题为《Thermoelectric waste heat recovery in different internal combustion engine vehicles: A comparative analysis of energy, exergy and economic》的研究论文。罗丁副教授为第一作者,陈昊教授为通讯作者,长安大学为第一署名单位和通讯单位。
本研究针对不同类型车辆在热电发电机(TEG)余热回收应用中存在性能差异大、评价维度不足等问题,创新性地提出了基于混合瞬态CFD–热电数值模型的跨车型能量、火用与经济性(3E)综合分析方法。依托HWFET工况循环获得的瞬态排气参数,系统比较了两款柴油机卡车、一款汽油机SUV和一款汽油机轿车的TEG运行特性。结果表明:排气质量流量决定系统吸热能力,而排气温度主导火用效率;柴油机卡车KENT400在平均输出功率(124.71 W)、转换效率(7.54%)和火用效率(28.56%)方面表现最佳,且成本回收期仅为3.56年,显著优于汽油机轿车的8.96年;柴油机卡车KENT800虽具最高瞬时功率(200.35 W),但平均性能偏低。研究进一步揭示热电模块成本占系统总成本约75%,降低其价格是未来商业化的关键。与以往单一车辆或稳态分析不同,本研究首次在瞬态工况下开展跨车型3E对比,明确了柴油卡车作为TEG应用最优平台的优势,为汽车余热发电的工程推广与经济评估提供了新的理论支撑与实践参考。

图1不同车型中安装的热电发电机结构示意图。

图2热电发电机系统在不同车型中的瞬态输出性能。
期刊介绍:《Applied Thermal Engineering》是能源领域的顶级期刊,影响因子6.1,中科院大类二区TOP期刊,内容主要涵盖热力学、力学、能源与燃料等领域中具有突破性和多学科交叉性的应用技术研究成果。
论文信息:Luo D, Li Z, Chen H, Li X, Bao Z, Ji Z. Thermoelectric waste heat recovery in different internal combustion engine vehicles: A comparative analysis of energy, exergy and economic. Applied Thermal Engineering. 2025;280:128407.
论文链接:https://doi.org/10.1016/j.applthermaleng.2025.128407
(供图供稿:罗丁 审核:耿莉敏 编辑:韩啸)