CN102820556B - 一种汽车尾气余热发电用热电转换模块连接装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种汽车尾气余热发电用热电转换模块连接装置，所述装置由盒盖、底座、串联冲压件和单体冲压件构成，其特点是：串联冲压件嵌于底座的“H”形凹槽内，单体冲压件嵌于底座的“L”形凹槽内，然后所述的盒盖反扣在底座上相应的互补位置构成所述连接装置，所述连接装置前后两侧均开有比热电转换模块引脚稍大的开孔，热电转换模块通过开孔***所述连接装置，与其内部的串联冲压件和单体冲压件相连使得左右两侧相邻的热电转换模块实现串联。盒盖和底座的凹槽与***了热电转换模块引脚的冲压件形状和大小互补。本装置耐高温、绝缘、结构简单、使用方便，大大简化了热电转换模块的电气连接与安装。
Description
技术领域
本发明属于一种连接装置，具体而言是一种汽车尾气余热发电用热电转换模块连接装置。
背景技术
进入21世纪后，伴随着工业化的高速发展，全球性的环境恶化和能源危机正严重威胁着人类的可持续发展。寻找高效率、无污染的能源二次利用以及能量回收转换的方法，已经成为当今能源科学急需解决的问题之一。汽车发动机燃烧产生的高温尾气含有较高的能量，但目前汽车尾气都是经排气管直接排放到大气中，造成了能量的浪费和环境的污染。如何将尾气余热进行回收转换并提供给车载电器使用，是汽车界目前探索的热点问题。
热电转换模块是利用塞贝克效应将热能直接转换成电能的模块。它是汽车尾气余热发电***中热电转换部分的基本单元。热电转换模块的连接装置是其组成***的关键。目前的热电转换模块大多直接用导线进行串并联连接，这种连接方式有以下不足：第一、热电转换模块间不平整，使热电转换模块与气箱接触不紧密，不能收集更多的热量；第二、安装需大量人力，易出错，操作不便；第三、随着运行时间的增加，如果某个热电转换模块损坏，难以更换；第四、一旦安装完成，不易更改各列热电转换模块间的电气连接方式。
发明内容
本发明的目的是提出一种易安装、可靠性强的汽车尾气余热发电用热电转换模块连接装置，以克服上述不足。
为实现上述目的，本发明包括盒盖、底座、串联冲压件和单体冲压件构成，其特点是：
盒盖：包括多个与底座固定用圆形凸台和“1”形凹槽，圆形凸台均匀分布在盒盖上，在盒盖的前后侧开有多个“1” 形凹槽。由耐高温绝缘隔热的材料制作而成。
底座：包括多个与盒盖圆形凸台互补的圆形凹槽、用于嵌入各种冲压件的“H”形凹槽和“L”形凹槽。“H”形凹槽和“L”形凹槽分布于底座的前后侧。由耐高温绝缘隔热的材料制作而成。所述的盒盖通过圆形凸台和“1”形凹槽反扣在底座上相应的互补位置构成连接装置。
串联冲压件：由鸭嘴形夹片301、鸭嘴形夹片303和长方形连接片302组成，采用耐高温导电材料制作而成。长方形连接片302把鸭嘴形夹片301和鸭嘴形夹片303连接起来，使***鸭嘴形夹片的左右相邻热电转换模块实现串联。鸭嘴形夹片301和303具有良好的抗疲劳性和弹性。
单体冲压件：单体冲压件A由一个鸭嘴形夹片401、长方形连接片402和接线片403组成。单体冲压件B由一个鸭嘴形夹片501、长方形连接片502和接线片503组成。鸭嘴形夹片401和501用于热电转换模块引脚的***，接线片403和503用于组间热电转换模块的电气连接。单体冲压件A和单体冲压件B均由耐高温导电材料制作而成。
上述盒盖（1）能够在300℃以上的温度下使用，它包括多个与底座固定用圆形凸台（101-104）和“1”形凹槽（105a-110a）、“1”形凹槽（105b-110b）、“1”形凹槽（111-114）。圆形凸台（101-104）均匀分布于盒盖，与“1”形凹槽（105a-110a、105b-110b、111-114）相互隔开。“1”形凹槽（105a-110a、105b-110b、111-114）的尺寸大小一致，并且，在凹槽靠近盒盖外侧处有一个凸起，该凸起用于抬起热电转换模块的引脚，使引脚与连接装置的方形孔处于同一水平面。“1”形凹槽111与“1”形凹槽105a的中心间距D1，略宽于热电转换模块引脚601、602的中心间距D3。“1”形凹槽105a与105b的中心间距为D2，保证最后热电转换模块安装好后有一定的间距。圆形凸台有一定的高度，用于与底座（2）的圆形凹槽相扣。底座由耐高温绝缘隔热的材料制作而成。
上述底座（2）包括多个与盒盖圆形凸台（101-104）互补的圆形凹槽（201-204）、“H”形凹槽（205-210）和“L”行凹槽（211-214）。盒盖和底座扣上后，盒盖的“1”形凹槽（105a-110a、105b-110b、111-114）和底座的“H”形凹槽（205-210）、“L”行凹槽（211-214）依次配对，在连接装置的前后侧形成热电转换模块***用的方形孔（701-708），在连接装置的左右侧形成单体冲压件A（4）和单体冲压件B（5）接线片伸出用的方形孔（709-710）。底座由耐高温绝缘隔热的材料制作而成。
上述串联冲压件（3）由鸭嘴形夹片（301）、鸭嘴形夹片（303）和长方形连接片（302）组成。鸭嘴形夹片301的后侧（301a）剖面层三角形，使之有更好的张力，中间部分（301b）为两片紧贴的金属片，前侧（301c）是形如鸭嘴的开口，用于***热电转换模块的引脚。鸭嘴形夹片303与鸭嘴形夹片301的形状大小一致。长方形连接片302与左右两个鸭嘴形夹片的中间金属片的下片连接。串联冲压件由耐高温导电材料制作而成，且具有良好的抗疲劳性和弹性。
上述单体冲压件A（4）由一个鸭嘴形夹片（401）、长方形连接片（402）和接线片（403）组成。鸭嘴形夹片（401）的后侧（401a）剖面层三角形，使之有更好的张力，中间部分（401b）为两片紧贴的金属片，前侧（401c）是形如鸭嘴的开口。接线片（403）中间有一个圆孔，用于本列热电转换模块组件与其他热电模块组件进行串联或并联。长方形连接片（402）把鸭嘴形夹片（401）和接线片（403）连接起来。所示的单体冲压件B（5）由一个鸭嘴形夹片（501）、长方形连接片（502）和接线片（503）组成。鸭嘴形夹片（501）的后侧（501a）剖面层三角形，使之有更好的张力，中间部分（501b）为两片紧贴的金属片，前侧（501c）是形如鸭嘴的开口。接线片（503）中间有一个圆孔，用于本列热电转换模块组件与其他热电模块组件进行串联或并联。长方形连接片（502）把鸭嘴形夹片（501）和接线片（503）连接起来。单体冲压件由耐高温导电材料制作而成，过电流能力大于5A，并且具有良好的抗疲劳性和弹性。
本发明提供了一种汽车尾气余热发电用热电转换模块连接装置的组装方法，其组装方法是：串联冲压件置于底座“H”形凹槽中，单体冲压件A和单体冲压件B置于底座“L”行凹槽中。冲压件与底座凹槽形状互补，其尺寸略小于底座凹槽尺寸，以使冲压件能置于底座凹槽中，且接触良好。
本发明还提供了热电转换模块与连接装置的安装方法，其安装方法是：热电转换模块以双列直插型***连接装置中，分布于其两侧。无需外导线，实现了相邻热电转换模块的串联。具体应用时，在连接装置的上下面和热电转换模块间的间隙处涂有耐高温隔热材料，在热电转换模块的上下面涂有耐高温导热材料，以使热电转换模块的冷热端形成较大的温度差，产生更大的电量。
由于采用了上述技术方案，同列热电转换模块串联连接无需导线，直接将热电转换模块的引脚***热电转换模块连接装置中即可，使热电转换模块间很平整，能收集更多的热量；节省了大量人力，操作方便，不易出错；在长期的运行过程中，如果某个热电转换模块损坏，直接拔出损坏的热电转换模块，***新的热电转换模块即可；安装完成后，可更改各列热电转换模块间的电气连接方式。
附图说明
为了进一步理解本发明，作为说明书一部分的附图指示了本发明的实施例，而所作的说明用于解释本发明的原理。
图1为本发明与热电转换模块连接的结构示意图。
图2为本发明盒盖的结构示意图。
图3为本发明底座的结构示意图。
图4为本发明串联冲压件的结构示意图。
图5为本发明单体冲压件A的结构示意图。
图6为本发明单体冲压件B的结构示意图。
图7为热电转换模块的示意图。
图8为本发明底座与冲压件连接后结构示意图。
图9为本发明盒盖与底座扣合后结构示意图。
图10为本发明的使用状态示意图。
图中：1盒盖；2底座；3串联冲压件；4单体冲压件A；5单体冲压件B；6热电转换模块；7连接装置；101-104圆形凸台；105a-110a“1”形凹槽；105b-110b“1”形凹槽；111-114“1”形凹槽；201-204圆形凹槽；205-210“H”形凹槽；211-214“L”形凹槽；301第一鸭嘴形夹片；302第一长方形连接片；303第二鸭嘴形夹片；401第三鸭嘴形夹片；402第二长方形连接片；403第一接线片；501第四鸭嘴形夹片；502第三长方形连接片；503第二接线片； 601-602热电转换模块引脚；701-708 热电转换模块***用方形孔；709-710 单体冲压件接线片伸出用方形孔。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明作进一步的描述，但该实施例不应理解为对本发明的限制。
本发明中的热电转换模块连接装置包括盒盖1、底座2、串联冲压件3、单体冲压件A4和单体冲压件B5。串联冲压件嵌于底座的“H”形凹槽内，单体冲压件嵌于底座的“L”形凹槽内，连接装置前后两侧均开有比热电转换模块引脚稍大的开孔，热电转换模块通过开孔***连接装置，与其内部的串联冲压件和单体冲压件相连使得左右两侧相邻的热电转换模块实现串联。盒盖和底座的凹槽与***了热电转换模块引脚的冲压件形状和大小互补。具体应用时，在热电转换模块连接装置的上下表面、热电转换模块之间的空隙处均涂有耐高温绝缘隔热材料。盒盖1和底座2可由耐高温绝缘隔热材料制成。串联冲压件3、单体冲压件A4和单体冲压件B5可由耐高温导电材料制成。
所述盒盖1能够在300℃以上的温度下使用，具有多个圆形凸台101-104及多个“1”形凹槽105a-110a、105b-110b、111-114。 盒盖1有一定的长度L1，宽度W1和高度H1。“1”形凹槽105a-110a、105b-110b、111-114的尺寸大小一致，有一定的长度L2，宽度W2和深度H2，并且，在“1”形凹槽靠近盒盖外侧处有一个凸起，该凸起用于抬起热电转换模块的引脚，使引脚与连接装置的方形孔处于同一水平面。“1”形凹槽111与“1”形凹槽105a的中心间距为D1，略宽于热电转换模块两引脚601、602的中心间距D3。“1”形凹槽105a与105b的中心间距为D2，保证最后热电转换模块安装好后有一定的间距。圆形凸台的高度为H3，用于与底座2的圆形凹槽相扣。
所述底座2能够在300℃以上的温度下使用，与盒盖1一起反扣构成连接装置。它有多个与盒盖圆形凸台101-104互补的圆形凹槽201-204、“H”形凹槽205-210和“L”形凹槽211-214。圆形凹槽201-204的高度为H4（=H3），“H”形凹槽205-210的形状尺寸一致，其形状与串联冲压件3形状互补，在凹槽两侧的前后部分又有凹陷，用于放置串联冲压件鸭嘴形夹片301、303后侧的三角形部分301a、303a和前侧的开口部分301c、303c。“L”行凹槽211与212形状尺寸相同，用于放置单体冲压件B。“L”行凹槽213与214形状尺寸相同，用于放置单体冲压件A。同样，在“L”行凹槽的侧边前后部分又有凹陷，用于放置单体冲压件鸭嘴形夹片401、501后侧的三角形部分401a、501a和前侧的开口部分401c、401c。
所述盒盖与底座合上时，101与201配对，102与201配对，103与203配对，104与204配对，111与211配对，113与213配对，105a、105b与205配对，106a、106b与206配对，107a、107b与207配对，108a、108b与208配对，109a、109b与209配对，110a、110b与210配对,112与212配对，114与214配对。在连接装置的前后侧形成热电转换模块***用的方形孔701-708，在连接装置的左右侧形成单体冲压件A和单体冲压件B接线片伸出用的方形孔709-710，如图1中7所示。
所述串联冲压件3导电，过电流能力大于5A，并且具有良好的抗疲劳性和弹性。它包括两个鸭嘴形夹片301、303和长方形连接片302。 鸭嘴形夹片301的后侧301a剖面层三角形，使之有更好的张力，中间部分301b为两片紧贴的金属片，前侧301c是形如鸭嘴的开口，用于***热电转换模块的引脚。长方形连接片302与左右两个鸭嘴形夹片的中间金属片的下片连接。
所述单体冲压件A导电，过电流能力大于5A，并且具有良好的抗疲劳性和弹性。它由一个鸭嘴形夹片401、长方形连接片402和中间开有圆孔的接线片403组成。鸭嘴形夹片401的后侧401a剖面层三角形，使之有更好的张力，中间部分401b为两片紧贴的金属片，前侧401c是形如鸭嘴的开口。接线片403中间有一个圆孔，用于本列热电转换模块与其他列热电转换模块进行串联或并联。长方形连接片402把鸭嘴形夹片401和接线片403连接起来。
所述单体冲压件B导电，过电流能力大于5A，并且具有良好的抗疲劳性和弹性。由一个鸭嘴形夹片501、长方形连接片502和中间开有圆孔的接线片503组成。鸭嘴形夹片501的后侧501a剖面层三角形，使之有更好的张力，中间部分501b为两片紧贴的金属片，前侧501c是形如鸭嘴的开口。接线片503中间有一个圆孔，用于本列热电转换模块与其他列热电模块进行串联或并联。长方形连接片502把鸭嘴形夹片501和接线片503连接起来。
本发明组装时，首先，把串联冲压件置于底座的“H” 形凹槽205、206、207、208、209、210中；单体冲压件A置于底座的“L”形凹槽213和214中；单体冲压件B置于底座的“L”形凹槽211和212中。然后，把热电转换模块引脚***对应的冲压件的鸭嘴形夹片中，使相邻的热电转换模块串联。最后，把盒盖合上，组成完整的热电转换模块连接装置。另一种组装方法如下：首先，把串联冲压件置于底座的“H”形凹槽205、206、207、208、209、210中；单体冲压件A置于底座的“L”形凹槽213和214中；单体冲压件B置于底座的“L”形凹槽211和212中。然后，把盒盖合上。最后，把热电转换模块引脚***对应的冲压件的鸭嘴形夹片中，使相邻的热电转换模块串联。
具体应用时，在连接装置的上下面和热电转换模块间的间隙处涂有耐高温隔热材料，在热电转换模块的上下面涂有耐高温导热材料，以使热电转换模块的冷热端形成较大的温度差，产生更大的电量。
最后应说明，本发明的实施方案仅用于说明技术方案而非限制。本发明说明书中未作详细描述的内容属于本专业领域技术人员公知的现有技术。
Claims (5)
1.一种汽车尾气余热发电用热电转换模块连接装置，包括盒盖(1)、底座(2)、串联冲压件(3)、单体冲压件，其特征在于：所述盒盖包括多个与底座固定用圆形凸台和“1”形凹槽，圆形凸台均匀分布在盒盖上，在盒盖的前后侧开有多个“1”形凹槽；所述底座包括多个与盒盖圆形凸台互补的圆形凹槽、以及嵌入串联冲压件(3)或单体冲压件的“H”形凹槽或“L”形凹槽，所述“H”形凹槽和“L”形凹槽分布于底座的前后侧；所述的盒盖通过圆形凸台和“1”形凹槽反扣在底座上相应的互补位置构成连接装置；所述串联冲压件(3)由第一鸭嘴形夹片(301)、第二鸭嘴形夹片(303)以及第一长方形连接片(302)组成，所述第一长方形连接片(302)把第一鸭嘴形夹片(301)和第二鸭嘴形夹片(303)连接起来，使***鸭嘴形夹片的左右相邻热电转换模块实现串联；所述单体冲压件包括单体冲压件A(4)和单体冲压件B(6)，所述单体冲压件A由第三鸭嘴形夹片(401)、第二长方形连接片(402)以及第一接线片(403)组成，所述单体冲压件B由第四鸭嘴形夹片(501)、第三长方形连接片(502)和第二接线片(503)组成，第三鸭嘴形夹片(401)和第四鸭嘴形夹片(501)用于热电转换模块引脚的***，第一接线片(403)和第二接线片(503)用于组间热电转换模块(6)的电气连接；所述串联冲压件、单体冲压件A和单体冲压件B置于底座对应凹槽中，用于热电转换模块(6)引脚的接入，实现相邻热电转换模块(6)的串联；热电转换模块(6)以双列直插型***各冲压件中，热电转换模块(6)分布于连接装置的两侧；所述串联冲压件(3)置于底座“H”形凹槽中，单体冲压件A(4)置于底座“L”形凹槽中，单体冲压件B(5)置于底座“L”形凹槽中；冲压件与底座凹槽形状互补，其尺寸略小于底座凹槽尺寸，以使冲压件能置于底座凹槽中。
2.根据权利要求1所述的一种汽车尾气余热发电用热电转换模块连接装置，其特征在于：所述多个与底座固定用圆形凸台包括第一圆形凸台101-第四圆形凸台104共四个圆形凸台，所述多个与底座固定用“1”形凹槽包括第一“1”形凹槽105a-第六“1”形凹槽110a、第七“1”形凹槽105b-第十二“1”形凹槽110b以及第十三“1”形凹槽111-第十六“1”形凹槽114共十六个“1”形凹槽，所述第一圆形凸台101-第四圆形凸台104均匀分布于盒盖，所述第一圆形凸台101-第四圆形凸台104与所述第一“1”形凹槽105a-第六“1”形凹槽110a、第七“1”形凹槽105b-第十二“1”形凹槽110b以及第十三“1”形凹槽111-第十六“1”形凹槽114相互隔开，所述第一“1”形凹槽105a-第六“1”形凹槽110a、第七“1”形凹槽105b-第十二“1”形凹槽110b以及第十三“1”形凹槽111-第十六“1”形凹槽114的尺寸大小一致，并且，在凹槽靠近盒盖外侧处有一个凸起，该凸起用于抬起热电转换模块(6)的引脚，使热电转换模块(6)的引脚与所述连接装置中用于连接热电转换模块(6)的引脚的方形孔处于同一水平面。
3.根据权利要求2所述的一种汽车尾气余热发电用热电转换模块连接装置，其特征在于：底座(2)包括与所述第一圆形凸台101-第四圆形凸台104互补的第一圆形凹槽201-第四圆形凹槽204共四个圆形凹槽、第一“H”形凹槽205-第六“H”形凹槽210共六个“H”形凹槽和第一“L”形凹槽211-第四“L”形凹槽214；盒盖和底座扣上后，盒盖的第一“1”形凹槽105a-第六“1”形凹槽110a、盒盖的第七“1”形凹槽105b-第十二“1”形凹槽110b、盒盖的第十三“1”形凹槽111-第十六“1”形凹槽114和底座的第一“H”形凹槽205-第六“H”形凹槽210、第一“L”形凹槽211-第四“L”形凹槽214依次配对，在所述连接装置前后侧形成热电转换模块(6)***用的第一方形孔701-第八方形孔708，在所述连接装置的左右侧形成单体冲压件A(4)和单体冲压件B(5)接线片伸出用的第九方形孔709-第十方形孔710。
4.根据权利要求1所述的一种汽车尾气余热发电用热电转换模块连接装置，其特征在于：所述串联冲压件(3)的第一鸭嘴形夹片(301)的后侧(301a)剖面层三角形，第一中间部分(301b)为两片紧贴的金属片，前侧(301c)是形如鸭嘴的开口，用于***热电转换模块的引脚；第二鸭嘴形夹片(303)与第一鸭嘴形夹片(301)的形状大小一致；第一长方形连接片(302)两端分别与第一鸭嘴形夹片(301)以及第二鸭嘴形夹片(303)的中间部分连接。
5.根据权利要求1所述的一种汽车尾气余热发电用热电转换模块连接装置，其特征在于：所述单体冲压件A的第三鸭嘴形夹片(401)的后侧(401a)剖面层三角形，第二中间部分(401b)为两片紧贴的金属片，前侧(401c)是形如鸭嘴的开口；第一接线片(403)中间有一个圆孔，用于本列热电转换模块组件与其他热电模块组件进行串联或并联；第二长方形连接片(402)把第三鸭嘴形夹片(401)和第一接线片(403)连接起来；所述单体冲压件B(5)的第四鸭嘴形夹片(501)的后侧(501a)剖面层三角形，第三中间部分(501b)为两片紧贴的金属片，前侧(501c)是形如鸭嘴的开口；第二接线片(503)中间有一个圆孔，用于本列热电转换模块组件与其他热电模块组件进行串联或并联；第三长方形连接片(502)把第四鸭嘴形夹片(501)和第二接线片(503)连接。
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