CN104576001A - 点火线圈的温差发电冷却装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种点火线圈的温差发电冷却装置，在点火线圈的表面贴有热传导发电机，在热传导发电机的两个引脚之间连接有冷却元件，所述热传导发电机利用点火线圈表面和外界环境的温度差发电供给所述冷却元件工作。现有的点火线圈并未回收利用内外温差所产生的能量，本申请通过热传导发电机可以充分回收利用此部分能量，将其转换为电能用来加强散热，从而避免了点火线圈发生过热现象，延长了点火线圈的使用寿命。

Description

点火线圈的温差发电冷却装置

技术领域

本申请涉及一种点火线圈的冷却装置，特别是涉及一种利用点火线圈的内外温差来发电作为能源的冷却装置。

背景技术

请参阅图1a，这是一种现有的点火线圈。车载电源1通常是额定电压在8～16V之间的低压直流电源，用来为初级线圈21供电。车载电源1和初级线圈2构成了初级线圈回路，在该初级线圈回路上具有受ECU(电子控制单元)控制的开关3。次级线圈22一端接地，另一端接火花塞4的一个电极，火花塞4的另一个电极接地。次级线圈22和火花塞4构成了次级线圈回路。初级线圈21和次级线圈22均缠绕在铁芯23上，这三者构成了一个变压器2。

图1a所示的点火线圈也可以变形为图1b的形式，此时的次级线圈22一端接车载电源1，另一端接火花塞4的一个电极，火花塞4的另一个电极接地。车载电源1、次级线圈22和火花塞4构成了次级线圈回路。

上述两种现有的点火线圈的工作原理为：首先，ECU驱使开关3闭合，车载电源1接通初级线圈21。此时，通过初级线圈的电流(即初级电流)将从零增长到一个稳定值，该稳定值由车载电源1的电压值和初级线圈21的电阻值所决定。随着初级电流增长，初级线圈21产生的电磁能量存储在铁芯23中。当初级电流达到一定值(该一定值≤稳定值)时，ECU驱使开关3瞬间断开，初级线圈回路的电场突变造成了初级线圈21的磁场迅速衰减，从而在次级线圈22的两端感应出高压电动势。该高压电动势击穿火花塞4的两个电极之间的空隙(称为火花塞4导通)，产生电弧以点火。

现有的点火线圈在正常工作时，内部温度在170℃左右，外部环境温度在90℃左右。长期处于高温环境会缩短点火线圈的使用寿命，增加故障发生几率。

发明内容

本申请所要解决的技术问题是提供一种点火线圈的冷却装置，该冷却装置的能源来自于点火线圈的内外温差。

为解决上述技术问题，本申请点火线圈的温差发电冷却装置是在点火线圈的表面贴有热传导发电机(thermoelectric generator，也称温差发电片)，在热传导发电机的两个引脚之间连接有冷却元件，所述热传导发电机利用点火线圈表面和外界环境的温度差发电供给所述冷却元件工作。

现有的点火线圈并未回收利用内外温差所产生的能量，本申请通过热传导发电机可以充分回收利用此部分能量，将其转换为电能用来加强散热，从而避免了点火线圈发生过热现象，延长了点火线圈的使用寿命。

附图说明

图1a是一种现有的点火线圈的结构示意图；

图1b是图1a的一种变形结构；

图2是热传导发电机的原理示意图；

图3是本申请点火线圈的温差发电冷却装置的结构示意图。

图中附图标记说明：

1为车载电源；2为变压器；21为初级线圈；22为次级线圈；23为铁芯；3为开关；4为火花塞。

具体实施方式

热传导发电机是运用塞贝克效应(Seebeck effect)将温度差直接转换成电能的一种装置，大致的转换效率约为5％～8％。早期的热传导发电机通常使用两种金属材料接触形成，如今的热传导发电机通常使用p型半导体材料和n型半导体材料接触形成。

请参阅图2，这是一种热传导发电机的原理示意图，将p型半导体和n型半导体的一端结合，该结合端置于高温中(称为热端)，而p型半导体和n型半导体的另一端置于低温中(称为冷端)，则p型半导体和n型半导体的另一端就会形成电势差。该电势差与热端和冷端的温度差有关。可替换地，热传导发电机也可不采用半导体PN接面，而采用双金属接面。

请参阅图3，本申请点火线圈的温差发电冷却装置是在点火线圈的表面贴有热传导发电机，在热传导发电机的两个引脚之间连接有冷却元件。所述热传导发电机优选为平面式的，其一面用于接触热源，另一面用于接触冷源。在本申请中，热源为点火线圈的外表面，冷源为点火线圈外界环境。所述冷却元件例如为风扇、水冷装置等。

当点火线圈不工作时，其内外温差经热传导发电机转换后可能足以驱动冷却元件，也可能无法驱动冷却元件。对于前面一种情况，本申请始终开启冷却元件。对于后面一种情况，当点火线圈开始工作后，其内部温度上升，当高于某个阈值时，点火线圈的内外温差经热传导发电机转换后已可以驱动冷却元件，此时本申请相当于根据点火线圈的内部温度升高而自动开启冷却元件。

点火线圈在正常工作时，内部温度在170℃左右，外部环境温度在90℃左右。80℃的温度差可使热传导发电机产生4.8V的电压，足够驱动冷却元件工作。

冷却元件工作后，会加快点火线圈周围空气流动，有利于点火线圈散热。随着点火线圈的内部温度降低，当低于某个阈值时，点火线圈的内外温差经热传导发电机转换后已不足以驱动冷却元件，此时本申请相当于根据点火线圈的内部温度降低而自动关闭冷却元件。

以上仅为本申请的优选实施例，并不用于限定本申请。对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种点火线圈的温差发电冷却装置，其特征是，在点火线圈的表面贴有热传导发电机，在热传导发电机的两个引脚之间连接有冷却元件，所述热传导发电机利用点火线圈表面和外界环境的温度差发电供给所述冷却元件工作。

2.根据权利要求1所述的点火线圈的温差发电冷却装置，其特征是，所述热传导发电机是将p型半导体和n型半导体的一端结合，该结合端置于第一温度中，而p型半导体和n型半导体的另一端置于第二温度中，第一温度大于第二温度，则p型半导体和n型半导体的另一端就会形成电势差。

3.根据权利要求1所述的点火线圈的温差发电冷却装置，其特征是，所述冷却元件包括风扇、水冷装置。

4.根据权利要求1所述的点火线圈的温差发电冷却装置，其特征是，当点火线圈不工作时，其内外温差经热传导发电机转换后如无法驱动冷却元件，则当点火线圈开始工作后，其内部温度上升，当高于某个阈值时，点火线圈的内外温差经热传导发电机转换后足以驱动冷却元件，此时冷却元件相当于根据点火线圈的内部温度升高而自动开启冷却元件。

5.根据权利要求1所述的点火线圈的温差发电冷却装置，其特征是，当冷却元件工作后，会加快点火线圈周围空气流动，有利于点火线圈散热；随着点火线圈的内部温度降低，当低于某个阈值时，点火线圈的内外温差经热传导发电机转换后不足以驱动冷却元件，此时冷却元件相当于根据点火线圈的内部温度降低而自动关闭冷却元件。