旅游行业的飞速发展带动了自驾游和营地旅游的兴起。房车作为一款移动式家园,也引起了越来越多人的关注。虽然房车能够满足人们在户外吃穿住行的需要,但其也存在着一些缺点。例如,冷车状态下无法长时间进行供暖供电,自带的供暖装置体积大、噪音大,且不具备供电能力等。为解决这些问题,研发了一款能够实现热电联供的房车用供能装置。其主要研究内容如下:首先对热电模块转化过程进行了理论分析,对其涉及的几个热电效应进行了梳理,剖析了其能量转化过程,并根据能量守恒原则建立了热电模块能量转化过程的数学方程。通过对热电模块的材料属性进行温度拟合,求解得到热电模块中半导体的温度分布函数。研究结果表明,所得到的温度分布函数具有很好的拟合性,相比于线性温度分布函数和二阶温度分布函数其精度更高。然后设计研发了3种微尺度温差发电机并对其性能进行了全面的测试。研究结果表明两片式微型温差发电机在燃烧功率为108 W时获得最大电能输出为1.88 W,对应的能量转化效率为1.74%。在两片式微型温差发电机的研究基础上,设计研发出了六片式微型温差发电机。在燃烧功率为956 W时获得了25.7 W的电能输出,对应的能量转化效率为2.69%。为了追求更大的电能输出,设计研发了一款八片式微型温差发电机。但实验结果显示当燃烧效率为1200 W时,其产生的电能仅有10.63 W,热电转化效率仅有0.89%。实验结果表明原有的六片式微型温差发电机沿烟气出口方向的温度分布差别较大,制约了温差发电机的发电性能。因此对六片式温差发电机的燃烧器做了结构上的改变,并研究了壁厚、燃烧功率和化学当量比对发电性能的影响。改进后的温差发电机最大发电功率为30.7 W,能量转化效率为3.21%。最后,以12 mm壁厚的温差发电机为基础设计研发了一款热电联供系统,并研究了在自供电情况下水泵电压和风扇电压对整个热电联供系统的影响。结果表明,风扇和水泵对整个热电联供系统的影响在10%左右。在燃烧功率为956 W,风扇电压为11 V,水泵电压为12 V时获得最大功率输出697.2 W,对应的能量利用率为72.9%。