随着社会经济的发展,人们对能源需求的与日俱增,能源问题日见突出,节能减排以及开发新能源都已经成为当前人类科学研究的重点。汽车工业需要消耗大量的能源,且是环境污染的主要来源之一,因此汽车行业的节能减排就显得尤为重要了。而单纯的从改善发动机性能来实现汽车的节能减排无疑这是一个很困难的任务,我们期望于利用温差发电技术来实现发动机废气热能与电能的转换,把废气余热转换成电能储存到蓄电池中来为汽车提供动力或电力来源。这对于汽车的节能减排具有非常重要的意义。在现有热电材料的限制下,要把温差发电技术广泛应用于汽车行业,那么我们就只能从结构入手提高温差发电器的转换效率以期望其达到装车所需要的要求。本文就是从结构入手对一种新温差发电器进行了研究,根据强化传热的原理,对温差发电器进行了理论分析及数学建模,在这个基础上对它进行了计算仿真和优化,寻找在现有材料限制下的,具有较大功率输出及热能转换效率高的温差发电器结构。本文的主要工作如下：首先介绍了温差发电技术的发展历程,研究分析了温差发电技术的发展态势,明确了目前国内外在这方面研究的现状,对本次研究的内容和意义分别做了说明。然后分别对温差发电的基本原理以及当前应用于温差发电的热电材料作了介绍,并对温差发电技术在汽车上面的应用作了可行性分析,对温差发电器在汽车上的布置位置进行了研究。然后建立了温差发电器的数学模型,对热电转换效率作了推导,利用ANSYS软件对单个热电偶作了计算分析,研究了热电偶臂长,、横截面边长s对热电偶块输出功率、热电转换效率以及热应力的影响,通过对热电偶结构尺寸的优化,提出了一种新结构尺寸的温差发电器。最后分析比较了传统热电装置结构的优缺点,依据强化传热的机理提出了一种新的热电装置结构,通过FLUENT软件对其做了计算分析,对流换热决定热量传递的关键因素是速度场的变化,通过比较各个方案的速度云图得到了一种较为理想的温差发电器结构。