为了缓和不可再生资源供求之间日益加剧的冲突,实现能源利用率最大化,温差发电技术作为一项新型能源转换技术倍受关注。汽车尾气温差发电技术可以将尾气废热能转化为电能,实现能源二次利用,提高整车燃油经济性。目前国内外尾气温差发电技术车载运用普遍将温差发电装置附加于发动机排气管处,存在底盘布置困难,排气兼容性差等问题。结合本课题组的研究现状,本文提出将尾气温差发电装置与车辆自身车载系统消声器集成化设计方案,将一款抗性消声器改型为十二边形集成式热交换器。运用数值仿真与实验相结合的方法,从声热兼容的角度,重点对温差发电装置的热交换器进行研究,为高效率多功能尾气回收装置的建立奠定基础。首先利用Fluent流体软件对集成式热交换器的热流场进行数值模拟,从表面温度场、内部流场和压力损失角度定量分析了热交换器内尾气流动与传热情况。同时利用LMS Virtual.Lab声学模块对集成式热交换器的声学性能做了研究。结果表明,在发动机某一典型工况下,由消声器改型而成的集成式热交换器表面平均温度为503.6K,峰值传递损失可达到26dB,较好地兼顾了热场和声场性能。为进一步研究融合消声功能的尾气温差发电装置热电性能并对数值仿真模型进行验证,利用现有的台架装置,对集成式热交换器进行实验探究。实验结果与仿真结果具有良好的一致性,验证了数值模拟的可靠性。根据实验数据,利用Simulink建立温差发电模块输出功率数学模型,对集成式温差发电装置的热电性能进行初步评估。最后基于响应面方法,分析集成式热交换器内部消声腔室长度、穿孔板孔径大小对通道表面平均温度、温度均匀系数和进出口压力差的影响规律并采用多目标遗传算法确定结构参数组合的优化方案,为融合消声功能温差发电装置的设计和优化提供思路。