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汽车燃料燃烧的化学能中约40％的能量以尾气形式排放到大气中，回收该部分热量进行发电，不仅能够节约燃料，减少废热排放，还可以降低汽车传统发电机容量，因而尾气发电技术具有广泛的应用前景。热电发电技术具有体积小，无运动部件，可靠性高等优点，非常适合汽车尾气废热回收，且热电材料与器件技术近年来不断提升和突破增加了热电发电的效率和能量密度。但是目前汽车尾气热电发电的容量和综合效率（发电功率与尾气热量之比）较低，特别是回收尾气热量的换热器效率低，是制约热电发电技术产业化应用的瓶颈，高效尾气换热器已成为该领域研究的热点。
本文建立了热电模块性能预测数学模型和基于车型、循环工况的汽车尾气流量数学模型，并使用ANSYS分析了Bi2Te3器件在不同的热边界和力约束条件下的热电效应和热应力分布。
针对尾气流量小、热容小的特点，在相同的壳体中设计了五种类消声器的尾气换热器内部结构。采用CFD（计算流体动力学，Computational Fluid Dynamics，简称CFD）工具系统研究了市区、郊区和发动机最大输出功率循环时不同换热器结构的温度场、流场，模拟结果说明1-inlet2-outlet结构有最大换热量。
本研究建立了尾气热电发电系统的测试台，通过实验比较了三种类消声器结构的温度场和压力损失。实验表明热均匀性方面，1-inlet2-outlet优于其它两种结构，但三种结构的表面温度均偏低。三种结构的实验值证实了CFD预测值的有效性，同时为进一步优化共轭传热的边界条件、初始条件、湍流模型、收敛条件和流固耦合条件等提供了方向。
在相同外壳中，提出了倾斜隔板式、平行隔板、带孔隔板、串联隔板和类消声器的1-inlet2-outlet等6种内部结构。建立了包含流体域、固体域和流固耦合界面的CFD模型，在相同的汽车驾驶工况下模拟了各个结构的温度场和流场，比较、分析了各个结构的性能。
最后，制作了采用串联隔板式尾气换热器的热电发电样机，配置20片热电发电片，实验表明:换热器表面温度分布的均匀性较好，且温度水平高，能使热电器件高效工作，样机可以输出60W的电功率。
同样工况下，相同质量和体积的百叶窗式折叠翅片比平板式折叠翅片的对流换热系数要高50％;而压力损失，前者仅比后者高10％左右。影响百叶窗翅片性能的显著因素有:百叶窗夹角、百叶窗间距、翅片间距、翅片长度等，而百叶窗高度、翅片高度和翅片厚度等参数影响小。