[發明專利]熱電模塊

有效

• 申請號: 201380043912.0
• 申請日: 2013-08-14
• 公開（公告）號: CN104641480B
• 公開（公告）日: 2017-08-08
• 發明（設計）人: 托馬斯·希姆萊
• 申請（專利權）人: 馬勒國際公司
• 主分類號: H01L35/32
• 分類號: H01L35/32
• 代理公司: 上海智信專利代理有限公司31002
• 代理人: 鄧琪

技術領域

本發明涉及一種熱電模塊，包括：殼體，其帶有至少兩個相對而置的壁板；多個熱電元件，其具有至少兩個相對而置的表面；多個引導電橋，其中至少兩個熱電元件與引導電橋相連，并且這些熱電元件借助其表面中的一個與承載元件處于熱接觸狀態，其中至少兩個熱電元件和引導電橋構成的群組分別與承載元件處于熱接觸狀態。

背景技術

為了利用例如包含在機動車廢氣中的能量，能夠應用熱電元件，其在充分利用塞貝克效應的情況下產生電能。

這些熱電元件由熱電活躍的材料構成，它允許從熱電元件的邊界面上的溫差中產生電能。為此，熱電材料必須承受溫差，因此其邊界面中的一個用高溫流體加載，而其邊界面中的另一個(在理想情況下是與第一邊界面相對而置的表面)用低溫流體加載。

尤其在機動車中提供廢氣線作為高溫流體的源頭。該廢氣溫度在該整個廢氣線上都非常高，因此包含熱電材料的熱電裝置能夠在多個位置上集成在廢氣線中。

例如提供車輛的冷卻劑流，作為低溫流體的源頭。為此，或者能夠擴展已存在的冷卻劑回路，或者必要時還能集成另一冷卻劑回路。

此外，能夠應用碲化物、方鈷礦、硅化物或半赫斯勒(Half-Heusler)材料。

這些熱電材料和其它熱電都是常見的，它們對機械作用(例如應力和沖擊)是敏感的。在如今已知的熱電裝置中有時會出現由熱量引起的應力。它是由材料的膨脹和壓縮引起的，材料由于溫度作用經歷了膨脹和壓縮。

現有技術的缺點尤其是不能最佳地避免熱電裝置內的熱應力，并且不能最佳地保護熱電元件免受保護。

發明內容

因此本發明的目的是，提供一種熱電模塊，它盡可能地降低熱應力的產生并且尤其有利地克服出現的熱應力，以避免對熱電材料的不利影響。

本發明的目的通過具有權利要求1特征的熱電模塊得以實現。

本發明的實施例涉及一種熱電模塊，包括：殼體，其帶有至少兩個相對而置的壁板；多個熱電元件，其具有至少兩個相對而置的表面；多個引導電橋，其中至少兩個熱電元件與引導電橋相連，并且這些熱電元件借助其表面中的一個與承載元件處于熱接觸狀態，其中至少兩個熱電元件和引導電橋構成的群組分別與承載元件處于熱接觸狀態。

在另一優選實施例中，熱電模塊中設置至少一個熱應力平衡裝置，其中，該熱應力平衡裝置通過至少一個第一板狀的承載元件構成。

用來降低熱應力的裝置例如用來釋放熱電元件的負載，并且將它們連接起來的引導電橋(尤其是熱電元件)對機械負載是尤其敏感的。由于極大的溫差(其在熱電模塊的相對而置的壁板之間產生)以及熱流側面上的熱負載，模塊出現局部膨脹，并由此出現熱電模塊的機械負載。

通過熱應力平衡裝置，能夠為熱電元件降低該有害的影響。

應用板狀的承載元件作為熱應力平衡裝置是尤其有利的，因為它們能夠容納熱電元件，并且能夠通過其板狀造型構造得非常平坦，并因此簡單地集成在殼體的壁板中。

在本發明的尤其有利的改進方案中，熱應力平衡裝置通過多個板狀的承載元件構成，其中單個的承載元件在其邊緣區域上與其它承載元件彈性地連接。

通過多個板狀的承載元件實現了平衡較大長度膨脹的可能性。與只具有一個承載元件(其只相對于殼體移動)的實施方式不同，在此這些單個的承載元件也還能相互相對地移動。

此外還有利的是，至少第一承載元件彈性地與殼體的壁板相連，該承載元件構成為熱應力平衡裝置。

通過承載元件與殼體的彈性連接，能夠實現承載元件相對于殼體的相對運動，從而用來降低熱應力。

熱電模塊中的熱應力平衡裝置通過第一板狀的承載元件構成，它彈性地與殼體的壁板和/或第二板狀的承載元件相連。

還適宜的是，該殼體的壁板具有凹口。

板狀的承載元件安裝在此凹口中，并且在該處負責補償長度變化。該凹口在此或者由板狀的承載元件單獨遮蓋，或者由多個板狀的承載元件遮蓋。

此外還有利的是，一個或多個板狀的承載元件遮蓋并且液密地封閉了熱電模塊的殼體中的凹口。

通過應用多個板狀的承載元件，能夠遮蓋不同大小的凹口。根據所需的長度補償和所提供的熱電元件的數目，能夠有利地應用多個板狀的承載元件。每個板狀的承載元件上的熱電元件的數量不應選得過多，理想情況下是兩個。每個板狀元件上的熱電元件越多，則由于熱應力對熱電元件的有害影響越大。

因為只有板狀的承載元件遮蓋了該凹口或殼體中的多個凹口，板狀的承載元件與殼體的液密連接是有利的。因此避免了圍繞著熱電模塊流動的流體滲入模塊的內部。