[发明专利]热电模块

说明书

技术领域

本发明涉及一种热电模块，包括：壳体，其带有至少两个相对而置的壁板；多个热电元件，其具有至少两个相对而置的表面；多个引导电桥，其中至少两个热电元件与引导电桥相连，并且这些热电元件借助其表面中的一个与承载元件处于热接触状态，其中至少两个热电元件和引导电桥构成的群组分别与承载元件处于热接触状态。

背景技术

为了利用例如包含在机动车废气中的能量，能够应用热电元件，其在充分利用塞贝克效应的情况下产生电能。

这些热电元件由热电活跃的材料构成，它允许从热电元件的边界面上的温差中产生电能。为此，热电材料必须承受温差，因此其边界面中的一个用高温流体加载，而其边界面中的另一个(在理想情况下是与第一边界面相对而置的表面)用低温流体加载。

尤其在机动车中提供废气线作为高温流体的源头。该废气温度在该整个废气线上都非常高，因此包含热电材料的热电装置能够在多个位置上集成在废气线中。

例如提供车辆的冷却剂流，作为低温流体的源头。为此，或者能够扩展已存在的冷却剂回路，或者必要时还能集成另一冷却剂回路。

此外，能够应用碲化物、方钴矿、硅化物或半赫斯勒(Half-Heusler)材料。

这些热电材料和其它热电都是常见的，它们对机械作用(例如应力和冲击)是敏感的。在如今已知的热电装置中有时会出现由热量引起的应力。它是由材料的膨胀和压缩引起的，材料由于温度作用经历了膨胀和压缩。

现有技术的缺点尤其是不能最佳地避免热电装置内的热应力，并且不能最佳地保护热电元件免受保护。

发明内容

因此本发明的目的是，提供一种热电模块，它尽可能地降低热应力的产生并且尤其有利地克服出现的热应力，以避免对热电材料的不利影响。

本发明的目的通过具有权利要求1特征的热电模块得以实现。

本发明的实施例涉及一种热电模块，包括：壳体，其带有至少两个相对而置的壁板；多个热电元件，其具有至少两个相对而置的表面；多个引导电桥，其中至少两个热电元件与引导电桥相连，并且这些热电元件借助其表面中的一个与承载元件处于热接触状态，其中至少两个热电元件和引导电桥构成的群组分别与承载元件处于热接触状态。

在另一优选实施例中，热电模块中设置至少一个热应力平衡装置，其中，该热应力平衡装置通过至少一个第一板状的承载元件构成。

用来降低热应力的装置例如用来释放热电元件的负载，并且将它们连接起来的引导电桥(尤其是热电元件)对机械负载是尤其敏感的。由于极大的温差(其在热电模块的相对而置的壁板之间产生)以及热流侧面上的热负载，模块出现局部膨胀，并由此出现热电模块的机械负载。

通过热应力平衡装置，能够为热电元件降低该有害的影响。

应用板状的承载元件作为热应力平衡装置是尤其有利的，因为它们能够容纳热电元件，并且能够通过其板状造型构造得非常平坦，并因此简单地集成在壳体的壁板中。

在本发明的尤其有利的改进方案中，热应力平衡装置通过多个板状的承载元件构成，其中单个的承载元件在其边缘区域上与其它承载元件弹性地连接。

通过多个板状的承载元件实现了平衡较大长度膨胀的可能性。与只具有一个承载元件(其只相对于壳体移动)的实施方式不同，在此这些单个的承载元件也还能相互相对地移动。

此外还有利的是，至少第一承载元件弹性地与壳体的壁板相连，该承载元件构成为热应力平衡装置。

通过承载元件与壳体的弹性连接，能够实现承载元件相对于壳体的相对运动，从而用来降低热应力。

热电模块中的热应力平衡装置通过第一板状的承载元件构成，它弹性地与壳体的壁板和/或第二板状的承载元件相连。

还适宜的是，该壳体的壁板具有凹口。

板状的承载元件安装在此凹口中，并且在该处负责补偿长度变化。该凹口在此或者由板状的承载元件单独遮盖，或者由多个板状的承载元件遮盖。

此外还有利的是，一个或多个板状的承载元件遮盖并且液密地封闭了热电模块的壳体中的凹口。

通过应用多个板状的承载元件，能够遮盖不同大小的凹口。根据所需的长度补偿和所提供的热电元件的数目，能够有利地应用多个板状的承载元件。每个板状的承载元件上的热电元件的数量不应选得过多，理想情况下是两个。每个板状元件上的热电元件越多，则由于热应力对热电元件的有害影响越大。

因为只有板状的承载元件遮盖了该凹口或壳体中的多个凹口，板状的承载元件与壳体的液密连接是有利的。因此避免了围绕着热电模块流动的流体渗入模块的内部。