[发明专利]热电装置

说明书

本发明涉及一种热电装置(1)，其具有由塑料制成的壳体(2)，壳体部分限定壳体的内部空间(3)并包括第一侧壁(4a)以及与所述第一侧壁(4a)相对设置的第二侧壁(4b)。热电元件(10)由热电活性材料制成，布置在所述壳体的内部空间(3)中。第一电连接元件(9a)布置在所述第一侧壁的内侧(8a)上，而第二电连接元件(9b)布置在所述第二侧壁的内侧(8b)上。两个电连接元件用于将热电元件电连接到电源供应器。第一电连接元件连接到所述热电元件的面对所述第一侧壁的第一前侧(11a)。第二电连接元件连接到所述热电元件的面对所述第二侧壁的第二前侧(11b)。

技术领域

本发明涉及热电装置。本发明还涉及具有这种热电装置的热电组件。

背景技术

热电装置的热电元件包括热电活性半导体材料，其将温差转变为电势差，即，电压，并且反之亦然。以此方式，热流可转变为电流，并且反之亦然。热电元件当将电能转变为热量时基于珀尔帖效应，而当将热量转变为电能时基于塞贝克效应。在热电模块内，p掺杂和n掺杂热电元件彼此互相连接。多个这种热电元件通常连接到热电发生器，热电发生器可结合相应的热流从温差生成电流。如果电压施加于这些热电模块而使得电流流动通过这些热电模块，则所述元件可用作所称的珀尔帖元件用于冷却或加热。

可替代地，这样的热电装置可用于(特别是车辆中的)内燃机中，用于废热回收，例如将废气中包含的废热转变为电能。此外，机动车辆的其它部件，例如电池系统可进行温度控制，即，被冷却或加热。

传统的热电元件典型地设置有销状几何形状，而非所称的“销”，在其前侧处提供电接触。

由此，通常已证明有问题的是，以此方式设计的热电元件易于机械损坏。此外，在这样的热电元件的实施例的情况下，在具有相互电连接的多个这样的热电元件的热电模块的设计中存在相对极小的自由活动空间。

发明内容

因此，本发明解决以下问题，为前述类型的热电装置指示出改进的或至少可替代的实施例，其特征特别在于改进的机械特征。

此问题由专利独立权利要求的主题解决。有利的实施例是专利从属权利要求的主题。

本发明的基本思路是：将由热电活性材料制成的热电元件布置在塑料壳体中，然后相应地用于热电模块中或具有多个这种元件的热电组件中，并可利用两个电连接元件，两个电连接件以实体到实体方式连接到热电元件，以建立与壳体外部环境的电连接。

在以包括热电元件和壳体的方式设计的装置的情况下，布置在壳体的内部空间内的热电元件被有效地保护免受外部机械影响。特别地，形成对外部作用机械力和冲击的防护以及对外部施加张力的防护，外部作用机械力和冲击以及对外部施加张力可能会影响实体到实体连接(典型地为焊接点)和热电元件。热电元件还被保护免受外部机械应力，特别是免受热机械张力。然而，由于电连接元件被向外引导，因而热电元件的简单电接触是可行的，由此形成各种灵活可行的应用。特别地，可以将根据本发明的具有热电元件且具有元件保护壳体的热电装置以简单方式大量地安装到印刷电路板或其它适合衬底上，特别是借助于所称的“表面安装技术(SMT)”。

根据本发明的一种热电装置包括：由塑料制成的敞开的壳体，其部分地限定壳体的内部空间。壳体包括第一侧壁和与第一侧壁相对设置的第二侧壁。由热电活性材料制成的热电元件布置在壳体的内部空间中。另外，第一电连接元件布置在第一侧壁的内侧上，并且第二电连接元件布置在第二侧壁的内侧上，各自使热电元件电连接到具有电能储存或具有耗电装置的外部电源供应器。另外，电连接元件将热量传送到热电元件或传送热量远离热电元件，取决于热电装置的冷侧和热侧所布置的位置，因而电连接元件必须具有显著高于传输电负载载体所需的线路横截面积。根据本发明，第一电连接元件连接到热电元件的面对第一侧壁的第一前侧。以类似的方式，第二电连接元件以实体到实体方式连接到热电元件的面对第二侧壁的第二前侧。