[发明专利]用于发电的热电模块及相应的制造方法

权利要求书

1.一种用于热电发电的热电模块(7)、特别是在内燃机的排气系统中的热电模块(7)，所述热电模块(7)具有：

a)底板(8)；

b)多个热电偶(22)，其均具有两个臂(13)，热电偶(22)至少部分地串联电连接并且安装在底板(8)上，

其特征在于，

c)底板(8)包括金属材料。

2.根据权利要求1所述的热电模块(7)，其特征在于，热电模块(7)具有热侧和冷侧，金属底板(8)布置在热电模块(7)的冷侧上。

3.根据前述权利要求中的任一项所述的热电模块(7)，

其特征在于，

a)冷侧绝缘层(9)，其位于一方面的金属底板(8)与另一方面的热电偶(22)之间，用于使金属底板(8)与热电偶(22)电绝缘，冷侧绝缘层(9)优选地为：

a1)结合到金属底板(8)的粘合剂层，和/或

a2)至少部分地填充有陶瓷材料，以实现绝缘层(9)的良好的导热性，和/或

b)多个导电接触垫(10)，其位于冷侧绝缘层(9)上，用于电接触不同热电偶(22)的两个臂(13)，以用于热电偶(22)的电串联连接，和/或

c)冷侧防腐层(11)，其覆盖位于冷侧绝缘层(9)上的接触垫(10)并且保护接触垫(10)不受腐蚀，冷侧防腐层(11)特别地为镍金层，和/或

d)热侧导热板(15)、特别是不锈钢的热侧导热板(15)，其用于将热电模块(7)热耦合到热源，和/或

e)热侧第一中间层(16)、特别是呈石墨箔形式的热侧第一中间层(16)，其位于导热板(15)与热电偶(22)之间，用于补偿表面不均匀，和/或

f)热侧绝缘层(17)、特别地为陶瓷层的热侧绝缘层(17)，其用于使热电偶(22)相对于导热板(15)电绝缘，和/或

g)热侧第二中间层(18)、特别地为石墨箔的热侧第二中间层(18)，其位于热侧绝缘层(17)与热电偶(22)之间，用于补偿表面不均匀，和/或

h)多个热侧导电接触垫(19)，其用于电接触不同热电偶(22)的两个臂(13)，以用于热电偶(22)的电串联连接，和/或

i)热侧防腐层(20)，其位于热侧接触垫(19)上，用于保护热侧接触垫(19)不受腐蚀，热侧防腐层(20)特别地为镍金层。

4.根据前述权利要求中的任一项所述的热电模块(7)，

其特征在于，

a)多个导电接触垫(19)，其位于热电模块(7)的热侧上，用于电接触不同热电偶(22)的两个臂(13)，以用于热电偶(22)的电串联连接，其中，热侧接触垫(19)通过钎焊连接结构(21)连接到热电偶(22)的臂(13)，

b)多个导电接触垫(10)，其位于热电模块(7)的冷侧上，用于分别电接触不同热电偶(22)的两个臂(13)，以用于热电偶(22)的电串联连接，其中，冷侧接触垫(10)通过软焊连接结构(14)连接到热电偶(22)的臂(13)。

5.根据前述权利要求中的任一项所述的热电模块(7)，其特征在于，热电偶(22)包括被设计能够用于不同热电偶(22)中的不同操作温度的不同热电材料。

6.根据权利要求5所述的热电模块(7)，其特征在于，

a)操作中的热电模块(7)在热侧暴露于平行于热侧的温度梯度，使得热电模块(7)的热侧上的温度从高温区(23)至低温区(24)降低，

b)高温区(23)中的热电偶(22)被设计为能够用于比低温区(24)中的操作温度高的操作温度。

7.根据权利要求6所述的热电模块(7)，其特征在于，

a)高温区(23)中的热电偶(22)至少部分地包括以下材料之一：

a1)高温稳定的半赫斯勒合金，

a2)方钴矿，

a3)硅化物，

a4)碲化铅；和/或

b)低温区(24)中的热电偶(22)至少部分地包括碲化铋。