[发明专利]尤其用于机动车辆的热电装置

说明书

技术领域

本发明涉及热电装置，尤其用于机动车辆，以及涉及具有至少一个这种热电装置的机动车辆。

背景技术

术语“热电”理解为指的是温度与电力的往复影响以及它们彼此的转换。热电材料利用该影响作为热电发电机从废热生成电能，但如果在消耗电能时将热从具有低温的温度储罐传输至具有高温的温度储罐，则也使用呈所谓热泵的形式。

所述热电发电机事实上用在汽车工程中以冷却很多部件，例如现代锂离子电池，该电池在正常工作条件下利用了相当大程度的废热。但是，这样的热电发电机也可以用在电动汽车中作为组合的加热和冷却装置，例如用于控制乘客车厢的温度，特别是因为它们比例如传统电阻加热器具有显着更高的效率；在具有内燃机的机动车辆中，在燃烧过程中的排气中产生的废热可以被部分地转化成电能，并供给到机动车辆的车载电力系统中。因此可以利用相当大比例的废热转换成电能以将机动车辆的能量消耗减少到必要的最小限度，从而防止不必要的排放废气(如二氧化碳)。热电装置在车辆制造中的应用因此是多面的；在每个所述的应用领域，至关重要的是实现尽可能高的效率以便能够尽可能有效地将热能转换成电能，反之亦然。

然而，在从现有技术公知的热电装置中，热应力被证明是一个问题，其经常出现在这种装置的壳体中，由局部温度波动引起。热应力可依次被传送到壳体内部容纳的热电元件，这会导致它们的损坏或破坏。

特别是当热电装置的各种组件(诸如壳体、电绝缘/导体桥等)的具有不同热膨胀系数的不同材料以材料结合方式彼此连接，然后它们在操作期间暴露于不同的温度时，产生热机械应力。此外，其他热机械应力同时存在于模块的冷侧和热侧。

发明内容

因此本发明的目的是提供一种具有改进壳体的热电装置，上述问题不再发生或者仅以缓和的方式发生。

该问题通过独立权利要求的主题解决。优选实施例是从属权利要求的主题。

因此，本发明的基本构思是在热电装置的壳体壁中设置弹簧式弹性结构，弹簧式弹性结构能够接收发生在壳体壁中的任何热机械应力，与此替换的方案是，相应壳体壁构造成充分薄的壁，使得壳体壁本身的材料具有用于接收上述热电应力所需的弹簧式弹性特性。

在前种情形下，弹簧式弹性结构形成用于壳体壁中设置的至少两个接收区域的的围绕件，热电元件能够分别布置于至少两个接收区域中。因为热机械应力根据本发明由弹簧式弹性结构接收并且如此导致结构的局部弹性变形，所以实际上对变形关键的这些区域(即所述接收区域，热电元件紧固至壳体壁的接收区域)保持免受这种机械应力。以该方式能够避免不期望的破坏或者甚至损坏对机械应力敏感的热电有源元件的结构完整性。这也适用于上述的壳体的壳体壁的充分薄壁构造提供接收区域的情形。

在第一方案中，根据本发明的热电装置包括壳体，壳体包括第一和第二壳体部并且至少局部限定壳体内部，其中，所述两个壳体部分别包括壳体壁，所述壳体壁在安装状态下彼此相对放置。两个壳体壁中的至少一个具有至少两个接收区域，热电元件分别布置于接收区域上。相邻的热电元件此处依靠本领域技术人员公知的所谓金属导体路径–以下称为“导体路径元件”-能够彼此电连接以及机械连接。

每个接收区域由沿着周向延伸的围绕件封闭，所述围绕件具有弹簧式弹性结构。如先前讨论的，弹簧式弹性结构围绕相应接收区域的周向构造提供了：壳体壁的由围绕件围绕的接收区域很大程度上或者甚至完全免受不期望的热机械应力。

在有利实施例中，接收区域在壳体壁的顶视图中具有大致矩形的几何形状，尤其具有导圆拐角。这意味着接收区域的几何形状适应热电元件，热电元件典型地具有立方体的几何形状。

在有利的进一步发展中，产生围绕件的弹簧式弹性结构在壳体壁的顶视图上构造为格栅状方式，并且包括至少两个格栅线和至少两个格栅间隙。此处布置格栅线以及格栅间隙，使得它们彼此交叉于至少一个交叉点。优选地，格栅线以及格栅间隙彼此以直角布置，使得接收区域产生为矩形形状。

在另一优选实施例中，壳体壁在弹簧式弹性结构的区域中的壁厚相对于壳体壁的与弹簧式弹性结构互补的区域降低。以该方式，弹簧式弹性结构以尤其独特的形式给出了用于接收热机械应力所需的弹簧式弹性特性。

但是，从制作技术的角度看证明有利的实施例是，弹簧式弹性结构包括一体地形成在壳体壁上至少一个卷边。卷边从壳体壁向内伸入壳体空间中。这种卷边能够例如依靠本领域技术人员公知的所谓卷边机生产。

在另一有利实施例中，可替换前述实施例的是，弹簧式弹性结构具有沿着围绕件的周向延伸的至少两个、优选多个孔口，孔口被一体地形成在壳体壁上的至少一个腹件中断。