[发明专利]热电设备、尤其热电发电机或者热泵

说明书

本发明涉及热电设备(1)，尤其热电发电机或者热泵，具有壳体(2)，包括第一和第二壳体元件(3a、3b)，每个壳体元件均由导电材料组成；具有至少两个、优选至少四个热电元件(5)，所述热电元件布置于两个壳体元件(3a、3b)之间并且彼此间隔，其中两个相邻热电元件(5)依靠导体桥(6、6a、6b)彼此电连接；具有布置于所述热电元件(5)和所述第一壳体元件(3a)之间的第一电绝缘体(18a)以及布置于所述热电元件(5)和所述第二壳体元件(3b)之间的第二电绝缘体(18b)，其中，在每个情况下所述第一电绝缘体(18a)以材料结合方式连接至所述导体桥(6、6a、6b)和所述第一壳体元件(3a)，在每个情况下所述第二电绝缘体(18b)以材料结合方式连接至所述导体桥(6、6a、6b)和所述第二壳体元件(3b)。

背景技术

本发明涉及热电设备，尤其是热电发电机或者热泵，并且涉及具有这种热电设备的机动车辆。

技术领域

术语热电意思是温度和电力的相互影响以及它们彼此的转换。热电材料利用这种影响作为热电发电机以从废热生成电能量，但是如果电能量被用来从具有低温度的温度储存器传输热至一个具有更高温度的温度储存器，那么热电材料还被以公知的热泵的形式进行使用。

精确地来讲，后者热电热泵使用在车辆技术中以冷却各种部件，诸如现代锂离子电池，锂离子电池在操作期间发射相当大量的废热。但是这种热电热泵也能够使用在电动车辆中作为组合的加热以及冷却设备，例如用于乘客舱的温度控制，尤其是因为它们比例如常规电阻加热器具有更高效率。在具有内燃机的机动车辆中，热电发电机能够转换一些在燃烧处理期间在排气中生成的废热，并且将其反馈至机动车辆的车载电源。因而已经转换成电能量的废热能够是有用的以将机动车辆的能量消耗降低至功能所需的最低限度，最终避免不必要的废气(诸如CO₂)的排放。

因此在汽车工程中热电设备的使用领域多种多样。在每个所述使用方案中，至关重要的是，实现最高可能的效率程度，以尽可能有效地将热能转换成电能量或者反之亦然。此外在机动车辆中的使用还导致生产紧凑型热电设备的额外要求。因此安装在车辆中的热电设备通常被生产成板或者层设计，热电主动元件布置于热导电壳体的内部。壳体因而能够在一侧即冷侧热连接至低温的温度储存器，并且在另一侧即高温侧热连接至高温的温度储存器，使得由于两侧之间的温度梯度导致热电元件产生热电压，该热电压能够经由合适的电连接件被引导并使用。在该情况下，热电设备遵循热电发电机的工作原理。相反，热电设备还能够用作热泵，用于通过施加外部电压至所述电连接件从冷侧传输热至热侧。

在该背景技术下，WO2012/12006A2关注了一种具有流体密封金属壳体的热电模块，陶瓷层适用于该金属壳体。至少一个热电主动材料布置在壳体中。

发明内容

本发明基于的目的是创建一种效率改善的热电设备，尤其是热电发电机或者热泵。本发明还基于的目的是创建具有这种热电设备的机动车辆。

因此，本发明的基本构思本是，在导电壳体的内部布置热电设备的热电主动元件，所述导电壳体包括至少一个第一壳体元件和一个第二壳体元件，每个壳体元件由导电材料组成。各热电主动元件之间必要的电联接依靠电导体桥实现，每个电导体桥将两个相邻热电元件彼此连接。然后为了实现热电元件至壳体的高效率热联接，还为了确保所述壳体和第一壳体元件之间必不可少的电绝缘，根据本发明的热电设备设置有第一和第二电绝缘体。它们布置于热电元件和第一壳体元件之间，或者布置于热电元件和第二壳体元件之间。所述第一电绝缘体以材料结合的方式连接至导体桥和第一壳体元件两者；这同样适用于第二电绝缘体，相应地第二电绝缘体以材料结合的方式连接至导体桥和第二壳体元件两者。这种材料结合连接的使用允许热能量以热的形式以高效率的方式通过电绝缘被传递，虽然后者具有电绝缘属性。