尤其用于機(jī)動(dòng)車(chē)輛的熱電裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及熱電裝置，尤其用于機(jī)動(dòng)車(chē)輛，以及涉及具有至少一個(gè)這種熱電裝置的機(jī)動(dòng)車(chē)輛。
【背景技術(shù)】
[0002]術(shù)語(yǔ)“熱電”理解為指的是溫度與電力的往復(fù)影響以及它們彼此的轉(zhuǎn)換。熱電材料利用該影響作為熱電發(fā)電機(jī)從廢熱生成電能，但如果在消耗電能時(shí)將熱從具有低溫的溫度儲(chǔ)罐傳輸至具有高溫的溫度儲(chǔ)罐，則也使用呈所謂熱栗的形式。
[0003]所述熱電發(fā)電機(jī)事實(shí)上用在汽車(chē)工程中以冷卻很多部件，例如現(xiàn)代鋰離子電池，該電池在正常工作條件下利用了相當(dāng)大程度的廢熱。但是，這樣的熱電發(fā)電機(jī)也可以用在電動(dòng)汽車(chē)中作為組合的加熱和冷卻裝置，例如用于控制乘客車(chē)廂的溫度，特別是因?yàn)樗鼈儽壤鐐鹘y(tǒng)電阻加熱器具有顯著更高的效率；在具有內(nèi)燃機(jī)的機(jī)動(dòng)車(chē)輛中，在燃燒過(guò)程中的排氣中產(chǎn)生的廢熱可以被部分地轉(zhuǎn)化成電能，并供給到機(jī)動(dòng)車(chē)輛的車(chē)載電力系統(tǒng)中。因此可以利用相當(dāng)大比例的廢熱轉(zhuǎn)換成電能以將機(jī)動(dòng)車(chē)輛的能量消耗減少到必要的最小限度，從而防止不必要的排放廢氣(如二氧化碳)。熱電裝置在車(chē)輛制造中的應(yīng)用因此是多面的；在每個(gè)所述的應(yīng)用領(lǐng)域，至關(guān)重要的是實(shí)現(xiàn)盡可能高的效率以便能夠盡可能有效地將熱能轉(zhuǎn)換成電能，反之亦然。
[0004]然而，在從現(xiàn)有技術(shù)公知的熱電裝置中，熱應(yīng)力被證明是一個(gè)問(wèn)題，其經(jīng)常出現(xiàn)在這種裝置的殼體中，由局部溫度波動(dòng)引起。熱應(yīng)力可依次被傳送到殼體內(nèi)部容納的熱電元件，這會(huì)導(dǎo)致它們的損壞或破壞。
[0005]特別是當(dāng)熱電裝置的各種組件(諸如殼體、電絕緣/導(dǎo)體橋等)的具有不同熱膨脹系數(shù)的不同材料以材料結(jié)合方式彼此連接，然后它們?cè)诓僮髌陂g暴露于不同的溫度時(shí)，產(chǎn)生熱機(jī)械應(yīng)力。此外，其他熱機(jī)械應(yīng)力同時(shí)存在于模塊的冷側(cè)和熱側(cè)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]因此本發(fā)明的目的是提供一種具有改進(jìn)殼體的熱電裝置，上述問(wèn)題不再發(fā)生或者僅以緩和的方式發(fā)生。
[0007]該問(wèn)題通過(guò)獨(dú)立權(quán)利要求的主題解決。優(yōu)選實(shí)施例是從屬權(quán)利要求的主題。
[0008]因此，本發(fā)明的基本構(gòu)思是在熱電裝置的殼體壁中設(shè)置彈簧式彈性結(jié)構(gòu)，彈簧式彈性結(jié)構(gòu)能夠接收發(fā)生在殼體壁中的任何熱機(jī)械應(yīng)力，與此替換的方案是，相應(yīng)殼體壁構(gòu)造成充分薄的壁，使得殼體壁本身的材料具有用于接收上述熱電應(yīng)力所需的彈簧式彈性特性。
[0009]在前種情形下，彈簧式彈性結(jié)構(gòu)形成用于殼體壁中設(shè)置的至少兩個(gè)接收區(qū)域的的圍繞件，熱電元件能夠分別布置于至少兩個(gè)接收區(qū)域中。因?yàn)闊釞C(jī)械應(yīng)力根據(jù)本發(fā)明由彈簧式彈性結(jié)構(gòu)接收并且如此導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的局部彈性變形，所以實(shí)際上對(duì)變形關(guān)鍵的這些區(qū)域(即所述接收區(qū)域，熱電元件緊固至殼體壁的接收區(qū)域)保持免受這種機(jī)械應(yīng)力。以該方式能夠避免不期望的破壞或者甚至損壞對(duì)機(jī)械應(yīng)力敏感的熱電有源元件的結(jié)構(gòu)完整性。這也適用于上述的殼體的殼體壁的充分薄壁構(gòu)造提供接收區(qū)域的情形。
[0010]在第一方案中，根據(jù)本發(fā)明的熱電裝置包括殼體，殼體包括第一和第二殼體部并且至少局部限定殼體內(nèi)部，其中，所述兩個(gè)殼體部分別包括殼體壁，所述殼體壁在安裝狀態(tài)下彼此相對(duì)放置。兩個(gè)殼體壁中的至少一個(gè)具有至少兩個(gè)接收區(qū)域，熱電元件分別布置于接收區(qū)域上。相鄰的熱電元件此處依靠本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的所謂金屬導(dǎo)體路徑-以下稱為“導(dǎo)體路徑元件”-能夠彼此電連接以及機(jī)械連接。
[0011]每個(gè)接收區(qū)域由沿著周向延伸的圍繞件封閉，所述圍繞件具有彈簧式彈性結(jié)構(gòu)。如先前討論的，彈簧式彈性結(jié)構(gòu)圍繞相應(yīng)接收區(qū)域的周向構(gòu)造提供了:殼體壁的由圍繞件圍繞的接收區(qū)域很大程度上或者甚至完全免受不期望的熱機(jī)械應(yīng)力。
[0012]在有利實(shí)施例中，接收區(qū)域在殼體壁的頂視圖中具有大致矩形的幾何形狀，尤其具有導(dǎo)圓拐角。這意味著接收區(qū)域的幾何形狀適應(yīng)熱電元件，熱電元件典型地具有立方體的幾何形狀。
[0013]在有利的進(jìn)一步發(fā)展中，產(chǎn)生圍繞件的彈簧式彈性結(jié)構(gòu)在殼體壁的頂視圖上構(gòu)造為格柵狀方式，并且包括至少兩個(gè)格柵線和至少兩個(gè)格柵間隙。此處布置格柵線以及格柵間隙，使得它們彼此交叉于至少一個(gè)交叉點(diǎn)。優(yōu)選地，格柵線以及格柵間隙彼此以直角布置，使得接收區(qū)域產(chǎn)生為矩形形狀。
[0014]在另一優(yōu)選實(shí)施例中，殼體壁在彈簧式彈性結(jié)構(gòu)的區(qū)域中的壁厚相對(duì)于殼體壁的與彈簧式彈性結(jié)構(gòu)互補(bǔ)的區(qū)域降低。以該方式，彈簧式彈性結(jié)構(gòu)以尤其獨(dú)特的形式給出了用于接收熱機(jī)械應(yīng)力所需的彈簧式彈性特性。
[0015]但是，從制作技術(shù)的角度看證明有利的實(shí)施例是，彈簧式彈性結(jié)構(gòu)包括一體地形成在殼體壁上至少一個(gè)卷邊。卷邊從殼體壁向內(nèi)伸入殼體空間中。這種卷邊能夠例如依靠本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的所謂卷邊機(jī)生產(chǎn)。
[0016]在另一有利實(shí)施例中，可替換前述實(shí)施例的是，彈簧式彈性結(jié)構(gòu)具有沿著圍繞件的周向延伸的至少兩個(gè)、優(yōu)選多個(gè)孔口，孔口被一體地形成在殼體壁上的至少一個(gè)腹件中斷。
[0017]特別有利地，腹件能夠通過(guò)橫向于周向橋接孔口來(lái)連接兩個(gè)相鄰接收區(qū)域。
[0018]在一實(shí)施例中，腹件在殼體底部的頂視圖上具有大致S狀幾何形狀，該實(shí)施例具有特別良好的彈簧式彈性特性。
[0019]這在很大程度上適用于有利的其他發(fā)展:圍繞特定接收區(qū)域的每個(gè)圍繞件精確地設(shè)置有六個(gè)腹件。
[0020]從制作技術(shù)的角度看證明有利的實(shí)施例是，圍繞特定接收區(qū)域的至少一個(gè)、優(yōu)選每個(gè)圍繞件具有兩個(gè)縱向側(cè)以及兩個(gè)橫向側(cè)，其中，在每個(gè)縱向側(cè)精確地設(shè)置兩個(gè)腹件，在每個(gè)橫向側(cè)精確地設(shè)置一個(gè)腹件。
[0021]在有利進(jìn)一步發(fā)展中，至少一個(gè)腹件、優(yōu)選所有腹件能夠具有朝向殼體的內(nèi)部背向殼體底部向內(nèi)彎曲的幾何學(xué)形狀。
[0022]在有利進(jìn)一步發(fā)展中，至少一個(gè)腹件能夠離開(kāi)殼體壁朝向殼體內(nèi)部截面縮窄。這允許例如在用于壓印出所述孔口的組合壓印成型處理過(guò)程中尤其簡(jiǎn)單地生產(chǎn)這種腹件。
[0023]當(dāng)至少兩個(gè)孔口和至少兩個(gè)腹件沿著周向交替時(shí)，能夠?qū)崿F(xiàn)尤其良好的接收熱機(jī)械應(yīng)力，尤其當(dāng)熱機(jī)械應(yīng)力在彼此隔開(kāi)的殼體壁的部位局部發(fā)生時(shí)。優(yōu)選地，這可以適用于多個(gè)孔口或者腹件。上述的格柵線以及兩個(gè)格柵間隙此處能夠通過(guò)孔口以及腹件形成。換句話說(shuō)，腹件以及孔口沿著周向以及還沿著格柵線或者格柵間隙交替，所述的周向是沿著圍繞接收區(qū)域的圍繞件。
[0024]在另一有利實(shí)施例中，腹件和/或孔口能夠布置于由殼體壁限定的壁平面中，SP在這種方案中，是大致扁平的，即產(chǎn)生了二維壁結(jié)構(gòu)。但是，對(duì)此可替換的是，腹件還能夠從該壁平面至少局部向內(nèi)伸入殼體的內(nèi)部。這利于在用于將已經(jīng)提到的孔口并入殼體壁的壓印處理過(guò)程中生產(chǎn)腹件。
[0025]在有利進(jìn)一步發(fā)展中，其是使用壓印處理生產(chǎn)的，沿著周向延伸并且局部限定孔口的殼體壁的邊緣段向內(nèi)伸入殼體的內(nèi)部。
[0026]通過(guò)卷邊在殼體壁的截面中具有大致U形或者Ω形輪廓，能夠向本發(fā)明必要的結(jié)構(gòu)提供尤其獨(dú)特的彈簧式彈性特性。
[0027]如已經(jīng)解釋的，孔口以及還有腹件都能夠在共用的壓印處理中生產(chǎn)，從制作技術(shù)的角度看著是尤其有利的。
[0028]在另一優(yōu)選實(shí)施例中，在第一殼體部背向殼體內(nèi)部的一側(cè)，施加有導(dǎo)電材料的膜、尤其金屬膜，或者非導(dǎo)電材料的膜，該膜覆蓋孔口。以該方式，殼體的殼體內(nèi)部能夠相對(duì)于殼體的外部環(huán)境被密封，而這不涉及降低為圍繞件的彈簧式彈性特性。為了保證此，最大值0.05mm應(yīng)該選擇成作為膜的膜厚。
[0029]在此處提出的本發(fā)明的第二方案中，根據(jù)本發(fā)明的熱電裝置不是具有形成圍繞件的彈簧式彈性結(jié)構(gòu)，而是具有設(shè)置在殼體壁中的貫通開(kāi)口，用于降低熱機(jī)械應(yīng)力。貫通開(kāi)口由壁邊緣圍繞以及被板金屬膜構(gòu)成的蓋封閉。根據(jù)本發(fā)明，板金屬膜具有的膜厚此處最多是壁邊緣的壁厚的五分之一，優(yōu)選十分之一。殼體壁的這種薄化給予了殼體壁期望的彈簧式彈性特性，方式類似于先前討論的彈簧式彈性結(jié)構(gòu)。
[0030]根據(jù)第二方案的熱電裝置具有殼體，殼體包括第一和第二殼體部并且至少局部限定殼體內(nèi)部。兩個(gè)殼體部分別包括殼體壁，殼體壁在安裝狀態(tài)下彼此相對(duì)放置。至少一個(gè)兩個(gè)貫通開(kāi)口設(shè)置用于降低殼體中的熱機(jī)械應(yīng)力，貫通開(kāi)口由殼體壁的壁邊緣圍繞并且被板金屬膜構(gòu)成的蓋封閉。
[0031]當(dāng)板金屬膜具有的膜厚最大為0.1_，可替換地或者額外地殼體壁具有的壁厚為至少0.3mm時(shí)，能夠?qū)崿F(xiàn)尤其良好的彈簧式彈性特性，而不會(huì)損壞整個(gè)殼體壁的結(jié)構(gòu)完整性。
[0032]在有利進(jìn)一步發(fā)展中，第一殼體部構(gòu)造為殼體底部，其由底部接頭圍繞，底部接頭向