尤其用于機動車輛的熱電裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及熱電裝置，尤其用于機動車輛，以及涉及具有至少一個這種熱電裝置的機動車輛。
【背景技術】
[0002]術語“熱電”理解為指的是溫度與電力的往復影響以及它們彼此的轉換。熱電材料利用該影響作為熱電發(fā)電機從廢熱生成電能，但如果在消耗電能時將熱從具有低溫的溫度儲罐傳輸至具有高溫的溫度儲罐，則也使用呈所謂熱栗的形式。
[0003]所述熱電發(fā)電機事實上用在汽車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大程度的廢熱。但是，這樣的熱電發(fā)電機也可以用在電動汽車中作為組合的加熱和冷卻裝置，例如用于控制乘客車廂的溫度，特別是因為它們比例如傳統(tǒng)電阻加熱器具有顯著更高的效率；在具有內燃機的機動車輛中，在燃燒過程中的排氣中產生的廢熱可以被部分地轉化成電能，并供給到機動車輛的車載電力系統(tǒng)中。因此可以利用相當大比例的廢熱轉換成電能以將機動車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)。熱電裝置在車輛制造中的應用因此是多面的；在每個所述的應用領域，至關重要的是實現(xiàn)盡可能高的效率以便能夠盡可能有效地將熱能轉換成電能，反之亦然。
[0004]然而，在從現(xiàn)有技術公知的熱電裝置中，熱應力被證明是一個問題，其經常出現(xiàn)在這種裝置的殼體中，由局部溫度波動引起。熱應力可依次被傳送到殼體內部容納的熱電元件，這會導致它們的損壞或破壞。
[0005]特別是當熱電裝置的各種組件(諸如殼體、電絕緣/導體橋等)的具有不同熱膨脹系數(shù)的不同材料以材料結合方式彼此連接，然后它們在操作期間暴露于不同的溫度時，產生熱機械應力。此外，其他熱機械應力同時存在于模塊的冷側和熱側。

【發(fā)明內容】

[0006]因此本發(fā)明的目的是提供一種具有改進殼體的熱電裝置，上述問題不再發(fā)生或者僅以緩和的方式發(fā)生。
[0007]該問題通過獨立權利要求的主題解決。優(yōu)選實施例是從屬權利要求的主題。
[0008]因此，本發(fā)明的基本構思是在熱電裝置的殼體壁中設置彈簧式彈性結構，彈簧式彈性結構能夠接收發(fā)生在殼體壁中的任何熱機械應力，與此替換的方案是，相應殼體壁構造成充分薄的壁，使得殼體壁本身的材料具有用于接收上述熱電應力所需的彈簧式彈性特性。
[0009]在前種情形下，彈簧式彈性結構形成用于殼體壁中設置的至少兩個接收區(qū)域的的圍繞件，熱電元件能夠分別布置于至少兩個接收區(qū)域中。因為熱機械應力根據(jù)本發(fā)明由彈簧式彈性結構接收并且如此導致結構的局部彈性變形，所以實際上對變形關鍵的這些區(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)保持免受這種機械應力。以該方式能夠避免不期望的破壞或者甚至損壞對機械應力敏感的熱電有源元件的結構完整性。這也適用于上述的殼體的殼體壁的充分薄壁構造提供接收區(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部，其中，所述兩個殼體部分別包括殼體壁，所述殼體壁在安裝狀態(tài)下彼此相對放置。兩個殼體壁中的至少一個具有至少兩個接收區(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域技術人員公知的所謂金屬導體路徑-以下稱為“導體路徑元件”-能夠彼此電連接以及機械連接。
[0011]每個接收區(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構。如先前討論的，彈簧式彈性結構圍繞相應接收區(qū)域的周向構造提供了: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械應力。
[0012]在有利實施例中，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，尤其具有導圓拐角。這意味著接收區(qū)域的幾何形狀適應熱電元件，熱電元件典型地具有立方體的幾何形狀。
[0013]在有利的進一步發(fā)展中，產生圍繞件的彈簧式彈性結構在殼體壁的頂視圖上構造為格柵狀方式，并且包括至少兩個格柵線和至少兩個格柵間隙。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交叉點。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)域產生為矩形形狀。
[0014]在另一優(yōu)選實施例中，殼體壁在彈簧式彈性結構的區(qū)域中的壁厚相對于殼體壁的與彈簧式彈性結構互補的區(qū)域降低。以該方式，彈簧式彈性結構以尤其獨特的形式給出了用于接收熱機械應力所需的彈簧式彈性特性。
[0015]但是，從制作技術的角度看證明有利的實施例是，彈簧式彈性結構包括一體地形成在殼體壁上至少一個卷邊。卷邊從殼體壁向內伸入殼體空間中。這種卷邊能夠例如依靠本領域技術人員公知的所謂卷邊機生產。
[0016]在另一有利實施例中，可替換前述實施例的是，彈簧式彈性結構具有沿著圍繞件的周向延伸的至少兩個、優(yōu)選多個孔口，孔口被一體地形成在殼體壁上的至少一個腹件中斷。
[0017]特別有利地，腹件能夠通過橫向于周向橋接孔口來連接兩個相鄰接收區(qū)域。
[0018]在一實施例中，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)域的每個圍繞件精確地設置有六個腹件。
[0020]從制作技術的角度看證明有利的實施例是，圍繞特定接收區(qū)域的至少一個、優(yōu)選每個圍繞件具有兩個縱向側以及兩個橫向側，其中，在每個縱向側精確地設置兩個腹件，在每個橫向側精確地設置一個腹件。
[0021]在有利進一步發(fā)展中，至少一個腹件、優(yōu)選所有腹件能夠具有朝向殼體的內部背向殼體底部向內彎曲的幾何學形狀。
[0022]在有利進一步發(fā)展中，至少一個腹件能夠離開殼體壁朝向殼體內部截面縮窄。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程中尤其簡單地生產這種腹件。
[0023]當至少兩個孔口和至少兩個腹件沿著周向交替時，能夠實現(xiàn)尤其良好的接收熱機械應力，尤其當熱機械應力在彼此隔開的殼體壁的部位局部發(fā)生時。優(yōu)選地，這可以適用于多個孔口或者腹件。上述的格柵線以及兩個格柵間隙此處能夠通過孔口以及腹件形成。換句話說，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，即產生了二維壁結構。但是，對此可替換的是，腹件還能夠從該壁平面至少局部向內伸入殼體的內部。這利于在用于將已經提到的孔口并入殼體壁的壓印處理過程中生產腹件。
[0025]在有利進一步發(fā)展中，其是使用壓印處理生產的，沿著周向延伸并且局部限定孔口的殼體壁的邊緣段向內伸入殼體的內部。
[0026]通過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)明必要的結構提供尤其獨特的彈簧式彈性特性。
[0027]如已經解釋的，孔口以及還有腹件都能夠在共用的壓印處理中生產，從制作技術的角度看著是尤其有利的。
[0028]在另一優(yōu)選實施例中，在第一殼體部背向殼體內部的一側，施加有導電材料的膜、尤其金屬膜，或者非導電材料的膜，該膜覆蓋孔口。以該方式，殼體的殼體內部能夠相對于殼體的外部環(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構，而是具有設置在殼體壁中的貫通開口，用于降低熱機械應力。貫通開口由壁邊緣圍繞以及被板金屬膜構成的蓋封閉。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構。
[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部。兩個殼體部分別包括殼體壁，殼體壁在安裝狀態(tài)下彼此相對放置。至少一個兩個貫通開口設置用于降低殼體中的熱機械應力，貫通開口由殼體壁的壁邊緣圍繞并且被板金屬膜構成的蓋封閉。
[0031]當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，能夠實現(xiàn)尤其良好的彈簧式彈性特性，而不會損壞整個殼體壁的結構完整性。
[0032]在有利進一步發(fā)展中，第一殼體部構造為殼體底部，其由底部接頭圍繞，底部接頭向