CN100524866C - 热电转换装置及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种热电转换装置及其制造方法。所述制造方法包括连接过程，所述连接过程用于将热交换部件(22、32)分别电连接到热电元件模块(10)的热电元件对；浸渍过程，所述浸渍过程用于将热电元件模块(10)和热交换部件(22、32)浸入浸渍槽中，熔化的绝缘材料设置在所述浸渍槽中；和烘焙过程，所述烘焙过程用于烘焙在浸渍过程中绝缘材料已经施加到其上的热电元件模块(10)和热交换部件(22、32)的组件，从而形成绝缘膜(40)。由此，可以在维持热交换能力和鼓风能力的同时提供电绝缘。

Description

热电转换装置及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种热电转换装置和一种热电转换装置的制造方法。

背景技术

通常，参照JP-2006-114840A，热电转换装置设置有热电元件基板和多个热交换部件。多个热电元件对排列在热电元件基板上，所述多个热电元件对中的每一对包括P型热电元件和N型热电元件。所有的热电元件彼此电连接。所述热交换部件分别设置用于热电元件对，以便与热电元件进行热交换。

即，在此情况下，热电元件基板的正面侧和背面侧分别划分为吸热侧和散热侧，吸热侧和散热侧中的每一侧在其处设置有多个热交换部件。由此，热交换部件和热电元件的热阻得以降低，从而热电转换效率得以提高，且制造成本得以减少。

然而，在此情况下，由于在吸热侧的热交换部件处产生的冷凝水，在热电元件处以及在热电元件与热交换部件之间的连接部分处会引起迁移。

而且，所有热电元件通过吸热侧的热交换部件和散热侧的热交换部件串联电连接。由此，当设置有电源时电压施加到热电元件和热交换部件上，从而彼此邻近的部分构造成彼此绝缘。

JP-2006-114840A中没有详细描述绝缘装置。通常，绝缘涂层或通过汽相沉积形成的绝缘膜可以用于提供电绝缘。然而，在绝缘涂层或汽相沉积中，绝缘材料从热电元件基板的外侧喷洒。由此，在外侧的绝缘膜可以很厚，而在内侧的绝缘膜可以很薄。即，会出现厚度的变化。

因此，为了电绝缘的最小膜厚度根据内侧的膜厚度设定。由此，外侧的膜厚度将变得很厚从而超出必要的程度。因此，由于厚膜引起的热阻的增加，热交换能力将恶化。而且，会在窄的间隙处出现膜拉伸，从而鼓风系统的鼓风通道的鼓风阻力将增加，且鼓风系统的鼓风能力将恶化。

而且，膜厚度的变化容易出现在鼓风通道的通道宽度的方向上。因此，会引起风速的变化以及温度的变化，从而热交换能力恶化。

而且，在此情况下，因为上述类型的热电元件基板用于小尺寸冷却装置或加热装置，所以例如微小的热电元件和热交换部件的多个构造元件相对于热传递介质的流动方向以多排排列。由此，在此情况下，难以在布置在内侧的排处的热电元件和热交换部件处形成绝缘膜。

发明内容

考虑到上述缺点，本发明的目的是提供一种热电转换装置，其中在维持热交换能力和鼓风能力的同时提供电绝缘，以及一种热电转换装置的制造方法。

根据本发明的第一方面，热电转换装置具有热电元件模块，所述热电元件模块包括多个热电元件对，所述多个热电元件对中的每一对具有彼此串联电连接的P型热电元件和N型热电元件；和多个热交换部件，所述多个热交换部件电连接到热电元件。热量通过所述多个热交换部件可在热电元件与热传递介质之间传递。所述热交换部件相对于热传递介质的流动方向布置在至少三排上。绝缘膜通过电沉积涂装设置在热电元件模块和热交换部件的组件的大体上整个表面上。

因为绝缘膜通过将热电元件模块浸入电沉积槽内形成，所以可以在热电元件模块和热交换部件的组件的大体上整个表面上提供具有均匀厚度的绝缘膜。在此情况下，热电元件和热交换部件相对于热传递介质的流动方向排列在多排。由此，绝缘膜可以均匀地形成在布置在内侧的排上的热电元件和热交换部件上。

因为可以形成具有预定厚度的绝缘膜，所以由于厚膜引起的鼓风系统的鼓风能力的恶化以及热交换能力的恶化可以被减少。

而且，因为电沉积涂装是用于通过施加电压到要形成绝缘膜的部分上来施加绝缘材料的方法，所以具有均匀厚度的绝缘膜可以形成在热电元件衬底单元的载流部分上。而且，因为具有大于必要值的厚度的膜减少，以可以限制在窄的间隙处出现膜拉伸(stretching)。

此外，因为绝缘膜易于形成在热电元件与热交换部件之间的连接部分，所以可以限制迁移(migration)。

根据本发明的第二方面，提出了一种制造热电转换装置的制造方法，所述热电转换装置包括热电元件模块和多个热交换部件。所述热电元件模块包括多个热电元件对，所述热电元件对中的每一对具有彼此串联电连接的P型热电元件和N型热电元件。所述制造方法包括以下步骤：连接过程，所述连接过程用于将热交换部件分别连接到热电元件对；浸渍过程和烘焙过程。热量通过热交换部件可在热传递介质与热电元件之间传递。所述热交换部件与热电元件电连接，并且相对于热传递介质的流动方向布置在至少三排处。在所述浸渍过程中，热电元件模块和热交换部件的组件被浸入熔化的绝缘材料设置在其内的浸渍槽中，以便通过将预定电压施加到组件上将绝缘材料施加到组件的大体上整个表面上。在连接过程之后执行浸渍过程。在所述烘焙过程中，烘焙在浸渍过程中绝缘材料已经施加到其上的热电元件模块和热交换部件的组件，从而形成绝缘膜。

因为电沉积涂装包括在用于连接热电元件对与热交换部件的连接过程之后的烘焙过程和浸渍过程，所以绝缘膜可以通过将热电元件模块浸入电沉积槽中形成。因此，具有均匀厚度的绝缘薄膜可以设置在热电元件模块和热交换部件的组件的大体上整个表面上。

在此情况下，对于热电元件和热交换部件相对于热传递介质的流动方向排列在多排的热电元件模块，绝缘膜可以均匀地形成在布置在内侧的排处的热电元件和热交换部件处。由此，由于厚膜引起的鼓风系统的鼓风能力的恶化以及热交换能力的恶化可以被减少。

而且，在浸渍过程中，绝缘材料通过施加电压到热电元件模块和热交换部件的组件而施加，从而可以在热电元件模块的载流部分处形成具有均匀厚度的绝缘膜。而且，因为具有大于必要值的厚度的膜减少，可以限制在窄的间隙处出现膜拉伸。

此外，因为绝缘膜易于形成在热电元件与热交换部件之间的连接部分，所以可以限制迁移。

附图说明

通过下面参照附图做出的详细描述，本发明的其他目的、特征和优点将变得更加明显，附图如下：

图1是显示根据本发明第一实施例的热电转换装置在固定部件安装之前的外观的示意图；

图2是沿图1中的线II—II做出的示意性截面图；

图3是显示根据第一实施例的热电转换装置的主要部分的、分解开的示意性截面图；

图4是显示沿图2中的箭头IV的方向看时热电元件基板单元的P型热电元件和N型热电元件的布置的示意图；

图5是沿图2中的线V—V做出的示意性截面图；

图6A是显示根据第一实施例的浸渍过程的局部截面图，且图6B是显示根据第一实施例的烘焙过程的局部截面图；

图7A是显示热交换部件的示意图，图7B是显示从图7A中的方向VIIB看时的热交换部件的示意图，图7C是沿图7A中的线VIIC—VIIC做出的示意性截面图，图7D是显示图7C中的VIID部分的放大视图，且图7E是显示图7D中的VIIE部分的放大视图；

图8是显示根据第一实施例的通过电沉积涂装(electrodepositioncoating)形成绝缘膜的图表以及根据比较示例的图表；

图9是显示根据本发明第二实施例的热电转换装置的示意图；

图10是沿图9中的线X—X做出的示意性截面图；

图11是显示根据第二实施例的热电转换装置的主要部分的、分解开的示意性截面图；

图12是显示根据本发明的第三实施例的热电转换装置的示意图；

图13是显示沿图12中的箭头XIII的方向看时热电元件基板单元的P型热电元件和N型热电元件的布置的示意图；

图14是显示根据第三实施例的热电转换装置的主要部分的分解开的示意性截面图；

图15是沿图12中的线XV—XV做出的示意性截面图；

图16是显示图15中的XVI部分的放大视图；

图17是显示根据第三实施例的电沉积涂装方法的示意图；

图18是显示根据本发明第四实施例的热电转换装置的主要部分的示意性截面图；

图19是显示图18中的XIX部分的放大视图；

图20是显示本发明第五实施例的热电转换装置的主要部分的示意图；和

图21是显示本发明第六实施例的热电转换装置的主要部分的示意图。

具体实施方式

第一实施例

下面参照图1-8描述根据本发明的第一实施例的热电转换装置100。热电转换装置100可以适合用于冷却装置或加热装置。例如，热电转换装置100可以适合用于安装在车辆上的座位空调装置。在此情况下，车辆的座位的就坐部分和背面部分中的每一个可以设置有热电转换装置100，从而由热电转换装置冷却的冷空气可以从座位的表面向外吹。理想的是，热电转换装置100被小型化以便安装在安装空间狭小的车辆座位内。

如图1-5中所示，热电转换装置100设置有热电元件基板单元10(热电元件模块)，吸热侧的第一鳍片(fin：或称为散热片)板单元20，散热侧的第二鳍片板单元30，以及两个壳体部件28。

参照图2-5，热电元件基板10包括P型热电元件12、N型热电元件13、电极部件16、和用于保持热电元件12和热电元件13的绝缘基板11。热电元件12、热电元件13、电极部件16、和用绝缘基板11彼此形成为一体。

具体地，绝缘基板11可以大体上板形的绝缘材料(例如，玻璃纤维环氧树脂、酚醛树脂、PPS树脂、LCP树脂或PET树脂)制成。绝缘基板11设置有多个热电元件组，所述多个热电元件组布置成相同正方形的大体上格子的图案。热电元件组中的每一组包括一个P型热电元件12和一个N型热电元件13。即，P型热电元件12和N型热电元件13交替地排列在绝缘基板11上。彼此邻近的热电元件12的端面和热电元件13的端面(热电元件13的端面相对于热电元件基板单元10定位在与热电元件12的此端面相同的侧面上)连接到电极部件16上。

热电元件12(例如为微小元件)可以由P型半导体构成，所述P型半导体由Bi—Te化合物(碲化铋化合物)组成。热电元件13(例如为微小化合物)可以由N型半导体构成，所述N型半导体由Bi—Te化合物(碲化铋化合物)组成。热电元件12和13中的每一个的两个端面(例如，上端面和下端面)从绝缘基板11突出。

电极部件16由导电金属例如铜构成并具有大体上板的形状。彼此邻近的热电元件12和热电元件13通过电极部件16彼此串联连接。

如图2和3中所示，布置在绝缘基板11的一侧(例如上侧)的电极部件16是电流通过其从热电元件13流到热电元件12(邻近此热电元件13)的电极。布置在绝缘基板11的另一侧(例如下侧)的电极部件16是电流通过其从热电元件12流到热电元件13(邻近此热电元件12)的电极。

在此情况下，通过焊接(solder)等，例如通过以丝网印刷(screenprinting)的方式预先薄薄地施加糊状焊料等到端面上，电极部件16可以连接到热电元件12和热电元件13的端面。

第一鳍片板单元20包括彼此形成为一体的热交换部件22(用于吸热)和绝缘板21(第一保持部件)。绝缘板21(保持部件)可以由大体上板形的绝缘材料(例如，玻璃纤维环氧树脂、酚醛树脂、PPS树脂、LCP树脂或PET树脂)制成。第二鳍片板单元30包括彼此形成为一体的热交换部件32(用于散热)和第三绝缘板31(第一保持部件)。绝缘板31(保持部件)可以由大体上板形的绝缘材料(例如，玻璃纤维环氧树脂、酚醛树脂、PPS树脂、LCP树脂或PET树脂)制成。

热交换部件22和热交换部件32中的每一个可以由导电金属例如铜等的薄板材料构成，并具有大体上U形的形状。如图5中所示，热交换部件22包括吸热电极部分25，所述吸热电极部分25由具有U形形状的热交换部件22的底部构成；和热交换部分26，所述热交换部分26从吸热电极部分25延伸并具有百叶窗的形状。热交换部件32包括散热电极部分35，所述散热电极部分35由具有U形形状的热交换部件32的底部构成；和热交换部分36，所述热交换部分36从散热电极部分35延伸并具有百叶窗的形状。

与吸热电极部分25形成为一体的热交换部分26是用于吸收通过吸热电极部分25传递的热量的鳍片部件，并可以通过切割(lancing)等形成。与散热电极部分35形成为一体的热交换部分36是用于散发通过散热电极部分35传递的热量的鳍片部件，并可以通过切割等形成。

吸热电极部分25和散热电极部分35以吸热电极部分25和散热电极部分35的端面连接到电极部件16上的方式分别一体地固定到绝缘板21和第三绝缘板31。

热交换部件22的电极部分25以吸热电极部分25的端部从绝缘板21的表面稍微突出的方式构造，且热交换部件32的电极部分35以散热电极部分35的端部从第三绝缘板31的表面稍微突出的方式构造。

即，电极部分25(35)构造成当吸热电极部分25和散热电极部分35接触布置在热电元件基板单元10上的电极部件16时，没有从绝缘板21(31)突出到热电元件12、13的侧面。

热交换部件22以相同正方形的大体上格子的图案布置在绝缘板21上，并且彼此间隔开预定距离，从而热交换部件22彼此绝缘。热交换部件32以相同正方形的大体上格子的图案布置在第三绝缘板31上，并且彼此间隔开预定距离，从而热交换部件32彼此绝缘。

热交换部件22的吸热电极部分25对应于上侧的电极部件16布置并连接到所述电极部件16。热交换部件32的散热电极部分35对应于下侧的电极部件16布置并连接到所述电极部件16。

如图2和3中所示，固定部件23和固定部件33(固定部件23和33中的每一个构成第二保持部件并且是绝缘板)分别布置在限定在壳体部件28内的空间的两个端侧(例如，最上侧和最下侧)，以分别保持热交换部件22的端部(例如上端)和热交换部件32的端部(例如下端)。由此，相邻的热交换部件22(32)可以彼此间隔开预定距离，且彼此电绝缘。

固定部件23和固定部件33中的每一个可以由大体上板形的绝缘材料(例如，玻璃纤维环氧树脂、酚醛树脂、PPS树脂、LCP树脂或PET树脂)制成，且设置有多个固定孔(没有示出)，热交换部件22(32)的端部插入通过所述多个固定孔。

如图1中所示，作为电源端子的连接端子24a、24b分别与分别处于绝缘板11的两端(例如，左端和右端)的热电元件12和热电元件13连接。连接端子24a可以进一步与直流电源(没有示出)的正极端子连接，连接端子24b可以进一步与直流电源的负极端子连接。

由此，布置在上侧的多个电极部件16和多个热交换部件22与P型热电元件12的第一端部(例如上端)和N型热电元件13的第一端部(例如上端)电连接。布置在下侧的多个电极部件16和多个热交换部件32与P型热电元件12的第二端部(例如下端)和N型热电元件13的第二端部(例如下端)电连接。

当电压施加到连接端子24a上时，直流将通过布置在下侧的电极部件16从图2中左侧的热电元件12串联流到热电元件13，然后通过布置在上侧的电极部件16从此热电元件13串联流到热电元件12。

在此情况下，布置在PN连接部分的下侧的电极部件16由于珀耳帖效应(Peltier effect)具有很高的温度状态，且布置在PN连接部分的上侧的电极部件16具有很低的温度状态。即，布置在上侧的热交换部分26构成用于从要被冷却的热传递介质(接触热交换部分26)吸收热量的热交换部分。布置在下侧的热交换部分36构成用于将热量散发到用于冷却的热传递介质(接触热交换部分36)的热交换部分。

如图2中所示，壳体部件28可以分别构成在热电元件基板单元10的两侧(例如上下方向)的空气通道(所述空气通道通过热电元件基板单元10彼此分开)。例如空气的热传递介质流过空气通道以便与热交换部分26和热交换部分36进行热交换。因此，在热电元件基板单元10作为分隔壁的情况下，空气可以在上侧的热交换部分26处被冷却，而在下侧的热交换部分36处被加热。

在此实施例中，直流电源的正极端子与连接端子24a连接，且直流电源的负极端子与连接端子24b连接，从而直流被输入到连接端子24a。可选地，直流电源的正极端子可以与连接端子24b连接，且直流电源的负极端子可以与连接端子24a连接，从而直流被输入到连接端子24b。在此情况下，上侧热交换部件22构成用于散热的热交换部分，而下侧的热交换部件32构成用于吸热的热交换部分。

根据此实施例，绝缘膜设置在热电元件模块10和热交换部件22、32的组件的大体上整个表面上。

下面将描述热电转换装置100的制造方法。

如图3和4中所示，多个P型热电元件12和多个N型热电元件13以相同正方形的大体上格子的图案交替地布置在设置在绝缘基板11上的孔处，以便与绝缘基板11一体地构成。由此，彼此相邻并布置在绝缘基板11处的热电元件12和热电元件13中的每一个的两个端面，通过焊接等分别连接到电极部件16，从而热电元件12和电极部件16串联连接。

由此，热电元件12、热电元件13和电极部件16与绝缘基板11形成为一体，从而构成热电元件基板单元10。NP连接部分由布置在上侧的电极部件16构成，而PN连接部分由布置在下侧的电极部件16构成。热电元件12和热电元件13彼此串联电连接。

可选地，热电元件12、热电元件13和电极部件16也可以通过使用安装器被组装，所述安装器是用于将半导体或电子元件连接到控制基板上的制造装置。在此情况下，当热电元件12、13的尺寸大于1.5mm×1.5mm时，热电元件12、13可以易于被拾取以便被组装，并提高了生产率。

然后，吸热电极部分25插入到布置在绝缘板21上的接合孔内，且热交换部件22被拾取并排列在绝缘板21上。由此，构成第一鳍片板单元20。散热电极部分35插入到布置在绝缘板31上的接合孔内，且热交换部件32被拾取并排列在绝缘板31上。由此，构成第二鳍片板单元30。

此后，执行连接过程。在此情况下，热电元件基板单元10被夹入第一鳍片板单元20与第二鳍片板单元30之间以便被组装，且电极部分25和35分别与电极部件16接触，以便通过焊接等彼此连接在一起。

可选地，在连接过程中，第一鳍片板单元20也可以叠加在热电元件基板单元10上，从而电极部件16和吸热电极部分25彼此接触并且仅在单侧表面上彼此连接。此后，热电元件基板单元10被翻转以叠加在第二鳍片板单元30上，然后电极部件16和散热电极部分35彼此连接。

然后，在固定部件组装过程中，热交换部件22的端部(所述端部在热交换部件22的与吸热电极部分25的相对的一侧)布置在固定部件23的固定孔内以便被固定。热交换部件32的端部(所述端部在热交换部件32的与散热电极部分35的相对的一侧)布置在固定部件33的固定孔内以便被固定。由此，彼此邻近的热交换部件22(32)可以彼此间隔开预定距离，以便电绝缘。

接下来，执行电沉积涂装(electrodeposition coating：或称为电泳涂装)以将第一鳍片板单元20、第二鳍片板单元30、固定部件23和固定部件33组装到热电元件基板单元10上。电沉积涂装包括图6A中示出的浸渍过程和图6B中示出的烘焙过程。

在浸渍过程中，参照图6A，第一鳍片板单元20的热交换部件22和第二鳍片板单元30的热交换部件32连接到其上的热电元件基板单元10浸入电沉积槽60内，在电沉积槽60中，例如电解类型的电沉积涂料的绝缘材料被熔化，从而绝缘材料被施加到组件的大体上整个表面上。在此情况下，施加装置(applying device)与第一鳍片板单元20的连接端子24a和连接端子24b电连接，从而预定的电压被施加。由此，可以设置预定的浸渍时间段。

在烘焙过程中，参照图6B，(在浸渍过程中)施加到组件(包括组装的热电元件基板单元10和热交换部件22和32)的外表面上的绝缘材料被烘焙，从而生产出绝缘膜。在此情况下，已经进行了浸渍过程的热电元件基板单元10布置在恒温浴(或恒温池)70中，在恒温浴70中，设定了预定的烘焙温度，从而绝缘材料被烘焙。

如此，施加到热电元件基板单元10的、热交换部件22和固定部件23被连接的表面上的液体绝缘材料在高温的氛围中被硬化。由此，生产出具有预定厚度的绝缘膜。在此情况下，例如烘焙温度、烘焙时间段和烘焙次数等的烘焙条件可以被改变，从而绝缘膜的硬化时间段、膜厚度、和膜密度等可以得到调整。

例如，烘焙可以被执行多次(例如，烘焙过程可以顺序包括半烘焙(half baking)、中间烘焙(intermediate baking)和完成烘焙(finishingbaking))。在此情况下，烘焙温度和烘焙时间段可以相应地设定。

根据上述电沉积涂装，绝缘材料可以施加到热电元件基板10、热交换部件22和热交换部件32的大体上整个表面上。在此情况下，电压被施加到连接端子24a和连接端子24b。由此，预定的电压可以被施加到热电元件基板单元10的载流部分，即热电元件12和热电元件13以及电极部件16和热交换部件22和23中的所有。

由此，绝缘材料可以被施加到施加了电压的部分。而且，绝缘膜可以被均匀地施加，因为绝缘膜的厚度响应于施加的电压而确定。在此情况下，绝缘材料没有施加到没有施加电压的部分。即，绝缘膜没有形成在绝缘基板11、绝缘半21、第三绝缘板31等上。即，相较于绝缘材料从外侧喷洒的喷洒方法，膜的拉伸可以得到限制。

在此实施例中，电解活性类型电沉积涂料(electrolytic active typeelectrodeposition paint)等可以用作熔化在电沉积槽中的绝缘材料。电解活性类型电沉积涂料可以由其中由变性环氧树脂(denatured epoxy)制成的基底树脂材料中的覆盖边的树脂材料的比率增加的材料制成，从而绝缘膜可以被均匀地形成。覆盖边的树脂材料是当熔化在电沉积槽中的绝缘材料中时具有高粘性的树脂材料。

在此情况下，基底树脂材料和覆盖边的树脂材料是绝缘材料。当基底树脂材料和覆盖边的树脂材料熔化在电沉积槽中时，基底树脂材料的粘性可以增加。即，因为在基底树脂材料中的覆盖边的树脂材料增加，当施加电解活性类型电沉积涂料时可以限制液体下垂。即，当产品从电沉积槽中取出时，在施加到边缘表面上的电沉积涂料处的液体下垂(由表面张力引起)可以得到限制。

在此实施例中，热电元件12、热电元件13、电极部件16、热交换部件22和热交换部件32可以是微小元件，并相对于热传递介质的流动方向布置在多排(或行)。在此情况下，绝缘膜可以通过使用电解活性类型电沉积涂料大体上形成。这将参照图7A—8得到描述。

图7A和7B显示了热交换部件22和固定部件23，其中热交换部分26和热交换部分36(所述热交换部分26和热交换部分36具有百叶窗的形状)分别从吸热电极部分25和散热电极部分35向外伸出。

图7C是沿图7B中的线VIIC—VIIC做出的截面图，用于显示具有百叶窗形状的热交换部分26和热交换部分36的形状。图7D是图7C中的VIID部分的通过显微镜观看时的放大视图，用于显示热交换部分26、36的顶端部，在所述顶端部处形成了向外突出的边缘表面。

图7E是图7D中的VIIE部分通过显微镜看时的放大视图，用于显示热交换部分26、36的顶端部，在所述顶端部处形成了锐角形状。而且，在此情况下，热交换部分26和热交换部分36中的每一个设置有其中每一个包括例如具有锐角形状的边缘表面的多个部分。

图8显示了此实施例的绝缘材料以及根据比较示例的使用通常的基底树脂材料的绝缘材料。

根据比较示例，如图8中所示，绝缘树脂在浸渍过程中围绕基底树脂均匀地形成。然而，在烘焙过程的熔化状态中，在施加的绝缘树脂处会出现液体下垂(由表面张力引起)。即，在边缘表面，绝缘树脂由于液体下垂将变薄。由此，当在此状态下提供烘焙时，边缘表面将露出而没有被绝缘膜覆盖。

根据本发明的此实施例，在烘焙过程的熔化状态中，因为覆盖边的树脂材料的增加的粘性，可以限制液体的下垂，从而可以限制在边缘表面处的绝缘膜变薄。当在此状态下执行烘焙过程时，可以形成具有预定厚度的绝缘膜(包括在边缘表面处的绝缘膜)。由此，可以大体上均匀地形成绝缘膜。因此，可以提供具有预定厚度的绝缘膜。

因此，热电元件12、13，电极部件16，热交换部分22和热交换部分32可以彼此电绝缘。而且，布置在热电元件12、13，电极部件16，热交换部分22和热交换部分32的相邻部分之间的间隙可以减小。

而且，在此实施例中，多个热交换部件22(32)在热传递介质的流动方向上布置成多排。当执行浸渍过程和烘焙过程时，可以在布置在热电元件基板单元10的内侧上的热电元件12、热电元件13、电极部件16、热交换部分22和热交换部分32的内部形成具有均匀厚度的绝缘膜。特别地，在热电元件12和13、电极部件16、热交换部分22和热交换部分32相对于热传递介质的流动方向布置成三排或更多排的情况下，形成绝缘膜的改进非常明显。

在浸渍过程中，包括施加的电压、浸渍时间段、浸渍次数等的浸渍条件可以被改变以调整绝缘膜的厚度、密度等。例如，在浸渍过程中，产品可以被浸入数次，从而绝缘膜可以被施加到在上次绝缘膜没有施加的部分。而且，通过改变施加的电压和浸渍时间可以调整绝缘膜的厚度。

在电沉积涂装完成之后，执行组装从而绝缘板21的上表面以及上侧的壳体部件28的侧表面在其内围绕限定一条空气通道的空间。相似地，第三绝缘板31的下表面以及下侧的壳体部件28的侧表面在其内围绕限定另一条空气通道的空间。

由此，用于吸热的热交换部分和用于散热的热交换部分分别形成在热电元件基板单元10的上侧和下侧。在此情况下，可以提供空气以流过热交换部分，从而可以获得冷空气和热空气。

根据此实施例，在热交换部件22与热交换部件32之间的间隙处可以限制出现膜拉伸。而且，绝缘膜可以在热交换部件22和热交换部件32处通过电沉积涂装均匀地形成，从而热交换部分的空气通道的风速分布和温度分布可以变得均匀。而且，座位空调装置等的鼓风系统的鼓风性能可以得到提高。除了座位空调装置之外，热电转换装置100也可以用于冷却产生热的元件，例如半导体或电子元件，和冷却加热装置中的热量。

根据此实施例，绝缘膜通过具有浸渍过程和烘焙过程的电沉积涂装形成在热电元件基板单元10处(其中热交换部件22和32连接)。在此情况下，热电元件基板单元10可以浸入到电沉积槽中，从而形成绝缘膜。因此，热交换部件22和热交换部件32连接到其上的热电元件基板单元10可以设置有具有大体上均匀的厚度的绝缘膜。

特别地，热电元件基板单元10设置有多个热电元件12(13)，所述多个热电元件12(13)在热传递介质的流动方向上排列成多排。而且，热电元件基板单元10设置有多个热交换部件22(32)，所述多个热交换部件22(32)在热传递介质的流动方向上排列成多排。在此情况下，绝缘膜可以均匀地形成在布置在内侧的排处的热电元件12、热电元件13、电极部件16、热交换部件22和热交换部件32的内部。由此，可以形成具有预定厚度的绝缘膜，且由于厚的膜引起的鼓风系统的鼓风能力的恶化以及热交换能力的恶化可以被减小。

而且，因为电沉积涂装是一种通过施加电压到要形成绝缘膜的部分而施加绝缘材料的方法，在热电元件基板单元10的载流部分(即热电元件12、热电元件13、电极部件16、热交换部件22和热交换部件32)处可以形成具有均匀厚度的绝缘膜。

而且，因为限制出现具有大于必要值的厚度的膜，可以限制在窄的间隙处的膜拉伸。因为绝缘膜没有形成在电压没有施加的部分(即绝缘基板11、绝缘板21和第三绝缘板31)，可以限制鼓风系统的压力损失的增加。由此，鼓风系统的鼓风能力得到提高。

而且，因为绝缘膜可以易于形成在布置在内侧的热电元件12(13)处，以及易于形成在热交换部件22(23)与热电元件12(13)之间的连接部分处，迁移可以得到限制。

在此情况下，热交换部件22和32中的每一个由薄板构成并设置有具有锐角的多个边缘表面，以起到吸热部分或散热部分的作用。绝缘材料包括覆盖边的树脂材料，所述覆盖边的树脂材料是当熔化在电沉积槽中的绝缘材料中时具有很高粘性的树脂材料。由此，当热电元件基板单元10(在绝缘材料已经施加到电沉积槽中的情况下)从电沉积槽中取出以便烘焙时，可以减少液体从边缘表面下垂。因此，可以形成具有预定厚度的绝缘膜。

根据此实施例，在浸渍过程执行数次从而绝缘材料可以施加到上次没有施加绝缘材料的部分之后，执行烘焙过程。因此，完全可以提供具有预定厚度的绝缘膜。

如上所述，浸渍过程中的浸渍条件包括施加的电压、浸渍时间段和浸渍次数等。在执行数次的浸渍过程中，可以相对于不同的次数改变浸渍条件，从而可以均匀地形成具有预定厚度的绝缘膜。

烘焙过程中的烘焙条件包括烘焙温度、烘焙时间段和烘焙次数。烘焙过程可以重复数次，且烘焙条件可以相对于不同的次数改变。因此，可以均匀地形成具有预定厚度的绝缘膜。

根据此实施例，热电转换装置100可以适合用于座位空调装置。然而，热电转换装置100不限于用于车辆。例如，热电转换装置100也可以用于对从珀耳帖(Peltier)元件吹送的空气进行冷却或加热的冷却装置或加热装置。

(第二实施例)

下面参照图9—11描述本发明的第二实施例。在此实施例中，省略了热电转换装置100中的电极部件16。

根据第二实施例，热交换部件22的吸热电极部分25和热交换部件32的散热电极部分35兼为电极部件。在此情况下，电极部分25(35)直接接触热电元件12和13的一对，以便与热电元件12和13串联电连接，所述热电元件12和13排列在绝缘基板11上并彼此邻近。

具体地，布置在上侧的吸热电极部分25构成电流通过其从热电元件13流到热电元件12(邻近此热电元件13)的电极，布置在下侧的散热电极部分35构成电流通过其从热电元件12流到热电元件13(邻近此热电元件12)的电极。

在此情况下，通过丝网印刷(screen printing)成被薄薄和均匀地施加，糊状焊料可以预先施加到热电元件12、13的端面上。由此，吸热电极部分25和散热电极部分35通过焊接(soldering)连接到热电元件12、13的端面上。

由于省略了电极部件16，因此可以降低元件成本和组装成本。

通过焊接(solder)等，例如通过以的方式预先薄薄地施加糊状焊料等到端面上，电极部件16可以连接到热电元件12和热电元件13的端面。

对于在第二实施例中没有描述的热电转换装置100及其制造方法，可以与第一实施例中的相同。

第三实施例

下面参照图12—17描述本发明的第三实施例。

如图12中所示，热电转换装置100包括热电转换模块200，所述热电转换模块200设置有热电元件基板单元10；第一鳍片板单元20和第二鳍片板单元30；和壳体部件28、38，热电转换模块200容纳在所述壳体部件28、38内。

参照图12—15，热电元件基板单元10具有彼此形成为一体的多个P型热电元件12和多个N型热电元件13、以及绝缘基板11(保持部件)。具体地，多个接合孔以相同正方形的大体上格子的图案布置在绝缘基板11上，所述绝缘基板11由具有板形形状的绝缘材料(例如，玻璃纤维环氧树脂、酚醛树脂、PPS树脂、LCP树脂或PET树脂)制成。多个热电元件12和13布置在接合孔处，且交替地排列在绝缘基板11上。

热电元件12、13中的每一个的两个端面(例如，上端面和下端面)从绝缘基板11突出。在此实施例中，具有大约1.5平方毫米的尺寸的热电元件12、13保持在绝缘基板11上。

如图12、14和15中所示，第一鳍片板单元20包括彼此形成为一体的多个热交换部件22(用于吸热)、绝缘板21(第一保持部件)和固定部件23(第二保持部件)。绝缘板21可以由大体上板形形状的绝缘材料(例如，玻璃纤维环氧树脂、酚醛树脂、PPS树脂、LCP树脂或PET树脂)制成。

第二鳍片板单元30包括彼此形成为一体的多个热交换部件32(用于散热)、固定部件33(第二保持部件)和第三绝缘板31(第一保持部件)。第三绝缘板31可以由大体上板形形状的绝缘材料(例如，玻璃纤维环氧树脂、酚醛树脂、PPS树脂、LCP树脂或PET树脂)制成。

具体地，绝缘板21、固定部件23、第三绝缘板31和固定部件33中的每一个在其上设置了多个接合孔，所述多个接合孔排列成相同正方形的大体上格子的图案。热交换部件22保持在绝缘板21和固定部件23的接合孔处，且热交换部件32保持在第三绝缘板31以及固定部件33的接合孔处。由此，彼此邻近的热交换部件22可以彼此间隔开预定距离并彼此电绝缘，且彼此邻近的热交换部件32可以彼此间隔开预定距离并彼此电绝缘。

电极部件22、32可以由导电金属例如铜等制成的薄板材料构成，并且形状形成为具有如图15中示出的U状横截面。U状电极部件22的底部以及U状电极部分32的底部分别构成吸热电极部分25和散热电极部分35(吸热电极部分25和散热电极部分35例如具有大体上板形的形状)。

而且，电极部件22和32分别设置有热交换部分26(吸热部分)和热交换部分36(散热部分)。热交换部分26、36从电极部分25、35向外突出，并具有百叶窗形状。例如，电极部件22、32可以由厚度为大约0.2mm—0.3mm的板形材料构成，以便具有想要的制造性能。

热交换部件22的电极部分25和热交换部件32的电极部分35分别连接(例如通过焊接)到热电元件基板单元10的热电元件12和热电元件13。具体地，如图12、14和15中所示，热交换部件22连接到热电元件12和热电元件13的第一端面(例如上端面)，且热交换部件32连接到热电元件12和热电元件13的第二端面(例如下端面)。

电极部分25和35是用于彼此电连接彼此邻近的热电元件12和热电元件13的电极。具体地，如图12中所示，热电元件13通过电极部分25以电流从热电元件13流到热电元件12(热电元件12邻近热电元件13)的方式与热电元件12连接。

热电元件13通过电极部分25以电流从热电元件12流到热电元件13(热电元件13邻近热电元件12)的方式与热电元件12连接。由此，所有的热电元件12和13彼此串联连接以构成串联电路50。

热交换部分26和36可以由用于传递通过电极部分25和35吸收/散发的热量的鳍片构成。在此情况下，通过热交换部分26(吸热部分)可以从接触热交换部分26的流体等吸收热量，且通过热交换部分36(散热部分)可以将热量散发到接触热交换部分36的流体。

热交换部分26和36例如可以通过分别切割从电极部分25和35向外延伸的表面形成。在此实施例中，热交换部分26和电极部分25彼此形成为一体以构成热交换部件22，且热交换部分36与电极部分35形成为一体以构成热交换部件32。

热交换部件22的电极部分25构造成从绝缘板21稍微突出到热电元件12的侧面，且热交换部分26没有露到热电元件12的侧面。相似地，热交换部件32的电极部分35构造成从绝缘板31稍微突出到热电元件13的侧面，且热交换部分36没有露到热电元件13的侧面。

电极部件22和32的顶端部分别由固定部件23和33保持。在此情况下，热交换部件22的端部从固定部件23的上表面稍微突出，且热交换部件32的端部从固定部件33的下表面稍微突出。

分别布置在串联电路50的两端(在电极部件22和32排列的方向上)的热电元件12和热电元件13(在图12和14中分别由12a和13a示出)，分别设置有连接端子24a和24b。串联电路50包括彼此连接的电极部分25和35。

连接端子24a和连接端子24b可以分别与直流电源(没有示出)的正极端子和负极端子连接。

根据在此实施例中描述的热电转换模块200，当电压施加到连接端子24a时，直流将在热电元件12a与热电元件13a之间、以直流通过电极部分35从热电元件12a流到热电元件13a(所述热电元件13a邻近热电元件12a)并进而通过电极部分25从热电元件13流到热电元件12的方式在串联电路50内流动。

在此情况下，布置在PN连接部分处的电极部分35由于珀耳帖效应(Peltier effect)具有很高的温度状态，且布置在PN连接部分处的电极部分25具有很低的温度状态。由此，热量从电极部分35传递到热交换部件32的热交换部分36，并散发到接触热交换部分36的冷却流体(热传递介质例如空气)。从电极部分25吸收的热量被传递到热交换部件22的热交换部分26，并被接触热交换部分26分冷却流体(热传递介质例如空气)吸收。

由此，如图12中所示，壳体部件28和38在热电元件基板单元10的两侧，即热交换部件22的侧面和热交换部件32的侧面，分别构成空气通道(所述空气通道通过热电元件基板单元10彼此隔开)。空气(热传递介质)流过空气通道以便与热交换部分26和热交换部分36进行热交换。因此，流过热交换部件22的侧面的空气通道的空气被冷却，而流过热交换部件32的侧面的空气通道的空气被加热。

在此情况下，热电转换装置100的热交换部分26和36与电极部分25和35分别连接，且没有与电极部分25和35绝缘。电极部分25构成串联电路50的吸热部分，而电极部分35构成串联电路50的散热部分。因此，可以提高热交换效率。然而，当电压被施加到连接端子24a和连接端子24b时，电势被施加到没有绝缘地与串联电路50连接的整个导电部分(热交换部分26、热交换部分36等)。即，电势不是仅仅施加到包括热电元件12和13的串联电路50。

如图16中所示，在热电转换装置100中，用于防止短路的绝缘膜40(绝缘层)布置在导电部分的大体上整个表面，当电压施加到热电转换模块200的连接端子24a和连接端子24b时，电势施加到所述导电部分上。

绝缘膜40可以例如通过电沉积涂装形成。绝缘膜40可以均匀地形成在导电部分(所述导电部分没有绝缘地与串联电路50连接)的大体上整个露出表面上，所述导电部分的露出表面例如热交换部件22的热交换部分26以及热交换部件32的热交换部分36的表面，热电元件12和热电元件13的侧表面，连接部分(电极部分25与热电元件12、13之间以及电极部分35与热电元件12、13之间)的侧表面等。绝缘膜40沿导电部分的露出表面的形状形成。在此实施例中，绝缘膜40可以通过环氧树脂涂层形成，并设置有例如大约10μm—20μm的厚度。

图16显示了绝缘板21与电极板单元20的热交换部件22之间的接触部分42。在此情况下，绝缘板31与电极板单元30的热交换部分32之间的接触部分可以设置有与图16中示出的构造大体上相同的构造。

而且，如图12和14—16中所示，第一密封层27(密封部件)和第二密封层37(密封部件)分别形成在绝缘板21和第三绝缘板31的表面(所述表面在热电元件基板单元10的相对侧)上。如图15中所示，密封层27形成在绝缘板21的大体上整个(热交换部分26侧的)表面上，以便到达热交换部件22与绝缘板21的接合部分的内侧(即电极部分25的背侧)。密封层37形成在绝缘板31的大体上整个(即热交换部分36侧的)表面上，以便到达热交换部件32与绝缘板31的接合部分的内侧(即电极部分35的背侧)。在此实施例中，密封层27、37可以由环氧树脂密封材料等构成，并设置有例如大约2mm—3mm的厚度。

如图16中所示，密封层27形成为在绝缘板21与热交换部件22的根部之间的接触部分处从外侧覆盖绝缘膜40。相似地，密封层37形成为在绝缘板31与固定部件33的根部之间的接触部分42处从外侧覆盖绝缘膜40。

由此，因为提供了密封层27和37，在绝缘基板21和31的附近的、绝缘膜40难以通过电沉积涂装在热交换部分26和36处形成的绝缘可以得到增强。而且，密封层27、37可以限制水等侵入热电元件基板单元10的侧面。

接下来将描述热电转换装置100的制造方法。所述制造方法可以包括连接过程(参照图14)、电沉积涂装过程(其对应于第一实施例中的浸渍过程和烘焙过程，并在图17中示出)、以及密封过程。

在连接过程中，首先，热电元件12、13通过粘附剂等交替地排列和固定在多个接合孔处，所述多个接合孔以相同正方形的大体上格子的图案排列在绝缘基板11上。由此，构成热电元件基板单元10。在此情况下，热电元件12和13连接到绝缘基板11上可以通过使用例如安装器装置得以执行。

另一方面，电极部件22的根部与多个孔接合以便保持在孔内，所述多个孔形成在绝缘板21上并以相同正方形的大体上格子的图案布置。而且，电极部件22的端部与形成在固定部件23上的接合孔接合。由此，生产出吸热侧的鳍片板单元20。

相似地，电极部件32的根部与多个孔接合以便保持在孔内，所述多个孔形成在绝缘板31上并以相同正方形的大体上格子的图案布置。而且，电极部件32的顶端部与形成在固定部件33上的接合孔接合。由此，生产出散热侧的鳍片板单元30。

热交换部件22以热交换部件22的电极部分25从绝缘板21稍微突出的方式布置。热交换部件32以热交换部件32的电极部分35从绝缘板31稍微突出的方式布置。

而且，电极部件22和32的顶端部分别保持在固定部件23的接合孔和固定部件33的接合孔内。在此情况下，热交换部件22的顶端部从固定部件23的上表面(固定部件23的与热电元件基板单元10相对的一侧)稍微突出，且热交换部件32的顶端部从固定部件33的下表面(固定部件33的与热电元件基板单元10相对的一侧)稍微突出。

电极部件22和32可以预先形成。例如，热交换部件22、32可以由金属板材料构造并通过冲压过程等制造以具有大体上U形的形状。U形形状的底部构成具有大体上板的形状的电极部分25、35。具有百叶窗形状的热交换部分26和36分别从电极部分25和35向外延伸。

然后，如图14中所示，热电元件基板单元10插入吸热侧鳍片板单元20与散热侧鳍片板单元30之间以被组装，从而构成热电转换模块200。具体地，热交换部件22的电极部分25通过焊接等连接到热电元件12的上端表面，且热交换部件32的电极部分35通过焊接等连接到热电元件13的下端表面，从而热电元件12和13分别连接到电极部件22和32。在此情况下，糊状焊料等通过丝网印刷可以薄薄地并且均匀地施加到热电元件12的上表面上和热电元件13的下表面上，并且电极部分25和35通过焊接等连接到热电元件12和13上。

对于如上构造的热电转换模块200，在电沉积涂装过程中，绝缘膜40(通过电沉积涂装)形成在导电部分的大体上整个表面上，当电压施加到连接端子24a和24b时电势将施加到所述导电部分上。具体地，如图17中所示，热电转换模块200浸泡在提供环氧树脂涂料的溶液的槽中，并且电压施加到连接端子24a和连接端子24b中的一个(作为负极)上。在涂料施加到热电转换模块200之后，热电转换模块200在例如在大约180℃—190℃的温度处被加热，从而涂覆层40(绝缘膜)通过烘焙涂料而形成。

由此，如图16中所示，当电压施加到连接端子24a和24b时，涂料选择性地施加到导电部分的表面(例如，电极部件22和32的表面、热电元件12和13的侧面，焊接连接部分45的侧表面等)。结果，绝缘膜40(其中小孔(pin holes)可以得到限制)均匀地形成在此导电部分的大体上整个表面上。在此实施例中，例如可以提供大约10μm—20μm厚的绝缘膜40。

在此实施例中，当执行电沉积涂装时，电压可以施加到热电转换模块200的连接端子24a和连接端子24b中的一个(作为负极)。可选地，电沉积涂装可以在电压施加到任何位置的情况下相似地执行，如果此位置处于当电压施加到热电转换装置200的连接端子24a、24b时电势施加到其上的导电部分内。

而且，在此实施例中，电沉积涂装在电压被施加到作为负极的热电转换模块200的情况下被执行。可选地，适应所使用的涂料，电压也可以施加到作为正极的热电转换模块200上。

接下来，如图12、15和16中所示的，在密封过程中，密封层27和密封层37分别形成在绝缘板21和绝缘板31的表面(与热电元件基板单元10相对的侧)上。具体地，密封材料例如环氧树脂等通过分配器注入到绝缘基板21和31上，然后，绝缘基板21和31放置在高温槽中从而密封材料被硬化。由此，密封层27和密封层37可以设置有例如大约2mm—3mm的厚度。

而且，如图12和15中所示，密封材料也可以施加到热电元件基板单元10与绝缘板21、31之间的间隙17(在绝缘基板21和31的周边部分)上，从而可以提供用于限制水等侵入到热电元件基板单元10的侧面的密封。

此后，壳体部件28和壳体部件38布置成覆盖热电转换模块200，并分别定位在热电转换模块200的两个相对侧(例如，图1中的上侧和下侧)，从而空气流过其中的用于吸热的热交换部分以及用于散热的热交换部分形成。在此情况下，填料(没有示出)填充在热交换部件22的顶端部(固定部件23)与壳体部件28之间的间隙内，以及热交换部件32的顶端部(固定部件33)与壳体部件38之间的间隙内，从而热电转换模块200在壳体部件28和壳体部件38中的位置得到固定。

由此，在热电转换装置100中，当电压施加到连接端子24a、24b上时，绝缘膜40通过电沉积涂装形成在电势施加在其上的导电部分的大体上整个表面上。在此情况下，热电转换模块200被首先构成，然后，在热电转换模块200处执行电沉积涂装，从而绝缘膜40可以选择性地形成在有必要绝缘的导电部分处。而且，在相同的阶段，有必要绝缘的导电部分的大体上整个表面可以设置有绝缘膜40。因为提供了电沉积涂装，其中小孔得以减少的绝缘膜40可以大体上形成在具有复杂形状的热交换部分26或热交换部分36等上，由此，限制了导体部分处的离子迁移和短路。

而且，在根据此实施例的热电转换装置100中，密封层27、37以密封层27、37从绝缘膜40的外侧覆盖接触部分42的方式，形成在其中难以通过电沉积涂装形成绝缘膜40的绝缘板21和热交换部件22之间的接触部分42以及第三绝缘板31与热交换部件32之间的接触部分附近。由此，绝缘膜40被加强，从而有必要绝缘的导电部分(在热电转换装置100内)的绝缘可以变得相当完全。因此，可以大体上限制热电转换装置100中的离子迁移和短路。

在此情况下，密封层27、37形成在热交换部件22、32的突出侧上以便覆盖绝缘板21、31的大体上整个表面，由此，限制由于在吸热侧的水凝结引起的粘附到热交换部分26、36上的水滴，包括在流过热交换部分26、36的空气中的水蒸汽、药物、灰尘、杂质等，从绝缘板21与热交换部件22之间的接合部分和第三绝缘板31与热交换部件32之间的接合部分的缝隙等处侵入热电元件12、13的侧面。由此，可以限制在热电元件12、13和吸热电极部分25和散热电极35处出现腐蚀、损坏、离子迁移和短路。

在第三实施例中没有描述的有关热电转换装置100及其制造方法可以与第一实施例相同。

第四实施例

下面参照图18和19描述本发明的第四实施例。在上述第三实施例中，密封层27和37分别布置在其中电极部件22和32的根部被分别保持的绝缘基板21和31的表面上。如图18所示，根据第二实施例，除了密封层27和37之外，第三密封层29和第四密封层39分别布置在其中电极部件22和32的顶端部被保持的固定部件23和固定部件33的表面上。

第三密封层29形成在固定部件23的大体上整个表面(热交换部分26侧)上，并且第四密封层39形成在(固定部件33的大体上整个表面热交换部分36侧)上。在此实施例中，密封层29、39可以设置有例如2mm-3mm的厚度。

参照图18至19，第三密封层29以第三密封层29从外侧覆盖绝缘膜40的方式，设置在热交换部分26的顶端部与固定部件23之间的接触部分43上。由此，在热交换部分26上难以通过电沉积涂装形成缘膜40的部分的绝缘可以得到加强以变得相当完全。

热交换部件22与固定部件23之间的接触部分43(图19中示出)具有与热交换部件32与固定部件33之间的接触部分43相似的构造。第四密封层39可以设置有与第三密封层29相似的构造。

在与第三实施例相似执行的粘合层形成过程中，第三密封层29和第四密封层39可以与第一密封层27和第二密封层37一起形成。具体地，施加环氧树脂密封材料到固定部件23和33的表面，然后固定部件23和33被硬化，从而形成第三密封层29和第四密封层39。

根据此实施例，第三密封层29和第四密封层39分别设置在其中电极部件22和电极部件32的顶端部被保持的固定部件23和固定部件33的大体上整个表面(热交换部件22和32侧)上，由此增强了难以通过电沉积涂装形成绝缘膜40的露出部分43(在位于电极部件22、32的顶端部处的固定部件23、33上)附近的绝缘。因此，电极部件22、32的顶端部侧面的绝缘可以大体上变得完整。从而，可以大体上限制在热电转换装置100中的短路，以及离子迁移。

在第四实施例中没有描述的有关热电转换装置100及其制造方法可以与第一实施例相同。

第五实施例

下面参照图20描述本发明的第五实施例。根据此实施例，温度传感器70(例如，热敏电阻)另外布置在固定部件23的表面上(电极部件22的相对侧)。

热敏电阻70布置在固定部件23上以便接触电极部件22的顶端部。用于连接热敏电阻70与外部控制单元(没有示出)引线71(配线)布置在固定部件23上。引线71可以由例如导电的金属线构成。通过例如电沉积涂装，绝缘膜48(配线绝缘层)形成在引线71的表面。

在与第三实施例相似的连接过程中，热敏电阻70通过粘合剂等可以固定到固定部件23上，并且引线71通过焊接等可以连接到固定部件23上。

由此，在与第三实施例相似的电沉积涂装过程中，当绝缘膜40形成在热电转换模块200上时，电压不仅施加到热电转换模块200的一个连接端子(其用作负极且没有示出)，而且施加到热敏电阻70的引线71(其用作负极)。从而，由于执行了电沉积涂装，在绝缘膜40形成在热电转换模块200的导电部分上的同时，绝缘膜48也可以形成在热敏电阻70的引线71上。

在此实施例中，热敏电阻70可以布置成接触电极部件22。然而，热敏电阻70的布置位置没有限制。例如，根据需要，热敏电阻70也可以位于电极部件22的附近，或位于电极部件32的侧面。

由此，在热电转换模块200设置有热敏电阻70和引线71的情况下，当绝缘膜40通过电沉积涂装形成在热电转换模块200的导电部分的表面上时，绝缘膜48可以同时形成在布置在热电转换模块200上的热敏电阻70的引线71上。因此，即使当水侵入引线71时，也可以大体上限制在热电转换装置100中的离子迁移和短路。

在第五实施例中没有描述的有关热电转换装置100及其制造方法可以与第一实施例相同。

第六实施例

下面参照图21描述本发明的第六实施例。在上述实施例中，热电元件12和热电元件13通过电极部件22的电极部分25和热交换部件32的电极部分35彼此直接连接。如图21中所示，根据第六实施例，不同于热交换部件22和32，电极部分16可以布置用于连接彼此邻近的电极部件12与热电元件13。

在此情况下，热交换部件22的电极部分25和热交换部件32的电极部分35中的每一个连接到电极部分16。具体地，在与第三实施例中所描述的相似的连接过程中，在热电元件12和热电元件13连接到绝缘基板11之后，电极部分16通过焊接分别连接到热电元件12的上表面和下表面以及热电元件13的上表面和下表面。

由此，完成热电元件基板单元10的制造。然后，当吸热侧的鳍片板单元20和散热侧的鳍片板单元30连接到热电元件基板单元10以便构成热电转换模块200时，热交换部件22的电极部分25和热交换部件32的电极部分35连接到电极部分16。电极部分16可以由例如铜等的导电金属构造，并且具有例如大体上板形的形状。

然后，与第三实施例中的电沉积涂装过程相似，热电转换模块200可以设置有电沉积涂层。由此，绝缘膜40形成在热交换部分26和36的表面上以及热电元件12和13的侧表面上。此外，绝缘膜40也形成在电极部分16与热电元件12之间的焊接连接部分的侧表面上和电极部分16与热电元件13之间的焊接连接部分的侧表面上，电极部分16的侧表面上，电极部分16与热交换部件22的电极部分25之间的焊接连接部分的侧表面上和电极部分16与热交换部件32的电极部分35之间的焊接连接部分的侧表面上。

根据此实施例，除了热交换部件22和热交换部件32之外设置了电极部分16。因为当热电元件基板单元10的制造完成时，热电元件12通过电极部分16与热电元件13连接，从而构成了串联电路50，所以在热电转换模块200组装之前，由于热电元件基板单元10的原因，串联电路50的电参数检查和电极部分16与热电元件12、13之间的传导故障等可以容易地执行。

在第六实施例中没有描述的有关热电转换装置100及其制造方法可以与第一实施例相同。

其它实施例

参照附图，尽管已经参照附图结合本发明的优选的实施例对本发明进行了充分描述，但是要注意的是，对于本领域的技术人员而言各种变化和修改将变得明显。

在第一实施例中，热交换部件22的两个端部(根部和顶端部)分别固定到绝缘板21和固定部件23，并且热交换部件32的两个端部(根部和顶端部)分别固定到绝缘板31和固定部件33。然而，也可以省略固定部件23和固定部件33。在此情况下，热交换部件22和热交换部件32在其根部分别仅由绝缘板21和绝缘板31保持，所述热交换部件22和热交换部件32的根部固定到绝缘基板21和31上。可选地，也可以省略绝缘基板21和31。在此情况下，热交换部件22和热交换部件32在其顶端部分别仅由固定部件23和固定部件33保持，所述热交换部件22和热交换部件32的顶端部固定到固定部件23和固定部件33上。

在上述实施例中，热电元件12和13被保持在绝缘基板11(保持部件)上以便构成热电元件基板单元10。可选地，也可以省略绝缘基板11。在此情况下，例如，热电元件12、13可以连接到热交换部件22的电极部分25和热交换部件32的电极部分35中的任何一个。

在上述实施例中，热交换部件22的热交换部分26和热交换部件32的热交换部分36形成为具有百叶窗(louver)形状。然而，热交换部分26和热交换部分36也可以具有偏置(offset shape)形状。可选地，由波状金属板等构造的波状鳍片可以设置在具有梳齿形状的热交换部件22和热交换部件32中的每一个内，以便构造热交换部分26和热交换部分36。

在上述实施例中，直流电源的正极端子与连接端子24a连接，并且其负极端子与连接端子24b连接。可选地，直流电源的正极端子也可以与连接端子24b连接，并且其负极端子也可以与连接端子24a连接。在此情况下，上侧的热交换部件22构造成散热部分，并且下侧的热交换部件32构造成吸热部分。

即，通过切换在由热电元件12和13构造的串联电路50内流动的电流的流动方向，可以切换吸热侧和散热侧。由此，热电转换装置可以用于冷却例如半导体或电子元件等的发热元件，和在空气调节装置中用于冷却/加热。

此外，在上述实施例中，通过电沉积涂装形成的绝缘膜40(电沉积涂层)或通过汽相沉积形成的绝缘膜41(汽相沉积层)被设置为绝缘膜。可选地，热电转换模块也可以浸入绝缘涂料中，然后加热和干燥热电转换模块，从而在热交换部分26和热交换部分36的表面形成绝缘膜(涂料层)。

此外，也可以由硅粘合剂构造粘合层27和粘合层37。

而且，在上述实施例中，粘合层27和37形成以便分别覆盖绝缘板21的大体上整个表面和绝缘板31的大体上整个表面。然而，粘合层27和37也可以分别是精确定位地形成在热交换部分26的露出部分42和热交换部分36的露出部分42附近。

这些变化和修改被理解为在本发明的保护范围内，且本发明的保护范围由权利要求限定。

Claims (21)

1、一种热电转换装置，所述热电转换装置包括：

热电元件模块(10)，所述热电元件模块(10)包括多个热电元件对，所述多个热电元件对中的每一对具有彼此串联电连接的P型热电元件和N型热电元件；和

多个热交换部件(22、32)，所述多个热交换部件(22、32)电连接到热电元件(12、13)，并且热量通过所述多个热交换部件(22、32)能够在热电元件(12、13)与热传递介质之间传递，其中：

所述热交换部件(22、32)相对于热传递介质的流动方向布置在至少三排上，并且分别连接到热电元件对；且

绝缘膜(40)通过电沉积涂装设置在热电元件模块(10)和热交换部件(22、32)的组件的大体上整个表面上。

2、根据权利要求1所述的热电转换装置，其中

所述绝缘膜(40)由包括覆盖边的树脂材料的材料构造。

3、根据权利要求1或2所述的热电转换装置，进一步包括：

绝缘板(21、31)；和

密封部件(27、37)，其中：

所述热交换部件(22、32)具有与热电元件对连接的电极部分(25、35)，和直接与所述电极部分(25、35)连接的热交换部分(26、36)；

所述热交换部分(26、36)在绝缘板(21、31)的突出侧从绝缘板(21、31)处突出以便被保持，并且所述热交换部分(26、36)通过绝缘板(21、31)彼此电绝缘；且

在绝缘板(21、31)的突出侧，密封部件(27、37)布置成从绝缘膜(40)的外侧覆盖热交换部分(26、36)与绝缘板(21、31)之间的接触部分(42)。

4、根据权利要求3所述的热电转换装置，其中

所述密封部件(27、37)覆盖绝缘板(21、31)的大体上整个表面，所述表面在热交换部分(26、36)的突出侧。

5、根据权利要求4所述的热电转换装置，其中

所述绝缘板(21、31)构成第一保持部件，所述第一保持部件用于将热交换部分(26、36)保持在热交换部分(26、36)与电极部分(25、35)连接的连接侧上。

6、根据权利要求4所述的热电转换装置，进一步包括

第二保持部件(23、33)，所述第二保持部件(23、33)电绝缘并将热交换部分(26、36)保持在热交换部分(26、36)与电极部分(25、35)连接的连接侧的相对侧上。

7、根据权利要求4所述的热电转换装置，进一步包括

温度传感器(70)，所述温度传感器(70)布置在温度传感器(70)接触热交换部分(26、36)的位置和在热交换部分(26、36)附近的位置中的一个位置处；

配线(71)，所述配线(71)与温度传感器(70)连接；和

配线绝缘膜(48)，所述配线绝缘膜(48)电绝缘、并且通过电沉积涂装布置在配线的大体上整个表面上。

8、根据权利要求4所述的热电转换装置，其中

多个电极部分(25、35)分别与多个热交换部分(26、36)形成为一体。

9、一种热电转换装置的制造方法，所述热电转换装置包括热电元件模块(10)和多个热交换部件(22、32)，热量通过所述多个热交换部件(22、32)能够在热电元件模块(10)与热传递介质之间传递，所述热电元件模块(10)具有多个热电元件对，所述热电元件对中的每一对具有彼此串联电连接的P型热电元件(12)和N型热电元件(13)，所述制造方法包括以下步骤：

连接过程，所述连接过程用于将热交换部件(22、32)分别电连接到热电元件对，且所述热交换部件(22、32)相对于热传递介质的流动方向布置在至少三排上；

浸渍过程，所述浸渍过程用于将热电元件模块(10)和热交换部件(22、32)的组件浸入浸渍槽中，熔化的绝缘材料设置在所述浸渍槽中，并且将预定电压施加到组件上，从而将绝缘材料施加到组件的大体上整个表面上，且在连接过程之后执行所述浸渍过程；和

烘焙过程，所述烘焙过程用于烘焙在浸渍过程中绝缘材料已经施加到其上的热电元件模块(10)和热交换部件(22、32)的组件，从而形成绝缘膜(40)。

10、根据权利要求9所述的制造方法，其中

在所述浸渍过程中，使用包括覆盖边的树脂材料的绝缘材料。

11、根据权利要求9或10所述的制造方法，其中

在浸渍过程重复执行数次之后，执行所述烘焙过程。

12、根据权利要求11所述的制造方法，其中

所述浸渍过程在执行中设置有用于不同次数的各种浸渍条件。

13、根据权利要求9或10所述的制造方法，其中

所述烘焙过程被重复执行数次，并且设置有用于不同次数的各种烘焙条件。

14、根据权利要求9所述的制造方法，进一步包括

密封过程，所述密封过程用于在绝缘板(21、31)的突出侧上形成密封部件(27、37)，以便从绝缘膜(40)的外侧覆盖接触部分(42)，且在烘焙过程之后执行所述密封过程，其中：

所述热交换部件(22、32)具有与热电元件对电连接的电极部分(25、35)，和直接与所述电极部分(25、35)连接的热交换部分(26、36)；所述接触部分(42)处于热交换部分(26、36)与绝缘板(21、31)之间；且

所述热交换部分(26、36)在绝缘板(21、31)的突出侧从绝缘板(21、31)突出以便被保持，并且所述热交换部分(26、36)通过绝缘板(21、31)彼此电绝缘。

15、根据权利要求14所述的制造方法，其中

在所述密封过程中，形成密封部件(27、37)以便覆盖绝缘板(21、31)的大体上整个表面，且所述表面在热交换部分(26、36)的突出侧上。

16、根据权利要求15所述的制造方法，其中

在所述连接过程中，绝缘板(21、31)布置为第一保持部件，所述第一保持部件用于将热交换部分(26、36)保持在热交换部分(26、36)与电极部分(25、35)连接的连接侧上。

17、根据权利要求15所述的制造方法，其中

在所述连接过程中，电绝缘的保持部件(23、33)布置成将热交换部分(26、36)保持在热交换部分(26、36)与电极部分(25、35)连接的连接侧的相对侧上。

18、根据权利要求17所述的制造方法，其中

在所述连接过程中，所述温度传感器(70)布置在温度传感器(70)接触热交换部分(26、36)的位置和在热交换部分(26、36)附近的位置中的一个位置处，且配线(71)与温度传感器(70)连接；且

在所述浸渍过程中，在配线(71)用作负极和正极的之一的情况下，通过将电压施加到配线(71)上，电绝缘的配线绝缘膜(48)形成在配线(71)的大体上整个表面上。

19、根据权利要求18所述的制造方法，其中

多个电极部分(25、35)分别与多个热交换部分(26、36)形成为一体。

20、根据权利要求9或10所述的制造方法，其中

预定电压被施加到布置在热电元件模块(10)上的端子(24a、24b)。

21、根据权利要求16所述的制造方法，其中

在所述连接过程中，电绝缘的第二保持部件(23、33)布置成将热交换部分(26、36)保持在热交换部分(26、36)与电极部分(25、35)连接的连接侧的相对侧上。

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