CN105097791A - 尤其用于机动车辆的热电装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及热电装置(1)，尤其用于机动车辆，其具有壳体(2)，所述壳体包括第一和第二壳体部(3a、3b)并且至少局部限定壳体内部(4)，其中，所述两个壳体部(3a、3b)分别包括壳体壁(5a、5b)，所述壳体壁在安装状态下彼此相对放置，其中，至少一个壳体壁(5a)具有至少两个接收区域(12)，至少一个热电元件(10)分别布置于所述接收区域上，其中，每个接收区域(12)由沿周向(U)延伸的围绕件(13)围绕，所述围绕件具有弹簧式弹性结构(14)。

Description

尤其用于机动车辆的热电装置

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。

特别有利地，腹件能够通过横向于周向桥接孔口来连接两个相邻接收区域。

在一实施例中，腹件在壳体底部的顶视图上具有大致S状几何形状，该实施例具有特别良好的弹簧式弹性特性。

这在很大程度上适用于有利的其他发展：围绕特定接收区域的每个围绕件精确地设置有六个腹件。

从制作技术的角度看证明有利的实施例是，围绕特定接收区域的至少一个、优选每个围绕件具有两个纵向侧以及两个横向侧，其中，在每个纵向侧精确地设置两个腹件，在每个横向侧精确地设置一个腹件。

在有利进一步发展中，至少一个腹件、优选所有腹件能够具有朝向壳体的内部背向壳体底部向内弯曲的几何学形状。

在有利进一步发展中，至少一个腹件能够离开壳体壁朝向壳体内部截面缩窄。这允许例如在用于压印出所述孔口的组合压印成型处理过程中尤其简单地生产这种腹件。

当至少两个孔口和至少两个腹件沿着周向交替时，能够实现尤其良好的接收热机械应力，尤其当热机械应力在彼此隔开的壳体壁的部位局部发生时。优选地，这可以适用于多个孔口或者腹件。上述的格栅线以及两个格栅间隙此处能够通过孔口以及腹件形成。换句话说，腹件以及孔口沿着周向以及还沿着格栅线或者格栅间隙交替，所述的周向是沿着围绕接收区域的围绕件。

在另一有利实施例中，腹件和/或孔口能够布置于由壳体壁限定的壁平面中，即在这种方案中，是大致扁平的，即产生了二维壁结构。但是，对此可替换的是，腹件还能够从该壁平面至少局部向内伸入壳体的内部。这利于在用于将已经提到的孔口并入壳体壁的压印处理过程中生产腹件。

在有利进一步发展中，其是使用压印处理生产的，沿着周向延伸并且局部限定孔口的壳体壁的边缘段向内伸入壳体的内部。

通过卷边在壳体壁的截面中具有大致U形或者Ω形轮廓，能够向本发明必要的结构提供尤其独特的弹簧式弹性特性。

如已经解释的，孔口以及还有腹件都能够在共用的压印处理中生产，从制作技术的角度看着是尤其有利的。

在另一优选实施例中，在第一壳体部背向壳体内部的一侧，施加有导电材料的膜、尤其金属膜，或者非导电材料的膜，该膜覆盖孔口。以该方式，壳体的壳体内部能够相对于壳体的外部环境被密封，而这不涉及降低为围绕件的弹簧式弹性特性。为了保证此，最大值0.05mm应该选择成作为膜的膜厚。

在此处提出的本发明的第二方案中，根据本发明的热电装置不是具有形成围绕件的弹簧式弹性结构，而是具有设置在壳体壁中的贯通开口，用于降低热机械应力。贯通开口由壁边缘围绕以及被板金属膜构成的盖封闭。根据本发明，板金属膜具有的膜厚此处最多是壁边缘的壁厚的五分之一，优选十分之一。壳体壁的这种薄化给予了壳体壁期望的弹簧式弹性特性，方式类似于先前讨论的弹簧式弹性结构。

根据第二方案的热电装置具有壳体，壳体包括第一和第二壳体部并且至少局部限定壳体内部。两个壳体部分别包括壳体壁，壳体壁在安装状态下彼此相对放置。至少一个两个贯通开口设置用于降低壳体中的热机械应力，贯通开口由壳体壁的壁边缘围绕并且被板金属膜构成的盖封闭。

当板金属膜具有的膜厚最大为0.1mm，可替换地或者额外地壳体壁具有的壁厚为至少0.3mm时，能够实现尤其良好的弹簧式弹性特性，而不会损坏整个壳体壁的结构完整性。

在有利进一步发展中，第一壳体部构造为壳体底部，其由底部接头围绕，底部接头向内伸向壳体盖。此处，底部接头在背向壳体底部的一端接续入凸缘段，凸缘段向外伸出离开壳体内部。相反，第二壳体部构造为壳体盖，其以材料结合方式、尤其依靠焊接连接紧固至壳体底部的凸缘段。在变型中，当然还可想到用于两个壳体部的其他形式的实施例。例如，可考虑两个壳体部的构造呈半壳的方式。

为了将导电壳体相对于布置在壳体内部中的热电有源元件电绝缘，优选实施例中推荐的是，电绝缘设置在两个壳体壁中的至少一个上，优选两个上，其将热电元件相对于壳体壁电绝缘。

优选地，电绝缘能够构造为包括电绝缘层的多层式层。这种绝缘层能够优选由陶瓷材料、最优选地由铝氧化物或者硅基玻璃制成。绝缘层能够此处例如依靠热喷方法或者等离子喷方法施加在壳体壁上。可替换地，还可想到使用丝网打印或者烧结方法或者这些方法的组合的应用。在施加绝缘层之前，推荐的是，对壳体壁脱脂并且依靠喷砂、蚀刻以及激光辐射对其激活。典型地，电绝缘层能够构造以便是单层式或者多层式，并且能够具有的层厚为若干100微米。为了防止发生不期望漏电电流通过绝缘层，这能够可选地穿插有塑料。

为了改善电绝缘层在壳体上的机械连接，在有利进一步发展中提出的是，粘着剂层设置在绝缘层和壳体壁之间，粘着剂层充当粘接促进件。这能够依靠上述提到的涂覆方法施加，还可依靠PVD或者CVD处理施加。可替换地，还可想到电流方法或者电化学涂覆方法。镍、铬、钼、铝、镱、钛、钇、硼、铁、碳、氮、氧、钨、钽或银可以考虑作为用于粘着剂层的材料。实际电绝缘层能够然后施加在粘着剂层上。

为了能够布置导体路径元件，其设置在热电有源元件的外部，用于电连接电绝缘层上的两个相邻元件，推荐的是，金属层设置在电绝缘层背向壳体壁的一侧上，例如是铜、金或者银。这允许简单地布置热电有源元件的典型金属导体路径元件。该布置能够依靠银烧结或者AMB焊实现。

公知的是，不同的先前讨论涂层和壳体壁的壳体材料以及热电有源材料的部件典型地具有不同的热膨胀系数。为了降低各层或各部件之间的热机械应力，因此在另一优选实施例中提出的是，一个或多个膨胀系数调整层设置在电绝缘层和粘着剂层之间。这些调整层此处构造为使得相邻层的膨胀系数仅逐渐地改变。在类似方式中，这种膨胀系数调整层还能够设置在金属层和电绝缘层之间。

为了改善壳体至外部温度储罐的热联接，在另一优选实施例中提出的是，肋结构设置在壳体底部背向壳体盖的外侧上，具有至少两个肋，优选具有多个肋，肋背向壳体底部伸出。

通过肋在结构上构造为使得它们在沿着壳体的纵向方向观察的轮廓中形成为波状结构，使得布置在孔口区域中的肋搁置在壳体底部的限定相应的孔口的两个边缘段上，可实现与温度储罐尤其良好的热连接。以该方式，防止了机械上相对刚性构造的肋会降低壳体底部用于接收壳体底部中存在的热机械应力所需的弯折柔性。

为了能够在壳体上提供由外部的热电元件生成的电热张力，提出的是，在壳体接头中设置至少一个贯通开口，优选两个贯通开口。电连接元件能够分别穿过这些贯通开口，电连接元件在一端连接热电元件或者导体路径元件，在另一端向外伸出通过贯通开口而穿出底部接头。

在另一优选实施例中，连接元件构造为金属塞子，具有大致柱形形状。为了保证相对于壳体的所需电绝缘，连接元件布置为电绝缘材料(尤其塑料)制成的绝缘套筒。

在热电发电机的有利进一步发展中，(第一或者第二)贯通开口能够设置在两个相对的管壁中的每个中。第一热交换器装置然后能够插入第一贯通开口，第二热电装置插入第二贯通开口。两个装置在两个贯通开口中的布置此处发生，优选使得两个热电装置的两个壳体底部面向彼此。

本发明还涉及具有至少一个先前提出的热电装置的机动车辆。

本发明的进一步重要的特征及优势将见于从属权利要求、附图以及借助于附图的附图说明。

应该理解的是，以上提到的以及以下进一步解释的特征能够不仅以示出的组合使用，而且以其他组合或者单独使用，这并不超出本发明的范围。

本发明的优选示范实施例图示于附图并且在以下说明中进一步详细解释，其中，相同附图标记指代相同或者类似或者功能相同的部件。

附图说明

各图分别示意地示出了：

图1是根据本发明的热电装置的第一例子的纵向截面，

图2a是图1中的装置的立体图，

图2b是图2a的装置在壳体底部的区域中的细节图，

图3是根据本发明的热电装置的第二例子的立体图，

图4a是根据本发明的热电装置的第三例子的立体图，

图4b是图4a的装置在壳体底部的区域中的细节图，

图5a是腹件的纵向截面，其形成第三例子中的弹簧式弹性结构，

图5b是图5a的弹簧式弹性结构的第一变型，

图5c是图5a的弹簧式弹性结构的第二变型，

图6是图3的热电装置的变型，

图7a图6的装置在腹件的区域中的细节图，

图7b是图6中的装置的局部纵向截面，

图8a是根据本发明的热电装置的第四例子的纵向截面，

图8b是图8a的细节图，

图9是示出了电绝缘的层结构的示意图，

图10是热电装置的壳体底部的立体图，其上布置有肋结构，

图11是图10中的壳体底部的纵向截面，

图12是壳体底部以及设置在壳体上的电连接元件的示意图，热电有源元件布置在壳体底部上，

图13A-C是图12的电连接元件的不同变型的纵截面。

具体实施方式

图1示出了根据本发明的热电装置1的第一例子的纵向截面。热电装置1包括壳体2，壳体2具有第一和第二壳体部3a、3b，第一和第二壳体部3a、3b至少局部限定壳体内部4。两个壳体部3a、3b分别包括壳体壁5a、5b，壳体壁在安装状态下彼此相对放置，示出于图1。如图1示出的，第一壳体部3a构造为壳体底部6，其由底部接头7围绕，底部接头7向内伸向壳体内部4。所述底部接头7在背向壳体底部6的端部接续入凸缘段8，凸缘段8向外伸出离开壳体内部4。作为对比，第二壳体部3b构造为壳体盖9，其以材料结合方式依靠焊接连接紧固至壳体底部6的凸缘段8。在壳体内部4中布置若干热电元件10，它们经由金属导体路径元件11彼此电连接，因此电串联。将导体路径元件11安装在热电元件10上能够依靠银烧结或者锡焊进行。

图2a示出了第一壳体部3a的立体图，图2b是壳体壁5a的区域的细节图。在形成壳体底部6的壳体壁上5a设置了八个接收区域12，在变型中当然还可想到不同数量，它们沿着周向U被围绕件13至少局部封闭，在图2的例子中甚至完全封闭。围绕件13又具有弹簧式弹性结构14，为了提供用于补偿热机械应力所需的弹簧式弹性特性。弹簧式弹性结构14此处实现为一体地形成在壳体壁5a上的卷边16，该卷边从第一壳体部3a向内伸入壳体空间4。为了增加其弹簧式弹性特性，壳体壁5a的壁厚能够在弹簧式弹性结构14的区域中相对于壳体壁5a的与弹簧式弹性结构14互补的区域降低，在图1和图2的例子方案中因此在卷边16的区域中降低。此外，卷边16能够在横向截面或者纵向截面中具有U形轮廓(参见图1)。此外，弹簧式弹性结构14在壳体壁5a的顶视图上构造为格栅状方式，具有若干格栅线15a和若干格栅间隙15b，它们彼此直角交叉，如图2a所示。

还能够从图2a可见的是，接收区域12在壳体壁5a的顶视图上分别具有大致矩形的几何形状，尤其具有导圆拐角。如已经讨论的，弹簧式弹性结构14能够接收并且因此补偿壳体2中发生的任何热机械应力，使得布置有热电元件10的接收区域12保持免受这种机械应力。以该方式能够在很大程度上或者甚至完全防止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。

同时，图3示出了图1和图2的例子的变型，其中围绕件13的弹簧式弹性结构14不是构造为呈梁的形式，而是具有沿着周向U设置的多个孔口17，它们被一体地形成在壳体壁5a上的腹件18中断。如图3示出的，围绕件13由孔口17以及腹件18构成，呈穿孔的方式。孔口17能够例如构造为圆形贯通开口，如图4所示。

图4a和图4B示出了图3的例子的变型。图4a示出了此处第一壳体部3a的立体图，图4b示出了第一壳体部3a在壳体底部6的区域中的细节图。与图3的例子的方式类似，围绕件13的弹簧式弹性结构14由沿着周向U设置的多个孔口17形成，它们被一体地形成在壳体壁5a上的腹件18中断。在图4的例子中，孔口17构造为沿着周向U的槽状方式，腹件18从由壳体底部6形成的底部平面向内伸入壳体内部4。在另一变型中，可以想到的是，结合图4的槽状孔口17和图3的布置在壳体底部6的底部平面中的腹件18。

图4a和图4b示出的腹件18的由垂直于周向U的平面限定的截面能够缩窄。这种方案图示于图5a，该图示出了单个腹件18的所述截面。腹件18一体地形成在壳体底部6上。尤其，腹件18能够具有V形状轮廓，如示出于图5a的。

在图5a的例子的变型中，该变型示出于图5b，壳体底部6的沿着周向U限定槽状孔口17的边缘段19a、19b能够朝向壳体内部4向内弯折，即伸向壳体内部4。

图5c最终示出了图5a的例子的变型，其中腹件18的截面具有U形轮廓。

通常，孔口17以及还有腹件18都能够依靠压印处理生产。

图6示出了图4的热电装置的进一步变型，根据该变型，腹件18在该图所示的壳体底部6的顶视图上分别具有大致S状几何形状。每个s形状的腹件18以弹簧式弹性方式有条件地变形，用于接收热机械应力。这能够尤其见于图7a，该图图示了图6的这种单个腹件18的细节图。图7b示出了图6的布置的纵向截面。可见的是，腹件18能够具有背向壳体底部6的弯曲形状。这允许腹件18补偿尤其高的热机械应力。

此外，如图6示出的，围绕特定接收区域的每个围绕件13精确地具有六个腹件18。在变型中，该数量能够改变。此外，图6示出了，围绕特定接收区域的每个围绕件13具有两个纵向侧以及两个横向侧，其中，在每个纵向侧精确地设置两个腹件18，在每个横向侧精确地设置一个腹件18。

在上述所有例子中，在第一壳体部3a背向壳体内部4的一侧，能够施加导电材料的膜、尤其金属膜，或者电非导电材料的膜，该膜覆盖孔口17(未示出)。例如，这种膜能够是板金属膜。依靠该膜，壳体2的壳体内部4能够相对于壳体2的外部环境被密封，而这不会涉及降低围绕件13或者弹簧式弹性结构14的弹簧式弹性特性。为了保证此，膜的膜厚应该最大为0.05mm并且具有高传热性。

图8a示出了根据本发明的热电装置1的第二例子的纵向截面。类似于图1的例子的方式，装置1包括壳体2，壳体2具有第一和第二壳体部3a、3b，第一和第二壳体部3a、3b至少局部限定壳体内部4。两个壳体部3a、3b分别包括壳体壁5a、5b，所述壳体壁在安装状态下彼此相对放置，如示出于图8a的。如图8a示出的，第一壳体部3a构造为壳体底部6，其由底部接头7围绕，底部接头7向内伸向壳体内部4。所述底部接头7在背向壳体底部6的端部接续入凸缘段8，凸缘段8向外伸出离开壳体内部4。作为对比，第二壳体部3b构造为壳体盖9，其以材料结合方式例如依靠焊接连接紧固至壳体底部6的凸缘段8。类似于图1的例子的方式，若干热电元件10布置在壳体内部4中，这些元件经由金属导体路径元件11彼此电连接。形成壳体底部6的壳体壁5a具有贯通开口20，其由壳体底部6的壁边缘21围绕。贯通开口20被板金属膜22封闭，板金属膜22安装在壁边缘21背向壳体盖9的一侧。热电元件10布置在板金属膜22上。此处，板金属膜22具有的相对膜厚最多是壳体底部6的壁边缘21的壁厚的五分之一，优选最多十分之一。典型地，板金属膜22的绝对膜厚小于0.1mm，壳体壁的壁厚至少为0.3mm。通过使用板金属膜22的这种薄化壳体壁5a给予了壳体壁5a用于接收热机械应力所需的弹簧式弹性特性，类似于已经提出的弹簧式弹性结构14的方式。

为了将导电壳体2相对于布置在壳体内部4中的热电有源元件10电绝缘，在两个壳体部3a、3b的彼此相对布置的两个壳体壁51、5b上分别在内部设置了电绝缘23，其能够构造为多层式层。这示出于图8b，用于图1的例子中，其中弹簧式弹性结构14构造为呈卷边16的形式。当然，这种电绝缘23还能够设置在所有其他先前讨论例子中。将导体路径元件11布置在电绝缘23上能够依靠银烧结或者AMB焊进行。

在根据图9的例子方案中，电绝缘23构造为多层式层，并且包括电绝缘层25。电绝缘层25能够优选由陶瓷材料、最优选地由铝氧化物或者硅基玻璃生产。绝缘层25此处能够例如依靠热喷方法或者等离子喷方法施加在壳体壁5a、5b上。可替换地，还可想到使用丝网打印或者烧结方法或者这些方法的组合的应用。在施加绝缘层25之前，推荐的是，对壳体壁脱脂并且依靠喷砂、蚀刻以及激光辐射对其激活。典型地，电绝缘层能够构造以便是单层式或者多层式，并且能够具有的层厚为若干100微米。为了防止发生不期望漏电电流通过绝缘层25，这能够可选地穿插有塑料。

在图9中，进一步详细解释电绝缘层23的层式结构。为了改善电绝缘层25在壳体5a上的机械连接，，粘着剂层24设置在绝缘层23和壳体壁5a之间，该粘着剂层充当粘接促进件。这能够依靠上述提到的涂覆方法施加，还可依靠PVD或者CVD处理施加。可替换地，还可想到电流方法或者电化学涂覆方法。镍、铬、钼、铝、镱、钛、钇、硼、铁、碳、氮、氧、钨、钽或银可以考虑作为用于粘着剂层24的材料。陶瓷或者硅基玻璃制成的实际电绝缘层25能够然后施加在粘着剂层24上。

为了能够施加导体路径元件11，其设置在热电元件10的外部，用于电连接电绝缘层25上的两个相邻热电元件10，金属层26(铜、金或者银)设置在绝缘层25背向壳体壁5a的一侧上。这利于安装热电元件10的金属导体路径元件11。为了降低各层或者部件之间的热机械应力，两个膨胀系数调整层27设置在绝缘层25和粘着剂层24之间。以类似方式，如图9所示，这种膨胀系数调整层27还能够设置在金属层26和电绝缘层25之间。

图10依靠例子图示了将肋结构28集成在壳体底部6背向壳体盖9的外侧。图10示出了此处图4的例子的壳体底部6，但当然这种肋结构28还能够设置在图1至图3所示的示例实施例中。当热电装置1用作热交换器时，肋结构28用作改善壳体2与外部温度储罐的热联接。

图11示出了具有肋29的肋结构28以及其相对于壳体部3a的粗略截面示意图。能够直接看到肋29的有利波状形式。如图11额外示出的，肋29相对于形成格栅线15a或者分别格栅间隙15b的槽状贯通开口17的布置设计为使得相应肋29至壳体底部6的距离在具有贯通开口17的格栅线15a或者格栅间隙15b的区域中最大。以该方式，能够防止典型地构造成机械上刚性的肋29将降低壳体底部用于接收壳体底部6中存在的热机械应力所需的弹簧式弹性。

图12示出了平行于布置壳体底部6的平面的纵向截面，示出了塞子状连接元件39与热电有源元件10的电连接和机械连接的实现。图13a至图13c的类似纵向截面示出了电连接元件39处于插入贯通开口40中的状态下的不同的结构形式的实施例。

连接元件39具有金属塞体41，例如材料包含铜、镍、钼、钨或者铁。塞体41能够实施为圆形塞子或者扁平塞子，并且能够可选地装备有抵抗氧化或者腐蚀的保护涂层。此外，电连接元件39能够设置有电绝缘42，电绝缘42将相应的金属塞体41相对于壳体壁38a进行电绝缘。典型地，这种电绝缘42实施为套筒状部件，其至少局部在外部限定塞体41，如图13a至13c所示。弹性体(例如硅树脂或者热固性塑料)可以考虑作为用于电绝缘的材料。

在图13c的例子中，连接元件39具有金属制成的导电连接套筒43，导电连接套筒43径向向内插入套筒状电绝缘42中，塞体41能够插入导电连接套筒43中。塞体41的伸入壳体内部4中的部分能够与导体路径元件11电连接或者直接与热电元件10电连接。

Claims (31)

1.一种热电装置(1)，尤其用于机动车辆，

具有壳体(2)，所述壳体包括第一和第二壳体部(3a、3b)并且至少局部限定壳体内部(4)，其中，所述两个壳体部(3a、3b)分别包括壳体壁(5a、5b)，所述壳体壁在安装状态下彼此相对放置，

其中，至少一个壳体壁(5a)具有至少两个接收区域(12)，至少一个热电元件(10)分别布置于所述接收区域上，

其中，每个接收区域(12)由沿周向(U)延伸的围绕件(13)围绕，所述围绕件具有弹簧式弹性结构(14)。

2.根据权利要求1所述的热电装置，其特征在于，

所述接收区域(12)在所述壳体壁(5a、5b)的顶视图上具有大致矩形的几何形状，尤其具有导圆拐角。

3.根据权利要求1或2所述的热电装置，其特征在于，

所述弹簧式弹性结构(14)在所述壳体壁(5a)的顶视图上构造为格栅状方式，包括至少两个格栅线(15a)和至少两个格栅间隙(15b)，使得所述格栅线(15a)和所述格栅间隙(15b)尤其以直角彼此交叉。

4.根据权利要求1至3中一项所述的热电装置，其特征在于，

所述壳体壁(5a、5b)在所述弹簧式弹性结构(14)的区域中的壁厚相对于所述壳体壁(5a)的与所述弹簧式弹性结构互补的区域降低。

5.根据前述任一权利要求所述的所述热电装置，其特征在于，

所述弹簧式弹性结构(14)具有一体地形成在壳体壁(15a、15b)上的至少一个卷边(16)，所述卷边从所述壳体壁(5a)向内伸入所述壳体内部(4)中。

6.根据前述任一权利要求所述的热电装置，其特征在于，

所述弹簧式弹性结构(14)具有沿着所述围绕件(13)的周向(U)延伸的至少两个、优选多个孔口(17)，所述孔口被一体地形成在所述壳体壁(5a)上的至少一个腹件(18)中断。

7.根据权利要求6所述的热电装置，其特征在于，

相应的腹件(18)通过横向于周向(U)桥接相应的孔口(17)来连接两个相邻的接收区域(12)。

8.根据权利要求7所述的热电装置，其特征在于，

所述腹件(18)在所述壳体底部(6)的顶视图上具有大致S状几何形状。

9.根据权利要求7或8所述的热电装置，其特征在于，

围绕特定接收区域(12)的至少一个、优选每个围绕件(13)精确地具有六个腹件(18)。

10.根据权利要求7至9中一项所述的热电装置，其特征在于，

围绕特定接收区域(12)的每个围绕件(13)具有两个纵向侧以及两个横向侧，其中，在每个纵向侧精确地设置两个腹件(18)，在每个横向侧精确地设置一个腹件(18)。

11.根据权利要求7至10中一项所述的热电装置，其特征在于，

至少一个腹件(18)构造成以便朝向所述壳体内部(4)背向所述壳体底部(6)向内弯曲。

12.根据权利要求7至11中一项所述的热电装置，其特征在于，

所述至少一个腹件(18)离开所述壳体壁(5a)进入所述壳体内部(4)的截面缩窄。

13.根据权利要求7至12中一项所述的热电装置，其特征在于，

至少两个孔口(17)和至少两个腹件(18)沿着周向(U)交替，

所述至少两个格栅线(15a)和至少两个格栅间隙(15b)由所述孔口(17)和所述腹件(18)形成，其中，至少一个格栅线(15a)和一个格栅间隙(15b)在相应孔口(17)的区域中尤其以直角彼此交叉。

14.根据权利要求7至13中一项所述的热电装置，其特征在于，

所述腹件(18)和/或所述孔口(17)布置于由所述壳体壁(5a)限定的壁平面中，或者

所述腹件(18)从由所述壳体壁(5a)限定的壁平面至少局部向内伸入所述壳体内部(4)中。

15.根据权利要求7至14中一项所述的热电装置，其特征在于，

沿着周向(U)延伸并且局部限定所述孔口(17)的所述壳体壁(5a)的边缘段(19a、19b)向内伸入所述壳体空间(4)中。

16.根据权利要求5至15中一项所述的热电装置，其特征在于，

所述卷边(16)在所述壳体壁(5a)的截面中具有大致U形轮廓。

17.根据权利要求7至16中一项所述的热电装置，其特征在于，

所述孔口(17)和所述腹件(18)依靠压印处理生产。

18.根据前述任一权利要求所述的热电装置，其特征在于，

在所述壳体壁(5a)背向所述壳体内部(4)的一侧，安装导电材料的膜、尤其金属膜，或者安装非导电材料的膜，所述膜覆盖所述孔口(17)。

19.根据权利要求18所述的热电装置，其特征在于，

所述膜具有的膜厚最大为0.05mm。

20.一种热电装置，尤其用于机动车辆，

具有壳体(2)，所述壳体包括第一和第二壳体部(3a、3b)并且至少局部限定壳体内部(4)，其中，所述两个壳体部(3a、3b)分别包括壳体壁(5a、5b)，所述壳体壁在安装状态下彼此相对放置，

其中，在至少一个壳体壁(5a)中设置贯通开口(20)，用于降低所述壳体(2)中的热机械应力，所述贯通开口由壁边缘(21)围绕并且被板金属膜(22)构成的盖封闭，其中，所述板金属膜(22)具有的膜厚最多是所述壁边缘(21)的壁厚的五分之一，优选十分之一。

21.根据权利要求20所述的热电装置，其特征在于，

所述板金属膜(22)具有的膜厚最大为0.1mm，和/或

所述壳体壁具有的壁厚为至少0.3mm。

22.根据前述任一权利要求所述的热电装置，其特征在于，

所述第一壳体部(3)构造为壳体底部(6)，其由底部接头(7)围绕，所述底部接头向内伸向所述壳体盖(9)，

所述底部接头(7)在背向所述壳体底部(6)的一端接续入凸缘段(8)，所述凸缘段向外伸出离开所述壳体内部(4)，

所述第二壳体部(3b)构造为壳体盖(9)，其以材料结合方式、尤其依靠焊接连接紧固至所述壳体底部(6)的所述凸缘段(8)。

23.根据前述任一权利要求所述的热电装置，其特征在于，

电绝缘(23)设置在两个所述壳体壁(5a、5b)中的至少一个上，所述电绝缘将所述热电元件(10)相对于所述壳体壁(5a、5b)绝缘。

24.根据权利要求23所述的热电装置，其特征在于，

所述电绝缘(23)包括电绝缘层(25)，所述电绝缘层是陶瓷材料，最优选地是铝氧化物或者硅基玻璃。

25.根据权利要求23或24所述的热电装置，其特征在于，

金属层(26)设置在所述电绝缘层(25)背向所述壳体壁(5a)的一侧上，粘着剂层(24)设置在所述电绝缘层(25)和所述壳体壁(5a)之间。

26.根据权利要求24或25所述的热电装置，其特征在于，

第一膨胀系数调整层(27)设置在所述电绝缘层(25)和所述粘着剂层(24)之间，

第二膨胀系数调整层(27)设置在所述金属层(26)和所述电绝缘层(25)之间。

27.根据权利要求22至26中一项所述的热电装置，其特征在于，

肋结构(28)设置在所述壳体底部(6)背向所述壳体盖(9)的外侧上，所述肋结构(28)具有从所述壳体底部(6)伸出的至少两个肋(29)，优选具有多个肋(29)。

28.根据权利要求27所述的热电装置，其特征在于，

所述肋(29)在沿着所述壳体(2)的纵向方向(L)观察的轮廓中形成为波状结构，使得肋搁置在所述壳体底部(6)的限定相应孔口(17)的两个边缘段(19a、19b)上。

29.根据前述任一权利要求所述的热电装置，其特征在于，

至少一个贯通开口(40)、优选两个贯通开口(40)设置在所述壳体(2)上，电连接元件(39)穿过所述贯通开口，所述电连接元件(39)在一端电连接热电元件(10)或者导体路径元件(11)，在另一端从所述壳体(2)向外伸出通过所述贯通开口(40)。

30.根据权利要求29所述的热电装置，其特征在于，

所述电连接元件(39)包括金属塞体(41)以及电绝缘材料的电绝缘(42)，所述电绝缘(42)用于所述塞体(41)相对于所述壳体(2)的电绝缘。

31.一种机动车辆，具有根据前述任一权利要求所述的至少一个热电装置。