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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Abgaswärmenutzung, insbesondere bei Verbrennungsmotoren von Kraftfahrzeugen.
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Es gibt Überlegungen, die Wärme des Abgasstroms direkt in elektrische Energie umzusetzen. Dabei wird der Seebeck-Effekt ausgenutzt, den manche Halbleitermaterialien in einem Temperaturgradienten zeigen. Zur Gewinnung von elektrischer Energie werden etliche thermoelektrische Elemente in geeigneten Materialkombination in einem thermoelektrischen Modul zusammengefasst, das in sich gekapselt ist und das eine Heißseite zum Kontakt mit einem heißen Medium sowie eine Kaltseite zum Kontakt mit einem kalten Medium aufweist. Derartige thermoelektrische Module sind bekannt.
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Es ist auch bekannt, mehrere thermoelektrische Module (im folgenden auch TEG-Module genannt) in einem thermoelektrischen Generator anzuordnen, und diesen in einem Abgasstrom eines Verbrennungsmotors zu platzieren.
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Bei der Ausnutzung der Wärme des Abgasstroms eines Kraftfahrzeugs tritt das Problem auf, dass weder die Abgastemperatur noch der Durchfluss (entsprechend dem Gasmassenstrom durch den thermoelektrischen Generator) konstant sind und damit auch die auf die TEG-Module übertragbare Wärmemenge schwankt. Bisher häufig verwendete Niedertemperatur-TEG-Module müssen vor übermäßiger Hitzeeinwirkung (Temperaturen über ca. 260°C) geschützt werden, wie sie bei längerem Kontakt mit dem heißen Abgas auftreten kann. Hier werden Bypasslösungen zur Umgehung des thermoelektrischen Generators diskutiert, die das heiße Abgas an den TEG-Modulen vorbei leiten, um eine Überhitzung zu vermeiden.
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Eine andere Überlegung ist es, Hochtemperatur-TEG-Module zu verwenden, die bei den im Abgassystem herrschenden Temperaturen keinen Schaden nehmen. Diese liefern die optimale Ausbeute elektrischer Energie jedoch nur bei entsprechend hohen Temperaturen von ca. 600–850°C.
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Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Möglichkeit zu schaffen, um eine möglichst hohe Ausbeute an elektrischer Energie aus der Abwärme des Abgases zu gewinnen.
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Hierzu ist erfindungsgemäß eine Vorrichtung zur Abgaswärmenutzung bei Verbrennungsmotoren von Kraftfahrzeugen vorgesehen, mit wenigstens einem thermoelektrischen Generator, der mehrere thermoelektrische Module aufweist, die jeweils eine Vielzahl von thermoelektrischen Elementen enthalten, die zwischen einer Heißseite und einer Kaltseite des thermoelektrischen Moduls angeordnet sind. Der thermoelektrische Generator weist ein im Abgasströmungsweg angeordnetes Gehäuse mit einem Einlass und einem Auslass auf. Die thermoelektrischen Module sind entlang einer Mehrzahl von parallel geschalteten Strömungskanälen im Inneren des Gehäuses zwischen Einlass und Auslass angeordnet, und eine Gasflusssteuereinrichtung ist vorgesehen, die in Abhängigkeit wenigstens eines Umgebungsparameters den Gasmassenstrom durch das Gehäuse im Wesentlichen auf vorbestimmte Strömungskanäle beschränkt. Der Gasmassenstrom wird unter bestimmten Bedingungen auf nur einige der vorhandenen Strömungskanäle aufgeteilt. Unter diesen Bedingungen werden also nicht alle, sondern nur einige der vorhandenen Strömungskanäle zumindest in nennenswerter Weise vom Abgas durchströmt, die übrigen Kanäle werden kaum, nicht nennenswert oder überhaupt nicht durchströmt. Durch diese Beschränkung des Gasmassenstroms auf eine geringere Anzahl von Strömungskanälen wird die Wärmemenge an eine geringere Anzahl an thermoelektrischen Modulen übertragen, so dass diese auf eine höhere Temperatur erhitzt werden als bei einer gleichmäßigen Durchströmung sämtlicher vorhandenen Strömungskanäle bei gleichem Gasmassenstrom.
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So kann bei geringem Gasmassenstrom oder niedriger Abgastemperatur die Wärme gezielt an einige wenige TEG-Module übertragen werden, was diese auf eine optimale Betriebstemperatur bringt.
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Aufgrund der Kennlinien der TEG-Module ist es sinnvoller, wenige der Module bei einer optimalen Temperatur zu betreiben als alle Module bei einer zu niedrigen Temperatur, weil die erreichbare elektrische Gesamtleistung im ersten Fall höher liegt.
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Andererseits können mehr oder alle Strömungskanäle zum Durchströmen freigegeben werden, wenn ein großer Gasmassenstrom und/oder Abgase hoher Temperatur, was meist zusammen auftritt, durch das Abgassystem strömen.
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Sind alle Strömungskanäle freigegeben, werden alle TEG-Module gleichmäßig erwärmt. Da die Wärmemenge auf viele TEG-Module verteilt wird, kann auch hier jedes der TEG-Module im optimalen Temperaturbereich betrieben werden, was zu einer größtmöglichen Ausbeute an elektrischer Energie führt.
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Der thermoelektrische Generator, insbesondere Querschnitt und Anzahl der Strömungskanäle, ist natürlich so auszulegen, dass bei maximal zu erwartendem Gasmassenstrom und maximal zu erwartender Abgastemperatur die TEG-Module nicht überhitzt werden.
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Vorzugsweise werden TEG-Module eingesetzt, die bis zu einer Gastemperatur von beispielsweise ca. 500–550°C operieren können (z. B. Bi2Te3). Andere Materialkombinationen, die bei diesen Temperaturen eingesetzt werden können, sind natürlich ebenso verwendbar.
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Gemäß der Erfindung ist vorzugsweise kein Bypass vorgesehen, mit dem der thermoelektrische Generator oder auch nur die thermoelektrischen Module umgangen werden können. Sämtliches Abgas in dem Abgasstrang, der den thermoelektrischen Generator enthält, fließt immer vollständig durch zumindest einen der Strömungskanäle des thermoelektrischen Generators, entlang derer die TEG-Module angeordnet sind.
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Die Durchströmung der jeweiligen abgeschirmten Strömungskanäle kann ganz unterbunden sein.
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Ferner sind vorzugsweise alle TEG-Module aufeinandergestapelt, d. h. es gibt keine zwei baulich getrennten Baugruppen aus TEG-Modulen. Vielmehr ist die einzige TEG-Modul Baugruppe im einzig vorhandenen Strömungskanal untergebracht.
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Es ist aber auch möglich, die Durchströmung nur einzuschränken, vorzugsweise auf ca. 5 bis 30% des Gasmassenstroms, der den Strömungskanal durchströmt, wenn dieser freigegeben ist. Bei dieser Variante der Erfindung heißt der Begriff „auf vorbestimmte Strömungskanäle beschränkt” folglich, dass die übrigen Strömungskanäle auch, aber geringfügig durchströmt werden, insbesondere mit einem Massenstrom kleiner 15% des Massenstroms in den übrigen Kanälen. Auch in diesem Fall lässt sich eine deutlich unterschiedliche Verteilung des Gasmassenstroms auf die einzelnen Strömungskanäle erreichen, die dazu führt, dass gezielt von der Gesamtanzahl an TEG-Modulen nur eine kleinere Anzahl von TEG-Modulen auf die optimale Betriebstemperatur gebracht wird.
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Die Strömungskanäle können räumlich parallel zueinander angeordnet sein und beispielsweise jeweils einen lang gestreckten rechteckigen Querschnitt aufweisen. Auf jeder Seite des Strömungskanals sind vorzugsweise mehrere TEG-Module angeordnet, die ein Feld bilden können. Der heiße Abgasstrom, der durch die Strömungskanäle strömt, bildet dabei das heiße Medium, das die Wärmeenergie für die Heißseite der TEG-Module zur Verfügung stellt.
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Vorzugsweise sind Kühlkanäle zwischen den Strömungskanälen vorgesehen, wobei Strömungskanäle und Kühlkanäle jeweils abwechselnd angeordnet sind. Das in den Kühlkanälen strömende Medium (beispielsweise Luft, Wasser oder die Kühlflüssigkeit eines Motorkühlkreislaufs) dient als kaltes Medium, das die Ableitung der Wärme an der Kaltseite der TEG-Module bewirkt.
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Der Umgebungsparameter ist beispielsweise der Gasmassenstrom durch den Abgasströmungsweg und damit durch den thermoelektrischen Generator, die Abgastemperatur und/oder eine Temperatur (insbesondere mittlere Temperatur) eines oder mehrerer thermoelektrischer Module. Andere geeignete Parameter können auch verwendet werden. Die genannten Größen geben direkt Auskunft über die in den thermoelektrischen Generator und zu den thermoelektrischen Modulen eingebrachte Wärmemenge, sodass bestimmte Schwellenwerte für diese Parameter festgelegt werden können, anhand derer die Gasflusssteuereinrichtung die Strömungsverhältnisse im Gehäuse einstellt.
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In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Gasflusssteuereinrichtung eine Klappe auf, die den Gehäuseinnendurchmesser wenigstens teilweise verschließen kann. Die Klappe sorgt durch Lenkung der Strömung dafür, dass nur bestimmte Strömungskanäle vom Abgasstrom durchströmt werden.
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Die Klappe kann beispielsweise dicht schließend an der Innenwand des Gehäuses anliegen und so einen oder mehrere der Strömungskanäle komplett von der Durchströmung abschließen.
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Es ist aber auch möglich, die Klappe mit Abstand zur Innenwand anzuordnen, sodass sie nur eine Strömungslenkung und Abschirmung einzelner Strömungskanäle bewirkt, so dass der Massenstrom durch einen oder mehrere der Strömungskanäle wesentlich verringert wird.
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Die Klappe ist vorzugsweise am Einlass angeordnet, kann aber auch nach den Strömungskanälen am Auslass vorgesehen sein. Die Wirkung ist im Wesentlichen dieselbe.
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Die Klappe ist vorteilhaft schwenkbar im Gehäuse angeordnet, sodass durch unterschiedliche Klappenstellungen unterschiedliche Strömungsverhältnisse im Gehäuse erzeugt werden können und unterschiedliche Strömungskanäle freigegeben oder abgeschlossen werden können.
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Um die Strömungsverhältnisse im Gehäuse möglichst wenig störend zu beeinflussen, ist die Klappe vorzugsweise in einem durch eine Querschnittsaufweitung gebildeten Abschnitt des Gehäuses angeordnet und/oder außermittig im Gehäuse gelagert. Auf diese Weise kommt es nicht zu einer Behinderung oder zu starken Verwirbelungen des durch den Einlass einströmenden Gasmassenstroms des Abgases, da die Klappe beziehungsweise ihre Lagerung nicht in dem Gebiet mit der schnellsten Gasströmung liegt.
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Dies ist besonders vorteilhaft, wenn die Klappe so ausgebildet und so angeordnet ist, dass sie maximal nur einen Teil der Strömungskanäle abschirmen oder verschließen kann. Da der gesamte Abgasstrom stets durch den thermoelektrischen Generator strömt, muss in jedem Fall ein Teil der Strömungskanäle geöffnet bleiben, um das Abströmen des Abgases zu ermöglichen. Auch in der Stellung, in der maximal viele Strömungskanäle verschlossen sind, verschließt die Klappe daher nicht sämtliche Strömungskanäle vollständig. In diesem Fall bleibt z. B. wenigstens ein Strömungskanal vollständig freigegeben oder die Klappe erlaubt eine reduzierte Durchströmung mehrerer oder aller Strömungskanäle.
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Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Abgaswärmenutzung bei Verbrennungsmotoren von Kraftfahrzeugen, insbesondere zum Betrieb einer oben beschriebenen Vorrichtung, steuert eine Gasflusssteuereinrichtung einen Gasmassenstrom durch das Gehäuse so, dass in Abhängigkeit eines Umgebungsparameters der Gasmassenstrom durch den thermoelektrischen Generator auf einen oder mehrere vorbestimmte Strömungskanäle beschränkt wird.
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Wie oben beschrieben kann der Umgebungsparameter ein Gasmassenstrom sein. Vorzugsweise werden bei einem höheren Durchfluss durch das Gehäuse mehr Strömungskanäle durchströmt als bei einem geringeren Durchfluss, also bei einem geringeren Gasmassenstrom. Dies ist sinnvoll, da zum einen bei einem höheren Gasmassenstrom im Abgasströmungsweg mehr Wärme pro Zeit auf die TEG-Module übertragen werden kann und zum anderen ein höherer Gasmassenstrom in der Regel auch einer höheren Abgastemperatur entspricht, was wiederum bedeutet, dass mehr Wärme pro Zeit auf die TEG-Module übertragen werden kann und somit mehr TEG-Module auf die optimale Betriebstemperatur erhitzt werden können.
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Vorteilhaft werden ab einem maximalen Durchflussschwellenwert, der einem maximalen Wert des Gasmassenstroms entspricht, sämtliche Strömungskanäle durchströmt. Weist die Gasflusssteuereinrichtung eine Klappe auf, ist diese dann also in einer Position, in der sämtliche Strömungskanäle freigegeben sind, so dass die Klappe keine Kanäle mehr abschirmt. Erhöht sich der Gasmassenstrom noch weiter, ändert sich nichts an der Stellung der Klappe, und der Gasmassenstrom verteilt sich nach wie vor im Wesentlichen gleichmäßig auf sämtliche Strömungskanäle.
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Bevorzugt werden bis zum Überschreiten eines minimalen Durchflussschwellenwerts nur eine vorbestimmte Anzahl der Strömungskanäle, insbesondere etwa die Hälfte der Strömungskanäle, durchströmt. Dieser minimale Durchflussschwellenwert ist so gewählt, dass bei einem dementsprechenden Gasmassenstrom die TEG-Module in den durchströmten Strömungskanälen möglichst eine optimale Betriebstemperatur erreichen, aber nicht überhitzen.
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Wenn die Gasflusssteuereinrichtung eine Klappe aufweist, ist es möglich, dass der Gasmassenstrom selbst, also der Abgasstrom, die Klappe in Abhängigkeit des Gasmassenstroms verstellt, d. h. es ist eine motorlos zu verstellende Klappe vorhanden. Die Klappe ist dann bevorzugt so angeordnet, dass sie durch den Abgasstrom gegen eine Federkraft in eine Stellung gedrückt wird, in der sie zunehmend mehr Strömungskanäle freigibt. Ein höherer Gasmassenstrom bedeutet eine höhere auf die Klappe einwirkende Kraft und somit eine weitere Bewegung in die freigebende Stellung, was einer höheren Anzahl an freigegebenen Strömungskanälen entspricht. Lässt der Gasmassenstrom nach, zieht die Feder die Klappe wieder in Richtung der Ausgangsstellung, in der die vorbestimmte Anzahl von Strömungskanälen verschlossen ist.
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Es ist natürlich auch möglich, die Klappe motorisch zu verschwenken und einen Sensor für den Umgebungsparameter einzusetzen. Dies bietet sich vor allem an, wenn als Umgebungsparameter die Temperatur des Abgases oder der thermoelektrischen Module verwendet wird.
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All diese Maßnahmen fuhren bevorzugt dazu, dass die thermoelektrischen Module in den durchströmten Strömungskanälen auf eine höhere Temperatur erhitzt werden als die thermoelektrischen Module in den nicht durchströmten Strömungskanälen.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines. Ausführungsbeispiels und mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben. In den Zeichnungen zeigen:
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1 eine schematische Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in einem ersten Zustand, der einem Durchfluss bei einem minimalen Durchflussschwellenwert entspricht;
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2 die Vorrichtung in 1 in einem Zustand, der einem mittleren Durchfluss entspricht; und
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3 die Vorrichtung aus 1 in einem Zustand, der einem Durchfluss bei einem maximalen Durchflussschwellenwert entspricht.
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1 zeigt einen thermoelektrischen Generator 10, der in einen Abgasstrang einer Abgasanlage eines Verbrennungsmotors eines Kraftfahrzeugs eingesetzt ist (hier nur durch die Pfeile angedeutet). Sämtliches Abgas im Abgasstrang strömt durch den thermoelektrischen Generator 10 auf seinem Weg in die Umgebung des Fahrzeugs.
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Der thermoelektrische Generator 10 weist ein Gehäuse 12 auf, das einen Einlass 14 und einen Auslass 16 besitzt, die jeweils mit den Leitungen des Abgasströmungswegs verbunden sind. In einem mittleren Abschnitt 18 zwischen Einlass 14 und Auslass 16 ist das Gehäuse aufgeweitet, wobei Einlass 14 und Auslass 16 auf der Längsachse des Gehäuses 12 angeordnet sind.
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Im mittleren Abschnitt 18 des Gehäuses 12 sind eine Vielzahl von thermoelektrischen Modulen 20 vorgesehen, die jeweils entlang einer Ober- und einer Unterseite eines Strömungskanals 22 angeordnet sind.
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Mehrere Strömungskanäle 22 werden parallel vom Abgas durchströmt. In diesem Beispiel sind die Strömungskanäle 22 auch räumlich parallel zueinander angeordnet. Hier sind es sieben Strömungskanäle 22, wobei aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht alle mit einem Bezugszeichen versehen wurden.
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Jeder der Strömungskanäle 22 ist mit einem rechteckigen Querschnitt ausgebildet und erstreckt sich über die Länge des mittleren Abschnitts 18 des Gehäuses 12. Jeder der Strömungskanäle 22 erstreckt sich außerdem über die gesamte Breite des Gehäuses 12 senkrecht zur Zeichenebene.
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Der Querschnitt der einzelnen Strömungskanäle 22 ist in diesem Beispiel in Form und Größe identisch, es wäre aber auch möglich, Strömungskanäle 22 mit unterschiedlichem Querschnitt vorzusehen.
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Zwischen den Strömungskanälen 22 sind Kühlkanäle 24 vorgesehen (in den Figuren sind aus Gründen der Übersichtlichkeit nur drei der Kühlkanäle 24 mit Bezugszeichen versehen).
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Strömungskanäle 22, thermoelektrische Module 20 und Kühlkanäle 24 sind abwechselnd angeordnet und bilden einen gemeinsamen Stapel, wie es in 1 dargestellt ist.
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Jeder Strömungskanal 22 trägt auf beiden Seiten thermoelektrische Module 20. An die thermoelektrischen Module 20 angrenzend ist jeweils ein Kühlkanal 24 angeordnet. Ober- und Unterseite des Stapels direkt angrenzend an die Innenseiten des Gehäuses 12 werden hier durch Kühlkanäle 24 gebildet.
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Die thermoelektrischen Module 20 sind jeweils so angeordnet, dass ihre Heißseite an der Außenseite eines der Strömungskanäle 22 liegt und ihre Kaltseite an der Außenseite eines der Kühlkanäle 24.
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Es ist auch möglich, die thermoelektrischen Module 20 durch Öffnungen in den Strömungskanälen 22 und/oder den Kühlkanälen 24 direkt in Kontakt mit dem in den Kanälen strömenden Medium kommen zu lassen. Dies ist aber nicht notwendig.
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Als heißes Medium, das die Heißseite der thermoelektrischen Module erhitzt, dient das Abgas, das durch den thermoelektrischen Generator 10 strömt.
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Als kaltes Medium, das Wärme von der Kaltseite der thermoelektrischen Module 20 abführt und das in den Kühlkanälen 24 strömt, kann ein geeignetes Kühlmittel verwendet werden, beispielsweise Umgebungsluft, Kühlwasser oder das Kühlmittel eines Motorkühlkreislaufs.
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Auf der breiten Seite 25 jedes Strömungskanals 22 ist ein Feld von thermoelektrischen Modulen 20 vorgesehen, wobei sowohl in Längsrichtung parallel zur Gehäuselängsachse A als auch in Querrichtung jeweils mehrere thermoelektrische Module vorgesehen sind.
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Der Stapel aus Kühlkanälen 24, thermoelektrischen Modulen 20 und Strömungskanälen 22 füllt den mittleren Abschnitt 18 des Gehäuses 12 vollständig aus und ist so im Gehäuse 12 angeordnet, dass das Abgas vollständig durch die Strömungskanäle 22 strömen muss, um vom Einlass 14 zum Auslass 16 zu gelangen.
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Im Bereich des Einlasses 14 ist eine Gasflusssteuereinrichtung 26 vorgesehen, die in diesem Fall durch eine federbeaufschlagte Klappe 28 gebildet ist.
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Die Lagerung 30 der Klappe 28 ist unmittelbar stromabwärts des Einlasses 14 aus der Hauptströmung entfernt im aufgeweiteten Bereich des Gehäuses 12 angeordnet, an der Stelle, an der dieses vom Einlass 14 in den mittleren Abschnitt 18 übergeht. Die Lagerung 30 liegt dabei außermittig, das heißt von der Längsachse A des Gehäuses 12 ein Stück versetzt.
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Die Klappe 28 ist so angeordnet, dass sie einen Teil der Strömungskanäle 22 von der Durchströmung mit dem Gasmassenstrom des Abgases im Wesentlichen oder vollständig ausschließen und so die Abgasdurchströmung auf einige der Strömungskanäle 22 beschränken kann.
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In 1 ist die Klappe 28 in einer ersten Stellung dargestellt. Diese erste Stellung entspricht einem geringen Gasmassenstrom, der noch unterhalb eines minimalen Durchflussschwellenwerts liegt. Ein solcher Gasmassenstrom tritt beispielsweise auf, wenn der Motor mit geringer Leistung oder im Leerlauf läuft. Es ist auch möglich, die Klappe 28 in dieser ersten Stellung zu positionieren, wenn die Temperatur des Abgasstroms oder die Temperatur eines oder mehrerer der thermoelektrischen Module 20 unterhalb eines minimalen Temperaturschwellwerts liegt.
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Die Klappe 28 ist hier so ausgebildet, dass sie die nicht zu durchströmenden Strömungskanäle 22 nicht vollständig verschließt, sondern lediglich abschirmt und so eine Lenkung der Strömung auf die freigegebenen Strömungskanäle 22 bewirkt. In 1 ist die Durchströmung mit Abgas auf die oberen vier Strömungskanäle 22 beschränkt. Die unteren drei Strömungskanäle 22 sind hingegen im Wesentlichen von der Durchströmung ausgenommen.
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Dies führt dazu, dass das gesamte Abgas im Wesentlichen durch die oberen Strömungskanäle 22 strömt und daher nur die diesen Strömungskanälen 22 zugeordneten TEG-Module 20 erhitzt werden. Die mit dem Gasmassenstrom mitgeführte Wärme ist ausreichend, um während der Passage des Abgasstroms durch das Gehäuse 12 diese thermoelektrischen Module 20 auf eine optimale Temperatur T1 aufzuheizen, bei der die gewünschte elektrische Leistung produziert wird.
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Die thermoelektrischen Module 20, die den nicht durchströmten Strömungskanälen 22 (im unteren Teil der 1) zugeordnet sind, bleiben hingegen auf einer Temperatur T2, die kleiner ist als die Temperatur T1, und liefern weniger oder keinen elektrischen Strom.
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Im gezeigten Beispiel erfolgt die Steuerung der Klappe 28 durch den Gasmassenstrom selbst. Aufgrund des bei einem geringen Gasmassenstrom geringen Strömungsdrucks auf die Klappe 28 wird diese nicht gegen die Federkraft aus der gezeigten ersten Position weiter nach unten verschwenkt, sondern verbleibt in der Stellung, in der die maximale Anzahl von Strömungskanälen 22 durch die Klappe 28 abgeschirmt ist. Die gezeigte erste Stellung stellt eine der Anschlagstellungen der Klappe 28 dar. Auch bei einem noch geringerem Durchfluss werden nicht mehr Strömungskanäle 22 verschlossen.
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Erhöht sich hingegen der Gasmassenstrom, so nimmt der Druck auf die Klappe 28 zu und verschwenkt diese in Pfeilrichtung (in den Figuren im Uhrzeigersinn). Die Situation für einen mittleren Gasmassenstrom ist in 2 gezeigt. In diesem Fall ist die Klappe 28 in eine zweite Position verschwenkt, in der ein weiterer der Strömungskanäle 22 zum Durchströmen freigegeben ist. Somit verteilt sich die mit dem Gasmassenstrom mitgeführte Wärmeenergie auf eine höhere Anzahl von thermoelektrischen Modulen 20 als bei der in 1 gezeigten ersten Position der Klappe 28.
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Die jeweils auf die Temperatur T1 beziehungsweise T2 gebrachten thermoelektrischen Module sind in den Figuren durch die Rechtecke verdeutlicht, die den jeweiligen Bereich des Stapels aus Kühlkanälen 24, thermoelektrischen Modulen 20 und Strömungskanälen 22 kennzeichnen. Diese Rechtecke stellen lediglich eine Verdeutlichung der Temperaturverteilung dar und bilden keine strukturellen Bauteile.
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In 3 ist die Klappe 28 in einer dritten Position dargestellt, die einen hohen Gasmassenstrom nach Überschreiten eines maximalen Durchflussschwellenwerts charakterisiert.
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Das freie Ende der Klappe 28 liegt jetzt an der Innenseite des Gehäuses 12 an, wobei sämtliche der Strömungskanäle 22 zum Durchströmen freigegeben sind. Da jetzt alle Strömungskanäle 22 gleichmäßig durchströmt werden, befinden sich sämtliche der thermoelektrischen Module 20 auf der hohen Temperatur T1 und liefern optimal elektrische Energie.
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Es ist auch möglich, die Klappe 28 nicht direkt über die mechanische Einwirkung des Gasmassenstroms zu steuern, sondern einen Motor einzusetzen, der eine Verschwenkung der Klappe 28 bewirkt, wobei der Motor von einer (nicht dargestellten) Steuereinheit der Gasflusssteuereinrichtung 26 in Abhängigkeit des durch einen Sensor erfassten Gasmassenstroms, einer Abgastemperatur und/oder einer Temperatur der thermoelektrischen Module 20 gesteuert wird, um die Position der Klappe 28 einzustellen.
