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Die Erfindung betrifft ein thermoelektrisches System für ein Kraftfahrzeug nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Herstellen des thermoelektrischen Systems.
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Im Rahmen der voranschreitenden Elektrifizierung von Kraftfahrzeugen, off-highway-Fahrzeugen und off-highway-Anwendungen werden vermehrt Hochleistungsbatterien eingesetzt. Die Hochleistungsbatterien bestehen dabei aus mehreren Batteriezellen, die üblicherweise in einzelne Batterieblöcke zusammengefasst sind. Dabei wird stets die effiziente Nutzung der Energie angestrebt, um die Nutzungsdauer der Hochleistungsbatterie zwischen den Aufladungszyklen zu erhöhen. Im Betrieb der Hochleistungsbatterie ist dabei dafür Sorge zu tragen, dass die Temperatur der Hochleistungsbatterie sich in einem vorgegebenen Betriebsbereich befindet. Unterhalb dieses Betriebsbereichs sinkt der Wirkungsgrad der Batteriezellen, wodurch die Verlustleistung der Batteriezellen steigt. Oberhalb dieses Betriebsbereichs laufen in den Batteriezellen chemische Prozesse ab, die zu einem irreversiblen Schaden der Batteriezellen führen können. Ferner sollen zu starke Temperaturunterschiede innerhalb der jeweiligen Batteriezelle und des jeweiligen Batterieblocks vermieden werden, da diese Temperaturunterschiede zu einer vorzeitigen Alterung der Batteriezellen führen können. Um die Temperatur innerhalb der Hochleistungsbatterie im vorgegebenen Betriebsbereich zu halten, werden diese üblicherweise temperiert.
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Dazu können thermoelektrische Module eingesetzt werden, die beispielweise aus
DE 1 934 173 U und
GB 1 025 687 A bekannt sind. Das jeweilige Modul weist dabei ein Peltierelement aus mehreren Halbleiterblöcken auf, die miteinander elektrisch verschaltet und zwischen zwei Isolierplatten angeordnet sind. Wird das Peltierelement bestromt, so kann es Wärme von einer Kaltseite zu einer Warmseite übertragen bzw. pumpen. Üblicherweise werden mehrere solche thermoelektrische Module zu einem thermoelektrischen System bzw. zu einer thermoelektrischen Wärmepumpe elektrisch verschaltet. Dabei werden die einzelnen Module zwischen zwei wärmeleitenden Körpern - beispielweise Metallrippen oder Metallplatten - wärmeübertragend angeordnet. Entsprechend kann dann die Wärme von dem einen wärmeleitenden Körper zu dem anderen wärmeleitenden Körper übertragen werden. Ist der jeweilige wärmeleitende Körper wärmeübertragend mit der Hochleistungsbatterie verbunden, so kann diese gekühlt oder geheizt werden. Die Energieeffizienz des thermoelektrischen Systems hängt dabei im Wesentlichen von der Qualität der wärmeleitenden Verbindung zwischen den Körpern und den thermoelektrischen Modulen ab.
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Bei der Gestaltung des thermoelektrischen Systems wird ferner neben der Energieeffizienz auch eine dauerfeste, kosten-, gewichts- und bauraumoptimierte Bauweise angestrebt. Insbesondere sollen die wärmeleitende Verbindung zwischen dem jeweiligen Modul und den wärmeleitenden Körpern hergestellt und gleichzeitig Fertigungstoleranzen der einzelnen Module ausgeglichen werden. So können die Module zwischen den Körpern angeordnet und mit diesen mechanisch verspannt sein. Die wärmeleitende Verbindung kann dann über eine Wärmeleitpaste erreicht werden, die zwischen den Körpern und den Isolierplatten des jeweiligen Moduls aufgetragen ist. Nachteiligerweise kann die Wärmeleitpaste über die Lebensdauer abfließen und dadurch die wärmeleitende Verbindung massiv verschlechtert werden. Alternativ können die Körper und die Module über eine unflexible Wärmeleitschicht wärmeübertragend verbunden, beispielweise miteinander verlötet, sein. Derartige Verbindung weist nachteiligerweise geringe Elastizität auf und kann aufgrund starker thermomechanischer Spannung in dem thermoelektrischen System leicht brechen.
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Die Aufgabe der Erfindung ist es daher, für ein thermoelektrisches System der gattungsgemäßen Art eine verbesserte oder zumindest alternative Ausführungsform anzugeben, bei der die beschriebenen Nachteile überwunden werden. Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, ein entsprechendes Verfahren zum Herstellen eines solchen thermoelektrischen Systems bereitzustellen.
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Diese Aufgaben werden erfindungsgemäß durch den Gegenstand der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Ein thermoelektrisches System ist für ein Kraftfahrzeug vorgesehen. Insbesondere ist das thermoelektrische System zum Temperieren einer Hochleistungsbatterie eines batterieelektrischen Kraftfahrzeugs vorgesehen. Das thermoelektrische System umfasst dabei zwei wärmeleitende flächige Wärmeleitelemente und wenigstens ein thermoelektrisches Modul. Das wenigstens eine thermoelektrische Modul umfasst zwei Trägerplatten und ein thermoelektrisches Element. Das Element ist dabei zwischen den Trägerplatten angeordnet und ist mit diesen stoffschlüssig verbunden. Das Element ist aus mehreren elektrisch miteinander verschalteten p-dotierten und n-dotierten Halbleiterblöcken aufgebaut und von den Trägerplatten elektrisch isoliert. Dabei können die beiden Trägerplatten beispielweise aus einem elektrisch isolierenden Material - beispielsweise aus Keramik - geformt sein oder jedoch durch eine zusätzliche elektrisch isolierende Schicht von dem Element elektrisch isoliert sein. Das wenigstens eine thermoelektrische Modul ist zwischen den Wärmeleitelementen angeordnet, wobei die Trägerplatten des thermoelektrischen Moduls und die Wärmeleitelemente wärmeübertragend miteinander verbunden sind. Vorteilhafterweise kann vorgesehen sein, dass das jeweilige Wärmeleitelement eine Wärmeleitplatte oder eine von einem Fluid durchströmbare Wärmeleitstruktur ist. Zumindest eine der Trägerplatten des wenigstens einen thermoelektrischen Moduls und das zugeordnete Wärmeleitelement sind mittels einer Zwischenschicht wärmeübertragend und stoffschlüssig miteinander verbunden. Die Zwischenschicht ist dabei aus einem elastischen Material geformt. Erfindungsgemäß sind dem elastischen Material der Zwischenschicht Kugelpartikel beigemischt. Die Kugelpartikel weisen zweckgemäß einen gleichen Durchmesser auf und sind vorzugsweise aus Glas. Die minimale Dicke der Zwischenschicht entspricht dabei dem Durchmesser der Kugelpartikel.
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Die Kugelpartikel dienen vorteilhafterweise als Abstandshalter zwischen der Trägerplatte und dem zugeordneten Wärmeleitelement, so dass über die gesamte dem zugeordneten Wärmeleitelement zugewandte Fläche der jeweiligen Trägerplatte die konstante minimale Dicke der Zwischenschicht eingehalten werden kann. Es versteht sich, dass in Bereichen außerhalb der zugeordneten Trägerplatte und des Wärmeleitelements auch eine abweichende Dicke des Materials vorliegen kann. Es versteht sich auch, dass die Kugelpartikel herstellungstechnisch einen geringfügig abweichenden Durchmesser aufweisen können. Grundsätzlich ist jedoch der Durchmesser der Kugelpartikeln annährungsweise gleich. Es versteht sich auch, dass die tatsächliche Dicke der Zwischenschicht aufgrund der Unebenheiten der Trägerplatte und/oder des Wärmeleitelements bereichsweise höher als die minimale gewünschte Dicke sein kann. Es versteht sich auch, dass die tatsächliche Dicke der Zwischenschicht auch gewollt höher als die minimale Dicke sein kann. Das elastische Material kann beispielweise Silikone enthalten bzw. silikonbasiert sein. Das elastische Material liegt dabei in einem festen Aggregatzustand bzw. als Feststoff vor. Vorteilhafterweise kann das elastische Material der Zwischenschicht den Schubmodul kleiner 1 aufweisen.
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Durch die stoffschlüssige Verbindung zwischen der Trägerplatte und dem zugeordneten Wärmeleitelement kann die Wärmeübertragung zwischen dem wenigstens einen thermoelektrischen Modul und dem jeweiligen Wärmeleitelement deutlich verbessert werden. Unter dem Begriff „stoffschlüssige Verbindung“ ist dabei eine unlösbare Verbindung zwischen der Trägerplatte und dem zugeordneten Wärmeleitelement zu verstehen, die sich nur durch das Zerstören der Zwischenschicht lösen lässt. Die Zwischenschicht kann dabei vergleichsweise geringe Dicke aufweisen, so dass die Wärmeübertragung nicht negativ beeinträchtigt wird. Die Zwischenschicht ist aus dem elastischen Material geformt und kann daher den thermomechanischen Spannungen in dem thermoelektrischen System standhalten. Dennoch ist die Zwischenschicht fest und kann in dem thermoelektrischen System nicht fließen bzw. wandern, so dass eine dauerhafte und sichere wärmeleitende Verbindung zwischen der Trägerplatte und dem zugeordneten Wärmeleitelement gewährleistet ist. Vorteilhafterweise entfällt dabei eine mechanische Verspannung des thermoelektrischen Systems, was die Herstellung und die Handhabung des thermoelektrischen Systems vereinfacht. Werden mehrere thermoelektrische Module zwischen den beiden Wärmeleitelementen angeordnet, so kann die Dicke der Zwischenschicht an den einzelnen thermoelektrischen Modulen geringfügig variieren und dadurch auch die Toleranzen in der Dicke der einzelnen thermoelektrischen Module vorteilhaft ausgeglichen sein.
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Bei einer vorteilhaften Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass die Trägerplatten des wenigstens einen thermoelektrischen Moduls und die zugeordneten Wärmeleitelemente jeweils mittels der Zwischenschicht miteinander verbunden sind. Mit anderen Worten ist das thermoelektrische Modul beidseitig mittels der Zwischenschicht mit den wärmeleitenden Wärmeleitelementen verbunden. Die Dicke der jeweiligen Zwischenschicht ist dabei kleiner oder gleich 200 µm. Durch die Zwischenschichten können die thermomechanischen Spannungen in dem gesamten thermoelektrischen System kompensiert werden, so dass die Wärmeleitelemente dauerhaft und sicher mit dem wenigstens einen thermoelektrischen Modul verbunden sind.
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Bei einer alternativen Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass nur eine der Trägerplatten des wenigstens einen thermoelektrischen Moduls und das zugeordnete Wärmeleitelement mittels der Zwischenschicht miteinander verbunden sind. Mit anderen Worten ist das wenigstens eine thermoelektrische Modul nur einseitig bzw. nur mit einem der Wärmeleitelemente mittels der Zwischenschicht verbunden. Die Dicke der Zwischenschicht ist dann kleiner oder gleich 400 µm. Vorteilhafterweise können die andere Trägerplatte des wenigstens einen thermoelektrischen Moduls und das zugeordnete Wärmeleitelement miteinander verlötet und dadurch wärmeübertragend und stoffschlüssig miteinander verbunden sein. Dabei können durch die Zwischenschicht die thermomechanischen Spannungen in dem gesamten thermoelektrischen System kompensiert werden, so dass auch die relativ starre Lötverbindung durch die thermomechanischen Spannungen nicht negativ beeinträchtigt ist.
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Bei einer vorteilhaften Weiterbildung des thermoelektrischen Systems ist vorgesehen, dass das thermoelektrische System mehrere thermoelektrische Module umfasst. Die mehreren thermoelektrischen Module sind dann nebeneinander zwischen den beiden Wärmeleitelementen angeordnet. In einem derartig aufgebauten thermoelektrischen System können die jeweilige temperierte Fläche der Wärmeleitelemente und dadurch auch die Temperierleistung des thermoelektrischen Systems vergrößert werden. Dabei sind zumindest eins der beiden Wärmeleitelemente und die zugeordneten Trägerplatten der jeweiligen mehreren thermoelektrischen Module mittels der Zwischenschicht stoffschlüssig und wärmeübertragend miteinander verbunden.
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Denkbar ist dabei, dass die jeweiligen mehreren thermoelektrischen Module an dem einen Wärmeleitelement mittels der Zwischenschicht und an dem anderen Wärmeleitelement mittels einer Lötverbindung festgelegt sind. Hier kann die Dicke der Zwischenschicht dann kleiner oder gleich 400 µm sein. Alternativ ist denkbar, dass die jeweiligen mehreren thermoelektrischen Module an beiden Wärmeleitelementen jeweils mittels der Zwischenschicht festgelegt sind. Die Dicke der jeweiligen Zwischenschicht kann dann kleiner oder gleich 200 µm sein.
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Vorteilhafterweise kann dabei die Dicke der Zwischenschicht an den einzelnen thermoelektrischen Modulen geringfügig variieren und dadurch die Toleranzen in der Dicke der einzelnen thermoelektrischen Module sowie Unebenheiten der Wärmeleitelemente und der Trägerplatten ausgeglichen sein. Dem Material der Zwischenschicht sind Kugelpartikel, vorzugsweise aus Glas, mit einem gleichen Durchmesser beigemischt, so dass die minimale Dicke trotzt der Abweichungen in der Dicke der Zwischenschicht an allen thermoelektrischen Modulen eingehalten wird.
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Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Herstellen des oben beschriebenen thermoelektrischen Systems. In dem Verfahren wird zuerst die Zwischenschicht aus dem nicht gehärteten elastischen Material zumindest auf eine der Trägerplatten des wenigstens einen thermoelektrischen Moduls und/oder zumindest auf eins der Wärmeleitelemente aufgetragen. Danach werden die jeweiligen Trägerplatten und die Wärmeleitelemente aneinander angeordnet. Anschließend wird das nicht gehärtete Material der Zwischenschicht gehärtet und dadurch werden die jeweilige Trägerplatte und das jeweilige Wärmeleitelement wärmeübertragend und stoffschlüssig miteinander verbunden. Das elastische Material der Zwischenschicht ist folglich härtend. Mit anderen Worten liegt das Material der Zwischenschicht ursprünglich in der flüssigen Phase bzw. in einer pastösen fließfähigen Form vor und ist beispielweise mittels einer thermischen Behandlung irreversibel in die feste Phase überführbar. Die Zwischenschicht ist dann aus dem gehärteten Material geformt und ist fest. In dem Verfahren werden zudem vor dem Auftragen der Zwischenschicht dem nicht gehärteten Material Kugelpartikel beigemischt. Die Kugelpartikel weisen einen gleichen Durchmesser auf und sind vorzugsweise aus Glas. Nach dem Verpressen entspricht dann die minimale Dicke der Zwischenschicht dem Durchmesser der Kugelpartikel. Es versteht sich, dass die Kugelpartikel herstellungstechnisch einen geringfügig abweichenden Durchmesser aufweisen können. Grundsätzlich ist jedoch der Durchmesser der Kugelpartikeln annährungsweise gleich.
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Wird das wenigstens eine thermoelektrische Modul nur mit einem der Wärmeleitelemente mittels der Zwischenschicht verbunden, so kann das andere Wärmeleitelement danach oder davor mit dem wenigstens einen thermoelektrischen Modul verlötet werden. Wird das wenigstens eine thermoelektrische Modul mit den beiden Wärmeleitelementen jeweils mittels der Zwischenschicht verbunden, so können die beiden Wärmeleitelemente simultan mit den jeweiligen Trägerplatten verbunden werden. Dabei kann das nicht gehärtete Material der beiden Zwischenschichten auf die beiden Trägerplatten oder auf den beiden Wärmeleitelementen simultan oder nacheinander aufgetragen, die beiden Wärmeleitelemente an den zugeordneten Trägerplatten simultan oder nacheinander angelegt und das Material der beiden Zwischenschichten simultan gehärtet werden. Alternativ können zuerst das eine Wärmeleitelement und danach das andere Wärmeleitelement mit dem thermoelektrischen Modul verbunden werden.
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Vorteilhafterweise kann in dem Verfahren das nicht gehärtete Material der Zwischenschicht auf die Trägerplatte und/oder auf das Wärmeleitelement bereichsweise und übermäßig aufgetragen werden. Anschließend können die jeweilige Trägerplatte und das jeweilige Wärmeleitelement miteinander verpresst werden. Dadurch kann das nicht gehärtete Material über eine gesamte dem Wärmeleitelement zugewandte Fläche der Trägerplatte auf eine vorgegebene Dicke verteilt werden.
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Vorteilhafterweise kann das nicht gehärtete Material der Zwischenschicht auf die Trägerplatte und/oder auf das Wärmeleitelement mittels einer Düse und in Form zumindest einer Raupe kreuzartig, mäanderartig oder linienartig aufgetragen werden. Es sind jedoch auch andere Formen der Raupe denkbar. Die Form der Raupe kann dabei an die Größe der dem zugeordneten Wärmeleitelement zugewandten Fläche der Trägerplatte, an die Viskosität des nicht gehärteten Materials der Zwischenschicht und an die gewünschte Dicke der Zwischenschicht angepasst sein. Grundsätzlich ist die Form der Raupe so zu wählen, dass nach dem Verpressen eine flächige, gleichmäßige und gleichdicke Zwischenschicht realisiert ist. Beim Verpressen des thermoelektrischen Moduls und des zugeordneten Wärmeleitelements verteilt sich dann das nicht gehärtete Material der Zwischenschicht vollflächig und ohne Lufteinschlüsse auf der Trägerplatte. Da dem Material der Zwischenschicht Kugelpartikel beigemischt sind, entspricht nach dem Verpressen die minimale Dicke der Zwischenschicht zwischen der zugeordneten Trägerplatte und dem Wärmeleitelement dem Durchmesser der Kugelpartikel. Die dem Wärmeleitelement zugewandte Fläche der Trägerplatte kann dabei rechteckig oder quadratisch sein. Typische Abmessungen der quadratischen Fläche sind dabei ca. 50 mm x 50 mm und typische Abmessungen der rechteckigen Fläche sind dabei ca. 30 mm x 80 mm. Bei den quadratischen oder rechteckigen Flächen ist die Raupe vorzugsweise kreuzartig.
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Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.
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Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Komponenten beziehen.
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Es zeigen, jeweils schematisch
- 1 eine Schnittansicht eines erfindungsgemäßen thermoelektrischen Systems mit einem thermoelektrischen Modul;
- 2 eine Schnittansicht eines erfindungsgemäßen thermoelektrischen Systems mit mehreren thermoelektrischen Modulen.
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1 zeigt eine Schnittansicht eines erfindungsgemäßen thermoelektrischen Systems 1. Die einzelnen Elemente des thermoelektrischen Systems 1 sind hier zur Veranschaulichung nicht maßstabgetreu dargestellt. Das thermoelektrische System 1 ist für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für ein batterieelektrisches Kraftfahrzeug, vorgesehen. Insbesondere kann das thermoelektrische System 1 zum Temperieren einer Hochleistungsbatterie des batterieelektrischen Kraftfahrzeugs eingesetzt werden. Das thermoelektrische System 1 umfasst dabei ein thermoelektrisches Modul 2 und zwei wärmeleitende flächige Wärmeleitelemente 3a und 3b. Das thermoelektrische Modul 2 weist dabei ein thermoelektrisches Element 4 auf, das zwischen zwei Trägerplatten 5a und 5b angeordnet und von diesen elektrisch isoliert ist. In diesem Ausführungsbeispiel sind die Trägerplatten 5a und 5b aus einem elektrisch isolierenden Material - beispielweise Keramik - geformt. Das Element 4 weist mehrere p-dotierte und n-dotierte - hier nicht gesondert gekennzeichnet - Halbleiterblöcke 6 auf, die mittels elektrisch leitenden Leiterbrücken 7 elektrisch miteinander verschaltet sind. Die jeweiligen Leiterbrücken 7 sind dabei mit den Trägerplatten 5a und 5b stoffschlüssig verbunden. Wird das Element 4 bestromt, so wird abhängig von der Stromrichtung Wärme von der einen Trägerplatte 5a bzw. 5b zu der anderen Trägerplatte 5b bzw. 5a übertragen. Die Trägerplatten 5a und 5b können demnach jeweils einer Kaltseite oder einer Warmseite zugeordnet sein. Es versteht sich, dass das thermoelektrische Modul 2 auch anders aufgebaut sein kann. Insbesondere können die Verschaltung und die Anzahl der Halbleiterblöcke 6, die Ausgestaltung der Trägerplatten 5a und 5b und die Anbindung des Elements 4 an die Trägerplatten 5a und 5b anders sein.
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Das thermoelektrische Modul 2 ist zwischen den Wärmeleitelementen 3a und 3b angeordnet, wobei die jeweilige Trägerplatte 5a bzw. 5b dem jeweiligen Wärmeleitelement 5a bzw. 5b zugewandt angeordnet ist. Die beiden Trägerplatten 5a und 5b sind dabei mittels jeweils einer Zwischenschicht 8a und 8b mit dem zugeordneten Wärmeleitelement 3a und 3b wärmeübertragend und stoffschlüssig verbunden. Die Zwischenschicht 8a und 8b ist dabei aus einem elastischen Material mit dem Schubmodul < 1 geformt. Das Material kann beispielweise Silikone enthalten bzw. silikonbasiert sein. Die Zwischenschicht 8a bzw. 8b weist dabei eine Dicke kleiner oder gleich 200 µm auf. Den Zwischenschichten 8a und 8b bzw. dem elastischen Material der Zwischenschichten 8a und 8b sind zudem mehrere Kugelpartikel 9 beigemischt. Die Kugelpartikel 9 weisen dabei einen gleichen Durchmesser auf, so dass die minimale Dicke der Zwischenschicht 8a bzw. 8b diesem Durchmesser entspricht. Da die Dicke der jeweiligen Zwischenschicht 8a bzw. 8b gleich oder kleiner 200 µm ist, ist der Durchmesser der Kugelpartikel 9 zweckgemäß gleich oder kleiner 200 µm.
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Um das Herstellen des thermoelektrischen Systems 1 zu vereinfachen, ist das elastische Material der Zwischenschicht 8a und 8b härtend. Mit anderen Worten liegt das Material der Zwischenschicht 8a und 8b ursprünglich in der flüssigen Phase vor und kann beispielweise mittels einer thermischen Behandlung irreversibel in die feste Phase überführt werden. Beim Herstellen des thermoelektrischen Systems 1 kann dann das nicht gehärtete Material der Zwischenschicht 8a und 8b auf die Trägerplatten 5a und 5b und/oder auf die Wärmeleitelemente 3a und 3b vereinfacht aufgetragen werden. Danach kann das thermoelektrische Modul 2 zwischen den Wärmeleitelementen 3a und 3b verpresst werden und das nicht gehärtete Material sich gleichmäßig jeweils zwischen der Trägerplatte 5a bzw. 5b und dem zugeordneten Wärmeleitelement 3a bzw. 3b verteilen. Anschließend kann dann das Material der Zwischenschicht 8a und 8b gehärtet werden.
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Durch die stoffschlüssige Verbindung zwischen der jeweiligen Trägerplatte 5a bzw. 5b und dem zugeordneten Wärmeleitelement 3a bzw. 3b kann die Wärmeübertragung zwischen dem thermoelektrischen Modul 2 und den Wärmeleitelementen 3a und 3b deutlich verbessert werden. Die Dicke der jeweiligen Zwischenschicht 8a bzw. 8b ist vergleichsweise gering, so dass die Wärmeübertragung nicht negativ beeinträchtigt wird. Vorteilhafterweise können die beiden elastischen Zwischenschichten 8a und 8b die thermomechanischen Spannungen kompensieren und in dem thermoelektrischen System 1 nicht fließen bzw. wandern, so dass eine dauerhafte und sichere wärmeleitende Verbindung zwischen dem thermoelektrischen Modul 2 und den Wärmeleitelementen 3a und 3b gewährleistet ist. Die Wärmeleitelemente 3a und 3b können beispielweise Wärmeleitplatten - wie hier - oder jedoch Wärmeleitrippen oder andere Wärmeleitstrukturen sein.
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2 zeigt eine Schnittansicht des erfindungsgemäßen thermoelektrischen Systems 1, wobei hier die einzelnen Elemente zur Veranschaulichung nicht maßstabgetreu dargestellt sind. Das thermoelektrische System 1 umfasst hier im Unterschied zu 1 mehrere thermoelektrische Module 2. Im Übrigen entspricht der Aufbau des hier gezeigten thermoelektrischen Systems 1 dem in 1 gezeigten und bereits erläuterten System 1. Die thermoelektrischen Module 2 sind hier zueinander identisch aufgebaut und zwischen den beiden Wärmeleitelementen 3a und 3b nebeneinander bzw. benachbart zueinander angeordnet. Die jeweiligen mehreren thermoelektrischen Module 2 sind dann beidseitig mittels der Zwischenschichten 8a und 8b mit den Wärmeleitelementen 3a und 3b verbunden. Vorteilhafterweise kann dabei die Dicke der jeweiligen Zwischenschicht 8a bzw. 8b an den jeweiligen thermoelektrischen Modulen 2 geringfügig variieren und dadurch Toleranzen in der Dicke der einzelnen thermoelektrischen Module 2 durch die Zwischenschicht 8a bzw. 8b ausgeglichen werden. Den Zwischenschichten 8a und 8b bzw. dem elastischen Material der Zwischenschichten 8a und 8b sind dabei mehrere Kugelpartikel 9 beigemischt. Hier kann die Dicke der jeweiligen Zwischenschicht 8a bzw. 8b an den einzelnen thermoelektrischen Modulen 2 geringfügig variieren und dadurch Toleranzen in der Dicke der einzelnen thermoelektrischen Module 2 ausgeglichen sein. Durch die beigemischten Kugelpartikel 9 weist jedoch die Zwischenschicht 8a bzw. 8b trotz dieser Abweichungen an allen thermoelektrischen Modulen 2 die minimale Dicke auf. Wie oben bereits erläutert, ist die Dicke der jeweiligen Zwischenschicht 8a bzw. 8b gleich oder kleiner 200 µm und der Durchmesser der Kugelpartikel 9 ist zweckgemäß gleich oder kleiner 200 µm. Es versteht sich, dass die Zwischenschicht 8a bzw. 8b zwischen den einzelnen thermoelektrischen Modulen 2 herstellungstechnisch bedingt eine höhere oder eine geringere Dicke als die minimale Dicke aufweisen könnte. Ferner kann die Zwischenschicht 8a bzw. 8b in Bereichen zwischen den thermoelektrischen Modulen 2 auch unterbrochen sein, um das Material der Zwischenschicht 8a bzw. 8b einzusparen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 1934173 U [0003]
- GB 1025687 A [0003]
