FR3011983A1 - ASSEMBLY COMPRISING AN ELECTRIC THERMO ELEMENT AND ELECTRICAL CONNECTION MEANS, THERMO ELECTRIC MODULE COMPRISING SUCH AN ASSEMBLY AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME. - Google Patents
ASSEMBLY COMPRISING AN ELECTRIC THERMO ELEMENT AND ELECTRICAL CONNECTION MEANS, THERMO ELECTRIC MODULE COMPRISING SUCH AN ASSEMBLY AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME. Download PDFInfo
- Publication number
- FR3011983A1 FR3011983A1 FR1359872A FR1359872A FR3011983A1 FR 3011983 A1 FR3011983 A1 FR 3011983A1 FR 1359872 A FR1359872 A FR 1359872A FR 1359872 A FR1359872 A FR 1359872A FR 3011983 A1 FR3011983 A1 FR 3011983A1
- Authority
- FR
- France
- Prior art keywords
- thermoelectric element
- connection means
- electrical connection
- assembly
- thermoelectric
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 8
- 238000005304 joining Methods 0.000 claims description 21
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 17
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 16
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 3
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 6
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- 230000005678 Seebeck effect Effects 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 238000010008 shearing Methods 0.000 description 2
- 229910052797 bismuth Inorganic materials 0.000 description 1
- JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N bismuth atom Chemical compound [Bi] JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010292 electrical insulation Methods 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 239000013529 heat transfer fluid Substances 0.000 description 1
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052714 tellurium Inorganic materials 0.000 description 1
- PORWMNRCUJJQNO-UHFFFAOYSA-N tellurium atom Chemical compound [Te] PORWMNRCUJJQNO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N10/00—Thermoelectric devices comprising a junction of dissimilar materials, i.e. devices exhibiting Seebeck or Peltier effects
- H10N10/80—Constructional details
- H10N10/81—Structural details of the junction
- H10N10/817—Structural details of the junction the junction being non-separable, e.g. being cemented, sintered or soldered
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N10/00—Thermoelectric devices comprising a junction of dissimilar materials, i.e. devices exhibiting Seebeck or Peltier effects
- H10N10/10—Thermoelectric devices comprising a junction of dissimilar materials, i.e. devices exhibiting Seebeck or Peltier effects operating with only the Peltier or Seebeck effects
- H10N10/13—Thermoelectric devices comprising a junction of dissimilar materials, i.e. devices exhibiting Seebeck or Peltier effects operating with only the Peltier or Seebeck effects characterised by the heat-exchanging means at the junction
Landscapes
- Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
Abstract
L'invention concerne un ensemble (5) d'au moins un premier élément thermo électrique (3) susceptible de générer un courant électrique sous l'action d'un gradient de température exercé entre deux de ses faces, dites faces de contact (4a, 4b) et d'un moyen de connexion électrique (30) agencé pour connecter électriquement une première (4a) desdites faces de contact dudit élément thermo électrique (3) avec un autre élément thermo électrique, ledit moyen de connexion (30) comprenant une première portion (31), dite de jonction, débouchant de ladite première face (4a) et en prise dans ledit élément thermo électrique (3) de manière à solidariser le moyen de connexion électrique (30) avec l'élément thermo électrique (3). L'invention concerne aussi un module thermo électrique (10) comprenant au moins un tel ensemble (5) et un dispositif thermo électrique comprenant au moins un tel module (10). L'invention concerne encore un procédé de fabrication d'un tel ensemble.The invention relates to an assembly (5) of at least one first thermoelectric element (3) capable of generating an electric current under the action of a temperature gradient exerted between two of its faces, said contact faces (4a , 4b) and an electrical connection means (30) arranged to electrically connect a first (4a) of said contact faces of said thermoelectric element (3) with another thermoelectric element, said connection means (30) comprising a first portion (31), said junction, opening from said first face (4a) and engaged in said thermoelectric element (3) so as to secure the electrical connection means (30) with the thermoelectric element (3) . The invention also relates to a thermoelectric module (10) comprising at least one such assembly (5) and a thermoelectric device comprising at least one such module (10). The invention also relates to a method of manufacturing such an assembly.
Description
Ensemble comprenant un élément thermo électrique et un moyen de connexion électrique, module thermo électrique comprenant un tel ensemble et procédé de fabrication dudit ensemble.An assembly comprising a thermoelectric element and an electrical connection means, an electric thermo module comprising such an assembly and a method of manufacturing said assembly.
La présente invention concerne un ensemble comprenant un élément thermo électrique et un moyen de connexion électrique, un module thermo électrique comprenant un tel ensemble, un dispositif thermo électrique comprenant un tel module et un procédé de fabrication dudit ensemble.The present invention relates to an assembly comprising a thermoelectric element and an electrical connection means, a thermoelectric module comprising such an assembly, a thermoelectric device comprising such a module and a method of manufacturing said assembly.
Actuellement, il a déjà été proposé des modules thermo électriques utilisant des éléments, dits thermo électriques, permettant de générer un courant électrique en présence d'un gradient de température entre deux de leurs faces opposées, dites première et deuxième faces de contact, selon le phénomène connu sous le nom d'effet Seebeck.Currently, it has already been proposed electric thermo modules using so-called electric thermo elements, for generating an electric current in the presence of a temperature gradient between two of their opposite faces, said first and second contact faces, according to the phenomenon known as the Seebeck effect.
Les éléments thermo électriques disposés dans de tels modules sont de deux types : - des éléments de type P permettant d'établir une différence de potentiel électrique dans un sens, dit positif, lorsqu'ils sont soumis à un 20 gradient de température donné, - des éléments type N permettant la création d'une différence de potentiel électrique dans un sens opposé, dit négatif, lorsqu'ils sont soumis au même gradient de température. 25 Les éléments thermo électriques de type P alternent avec les éléments thermo électriques de type N. Ils sont groupés par paire, chaque paire étant formée d'un élément thermo électrique de type P et d'un élément thermo électrique de type N. On configure ainsi le module pour permettre une circulation de courant entre les premières faces des éléments thermo 30 électriques d'une même paire et une circulation de courant entre les deuxièmes faces de chacun des éléments thermo électriques de deux paires voisines. Autrement dit, le courant circule en série à travers les éléments thermo électriques en passant alternativement d'un élément thermo électrique de type P à un élément thermo électrique de type N. Pour cela, le module comprend une pluralité de pistes électriques disposées à plat sur les éléments thermo électrique. Chacune des pistes électriques relie les premières faces des éléments thermo électriques d'une même paire ou les deuxièmes faces de chacun des éléments thermo électriques appartenant à deux paires voisines afin de permettre la circulation de courant décrite précédemment.The electric thermoelectric elements arranged in such modules are of two types: P-type elements making it possible to establish an electrical potential difference in a direction, referred to as positive, when they are subjected to a given temperature gradient; N-type elements allowing the creation of an electrical potential difference in the opposite direction, called negative, when they are subjected to the same temperature gradient. The P type thermoelectric elements alternate with the N type thermoelectric elements. They are grouped in pairs, each pair being formed of a P type thermoelectric element and an N type thermoelectric element. and the module for allowing a flow of current between the first faces of the thermoelectric elements of the same pair and a flow of current between the second faces of each of the electric thermo elements of two neighboring pairs. In other words, the current flows in series through the electric thermoelectric elements alternately passing from a P type thermoelectric element to an N type thermoelectric element. For this, the module comprises a plurality of electrical tracks arranged flat on thermoelectric elements. Each of the electrical tracks connects the first faces of the electric thermo elements of the same pair or the second faces of each of the electric thermo elements belonging to two neighboring pairs to allow the flow of current described above.
Il est connu d'assembler les éléments thermo électriques aux premières et deuxièmes pistes électriques par un traitement thermique. Pendant ce traitement thermique, les pistes électriques et les éléments thermo électriques sont amenés à se dilater sous l'effet de la température de façon libre avant que la solidarisation ne s'effectue. Une fois que les pièces à assembler ont atteint la bonne température, la solidarisation se réalise et on commence alors à refroidir l'ensemble. Or, les différentes pièces à assembler ne présentent pas les mêmes coefficients de dilatation. Ainsi, lors du refroidissement, les pièces solidarisées entre elles ne se rétractent pas de la même façon. Cette différence de rétractation engendre un effet de cisaillement entre les pièces assemblées qui risque de les endommager, notamment en créant des fissures et/ou des cassures.It is known to assemble the electric thermo elements to the first and second electrical tracks by a heat treatment. During this heat treatment, the electrical tracks and the electric thermo elements are caused to expand under the effect of the temperature freely before the joining takes place. Once the parts to be assembled have reached the correct temperature, the joining is achieved and then we begin to cool all. However, the different parts to be assembled do not have the same coefficients of expansion. Thus, during cooling, the parts joined together do not retract in the same way. This difference in shrinkage causes a shearing effect between the assembled parts which may damage them, in particular by creating cracks and / or breaks.
L'invention vise à améliorer la situation. Elle concerne pour cela un ensemble d'au moins un premier élément thermo électrique susceptible de générer un courant électrique sous l'action d'un gradient de température exercé entre deux de ses faces, dites faces de contact et d'un moyen de connexion électrique agencé pour connecter électriquement une première desdites faces de contact dudit élément thermo électrique avec un autre élément thermo électrique, ledit moyen de connexion comprenant une première portion, dite de jonction, débouchant de ladite première face et en prise dans ledit élément thermo électrique de manière à solidariser le moyen de connexion électrique avec l'élément thermo électrique.The invention aims to improve the situation. For this purpose, it relates to a set of at least one first thermoelectric element capable of generating an electric current under the action of a temperature gradient exerted between two of its faces, said contact faces and of an electrical connection means. arranged to electrically connect a first of said contact faces of said thermoelectric element with another thermoelectric element, said connection means comprising a first portion, said junction, opening from said first face and engaged in said thermoelectric element so as to to secure the electrical connection means with the thermoelectric element.
Ainsi, grâce à l'invention, la solidarisation du moyen de connexion électrique sur l'élément thermo électrique se fait dans la masse d'un matériau thermo électrique composant ledit élément thermo électrique. Il n'est donc plus nécessaire de braser le moyen de connexion électrique à la surface de l'élément thermo électrique et on réduit ainsi le risque de cisaillement des matériaux en contact. On limite de la sorte les risques de cisaillement entre l'élément thermo électrique et le moyen de connexion électrique. Selon d'autres caractéristiques de l'invention qui peuvent être prises ensemble ou séparément : - ledit élément thermo électrique comprend un matériau fritté autour de ladite portion de jonction ; - la portion de jonction du moyen de connexion électrique est agencée pour assurer un transfert thermique entre l'extérieur et l'intérieur dudit élément thermo électrique ; - le moyen de connexion électrique comprend une deuxième portion, éloignée dudit élément thermo électrique ; - ladite deuxième portion est en contact avec ladite portion de jonction ; - ladite deuxième portion est transversale à ladite portion de jonction ; - l'élément thermo électrique est de forme cylindrique de sorte que ladite première face est définie par une surface de périphérie extérieure de l'élément thermo électrique ; - la deuxième portion du moyen de connexion électrique est un anneau entourant coaxialement ledit élément thermo électrique ; - la portion de jonction du moyen de connexion électrique s'étend radialement par rapport à l'élément thermo électrique ; - la portion de jonction du moyen de connexion électrique s'étend axialement par rapport à l'élément thermo électrique ; - ladite portion de jonction comprend une ou plusieurs ailettes, notamment annulaire ; - ladite deuxième portion du moyen de connexion électrique est agencée pour guider un premier fluide en contact avec la portion de jonction du moyen de connexion électrique et/ou en contact avec l'élément thermo électrique.Thus, thanks to the invention, the connection of the electrical connection means on the thermoelectric element is in the mass of a thermoelectric material component said thermoelectric element. It is therefore no longer necessary to solder the electrical connection means to the surface of the thermoelectric element and thus reduce the risk of shearing of the materials in contact. This limits the risks of shear between the thermoelectric element and the electrical connection means. According to other features of the invention which can be taken together or separately: said thermoelectric element comprises a sintered material around said joining portion; - The connecting portion of the electrical connection means is arranged to ensure a heat transfer between the outside and the inside of said thermoelectric element; - The electrical connection means comprises a second portion remote from said thermoelectric element; said second portion is in contact with said joining portion; said second portion is transverse to said junction portion; the thermoelectric element is of cylindrical shape so that said first face is defined by an outer periphery surface of the thermoelectric element; the second portion of the electrical connection means is a ring coaxially surrounding said thermoelectric element; the joining portion of the electrical connection means extends radially with respect to the thermoelectric element; the joining portion of the electrical connection means extends axially with respect to the thermoelectric element; - said connecting portion comprises one or more fins, in particular annular; said second portion of the electrical connection means is arranged to guide a first fluid in contact with the junction portion of the electrical connection means and / or in contact with the thermoelectric element.
L'invention concerne aussi un procédé de fabrication d'un ensemble d'au moins un premier élément thermo électrique susceptible de générer un courant électrique sous l'action d'un gradient de température exercé entre deux de ses faces, dites faces de contact et d'un moyen de connexion électrique agencé pour connecter électriquement une première desdites faces de contact dudit élément thermo électrique avec un autre élément thermo électrique, ledit élément thermo électrique comprenant un matériau thermo électrique, procédé dans lequel : - on dispose une portion de jonction du moyen de connexion électrique dans le matériau thermo électrique, et - on solidarise, notamment par frittage, le matériau thermo électrique et ladite portion de jonction de sorte que ladite portion de jonction débouche de ladite première face et soit en prise dans ledit élément thermo électrique. Avantageusement, on soude une deuxième portion du moyen de connexion électrique à ladite portion de jonction du moyen de connexion électrique de sorte que ladite deuxième portion soit éloignée de l'élément thermo électrique. L'invention concerne également un module thermo électrique 30 comprenant au moins un ensemble tel que défini précédemment.The invention also relates to a method of manufacturing an assembly of at least one first thermoelectric element capable of generating an electric current under the action of a temperature gradient exerted between two of its faces, called contact faces and an electrical connection means arranged to electrically connect a first of said contact faces of said thermoelectric element with another thermoelectric element, said thermoelectric element comprising a thermoelectric material, in which process: a junction portion of the thermoelectric element is provided; means of electrical connection in the thermoelectric material, and - the sintering part, in particular by sintering, the thermoelectric material and said joining portion so that said joining portion opens out of said first face and is engaged in said thermoelectric element. Advantageously, a second portion of the electrical connection means is welded to said connecting portion of the electrical connection means so that said second portion is remote from the thermoelectric element. The invention also relates to a thermoelectric module 30 comprising at least one assembly as defined above.
L'invention concerne encore un dispositif thermo électrique, notamment destiné à générer un courant électrique dans un véhicule automobile, comprenant au moins un module tel que défini précédemment.The invention also relates to a thermoelectric device, in particular for generating an electric current in a motor vehicle, comprising at least one module as defined above.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront encore à la lecture de la description qui suit d'exemples de réalisation présentés à titre illustratif en référence aux figures de dessin annexées. Sur ces figures : - la figure 1 est vue une schématique selon une coupe axiale illustrant un module thermo électrique conforme à l'invention ; - La figure 2 est une vue schématique selon une coupe radiale du module thermo électrique illustré à la figure 1 ; - la figure 3 est une vue similaire à la figure 2 représentant une variante de réalisation du module thermo électrique de l'invention.Other features and advantages of the invention will become apparent on reading the following description of exemplary embodiments presented for illustrative purposes with reference to the attached drawing figures. In these figures: - Figure 1 is a schematic view in axial section illustrating a thermoelectric module according to the invention; - Figure 2 is a schematic view in a radial section of the thermoelectric module illustrated in Figure 1; - Figure 3 is a view similar to Figure 2 showing an alternative embodiment of the thermoelectric module of the invention.
Comme illustré à la figure 1, l'invention concerne un module thermo électrique 10. Ledit module comprend ici un premier circuit 1, dit chaud, apte à permettre la circulation d'un premier fluide, notamment des gaz d'échappement d'un moteur, et un second circuit 2, dit froid, apte à permettre la circulation d'un second fluide, notamment un fluide caloporteur d'un circuit de refroidissement, de température inférieure à celle du premier fluide. Le module 10 comprend au moins un ensemble 5 comportant au moins un élément thermo électrique 3, ici deux éléments thermo électrique 3p, 3n, et un moyen de connexion électrique 30 agencé pour connecter électriquement l'élément thermo électrique 3 de l'ensemble 5 et un élément thermo électrique voisin, appartenant au même module ou à un autre. L'élément thermo électrique 3 est ici de forme annulaire et susceptible de générer un courant électrique sous l'action d'un gradient de température exercé entre deux de ses faces de contact, l'une 4a, dite première face, étant ici définie par une surface de périphérie extérieure, cylindrique, et l'autre 4b, dite seconde face, étant ici définie par une surface de périphérie intérieure, cylindrique.As illustrated in FIG. 1, the invention relates to an electric thermo module 10. Said module here comprises a first circuit 1, said to be hot, capable of allowing the circulation of a first fluid, in particular the exhaust gases of an engine. , and a second circuit 2, said to be cold, capable of allowing the circulation of a second fluid, in particular a heat transfer fluid of a cooling circuit, of a temperature lower than that of the first fluid. The module 10 comprises at least one assembly 5 comprising at least one thermoelectric element 3, here two thermoelectric elements 3p, 3n, and an electrical connection means 30 arranged to electrically connect the thermoelectric element 3 of the assembly 5 and a neighboring thermoelectric element, belonging to the same module or another. The thermoelectric element 3 is here of annular shape and capable of generating an electric current under the action of a temperature gradient exerted between two of its contact faces, the one 4a, said first face being here defined by an outer periphery surface, cylindrical, and the other 4b, said second face, being here defined by an inner periphery surface, cylindrical.
De tels éléments fonctionnent, selon l'effet Seebeck, en permettant de créer un courant électrique dans une charge connectée entre lesdites faces de contact 4a, 4b soumises au gradient de température. De façon connue de l'homme du métier, de tels éléments sont constitués, par exemple, de Bismuth et de Tellurium (Bi2Te3). Ils sont obtenus notamment par frittage d'un matériau thermo électrique. Les éléments thermo électriques pourront être, pour une première partie, des éléments 3p d'un premier type, dit P, permettant d'établir une différence de potentiel électrique dans un sens, dit positif, lorsqu'ils sont soumis à un gradient de température donné, et, pour l'autre partie, des éléments 3n d'un second type, dit N, permettant la création d'une différence de potentiel électrique dans un sens opposé, dit négatif, lorsqu'ils sont soumis au même gradient de température.Such elements operate, according to the Seebeck effect, by making it possible to create an electric current in a load connected between said contact faces 4a, 4b subjected to the temperature gradient. In a manner known to those skilled in the art, such elements consist, for example, of Bismuth and Tellurium (Bi2Te3). They are obtained in particular by sintering a thermoelectric material. The thermoelectric elements may be, for a first part, elements 3p of a first type, said P, for establishing a difference in electric potential in a direction, said positive, when they are subjected to a temperature gradient given, and, for the other part, elements 3n of a second type, said N, allowing the creation of a difference of electric potential in an opposite direction, said negative, when they are subjected to the same temperature gradient .
A la figure 1, les éléments thermo électrique 3 représentés sont constitués d'un anneau en une seule pièce. Ils pourront cependant être formés de plusieurs pièces formant chacune une portion angulaire de l'anneau. Ils pourraient également être de forme non cylindrique sans sortir du cadre de l'invention.In Figure 1, the thermoelectric elements 3 shown are formed of a ring in one piece. They may however be formed of several pieces each forming an angular portion of the ring. They could also be non-cylindrical without departing from the scope of the invention.
Les éléments thermo électriques 3 présentent, par exemple, deux faces planes 6a, 6b parallèles opposées. Autrement dit, l'anneau constituant l'élément thermo électrique est de section annulaire rectangulaire.The electric thermo elements 3 have, for example, two opposite parallel flat faces 6a, 6b. In other words, the ring constituting the thermoelectric element is of rectangular annular section.
Lesdits éléments thermo électriques 3p, 3n sont disposés, par exemple, dans le prolongement longitudinal l'un de l'autre, notamment de façon coaxiale, et les éléments thermo électriques de type P alternent avec les éléments thermo électriques de type N, selon une direction D. Ils sont, notamment, de forme et de dimension identiques.Said thermoelectric elements 3p, 3n are arranged, for example, in the longitudinal extension of one another, in particular in a coaxial manner, and the P-type thermoelectric elements alternate with the N-type thermoelectric elements, according to a direction D. They are, in particular, of identical shape and size.
Lesdits éléments thermo électriques 3p, 3n sont, par exemple, groupés par paire, chaque paire étant formée d'un dit élément thermo électrique de type P et d'un dit élément thermo électrique de type N, et ledit module est configuré pour permettre une circulation de courant entre les premières surfaces des éléments thermo électriques d'une même paire et une circulation de courant entre les secondes surfaces de chacun des éléments thermo électriques de ladite même paire et l'élément thermo électrique voisin de la paire voisine. On assure de la sorte une circulation en série du courant électrique entre les éléments thermo électriques 3p, 3n disposés les uns à côtés des autres selon la direction D d'extension longitudinale du module thermo électrique. A nouveau pour faciliter la configuration des circuits de circulation de fluide 1, 2, on pourra prévoir que lesdits éléments thermo électriques 3p, 3n soient disposés les uns par rapport aux autres de façon à ce que leur première et/ou seconde face de contact 4a, 4b soient dans le prolongement l'une de l'autre. Lesdites première et/ou seconde faces de contact 4a, 4b sont ainsi inscrites, par exemple, dans une surface générée par une droite. Pour la circulation des fluides, le module conforme à l'invention pourra comprendre un canal 7 de circulation de liquide froid au contact de ladite seconde face de contact 4b desdits éléments thermo électriques 3p, 3n. Le ou lesdits canaux 7 de circulation de liquide sont, par exemple, de section circulaire. Ils pourront comprendre des tubes dans lequel circule le liquide.Said thermoelectric elements 3p, 3n are, for example, grouped in pairs, each pair being formed of a said P-type thermoelectric element and a said N-type thermoelectric element, and the said module is configured to allow a flow of current between the first surfaces of the thermoelectric elements of the same pair and a flow of current between the second surfaces of each of the electric thermo elements of said pair and the thermoelectric element adjacent to the neighboring pair. In this way, a series flow of electric current is ensured between the electric thermoelectric elements 3p, 3n arranged next to one another in the direction D of longitudinal extension of the thermoelectric module. Again to facilitate the configuration of the fluid circulation circuits 1, 2, it can be provided that said electric thermo elements 3p, 3n are arranged relative to each other so that their first and / or second contact face 4a , 4b are in the extension of one another. Said first and / or second contact faces 4a, 4b are thus inscribed, for example, in a surface generated by a straight line. For the circulation of fluids, the module according to the invention may comprise a cold liquid circulation channel 7 in contact with said second contact face 4b of said electric thermo elements 3p, 3n. The at least one liquid circulation channel 7 is, for example, of circular section. They may include tubes in which the liquid circulates.
Ledit module pourra comprendre en outre des moyens d'isolation électrique 20 disposés entre deux faces 6a, 6b en vis-à-vis d'éléments thermo électriques voisins 3p, 3n selon la direction D d'extension longitudinale du module thermo électrique. Comme visible sur la figure 1, le moyen de connexion électrique 30 de l'invention est agencé pour connecter électriquement la première face de contact 4a avec un autre desdits éléments thermo électriques 3. Le moyen de connexion 30 comprend une première portion 31, dite de jonction, dont au moins une partie 32 est insérée dans l'élément thermo électrique 3 au niveau de sa première face de contact 4a. La portion de jonction 31 du moyen de connexion électrique 30 est solidarisée à l'élément thermo électrique par frittage du matériau thermo électrique constitutif de l'élément thermo électrique autour de ladite partie 32 insérée dans l'élément thermo électrique 3.Said module may further comprise electrical insulation means 20 disposed between two faces 6a, 6b vis-à-vis neighboring electric thermo elements 3p, 3n in the direction D of longitudinal extension of the thermoelectric module. As can be seen in FIG. 1, the electrical connection means 30 of the invention is arranged to electrically connect the first contact face 4a with another of said electric thermoelectric elements 3. The connection means 30 comprises a first portion 31, so-called junction, of which at least a portion 32 is inserted into the thermoelectric element 3 at its first contact face 4a. The junction portion 31 of the electrical connection means 30 is secured to the thermoelectric element by sintering the thermoelectric material constituting the thermoelectric element around said portion 32 inserted in the thermoelectric element 3.
Le moyen de connexion comprend ici une deuxième portion 35, éloignée dudit élément thermo électrique 3, c'est-à-dire qu'elle n'est pas au contact de l'élément thermo électrique 3. Elle peut être dans la continuité de matière de la portion de jonction 31 ou rapportée à celle-ci comme illustré sur la figure 1. La deuxième portion 35 pourra alors être solidarisée sur la portion de jonction 31, par exemple, par traitement thermique, notamment par soudure, sans provoquer de cisaillement entre le moyen de connexion électrique 30 et l'élément thermo électrique 3. Autrement dit, la portion de jonction 31 forme un joint de dilatation thermique entre l'élément thermo électrique et la deuxième portion 35 du moyen de connexion 30.The connection means here comprises a second portion 35, remote from said thermoelectric element 3, that is to say that it is not in contact with the thermoelectric element 3. It may be in the continuity of matter of the joining portion 31 or reported thereto as illustrated in Figure 1. The second portion 35 may then be secured to the joining portion 31, for example, by heat treatment, including welding, without causing shear between the electrical connection means 30 and the electric thermo element 3. In other words, the joining portion 31 forms a thermal expansion joint between the thermoelectric element and the second portion 35 of the connection means 30.
La deuxième portion 35 s'étend ici transversalement à la portion de jonction 31. Elle permet ainsi de relier électriquement deux éléments thermo électriques 3 voisins. Dans l'exemple illustré, le moyen de connexion électrique 30 relient les surfaces de périphérie extérieure 4a de deux desdits éléments thermo électriques, prévus adjacents et de types différents. Le moyen de connexion électrique 30 comprend ici une troisième portion 33, par exemple identique à la portion de jonction 31, insérée dans l'élément thermo électrique voisin et solidarisée à ce dernier par frittage du matériau thermo électrique. La troisième portion 33 permet ainsi de connecter électriquement l'élément thermo électrique voisin 3 avec la deuxième portion 35.The second portion 35 extends here transversely to the junction portion 31. It thus makes it possible to electrically connect two adjacent thermoelectric elements 3. In the illustrated example, the electrical connection means 30 connects the outer periphery surfaces 4a of two of said adjacent, different-type, electrical thermoelectric elements. The electrical connection means 30 here comprises a third portion 33, for example identical to the joining portion 31, inserted into the neighboring thermoelectric element and secured thereto by sintering the thermoelectric material. The third portion 33 thus makes it possible to electrically connect the neighboring thermoelectric element 3 with the second portion 35.
La deuxième portion 35 du moyen de connexion électrique 30 est avantageusement agencée pour guider le premier fluide autour de la portion de jonction 31 du moyen de connexion électrique 30 et/ou autour de l'élément thermo électrique 3. La deuxième portion 35 permet ainsi d'améliorer l'efficacité du module thermo électrique 10 en mettant en contact le premier fluide directement avec les éléments thermo électriques. La portion de jonction 31 du moyen de connexion électrique pourra en outre être conductrice thermique de sorte qu'elle assure, en plus de sa connexion électrique, un transfert thermique entre l'extérieur et l'intérieur dudit élément thermo électrique 3, c'est-à-dire ici entre un espace compris entre la deuxième portion 35 et l'élément thermo électrique 3. La portion de jonction 31 permet ainsi d'améliorer l'efficacité du module thermo électrique 10 en améliorant l'échange thermique entre le premier fluide et les éléments thermo électriques 3. En référence à la figure 2, la portion de jonction 31 du moyen de connexion électrique 30 comprend des ailettes, notamment un ou des anneaux, ici trois anneaux, entourant coaxialement l'élément thermo électrique 3, c'est-à-dire que la portion de jonction 31 s'étend radialement par rapport à l'élément thermo électrique 3. Un volume intérieur 25 est donc créé entre la deuxième portion 35 et les éléments thermo électriques 3. Le moyen de connexion électrique 30 comprend ici une entrée 36 et une sortie 37 pour le premier fluide, notamment diamétralement opposée. L'entrée 36 et la sortie 37 sont situées en vis-à-vis de la première face de contact 4a de l'élément thermo électrique 3. Le premier fluide peut ainsi entrer dans le volume intérieur 25, longer angulairement le module thermo électrique 10 selon la direction des flèches 38 et ressortir par la sortie 37. Le premier fluide aura alors une circulation transversale par rapport au deuxième fluide circulant dans le canal 7. Sur la figure 3, les ailettes de la portion de jonction 31 s'étendent axialement par rapport à l'élément thermo électrique 3. L'entrée et la sortie du premier fluide se trouve alors en vis-à-vis des faces planes 6a de l'élément thermo électrique 3. L'écoulement du premier fluide se fera ici parallèlement à l'écoulement du deuxième fluide. L'invention concerne aussi un procédé de fabrication de l'ensemble 5 décrit précédemment, dans lequel - on dispose la portion de jonction 31 du moyen de connexion électrique 30 dans le matériau thermo électrique, et - on solidarise, en particulier on fritte, le matériau thermo électrique autour de ladite portion de jonction 31.The second portion 35 of the electrical connection means 30 is advantageously arranged to guide the first fluid around the junction portion 31 of the electrical connection means 30 and / or around the thermoelectric element 3. The second portion 35 thus makes it possible to improve the efficiency of the thermoelectric module 10 by contacting the first fluid directly with the electric thermo elements. The junction portion 31 of the electrical connection means may also be heat conducting so that it provides, in addition to its electrical connection, a heat transfer between the outside and the inside of said thermoelectric element 3, it is that is to say between a space between the second portion 35 and the electric thermo element 3. The junction portion 31 thus makes it possible to improve the efficiency of the thermoelectric module 10 by improving the heat exchange between the first fluid and the electric thermoelectric elements 3. With reference to FIG. 2, the junction portion 31 of the electrical connection means 30 comprises fins, in particular one or more rings, here three rings, coaxially surrounding the thermoelectric element 3, that is to say that the joining portion 31 extends radially with respect to the thermoelectric element 3. An interior volume 25 is created between the second portion 35 and the thermoelectric elements. 3. The electrical connection means 30 here comprises an inlet 36 and an outlet 37 for the first fluid, in particular diametrically opposite. The inlet 36 and the outlet 37 are situated vis-à-vis the first contact face 4a of the thermoelectric element 3. The first fluid can thus enter the internal volume 25, angularly extend the thermoelectric module 10 in the direction of the arrows 38 and exit through the outlet 37. The first fluid will then have a transverse circulation relative to the second fluid flowing in the channel 7. In Figure 3, the fins of the joining portion 31 extend axially by relative to the thermoelectric element 3. The inlet and the outlet of the first fluid is then opposite the flat faces 6a of the thermoelectric element 3. The flow of the first fluid will be done here parallel to the flow of the second fluid. The invention also relates to a method of manufacturing the assembly 5 described above, in which - the junction portion 31 of the electrical connection means 30 is arranged in the thermoelectric material, and - in particular, is sintered, the thermoelectric material around said joining portion 31.
Le procédé prévoit également que l'on soude la deuxième portion 35 du moyen de connexion électrique 30 à ladite portion de jonction 31 du moyen de connexion électrique 30 de sorte que ladite deuxième portion 35 est éloignée de l'élément thermo électrique 3. Cette étape peut avoir lieu avant l'opération de frittage du matériau autour de la portion de jonction 31 mais aura lieu de préférence après. L'invention concerne également un dispositif thermo électrique, notamment destiné à générer un courant électrique dans un véhicule automobile, comprenant au moins un module tel que décrit précédemment.The method also provides that the second portion 35 of the electrical connection means 30 is soldered to said junction portion 31 of the electrical connection means 30 so that said second portion 35 is remote from the thermoelectric element 3. This step can take place before the sintering operation of the material around the joining portion 31 but will preferably take place after. The invention also relates to a thermoelectric device, in particular for generating an electric current in a motor vehicle, comprising at least one module as described above.
Claims (15)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR1359872A FR3011983B1 (en) | 2013-10-10 | 2013-10-10 | ASSEMBLY COMPRISING AN ELECTRIC THERMO ELEMENT AND ELECTRICAL CONNECTION MEANS, THERMO ELECTRIC MODULE COMPRISING SUCH AN ASSEMBLY AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME. |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR1359872A FR3011983B1 (en) | 2013-10-10 | 2013-10-10 | ASSEMBLY COMPRISING AN ELECTRIC THERMO ELEMENT AND ELECTRICAL CONNECTION MEANS, THERMO ELECTRIC MODULE COMPRISING SUCH AN ASSEMBLY AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME. |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR3011983A1 true FR3011983A1 (en) | 2015-04-17 |
| FR3011983B1 FR3011983B1 (en) | 2017-01-27 |
Family
ID=49753410
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR1359872A Active FR3011983B1 (en) | 2013-10-10 | 2013-10-10 | ASSEMBLY COMPRISING AN ELECTRIC THERMO ELEMENT AND ELECTRICAL CONNECTION MEANS, THERMO ELECTRIC MODULE COMPRISING SUCH AN ASSEMBLY AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME. |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| FR (1) | FR3011983B1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR3041159A1 (en) * | 2015-09-15 | 2017-03-17 | Valeo Systemes Thermiques | THERMO ELECTRIC MODULE AND DEVICE, ESPECIALLY FOR GENERATING AN ELECTRICAL CURRENT IN A MOTOR VEHICLE |
| FR3041154A1 (en) * | 2015-09-15 | 2017-03-17 | Valeo Systemes Thermiques | THERMO ELECTRIC MODULE AND DEVICE, ESPECIALLY FOR GENERATING AN ELECTRICAL CURRENT IN A MOTOR VEHICLE |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR1278043A (en) * | 1960-10-24 | 1961-12-08 | Alsacienne Constr Meca | Method of making electrical contacts on thermoelectric bodies |
| US3594237A (en) * | 1963-10-28 | 1971-07-20 | North American Rockwell | Thermoelectric device including tungsten granules for obtaining low resistance bonds |
| US20100059096A1 (en) * | 2006-11-02 | 2010-03-11 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Thermoelectric element and thermoelectric module |
| EP2405502A1 (en) * | 2009-03-03 | 2012-01-11 | Tokyo University Of Science Educational Foundation Administrative Organization | Thermoelectric conversion element and thermoelectric conversion module |
-
2013
- 2013-10-10 FR FR1359872A patent/FR3011983B1/en active Active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR1278043A (en) * | 1960-10-24 | 1961-12-08 | Alsacienne Constr Meca | Method of making electrical contacts on thermoelectric bodies |
| US3594237A (en) * | 1963-10-28 | 1971-07-20 | North American Rockwell | Thermoelectric device including tungsten granules for obtaining low resistance bonds |
| US20100059096A1 (en) * | 2006-11-02 | 2010-03-11 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Thermoelectric element and thermoelectric module |
| EP2405502A1 (en) * | 2009-03-03 | 2012-01-11 | Tokyo University Of Science Educational Foundation Administrative Organization | Thermoelectric conversion element and thermoelectric conversion module |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR3041159A1 (en) * | 2015-09-15 | 2017-03-17 | Valeo Systemes Thermiques | THERMO ELECTRIC MODULE AND DEVICE, ESPECIALLY FOR GENERATING AN ELECTRICAL CURRENT IN A MOTOR VEHICLE |
| FR3041154A1 (en) * | 2015-09-15 | 2017-03-17 | Valeo Systemes Thermiques | THERMO ELECTRIC MODULE AND DEVICE, ESPECIALLY FOR GENERATING AN ELECTRICAL CURRENT IN A MOTOR VEHICLE |
| WO2017046483A1 (en) * | 2015-09-15 | 2017-03-23 | Valeo Systemes Thermiques | Thermoelectric module and device, in particular for generating an electric current in a motor vehicle |
| WO2017046491A1 (en) * | 2015-09-15 | 2017-03-23 | Valeo Systemes Thermiques | Thermoelectric module and device, in particular for generating an electric current in a motor vehicle |
| US10629795B2 (en) | 2015-09-15 | 2020-04-21 | Valeo Systemes Thermiques | Thermoelectric module and device, in particular for generating an electric current in a motor vehicle |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR3011983B1 (en) | 2017-01-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP2715816B1 (en) | Thermoelectric module and device, particularly for generating an electric current in a motor vehicle | |
| FR2977374A1 (en) | ELEMENT, MODULE AND THERMO ELECTRIC DEVICE, IN PARTICULAR FOR GENERATING AN ELECTRICAL CURRENT IN A MOTOR VEHICLE. | |
| EP2939280A1 (en) | Thermoelectric module and device, in particular designed to generate an electric current in a motor vehicle | |
| FR3011983A1 (en) | ASSEMBLY COMPRISING AN ELECTRIC THERMO ELEMENT AND ELECTRICAL CONNECTION MEANS, THERMO ELECTRIC MODULE COMPRISING SUCH AN ASSEMBLY AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME. | |
| EP3127171A1 (en) | Thermoelectric device and thermoelectric module, especially intended to generate an electric current in an automotive vehicle | |
| EP3017486B1 (en) | Thermoelectric device, in particular intended for generating an electric current in an automotive vehicle | |
| EP2955765B1 (en) | Thermoelectric device, thermoelectric module including such thermoelectric device and method for producing such a thermoelectric device | |
| WO2017093339A1 (en) | Electrical connector for connecting thermoelectric elements and absorbing the stress thereof | |
| WO2015149953A2 (en) | Thermo electric device and thermo electric module, in particular intended to generate an electric current in an automotive vehicle | |
| WO2017046485A1 (en) | Thermoelectric module and device, in particular for generating an electric current in a motor vehicle, and method for manufacturing such a module | |
| FR2977375A1 (en) | THERMO ELECTRIC MODULE AND DEVICE, ESPECIALLY FOR GENERATING AN ELECTRICAL CURRENT IN A MOTOR VEHICLE | |
| FR3019680A1 (en) | THERMO ELECTRIC DEVICES AND THERMO ELECTRIC MODULE, IN PARTICULAR FOR GENERATING AN ELECTRICAL CURRENT IN A MOTOR VEHICLE | |
| FR3041158A1 (en) | THERMO ELECTRIC MODULE AND DEVICE, ESPECIALLY FOR GENERATING AN ELECTRICAL CURRENT IN A MOTOR VEHICLE | |
| FR3041159A1 (en) | THERMO ELECTRIC MODULE AND DEVICE, ESPECIALLY FOR GENERATING AN ELECTRICAL CURRENT IN A MOTOR VEHICLE | |
| FR3022076A1 (en) | THERMOELECTRIC DEVICE AND METHOD FOR ASSEMBLING SUCH A DEVICE | |
| WO2017046487A1 (en) | Thermoelectric module and device, in particular for generating an electric current in a motor vehicle | |
| WO2017046484A1 (en) | Thermoelectric module and device, in particular for generating an electric current in a motor vehicle | |
| FR3022075A1 (en) | ELEMENTS, MODULE AND THERMO-ELECTRIC DEVICE, PARTICULARLY FOR GENERATING AN ELECTRICAL CURRENT IN A MOTOR VEHICLE | |
| FR3035270A1 (en) | SECURING ELECTRICAL CONNECTIONS IN A THERMOELECTRIC DEVICE | |
| EP2880695A1 (en) | Method for manufacturing a thermo-electric module, in particular intended to generate an electrical current in a motor vehicle, and a thermo-electric module obtained by said method | |
| EP3248228A1 (en) | Thermoelectric generator and thermal module for such a generator | |
| FR3041058A1 (en) | "HYDRAULIC CONNECTION AND THERMO-ELECTRIC DEVICE, IN PARTICULAR FOR GENERATING AN ELECTRICAL CURRENT IN A MOTOR VEHICLE, COMPRISING SUCH A HYDRAULIC CONNECTION | |
| FR3041154A1 (en) | THERMO ELECTRIC MODULE AND DEVICE, ESPECIALLY FOR GENERATING AN ELECTRICAL CURRENT IN A MOTOR VEHICLE | |
| FR3041160A1 (en) | THERMO-ELECTRIC DEVICE, PARTICULARLY FOR GENERATING AN ELECTRICAL CURRENT IN A MOTOR VEHICLE | |
| EP3012427A1 (en) | Thermoelectric element, assembly and module, in particular intended to generate an electric current in a motor vehicle |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 3 |
|
| PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 4 |
|
| PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 5 |
|
| PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 6 |
|
| PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 7 |
|
| PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 8 |
|
| PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 9 |
|
| PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 10 |
|
| PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 11 |