WO2019052829A1 - Thermoelektrisches gewebe - Google Patents

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WO2019052829A1
WO2019052829A1 PCT/EP2018/073356 EP2018073356W WO2019052829A1 WO 2019052829 A1 WO2019052829 A1 WO 2019052829A1 EP 2018073356 W EP2018073356 W EP 2018073356W WO 2019052829 A1 WO2019052829 A1 WO 2019052829A1
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sections
doped
track sections
thermoelectric
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Inventor
Jürgen Grünwald
Stefan Hoppe
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Mahle International Gmbh
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60N—SEATS SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLES; VEHICLE PASSENGER ACCOMMODATION NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60N2/00—Seats specially adapted for vehicles; Arrangement or mounting of seats in vehicles
    • B60N2/56—Heating or ventilating devices
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
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    • 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
    • H10N10/17—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 structure or configuration of the cell or thermocouple forming the device
    • 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

Definitions

  • thermoelectric fabric which can be used for example for the temperature control of surfaces in a motor vehicle interior and interior of motor vehicle seats. Furthermore, a corresponding air conditioning system will be described.
  • thermoelectric device With which surfaces in a motor vehicle, in particular a motor vehicle seat in a motor vehicle, can be cooled in order, for example, to cool the motor vehicle seat quickly for increased comfort in the event of strong solar radiation.
  • the device comprises a first plurality of threads, which for example serve as warp threads, which are provided with p-doped and n-doped threads
  • Thread sections are equipped. If an electric current is passed through this first plurality of filaments, cooling takes place on the cold sides of the P / N semiconductors due to the Peltier effect, and the motor vehicle seat or its seat surface or another surface in FIG
  • Filament sections undoped track sections, for example in the form of copper or aluminum wires arranged. Furthermore, a second plurality of electrically insulating threads are provided, which serve as weft threads in the tissue.
  • aluminum has a lower thermal conductivity compared to copper, but is much cheaper to purchase and is also used in other fields as a cooler material and is therefore in his
  • thermoelectric device
  • Warp and weft threads can each be designed for the other function.
  • thermoelectric fabric has the object to improve such a thermoelectric fabric in that the efficiency is increased.
  • the present invention is based on the general idea that instead of the undoped thread sections between the p- and n-doped
  • thermoelectric thermoelectric
  • the p- or n-doped thread sections are formed in a conventional manner by semiconductor materials. Contain these materials
  • thermoelec- tric semiconductor material for example bismuth, tellurium and antimony as elemental constituents
  • a known chemical compound in the thermoelec- tric semiconductor material is bismuth telluride.
  • thermoelectric fabric Filament sections and the direction of current flow through the thermoelectric fabric a so-called hot side and a so-called cold side is present.
  • a so-called hot side and a so-called cold side is present.
  • a surface in an interior of the motor vehicle is cooled and the resulting heat is released to the material arranged underneath.
  • thermoelectric fabric For example, be a motor vehicle seat to give a user of the motor vehicle after switching on the thermoelectric fabric as quickly as possible a pleasant cool seat feeling.
  • the advantage of the invention is that due to the large-area design of the conductor track sections between the p- and n-doped thread sections, an enlarged surface for heat transfer or for cooling or dissipating heat is available. Thus, a rapid cooling, for example, a seat allows.
  • the conductor track sections between the doped thread sections have an electrically insulating carrier material, in particular polyurethane (PU) or polyimide, in order to ensure sufficient mechanical stability, even though they are present
  • an electrically insulating carrier material in particular polyurethane (PU) or polyimide
  • the conductor track sections are substantially completely surrounded by the carrier material.
  • a further advantageous embodiment of the solution according to the invention provides that the conductor track sections between the doped thread sections made of copper or aluminum, which has a high electrical conductivity and good heat transfer capacity.
  • the conductor track sections between the doped thread sections made of copper or aluminum, which has a high electrical conductivity and good heat transfer capacity.
  • Track section be formed by a meandering copper wire or aluminum wire, which in the carrier material such as polyurethane or Polyimide is poured. This also allows a stretchability or flexibility of the conductor track section.
  • Track sections are laminated.
  • a conductor preferably made of copper or aluminum is laminated to a first layer of the carrier material and then covered or embedded with a second layer of the carrier material, which is preferably laminated.
  • these conductor track sections can also be designed as pure copper strip or aluminum strip. This allows a more cost-effective production, since the lamination process is omitted and such a pure copper strip or aluminum strip has a higher thermal power cross-section based on the entire cross-section of the tape, since just the band is completely the heat conduction. Although it is hardly extensible in normal use and would trigger strong loads under a tensile stress, the thermal
  • the undoped conductor track sections and the p- and n-doped thread sections are soldered together. This means that there is a soft solder connection between the different materials or components of the thermoelectric fabric. Depending on the materials, these soft solder joints consist of a suitable solder and allow a certain amount of solder
  • the electrically insulating second threads consist of carrier lamellae which are formed, in particular, from a closed-cell silicone foam.
  • carrier lamellae can be made with the desired elasticity and electrical insulating ability, for example, to be woven into a fabric with the first plurality of filaments of p- and n-doped filament sections and conductor track sections interposed therebetween.
  • foam rubber or the like for the plurality of second threads
  • thermoelectric fabric plastic materials possible, with materials are preferred that are poor heat-conducting and still provide a pleasant feel. Due to the poor thermal thermal conductivity of the hot side and the cold side of the thermoelectric fabric are thermally insulated from each other and the
  • the undoped conductor track sections between the doped thread sections or conductor track sections are wider than they are executed.
  • thermoelectric fabric may be part of a
  • Form conditioning system especially for the interior of a motor vehicle.
  • the fabric may be installed under a cover layer in a dashboard or a side panel or other surface in the interior of the motor vehicle. Either automatically at
  • thermoelectric tissue be installed in a motor vehicle seat to cool the actual seat quickly.
  • the tissue may be due to the example
  • thermoelectric fabric with electrical supply and discharge lines, a fuse against overvoltage and possibly a
  • Temperature sensor is equipped for automatic deactivation when exceeding or falling below a limit temperature.
  • thermoelectric fabric can also be used in all other fields of technology, for example for power generation in flexible surfaces.
  • thermoelectric tissue 1 is a thermoelectric tissue in perspective view
  • thermoelectric tissue 3 is a thermoelectric tissue in cross section along the line A -
  • thermoelectric tissue 4 shows a thermoelectric tissue in cross section along the line B -
  • thermoelectric According to FIG. 1, a thermoelectric according to the invention
  • Tissue 1 weft threads 2 which preferably consist of a closed-cell silicone foam and are electrically insulating, and
  • Warp threads 1 which in turn are composed of several components.
  • the warp threads 1 1 consist inter alia of conductor track sections 5A, 5B, 6A, 6B which are formed, for example, by meandering copper wires 10 or aluminum wires. Between the conductor track sections 5A, 5B, 6A, 6B is respectively a semiconductor element or a doped one
  • Track section 4N which is n-doped and a semiconductor element
  • the conductor track sections 4N and 4P have N- or P-type dopants and contain the corresponding semiconductor material, for example
  • the conductor track sections 5A, 5B, 6A, 6B, and conductor track sections 4N, 4P are each connected to soft solder joints 7, which allow sufficient flexibility of the thermoelectric fabric 1. In principle, a connection of the various conductor track sections 5A, 5B, 6A, 6B and 4N, 4P by means of wires, elastic conductors or the like is possible.
  • the conductor track sections 5a, 5b and 6a, 6b are each alternating with the weft threads 2
  • thermoelectric fabric 1 or the closed-cell silicone foam intertwined to form the thermoelectric fabric 1.
  • the conductor track sections 5A, 5B, 6A, 6B are flexible due to the meandering arrangement of the copper wire 10 or the aluminum wire and can, for example, change their longitudinal extent in order, inter alia, in one
  • the conductor track sections 5A, 5B, 6A, 6B and the doped conductor track sections 4A, 4B are preferably applied to a carrier.
  • the warp threads 1 1 and the conductor track sections 5A, 5B, 6A, 6B are provided at both ends with end slats 3, to allow electrical contact with an external power supply, for example from an electrical system of a motor vehicle.
  • At the terminal lamella 1 1 1 conductor track sections 5C, 6C are arranged as part of the warp threads, which cooperate with an electrical contact surface 8.
  • Track sections 5A, 5B, 6A, 6B can be seen which are in particular made wider than the doped track sections 4N, 4P.
  • the conductor track sections 5A, 5B, 6A, 6B comprise edge-side connection regions 9, which are connected via soft solder joints 7 to the doped conductor track sections 4N, 4P.
  • the undoped conductor track sections 5 A, 5 B, 6 A, 6 B are wider than, for example, the conductor track sections 5 C on the end lamella 3, in order to cover the entire area as far as possible
  • thermoelectric fabric 1 To obtain thermoelectric fabric 1.
  • the curved arrows indicate that a conductor track section 6C for electrical contacting and at the underside of the weft thread 2 a conductor track section 6B are provided on the underside of the terminal lamella 3
  • thermoelectric fabric 1 are arranged and the conductor track sections 5B, 6B bottom side. With appropriate current flow through the doped
  • trace portions 4N, 4P may serve as the top side of the thermoelectric fabric 1 as a cold side for dissipating excess heat of a heated surface, and the bottom as a hot side, which dissipates the heat to an underlying material.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein thermoelektrisches Gewebe (1), insbesondere für die Klimatisierungsanlage eines Kraftfahrzeugs, mit einer ersten Mehrzahl von Fäden (11), die abwechselnd von p-dotierten und n-dotierten Fadenabschnitten (4N, 4P) sowie dazwischen angeordneten elektrisch leitfähigen Fadenabschnitten gebildet sind und einer zweiten Mehrzahl (2) von elektrisch isolierenden zweiten Fäden. Erfindungswesentlich ist dabei, dass die elektrisch leitfähigen Fadenabschnitte durch breite, flexible, dehnbare Leiterbahnabschnitte (5A, 5B, 6A, 6B) gebildet sind.

Description

Thermoelektrisches Gewebe
Die Erfindung betrifft ein thermoelektrisches Gewebe, welches zum Beispiel zur Temperierung von Oberflächen in einem Kraftfahrzeug- Innen räum sowie von Kraftfahrzeugsitzen eingesetzt werden kann. Weiterhin wird eine entsprechende Klimatisierungsanlage beschrieben.
Aus der DE 10 2015 217 754 A1 ist eine thermoelektrische Vorrichtung bekannt, mit der Oberflächen in einem Kraftfahrzeug, insbesondere ein Kraftfahrzeugsitz in einem Kraftfahrzeug, gekühlt werden können, um beispielsweise bei starker Sonneneinstrahlung den Kraftfahrzeugsitz für erhöhten Komfort schnell zu kühlen. Die Vorrichtung umfasst dabei eine erste Mehrzahl an Fäden, die beispielsweise als Kettfäden dienen, die mit p-dotierten und n-dotierten
Fadenabschnitten ausgestattet sind. Wird ein elektrischer Strom durch diese erste Mehrzahl an Fäden hindurchgeleitet so erfolgt an den Kaltseiten der P-/N- Halbleiter aufgrund des Peltier-Effekts eine Abkühlung und der Kraftfahrzeugsitz beziehungsweise dessen Sitzfläche oder eine sonstige Oberfläche im
Kraftfahrzeug wird gekühlt. Dabei sind zwischen den p- und n-dotierten
Fadenabschnitten undotierte Leiterbahnabschnitte beispielsweise in Form von Kupfer- oder Aluminiumdrähten angeordnet. Weiterhin ist eine zweite Mehrzahl an elektrisch isolierenden Fäden vorgesehen, die als Schussfäden im Gewebe dienen. Aluminium hat zwar gegenüber Kupfer eine geringere Wärmeleitfähigkeit, ist aber in der Anschaffung wesentlich günstiger und wird auch auf anderen Gebieten als Kühler-Werkstoff bereits verwendet und ist daher in seinen
Eigenschaften bekannt. Dabei ist die thermoelektrische Vorrichtung
beziehungsweise das Gewebe derart ausgebildet und angeordnet, dass die Oberfläche im Kraftfahrzeug, insbesondere des Kraftfahrzeugsitzes, gekühlt wird. Kett- und Schussfäden können jeweils auch für die andere Funktion ausgelegt sein.
Ausgehend von diesem Stand der Technik ist der Fachmann vor die Aufgabe gestellt ein derartiges thermoelektrisches Gewebe dahingehend zu verbessern, dass der Wirkungsgrad erhöht ist.
Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des
unabhängigen Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind
Gegenstand der abhängigen Ansprüche. Weiterhin wird eine entsprechende Klimatisierungsanlage angegeben.
Die vorliegende Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, dass anstelle der undotierten Fadenabschnitte zwischen den p- und n-dotierten
Fadenabschnitten nun breite, flexible, dehnbare Leiterbahnabschnitte
vorgesehen sind, welche die Brücken zwischen den thermoelektrischen
Halbleitern bilden. Diese Leiterbahnabschnitte bilden in ihrer Gesamtheit eine große Oberfläche und optimieren hierdurch die Wärmeübertragung zu der zu temperierenden Fläche.
Die p- beziehungsweise n-dotierten Fadenabschnitte werden in an sich bekannter Weise durch Halbleitermaterialien gebildet. Diese Materialien enthalten
beispielsweise Bismuth, Tellur und Antimon als elementare Bestandteile, eine bekannte chemische Verbindung im thermoelekrischen Halbleitermaterial ist Bismuth-Tellurid. Diese dotierten Fadenabschnitte sind nunmehr mit breiten, flexiblen, dehnbaren Leiterbahnabschnitten verbunden.
Dabei ist es ersichtlich, dass durch die Anordnung der p- und n-dotierten
Fadenabschnitte sowie der Richtung des Stromflusses durch das thermoelektrische Gewebe eine sogenannte Heißseite und eine sogenannte Kaltseite vorhanden ist. Bei richtiger Einbaulage wird also beispielsweise eine Oberfläche in einem Innenraum des Kraftfahrzeugs gekühlt und die entstehende Wärme an das darunter angeordnete Material abgegeben. Dies kann
beispielsweise ein Kraftfahrzeugsitz sein, um einem Nutzer des Kraftfahrzeugs nach dem Einschalten des thermoelektrischen Gewebes möglichst rasch ein angenehmes kühles Sitzgefühl zu vermitteln.
Der Vorteil der Erfindung besteht darin, dass durch die großflächige Ausbildung der Leiterbahnabschnitte zwischen den p- und n-dotierten Fadenabschnitten eine vergrößerte Fläche zur Wärmeübertragung beziehungsweise zum Kühlen oder Abführen von Wärme zur Verfügung steht. Somit ist eine rasche Abkühlung beispielsweise einer Sitzfläche ermöglicht.
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lösung weisen die Leiterbahnabschnitte zwischen den dotierten Fadenabschnitten ein elektrisch isolierendes Trägermaterial, insbesondere Polyurethan (PU) oder Polyimid, auf, um eine ausreichende mechanische Stabilität bei trotzdem vorhandener
Flexibilität beispielsweise zur Anpassung an verschiedene Formgebungen aufzuweisen. Die Leiterbahnabschnitte sind dabei im Wesentlichen vollständig von dem Trägermaterial umgeben.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Lösung sieht vor, dass die Leiterbahnabschnitte zwischen den dotierten Fadenabschnitten aus Kupfer oder Aluminium bestehen, das eine hohe elektrische Leitfähigkeit sowie gute Wärmeübertragungskapazität besitzt. Beispielsweise kann der
Leiterbahnabschnitt durch einen määanderförmig verlaufenden Kupferdraht oder Aluminiumdraht gebildet sein, der in das Trägermaterial wie Polyurethan oder Polyimid eingegossen ist. Dies erlaubt auch eine Dehnbarkeit beziehungsweise Flexibilität des Leiterbahnabschnitts.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, dass die
Leiterbahnabschnitte laminiert sind. Hierzu wird eine Leiterbahn vorzugsweise aus Kupfer oder Aluminium auf eine erste Schicht des Trägermaterials aufkaschiert und dann mit einer zweiten Schicht des Trägermaterials überdeckt oder eingebettet, die vorzugsweise auflaminiert wird. Prinzipiell können diese Leiterbahnabschnitte auch als reines Kupferband oder Aluminiumband ausgeführt sein. Dies ermöglicht eine kostengünstigere Herstellung, da der Laminiervorgang entfällt und ein solches reines Kupferband oder Aluminiumband weist einen höheren thermischen Leistungsquerschnitt bezogen auf den gesamten Querschnitt des Bandes auf, da eben das Band vollständig der Wärmeleitung dient. Es ist zwar im Normalgebrauch kaum dehnbar und würde unter einer Zugbeanspruchung starke Lasten auslösen, die thermische
Leitfähigkeit ist jedoch wesentlich erhöht.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die undotierten Leiterbahnabschnitte sowie die p- und n-dotierten Fadenabschnitte miteinander weichverlötet. Das bedeutet, dass zwischen den verschiedenen Materialien oder Komponenten des thermoelektrischen Gewebes eine Weichlot- Verbindung besteht. Diese Weichlötstellen bestehen jeweils in Abhängigkeit der Materialien aus einem geeigneten Lot und ermöglichen eine gewisse
Beweglichkeit des gesamten Gewebes, um sich an unterschiedliche
Oberflächenkonturen anzupassen.
Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung bestehen die elektrisch isolierenden zweiten Fäden aus Trägerlamellen die insbesondere aus einem geschlossenporigem Silikonschaum gebildet sind. Diese Trägerlamellen können mit der gewünschten Elastizität und elektrischen Isolierfähigkeit hergestellt werden, um beispielsweise mit der ersten Mehrzahl an Fäden aus p- und n- dotierten Fadenabschnitten und dazwischen angeordneten Leiterbahnabschnitten zu einem Gewebe verwoben zu werden. Alternativ ist für die Mehrzahl an zweiten Fäden auch die Verwendung von Schaumgummi oder ähnlichen
Kunststoffmaterialien möglich, wobei Materialien bevorzugt sind, die schlecht wärmeleitend sind und trotzdem eine angenehme Haptik bieten. Durch die schlechte thermische Wärmeleitfähigkeit werden die Heißseite und die Kaltseite des thermoelektrischen Gewebes voneinander thermisch isoliert und der
Wirkungsgrad erhöht.
Entsprechend einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung sind die undotierten Leiterbahnabschnitte zwischen den dotierten Fadenabschnitten oder Leiterbahnabschnitten breiter als diese ausgeführt sind. Somit ist beispielsweise mit denjenigen undotierten Leiterbahnabschnitten, die obenseitig auf dem thermoelektrischen Gewebe beziehungsweise den Schussfäden oder
Trägerlamellen im Wesentlichen vollständig überdecken. Somit wird die wirksame Fläche zur Wärmeübertragung oder -ableitung erhöht.
Ein solches thermoelektrisches Gewebe kann den Bestandteil einer
Klimatisierungsanlage insbesondere für den Innenraum eines Kraftfahrzeugs bilden. Beispielsweise kann das Gewebe unter einer Deckschicht in einem Armaturenbrett oder einer Seitenverkleidung oder einer sonstigen Oberfläche im Innenraum des Kraftfahrzeugs eingebaut sein. Entweder selbsttätig beim
Einschalten einer herkömmlichen Klimaanlage oder durch manuelles Betätigen wird das thermoelektrische Gewebe aktiviert und kühlt die entsprechende
Oberfläche. Eine Betätigung kann auch automatisiert anhand einer Gesamtsystem betrachtung des thermischen Passagierkomforts vorgenommen werden, basierend auf Sensordaten. Insbesondere kann das thermoelektrische Gewebe in einem Kraftfahrzeugsitz verbaut werden, um die eigentliche Sitzfläche rasch abzukühlen. Dabei kann sich das Gewebe aufgrund der beispielsweise
määanderförmig verlaufenden Leiterbahnen sowie der Weichlötstellen an die unterschiedlichen Formen des Kraftfahrzeugsitzes, die unter anderem durch unterschiedliche Gewichte der Kraftfahrzeuginsassen bewirkt werden, anpassen.
Es versteht sich, dass das thermoelektrische Gewebe mit elektrischen Zu- und Ableitungen, einer Sicherung gegen Überspannung sowie eventuell einem
Temperaturfühler zur selbsttätigen Deaktivierung bei Über- oder Unterschreiten einer Grenztemperatur ausgestattet ist.
Prinzipiell kann ein solches thermoelektrisches Gewebe aber auch auf allen anderen Gebieten der Technik eingesetzt werden, etwa zur Stromgenerierung in flexiblen Oberflächen.
Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen
Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.
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.
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. Dabei zeigen, jeweils schematisch
Fig. 1 ein thermoelektrisches Gewebe in perspektivischer Darstellung,
Fig. 2 ein thermoelektrisches Gewebe in Draufsicht,
Fig. 3 ein thermoelektrisches Gewebe im Querschnitt entlang der Linie A -
A aus Fig. 1 und
Fig. 4 ein thermoelektrisches Gewebe im Querschnitt entlang der Linie B -
B aus Fig. 1 .
Entsprechend der Fig. 1 weist ein erfindungsgemäßes thermoelektrisches
Gewebe 1 Schussfäden 2 auf, die vorzugsweise aus einem geschlossenzelligen Silikonschaum bestehen und elektrisch isolierend ausgebildet sind, sowie
Kettfäden 1 1 , die ihrerseits aus mehreren Komponenten zusammengesetzt sind.
Die Kettfäden 1 1 bestehen unter anderem aus Leiterbahnabschnitten 5A, 5B, 6A, 6B die beispielsweise durch mäanderförmig angeordnete Kupferdrähte 10 oder Aluminiumdrähte gebildet sind. Zwischen den Leiterbahnabschnitten 5A, 5B, 6A, 6B ist jeweils ein Halbleiterelement beziehungsweise ein dotierter
Leiterbahnabschnitt 4N, der n-dotiert ist und ein Halbleiterelement
beziehungsweise ein dotierter Leiterbahnabschnitt 4P, der p-dotiert ist, angeordnet. Die Leiterbahnabschnitte 4N und 4P weisen N- bzw. P-Dotierungen auf und beinhalten das entsprechende Halbleitermaterial, beispielsweise
Bismuth-Tellurid und Antimon-Tellurid. Es sind aber auch alle anderen dem Fachmann bekannten Werkstoffe denkbar. Die Leiterbahnabschnitte 5A, 5B, 6A, 6B, und Leiterbahnabschnitte 4N, 4P sind jeweils mit Weichlötstellen 7 verbunden, die eine ausreichende Flexibilität des thermoelektrischen Gewebes 1 ermöglichen. Prinzipiell ist auch eine Verbindung der verschiedenen Leiterbahnabschnitte 5A, 5B, 6A, 6B sowie 4N, 4P mittels Drähten, elastischen Leitern oder dergleichen möglich. Die Leiterbahnabschnitte 5a, 5B und 6A, 6B sind jeweils abwechselnd mit den Schussfäden 2
beziehungsweise dem geschlossenzelligen Silikonschaum verflochten, um das thermoelektrische Gewebe 1 zu bilden.
Die Leiterbahnabschnitte 5A, 5B, 6A, 6B sind aufgrund der mäanderförmigen Anordnung des Kupferdrahts 10 oder des Aluminiumdrahts flexibel und können beispielsweise ihre Längserstreckung ändern, um unter anderem in einem
Sitzpolster eines Kraftfahrzeugsitzes nicht beschädigt zu werden. Somit ist ein Dehnungsbereich gebildet. Dabei sind die Leiterbahnabschnitte 5A, 5B, 6A, 6B, sowie die dotierten Leiterbahnabschnitte 4A, 4B vorzugsweise auf einem Träger aufgebracht. Die Kettfäden 1 1 beziehungsweise die Leiterbahnabschnitte 5A, 5B, 6A, 6B sind an beiden Enden mit Abschlusslamellen 3 versehen, um eine elektrische Kontaktierung zu einer externen Stromversorgung beispielsweise aus einem Bordnetz eines Kraftfahrzeugs zu ermöglichen. An der Abschlusslammelle 3 sind als Bestandteil der Kettfäden 1 1 Leiterbahnabschnitte 5C, 6C angeordnet, die mit einer elektrischen Kontaktfläche 8 zusammenwirken.
Aus der Draufsicht in Fig. 2 ist die große wirksame Oberfläche der
Leiterbahnabschnitte 5A, 5B, 6A, 6B ersichtlich wobei diese insbesondere breiter ausgeführt sind als die dotierten Leiterbahnabschnitte 4N, 4P. Dabei umfassen die Leiterbahnabschnitte 5A, 5B, 6A, 6B randseitige Verbindungsbereiche 9, die über Weichlötstellen 7 mit den dotierten Leiterbahnabschnitten 4N, 4P verbunden sind. Weiterhin ist aus Fig. 2 ersichtlich, dass die undotierten Leiterbahnabschnitte 5A, 5B, 6A, 6B, breiter sind als beispielsweise die Leiterbahnabschnitte 5C an der Abschlusslamelle 3, um eine möglichst vollflächige Überdeckung des
thermoelektrischen Gewebes 1 zu erhalten.
Mit den geschwungenen Pfeilen ist angedeutet, dass an der Unterseite der Abschlusslammelle 3 ein Leiterbahnabschnitt 6C zur elektrischen Kontaktierung und an der Unterseite des Schussfadens 2 ein Leiterbahnabschnitt 6B
angeordnet ist.
Aus den Querschnittsdarstellungen in den Fig. 3 und 4 ist ersichtlich, dass beispielsweise die Leiterbahnabschnitte 5A, 6A obenseitig an dem
thermoelektrischen Gewebe 1 angeordnet sind und die Leiterbahnabschnitte 5B, 6B untenseitig. Bei entsprechendem Stromfluss durch die dotierten
Leiterbahnabschnitte 4N, 4P kann also beispielsweise die Oberseite des thermoelektrischen Gewebes 1 als Kaltseite zur Abführung überschüssiger Wärme einer erhitzten Oberfläche dienen und die Unterseite als Heißseite, die die Wärme an ein darunterliegendes Material abführt.

Claims

Patentansprüche
1 . Thermoelektrisches Gewebe (1 ), insbesondere für die
Klimatisierungsanlage eines Kraftfahrzeugs, mit einer ersten Mehrzahl von Fäden (1 1 ), die abwechselnd von p-dotierten und n-dotierten
Fadenabschnitten (4N, 4P) sowie dazwischen angeordneten elektrisch leitfähigen Fadenabschnitten gebildet sind und einer zweiten Mehrzahl (2) von elektrisch isolierenden zweiten Fäden,
dadurch gekennzeichnet,
dass die elektrisch leitfähigen Fadenabschnitte durch breite, flexible, dehnbare Leiterbahnabschnitte (5A, 5B, 6A, 6B) gebildet sind.
2. Thermoelektrisches Gewebe nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Leiterbahnabschnitte (5A, 5B, 6A, 6B) ein Trägermaterial, insbesondere Polyurethan oder Polyimid umfassen.
3. Thermoelektrisches Gewebe nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
die Leiterbahnabschnitte (5A, 5B, 6A, 6B) Metall umfassen, insbesondere Kupfer oder Aluminium.
4. Thermoelektrisches Gewebe nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Leiterbahnabschnitte (5A, 5B, 6A, 6B) laminiert sind oder als reines Kupferband oder Aluminiumband ausgeführt sind.
5. Thermoelektrisches Gewebe nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass die p-dotierten und n-dotierten Fadenabschnitte (4N, 4P) mit den Leiterbahnabschnitten (5A, 5B, 6A, 6B) weichverlötet sind.
6. Thermoelektrisches Gewebe nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
dass die elektrisch isolierenden zweiten Fäden (2) durch Trägerlamellen gebildet sind, insbesondere aus einem geschlossenporigem Silikonschaum.
7. Thermoelektrisches Gewebe nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Leiterbahnabschnitte (5A, 5B, 6A, 6B) das thermoelektrische Gewebe (1 ) im Wesentlichen vollständig überdecken.
8. Klimatisierungsanlage in einem Kraftfahrzeug mit einem thermoelektrischen Gewebe (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 7.
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