专利名称：带有密封元件的用于车辆热电发电机的热电模块的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种特别是应用于在车辆中使用的热电发电机中的热电模块，该热电模块具有至少一个密封元件。
背景技术：
来自机动车内燃机的排气含有热能，该热能可以借助于热电发电机转化成电能，以便例如对电池或其他蓄能器充电和/或直接给耗电器供给所需能量。由此，机动车以改善的能量效率运行并且更多的能量可被用于使机动车运行。这种热电发电机具有至少一个热电模块。热电模块包括例如至少两个半导体元件(P型掺杂和n型掺杂)，所述半导体元件在其上侧和下侧(分别朝向热侧和冷侧)上交替地设有导电桥。这两个半导体元件形成最小热电单元或者说热电元件。热电材料是一种能有效地将热能转化成电能(塞贝克效应)和将电能转化成热能(珀耳帖效应)的材料。如果在半导体元件的两侧提供温度降，则在半导体元件的端部之间形成电势。在较热侧的带电粒子由于较高的温度而增强地被激励到导电带中。由于在此情况下在导电带中产生的浓度差，带电粒子扩散到半导体元件的较冷侧，由此产生电势差。在热电模块中，优选使大量的半导体元件电串联。为了确保串联的半导体元件中所产生的电势差不会彼此抵消，总是交替地使带有不同优势带电粒子(n型掺杂和p型掺杂)的半导体元件直接电接触。借助于一连接的负载电阻，可以使电路闭合并从而输出电功率。为确保半导体元件的持续可用性，在导电桥和热电材料之间一般设有扩散障碍，该扩散障碍防止电桥中所含的材料向热电材料的扩散、进而防止半导体材料或者是热电元件的效率损失或功能故障。热电模块或者是半导体元件的建立通常通过将各单个部件——即热电材料、扩散障碍、导电桥、绝缘体和必要的附加壳体元件——组装成一被热的或者是冷的介质流过的热电模块来实现。对大量的各单个部件的该组装还需要精确地确定各单个部件的公差并且考虑从热侧向冷侧的热传递以及导电桥的充分接触，以使得能够产生通过热电材料的电流。为了在热电模块中设置这样的半导体兀件,一般设有形成模块外边界的壳体壁和/或支撑管，半导体元件安装于其上。这特别是引起:对制造提出高公差要求，从而一方面关于电连接另一方面关于壳体的位置实现半导体元件的精确匹配地设置。此外存在问题的是:由于内外壳体部件的不同热载，必须在无需向热电材料中引入特别高的电压的情况下对这些部件的不同膨胀特性进行补偿。正是在热电模块的制造方面希望的是，可以使多个部件容易地彼此组合，以简化安装和处理并且另外在组装时实现简单但稳定的结构。上述要求同样适用于密封元件，所述密封元件旨在密封特别是管状的热电模块的相应端部，使得在相应的一侧围绕/包围热电模块的热介质或冷介质持久地保持与设置在热电模块中的热电元件分离。特别是对于这些部件，在使热电模块相对于气态和/或液态介质密封的背景下需要尽可能稳健的结构，从而能够避免在这种密封元件的匹配精确性方面或组装方面的过高要求。
发明内容
由此出发，本发明的目的是:至少部分地解决结合背景技术描述的问题。特别是希望提供一种热电模块，它能够相对于热介质或冷介质密封、同时可技术上简单地制造并且具有减少的部件数量。另外，希望它对于所期待的使用可持久坚固地实施并且另外具有高效率，以便从排气的热能产生尽可能多的电能。该目的通过具有权利要求1特征的热电模块来实现。本发明的其他有利实施方案在从属权利要求中给出。在权利要求书中单独列出的特征可以以任意的、技术上合理的方式组合并且形成本发明的另外的实施方案。说明书、特别是与附图相结合对本发明进行进一步的说明并且提出本发明的其他的实施例。根据本发明的热电模块包括相应地被配设给热侧或冷侧的内周面和外周面。在内周面和外周面之间设有中间空间。热电模块包括几何轴线和至少一个密封元件，其中密封元件至少部分地形成所述内周面或仅通过一电绝缘层与设置在那里的热侧或冷侧分隔开。另外，密封元件使所述中间空间至少相对于所述冷侧密封。另外，密封元件具有至少一个电导体，所述电导体使设置在热电模块中的至少一个热电元件与本身设置在热电模块外的至少一个第二电导体相连接。此外优选地，密封元件至少部分地形成热电模块的外周面或仅通过电绝缘体与设置在外周面上的冷侧或热侧分隔开。特别是，密封元件还附加地使中间空间相对于热侧密封。热电模块特别是形成热电发电机的一独立的结构单元。在此优选的是，热电模块具有一端子，利用该端子能使这样的热电模块必要时与多个另外的热电模块电连接。也就是说，在热电模块内特别是实现了所有在那里内置的热电元件的电连接或联接。这样的热电模块在此情况下一方面在热侧上暴露于热介质并且另一方面在冷侧上暴露于冷介质。在此特别是关注:使热电模块通过其外周面与冷介质接触并且通过其内周面与热介质(特别是排气)相接触，或者是被这样的介质穿流或绕流过。因此，实践中内周面形成热电模块的所谓热侧，而外周面形成热电模块的所谓冷侧。另外优选的是，热电模块设计成长形的，即例如按照轨道或管子的类型。尽管非常特别优选的是热电模块大致设计成例如筒件或管件，但这种形状却不是强制性的。特别是，对于这种热电模块也可以考虑卵形横截面或多边形横截面。与该设计相应地，这时也可以识别出中央的几何轴线以及内周面和外周面。内周面在此特别是界定出一能被热介质(排气)穿流的内通道。使热电元件在内周面和外周面之间定位在热电模块的中间空间中。沿热电模块的几何轴线的方向可以将多个这样的热电元件特别是按照如下方式彼此堆叠布置:交替地彼此相邻地设置含有P型掺杂热电材料的半导体元件和含有n型掺杂热电材料的半导体元件。在此方面非常特别优选的是，半导体元件以给定的定量完全围绕内周面延伸，例如按照片或环的方式。热电材料在此情况下由导电桥作为外框架，该导电桥在下面被称为连接元件。热电材料在此情况下至少部分地由这些连接元件作为外框架，从而通过连接元件形成内周面和外周面。连接元件优选在内部和外部分别完全围绕热电材料。与半导体元件的形状相对应地,连接元件例如按照环件或者是(空心)柱的方式实施。特别优选的是，热电材料与连接元件力锁合地连接(压接)，特别是在不使用钎焊材料或粘接剂的情况下连接。另外优选的是，连接元件同时为热电材料以及电流导体形成扩散障碍。连接元件材料优选镍或钥，并且镍或钥非常特别优选地在连接元件材料中存在至少95% (质量百分比)。热电材料或者是半导体元件交替地通过连接元件彼此电连接，从而由于在内周面和外周面间的温度差形成穿流过热电材料和热电模块的电流。在热电材料之间的电连接也可以通过金属桥、缆线、钎焊材料等实现。如上所述，电连接优选(仅)借助于连接元件实现。根据本发明设置的密封元件在此情况下使热电模块的中间空间在热电模块的相应端部上与外部封闭，从而中间空间至少相对于冷侧、但优选还相对于热侧密封，防止了冷介质或者是热介质进入中间空间。在此，密封元件优选是一独立的构件并且不是通过半导体材料、连接元件或通过围绕热电模块的外管或内管形成的。由此，密封元件沿轴线方向具有一延展长度，该延展长度特别是热电模块的中间空间的长度的至多20%，优选至多10%。热电模块的中间空间的长度由半导体材料彼此间在轴线方向上的最大距离限定。在此，密封元件具有至少一个电导体，所述电导体与热电模块内的至少一个连接元件相接触，因而能使在热电模块中产生的电流穿过密封元件被向外传导到第二电导体。特别是，密封元件至少部分地形成内周面和外周面。这意味着，密封元件直接被热介质和/或冷介质流过。必要时，密封元件仅通过套筒与设置在外周面上的冷侧分隔开，从而允许热量流经由密封元件在冷侧和热侧之间流动。但因为密封元件不具有沿轴线方向的大延展长度，该热量流即使在无附加的密封元件热绝缘体的情况下也仅能以较低的程度影响热电模块的效率。中间空间相对于冷侧和/或热侧的密封特别是通过使密封元件与产生外周面和/或内周面的连接元件之间的材料结合地连接来实现。优选地密封元件通过电导体与设置在内周面上的连接元件导电连接，从而在此确保中间空间相对于设置在热电模块的内周面上的热侧的密封。外周面上的密封优选通过在套筒与密封元件之间形成密封面来产生。套筒特别是用于使连接元件相对于冷侧电绝缘。这种电绝缘层也可以设置在热电模块的内周面上。另外，该电绝缘层特别是可以在密封元件安装在热电模块的内周面上之后设置在该内周面上。在此情况下，密封元件仅通过电绝缘层与设置在热电模块的内周面上的冷侧或热侧分隔开。因为密封元件至少部分地形成热电模块的内周面并且特别是附加地形成外周面，实现了 一种结构简单的解决方案以使热电模块的中间空间被密封并且同时将在热电模块中产生的电流向外导出。优选地，根据本发明的密封元件设置在热电模块的两个端部上，其中可以在热电模块上设置不同实施方式的密封兀件。根据一特别优选的实施方案，密封元件实施成单件式的。由此实现了，通过附加一单个部件，使热电模块一方面至少相对于冷侧密封另一方面与设置在热电模块外的第二电导体导电连接。由此实现了一种简单的解决方案，其可确保热电模块的成本有利的组装以及持久的可用性。“单件式”在此是指，密封元件在与热电模块相组装之前形成一单个的结构单元，该结构单元特别是由多个相互力锁合、形锁合或材料结合地连接的单独的构件制成。根据热电模块的另一特别优选的实施方式，密封元件由多个层形成并至少具有以下功能:-形成一电导体，该电导体用于沿轴线的方向引导电流穿过密封元件，
-用于沿热电模块的径向方向电绝缘的绝缘层，-使中间空间相对于液态和/或气态的介质密封。因此，密封元件特别是由至少一个陶瓷绝缘层和至少一个电导体层构成，它们沿径向方向叠置地沿轴线方向延伸穿过密封元件并因而产生密封元件。适于使密封元件电绝缘并且必要时还热绝缘的陶瓷材料在必要时由金属承载元件形成外框架并且相应地稳定化。此外，代替陶瓷绝缘层也可以使用云母层。优选地，电导体至少在一侧嵌入到陶瓷材料中或与云母材料相连接，其中优选地密封元件以及还有各个层分别构造成环状或环段状并且彼此嵌套。优选地各个层彼此压紧，从而在各个层之间产生至少一力锁合的、在适当情况下也可以还是材料结合的连接。密封元件的电导体优选沿轴线方向从密封元件突起，因此能够特别是材料结合地——例如通过焊接或钎焊——与热电模块的连接元件导电连接，使得电流能经由电导体穿过热电模块被引导到第二电导体。通过使用云母材料，可以在承载元件、电导体和绝缘层之间实现纯力锁合的连接。也就是说，在此可以放弃(例如通过钎焊的)材料结合的连接。因此，通过使各个层彼此压紧，可以实现绝缘层与电导体或者是与承载元件的柔性连接，从而能补偿轴向和径向上的热膨胀。另外，力锁合连接更适于持久地吸收由于通过固定结构将热电模块固定在热电发电机或壳体上而经密封元件传递的显著的力。经由陶瓷绝缘层传递保持力在此可能导致密封元件过早地失效。云母(Mica)是页硅酸盐，其中单元结构由在两个对置的四面体片(Ts)之间的八面体片(Os)形成。这些片形成层，所述层通过未脱水的中间层阳离子(I)的表面与相邻的层分隔开。顺序是:...1 Ts Os Ts I Ts Os Ts...。Ts的化学式是T205。在四面体的协调的阳离子(M)周围的协调的阴离子由相邻的Ts氧原子和阴离子A组成。中间层阳离子的协调名义上为12重，具有简化的公式，其可以描述如下:I M2-A-J4O10A2其中I=Cs, K，Na, NH4, Rb, Ba, CaM=Li, Fe++ 或 +++，Mg, Mn++ 或 +++，Zn, Al, Cr, V, TiT=Be, Al, B，Fe+++, SiA=Cl, F，0H, 0(含氧云母)，S。在此非常特别优选的是以下材料:具有高热阻的层合云母板(Mikanite)(即特别是云母碎块，其与合成树脂一起被压紧并烘烤以形成大的云母薄膜)。热电模块的另一特别的实施方式提出密封元件具有至少一个电绝缘层，所述绝缘层至少部分地包括云母材料。在此绝缘层仅力锁合地与密封元件相连接。特别是，密封元件具有另外的部件(承载元件、连接元件)，它们材料结合、力锁合和/或形锁合地彼此连接。但绝缘层仅与密封元件的可能的各个部件力锁合地相连接，例如通过使各部件彼此压紧。特别是，绝缘层仅由云母形成。根据热电模块的另一优选实施方式，热电模块的外周面至少部分地由套筒形成并且热电模块的中间空间相对于热侧和/或冷侧至少通过密封面密封，所述密封面由套筒和密封元件形成。套筒特别是在外周面的连接元件上延伸，并由此形成电模块的外周面。该套筒相应地包围热电模块的热电元件，所述热电元件在其外侧上通过连接元件至少部分地彼此导电连接。在此提出的套筒使热电模块的中间空间相对于设置在外周面上的热侧或冷侧密封，并且与密封元件一起产生密封面，从而通过在热电模块的端部上的密封元件确保对热电模块的中间空间的密封。在此，密封元件可以特别是具有在周向上环绕延伸的密封面，该密封面自身被套筒围绕。特别是在套筒和密封元件的密封面之间设有粘接剂，所述粘接剂一方面确保套筒和密封元件的连接的耐久性并且同时实现改善的密封。密封面另外还可以(附加于或代替粘接剂)包括O形圈，该O形圈特别是在密封元件中例如设置在一凹槽中或也可以设置在套筒本身中，其中O形圈沿周向围绕密封元件。在O形圈设置在密封元件的凹槽中的情况下，优选地套筒附加地被另一固定元件包围，该另一固定元件将套筒压向O形圈或者是压向密封面，从而确保对中间空间的持久密封。该实施例特别是还可以在热电模块的内周面上实施。在此情况下，热电模块的内周面至少部分地由套筒形成并且中间空间至少通过密封面密封，该密封面由套筒和密封元件形成。相应地，套筒在内周面的连接元件上延伸，并由此形成热电模块的内周面。该套筒由此包围热电模块的热电元件，这些热电元件在它们的内侧上通过连接元件至少部分地彼此导电连接。在此提出的套筒使热电模块的中间空间相对于设置在内周面上的热侧或冷侧密封，并且与密封元件一起产生密封面，从而在热电模块的端部上确保对中间空间的密封。以上关于设置粘接剂和/或O形圈的描述也相应地适用。特别地，另外提出一种车辆，其包括内燃机、排气系统和冷却系统，该车辆包括热电发电机，所述热电发电机具有至少一个根据本发明的热电模块。排气系统穿过热电模块的内周面延伸，而冷却系统沿热电模块的外周面的外侧延伸。换言之，例如冷介质系统的冷介质在外部沿热电模块的外周面流过，由此热电模块的外周面形成冷侧。这还意味着，热排气在内部穿流通过由热电模块的内周面界定的通道，由此内周面便形成热侧。在此特别优选的是，热电发电机按照管束的方式构造，其中一方面将多个这样的热电模块连接到排气系统以使得它们被热排气穿流，而另一方面热电模块例如设置在一公共的(间隔开的)壳体中以使得它能够整体上被冷介质流绕流过。当然，设有相应的电端子和导线以实现冷介质和排气的可靠的电流产生和电流的继续传导。特别是可能的是，冷介质系统的冷介质在内部穿流过由热电模块的内周面界定的通道。在此情况下外周面形成热侧，而内周面形成冷侧。
下面，参照附图更详细地说明本发明以及技术背景。应当指出的是，所示实施例是优选的，但本发明不限于此。在示意性的附图中:图1示出具有热电发电机和多个热电模块的车辆，图2示出管状的热电模块，图3示出热电模块的带有一密封元件的一个端部，图4示出热电模块的带有一另外的密封元件的一个端部，图5示出热电模块的带有第三密封元件的一个端部，图6示出热电模块的带有第四密封元件的一个端部。
具体实施例方式图1示出车辆20，其具有内燃机21、排气系统22、冷却系统23以及热电发电机24，该热电发电机具有多个热电模块I。热电模块I被连接到排气系统22，使得排气穿流过热电模块1，其中冷却系统23这样连接到热电发电机24，使得热电模块I在外侧被冷介质流过。图2示出管状的热电模块1，该热电模块具有内周面2、外周面4以及热电元件6，所述热电元件由n型掺杂和p型掺杂的半导体元件5形成，这些半导体元件交替地在内周面2和外周面4上通过连接元件26彼此电连接。这些热电元件6设置在一中间空间17中，该中间空间在内周面2和外周面4之间沿热电模块I的轴线3延伸。内周面2被(热)介质12 (排气)穿流，外周面4被(冷)介质12 (冷却水)流过，使得在外周面4上形成所谓的冷侧19并且在内周面2上形成所谓的热侧18。在外周面4与热电元件6或者是连接元件26之间另外设有一绝缘层16，使得在冷侧19的介质12与连接元件26电绝缘。热电模块I在其沿轴线3设置的每个端部33上各具有一密封元件7，该密封元件在此设置在套筒14内并且至少部分地形成外周面4或者是内周面2。密封元件7具有一电导体8，该电导体使连接元件26与设置在热电模块I外的第二电导体9导电连接。通过该第二电导体9可以使多个热电模块I彼此串联或并联，从而能从多个热电模块I构建成一热电发电机。热电模块I的中间空间17沿轴线3的方向具有由最外侧的半导体元件5之间的距离34限定的长度。密封元件7沿轴线3的方向具有延展长度35。图3示出热电模块I的一个端部33连同密封元件7。热电模块I的内周面2至少部分地通过连接元件26并通过密封元件7的电导体8形成，而外周面4至少部分地通过套筒14形成。半导体元件5分别是n型掺杂和p型掺杂的并且交替地通过连接元件26彼此电连接。连接元件26在此未形成连续的内周面2或者是外周面4，因此至少在内周面2上附加地设有密封结构28，该密封结构防止了介质12从热电模块I的热侧18进入中间空间17或者是进入半导体元件5之间的间隙13中。密封结构28优选这样实施，使得它经由通过连接元件26形成的内周面2伸入通过内周面2围绕的通道中。因此密封结构28可以形成涡流发生器，该涡流发生器引起介质12的附加的涡旋并且由此改善在介质12与热电模块I之间的传热。密封元件7使热电模块I在端部33处相对于外部封闭，使得介质12至少从冷侧19不能进入热电模块I的中间空间17中。为此目的，在套筒14与密封元件7之间形成一密封
面25,该密封面在此通过承载件29形成,该承载件包围电绝缘的-必要时热绝缘的-
绝缘层16。该承载元件29用于使优选陶瓷的绝缘层16稳定。绝缘层16本身围绕密封元件7的电导体8，该电导体通过接合部27与热电模块I的导电的连接元件26相连接，该接合部如图所示是接合方法经由外周面4所能达到/处理到的。在此提出，密封元件7至少部分地形成热电模块I的外周面4和内周面2，这也包括仅一个属于密封元件7的固定结构36直接接触介质12的情况。通过固定结构36将热电模块I——必要时与另外的热电模块I 一起——在壳体中固定，使得形成一热电发电机。密封元件7沿轴线3方向的延展长度35在此由在密封元件7的两侧突出的电导体8限定。电导体8与第二电导体9接触，通过该第二电导体能使热电模块I与另一热电模块I电并联或串联。图4示出热电模块I的一个端部33连同另外的密封元件7。在此同样地，热电模块I的中间空间17被内周面2和外周面4围绕，其中外周面4至少部分地通过套筒14形成。在半导体元件5之间另外形成一间隙13，该间隙如在此所示地具有穿过内周面2朝向热侧18的开口 37。但该朝向热侧18的开口 37通过密封结构28封闭，使得半导体元件5或者是连接元件26通过特别是填充有空气或合适的绝缘材料的间隙13被热绝缘和电绝缘。该另外的密封元件7通过接合部27与连接元件26这样连接，使得在热电模块I中产生的电流15从连接元件26经由接合部27流向电导体8并能经由形式为设置在电导体8上的第二电导体9的集流装置与另外的电导体8连接。密封元件7沿径向方向11由多个层(10)构成并且在其内周面和外周面上具有承载元件29，这些承载元件特别是金属质的并且保持设置在它们之间的管状绝缘材料作为绝缘层16。这些绝缘层16用于使电导体8相对于冷侧19电绝缘。图5不出在热电模块I的一个端部33处的密封兀件7的第三变型实施例。热电模块I具有在中间空间17中沿轴线3设置的半导体元件5，所述半导体元件形成热电元件
6。在这些半导体元件5之间设有一间隙13，该间隙与设置在内周面2上的热侧18相连通。半导体元件5通过连接元件26交替地彼此电连接，从而在提供冷侧19和热侧18的情况下能通过热电模块I产生电流。热电模块I在端部33处通过密封元件7密封，其中外部的管状承载元件29围绕绝缘层16，该绝缘层本身围绕电导体8。电导体8通过接合部27与连接元件26导电连接。在设置密封元件7后，在内周面2上施加另外的绝缘层16，所述绝缘层本身也穿过内周面2的开口 37延伸到在半导体元件5之间的相应间隙13中并且至少部分地填充这些空腔。热电模块I的这个特别优选的变型实施例允许特别简单地制造热电模块1，其中在设置密封元件7后在外周面4上设置套筒14并由此形成热电模块I的外周面4。在此在设置密封元件7之后添加的绝缘层16随后可以再次在内周面2的区域中被取出，从而仅间隙13和开口 37被填充以绝缘材料，但内周面2至少部分地通过连接元件26并且通过电导体8形成。图6示出密封元件7的第四变型实施例，该密封元件设置在热电模块I的一端部33上。在此设有一多件式的密封元件7，该密封元件与设置在外周面4上的连接元件26导电连接。电导体8在此构造成套管，该套管本身载持密封元件7的一另外的元件38，该另外的元件通过绝缘层16而与电导体8电绝缘。在此在外周面4上设有套筒14，该套筒在密封元件7上与0形圈31和固定元件30 —起形成密封面25。另外设有粘接剂32，该粘接剂附加地支持中间空间17相对于冷侧19的密封。电导体8通过接合部27——在此是焊接接合部一与连接元件26导电连接。内周面2至少部分地通过连接元件26并且通过密封元件7的电导体8形成。在半导体元件5之间和/或在半导体元件5与密封元件7之间必要时设置的电绝缘的间隙13在此通过密封结构28与热侧18气密地分隔开。密封元件7具有以下的另外的功能:热电模块I通过密封元件7与热电发电机24连接，其中密封元件7通过固定结构36确保了热电模块I在热电发电机内的机械固定。为改善从固定结构36经另外的元件38向电导体8的传力，优选云母材料作为绝缘层16。绝缘层16、电导体8和另外的元件38被机械地彼此压紧，从而产生各部件彼此间的纯力锁合的连接。因此产生一连接，其能够在不出现故障的情况下补偿各部件的热应力和机械应力以及膨胀差异。另外，可以在电导体8与另外的元件38之间设置电绝缘结构，确保因为各部件彼此间的灵活连接而使电导体8和另外的元件38不会由于沿轴线3方向的相对运动而彼此接触。代替该附加的电绝缘体，也可以设置防止这种接触的机械的止挡部。
该密封元件7以结构上非常简单的方式确保了对热电模块I的中间空间17的密封，这是因为密封元件7从内周面2延伸到外周面4并且必要时仅通过套筒14与设置在外周面的冷侧19分隔开。通过在固定密封元件7之后才设置套筒14，可以放弃复杂的公差分析，这是因为密封元件7沿轴线3的方向连接到热电模块I的各单个部件并且不必被推入刚性的套筒14中，而后者需要确保用于密封的相应匹配。相反，在密封元件7的电导体8与连接元件26之间在接合部27处进行对接，其中，中间空间17的密封在一侧通过接合部27而在另一侧上——特别是在外周面4上——借助于与密封元件7连接的套筒14来实现。附图标记列表I 热电模块2 内周面3 轴线4 外周面5 半导体元件6 热电元件7 密封元件8 电导体9 第二电导体10 层11 径向方向12 介质13 间隙14 套筒15 电流16 绝缘层17 中间空间18 热侧19 冷侧20 车辆21 内燃机22 排气系统23 冷却系统24 热电发电机25 密封面26 连接元件27 接合部28 密封结构29 承载元件30 固定元件31 0 形圈
32粘接剂33端部34距离35延展长度36固定结构37开口38 另外的元件
权利要求
1.一种热电模块(1)，该热电模块具有相应地被配设给热侧(18)或冷侧(19)的内周面(2)和外周面(4)并且具有设置在所述内周面与所述外周面之间的中间空间(17)以及几何轴线(3)和至少一个密封元件(7)，其中，所述密封元件(7)至少部分地形成所述内周面(2)或仅通过一电绝缘层(16)与设置在所述内周面处的热侧(18)或冷侧(19)分隔开，所述密封元件使所述中间空间(17)至少相对于所述冷侧(19)密封并且具有至少一个电导体(8)，所述电导体使设置在热电模块(I)中的至少一个热电元件(6)与设置在热电模块(I)外的至少一个第二电导体(9)相连接。
2.根据权利要求1所述的热电模块(1)，其中，所述密封元件(7)实施成单件式的。
3.根据上述权利要求中任一项所述的热电模块(1)，其中，所述密封元件(7)由多个层(10)形成并至少具有以下功能: -形成电导体(8)，该电导体用于引导电流(15)沿所述轴线(3) 的方向穿过所述密封元件(7), -用于沿热电模块(I)的径向方向(11)电绝缘的绝缘层(16)， -使所述中间空间(17)相对于液态和/或气态的介质(12)密封。
4.根据上述权利要求中任一项所述的热电模块(1)，其中，所述密封元件(7)具有至少一个电绝缘层(16)，所述电绝缘层(16)至少部分地包括云母材料并且仅力锁合地与所述密封元件(7)相连接。
5.根据上述权利要求中任一项所述的热电模块(1)，其中，所述热电模块(I)的外周面(4)至少部分地由套筒(14)形成，所述热电模块(I)的中间空间(17)至少通过由所述套筒(14)和所述密封元件(7)形成的密封面(25)相对于所述热侧(18)和/或所述冷侧(19)密封。
6.一种车辆(20 )，该车辆具有内燃机(21)、排气系统(22 )和冷却系统(23 )，在该车辆中设有热电发电机(24)，所述热电发电机具有至少一个根据上述权利要求中任一项所述的热电模块(1)，其中，所述排气系统(22)穿过所述热电模块(I)的内周面(2)延伸，且所述冷却系统(23)沿所述热电模块(I)的外周面(4)的外侧延伸。
全文摘要
本发明涉及一种热电模块(1)，该热电模块具有相应地被配设给热侧(18)或冷侧(19)的内周面(2)和外周面(4)并且具有设置在所述内周面和外周面之间的中间空间(17)以及几何轴线(3)和至少一个密封元件(7)，其中，所述密封元件(7)至少部分地形成所述内周面(2)或仅通过一电绝缘层(16)与设置在该内周面处的热侧(18)或冷侧(19)分隔开，使所述中间空间(17)至少相对于所述冷侧(19)密封，并且具有至少一个电导体(8)，所述电导体使设置在热电模块(1)中的至少一个热电元件(6)与设置在热电模块(1)外的至少一个第二电导体(9)相连接。
文档编号F01N5/02GK103097685SQ201180043697
公开日2013年5月8日 申请日期2011年8月22日 优先权日2010年9月9日
发明者R·布吕科, S·林贝克 申请人:排放技术有限公司