热电温度控制单元和温度控制装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及热电温度控制单元(5)，具有第一接触板(15)、第二接触板(16)以及至少一个板状热电变换器(17)，板状热电变换器(17)具有第一变换器侧(20)和背向第一变换器侧(20)的第二变换器侧(21)，其中，相应热电变换器(17)布置在第一接触板(15)和第二接触板(16)之间，板状热电变换器(17)以传热方式通过其第一变换器侧(20)热耦合至第一接触板(15)，板状热电变换器(17)以传热方式通过其第二变换器侧(21)耦合至第二接触板(16)。若至少一个这样的接触板(15、16)在面向相应另一接触板(15、16)的内侧(23、24)具有耦合区域(22)，耦合区域(22)沿着其周向被形成在内侧(23、24)中的凹槽(25)包围，若导热材料(26)布置在凹槽(25)中且沿着耦合区域(22)，并且若导热材料(26)一方面直接接触相应接触板(15、16)的内侧(23、24)另一方面直接接触相应变换器侧(20、21)，则具有改进的效率。

Thermoelectric temperature control unit and temperature control unit

The invention relates to a thermoelectric temperature control unit (5), which has a first contact plate (15), a second contact plate (16), and at least one plate type thermoelectric converter (17), and a plate type thermoelectric converter (17) has a first converter side (20) and a back to the first converter side (20) on the second converter side (21), wherein the corresponding thermoelectric converter (17) is arranged in the first place. Between the contact plate (15) and the second contact plate (16), the plate type thermoelectric converter (17) is thermally coupled to the first contact plate (15) through the first converter side (20) in the heat transfer mode, and the plate type thermoelectric converter (17) is coupled to the second contact plate (16) through its second converter side (21) in a heat transfer mode. At least one such contact plate (15, 16) has a coupling region (22) on the inside (23, 24) of the corresponding contact plate (15, 16), and the coupling region (22) is surrounded by a groove (25) formed in the inside (23, 24) along its circumference, if the heat conduction material (26) is arranged in the groove (25) and along the coupling region (22), and if the heat conduction material is used. 6) On the one hand, the inner side (23, 24) of the corresponding contact plates (15, 16) is directly contacted, on the other hand, the corresponding converter side (20, 21) is directly contacted, and the efficiency is improved.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】热电温度控制单元和温度控制装置
本专利技术涉及一种具有权利要求1的前序部分的特征的热电温度控制单元。本专利技术还涉及配备有至少一个这种温度控制单元的温度控制装置。
技术介绍
这种温度控制单元通常包括第一接触板、第二接触板和至少一个板状热电变换器，该板状热电变换器具有第一变换器侧和第二变换器侧，第二变换器侧背向第一变换器侧，其中，相应的热电变换器布置在第一接触板和第二接触板之间，使得它通过其第一变换器侧以热传递方式耦合到第一接触板，并且以热传递方式通过其第二变换器侧耦合到第二接触板。在此上下文中的热电变换器通常包括具有正和负掺杂的多个热电半导体元件，该半导体元件经由导体裸片彼此连接。这些半导体元件有利地以气密密封方式被导体裸片封闭在板形壳体中，其中，壳体的彼此背向的大的平面侧形成相应热电变换器的两个变换器侧。相应的热电变换器能够将电流转换成基于珀耳帖效应的加热电流。相应地，这样的热电变换器也能够被称为珀耳帖元件。相反，这种热电变换器也能够将加热电流转换成基于塞贝克效应的电流。此外，通过使用这样的热电变换器，因此能够通过相应的通电将热量传导走，也就是说在一个传感器侧上选择性地冷却，并且在另一个变换器侧进行加热，也就是加热。这种方便地配备有多个这种热电变换器的热电温度控制单元因此能够用于温度控制装置中，例如用于冷却热源或加热散热器。同样，通过使用这样的温度控制装置，能够想到利用散热器和热源之间的温差来产生电能。在诸如应用于例如电动车辆的高功率电池的情况下，产生了大量的热量，为了改善电池的功能性、功率和使用寿命，必须将该大量热量导出。另外，在低环境温度下，也肯定需要将这样的高功率电池的温度升高到工作温度，也就是说加热它，以便它能够产生其功率。因此，这种温度控制装置能够优选用于这种类型的高功率电池中，以适当地加热和冷却它们。由于这种温度控制装置可根据需要进行冷却和加热，因此术语“温度控制”在本文中包括术语“冷却”和“加热”。这种温度控制装置的问题在于，一方面接触板，另一方面热电变换器经受不同的温度，因此经受不同的热调节膨胀效应。尤其，在相应的热电变换器和接触板之间的相对移动能够发生在这里。这种相对移动会对传感器和接触板之间的传热耦合产生不利影响。通用类型的温度控制单元例如由DE102013212511A1已知。为了减少热膨胀效应的影响，在已知的温度控制装置中设置了使用伸缩接头来分割相应的接触板，并且使用弹簧结构将各个分段彼此耦合。这种设计的实施相对昂贵。
技术实现思路
本专利技术涉及指定用于这种热电温度控制单元或者与其配备的温度控制装置的改进实施例的问题，该改进实施例尤其特征在于以下事实：热电变换器和接触板之间的热调节相对移动对变换器和接触板之间的传热耦合的影响降低。根据本专利技术该问题依靠独立权利要求的主题来实现。有利实施例是从属权利要求的主题。本专利技术基于以下一般概念：使用导热材料以浮动方式将相应的热电变换器安装在至少一个接触板上。结果，能够实现相对移动而不会产生过大的应力，并且相应变换器与相应接触板之间的传热耦合不会受到不利影响。尤其，即使在连续的接触板的情况下也能够实现这种浮动安装，结果是实施费用相对较低。尤其，本专利技术提出，在相应的热电变换器的区域中，在至少一个这种接触板在面向相应另一个接触板的内侧上配备有耦合区域，该耦合区域沿着其周向被形成在内侧的凹槽围绕。导热材料在该凹槽中沿着耦合区域布置，该导热材料一方面与相应接触板的内侧直接接触，另一方面与相应变换器侧直接接触。导热材料能够弹性变形和/或塑性变形。此处参考温度控制单元通常经受的常规操作温度来理解变形性。导热材料能够是糊状物质。无论如何，导热材料能够遵循相应的变换器和相应的接触板之间的热调节相对移动，并且在该过程中持续保持与接触板和变换器的接触，结果是期望的热传导耦合始终位于变换器和接触板之间。根据一个有利的实施例，相应的凹槽能够围绕相应的热电变换器的周边边缘布置。因此，相应的变换器最终完全被布置在凹槽中的导热材料围绕。因此，变换器能够在板的平面内沿任何期望的方向相对于耦合板移动，而不会离开导热材料的区域。在另一个有利的实施例中，相应的凹槽在轮廓中能够具有彼此面对的两个凹槽边缘，具体是凹槽内边缘和凹槽外边缘，凹槽内边缘相对于相应的热电变换器定位得更向内，凹槽外边缘相对于后者定位得更向外。相应的凹槽现在定位成使得相应的热电变换器的周向边缘布置在凹槽内边缘和凹槽外边缘之间。此处该相对位置指的是垂直于相应接触板的平面或垂直于接触板的平面取向的升高的视点。由于变换器的周向边缘在凹槽内边缘和凹槽外边缘之间的这种布置的结果，相对于凹槽的纵向方向横向于两侧的相对移动，也就是向内和向外定向的运动，能够在板的平面上得到补偿。在另一个实施例中，耦合区域能够相对于相应内侧的周围区域是沉头式(countersunk)的，周围区域位于凹槽的背向耦合区域的一侧。相应的凹槽自身相对于该周围区域和相对于耦合区域是沉头式的。沉头式的耦合区域允许在内侧和变换器侧之间容纳更多的导热材料。因此，一方面能够改善热量的传输。另一方面，这也允许相对于相对移动的补偿能力得到改善。在另一个实施例中，能够在耦合区域中形成多个相对于耦合区域的其余部分升高的升高部分。由于耦合区域内的这些升高部分，能够改善接触板在变换器或变换器壳体上的机械支撑。然而，这种支撑不一定需要在升高部分和相应变换器侧之间的直接接触。尤其，支撑能够通过导热材料间接提供。在一个有利的改进方案中能够规定，耦合区域仅在升高部分之外相对于周围区域是沉头式的。换句话说，升高部分不必相对于周围区域本身是沉头式的。因此，升高部分与周围区域齐平在共同平面的发展是优选的。这样的实施例能够特别容易地制造。也能够规定，升高部分在相应的内侧整体形成。这种设计也能够特别容易地实现。可替代地，基本上能够提供呈分离的间隔元件形式的升高部分，该间隔元件以适当的方式布置在耦合区域的内侧上。在另一有利的发展中，热电变换器也能够在升高部分的区域中经由导热材料与相应的内侧接触。因此，在升高部分和相应的变换器侧之间也存在传热耦合，这总体上改善了变换器和受影响的接触板之间的热传递。在另一个实施例中，相应的热电变换器能够至少在所述热电变换器的变换器侧之一上仅通过导热材料与相应的接触板的内侧接触。换句话说，在该实施例中，排除了变换器侧和接触板的内侧之间的直接接触。这种方式能够改善变换器和接触板之间的热量传递。在另一个实施例中，两个接触板能够在至少一个这样的热电变换器的区域中各自具有由一个这样的凹槽包围的一个这样的耦合区域。这里优选的是，相应的热电变换器在不同的情况下通过所述热电变换器的两个变换器侧上的这种导热材料与相应的接触板的相应的内侧接触。变换器因此也能够在两个变换器侧上相对于两个接触板执行相对移动，所述相对移动由导热材料补偿。根据一个有利的改进方案，能够规定，仅一个接触板的耦合区域设置有上面指定的升高部分。另一个耦合区域然后以平面方式适宜地构造，也就是说没有这种升高部分。在另一有利的发展中，另一个接触板的耦合区域能够与相关联的内侧的周边区域齐平地位于共同的平面中，所述周边区域位于相关联的凹槽的背向耦合区域的一侧上。该方式也通过相应变换器上的热耦合材料在相应耦合区域内带来了相应接触本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种热电温度控制单元，具有：‑第一接触板(15)，‑第二接触板(16)，‑至少一个板状热电变换器(17)，其具有第一变换器侧(20)和背向所述第一变换器侧(20)的第二变换器侧(21)，‑其中，相应的所述热电变换器(17)布置在所述第一接触板(15)和所述第二接触板(16)之间，相应的所述热电变换器(17)通过其第一变换器侧(20)以传热方式耦合到所述第一接触板15)并且相应的所述热电变换器(17)通过其第二变换器侧(21)以热传递方式耦合到所述第二接触板(16)，其特征在于，‑在相应的所述热电变换器(17)的区域中，至少一个这样的接触板(15、16)在面向相应的另一个接触板(15、16)的内侧(23、24)具有一个耦合区域(22)，所述耦合区域(22)沿其周向被形成在所述内侧(23、24)中的凹槽(25)围绕，‑导热材料(26)布置在所述凹槽(25)中并且沿着耦合区域(22)，‑所述导热材料(26)一方面直接接触相应的所述接触板(15、16)的所述内侧(23、24)，另一方面直接接触相应的变换器侧(20、21))。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.11.17 EP 15195004.51.一种热电温度控制单元，具有：-第一接触板(15)，-第二接触板(16)，-至少一个板状热电变换器(17)，其具有第一变换器侧(20)和背向所述第一变换器侧(20)的第二变换器侧(21)，-其中，相应的所述热电变换器(17)布置在所述第一接触板(15)和所述第二接触板(16)之间，相应的所述热电变换器(17)通过其第一变换器侧(20)以传热方式耦合到所述第一接触板15)并且相应的所述热电变换器(17)通过其第二变换器侧(21)以热传递方式耦合到所述第二接触板(16)，其特征在于，-在相应的所述热电变换器(17)的区域中，至少一个这样的接触板(15、16)在面向相应的另一个接触板(15、16)的内侧(23、24)具有一个耦合区域(22)，所述耦合区域(22)沿其周向被形成在所述内侧(23、24)中的凹槽(25)围绕，-导热材料(26)布置在所述凹槽(25)中并且沿着耦合区域(22)，-所述导热材料(26)一方面直接接触相应的所述接触板(15、16)的所述内侧(23、24)，另一方面直接接触相应的变换器侧(20、21))。2.根据权利要求1所述的温度控制单元，其特征在于，相应的所述凹槽(25)围绕相应的所述热电变换器(17)的周向边缘(27)布置。3.根据权利要求1或2所述的温度控制单元，其特征在于，-相应的所述凹槽(25)在轮廓中具有彼此面对的两个凹槽边缘，具体是凹槽内边缘(28)和凹槽外边缘(29)，所述凹槽内边缘(28)相对于相应的所述热电变换器(17)定位得更向内，所述凹槽外边缘(29)相对于相应的所述热电变换器(17)定位得更向外，-相应的所述凹槽(25)定位成使得相应的所述热电变换器(17)的所述周向边缘(27)布置在所述凹槽内边缘(28)和所述凹槽外边缘(29)之间。4.根据权利要求1至3中任一项所述的温度控制单元，其特征在于，所述耦合区域(22)相对于相应所述内侧(23、24)的周围区域(31、34)是沉头式的，所述周围区域(31、34)位于所述凹槽(25)远离所述耦合区域(22)的一侧，-相应的所述凹槽(25)相对于所述周围区域(31、34)和相对于所述耦合区域(22)是沉头式的。5.根据权利要求1至4中任一项所述的温度控制单元，其特征在于，多个升高部分(32)相对于所述耦合区域(22)的其余区域升高，形成在所述耦合区域(22)中。6.根据权利要求4和5所述的温度控制单元，其特征在于，所述耦合区域(22)仅在所述升高部分(...

【专利技术属性】
技术研发人员：米歇尔·布鲁恩，蒂莫·亨克，斯特凡·希尔施，卡尔格尔德·克伦巴赫，托马斯·库兹尼亚，吉勒斯·马尼耶，热罗姆·施特克尔，曼努埃尔·韦霍夫斯基，
申请(专利权)人：马勒国际有限公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE