一种温差电模块及其组装方法技术

本发明专利技术提供一种温差电模块及其组装方法，包括：温差电元件、隔热模块和冷端电连接片，所述温差电元件侧面嵌入所述隔热模块的对应模腔中；所述冷端电连接片连接所述温差电元件中的温差电材料的冷端；多个所述隔热模块分别包覆于所述温差电元件嵌入所述隔热模块对应模腔构成的组合件的外围，用于减少漏热。本发明专利技术的有益效果是温差电元件容置于隔热模块中，温差电元件间的缝隙被隔热材料填充、温差电元件与隔热模块的模腔紧密配合，可以使热量尽可能的从温差电元件通过，有利于减少系统漏热、提升同位素温差电池的系统结构效率和热电转换效率；设计隔热模块中模腔的形状与温差电元件相同，尺寸与温差电元件尺寸紧密配合。尺寸与温差电元件尺寸紧密配合。尺寸与温差电元件尺寸紧密配合。

【技术实现步骤摘要】
一种温差电模块及其组装方法


[0001]本专利技术属于温差电模块集成
，尤其是涉及一种温差电模块及其组装方法。

技术介绍

[0002]同位素温差电池是利用温差电材料的塞贝克效应将同位素衰变热直接转换成电能的一种静态换能装置，具有使用寿命长、可靠性高、功率密度大、输出特性稳定，不受外界环境约束、免维护等常规电源无可比拟的优势。在深海环境中，同位素温差电池可在高压、低温的条件下对水下预警系统中的海洋遥感、水声浅标、导航监测、通信中继器等装备长期、稳定供电；在空间环境中，同位素温差电池可在少光、无光、强电磁辐射的条件下对深空探测器等航天设备长期、稳定供电。同位素温差电池在我国航空航天与国防领域具有极佳的应用前景。
[0003]热电转换效率是决定同位素温差电池能否广泛应用的关键因素。同位素温差电池的热电转换效率是其中温差电换能器件的热电转换效率与电池系统结构效率的乘积。除了通过提升温差电材料的热电性能来提升温差电换能器的热电转换效率，从而提升同为素温差电池的热电转换效率外；提升同位素温差电池热电转换效率的另一个重要途径是减少电池系统漏热，提升电池结构效率。
[0004]温差电模块作为温差电池中的核心部件，通常由多对电连接的温差电元件与陶瓷基板集成而成，温差电元件之间存在间隙，使应从温差电元件通过的热量从间隙漏出，导致电池结构效率降低。使用隔热模块代替陶瓷基板对温差电元件支撑定位可以有效减少系统漏热，但是温差电元件通常在两端焊有电极帽，存才“两头大，中间小”的情况，若采用自下而上的方式将温差电元件从底端插入隔热模块，隔热模块中模腔尺寸需依据电极帽尺寸设计，形成温差电模块后仍然存在间隙，因此亟需提出一种新型的温差电元件与隔热模块一体化集成技术，使温差电元件尺寸与模腔尺寸紧密配合，使同位素热源的热量尽可能的从温差电元件通过，减少系统漏热，提升电池结构效率，从而提升电池的热电转换效率。

技术实现思路

[0005]本专利技术要解决的问题是提供一种温差电模块及其组装方法，以解决
技术介绍
中的上述问题。
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种温差电模块，包括：温差电元件、隔热模块和冷端电连接片，所述温差电元件侧面嵌入所述隔热模块的对应模腔中；所述冷端电连接片连接所述温差电元件中的温差电材料的冷端；多个所述隔热模块分别包覆于所述温差电元件嵌入所述隔热模块对应模腔构成的组合件的外围，用于减少漏热。
[0007]进一步的，所述温差电元件包括：N型温差电材料、P型温差电材料、电极帽和热端电极，所述电极帽设置于所述N型温差电材料和所述P型温差电材料的两侧，所述热端电极设置于所述电极帽远离所述N型温差电材料或所述P型温差电材料的热端的一侧，用于将相
邻的所述电极帽进行连接。
[0008]进一步的，所述N型温差电材料和所述P型温差电材料交替设置在所述隔热模块中间隔设置的所述模腔中；
[0009]所述模腔包覆于所述N型温差电材料和所述P型温差电材料的部分外周壁；
[0010]所述N型温差电材料和所述P型温差电材料露出所述隔热模块的两侧分别设置有所述电极帽；
[0011]所述热端电极连接相邻设置的所述N型温差电材料和所述P型温差电材料同侧热端的所述电极帽。
[0012]进一步的，所述隔热模块为单侧或双侧均匀间隔设置有多个所述模腔，所述模腔贴合所述N型温差电材料或所述P型温差电材料的外周壁设置，用于容纳所述温差电元件；
[0013]进一步的，所述冷端电连接片设置于所述电极帽远离所述N型温差电材料或所述P型温差电材料的冷端的一侧；用于连接相邻设置的所述N型温差电材料和所述P型温差电材料同侧冷端的所述电极帽
[0014]为实现上述目的，本专利技术还提供一种温差电模块的焊接夹具，包括：侧壁固定板和端部固定板，一对所述侧壁固定板和一对所述端部固定板交替连接围合成夹具，所述侧壁固定板与所述端部固定板之间通过第一螺纹连接件连接。
[0015]进一步的，所述端部固定板的两端开设有槽孔，用于调整一对所述侧壁固定板之间的间距；
[0016]所述侧壁固定板的非两端位置还设置有第一通孔，所述夹具贴合所述温差电模块设置于所述温差电模块的外侧。
[0017]为实现上述目的，本专利技术还提供一种温差电模块的安装夹具，包括：侧壁固定板和辅助夹，所述辅助夹夹持于一对平行设置的侧壁固定板的外侧；
[0018]所述辅助夹包括：端部固定条和侧壁固定条，一对所述侧壁固定条设置于所述端部固定条的两侧，所述侧壁固定条和所述端部固定条之间通过第二螺纹连接件连接。
[0019]进一步的，所述辅助夹为一端开口的结构，所述侧壁固定条贴合所述侧壁固定板设置于所述侧壁固定板的外侧，所述侧壁固定板贴合所述温差电模块设置于所述温差电模块的外侧；
[0020]所述端部固定条的上端面开设有凹槽；
[0021]所述端部固定条的两端开设有槽孔，用于调整一对所述侧壁固定条之间的间距；
[0022]所述侧壁固定条和所述侧壁固定板的非两端位置还设置有第二通孔，用于通过第二螺纹连接件连接夹具和所述温差电模块。
[0023]为实现上述目的，本专利技术还提供一种温差电模块的组装方法，步骤为：
[0024]将所述温差电元件的外周壁从侧面嵌入所述隔热模块的模腔中，并将多个所述隔热模块包覆于所述温差电元件嵌入所述隔热模块对应模腔构成的组合件的外围；
[0025]通过焊接夹具固定所述温差电模块的外侧，对所述温差电元件进行电连接；
[0026]通过安装夹具将所述温差电模块集成于集热器的安装面上。
[0027]进一步的，所述温差电元件包括：N型温差电材料、P型温差电材料、电极帽和热端电极；所述N型温差电材料和所述P型温差电材料交替设置在所述隔热模块中间隔设置的模腔中，所述电极帽设置于所述N型温差电材料和所述P型温差电材料的两侧；多个所述隔热
模块包覆于所述温差电元件嵌入所述隔热模块对应模腔构成的组合件的外围；
[0028]所述热端电极设置于所述电极帽远离所述N型温差电材料或所述P型温差电材料的一侧，通过所述热端电极连接相邻设置的所述N型温差电材料和所述P型温差电材料同侧的所述电极帽。
[0029]进一步的，按照连接关系将所述焊接夹具进行组装，所述焊接夹具包括：侧壁固定板和端部固定板，一对所述侧壁固定板和一对所述端部固定板交替连接围合成所述焊接夹具；所述焊接夹具贴合温差电模块并且设置于温差电模块的外侧；
[0030]安装完成后，进行所述电极帽和所述冷端电连接片的焊接，进而完成所述温差电元件的电连接。
[0031]进一步的，按照连接关系将所述安装夹具进行组装，在电连接完成后，拆去两个所述端部固定板，并按照连接关系进行辅助夹的安装；所述辅助夹包括：端部固定条和侧壁固定条，一对所述侧壁固定条设置于所述端部固定条的两侧，所述辅助夹夹持于一对平行设置的所述侧壁固定板的外侧；所述侧壁固定条的非两端位置设置有第二通孔，通过第二螺纹连接将辅本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种温差电模块，其特征在于，包括：温差电元件、隔热模块和冷端电连接片，所述温差电元件侧面嵌入所述隔热模块的对应模腔中；所述冷端电连接片连接所述温差电元件中的温差电材料的冷端；多个所述隔热模块分别包覆于所述温差电元件嵌入所述隔热模块对应模腔构成的组合件的外围，用于减少漏热。2.根据权利要求1所述的一种温差电模块，其特征在于：所述温差电元件包括：N型温差电材料、P型温差电材料、电极帽和热端电极，所述电极帽设置于所述N型温差电材料和所述P型温差电材料的两侧，所述热端电极设置于所述电极帽远离所述N型温差电材料或所述P型温差电材料的热端的一侧，用于将相邻的所述电极帽进行连接。3.根据权利要求2所述的一种温差电模块，其特征在于：所述N型温差电材料和所述P型温差电材料交替设置在所述隔热模块中间隔设置的所述模腔中；所述模腔包覆于所述N型温差电材料和所述P型温差电材料的部分外周壁；所述N型温差电材料和所述P型温差电材料露出所述隔热模块的两侧分别设置有所述电极帽；所述热端电极连接相邻设置的所述N型温差电材料和所述P型温差电材料同侧热端的所述电极帽。4.根据权利要求2或3所述的一种温差电模块，其特征在于：所述隔热模块为单侧或双侧均匀间隔设置有多个所述模腔，所述模腔贴合所述N型温差电材料或所述P型温差电材料的外周壁设置，用于容纳所述温差电元件；优选的，所述冷端电连接片设置于所述电极帽远离所述N型温差电材料或所述P型温差电材料的冷端的一侧；用于连接相邻设置的所述N型温差电材料和所述P型温差电材料同侧冷端的所述电极帽。5.一种用于固定如权利要求1所述温差电模块的焊接夹具，其特征在于，包括：侧壁固定板和端部固定板，一对所述侧壁固定板和一对所述端部固定板交替连接围合成夹具，所述侧壁固定板与所述端部固定板之间通过第一螺纹连接件连接。6.根据权利要求5所述的一种温差电模块的焊接夹具，其特征在于，所述端部固定板的两端开设有槽孔，用于调整一对所述侧壁固定板之间的间距；所述侧壁固定板的非两端位置还设置有第一通孔，所述夹具贴合所述温差电模块设置于所述温差电模块的外侧。7.一种用于固定如权利要求1所述温差电模块的安装夹具，其特征在于，包括：侧壁固定板和辅助夹，所述辅助夹夹持于一对平行设置的侧壁固定板的外侧；所述辅助夹包括：端部固定条和侧壁固定条，一对所述侧壁固定条设置于所述端部固定条的两侧，所述侧壁固定条和所述端部固定条之间通过第二螺纹连接件连接。8.根据权利要求7所述的一种温差电模块的安装夹具，其特征在于，所述辅助夹为一端开口的结构，所述侧壁固定条贴合所述侧壁固定板设置于所述侧壁固定板的外...

【专利技术属性】
技术研发人员：周天，侯旭峰，吕冬翔，刘晓伟，李轩，阎勇，陈建国，陈媛媛，吴博涵，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第十八研究所，
类型：发明
国别省市：