用于制造熱電元件的方法以及熱電元件的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于制造熱電元件(1)的方法和一種熱電元件(1)。該熱電元件至少具有至少一個(gè)涂覆有熱電材料(3)的纖維(4)，其中，熱電元件(1)構(gòu)造成環(huán)形的，經(jīng)涂覆的纖維(4)在周向(9)上延伸至少120°的角范圍(10)。
【專利說明】用于制造熱電元件的方法以及熱電元件

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種用于制造熱電元件的方法以及一種熱電元件。

【背景技術(shù)】
[0002] 熱電模塊被單獨(dú)地或大量地用作熱電發(fā)電機(jī)，該熱電發(fā)電機(jī)由溫度勢(shì) (Temperaturpotential)和由此得出的熱流產(chǎn)生電能。電能基于所謂的塞貝克效應(yīng)產(chǎn)生。 熱電模塊由相互電連接的P型摻雜和n型摻雜的熱電元件構(gòu)成。熱電元件具有所謂的熱側(cè) 和相對(duì)布置的冷側(cè)，熱電元件通過該熱側(cè)和冷側(cè)分別導(dǎo)電地交替與相鄰布置的其它熱電元 件相連。熱側(cè)在此與熱電模塊的被加載了熱介質(zhì)（例如排氣）的壁導(dǎo)熱連接。相應(yīng)地，熱 電元件的冷側(cè)與熱電模塊的被加載了冷介質(zhì)（例如冷卻水）的另一壁導(dǎo)熱連接。
[0003] 熱電發(fā)電機(jī)特別在機(jī)動(dòng)車中、但也在其它【技術(shù)領(lǐng)域】中得到應(yīng)用，在所述【技術(shù)領(lǐng)域】 中溫度勢(shì)通過熱電發(fā)電機(jī)的布置結(jié)構(gòu)被充分用于產(chǎn)生電能。
[0004] 在熱電發(fā)電機(jī)運(yùn)行時(shí)，熱電元件暴露于溫度勢(shì)之下，因此熱流在熱電元件的熱側(cè) 與冷側(cè)之間流動(dòng)以用于產(chǎn)生電能。此外，熱電元件暴露于交變熱應(yīng)力之下，該交變熱應(yīng)力由 熱側(cè)和冷側(cè)上的變換的溫度值引起。這種負(fù)載可能導(dǎo)致熱電元件失效，因此至少降低了熱 能轉(zhuǎn)換為電能的效率。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 因此本發(fā)明的目的是，至少部分地解決關(guān)于現(xiàn)有技術(shù)所提出的問題。特別應(yīng)提出 一種用于制造熱電元件的方法，通過該方法能夠提供一種持久的并相對(duì)于交變熱應(yīng)力結(jié)實(shí) 耐用的熱電元件。此外應(yīng)提出一種相應(yīng)的熱電元件，該熱電元件能夠耐久地承受相應(yīng)的負(fù) 載。
[0006] 該目的通過一種根據(jù)權(quán)利要求1的特征的用于制造熱電元件的方法和一種根據(jù) 權(quán)利要求5的熱電元件來實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明的其它設(shè)計(jì)方案在從屬權(quán)利要求中給出。要指出的 是，在權(quán)利要求中單獨(dú)列出的特征能夠以任意的技術(shù)上合理的方式相互組合并且呈現(xiàn)出本 發(fā)明的其它設(shè)計(jì)方案。特別結(jié)合附圖給出的描述進(jìn)一步說明本發(fā)明并提出本發(fā)明的補(bǔ)充的 實(shí)施例。還要指出的是，在此所提出的熱電元件的應(yīng)用不限于機(jī)動(dòng)車。只要在技術(shù)上合理， 下面的關(guān)于根據(jù)本發(fā)明的方法的實(shí)施方式就相應(yīng)地適用于根據(jù)本發(fā)明的熱電元件。
[0007] 根據(jù)本發(fā)明的用于制造熱電元件的方法至少具有以下步驟：
[0008] a)提供至少一個(gè)纖維，
[0009] b)為至少一個(gè)纖維涂覆熱電材料，從而形成至少一個(gè)經(jīng)涂覆的纖維，
[0010] c)至少將至少一個(gè)經(jīng)涂覆的纖維盤繞成具有中心軸線的環(huán)形結(jié)構(gòu)，
[0011] 以及特別是
[0012] d)壓制環(huán)形結(jié)構(gòu)，以產(chǎn)生熱電元件。
[0013] 該方法優(yōu)選地以順序a)至C)，特別是以順序a)至d)被依次實(shí)施，其中，特別是步 驟a)，b)和c)能夠被多次地和/或彼此并行地實(shí)施。特別地，該方法包括在上述步驟之間 的其它步驟，例如用于處理纖維、經(jīng)涂覆的纖維和/或環(huán)形結(jié)構(gòu)的步驟。
[0014] 纖維特別具有至少一種以下特性：細(xì)長(zhǎng)形、絲狀、柔性、橫截面優(yōu)選為圓形、纖維長(zhǎng) 度優(yōu)選比直徑至少大100倍、至少〇. 5微米的直徑、最大5微米的直徑。該方法特別包括使 用恰好一個(gè)、但優(yōu)選多個(gè)纖維來制造熱電元件。
[0015] 優(yōu)選地，至少一個(gè)纖維由非熱電材料制成，特別是由陶瓷材料制成。在此特別提出 了以下材料，這些材料能夠單獨(dú)地或也以彼此組合的形式應(yīng)用：氧化鋁、二氧化鋯。
[0016] 特別地，在步驟b)中使用這樣一種熱電材料，該熱電材料具有以下材料中的至少 一種：

【權(quán)利要求】
1. 一種用于制造熱電元件（1)的方法，該方法具有至少以下步驟： a) 提供至少一個(gè)纖維（2)， b) 為所述至少一個(gè)纖維（2)涂覆熱電材料（3)，從而形成至少一個(gè)經(jīng)涂覆的纖維（4)， c) 至少將所述至少一個(gè)經(jīng)涂覆的纖維（4)盤繞成具有中心軸線（6)的環(huán)形結(jié)構(gòu)（5)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，在步驟d)中產(chǎn)生的熱電元件（1)具有沿軸向（8) 的第一延伸長(zhǎng)度（7)，并在步驟dl)中通過分離方法分成多個(gè)分別在軸向（8)上具有較小的 第二延伸長(zhǎng)度（16)的熱電元件（1)。
3. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述至少一個(gè)經(jīng)涂覆的纖維（4)在 熱電元件（1)的周向（9)上延伸至少120°的角范圍（10)。
4. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述至少一個(gè)纖維（2)由陶瓷材料 制成。
5. -種熱電元件（1)，該熱電元件至少具有至少一個(gè)涂覆有熱電材料（3)的纖維（4)， 其中，該熱電元件（1)構(gòu)造成環(huán)形的，所述至少一個(gè)經(jīng)涂覆的纖維（4)在周向（9)上延伸至 少120°的角范圍（10)。
6. -種機(jī)動(dòng)車（12)，該機(jī)動(dòng)車至少具有內(nèi)燃機(jī)（13)、排氣系統(tǒng)（14)和熱電模塊（11)， 其中，所述熱電模塊（11)具有至少一個(gè)根據(jù)權(quán)利要求5所述的熱電元件（1)并且設(shè)計(jì)成用 于由排氣（15)的熱能產(chǎn)生電能。
【文檔編號(hào)】H01L35/26GK104380491SQ201380029442
【公開日】2015年2月25日 申請(qǐng)日期:2013年5月31日 優(yōu)先權(quán)日:2012年6月4日
【發(fā)明者】R·布呂科, S·林貝克 申請(qǐng)人:排放技術(shù)有限公司