DE602004000980T2 - Thermoelektrische wärmepumpeanordnung - Google Patents
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Description
- Technisches Gebiet
- Die vorliegende Erfindung betrifft Bauteile eines Fahrzeugs und insbesondere eine thermoelektrische Pumpe-Anordnung, die eine Temperatur eines Bauteils eines Fahrzeugs verändert, wenn ein elektrischer Strom durch eine thermoelektrische Vorrichtung in thermischer Verbindung mit dem Bauteil geleitet wird.
- Hintergrund der Erfindung
- Thermoelektrische Prinzipien, welche die Grundlage für die heutige thermoelektrische Industrie sind, wurden als erstes von den Wissenschaftlern des frühen 19. Jahrhunderts Thomas Seebeck und Jean Peltier entdeckt. Thomas Seebeck fand heraus, dass wenn über die Verbindungsstellen oder Übergangszonen von zwei verschiedenen Leitern ein Temperaturgradient angelegt wird, ein elektrischer Strom fließen würde. Auf der anderen Seite entdeckte Jean Peltier "den Peltier-Effekt". Der Peltier-Effekt tritt auf, wenn ein elektrischer Strom durch zwei verschiedene elektrische Leiter hindurch geleitet wird, so dass an der Verbindungsstelle oder Übergangszone der zwei verschiedenen Leiter eine Wärmeemission oder -absorption verursacht wird.
- Es war erst nach den Fortschritten der Halbleitertechnologie in der Mitte des 20. Jahrhunderts, dass praktische Anwendungen für den Peltier-Effekt die Herstellung von thermoelektrischen Modulen zuließen. Das Halbleitermaterial der Wahl zur Erzeugung des Peltier-Effekts ist typischerweise Bismuttellurid. Bismuttellurid wird gewöhnlich wegen seiner leicht zu optimierenden Wärmepumpfähigkeiten gewählt. Zusätzlich zu optimierten Wärmepumpfähigkeiten können die Ladungsträger des Bismuttellurids von Konstrukteuren von thermoelektrischen Modulen leicht gesteuert werden. Daher kann Bismuttellurid, oder irgendein anderes geeignetes Halbleitermaterial, von einem Konstrukteur verwendet werden, um durch Verlöten von elektrisch leitendem Material, wie Kupferblech, mit einer Oberseite und eine Unterseite des Halbleitermaterials ein thermoelektrisches Modul herzustellen. Das für den Peltier-Effekt erforderliche zweite verschiedene Material schließt Kupferverbindungsleiter ein, die sich aus einer Stromversorgung erstrecken.
- Wie man in den
1 und2 sieht, wird Wärme von einem Kreis1 ,2 allgemein in Richtung des Pfeils H bewegt (d.h. gepumpt), je nach Richtung der Ladungsträgerbewegung durch den Kreis1 ,2 . Jeder Kreis1 ,2 schließt eine obere Kupferplatte3 , eine untere Kupferplatte4 und ein Halbleitermaterial5a vom N-Typ (1 ) oder ein Halbleitermaterial5b vom P-Typ (2 ) ein. Zuerst Bezug nehmend auf1 zeigt ein Pfeil A in der Uhrzeigerrichtung, wie Elektronen mit einer negativen Ladung die Ladungsträgerbewegung ausnutzen, um den Großteil des Peltier-Effekts zu erzeugen. Wenn eine Gleichstrom-Spannungsquelle VDC mit dem Kreis1 verbunden wird, wie dargestellt, werden Elektronen vom negativen Pol abgestoßen und vom positiven Pol der Stromversorgung VDC angezogen, was den Elektronenstrom in der Uhrzeigerrichtung des Pfeils A erzwingt. Weil die Elektronen von der unteren Kupferplatte4 aus durch das Halbleitermaterial5a vom N-Typ zur oberen Kupferplatte3 fließen, wird infolgedessen die Wärme H an einer unteren Verbindungsstelle oder Übergangszone6 des Kreises1 absorbiert und dann durch Ladungsträger, die sich durch das Halbleitermaterial5a bewegen, aktiv zu einer oberen Verbindungsstelle oder Übergangszone7 des Kreises1 überführt. - Wie in
2 dargestellt, wird das Halbleitermaterial5b vom P-Typ so hergestellt, dass die Ladungsträger positiv sind, was in der Elektronik als "Löcher" bekannt ist. Die Löcher verbessern die elektrische Leitfähigkeit der kristallinen Struktur vom P-Typ des Halbleitermaterials5b , wodurch es Elektronen ermöglicht wird, ungehinderter durch das Material zu fließen, wenn eine Spannung angelegt wird. Sobald die Spannung aus der Quelle VDC angelegt wird, wie dargestellt, werden positive Ladungsträger vom positiven Pol der Gleichstrom-Versorgung abgestoßen und zum negativen Pol hin angezogen. - Infolgedessen fließt der "Loch"-Strom in einer zu derjenigen des Elektronenstroms entgegengesetzten Richtung, die allgemein durch den Pfeil B entgegen dem Uhrzeigersinn dargestellt ist. Weil die dem Halbleitermaterial
5b vom P-Typ innewohnenden Ladungsträger die Wärme durch den Leiter fördern, führt die Verwendung des Halbleitermaterials5b vom P-Typ dazu, dass die Wärme H zum negativen Pol der Stromversorgung VDC hin gezogen wird, und weg vom positiven Pol. - Wie in den
3 und4 dargestellt, können in einem "Element" Halbleitertabletten5a ,5b vom N-Typ und P-Typ angeordnet sein, so dass an einer oberen Kupferplatte3 eine Verbindungsstelle oder Übergangszone gebildet wird. Eine obere und eine untere Keramikplatte9a ,9b isolieren eine das Element enthaltende Reihenschaltung11 , die nachfolgend als thermoelektrisches Modul11 bezeichnet wird. Basierend auf den oben erörterten Prinzipien führt das thermoelektrische Modul11 Wärme H zu einem Objekt8a zu (3 ), oder alternativ entnimmt das thermoelektrische Modul11 Wärme H aus einem Objekt8a , die anschließend zu einer Wärmesenke8b überführt wird (4 ). Spezieller ist bezüglich3 die untere Kupferplatte4b der Halbleitertablette5b vom P-Typ mit dem positiven Spannungspotenzial der Quelle VDC verbunden, und die untere Kupferplatte4a der Halbleitertablette5a vom N-Typ ist entsprechend mit der negativen Seite der Quelle VDC verbunden. Infolgedessen werden die positiven Ladungsträger (d.h. "Löcher") im Halbleitermaterial5b vom P-Typ vom positiven Spannungspotenzial abgestoßen und vom negativen Pol angezogen; zugleich werden die negativen Ladungsträger (d.h. Elektronen) im Halbleitermaterial5a vom N-Typ vom negativen Potenzial abgestoßen und vom positiven Pol der Stromversorgung VDC angezogen. Daher wird Wärme H aus dem thermoelektrischen Modul11 zum Objekt8a zugeführt. Wenn die Polarität der Stromversorgung VDC umgekehrt wird (4 ), wird umgekehrt mittels des thermoelektrischen Moduls11 Wärme H aus dem Objekt8a entnommen, die dann von der Wärmesenke8b freigesetzt wird. Jedoch nimmt die Wärmesenke8b eines konventio nellen thermoelektrischen Motors11 wertvollen Platz ein, wenn sie in einer Automobilanwendung eingesetzt wird. - Das Dokument
US 3,355,900 , das als der nächstkommende Stand der Technik angesehen wird, offenbart eine den Peltier-Effekt nutzende thermoelektrische Pumpe-Anordnung. - Zusammenfassung der Erfindung
- Die Erfindung umfasst eine thermoelektrische Pumpe-Anordnung. Die thermoelektrische Pumpe-Anordnung schließt eine Fahrzeugstruktur und eine thermoelektrische Pumpe-Vorrichtung in thermischer Verbindung mit der Fahrzeugstruktur ein, bei der die thermoelektrische Vorrichtung eine Temperatur der Fahrzeugstruktur verändert, wenn ein elektrischer Strom durch die thermoelektrische Vorrichtung geleitet wird.
- Ein Verfahren zur Herstellung einer thermoelektrischen Pumpe-Anordnung wird ebenfalls offenbart. Das Verfahren schließt die Schritte ein: Anordnen von mindestens einem thermoelektrischen Modul auf einer Wärmesenkenoberfläche, um eine thermoelektrische Vorrichtung zu bilden, Befestigen der thermoelektrischen Vorrichtung an einer Fahrzeugstruktur, so dass sich die thermoelektrische Vorrichtung in thermischer Verbindung mit der Fahrzeugstruktur befindet, Anordnen einer Wärmesenkenleitung über der thermoelektrischen Vorrichtung, und Befestigen der Wärmesenkenleitung an der Fahrzeugstruktur.
- Kurze Beschreibung der Zeichnungen
- Die vorliegende Erfindung wird nun lediglich beispielhaft mit Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben, in denen:
-
1 einen konventionellen thermoelektrischen Kreis vom N-Typ zeigt; -
2 einen konventionellen thermoelektrischen Kreis vom P-Typ zeigt; -
3 ein konventionelles thermoelektrisches Modul und eine Stromversorgung mit einer ersten Polarität zeigt; -
4 eine andere Ausführungsform des konventionellen thermoelektrischen Moduls zeigt, wobei die Stromversorgung eine zweite umgekehrte Polarität wie diejenige aus3 aufweist; -
5 eine Fahrgastzellenansicht einer thermoelektrischen Pumpe-Anordnung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt, wobei das Armaturenverkleidungspaneel zur Verdeutlichung abgenommen ist; -
6 eine perspektivische Ansicht einer thermoelektrischen Vorrichtung ist, die gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine Mehrzahl von thermoelektrischen Modulen einschließt; und -
7 eine Querschnittsansicht der thermoelektrischen Pumpe-Anordnung entlang der Linie 7-7 aus5 ist. - Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform
- Wie in den
5 –7 dargestellt, ist dort eine mit10 bezeichnete thermoelektrische Pumpe-Anordnung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Allgemein schließt die thermoelektrische Pumpe-Anordnung10 eine thermoelektrische Vorrichtung12 ein, umfassend mindestens ein ther moelektrisches Modul14 , das über eine mechanische Verbindung (z.B. durch Befestigen oder Formpressen), eine chemische Verbindung (d.h. mit einem Wärmekleber) oder dergleichen an der Fahrzeugstruktur16 befestigt ist. Die Fahrzeugstruktur16 kann, zum Beispiel, einen quer durch das Auto verlaufenden Instrumententafel(I/P)-Träger18 und ein Heiz- und Kühlsystem20 umfassen. Jedes thermoelektrisches Modul14 arbeitet im Wesentlichen nach demselben Prinzip betreffend den Peltier-Effekt, wie oben bezüglich der3 und4 beschrieben. Es sollte festgestellt werden, dass Wärmeerzeugungs- oder Absorptions-Geschwindigkeiten an der Verbindungsstelle oder Übergangszone von jedem thermoelektrischen Modul14 zur Größe des elektrischen Stroms und zur Temperatur der Verbindungsstelle oder Übergangszone proportional sind. - Wie man in
6 sieht, schließt jedes thermoelektrische Modul14 ein Paar Keramikplatten, die als Schichten14a ,14b bezeichnet sind, und eine Mehrzahl von Halbleiterelementen vom N-Typ und P-Typ ein, die sandwichartig von einer oberen und einer unteren Kupferplatte gehalten werden, welche allgemein mit Schicht14c bezeichnet ist. Wie dargestellt, ist eine der Schichten14a ,14b über eine mechanische oder chemische Verbindung an eine Wärmesenkenoberfläche22 mit einer Dicke T angrenzend befestigt, die auch als "Kühlplatte" bezeichnet werden kann. Die Wärmesenkenoberfläche22 , die eine Mehrzahl von Durchlässen22a ,22b für Befestigungselemente enthalten kann (wenn eine mechanische Befestigung an der Fahrzeugstruktur16 realisiert wird), besteht vorzugsweise aus einem Material, das eine hohe Wärmeleitfähigkeit aufweist, die Wärme schnell ableitet, wie Magnesium, Aluminium, Kupfer oder dergleichen. Die thermoelektrische Vorrichtung12 ist dargestellt als acht thermoelektrische Module14 enthaltend, welche auf der Wärmesenkenoberfläche22 in einer Zwei-mal-Vier-Spalten- und Zeilen-Anordnung angeordnet sind. Jedoch kann eine beliebige gewünschte Konfiguration, wie eine quadratische, kreisförmige, dreieckige oder irgend eine andere gleichförmige oder nicht-gleichförmige Konfiguration von thermoelektrischen Modulen14 auf der Wärmesenkenoberfläche22 realisiert werden. Zudem kann die Polarität einer mit jedem thermoelektrischen Modul14 verbundenen Stromversorgung (nicht dargestellt) entsprechend der Schicht14a ,14b , die an der Wärmesenkenoberfläche22 befestigt ist, bezeichnet werden. Falls erwünscht, können eines oder sämtliche der thermoelektrischen Module14 zu einem beliebigen gegebenen Zeitpunkt aktiviert werden. - Mit Bezugnahme auf
7 , sind die thermoelektrischen Module14 dazwischenliegend zwischen der Wärmesenkenoberfläche22 und der Fahrzeugstruktur16 angeordnet. In Übereinstimmung mit den Prinzipien des Peltier-Effekts kann die Fahrzeugstruktur16 erwärmt oder abgekühlt werden, wenn ein elektrischer Strom in einer bestimmten Richtung durch die thermoelektrischen Module14 hindurch geleitet wird. Gemäß der gezeigten Ausführungsform der Erfindung wirken die thermoelektrischen Module14 auf dem Heiz- und Kühlsystem20 als Teil der Fahrzeugstruktur16 , der eine Mehrzahl von Rippen24 einschließt, welche innerhalb eines zentralen Luftleitungshohlraums26 angeordnet sind. Weil die Rippen24 allgemein innerhalb (d.h. Inline angeordnet) des zentralen Luftleitungshohlraums26 , der in der Nähe einer Mehrzahl von Gebläsen28 angeordnet ist, angeordnet sind und mit diesem eine Grenzfläche bilden, können die Rippen24 als Heiz- oder Kühlelement für das Heiz- und Kühlsystem20 benutzt werden, um Umgebungsluft in Abhängigkeit von der Richtung des durch die thermoelektrischen Module14 fließenden elektrischen Stroms zu behandeln. Im Betrieb saugen die Gebläse28 die Umgebungsluft in einem Luftstromansaugpfad I über die Rippen24 in das Heiz- und Kühlsystem20 , so dass die Umgebungsluft, die anschließend durch eine Mehrzahl von Fahrgastzellenleitungen, wie zum Beispiel ein vorderes Fahrgastzellenleitungsnetzwerk34 (5 ), ein Winter-Defroster-Leitungsnetzwerk36 oder dergleichen, umgewälzt wird, erwärmt oder abgekühlt wird. - Wie man in
5 sieht, umfasst die thermoelektrische Pumpe-Anordnung10 weiter eine Wärmesenkenleitung30 , die mittels einer Mehrzahl von durch Leitungsbohrungen42 des Wärmesenkenkanals30 verlaufenden Befestigungselementen40 , wie Schrauben oder Bolzen, an der Fahrzeugstruktur16 befestigt werden kann. Obwohl dies in5 nicht dargestellt ist, erstrecken sich die Befestigungselemente40 durch die Wärmesenkenbefestigungselementdurchlässe22b , um mechanisch mit der Wärmesenkenoberfläche22 in Eingriff zu treten. Bei einer alternativen Ausführungsform kann die Wärmesenkenleitung30 durch mindestens eine Klemme oder Umfangslippe, die allgemein mit dem Bezugszeichen38 dargestellt ist, an ihrem Platz gehalten oder befestigt werden. Funktional dichtet die Wärmesenkenleitung30 die thermoelektrische Vorrichtung12 gegenüber einem Feuchtigkeitseintritt, Verunreinigungen und den anderen Komponenten in der Fahrgastzellenseite der Feuerschutzwand ab, obwohl sie auch Warmluft von der Wärmesenkenoberfläche22 durch eine Öffnung im Instrumententafelträger, die mit dem Bezugszeichen32 unterbrochen dargestellt ist, zum Motorraum leitet. Bei einer alternativen Ausführungsform kann die Wärmesenkenleitung30 die Warmluft von der Wärmesenkenoberfläche22 außerhalb des Fahrzeugs durch das Fahrzeugkarosserieblech (nicht dargestellt) zu einer Fahrer- oder Beifahrerseite leiten. - In Folge eines Einschlusses der thermoelektrischen Pumpe-Anordnung
10 in eine Kraftwagen-Anordnung können Heizkerne eines konventionellen Heiz- und Kühlsystems ganz weggelassen werden. Wenn die Rippen24 als Heizelement verwendet werden, kann zudem in einer Situation, wenn der Motor des Fahrzeugs kaltgestartet wird, so dass Wärme beim Betätigen der Zündung nicht verfügbar ist, sofort Wärme vom Heiz- und Kühlsystem bereit gestellt werden. Daher kann die Dicke T der Wärmesenkenoberfläche22 entsprechend ausgelegt werden, um ein ausreichendes Materialvolumen für einen Kühl- oder Heizvorgang bereit zu stellen. Obwohl die thermoelektrische Vorrichtung12 als Komponente des Heiz- und Kühlsystems20 dargestellt ist, kann die thermoelektrische Vorrichtung12 bei einer beliebigen Fahrzeuganwendung eingesetzt werden, wie zum Beispiel einem Fahrzeug kühlschrank (d.h. Getränkekühler), einer Wärmesenke für andere Elektronikbauteile, wie zum Beispiel ein Radio/CD-Player oder dergleichen.
Claims (17)
- Thermoelektrische Pumpe-Anordnung (
10 ), umfassend: eine Wärmesenkenoberfläche (22 ); eine Fahrzeugstruktur (16 ) im Abstand von der Wärmesenkenoberfläche (22 ) und angeordnet, um dazwischen einen Hohlraum zu begrenzen, mindestens ein im Hohlraum angeordnetes thermoelektrisches Modul (14 ) mit entgegengesetzten Seiten, wobei eine der Seiten mit der Wärmesenkenoberfläche (22 ) verbunden ist und die andere der Seiten mit der Fahrzeugstruktur (16 ) verbunden ist, die als Wärmesenke dient, wenn elektrischer Strom durch das thermoelektrische Modul (14 ) geleitet wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Fahrzeugstruktur (16 ) eine lasttragende Struktur des Fahrzeugs ist. - Thermoelektrische Pumpe-Anordnung (
10 ) nach Anspruch 1, bei der die lasttragende Fahrzeugstruktur (16 ) aus der aus einem Fahrzeugrahmen, einem Träger, einer Stütze und der Fahrzeugkarosserie bestehenden Gruppe ausgewählt ist. - Thermoelektrische Pumpe-Anordnung (
10 ) nach Anspruch 1, bei der die lasttragende Fahrzeugstruktur (16 ) eine Mehrzahl von Rippen (24 ) einschließt, die in thermischer Verbindung mit einem zentralen Luftleitungshohlraum (26 ) eines Heiz- und Kühlsystems (20 ) und der thermoelektrischen Pumpe-Anordnung (10 ) angeordnet sind. - Thermoelektrische Pumpe-Anordnung (
10 ) nach Anspruch 3, bei der das Heiz- und Kühlsystem (20 ) mindestens ein Gebläse (28 ) einschließt, das Umgebungsluft in einem Ansaugpfad (I) durch den zentralen Luftleitungshohlraum (26 ) und über die Mehrzahl von Rippen (24 ) saugt. - Thermoelektrische Pumpe-Anordnung (
10 ) nach Anspruch 1, bei der das thermoelektrische Modul (12 ) an der lasttragenden Fahrzeugstruktur (16 ) mittels einer Mehrzahl von Befestigungselementen (40 ) befestigt ist, die sich durch Befestigungselementdurchlässe (22a ) der Wärmesenkenoberfläche (22 ) erstrecken, um mechanisch mit der Fahrzeugstruktur (16 ) in Eingriff zu treten. - Thermoelektrische Pumpe-Anordnung (
10 ) nach Anspruch 1, bei der das mindestens eine thermoelektrische Modul (14 ) über eine mechanische oder chemische Verbindung auf der Wärmesenkenoberfläche (22 ) angeordnet ist. - Thermoelektrische Pumpe-Anordnung (
10 ) nach Anspruch 1, bei der die thermoelektrische Pumpe-Anordnung (10 ) weiter eine an der Fahrzeugstruktur (16 ) befestigte Wärmesenkenleitung (30 ) umfasst. - Thermoelektrische Pumpe-Anordnung (
10 ) nach Anspruch 7, bei der die Wärmesenkenleitung (30 ) an der Fahrzeugstruktur (16 ) mittels einer Mehrzahl von Befestigungselementen (40 ) befestigt ist, die sich durch Leitungsbohrungen (42 ) der Wärmesenkenleitung (30 ) erstrecken. - Thermoelektrische Pumpe-Anordnung (
10 ) nach Anspruch 3, bei der die Wärmesenkenoberfläche (22 ) eine Mehrzahl von Befestigungselementdurchlässen (22b ) enthält, die einen Hindurchtritt und einen mechanischen Eingriff der Befestigungselemente (40 ) mit dem Luftleitungshohlraum (26 ) erlauben. - Thermoelektrische Pumpe-Anordnung (
10 ) nach Anspruch 7, bei der die Wärmesenkenleitung (30 ) an der Fahrzeugstruktur (16 ) mittels mindestens einer Klemme oder Umfangslippe (38 ) befestigt ist. - Thermoelektrische Pumpe-Anordnung (
10 ) nach Anspruch 7, bei der die Wärmesenkenleitung (30 ) über einer Instrumententafelträgeröffnung (33 ) befestigt ist, um eine Abfuhr von Warmluft von der Wärmesenkenoberfläche (22 ) zum Motorraum zu erlauben. - Thermoelektrische Pumpe-Anordnung (
10 ) nach Anspruch 5, bei der die Wärmesenkenoberfläche (22 ) aus Material hoher Wärmeleitfähigkeit besteht, das aus der aus Magnesium, Aluminium und Kupfer bestehenden Gruppe ausgewählt ist. - Verfahren zur Herstellung einer thermoelektrischen Pumpe-Anordnung (
10 ), umfassend die Schritte: Anordnen von mindestens einem thermoelektrischen Modul (14 ) auf einer Wärmesenkenoberfläche (22 ), um eine thermoelektrische Vorrichtung (12 ) zu bilden; Befestigen der thermoelektrischen Vorrichtung (12 ) an einer lasttragenden Fahrzeugstruktur (16 ), so dass sich die thermoelektrische Vorrichtung (12 ) in thermischer Verbindung mit der lasttragenden Fahrzeugstruktur (16 ) befindet; Anordnen einer Wärmesenkenleitung (30 ) über der thermoelektrischen Vorrichtung (12 ); und Befestigen der Wärmesenkenleitung (30 ) an der lasttragenden Fahrzeugstruktur (16 ). - Verfahren nach Anspruch 13, bei dem das Befestigen der thermoelektrischen Vorrichtung (
12 ) weiter den Schritt eines Einsetzens von Befestigungselementen (30 ) durch eine Mehrzahl von Befestigungselementdurchlässen (22a ) in der Wärmesenkenoberfläche (22 ) umfasst, um sie mechanisch mit der lasttragenden Fahrzeugstruktur (16 ) in Eingriff zu bringen. - Verfahren nach Anspruch 13, bei dem das Befestigen der Wärmesenkenleitung (
30 ) weiter den Schritt eines Einsetzens von Befestigungselementen (40 ) durch eine Mehrzahl von Wärmesenkenleitungsbohrungen (42 ) einer Wärmesenkenleitung (30 ) und Befestigungselementdurchlässen (22a ) in der Wärmesenkenoberfläche (22 ) umfasst, um sie mechanisch mit der lasttragenden Fahrzeugstruktur (16 ) in Eingriff zu bringen. - Verfahren nach Anspruch 13, weiter umfassend die Schritte: Leiten eines elektrischen Stroms durch das mindestens eine thermoelektrische Modul (
14 ) in einer ersten Richtung, um die Temperatur der lasttragenden Fahrzeugstruktur (16 ) zu erhöhen, oder Leiten des elektrischen Stroms durch das thermoelektrische Modul (14 ) in einer zweiten Richtung, um die Temperatur der Fahrzeugstruktur (16 ) zu verringern. - Verfahren nach Anspruch 16, weiter umfassend den Schritt eines Ansaugens von Umgebungsluft über die Fahrzeugstruktur (
16 ).
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102007060312B4 (de) * | 2007-08-24 | 2012-12-06 | W.E.T. Automotive Systems Ag | Elektrothermischer Wandler und Temperiereinrichtung |
DE102012018663A1 (de) | 2011-09-21 | 2013-03-21 | Volkswagen Aktiengesellschaft | Segmentiertes Flachrohr einer thermoelektrischen Wärmepumpe und thermoelektrische Wärmeübertragereinheit |
DE102011052599B4 (de) | 2010-11-01 | 2020-01-09 | Hyundai Motor Company | Klimaanlage eines Elektrofahrzeuges |
Families Citing this family (28)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US6959555B2 (en) | 2001-02-09 | 2005-11-01 | Bsst Llc | High power density thermoelectric systems |
US7946120B2 (en) | 2001-02-09 | 2011-05-24 | Bsst, Llc | High capacity thermoelectric temperature control system |
US7942010B2 (en) * | 2001-02-09 | 2011-05-17 | Bsst, Llc | Thermoelectric power generating systems utilizing segmented thermoelectric elements |
US6672076B2 (en) | 2001-02-09 | 2004-01-06 | Bsst Llc | Efficiency thermoelectrics utilizing convective heat flow |
US7273981B2 (en) * | 2001-02-09 | 2007-09-25 | Bsst, Llc. | Thermoelectric power generation systems |
WO2003014634A1 (en) | 2001-08-07 | 2003-02-20 | Bsst Llc | Thermoelectric personal environment appliance |
US7380586B2 (en) | 2004-05-10 | 2008-06-03 | Bsst Llc | Climate control system for hybrid vehicles using thermoelectric devices |
US7743614B2 (en) | 2005-04-08 | 2010-06-29 | Bsst Llc | Thermoelectric-based heating and cooling system |
FR2886217A1 (fr) * | 2005-05-27 | 2006-12-01 | Valeo Systemes Thermiques | Module autonome de climatisation notamment destine au traitement thermique d'une zone de l'habitacle d'un vehicule |
WO2007002891A2 (en) | 2005-06-28 | 2007-01-04 | Bsst Llc | Thermoelectric power generator with intermediate loop |
US8783397B2 (en) | 2005-07-19 | 2014-07-22 | Bsst Llc | Energy management system for a hybrid-electric vehicle |
US7870745B2 (en) | 2006-03-16 | 2011-01-18 | Bsst Llc | Thermoelectric device efficiency enhancement using dynamic feedback |
CN116558147A (zh) | 2007-05-25 | 2023-08-08 | 詹思姆公司 | 用于热电加热和冷却的系统和方法 |
WO2009149207A2 (en) | 2008-06-03 | 2009-12-10 | Bsst Llc | Thermoelectric heat pump |
US9555686B2 (en) | 2008-10-23 | 2017-01-31 | Gentherm Incorporated | Temperature control systems with thermoelectric devices |
JP2012506813A (ja) | 2008-10-23 | 2012-03-22 | ビーエスエスティー エルエルシー | 熱電デバイスを有するマルチモードhvacシステム |
US9447994B2 (en) | 2008-10-23 | 2016-09-20 | Gentherm Incorporated | Temperature control systems with thermoelectric devices |
US20100207573A1 (en) * | 2009-02-11 | 2010-08-19 | Anthony Mo | Thermoelectric feedback circuit |
WO2010135371A2 (en) * | 2009-05-18 | 2010-11-25 | Bsst Llc | Battery thermal management system |
CN102576232B (zh) | 2009-05-18 | 2015-05-06 | Bsst有限责任公司 | 带有热电装置的温度控制系统 |
US9006557B2 (en) | 2011-06-06 | 2015-04-14 | Gentherm Incorporated | Systems and methods for reducing current and increasing voltage in thermoelectric systems |
KR101654587B1 (ko) | 2011-06-06 | 2016-09-06 | 젠썸 인코포레이티드 | 카트리지 기반 열전 시스템 |
US9306143B2 (en) | 2012-08-01 | 2016-04-05 | Gentherm Incorporated | High efficiency thermoelectric generation |
CN112644247A (zh) | 2014-12-19 | 2021-04-13 | 詹思姆公司 | 用于车辆区域的热调节系统和方法 |
US10625566B2 (en) | 2015-10-14 | 2020-04-21 | Gentherm Incorporated | Systems and methods for controlling thermal conditioning of vehicle regions |
CN113167510A (zh) | 2018-11-30 | 2021-07-23 | 金瑟姆股份公司 | 热电调节系统和方法 |
CN109532404A (zh) * | 2019-01-18 | 2019-03-29 | 厦门大学嘉庚学院 | 温控的汽车车身及制造方法 |
US20230113329A1 (en) * | 2021-10-08 | 2023-04-13 | Paccar Inc | Thermoelectric cooling and heating system for non-idling vehicle |
Family Cites Families (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3082275A (en) * | 1959-05-11 | 1963-03-19 | Carrier Corp | Thermoelectric generators |
FR1452822A (fr) * | 1965-08-03 | 1966-04-15 | Renault | Dispositif de climatisation à effet peltier pour véhicules automobiles ou autres et pour engins |
DE4026678C1 (de) * | 1990-08-23 | 1991-09-26 | Coleman (Deutschland) Gmbh, 6303 Hungen, De | |
SE500725C2 (sv) * | 1992-12-29 | 1994-08-15 | Volvo Ab | Anordning vid paneler för farkoster |
JPH10178216A (ja) * | 1996-12-18 | 1998-06-30 | Seru Appl Kk | 熱電素子及び熱電冷却装置 |
US5899077A (en) * | 1997-12-02 | 1999-05-04 | Solid State Cooling Systems, Inc. | Thermoelectric cooling/heating system for high purity or corrosive liquids |
AU2001273031A1 (en) * | 2000-06-28 | 2002-01-08 | Textron Automotive Company Inc. | Console heating and cooling apparatus |
US6530231B1 (en) * | 2000-09-22 | 2003-03-11 | Te Technology, Inc. | Thermoelectric assembly sealing member and thermoelectric assembly incorporating same |
US6345507B1 (en) * | 2000-09-29 | 2002-02-12 | Electrografics International Corporation | Compact thermoelectric cooling system |
-
2004
- 2004-02-23 DE DE602004000980T patent/DE602004000980T2/de not_active Expired - Lifetime
- 2004-02-23 US US10/547,036 patent/US20060174633A1/en not_active Abandoned
- 2004-02-23 WO PCT/US2004/005388 patent/WO2004076213A1/en active IP Right Grant
- 2004-02-23 EP EP04713770A patent/EP1597099B1/de not_active Expired - Lifetime
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102007060312B4 (de) * | 2007-08-24 | 2012-12-06 | W.E.T. Automotive Systems Ag | Elektrothermischer Wandler und Temperiereinrichtung |
US9172023B2 (en) | 2007-08-24 | 2015-10-27 | Gentherm Gmbh | Electrothermal transducer, and temperature controlling device |
US10132534B2 (en) | 2007-08-24 | 2018-11-20 | Gentherm Gmbh | Electrothermal transducer, and temperature controlling device |
US11578900B2 (en) | 2007-08-24 | 2023-02-14 | Gentherm Gmbh | Electrothermal transducer, and temperature controlling device |
DE102011052599B4 (de) | 2010-11-01 | 2020-01-09 | Hyundai Motor Company | Klimaanlage eines Elektrofahrzeuges |
DE102012018663A1 (de) | 2011-09-21 | 2013-03-21 | Volkswagen Aktiengesellschaft | Segmentiertes Flachrohr einer thermoelektrischen Wärmepumpe und thermoelektrische Wärmeübertragereinheit |
EP2573831A2 (de) | 2011-09-21 | 2013-03-27 | Volkswagen Aktiengesellschaft | Segmentiertes Flachrohr einer thermoelektrischen Wärmepumpe und thermoelektrische Wärmeübertragereinheit |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
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US20060174633A1 (en) | 2006-08-10 |
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