热电设备、尤其热电发电机或者热泵.pdf

本发明涉及热电设备(1)，尤其热电发电机或者热泵，具有壳体(2)，包括第一和第二壳体元件(3a、3b)，每个壳体元件均由导电材料组成；具有至少两个、优选至少四个热电元件(5)，所述热电元件布置于两个壳体元件(3a、3b)之间并且彼此间隔，其中两个相邻热电元件(5)依靠导体桥(6、6a、6b)彼此电连接；具有布置于所述热电元件(5)和所述第一壳体元件(3a)之间的第一电绝缘体(18a)以及布置于所述热电元件(5)和所述第二壳体元件(3b)之间的第二电绝缘体(18b)，其中，在每个情况下所述第一电绝缘体(18a)以材料结合方式连接至所述导体桥(6、6a、6b)和所述第一壳体元件(3a)，在每个情况下所述第二电绝缘体(18b)以材料结合方式连接至所述导体桥(6、6a、6b)和所述第二壳体元件(3b)。

权利要求书
1.  一种热电设备(1)，尤其热电发电机或者热泵，
-具有壳体(2)，包括第一和第二壳体元件(3a、3b)，每个所述壳体元件均由导电材料组成，
-具有至少两个、优选至少四个热电元件(5)，所述热电元件布置于两个壳体元件(3a、3b)之间并且彼此间隔，其中，两个相邻热电元件(5)依靠导体桥(6、6a、6b)彼此电连接，
-具有布置于所述热电元件(5)和所述第一壳体元件(3a)之间的第一电绝缘体(18a)和布置于所述热电元件(5)和所述第二壳体元件(3b)之间的第二电绝缘体(18b)，
-其中，在每个情况下所述第一电绝缘体(18a)以材料结合方式连接至所述导体桥(6、6a、6b)和所述第一壳体元件(3a)，在每个情况下所述第二电绝缘体8b)以材料结合方式连接至所述导体桥(6、6a、6b)和所述第二壳体元件(3b)。

2.  根据权利要求1所述的热电设备，其特征在于，
所述材料结合连接是焊接连接或者烧结连接。

3.  根据权利要求1或2所述的热电设备，其特征在于，
-所述两个壳体元件(3a、3b)均形成为壳体壁(4a、4b)，
-所述两个电绝缘体(18a、18b)均形成为由电绝缘材料构成的绝缘箔或者绝缘板(9a、9b)。

4.  根据权利要求1至3中任一项所述的热电设备，其特征在于，
-所述第一壳体壁(4a)、所述第一绝缘板(9a)、热电主动区域(19)由所有所述热电元件(5)限定，所述第二绝缘板(9b)和所述第二壳体壁(4b)均以层状方式构建并且沿着层方向(S)一个布置于另一个上，
-各热电元件(5)基本沿着横向方向(Q)相邻布置并且彼此间隔，所述横向方向(Q)是横向于所述层方向(S)延伸的，
-热电元件(5)在面向所述第一壳体壁(4a)的第一侧(7a)依靠导体桥(4)电连接至在横向方向(Q)上相邻的热电元件(5)，在面向所述第二壳体壁(3b)的第二侧(7b)依靠导体桥(4)电连接至在所述横向方向(Q)的反向上相邻的热电元件(5)，或者反之亦然。

5.  根据权利要求1至4中任一项所述的热电设备，其特征在于，
所述电绝缘材料是陶瓷。

6.  根据前述权利要求中任一项所述的热电设备，其特征在于，
所述电绝缘(18a、18b)依靠热喷射方法生产。

7.  根据权利要求1至4中任一项所述的热电设备，其特征在于，
所述电绝缘(18a、18b)形成为焊接玻璃层。

8.  根据权利要求3至7中任一项所述的热电设备，其特征在于，
所述绝缘箔或者绝缘板(9a、9b)在两个相邻热电元件(5)之间的不设置有导体桥(6、6a、6b)的区域中(22)具有至少一个穿孔(21)。

9.  根据权利要求3至8中任一项所述的热电设备，其特征在于，
所述绝缘箔/绝缘板(9a、9b)基本仅设置在所述导体桥(6)的区域中。

10.  根据权利要求3至9中任一项所述的热电设备，其特征在于，
所述绝缘箔/绝缘板(9a、9b)沿着所述横向方向(Q)均突出超过分配至它们的所述导体桥(6)。

11.  根据权利要求10所述的热电设备，其特征在于，
-用于防止物质扩散进和/或扩散出所述热电元件(5)的阻挡层(10a、10b)沿着所述层方向(S)设置在相应热电元件(5)的第一和/或第二侧(7a、7b)上，
-用于所述热电元件(5)和所述导体桥(6、6a、6b)的材料结合连接的接合层(11a、11b)设置在所述阻挡层(10a、10b)和所述导体桥(6、6a、6b)之间。

12.  根据权利要求11所述的热电设备，其特征在于，
-在每个情况下，第一粘着剂层设置在所述阻挡层(10)和所述热电元件(5)之间，和/或
-在每个情况下，第二粘着剂层设置在所述阻挡层(10)和所述接合层(11a、11b)之间，和/或
-第三粘着剂层(12a、12b)设置在所述接合层(11)的面向所述第一/第二壳体元件(3a、3b)的一侧。

13.  根据前述权利要求中任一项所述的热电设备，其特征在于，
-所述导体桥(6、6a、6b)均形成为金属垫(23a、23b)，所述金属垫附接至所述绝缘箔/绝缘板(9a、9b)的面向所述热电元件(5)的一侧，
-额外金属垫(26a、26b)均附接至所述绝缘箔/绝缘板(9a、9b)的背向所述热电元件(5)的一侧。

14.  根据权利要求13所述的热电设备，其特征在于，
两个金属垫(23a、23b、26a、26b)以材料结合方式依靠相应接合层(24a、24b、25a、25b)紧固至所述绝缘箔/绝缘板(9、9a、9b)。

15.  根据前述权利要求中任一项所述的热电设备，其特征在于，
保护涂层(17)用于保护免于氧化/蒸发和/或电绝缘填料体(17)，沿着所述横向方向(Q)设置在两个相邻热电元件(5)之间。

16.  一种机动车辆，具有至少一个根据前述权利要求中任一项所述的热电设备。

说明书热电设备、尤其热电发电机或者热泵
背景技术
本发明涉及热电设备，尤其是热电发电机或者热泵，并且涉及具有这种热电设备的机动车辆。
技术领域
术语"热电"意思是温度和电力的相互影响以及它们彼此的转换。热电材料利用这种影响作为热电发电机以从废热生成电能量，但是如果电能量被用来从具有低温度的温度储存器传输热至一个具有更高温度的温度储存器，那么热电材料还被以公知的热泵的形式进行使用。
精确地来讲，后者热电热泵使用在车辆技术中以冷却各种部件，诸如现代锂离子电池，锂离子电池在操作期间发射相当大量的废热。但是这种热电热泵也能够使用在电动车辆中作为组合的加热以及冷却设备，例如用于乘客舱的温度控制，尤其是因为它们比例如常规电阻加热器具有更高效率。在具有内燃机的机动车辆中，热电发电机能够转换一些在燃烧处理期间在排气中生成的废热，并且将其反馈至机动车辆的车载电源。因而已经转换成电能量的废热能够是有用的以将机动车辆的能量消耗降低至功能所需的最低限度，最终避免不必要的废气(诸如CO2)的排放。
因此在汽车工程中热电设备的使用领域多种多样。在每个所述使用方案中，至关重要的是，实现最高可能的效率程度，以尽可能有效地将热能转换成电能量或者反之亦然。此外在机动车辆中的使用还导致生产紧凑型热电设备的额外要求。因此安装在车辆中的热电设备通常被生产成板或者层设计，热电主动元件布置于热导电壳体的内部。壳体因而能够在一侧即"冷"侧热连接至低温的温度储存器，并且在另一侧即高温侧热连接至高温的温度储存器，使得由于两侧之间的温度梯度导致热电元件产生热电压，该热电压能够经由合适的电连接件被引导并使用。在该情况下，热电设备遵循热电发电机的工作原理。相反，热电设备还能够用作热泵，用于通过施加外部电压至所述电连接件从冷侧传输热至热侧。
在该背景技术下，WO2012/12006 A2关注了一种具有流体密封金属壳体的 热电模块，陶瓷层适用于该金属壳体。至少一个热电主动材料布置在壳体中。
发明内容
本发明基于的目的是创建一种效率改善的热电设备，尤其是热电发电机或者热泵。本发明还基于的目的是创建具有这种热电设备的机动车辆。
这些问题通过专利独立权利要求的主题得以解决。优选实施例形成从属权利要求的主题。
因此，本发明的基本构思本是，在导电壳体的内部布置热电设备的热电主动元件，所述导电壳体包括至少一个第一壳体元件和一个第二壳体元件，每个壳体元件由导电材料组成。各热电主动元件之间必要的电联接依靠电导体桥实现，每个电导体桥将两个相邻热电元件彼此连接。然后为了实现热电元件至壳体的高效率热联接，还为了确保所述壳体和第一壳体元件之间必不可少的电绝缘，根据本发明的热电设备设置有第一和第二电绝缘体。它们布置于热电元件和第一壳体元件之间，或者布置于热电元件和第二壳体元件之间。所述第一电绝缘体以材料结合的方式连接至导体桥和第一壳体元件两者；这同样适用于第二电绝缘体，相应地第二电绝缘体以材料结合的方式连接至导体桥和第二壳体元件两者。这种材料结合连接的使用允许热能量以热的形式以高效率的方式通过电绝缘被传递，虽然后者具有电绝缘属性。
在特别优选的变型中，材料结合连接能够是焊接连接或者烧结连接。为了生产焊接连接，推荐使用能够包含电抗部分的主动焊接。在本发明的上下文中，术语"反动部件"意思是一种对电绝缘体的材料系统具有充分高亲和力的部件。但是，如果处理温度低于作业温度，则使用烧结连接也被证明具有优势。
从制造角度来看，在特别优选实施例中，建议的是，两个壳体元件均形成为壳体壁，而两个电绝缘体均形成为由电绝缘材料构成的绝缘箔或者绝缘板。这允许热电设备以夹层形式布置，多个层或者板状元件沿着层方向一个布置于另一个上，从设计角度来看因为节约了空间所以这是特别有利的。换句话说，在该实施例中，第一壳体壁、第一电绝缘板/箔、热电元件形成了包括导体桥的热电主动区域，第二电绝缘板/箔和第二壳体壁以层状方式沿着层方向一个布置于另一个上。这种层状布置还导致特别高程度的热联接。
在有利的发展中，第一壳体壁、第一绝缘板、热电主动区域由包括导体桥的所有热电元件限定，第二绝缘板以及还有第二壳体壁均以层状方式构建并且 沿着层方向一个布置于另一个上。以这种方式能够实现热电元件至壳体壁的特别有效的热联接。各热电元件能够基本沿着横向方向相邻彼此布置并且彼此间隔，横向方向是横向于层方向延伸的。导体桥的使用被推荐用于各热电元件的电连接：例如，热电元件能够在面向第一壳体壁的第一侧依靠导体桥在横向方向上电连接至相邻热电元件；相应地，相同热电元件必须在面向第二壳体壁的第二侧同样依靠导体桥在横向方向的相反方向上连接至相邻热电元件，或者反之亦然。
对于绝缘板/绝缘箔的电绝缘材料来说，选择陶瓷被证明特别有用，尤其是具有高热导率。本领域相关技术人员熟悉具有高热导率的多种市售陶瓷，它们适合用于将壳体热联接至热电元件。
根据本发明，在热电设备的生产中如果将焦点放置在目的是最可能低的生产成本以及设计灵活性上，那么推荐的是，将依靠公知热喷射方法生产电绝缘。
作为对使用陶瓷的替换于，还合适的是，电绝缘构造为焊接玻璃层。这种焊接玻璃层的主要成分典型地为硼氧化物、硅氧化物、铝氧化物以及氧化钡，但是还可想到使用其他合适的物质/物质系统。因为这些组成是非金属的，所以焊接玻璃层具有根据定义要求的电绝缘性能。
为了防止作用在热电设备上的热机械应力(例如当车辆正在驾驶时)导致绝缘箔或者绝缘板断裂以及与它们相邻布置的各层的断裂，建议的是，至少在不设置导体桥的两个相邻热电元件之间的区域中，绝缘箔或者绝缘板设置有在层方向上延伸的穿孔。在各层在横向方向上遭受高机械应力的情况下，这种穿孔遵循预定断裂点的工作原理，因为在断裂的情况下绝缘箔或者绝缘板仅能够在穿孔的区域中分离。
热电元件与壳体的热联接能够通过基本仅在相应导体桥的区域中沿着横向方向设置绝缘箔/绝缘板来进一步改善。但是，在两个相邻热电元件之间的区域中，能够布置电绝缘填料体，此时能够省略呈绝缘箔/绝缘板形式的所述电绝缘。由于仅在一些段设置绝缘箔/绝缘板，所以膨胀接合产生在两个相邻绝缘箔/绝缘板之间的区域，所述膨胀接合能够有利地在很大程度上降低不同层中的热应力。
为了排除导体桥和壳体之间的短路，建议的是，绝缘箔/绝缘板的长度相比于分配至导体桥的长度稍微增加，使得它们在横向方向上和横向方向的反向上均突出超过各导体桥。
各热电元件5能够优选在横向方向Q上交替由p型掺杂以及n型掺杂材料 形成，能够包含一个或多个以下材料：
-碲化物，例如铋碲基材料、铅碲基材料、银碲基材料，
-锑基材料，例如钴锑基材料或者锌锑基材料，
-硒化物，例如PBSe、Bi2Se3、K2BiS13，
-氧化物，例如NoCoO4、Ca3CoO9，
-硅化物，例如硅化锰，硅化镁或者硅化铁基材料或者锗的硅化合物，
-硼化物和碳化物，例如B4C、CaB6，
-TI化合物，例如TI9BiTe6，
-津特耳相，诸如Yb14MnSb11，
-银化合物，诸如AgPbSbTe2+x。
为了尽可能防止热电元件的材料的不期望的物质扩散至导体桥，或者反之亦然，在一个有利的发展中，建议的是，阻挡层沿着层方向布置在热电元件的第一和/或的第二侧上，依靠此阻挡层能够防止这种不期望的扩散效果。阻挡层施加至热电元件能够通过粘着剂层辅助，所述粘着剂层能够设置在阻挡层面向壳体的一侧上，用于将阻挡层和关联的导体桥的材料结合连接。尤其，金属(诸如镍、钽、钨极、铬、金、银、钛或者铜)合适作为用于阻挡层以及用于粘着剂层的材料。
阻挡层至热电元件本身的材料结合连接还被证明对于高效率的阻挡层特别有意义。为此，第一粘着剂层能够设置在阻挡层和热电元件之间，同时借助于第二粘着剂层能够可替换地或者额外地实现阻挡层至接合层的连接。最后，同样可替换地或者额外地，第三粘着剂层也能够设置在接合层的面向相应壳体壁的一侧上。
出于制造方面的考虑，每个导体桥形成为金属垫被证明是有利的，该金属垫附接至绝缘箔/绝缘板的面向热电元件的一侧。额外的金属垫能够附接至绝缘箔/绝缘板的背向热电元件的一侧。
金属垫特别稳定的紧固能够通过设置接合层来实现，依靠接合层将两个金属垫均以材料结合方式紧固至绝缘箔/绝缘板。
在特别有利的实施例中，保护涂层用于保护免于氧化和/或电绝缘填料体，能够沿着横向方向设置在两个相邻热电元件之间。所述填料体被用于两个相邻热电元件之间的相互电绝缘，使得它们仅以导电方式经由电导体桥彼此连接。填料体的材料优选具有最可能低的导热率。
本发明进一步涉及具有热电设备的机动车辆，热电设备具有一个或多个上述提到的特征。
本发明的进一步重要的特征及优势能够见于从属权利要求、附图和使用附图的附图说明。
显而易见的是，上述提到的特征以及下文将解释的技术特征不仅能够使用在每个情况下给出的组合而且能够以其他组合或者单独使用，这并不超出本发明的范围。
附图说明
本发明的优选示范实施例示出于附图中并且将在下文的说明书中更详细地解释，相同参考标记指代相同或者类似或者功能等同的部件。
在附图中，
图1a以基本示意图示意地示出了根据本发明的热电设备的第一示例，
图1b以分解图表示意地示出了图1的示例，
图2a/b示意地示出了图1a/b的示例的第一变型，
图3a/b示意地示出了图1a/b的的示例的第二变型，
图4a/b/c示意地示出了图1a/b的示例的第三变型。
具体实施方式
图1a以基本示意图及纵向截面图示了根据本发明的热电设备1的第一示例。图1b以分解图示出了图1的设备1，使得相比于图1a的图能够看见一些额外元件。
热电设备1包括充分尺寸的壳体2，壳体2中仅第一和第二壳体元件3a、3b示出在图1中。两个壳体元件3a、3b由导电材料(诸如铝或者钢)生产，并且构造为相互对立的壳体壁4a、4b的形式。进一步通过横向壳体壁(图1a未示出)能够完成两个壳体壁4a、4b以形成壳体2，使得壳体2呈现壳的几何学形状。壳体壁3a、3b能够基本以壳体板的方式形成。三维几何学结构元件也明确地包括在术语"壳体壁"中。
第一壳体壁4a与热侧8a热接触，第二壳体壁4b与冷侧8b热接触。热侧8a和冷侧8b意思是热电设备1的具有不同温度水平的两个环境区域；结果，热侧8a的温度高于冷侧8b的温度。
板平面E由两个壳体壁4a、4b限定。下文将更详细地解释的层方向S由正交于板平面E运行的方向向量V限定。四个热电主动元件5在两个壳体壁4a、4b之间的区域中沿着横向方向Q相邻地布置并且彼此间隔，横向方向正交于所述层方向S运行。在该连接中清楚的是，在示例的变型中可以想到不同数量的这种元件5。热电元件5设置成在它们面向相应的相邻热电元件5的一侧15具有保护涂层17，保护涂层17例如由硅氧烷组成，用于保护其免于不期望的氧化以及不期望的蒸发效果。由电绝缘材料构成的填料体16布置于两个相邻热电元件5之间。热电元件5和填料体16沿着横向方向Q交替。例如塑料或者陶瓷泡沫被考虑作为用于填料体16的材料。但是，可替换地，在示例中还可想到的是，使用惰性气体或者抽空由填料体16占据的区域。
在图1的示例中，沿着横向方向Q布置的热电元件5由p型掺杂和n型掺杂材料交替地形成，能够包含一个或多个以下材料：
-碲化物，例如铋碲基材料、铅碲基材料、银碲基材料，
-锑基材料，例如钴锑基材料或者锌锑基材料，
-硒化物，例如PBSe、Bi2Se3、K2BiS13，
-氧化物，例如NoCoO4、Ca3CoO9，
-硅化物，例如硅化锰，硅化镁或者硅化铁基材料或者锗的硅化合物，
-硼化物和碳化物，例如B4C、CaB6，
-TI化合物，例如TI9BiTe6，
-津特耳相，诸如Yb14MnSb11，
-银化合物，诸如AgPbSbTe2+x。
任何第一热电元件5经由电导体桥6连接至布置在横向方向Q或者横向方向Q的反向上其相邻的热电元件，导体桥6沿着所述横向方向Q延伸，使得产生电路技术领域公知的电路布置作为串联电路。但是，可替换地，各元件5还能够以并联电路的方式连接。
附图示出了，经由第一导体桥6a实现在串联电路中电连接至在横向方向Q上相邻的第二热电元件5，所述第一导体桥在面向第一壳体壁3a的一侧7a紧固至第一和第二热电元件5，并且在所述两个元件5之间沿着横向方向Q延伸。理想地，导体桥6a在两个相邻热电元件5的两个第一侧7a的整个面积上延伸。正如从图1a可见的，这适用于第二导体桥6b，可做必要的修改，第二导体桥布置于第一热电元件5的面向第二壳体壁3b的一侧7b，并且连接至在横向方向Q 的反向上相邻的第三热电元件5。导体桥6b还沿着横向方向Q在第一和第二元件5之间延伸。导体桥6、6a、6b能够由铜、铝、铬、镍、银或者锡生产；还可想到的是导电石墨箔。电连接件20a、20b还能够设置在两个热电元件5a、5b的相对于横向方向Q的端部上，依靠该电连接件，热电元件5能够电连接至外部电路(未示出)。电连接件20a、20b由导电材料生产，能够形成为塞子、铆钉、销等。
为了尽可能防止热电元件5的材料不期望扩散至导体桥，或者反之亦然，相应的阻挡层10a、10b设置在热电元件5的第一和第二侧7a、7b上，在热电元件5和导体桥6、6a、6b之间。
阻挡层10a、10b至导体桥6、6a、6b的紧固借助于两个接合层11a、11b(参见图1b)实现，所述两个接合层均布置于阻挡层10a、10b和导体桥6a、6b之间并且能够以烧结层的形式实施。为了形成烧结层，建议使用例如纳米银粒子。不能从图1a和1b看见的额外粘着剂层还能够布置于阻挡层10a、10b和热电元件5之间。这种额外粘着剂层还能够设置在阻挡层10a、10b和接合层11a、11b之间。最后，这种图1b示出且由参考标志12a和12b表示的粘着剂层还能够设置在接合层11a、11b和导体桥6之间。尤其，金属(诸如镍、钽、钨极、铬、金、银、钛或者铜)适合作为用于阻挡层10、10a以及用于粘着剂层的材料。
为了将热电元件5以及它们的导体桥6电绝缘于壳体2，第一电绝缘体18a施加在第一壳体壁3a和导体桥6a之间，呈第一绝缘板9a的形式或者可替换地呈绝缘箔的形式。第二电绝缘体1b类似地设置在第二壳体壁3b和导体桥6b之间，呈第二绝缘板9b的形式或者绝缘箔的形式。绝缘板/绝缘箔9a、9b由具有高热导率的陶瓷生产。铝氧化物、锆氧化物或者镁氧化物或者其它铝氮化物或者硅氮化物也被考虑用于其生产。一些选择的陶瓷能够依靠热喷射方法生产。可替换地，结合了绝缘层和接合层属性的焊接玻璃还能够用于代替陶瓷。
第一绝缘板9a以材料结合方式连接至导体桥6A和第一壳体壁4a两者；该对应地适用于第二绝缘板9b，第二绝缘板9b相应地与导体桥6b和第二壳体壁4b两者材料结合连接。使用材料结合连接允许热能量通过所述绝缘板/绝缘箔9a、9b有效地从热电元件5传递至壳体壁4a、4b，或者反之亦然。
所述材料结合连接是焊接连接，或者可替换地是烧结连接。烧结连接的优势在于，用于烧结所需的低处理温度，尤其是相比于生产焊接连接，因此能够在很大程度上避免具有不同热膨胀系数的材料中的热应力。如果陶瓷用作用于 已经提到的电绝缘板/绝缘箔9a、9b的材料系统，则烧结连接的使用被证明是有利的，因为所述陶瓷能够在烧结处理期间被加热而后者不会导致陶瓷材料的形状改变。
为了生产焊接连接，推荐的是使用主动焊接，所述主动焊接能够呈独立烧结层13a、13b、14a、14b的形式，它们位于导体桥6a、6b以及绝缘板/绝缘箔9a、9b之间，和/或位于绝缘板/绝缘箔9a、9b以及壳体壁4a、4b之间。
正如从图1a和图1b可见的，第一壳体壁4a、第一绝缘板9a、热电主动区域19由所有热电元件5限定，第二绝缘板9b和第二壳体壁4b均以层状方式构建并且沿着开始提到的层方向S一个布置于另一个上。这允许热电元件5至壳体壁4a、4b的特别有效的热联接，并且经由这些壁连接至热侧或者冷侧8a、8b。
图2a示出了图1a/1b的示例的变型。在图2a的示例中，绝缘板或者绝缘箔9a、9b在两个相邻热电元件5之间的区域22中设置有至少一个穿孔21，在示例中，在该区域22中布置有填料材料16但不布置有导体桥6、6a、6b。所述穿孔21能够大概沿着层方向S并且以凹槽的形式延伸，依靠该凹槽局部地降低了绝缘板或者绝缘箔9a、9b的厚度。这能够从图2b的详细图中看出，该图示出了放大的单个穿孔21。在该连接中清楚的是，多个这种穿孔21还能够设置在两个相邻热电元件5之间的区域中，然后穿孔能够沿着横向方向Q相邻地彼此布置。在进一步变型中，还可能将这种单个区域22设置有一个或多个穿孔21。本领域的相关技术人员提出了许多不同的变型以从中选择。
所述穿孔21意思是能够防止热电设备1中有效的热机械应力(特别在横向方向Q上)导致各绝缘板或者绝缘箔9a、9b在导体桥6、6a、6b的区域中的断裂。因此穿孔21遵循预定断裂点的工作原理，以针对性的方式在绝缘板或者绝缘箔9a、9b中：在沿着横向方向的过高机械应力的情况下，第一绝缘箔或者绝缘板沿着预定断裂点断裂或者撕裂，而电连接及热电元件5的绝缘所需的导体桥6、6a、6保持不变。
图3a/3b示出了图2a/2b的示例的进一步变型，其还能够易于结合先前解释的图2a/2b的示例。不同于图1a/1b的示例，在图3a/3b的示例中，绝缘板/绝缘箔9a、9b不完全沿着横向方向Q延伸，而是仅设置在一些段中，在这些区域中还存在相应的导体桥6、6a、6b。相邻热电元件5之间的未设置绝缘板/绝缘箔9a、9b的区域履行了膨胀接合的功能，依靠该膨胀接合能够避免不期望的应力破裂。为了排除导体桥6、6a、6b和壳体壁之间的短路(这会损害热电设备1 的功能)，绝缘板/绝缘箔9a、9b能够在横向方向Q上以及在横向方向Q的反向上突出超过与它们相关的导体桥6、6a、6b。
最后，图4a和4b示出了图1的示例的第三变型，这还能够易于与图2和图3的示例结合，在图2和图3的示例中导体桥6、6a、6b均形成为金属垫23a、23b，金属垫附接至绝缘箔/绝缘板9a、9b的面向热电元件5的一侧。从图4c的图表中这很清楚，图4c的图示出了在图4a/4b的图中详细示出的绝缘箔/绝缘板9a、9b。另外的金属垫26a、26b还能够附接至绝缘箔/绝缘板9a、9b的背向热电元件5的一侧。金属垫23a、23b、26a、26b能够借助于接合层24a、24b、25a、25b紧固至绝缘箔/绝缘板9a、9b，这能够从图4c看出。