Elektrothermisches Wandeln

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines elektrothermischen Wandlers mittels dem ein Wärmestrom unter Zuführung von elektrischer Energie entgegen eines Temperaturgefälles erzeugbar ist, oder umgekehrt, einen verfahrensgemäßen

elektrothermischen Wandler, ein mit dem Wandler ausgestatteten Wärmetauscher sowie ein mit dem Wärmetauscher ausgestattetes Kraftfahrzeug.

Elektrothermische Wandler dienen zum Erzeugen eines Wärmestroms entgegen eines Temperaturgefälles unter Zuführung von Energie oder im umgekehrten Fall zur Gewinnung von elektrischer Energie. Solche elektrothermischen Wandler sind auch unter der

Bezeichnung Peltier-Element bekannt, wobei diese einen so genannten Peltier-Effekt zum Wandeln der elektrischen Energie in den Wärmestrom oder umgekehrt ausnutzen.

Elektrothermische Wandler weisen zumindest zwei verschiedene elektrothermische Materialien auf, wie beispielsweise Halbleiter, beispielsweise n-dotierte und p-dotierte Halbleiter, die alternierend miteinander kontaktiert sind. Dabei finden Übergänge von dem einen elektrothermischen Material in das andere Material auf einer ersten Seite des elektrothermischen Wandlers und Übergänge in entsprechend umgekehrter Richtung auf einer anderen Seite des elektrothermischen Wandlers statt, wobei den Stromfluss ausmachende Elektronen jeweils ihr Energieniveau auf einer der Seiten in dieselbe Richtung wechseln, wobei auf der einen Seite des elektrothermischen Wandlers Wärme frei wird und auf der entsprechend anderen Seite des elektrothermischen Wandlers Wärme entzogen wird. Ferner ist es bekannt, elektrothermische Wandler bei Wärmetauschern einzusetzen, beispielsweise Flüssig-Zu-Flüssig-Wärmetauscher, wobei von einem ersten Fluidstrom der Wärmestrom mittels des elektrothermischen Wandlers unter Zuführung der elektrischen Energie in den zweiten Fluidstrom transportiert wird. Die EP 1 366 328 B1 betrifft ein elektrothermisches System zur Verwendung mit wenigstens einem zu kühlenden oder zu heizenden Medium. Das System umfasst mehrere elektrothermische Elemente, die aus p- dotierten und n-dotierten Halbleitern hergestellt sind, wobei eine elektrische Verbindung von Element zu Element über Schaltungen hergestellt wird,, so dass eine elektrothermische Gruppierung mit einer Kühlseite und einer Heizseite geformt wird, wobei mehreren elektrothermischen Elementen in wenigstens einer Richtung über die Gruppierung thermisch voneinander isoliert sind. Das System umfasst ferner wenigstens einen Wärmetauscher wenigstens auf der Kühl- oder der Heizseite in thermischer Verbindung mit wenigstens einem elektrothermischen Element, wobei der Wärmetauscher dafür konfiguriert ist, die thermische Isolierung der eiektrothermischen Elemente maßgeblich aufrecht zu erhalten, wobei der wenigstens eine Wärmetauscher mehrere Abschnitte umfasst, jeder Abschnitt in thermischer Verbindung mit wenigstens einem eiektrothermischen Element steht, wobei wenigstens einige der Abschnitte in der Richtung der Mediumbewegung im Wesentlichen thermisch von anderen Abschnitten isoliert sind. Die EP 1 384 271 B1 betrifft ein Kühlgerät, das ein Gehäuse mit mindestens einem Kühlkanal für eine Kühlflüssigkeit und mit mindestens einem eiektrothermischen Kühlelement aufweist, das eine Schicht aus

Halbleitermaterial aufweist, wobei mindestens eine der Platten eine elektrisch isolierende Kontaktfläche hat, die bei Gebrauch in direktem Kontakt mit der Kühlflüssigkeit ist, wobei das mindestens eine Kühlelement entlang seinem äußeren Umfang flexibel und dichtend so in einem Träger geformt ist, dass die Kontaktfläche weiterhin die Kühlflüssigkeit unbehindert berührt, wobei der Träger und die Kontaktfläche einen Wandteil des Kühlkanals definieren, wobei das Gehäuse zwei Kühlkanäle aufweist und wobei das mindestens eine in dem Träger gerahmte Kühlelement gegenüberliegende Kontaktflächen an beiden Platten des

Kühlelements aufweist, wobei der Träger und die gerahmten Kühlelemente auf diese Weise eine Trennwand in den Kühlkanälen bilden.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein verbessertes elektrothermisches Wandeln zu ermöglichen, insbesondere ein verbessertes Verfahren zur Herstellung eines eiektrothermischen Wandlers anzugeben, insbesondere einen präzise aufgebauten eiektrothermischen Wandler zu ermöglichen.

Die Aufgabe ist bei einem Verfahren zur Herstellung eines eiektrothermischen Wandlers mittels dem ein Wärmestrom unter Zuführung von elektrischer Energie entgegen eines Temperaturgefälles erzeugbar ist, oder umgekehrt gelöst. Es sind ein Integrieren von zumindest zwei, sich bezüglich eines eiektrothermischen Materials unterscheidende Pellets in einem Träger, ein Aufbringen eines oder einer Vielzahl von elektrischen Kontakten auf die zumindest zwei Pellets zum elektrischen Verbinden der zumindest zwei Pellets und ein Aufbringen einer elektrischen Isolierung, insbesondere Isolierschicht, zumindest auf die elektrischen Kontakte zum elektrischen Isolieren der Kontakte vorgesehen. Vorteilhaft können die zumindest zwei unterschiedlichen Pellets in dem Träger integriert werden.

Vorteilhaft können diese dadurch vorfixiert werden und/oder besser relativ zueinander ausgerichtet werden. Dies vereinfacht vorteilhaft den Schritt des elektrischen Kontaktierens mittels der elektrischen Kontakte, die auf die zumindest zwei Pellets aufgebracht werden. Anschließend kann die elektrische Isolierschicht zumindest auf die elektrischen Kontakte aufgebracht werden. Die elektrische Isolierung, insbesondere eine Isolierschicht, ist vorteilhaft so aufgebaut, dass diese einen hohen Wärmeübergang ermöglicht, jedoch für elektrischen Strom isolierend ist. Der Träger ist vorteilhaft so aufgebaut, dass dieser elektrisch und thermisch isolierend ist, so dass die unterschiedlichen Pellets sowohl elektrisch als auch bestmöglich thermisch miteinander isoliert sind. Bei den

eiektrothermischen Materialien kann es sich um ein n-dotiertes und ein p-dotiertes

Halbleitermaterial handeln, wobei die zumindest- zwei Pellets benachbart zueinander in den Träger integriert werden. In einer komplexeren Form wird eine Vielzahl der jeweils zwei benachbart zueinander angeordneten Pellets in den Träger integriert, wobei diese alternierend auf einer Warmseite und auf einer Kaltseite des eiektrothermischen Wandlers kontaktiert werden. Dieses Prinzip ist bei so genannten Peltier-Elementen bekannt, so dass hier nicht näher darauf eingegangen wird.

Bei einer Ausführungsform des Verfahrens ist ein paarweises Überdecken der zumindest zwei Pellets mit den elektrischen Kontakten vorgesehen. Bei den elektrischen Kontakten kann es sich vorteilhaft um Metallplättchen und/oder eine leitfähige Folie handeln, wobei vorzugsweise die elektrischen Kontakte neben einer guten elektrischen Leitfähigkeit auch eine gute thermische Leitfähigkeit aufweisen, wie beispielsweise Aluminium oder Kupfer. Vorteilhaft können die zumindest zwei Pellets, die ein Paar bilden, von einem der elektrischen Kontakte überdeckt werden, so dass sowohl an der Warmseite als auch an der Kaltseite des eiektrothermischen Wandlers zunächst lediglich die elektrischen Kontakte, die von der Isolierschicht überdeckt sind, vorhanden beziehungsweise sichtbar sind. Vorteilhaft kann dadurch neben einem guten elektrischen Kontakt auch eine gute Wärmeleitung gewährleistet werden.

Bei einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens ist ein Aufbringen der elektrischen Isolierschicht auf eine Kaltseite und eine Warmseite des eiektrothermischen Wandlers, jeweils flächig zumindest über die elektrischen Kontakte und/oder eine zwischen den Pellets und/oder elektrischen Kontakten verbleibende Oberfläche des Trägers vorgesehen.

Vorteilhaft können die Oberfläche des Trägers, der Pellets und/oder der elektrischen Kontakte gänzlich mit der Isolierschicht überzogen werden. Vorteilhaft schützt die

Isolierschicht die Warmseite und die Kaltseite des eiektrothermischen Wandlers vor Beschädigungen und/oder vor Kurzschlüssen, wobei jedoch eine gute Wärmeleitung gewährleistet ist.

Bei einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens ist ein Integrieren der zumindest zwei Pellets mittels Umspritzen und/oder Umgießen mit einem thermisch und elektrisch isolierenden Material vorgesehen. Vorteilhaft können die Pellets zunächst in ein Werkzeug, insbesondere Spritzgießwerkzeug eingelegt werden und dann auf einfache Art und Weise mit dem Träger umspritzt werden. Vorteilhaft können dadurch die Pellets exakt positioniert werden und bilden nach dem Umspritzen einen stabilen Zusammenbau mit dem Träger. Dieser stabile Zusammenbau kann vorteilhaft zum Kontaktieren mit den elektrischen Kontakten versehen werden.

Bei einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens sind ein Herstellen des Trägers als Durchbrüche aufweisenden Vorförmling und ein Einbringen der zumindest zwei Pellets in die Durchbrüche des Trägers vorgesehen. Die Pellets können auf eine beliebige Art und Weise in die Durchbrüche eingebracht werden, beispielsweise mittels Kleben, Bonden, formschlüssig, reibschlüssig, insbesondere durch Einpressen zum Herstellen eines

Presssitzes und/oder ähnliches. Vorteilhaft kann der Vorförmling exakt positionierte

Durchbrüche aufweisen, so dass nach dem Einbringen die Pellets innerhalb des Trägers exakt positioniert und/oder fixiert sind.

Bei einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens sind ein Einbringen der zwei Pellets in die Durchbrüche mittels Einpressen und/oder mittels Einkleben vorgesehen. Vorteilhaft kann der Zusammenbau auf einfache Art und Weise mit dem Einpressen und/oder Einkleben erfolgen. Dabei ist eine sichere Fixierung der Pellets in den Durchbrüchen gewährleistet.

Die Aufgabe ist außerdem bei einem elektrothermischen Wandler mittels dem ein

Wärmestrom unter Zuführung von elektrischer Energie entgegen eines Temperaturgefälles erzeugbar ist, oder umgekehrt, gelöst. Der elektrothermische Wandler weist zumindest zwei unterschiedliche elektrothermische Materialien aufweisende Pellets, einen Träger, in dem die zumindest zwei Pellets integriert sind, eine Vielzahl von elektrischen Kontakten mittels denen die zumindest zwei Pellets elektrisch kontaktiert sind und eine elektrische Isolierschicht, die zumindest auf die Vielzahl der elektrischen Kontakte aufgebracht ist und mittels der die elektrischen Kontakte elektrisch isoliert sind auf. Vorteilhaft ergibt sich aufgrund des Trägers eine gute thermische Isolierung, eine gute elektrische Isolierung und/oder eine gute

Positionierung der Pellets relativ zueinander. Außerdem ergibt sich ein insgesamt gegen mechanische Beschädigungen, Schwingungen, thermjsche Belastungen und/oder andere Umwelteinflüsse, wie Flüssigkeiten, Säuren und/oder ähnliches sehr gut geschützter elektrothermischer Wandler. Vorzugsweise ist der elektrothermische Wandler nach einem vorab beschriebenen Verfahren herstellbar. Insofern ergeben sich die vorab beschriebenen Vorteile.

Bei einem Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass die Pellets jeweils zwei planparallele Flächen aufweisen, die von der Oberfläche des Trägers umgeben sind. Vorteilhaft können, die Pellets auf der Warmseite und auf der Kaltseite jeweils in einer Ebene kontaktiert werden und von der Isolierschicht abgedeckt werden. Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel des elektrothermischen Wandlers ist vorgesehen, dass die Oberfläche des Trägers und die planparallelen Flächen der zumindest zwei Pellets auf der Warmseite und auf der Kaltseite jeweils in einer gemeinsamen Ebene liegen.

Vorteilhaft weist ein Teilzusammenbau des elektrothermischen Wandlers, der den Träger und die zumindest zwei Pellets aufweist, auf der Warmseite und auf der Kaltseite eine insgesamt ebene Oberfläche auf. Vorteilhaft kann diese insgesamt ebene Oberfläche, die auf den Pellets und dem Träger gebildet wird, auf einfache Art und Weise mit den elektrischen Kontakten versehen werden. Dies kann beispielsweise durch Kleben mit einem elektrisch leitfähigen Klebstoff, durch Löten und/oder durch ein beliebiges anderes elektrisches kontaktbringendes Verfahren, beispielsweise Schweißen und/oder ähnliches geschehen.

Die Aufgabe ist außerdem bei einem Wärmetauscher mit einem vorab beschriebenen elektrothermischen Wandler gelöst. Es ergeben sich die vorab beschriebenen Vorteile.

Die Aufgabe ist ferner bei einem Kraftfahrzeug mit einem vorab beschriebenen

Wärmetauscher gelöst. Vorteilhaft kann der mit dem elektrothermischen Wandler ausgestattete Wärmetauscher als Kältemaschine und/oder Wärmemaschine dienen, die ohne jegliche bewegliche Teile. auskommt und damit weitestgehend verschleißfrei arbeitet. Vorteilhaft kann mittels durch den Wärmetauscher geführten Fluidströmen die Wärme und/oder die Kälte an einen beliebigen Ort des Kraftfahrzeugs transportiert werden, beispielsweise in einen Innenraum, in Sitze innerhalb des Innenraums, an eine

Antriebsquelle und/oder andere zu temperierende Aggregate, wie beispielsweise eine Leistungselektronik und/oder ähnliches.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der - gegebenenfalls unter Bezug auf die Zeichnung - zumindest ein Ausführungsbeispiel im Einzelnen beschrieben ist. Beschriebene und/oder bildlich dargestellte Merkmale bilden für sich oder in beliebiger, sinnvoller Kombination den Gegenstand der Erfindung, gegebenenfalls auch unabhängig von den Ansprüchen, und können insbesondere zusätzlich auch Gegenstand einer oder mehrerer separaten Anmeldung/en sein. Gleiche, ähnliche und/oder funktionsgleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen. Es zeigen: Figur 1 einen elektrothermischen Wandler gemäß Stand der Technik;

Figuren 2 - 4 dreidimensionale schematische Ansichten, teilweise in

Explosionsdarstellung, zum Verdeutlichen einer Herstellung eines erfindungsgemäßen elektrothermischen Wandlers mit einem Träger;

Figur 5 einen Wärmetauscher mit einem elektrothermischen Wandler; und Figur 6 einen weiteren Wärmetauscher mit insgesamt drei elektrothermischen

Wandlern.

Figur 1 zeigt einen elektrothermischen Wandler 1 gemäß Stand der Technik. Der Wandler 1 weist eine Kaltseite 3 und eine Warmseite 5 auf. Zum Anschließen an eine nicht näher dargestellte Gleichspannungsquelle weist der Wandler 1 einen elektrischen Anschluss 7 auf. Bei einer angelegten Gleichspannung wirkt die Kaltseite 3 als Wärmesenke und die

Warmseite 5 als Wärmequelle, wobei eine Umkehr der angelegten Spannung bewirkt, dass die Kaltseite 3 als Wärmequelle und die Warmseite 5 als Wärmesenke wirkt. Ferner kann der Wandler 1 als elektrothermischer Generator betrieben und/oder ausgelegt sein, wobei ein Anlegen einer Temperaturdifferenz zwischen der Kaltseite 3 und der Warmseite 5 eine Spannung an dem elektrischen Anschluss 7 induziert.

Die Kaltseite 3 und die Warmseite 5 weisen jeweils eine Isolierung 9 auf, beispielsweise ein keramisches Substrat. Zwischen den Isolierungen 9 sind eine Vielzahl von elektrischen Kontakten 11 angeordnet, die als rechteckförmige Plättchen ausgebildet sind, beispielsweise als Metallplättchen. Die elektrischen Kontakte 11 kontaktieren jeweils ein Paar aus zwei elektrothermischen Materialien 13 bestehende Pellets, beispielsweise ein p-Halbleiter 15 und ein n-Halbleiter 17. Die Halbleiter 15, 17 des elektrothermischen Materials 13 sind mittels den elektrischen Kontakten 11 so verschaltet, dass auf der Kaltseite 3 stets ein Übergang von dem p-Halbleiter 15 über den elektrischen Kontakt 11 auf den n-Halbleiter 17 erfolgt und auf der Warmseite umgekehrt stets ein Übergang von dem n-Halbleiter 17 auf den p-Halbleiter 15. Zwischen den Halbleitern 15, 17 verbleibt ein elektrisch isolierender Luftraum.

Die Figuren 2 bis 4 zeigen einzelne Bauteile sowie Baugruppen eines erfindungsgemäßen elektrothermischen Wandlers 1 , teilweise in Explosionsdarstellung zum Verdeutlichen eines Verfahrens zur Herstellung des elektrothermischen Wandlers 1. Im Folgenden wird dieses Verfahren anhand der Figuren 2 bis 4 näher erläutert, wobei insbesondere auf die

Unterschiede zur Darstellung gemäß der Figur 1 eingegangen wird. In Figur 2 ist zu erkennen, dass die Halbleiter 15 und 17 in einem Träger 19 integriert werden. Der Träger 19 kann als Vorförmling in einem vorgelagerten Produktions- bzw. Herstellvorgang gefertigt werden. Der Träger 19 weist Durchbrüche 21 auf, die in einer Innenkontur an eine Außenkontur der Halbleiter 15,17 angepasst sind. Wie in Figur 2 verdeutlicht, werden die Halbleiter 15,17 in den Träger 19 integriert beispielsweise eingebracht, was in Figur 2 mittels Pfeilen symbolisiert ist, dies kann beispielsweise mittels Einpressen und/oder Kleben erfolgen.

Es ist zu erkennen, dass die Halbleiter 15,17 des elektrothermischen Materials 13 zumindest zwei ebene Flächen aufweisen, wobei eine der Flächen zu der Kaltseite 3 und eine weitere zu der Warmseite 5 zeigt. Die Halbleiter 15,17 sind also als Zweiflach - Pellets ausgestaltet, wobei unter einem Zweiflach eine beliebige Außenform verstanden werden kann, die zumindest zwei ebene Flächen aufweist. Vorliegend sind die Halbleiter 15,17, wie in Figur 2 zu erkennen, quaderförmig ausgebildet. Anstelle der quaderförmigen Ausgestaltung der Halbleiter 15,17 kann eine beliebige andere Form, beispielsweise sechseckig, rund oder ähnliches vorgesehen sein. Vorzugsweise sind die zur Kaltseite 3 und zur Warmseite 5 zeigenden zwei Flächen der Halbleiter 15,17, wie in Figur 2 gezeigt, rechteckförmig.

Die zwei Flächen der Halbleiter 15,17 sind planparallel und schließen bündig mit einer Oberfläche 23 des Trägers 19 ab. Es ergibt sich also sowohl auf der Kaltseite 3 als auch auf der Warmseite 5 jeweils eine einheitliche Fläche, die sich aus der Oberfläche 23 des Trägers 19 und den Flächen 25 der Halbleiter 15,17 zusammensetzt.

Wie in Figur 3 zu erkennen, wird der Teilzusammenbau des Trägers 19 und der Halbleiter 15,17 mit den elektrischen Kontakten 11 bestückt, so dass die in Figur 1 beschriebene alternierende elektrische Kontaktierung der Halbleiter 15,17 des elektrothermischen Materials erfolgt. Die elektrischen Kontakte 1 1 können beispielsweise als dünne

Leiterbahnen ausgestaltet sein und sind entsprechend der Form der Halbleiter 15,17 ebenfalls rechteckförmig.

Figur 4 zeigt einen Teilzusammenbau des Wandlers 1 mit den elektrischen Kontakten 11 , den Halbleitern 15,17 des elektrothermischen Materials 13 und dem Träger 19. Es ist zu erkennen, dass die elektrischen Kontakte 11 jeweils paarweise einen p-Halbleiter 15 und einen n-Halbleiter 17 komplett abdecken, so dass zur Kaltseite 3 und zur Warmseite 5 die Oberfläche 23 des Trägers 19, soweit diese nicht von den elektrischen Kontakten 11 abgedeckt ist und die elektrischen Kontakte 11 selbst verbleiben. In einem weiteren, nicht näher dargestellten Herstellvorgang wird auf den in Figur 4 gezeigten Teilzusammenbau des Wandlers 1 die Isolierung 9, zum Beispiel eine dünne Isolierschicht, aufgebracht. Dies kann beispielsweise in Form einer aufgeklebten Folie, eines Schrumpfschlauchs und/oder einer Platte, beispielsweise aus einem keramischen Substrat bestehend, wie in Figur 1 gezeigt, erfolgen.

Figur 5 zeigt ein teilweise dargestelltes Kraftfahrzeug 27 mit einem elektrothermischen Wärmetauscher 29. Der Wärmetauscher 29, wie in Figur 5 dargestellt, weist einen Spalt 31 auf, in den ein elektrothermischer Wandler 1 gemäß den Figuren 2 bis 4 eingebracht ist. Entlang der Kaltseite 3 des Wandlers 1 ist ein erster Fluidpfad 33 angeordnet. Entlang der Warmseite 5 des Wandlers 1 ist ein zweiter Fluidpfad 35 angeordnet. Mittels Pfeilen 37 sind in Figur 5 Flussrichtungen von durch die Fluidpfade 33,35 geführten Fluidströmen, beispielsweise eine Flüssigkeit oder ein Gas, symbolisiert. Der Wärmetauscher 29 gemäß Figur 5 kann als elektrothermischer Gegenstrom-Flüssig-Flüssigwärmetauscher 29 betrieben werden. Vorteilhaft kann mittels der Fluidströme ein nicht näher dargestelltes Bauteile des Kraftfahrzeugs 27 temperiert werden, beispielsweise gekühlt oder gewärmt. Bei dem Bauteil kann es sich beispielsweise um ein Bauteil einer Antriebsquelle, einen Elektromotor, eine Leistungselektronik, einen Innenraum, ein Bauteil des Innenraums, ein Sitz, eine Armlehne und/oder ähnliches handeln.

Figur 6 zeigt einen weiteren Wärmetauscher 29 eines weiteren nur teilweise dargestellten Kraftfahrzeugs 27. Im Unterschied zur Darstellung gemäß der Figur 5 weist der

Wärmetauscher 29 gemäß Figur 6 insgesamt drei Spalte 31 auf, in die insgesamt drei der elektrothermischen Wandler 1 eingebracht sind. Im Unterschied zur Darstellung der Figur 5 sind gemäß Figur 6 die Fluidpfade 33 und 35 jeweils U-förmig im 180° Winkel umgelenkt und ineinander verzahnt. Es ist zu erkennen, dass jeweils ein äußerer Abschnitt der Fluidpfade 33, 35 mit einer Kaltseite 3 bzw. einer Warmseite 5 eines der Wandler 1 in einem Wärme übertragenden Anlagekontakt innerhalb des Spaltes 31 steht. Die ineinander verzahnten inneren Abschnitte der Fluidpfade 33 und 35 sind jeweils beidseitig mit zwei Kaltseiten 3 bzw. zwei Warmseiten 5 der entsprechenden Wandler 1 in einem Wärme übertragenden Anlagekontakt, werden also beidseitig gewärmt bzw. gekühlt.

Vorteilhaft kann, wie in den Figuren 2 bis 4 dargestellt, der Wandler 1 optimal hergestellt werden, wobei eine Verbesserung von elektrischen und thermischen Isolierungen und/oder eine Vermeidung von Korrosion durch auftretendes Kondensat an der Kaltseite 3 erzielt werden kann. Vorteilhaft können dazu die Halbleiter 15,17, die beispielsweise als Zweiflach - Pellets ausgebildet sind, in den Träger 19 integriert werden. Alternativ und/oder zusätzlich kann dies, nicht wie in Figur 2 dargestellt durch Einpressen, auch durch ein Umspritzen mit einem sowohl thermisch als auch elektrisch isolierenden Material, wie z.B. einen Kunststoff oder eine Keramik geschehen. Wie in Figur 2 dargestellt, erfolgt ein Einpressen und/oder Kleben der Halbleiter 15,17 in den Vorförmling des Trägers 19.

In einem darauf folgenden Herstellvorgang, wie in Figur 3 dargestellt, werden die

elektrischen Kontakte 1 1 , die insbesondere als Leiterbahnen ausgeführt sind, auf den Vorförmling bzw. den Träger 19 aufgebracht und mit den Halbleitern 15,17 elektrisch kontaktiert. Die elektrischen Kontakte 1 1 , die insbesondere als Leiterbahnen ausgeführt sind, können beispielsweise Kupfer, Aluminium oder andere Werkstoffe mit einer guten elektrischen Leitfähigkeit, und insbesondere einer guten thermischen Leitfähigkeit, aufweisen. Alternativ und/oder zusätzlich können die elektrischen Kontakte 1 1 Materialien mit zugesetzten Nanotubes aufweisen.

Das Aufbringen der elektrischen Kontakte 11 , insbesondere der Leiterbahnen, kann durch Drucken, Löten, Kleben mit einem elektrisch leitfähigen Klebstoff und/oder auf eine beliebige andere Art und Weise geschehen. Die Kaltseite 3 und die Warmseite 5 können einzeln mit den elektrischen Kontakten 1 oder alternativ zusammen mit den Kontakten 1 1 versehen werden.

Um einen möglicherweise auftretenden Kurzschluss an den elektrischen Kontakten 1 1 bzw. den Leiterbahnen zu vermeiden, können diese vorteilhaft durch die elektrisch isolierende, aber thermisch sehr gut leitfähige Schicht, wie beispielsweise in Figur 1 als Isolierung 9 ausgeführt, geschützt werden. Vorteilhaft kann der vormontierte Wandler 1 , wie in Figur 4 dargestellt, umspritzt, lackiert, mit einem Schrumpfschlauch, mit einer aufgeklebten Folie und/oder einer Platte versehen werden.

Die gemäß den Figuren 2 bis 4 herstellbaren elektrothermischen Wandler 1 können insbesondere mit einer Wärmeleitpaste versehen in den Spalt 31 eines der vorgefertigten Wärmetauscher 29 eingebracht werden. Im Vergleich zu herkömmlichen Wärmetauschern bzw. Flüssig-Flüssigwärmetauschern werden nicht die Fluidpfade 33,35 bzw. die darin geführte Fluidströme direkt aneinander vorbeigeführt um einen möglichst hohen

Temperaturausgleich zu erreichen. Vielmehr wird, wie in Figur 5 dargestellt, zwischen den Fluidpfaden 33 und 35 eine, oder wie in Figur 6 dargestellt mehrere der elektrothermischen Wandler 1 in den bzw. den Spalten 31 angeordnet. Die in den Figuren 5 und 6 dargestellten Wärmetauscher 29 können Teil von zwei flüssigkeitsführenden Kreisen des Kraftfahrzeugs 27 sein, bei dem zwischen den Kreisläufen der Spalt 31 vorhanden ist. In diesen Spalt 31 wird der elektrothermische Wandler 1 eingeschoben. Zur thermischen Anbindung zwischen den Wandler 1 und den Fluidpfaden 33,35 des Wärmetauschers 29 kann insbesondere eine Wärmeleitpaste verwendet werden. Vorteilhaft ist der Spalt 31 derart ausgeführt, dass eine Vorspannung auf den bzw. die Wandler 1 entsteht. Dadurch weist der Wandler 1 eine gute thermische Anbindung an die Flüssigkeitskreisläufe der Fluidpfade 33,35 auf. Bei einem mehrstufigen Wärmetauscher 29, wie in Figur S dargestellt, können vorteilhaft mehrere der elektrothermischen Wandler 1 derart angeordnet werden, dass vorteilhaft die Kreisläufe der Fluidpfade 33,35 in einer entgegengesetzten Richtung durchlaufen werden.

Bezugszeichenliste

Wandler

Kaltseite

Warmseite

elektrischer Anschluss

Isolierung

elektrische Kontakte

Materialien

p-Halbleiter

n-Halbleiter

Träger

Durchbrüche

Oberfläche

Flächen

Kraftfahrzeug

Wärmetauscher

Spalt

Fluidpfad

Fluidpfad

Pfeile