CN102881957A - 蓄电池冷却器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种利用传热流体对蓄电池进行调温的蓄电池冷却器(1)，其具有由至少一个结构板(2)和接收板(3)构成的布置结构，所述结构板和接收板向上并且向下形成流动通道(8)的边界，本发明提出，在结构板(2)上成形出侧面的流动通道边界(7)，所述流动通道边界构成一个双路或者多路的流动通道(8)，流动通道(8)的横截而时宽度是高度的两倍以上，在结构板(2)上在所述流动通道(8)内部在流动方向上前后相继地设置多个构造成岛状的隔片(9)，所述隔片将流动横截面以区段方式减小。

Description

蓄电池冷却器
技术领域
本发明涉及一种蓄电池冷却器，其具有通过传热流体对蓄电池进行冷却和加热的构件。蓄电池冷却器具有至少一个结构板和用于电池单体的接收板。
背景技术
此类蓄电池冷却器可用来对机动车蓄电池尤其是电动或混合动力机动车的电池单体进行调温。为此可能不仅需要冷却功能，而且也需要加热功能。蓄电池冷却器不仅可以利用一种相变冷却剂、而且也可利用一种液态传热介质工作。通过热交换器与蓄电池单体之间的热传导传递热流，反之亦可。
按照现有技术，使用笨重且实心的、部分起到结构或支撑作用的蓄电池冷却器对蓄电池进行调温。传热介质视其功能而定主要用作冷却剂或者制冷剂，可在一个或多个流动通道中使所述传热介质经过蓄电池冷却器。
DE102008034869公开了一种以多个电池单体构成电池组的蓄电池，并且公开了一种通过传热元件与电池单体相连的冷却体，所述冷却体在此具有在冷却体平面范围内呈之字形设置的线状流动通道，没有关于制造令却体的说明。
DE102008059955涉及一种制造具有集成式流动通道的蓄电池冷却体的方法，利用非切削成形技术形成之字形的线状流动通道。
EP2149771公开了一种通过冷却体对热源进行冷却的装置，所述冷却体具有多对相邻设置在冷却体中的进流和回流流动通道。冷却体由多层金属板构成，以冲裁方式或者通过激光器在金属板中切出不同的凹槽以形成线状流动通道。
当前所使用的蓄电池冷却体除了具有冷却功能之外，多数同样也具有固定非常笨重的蓄电池的功能。鉴于这个原因，蓄电池冷却器多数采用非常结实的设计，这就是问题所在，因为不仅需要过多的结构空间，而且也会过分地增加总重量。这些蓄电池冷却器还存在制冷剂或冷却剂无法对蓄电池的各个单体电池进行均匀调温的危险，因此有可能影响蓄电池极板的最佳工况。
发明内容
本发明的任务在于，提供一补减小了结构空间、能够以简单方式制造、节省材料消耗但是仍然结实耐用的蓄电池冷却器。
可通过权利要求1的特征所述的对象解决这一任务，从属权利要求所述均为改进实施方式。
本发明涉及一种蓄电池冷却器，其具有通过传热流体对蓄电池进行冷却和加热的构件，该布置结构具有至少一个结构板和接收板，所述结构板和接收板向上并且向下形成流动通逆的边界。本发明的设计依据在于，通过结构板中的侧面流动通道边界形成双路或多路流动通道，其中，本发明的特别之处在于将流动通道设计成平而形状，这意味着其横截而宽度是高度的两倍以上。
本发明有利地通过以下方式得以完整，即，在结构板上在流动通道内部在流动方向上前后相继地构造多个岛状立起的隔片，所述隔片以墩子的方式确定结构板与接收板之间距离，所述隔片以一定的方式被所述流体绕流，使得所述隔片将流动横截面以区段方式减小，流体因此就会在整个流动横截面范围内形成旋流并且从而避免冷却不均匀。最后，长形的隔片也可形成导流结构，可以将其用来有针对性地改变流体在蓄电池冷却器中的流动路径。
按照本发明的一种有利实施方式所述，横向于流动方向将隔片成组并排布置在结构板上的流动通道之中。
在流体的流动方向观察，优选使得每一组隔片相对于下一组以隔片的一半侧向间距垂直于流动方向错位。
本发明的一种构型的特别之处在于，要么可以将结构板对面的接收板设计成结构板，或者将其设计成平板。
如果将接收板同样电设计成结构板，则将隔片适当布置在两个结构板上，使其优选与对面结构板上的对应隔片相连。
可以采用深拉、冲压或者液压成形工艺制作结构板。要么给平板、结构板或者给两者均设置一层适合于优选的钎焊连接的焊料涂层。事实证明适宜而且有利的方式是通过钎焊过程来连接两块板，这样可以实现蓄电池冷却器的极好的表面和平整度。
最好对本发明加以改进，在接收板上设置一个管接头。视结构型式而定，不仅可以将管接头布置在平板上，而且也可以布置在结构板上。
按照一种优选实施方式，蓄电池冷却器的结构板上的流动通道几何结构相对于其纵轴线镜像对称，这样就能在工作过程中施加内部压力时避免扭曲。两块板在钎焊或者粘接时受热膨胀程度相同，从而使得蓄电池冷却器具有较高的平整度。
事实证明适宜而且有利的方式是使得结构板的隔片在俯视图中具有圆形或者椭圆形横截而。
最好对本发明加以改进，在装配两个装配框及两个属于所述装配框的端板的过程中将结构板保持并且压合，其中，用两个销钉使得结构板在装配框的一个固定点和一个长形孔中保持位置，所述固定点和长形孔位于结构板的对称线中。
本发明的另一个特征在于，流动通道为多路走向，以便补偿制冷剂冷却过程中的制冷剂过热问题。
通过平行于结构板纵轴线的流动通道的偶数区段的数量定义流路数量。因此采用双流路设计即可产生一次逆流。如果采用多流路设计，则可以相应形成N-1次逆流。但是优选形成具有相应奇数逆流的偶数流路数量，以便能够将贯通导向装置和用于传热流体入口和出口的管接头布置在接收板的一侧。
该优化措施可使得含有受热流体的流动通道在热传递过程结束时与含有较冷流体的流动通道适当相邻，从而在蓄电池冷却器的平面之内就能平衡可能出现的温度峰值。在该方案之内还可以有各种各样的可选方案，将流动通道布置在穿过蓄电池冷却器的一个或者多个蛇形路径之中。该结构一方面可使得流体通过较大的面积与安装有蓄电池极板的位置接触，另一方面可通过错位设置的隔片使得流体形成旋流，不会形成可能导致局部过热的静流孤岛。
本发明所述解决方案的特殊优点在于，结构板可以一起构成起到支撑作用的三明治结构，从而比现有技术条件下的同类系统更加富有刚性，因此可以设计得更薄一些。这样就能将蓄电池冷却器整合在蓄电池模块之中，使其不必承担附加结构性功能，也就是说，在蓄电池冷却器上不需要额外的加强结构，这又导致仅需要很小的结构空间，并且这种蓄电池冷却器的重量比较小，这意味着这种新型蓄电池模块的整体效率比较高。
由于热传递面积较大而且很平坦，蓄电池冷却器一方面可从蓄电池极板排出大量的热量，从而能够使得蓄电池模块上的温度维持较低的水平，另一方面仅需比较小的压紧力即可将蓄电池极板装配在蓄电池冷却器上。
附图说明
本发明的其它细节、特征和优点可参阅以下实施例的说明以及相关附图得出。
附图中：
附图1蓄电池冷却器，
附图2具有一次逆流的结构板，
附图3具有三次逆流和侧面贯通导向装置的结构板，
附图4具有三次逆流和中间贯通导向装置的结构板，以及
附图5利用一个装配框和两个连接板装配由两块结构板构成的蓄电池冷却器。
具体实施方式
附图1所示为蓄电池冷却器1的分解图，按照本发明的一种优选简单实施方式，蓄电池冷却器1由一块平板3和一块结构板2构成。特别有利的是，这两块板2和3由金属材料构成，采用钎焊或者粘接方式在这两块板之间进行连接。
结构板2具有一个流体连接位置6，在接收板3的对应位置上设置两个贯通导向装置5，其中，管接头4恰恰在该位置上安置在平板3的外侧上。在该部位处，蓄电池冷却器1连接到机动车的流体冷却回路。
结构板2的材料厚度与平板3相比明显薄得多，因为以钎焊方式将隔片与接收板3相连能够改善蓄电池冷却器1的刚性。如果使用可在不同于环境压力的压力下在流动通道中蒸发的制冷剂作为流体，那么这利实施方式就会特别有利。
附图2所示为具有一次逆流的结构板2，也就是说，按照这种简单的实施方式，相邻流动通逆8中的流体以相反的流动方向在仅仅一个通过流动通道边界7所构成的界线上流过。根据流动通道8的这种形状，首先流动通道8只有一次方向颠倒，其次流动通道8占据结构板2的一半宽度。如图所示，流动通道8在其宽度范围内共有六至七个隔片9。
在流动通道8之内，隔片9的位置的特征在于，这些隔片横向于流动方向成排设置，其中，这些排在流动方向上分别以一半的隔片间距横向错开。这种设置结构可产生两种效应：首先改变流动速度，因为隔片9可减小流动横截面，其次改变流动方向，因为隔片9也设置成导流结构。这两个效应可形成有利的涡流，其中，可保证不会形成可能会引起局部过热的静流孤岛。
附图3所示为具有三次逆流的结构板2，在该实施方式中，流动通道8共有三次方向颠倒并且分别占据结构板2的四分之一宽度。
已被证明适宜而且有利的方式是使得结构板2上的流动通道边界7具有多个等间距的增厚部15，从而形成可用于钎焊过程的较大连接面。除了该隔片功能之外，作为增宽流动通道边界7的加厚部分15还可类似于隔片9起到收窄横截面以及改变流向的作用。
附图4所示为具有三次逆流并且具有中间流体连接位置6的结构板2，流动通道8共有三次所向颠倒并且分别占据结构板2的四分之一宽度。在该实施方式中，流体连接位置6和流动通道8具有相对于结构板2的纵轴线镜像对称的走向。
附图5所示为利用一个装配框11及属于所述装配框的两个端板10进行装配的过程中蓄电池冷却器1的构造。
为了进行制造端板10各有一个孔12和两个长形孔13，若以钎焊或者粘接方式进行制造，则可在这些孔中利用相应的销钉将端板固定在装配框11上。当胶粘剂受热硬化或者对蓄电池冷却器1进行钎焊时，长形孔13可允许结构板2受热膨胀。通过销钉14和构成固定点的孔12固定两个端板10，从而可通过销钉14使得这些板不会在长形孔13中相对移动。由于元件相互间的这种完美定位，可形成完全平坦的冷却器。由于不必用很大的力使得这些板保持位置，因此在粘接和钎焊时所需的压紧力比较小，由此使得装配装置的重量比较小。最终，由于生产设备的热质量比较小，因此加工时间明显比较短。
按照本发明的一种特别有利的实施方式，蓄电池冷却器1在端板10之间具有由多对结构板2上下叠置而成的内部层结构，将最上方的接收板3设计成平板。
附图标记表
1  蓄电池冷却器
2  结构板
3  接收板，平板
4  管接头
5  贯通导向装置
6   流体连接位置
7   流动通道边界
8   流动通道
9   隔片
10  端板
11  装配框
12  孔，固定点
13  长形孔
14  销钉
15  增厚部

Claims (11)

1.利用传热流体对蓄电电进行调温的蓄电池冷却器(1)，其具有由至少一个结构板(2)和接收板(3)构成的布置结构，所述结构板和接收板向上并且向下形成流动通道(8)的边界，其特征在于，在结构板(2)上成形出侧面的流动通道边界(7)，所述流动通道边界构成一个双路或者多路的流动通道(8)，流动通道(8)的横截面的宽度是高度的两倍以上，在结构板(2)上在所述流动通道(8)内部在流动方向上前后相继地设置多个构造成岛状的隔片(9)，所述隔片将流动横截面以区段方式减小。
2.根据权利要求1所述的蓄电池冷却器(1)，其特征在于，将多个隔片(9)横向于流动方向并排地设置在结构板(2)上。
3.根据权利要求1或2所述的蓄电池冷却器(1)，其特征在于，将隔片(9)成组设置在结构板(2)上的流动通道(8)中，使得每一组在流体的流动方向上观察相对于下一组以隔片(9)的一半侧向间距垂直于流动方向错位。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的蓄电池冷却器(1)，其特征在于，将接收板(3)构造成结构板(2)或者构造成平板。
5.根据权利要求4所述的蓄电池冷却器(1)，其特征在于，将隔片(9)这样设置在结构板(2)上，使得其能够与对面结构板(2)上的对应隔片(9)连接。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的蓄电池冷却器(1)，其特征在于，将结构板(2)与接收板(3)相互钎焊在一起。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的蓄电池冷却器(1)，其特征在于，在接收板(3)上设置一个管接头(4)。
8.根据权利要求1至7所述的蓄电池冷却器(1)，其特征在于，结构板(2)相对于其纵轴线镜像对称地构成。
9.根据权利要求1至8所述的蓄电池冷却器(1)，其特征在于，隔片(9)在俯视图中的横截面呈圆形。
10.根据权利要求1至9所述的蓄电池冷却器(1)，其特征在于，隔片(9)在俯视图中的横截面呈椭圆形。
11.根据权利要求1至10所述的蓄电池冷却器(1)，其特征在于，结构板(2)在装配两个装配框(11)和两个属于装配框(11)的端板(10)期间被保持并且相互压紧，其中，结构板(2)由两个销钉(14)在装配框(11)的固定点(12)和长形孔(13)中保持位置，其中，所述固定点(12)和长形孔(13)位于结构板(2)的对称线中。
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