CN103178312A - 模块化流体输送系统 - Google Patents

Abstract

提出了一种用于电动车辆中电池的模块化热处理系。在一个实施例中，提出了用于电动车辆中电池的模块化热处理系统。模块化系统包括多个歧管段。每个歧管段进一步包含适合连接到电池单元的换热片的多个流体端口。每个歧管段与由多个单元和换热片组成的电池组相对应。提供至少一个歧管夹紧件用于将两个相邻歧管段固定在一起。歧管夹紧件桥接接头并与两个歧管段中每个歧管段的保持结构接合，以便防止两个歧管段之间的纵向分离。布置多个歧管夹紧件将多个歧管段固定在一起以匹配多个电池组结构。

Description

模块化流体输送系统

技术领域

公开了一种用于电动车辆中电池的模块化热处理系统的多种实施例的模块化流体输送系统。

背景技术

诸如电池电动车辆（BEV）、插电式电动车辆(PHEV)或混合电动车辆(HEV)之类的车辆装有充当车辆能量来源的电池，诸如高电压电池。电池容量和循环寿命可能取决于电池的工作温度而改变。当车辆工作时或当车辆充电时，通常希望维持电池在指定的温度范围内。

带有电池的车辆可以包括为电池提供温度控制的冷却系统，因此维持充电容量并且延长电池寿命，以及改进电池的其它工作特性。

发明内容

在一个实施例中，提出了一种用于电动车辆中牵引用电池的模块化热处理系统。模块化系统包括多个歧管段，每个歧管段具有阴端和阳端。当两个歧管段被纵向连接时，阳端可以被相邻歧管段的阴端接收以形成紧密/紧凑的（compact）接头。沿歧管段的外表面形成多个保持结构/特征（feature）。在阴端和阳端中的每一端都形成至少一个保持结构。提供至少一个歧管夹紧件用于固定两个相邻歧管段。歧管夹紧件桥接接头并与两个歧管段中的保持结构中的每一个接合，以便防止两个歧管段之间的纵向分离。

在另一个实施例中，多个保持结构包括阴保持结构和阳保持结构，阴保持结构是沿每个歧管段的阴端邻近接头限定的第一底切凹口，阳保持结构是沿每个歧管段的阳端邻近接头限定的第二底切凹口。歧管夹紧件包括用于接合第一和第二底切凹口的至少两个凸舌以提供卡接，从而将两个歧管段固定在一起。

在又一个实施例中，每个阴端包括密封件。

在进一步的实施例中，多个保持结构包括阴保持结构和阳保持结构，阴保持结构沿每个歧管段的阴端被相邻的接头限定，阳保持结构沿每个歧管段的阳端邻近接头限定。阴、阳保持结构的每个包括延伸到歧管段外表面内的凹口。凹口包括接合壁，使该接合壁成角度以便以歧管夹紧件提供卡接并防止分开。阴保持结构是阳保持结构的镜像。

在另一个实施例中，歧管夹紧件包括中心部分以及第一和第二凸舌。歧管夹紧件的中心部分桥接接头以防止相邻歧管段之间的弯曲运动。第一凸舌与阴保持结构接合并且第二凸舌与相邻歧管段的阳保持结构接合，以防止相邻歧管段的分离。

在又一个实施例中，每个保持结构包括在歧管段外表面上延伸的升高部分。歧管夹紧件进一步包括至少一个旋转防止爪。旋转防止爪与升高部分中的一个接合以使歧管夹紧件相对歧管段的旋转减到最小。

在进一步的实施例中，模块化热处理系统包括适合密封远端歧管段的端盖。通过与保持结构中的一个接合，端盖被固定到歧管段。

在另一个实施例中，每个歧管段包括多个流体端口。每个流体端口适合连接到电池单元的换热片。每个歧管段与由多个单元和换热片组成的电池组相对应。布置多个歧管夹紧件将多个歧管段固定在一起以匹配/适应于（accommodate）多个电池组结构。

在又一个实施例中，提供了一种用于将歧管段中的一个固定到热配件的安装夹紧件。安装夹紧件至少与保持结构中的一个接合以防止热配件和歧管段之间的纵向分离。

在另一个实施例中，热配件将歧管段固定到入口或出口。

在进一步的实施例中，热配件是用于密封歧管段中的一个的远端的端盖。

在另一个实施例中，安装夹紧件包括至少一个旋转防止爪。

在又一个实施例中，多个歧管段形成上热管路和下热管路。上热管路和下热管路中的一个被连接到流体入口，而上热管路和下热管路中另一个被连接到流体出口。

在另外一个实施例中，提供了一种模块化流体循环系统。流体循环系统包括多个模块化歧管段。每个歧管段具有带有突出部分的阳端和带有接收相邻歧管段突出部分的接收座（receptacle）的阴端。来自相邻歧管段的突出部分和接收座被连接在一起以形成紧密的接头。第一保持凹口在每个歧管段的阴端邻近接头被限定。第二保持凹口在每个歧管段的阳端邻近接头被限定，其中当相邻歧管段被连接在一起时第二保持凹口是第一保持凹口的镜像。至少一个歧管夹紧件将相邻歧管段同轴对准固定。歧管夹紧件具有桥接接头的中心部分和用于分别接合第一和第二保持凹口的至少两个凸舌。歧管夹紧件防止相邻歧管段之间的纵向分离。布置多个歧管夹紧件将多个歧管段固定在一起，从而限定模块化流体循环系统的多种结构。

在另一个实施例中，第一和第二保持凹口中的每个都包括延伸到歧管段外表面内的一对凹口。一对凹口沿外表面被布置在完全/直径相反的位置。

在另一个实施例中，每个歧管段包括在歧管段外表面上邻近第一和第二保持凹口延伸的第一和第二升高部分。

在另一个实施例中，歧管夹紧件包括至少一个旋转防止爪。爪与第一和第二升高部分中的一个接合以使歧管夹紧件相对歧管段的旋转减到最小。

在另一个实施例中，第一和第二保持凹口中的每个保持凹口包括前接合壁，使该前接合壁成角度以便为以歧管夹紧件的凸舌提供卡接并防止分开。

在又一个实施例中，提供了一种模块化流体循环系统。当相邻歧管段被连接在一起形成紧密的接头时，多个模块化歧管段中的每个都具有带有突出部分的阳端和带有接收突出部分的接收座的阴端。沿接头布置密封件以便当歧管段被同轴连接在一起时在相邻歧管段之间密封。第一底切凹口沿每个歧管段的阴端邻近接头限定。第二底切凹口沿每个歧管段的阳端邻近接头限定。提供至少一个歧管夹紧件用于将相邻歧管段轴向对准固定。歧管夹紧件具有用于接合第一和第二底切凹口的至少两个凸舌以提供卡接。歧管夹紧件适合防止相邻歧管段的纵向分离以便确保密封件在相邻歧管段之间保持密封。多个歧管夹紧件适合将多个歧管段固定在一起以限定模块化流体循环系统的多种结构。

在另一个实施例中，提供了一种用于将歧管段中的一个固定到流体部件的安装夹紧件。安装夹紧件具有用于与第一和第二底切凹口中的至少一个接合的至少一个凸舌，以将流体部件固定到歧管段中的一个。

基于示出的实施例的附图和以下详细说明，上述实施例和本发明的其它方面将被更好地理解。

附图说明

图1是依据本发明实施例的热处理系统的透视图；

图2是图1中示出的热处理系统的一部分的透视图；

图3是图1中示出的热处理系统的一部分的另一个透视图；

图4是图1中示出的热处理系统的一部分的分解视图；

图5是图1中示出的热处理系统的一部分的透视图；

图6是图5中沿线6-6的横截面视图；

图7是图6中示出的沿线7-7的横截面视图；

图8是图1中示出的热处理系统中的一个零件的透视图；以及

图9是图1中示出的热处理系统中的另一个零件的透视图。

具体实施方式

根据要求，此处公开了本发明的详细实施例，但是应理解公开的实施例仅仅是本发明的示例，这些示例可以以不同且替代的方式体现。图形不一定是按比例的，一些图形可以被放大或缩小以显示特定部件的细节。因此，此处公开的具体结构和功能细节不能被理解为是限制性的，而仅仅作为代表性的依据指导本领域技术人员以多种形式利用本发明。

图1示出了用于牵引用电池12的流体热处理系统10。电池12可以是用于电池电动车辆（BEV）、插电式电动车辆(PHEV)或混合电动车辆(HEV)，或需要模块化部件（诸如电池）热处理的其他应用。

如图1所示，电池12是具有一系列电池模块14的电池组。每个电池模块14可以包含一个电池单元或多个电池单元。电池12可以是适合容纳多种电池模块14配置的模块化电池，电池模块14被连接在一起以使得电池12具有不同的尺寸或容量。由于车辆中的封装限制、不同应用中的不同电力需求或影响电池12尺寸的可变因数的任意组合，需要不同的电池配置。

借助来自热处理系统10的冷却液加热或冷却在每个电池模块14内的各个电池单元。电池12和每个单元的温度确定了电池12能接收的电荷量以及当存储在电池12中时可被使用的电荷量。热处理系统10调节单元温度以便保持电池的使用寿命、允许适当的充电和满足车辆的性能属性。热处理系统10通过对电池12的流体热传递提供加热和冷却。在一个实施例中，热处理系统10使冷却液循环流经临近电池12中单元的换热片中的冷却通道，以便主要利用对流热传递来加热或冷却电池12。

热处理系统10包括多个模块化歧管段16，该歧管段适合连接每个电池单元的每个冷却通道或换热片。歧管段16可以被连接在一起以允许电池12和热处理系统10的不同结构。可以设置歧管段16的尺寸以允许不同类型的电池模块14。

可以借助歧管夹紧件18将歧管段16连接在一起。可以将歧管段16连接在一起以形成上热管路20和下热管路22。上热管路20可以被连接到流体入口24，下热管路22可以被连接到流体出口26，或反之亦然。歧管段16可以被连接到电池模块14。然后，当电池模块14被连接时，歧管段16可以彼此连接。考虑了歧管段16可以与电池模块14整体形成。歧管段16也可以与电池模块14单独形成，但是歧管段16可以与电池模块14封装为一个部件。在另一个实施例中，在电池模块14彼此连接后，歧管段16可以被连接到电池模块14。

热处理系统10可以容纳多排电池组12。例如，如图1所示，热处理系统10可以具有第一排30和第二排32。第一排30和第二排32可以与跨接管路34连接。如图1所示，可以沿跨接管路34布置流体入口24和流体出口26。

参见图2和图3，示出的热处理系统10具有通过歧管夹紧件18连接的多个歧管段16。歧管段16也可以用安装夹紧件38连接到另一个热部件。安装夹紧件38可以被用于将歧管段16连接到如下部件，诸如被连接到跨接管路34的配件40。

每个歧管段16可以包括多个流体端口44，如图3所示。流体端口44是等间距分隔的并适合连接到每个电池模块14中的每个电池单元的冷却通道或换热片。每个歧管段16包括与每个电池模块14的换热片相对应的流体端口44。正如图2和图3所示，靠近相邻的电池模块14堆放每个电池模块14。为了保持流体端口44之间的密间距，歧管的接头46也必须是紧凑的。在歧管段16之间具有紧凑密封面的小接头46对确保无流体泄漏提出了挑战。例如，在所示出的实施例中，接收阴端50不潜在地阻塞流体端口44就不能延伸到相邻歧管段16的阳端52内端口。

歧管段16可以由塑料或其他任意适合的材料制成。流体端口44可以由相对于冷却通道或换热片进行密封的橡胶、弹性体或任意密封垫材料形成。当歧管段16为注塑成型时，流体端口可以为包覆成型或插入成型。

参见图4，每个歧管段16可以具有联接阴端50和联接阳端52。阳端52包括适合被插入阴端50中开口58的突出部分54。阳端52沿阴端50在嵌套在开口58中的衬环或O型环56上密封。虽然示出了歧管段16之间的接收-插入式联接，但是也考虑到其它联接结构。例如，歧管段16可以具有带有对称联接特征或其他任意联接结构的远端50、52。

由于歧管的接头46的封装限制，可能仅仅有适用于一个O型环56的足够空间。为了确保无流体泄漏，歧管段16必须被限制以便歧管段16不发生分离，并保持轴向对准以便O型环56保持密封。接头46仅仅具有一个O型环56，并且接头46的长度与接头46的直径的低比值使得相对于具有较长且包括两个O形环的接口而言，歧管段16的自对准更加困难。

歧管夹紧件18将歧管段16固定在一起。歧管夹紧件18限制了歧管段16，以便当系统10受压时歧管段16彼此分离最小的距离。例如，当系统10受压时，歧管夹紧件18可以防止歧管段16纵向移动大约1毫米或更少。歧管夹紧件18也可以防止歧管段16的角度或旋转运动，诸如沿歧管段16的扭转或弯曲。歧管夹紧件18也可以保证当歧管段16被同轴连接时彼此充分地接合。

每个歧管段16包括用于保持歧管夹紧件18的多个保持结构64。正如图5至图7所示，保持结构64可以包括延伸到歧管段16的外表面70内的凹口68。保持结构64可以包括在歧管段16的外表面70上延伸的升高部分72。保持结构64可以进一步包括前接合壁76。接合壁76可以延伸到凹口68内，并且也可以沿升高部分72延伸。

保持结构64可以包括具有接合壁76的底切凹口68，接合壁76以不垂直于外表面70的角度形成，以便为歧管夹紧件18提供刚性接合。刚性接合可以是过盈配合，诸如卡接。接合壁76可以具有从1°到5°的角度θ或其它任意适当的角度以允许歧管夹紧件18卡入到每个歧管段16合适的位置并防止分开。凹口68也可以包括斜侧壁80。保持结构64也可以包括形成凹口68的一部分的斜壁78。斜壁78位于接合壁76的对面以使歧管夹紧件18的连接更容易。

保持结构64可以包括沿外表面70被布置在完全相反位置的一对凹口68。也可以作为沿外表面70的至少一部分圆周延伸的凹槽形成凹口68。

每个歧管段16具有在联接阴端50和联接插入段52的每一个形成的至少一个保持结构64。在一个实施例中，在阴端50的保持结构64是在阳端52的保持结构的镜像。在附图中示出的实施例中，设置接合部分的取向以便接合壁76和升高部分72被布置为比斜壁78更靠近远端50、52。在一个实施例中，歧管段16包括邻近远端50、52的肩部90。在阴端50和阳端52的保持结构64与肩部90等间距地隔开。在另一个实施例中，升高部分72可以作为歧管段16的肩部90的一部分形成，并围绕歧管段16的圆周延伸。保持结构64可以相对于歧管段的中心轴线被对称地布置。沿歧管段16的每个远端布置肩部90。当歧管段16被连接在一起时，肩部90紧靠相邻歧管段16的肩部90。

保持结构64被配置为被几个夹紧件接合，包括歧管夹紧件18和安装夹紧件38，分别如图8和图9所示。夹紧件18、38可以由塑料形成以便夹紧件18、38能够被弹性地连接到歧管段16。例如，夹紧件18、38可以与位于歧管段16上的保持结构64具有过盈配合或卡接配合。可替换地，夹紧件18、38可以由冲压金属或允许夹紧件18、38以刚性保持被迅速连接到歧管段16的其它任意金属制成。

首先看图8中的歧管夹紧件18，歧管夹紧件18可以包括多个保持凸舌100以防止歧管段16的轴向分离。在一个实施例中，歧管夹紧件18包括至少一个凸舌100。凸舌100可以包括齿102。可以使齿102成角度以匹配保持结构64中接合壁76的角度，以便提供刚性保持和更好的接合。齿102可以包括一对成角度的侧壁104。可以使侧壁104成角度以匹配凹口68中侧壁80的角度。

如图8所示，歧管夹紧件18包括多个凸舌100。凸舌100与沿歧管段16被布置在完全相反位置的一对保持结构64接合。在另一个实施例中，保持结构可以包括作为凹槽形成的凹口68，并且凸舌100可以在多个位置与凹槽接合。

歧管夹紧件18也可以包括旋转防止爪106。旋转防止爪106可以在相对保持凸舌100大体垂直的方向延伸。旋转防止爪106可以与界面接合以使歧管夹紧件18相对歧管段16的旋转减到最小。如图5所示，歧管夹紧件18包括多个旋转防止爪106。在一个实施例中，旋转防止爪106与沿升高部分72形成的旋转防止界面接合。可以大体垂直于接合壁76形成旋转防止界面。旋转防止爪106可以在多个位置与保持结构64接合，以便至少防止歧管夹紧件18朝两个方向的旋转。

歧管夹紧件18也可以包括用于连接多个凸舌100和多个旋转防止爪106的连接部分108。连接部分108可以具有围绕歧管段16的部分圆周延伸的圆弧形状。同样考虑连接部分可以具有矩形形状或与歧管段16的外表面70的形状相应的其它形状。

现转向图9中所示的安装夹紧件38，安装夹紧件38也可以包括多个保持凸舌110。凸舌110可以包括在凸舌110远端的齿112。可以使齿112成角度以匹配保持结构64中接合壁76的角度，以便提供刚性保持和更好的接合。齿可以包括一对成角度的侧壁114。可以使侧壁114成角度以匹配凹口68中侧壁80的角度。

如图9所示，安装夹紧件38可以包括至少两个凸舌110。凸舌110可以与沿歧管段16被布置在完全相反位置的一对保持结构64接合。

安装夹紧件38可以包括旋转防止爪116。旋转防止爪116可以在相对于保持凸舌110大体垂直的方向延伸。旋转防止爪116可以与界面接合以使安装夹紧件38相对歧管段16的旋转减到最小。如图5所示，安装夹紧件38包括至少两个旋转防止爪116。在一个实施例中，旋转防止爪116可以与沿升高部分72形成的旋转防止界面接合。可以大体垂直于接合壁76形成旋转防止界面。旋转防止爪116可以仅仅从凸舌110的一侧延伸。旋转防止爪116可以在多个位置与保持结构64接合，以便至少防止安装夹紧件38朝两个方向的旋转。

安装夹紧件38也可以包括连接部分118，其连接凸舌110并用于将安装夹紧件38连接到另一个部件。例如，如图7所示，连接部分118可以围绕配件40配合以便将配件40连接到歧管段16。配件40可以具有从配件40延伸并具有大于安装夹紧件38内直径120的外直径的凸缘42。

连接部分118也可以适合围绕诸如图4中所示的端盖60这样的部件配合。连接部分118可以具有围绕配件40或端盖60的直径延伸的圆形形状。同样考虑连接部分118可以具有矩形形状或与被连接到歧管段16的部件形状相应的其它任意形状。连接部分118可以是如所示的圆形开口，以允许部件相对安装夹紧件38旋转。但是连接部分118可以与诸如配件40或端盖60的部件形成单件。

图6和图7示出了与在歧管段16中形成的保持结构64接合的夹紧件38的横截面视图。虽然沿图5中的安装夹紧件38示出横截面，但是应理解与保持结构64接合的夹紧件38的横截面大体是相同的。

由于保持结构64沿歧管段16一致地成形，因而借助歧管夹紧件18可以将若干歧管段16连接在一起以匹配不同热处理系统10的配置。也应理解安装夹紧件38适于与歧管夹紧件18匹配相同的保持结构64。因此，热处理系统10可以很容易地适于匹配不同电池12的尺寸和结构。

虽然在上面描述了不同的实施例，这并不意味着这些实施例描述了本发明所有可能的形式。而是，本说明书使用的词是描述性的词而不是限制性的词，并且应当明白在不违背本发明的精神和范围的情况下可以做出多种更改。此外，多种实施例的特征可以被组合以形成本发明进一步的实施例。

Claims (10)

1.一种用于电动车辆中牵引用电池的模块化热处理系统，所述热处理系统包含：

多个歧管段，每个歧管段具有阴端和阳端，当两个歧管段被纵向连接时，所述阳端能够被相邻歧管段的所述阴端接收以形成紧密的接头；

沿所述歧管段的外表面形成多个保持结构，至少一个保持结构形成在所述阴端和所述阳端中的每一个处；以及

用于固定两个相邻歧管段的至少一个歧管夹紧件，所述歧管夹紧件桥接所述接头并与所述两个歧管段中的每个歧管段的所述保持结构接合，因此防止两个歧管段之间的纵向分离。

2.如权利要求1所述的模块化热处理系统，其中所述多个保持结构包含阴保持结构和阳保持结构，所述阴保持结构是沿每个所述歧管段的所述阴端邻近所述接头限定的第一底切凹口，所述阳保持结构是沿所述每个歧管段的所述阳端邻近所述接头限定的第二底切凹口；以及

所述歧管夹紧件包括用于接合所述第一和第二底切凹口的至少两个凸舌以提供卡接，从而将所述两个歧管段固定在一起。

3.如权利要求1所述的模块化热处理系统，其中每个所述阴端都包括密封件。

4.如权利要求1所述的模块化热处理系统，其中所述多个保持结构包括阴保持结构和阳保持结构，所述阴保持结构沿每个所述歧管段的所述阴端邻近所述接头被限定，所述阳保持结构沿每个所述歧管段的所述阳端邻近所述接头被限定；以及

其中所述阴保持结构和所述阳保持结构中的每个都包括延伸到所述歧管段的所述外表面内的凹口，所述凹口包括成角度的接合壁，所述阴保持结构是所述阳保持结构的镜像。

5.如权利要求4所述的模块化热处理系统，其中所述歧管夹紧件包括中心部分以及第一和第二凸舌，所述中心部分桥接所述接头以防止相邻歧管段之间的弯曲运动，所述第一凸舌与所述阴保持结构接合并且所述第二凸舌与相邻歧管段的所述阳保持结构接合以防止所述相邻歧管段的分离。

6.如权利要求4所述的模块化热处理系统，其中每个所述保持结构进一步包含在所述歧管段外表面上延伸的升高部分，

其中所述歧管夹紧件进一步包括至少一个旋转防止爪，所述旋转防止爪与所述升高部分中的一个接合以使所述歧管夹紧件相对所述歧管段的旋转最小化。

7.如权利要求1所述的模块化热处理系统，进一步包含适合密封远端歧管段的端盖，所述端盖通过与所述保持结构中的一个接合被固定到所述歧管段。

8.如权利要求1所述的模块化热处理系统，其中每个所述歧管段还包含多个流体端口，每个流体端口适合连接到电池单元的换热片，其中每个歧管段与由多个单元和换热片组成的电池组相对应，其中多个歧管夹紧件被配置为将多个歧管段固定在一起以匹配多个电池组结构。

9.如权利要求1所述的模块化热处理系统，进一步包括用于将所述歧管段中的一个固定到热配件的安装夹紧件，所述安装夹紧件与所述保持结构中的至少一个接合以防止所述热配件与所述歧管段之间的纵向分离。

10.如权利要求9所述的模块化热处理系统，其中所述热配件将所述歧管段固定到入口和出口中的至少一个。

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