CN104819603A - 一种口琴通道平行流式换热器 - Google Patents

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沈兆建
陈荣波
宋仕娟
马树洋
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F28F1/00Tubular elements; Assemblies of tubular elements
    • F28F1/02Tubular elements of cross-section which is non-circular
    • F28F1/04Tubular elements of cross-section which is non-circular polygonal, e.g. rectangular

Abstract

本发明涉及一种口琴通道平行流式换热器。该换热器结构简单合理,增加有效换热面积,提高了热交换效率,换热效果好,易安装连接,装配方便;铝材结构,重量轻;采用NOCOLOK钎焊,焊接质量好,结构可靠;选用制冷剂作为介质,简化了电动车的冷却系统。所述的换热器包括上节流管、下节流管;所述的节流管上连接有进水管路以及出水管路,且节流管两端都设有堵盖;所述的上节流管与下节流管之间设有若干个散热管道,所述的散热管道为多通道管路,该散热管道截面为扁平的口琴形。

Description

一种口琴通道平行流式换热器
技术领域
本实用电动汽车的热管理系统领域,具体涉及一种口琴通道平行流式换热器。
背景技术
换热器(heat exchanger)是一种在不同温度的两种或两种以上流体间实现物料之间热量传递的节能设备,是使热量由较高的流体传递给温度较低的流体,使流体温度达到流程规定的指标。
电动汽车中的电池组需要热管理装置(换热器)来保证它们的性能、耐久性和安全性。性能可在低温下受到损害,而耐久性可在高温下受到损害。
中国专利:CN204142045U,公开了一种换热器,包括
第一液室和第二液室;连通所述第一液室和第二液室的多个扁通管;
外壳,所述外壳从四周包围所述多个扁通管,所述外壳、第一液室及第二液室形成一封闭空间,所述多个扁通管位于所述封闭空间内。
高压侧第一介质流经由两个液室与扁通管组成的通道,低压侧第二介质流经由外壳和两个液室形成的封闭空间,第一介质与第二介质通过扁通管管壁和两个液室侧壁进行热交换,结构简单,扁通管可以有效地增加产品的耐压强度,而且流通通道型式多样化,可以根据实际需要任意调整流通通道结构,以适应各种产品的需要。
通常电动车换热器采用的是空冷,虽然该种换热器采用了液冷的方式,但是与空冷的换热器一样具有以下的缺点:
1、          结构复杂,以致安装使用或者维修均不便。
2、          热效率低,空间利用率低下。
3、          制造成本高。
发明内容
为了克服背景技术的不足,本发明提供一种口琴通道平行流式换热器,该换热器结构简单合理,增加有效换热面积,提高了热交换效率,换热效果好,易安装连接,装配方便,而且简化制造工艺和降低生产成本,易于推广。
本发明所采用的技术方案是: 一种口琴通道平行流式换热器,从上至下依次设有电池组、换热器以及底板,该换热器总成位于外壳内,所述的换热器包括上节流管、下节流管;所述的节流管上连接有进水管路以及出水管路,且节流管两端都设有堵盖;
所述的上节流管与下节流管之间设有若干个散热管道,上节流管、散热管道以及下节流管之间形成制冷剂流道;制冷介质从进水管路进入,经过散热管道,从出水管路流出;
所述的散热管道为多通道管路,该散热管道截面为扁平的口琴形。
近一步的,所述的上节流管、散热管道以及下节流管之间形成一组或若干组制冷剂流道回路,单组制冷剂流道回路包括两个并列的散热管道组成,两个散热管道的流向为相反方向;上下节流管上都设有隔板,上节流管的隔板设置在两个并列的散热管道之间,下节流管的隔板设置在两个制冷剂流道回路之间;所述的进水管路与制冷剂流道回路的进口端连接,出水管与制冷剂流道回路的出口端连接。
近一步的,所述散热管道口径的高度范围为1~5mm,宽度范围为30~80mm。
近一步的,所述的节流管为圆柱形,该圆柱形直径为散热管道高度的3~5倍。
近一步的,所述的散热管道为单排。
近一步的,所述的进水管路与出水管路都连接在上节流管上,所述的上节流管上侧设有两个接头,所述的进水管路、出水管路与接头通过螺母连接。
近一步的,所述的散热管道底部设有支架,所述支架设置有支撑和减震作用的弹簧片,所述弹簧片的材质为不锈钢,弹簧片设计成倒V型的支架弹簧。
近一步的,散热管道与上下节流管以及隔板与上下节流管都通过NOCOLOK钎焊而成。
近一步的,所述的进水管与出水管的另一端为同一个朝向,且端部都通过螺母连接有进水口以及出水口。
近一步的,所述的散热管道的材质为ENAW-3003,表面无复合层。
本发明的有益效果是:由于采取上述技术方案,该新型电动汽车换热器结构简单合理,增加有效换热面积,提高了热交换效率,换热效果好,易安装连接,装配方便,而且简化制造工艺和降低生产成本,易于推广;采用NOCOLOK钎焊,焊接质量好,结构可靠;选用制冷剂作为介质,简化了电动车的冷却系统。
附图说明
图1为本发明的爆炸图。
图2为换热器的结构示意图。
图3为换热器的底部示意图。
图4为口琴形的散热管道截面图。
图中1、电池组;2、换热器;21、上节流管;22、下节流管;23、进水管路;24、出水管路;25、堵盖;26、散热管道;27、隔板;28、进水口;29、出水口;210、支架;211、不锈钢弹簧片;3、底板;4、外壳。
具体实施方式
下面结合附图对本发明实施例作进一步说明:
如图1-图4所示,一种口琴通道平行流式换热器,从上至下依次设有电池组1、换热器2以及底板3,该换热器总成位于外壳4内,所述的换热器包括上节流管21、下节流管22;所述的节流管上连接有进水管路23以及出水管路24,且节流管两端都设有堵盖25;
所述的上节流管21与下节流22管之间设有若干个散热管道26,上节流管21、散热管道26以及下节流管22之间形成制冷剂流道;制冷介质从进水管路23进入,经过散热管道26,从出水管路24流出;
所述的散热管道26为多通道管路,该散热管道26截面为扁平的口琴形。需要指出的是,口琴形的散热管道26并不等同与现有的多个扁平管组合而成,本领域内技术人员不能简单的从多个扁平管推出口琴形的散热管道26。本领域内技术人员都会用扁平管来作为散热管道26,而申请人付出了长时间的创造性劳动,最终设计出了该口琴形的散热管道26。
口琴形的散热管道26相对于多个扁平管而言,首先热交换率更高,假设要达到十个相并列的扁平管的效果,口琴形的散热管道只需要单个散热管道里开十个口琴孔即可,热交换效率更高,把流体分隔成若干个细小的支流,热交换效率会明显的高于不分流的流体。
其次,达到相同的热交换效果,口琴形的散热管道26用料更省,可以大大的节约成本,而且结构会更加的简单,易于装配。
所述的散热管道26的材质优选为ENAW-3003,表面无复合层。该材质的管道适合加工,易于口琴形的成形,同时材质较轻,减轻了整个换热器的重量。
所述的散热管道26为单排,是因为要与电池表面贴合。单排的口琴形散热管道26主要的作用也是在相同的热交换效率下,单排可以实现结构更简单,成本更低,同时,质量更轻的效果。
所述散热管道26口径的高度范围为1~5mm,宽度范围为30~80mm。该高度与宽度随散热器规格而变动。
所述的节流管21、22为圆柱形,该圆柱形直径为散热管道26高度的3~5倍。本发明另一个创新点就是节流管为小口径的圆柱形,现有技术是多个扁平管需要同时与节流管相连,结果就是要求节流管横截面要足够大,这样才能保证连接足够多的扁平散热管,以致于增加了制造成本以及整个换热器的重量。
而本发明的小口径圆柱形节流管之所以能实现结构简单,重量轻,制造成本低等一系列优点,是由于本发明只需要连接单排口琴形散热管道就可以实现较高的热交换效率,由于单排所需要连接的空间少,因此,节流管可以实现小口径。
该节流管的另一个作用就是可以使内部的流体温度均匀,小口径的圆柱形相比较大口径的,使得单位时间内通过的流量较小,截面积也较小,这样内外部的温度差会较为均匀。
所述的上节流管21、散热管道26以及下节流管22之间形成一组或若干组制冷剂流道回路,单组制冷剂流道回路包括两个并列的散热管道26组成,两个散热管道26的流向为相反方向;上21下节流管22上都设有隔板27,上节流管21的隔板27设置在两个并列的散热管道26之间,下节流管22的隔板27设置在两个制冷剂流道回路之间;所述的进水管路23与制冷剂流道回路的进口端连接,出水管路24与制冷剂流道回路的出口端连接。
该换热器的制冷剂流动方向是:从进水管路23流入,经过上节流管21,制冷剂从第一组制冷剂流道回路的进口端进入,分别通过散热管道26的口琴形管道,由于隔板27的存在,因此只能流向单个散热管道26,制冷剂到达下节流管22时,也由于隔板的存在,只能流向反方向的另一个散热管道26,如此,又回流到了上节流管21;由于前一组制冷剂流道回路的出口端经上节流管21与后一组的冷剂流道回路的进口端连通,类似的,第二,第三组制冷剂流道回路也是这样的流向,最后制冷剂完成热交换过程,从出水管路23流出。同时,制冷剂与冷却液相比,相同热交换效率下,流量更小,压力更小。
所述的进水管路23与出水管路24都连接在上节流管21上,所述的上节流管21上侧设有两个接头,所述的进水管路23、出水管路24与接头通过螺母连接。所述的进水管路23与出水管路24的另一端为同一个朝向,且端部都通过螺母连接有进水口28以及出水口29。
本发明的另一个创新点是进水管路23与出水管路24与上节流管21为可拆卸连接。现有的散热器都是进水口与出水口与节流管为一体式设置,本发明设计成可拆卸式的作用是:首先,可以延长从制冷剂流动的长度,根据不同的型号可以设置不同长度的进水管路23与出水管路24,制冷剂流动的长度也不同,这样可以近一步增加换热效率;另外,适应性强,同样的换热器只需要换上不同的管路,就可以适配不同的型号;最后进水口以及出水口为同一朝向,可以方便的接入制冷剂以及接出制冷剂。
所述的散热管道26底部设有支架210,所述支架210设置有支撑和减震作用的弹簧片211,所述弹簧片211的材质为不锈钢,弹簧片211设计成倒V型的支架弹簧。
本发明的另一个创新点支架上设置的不锈钢弹簧片211,倒V型的支架弹簧可以让换热器起到很好的减震作用,避免了因为电动汽车行驶过程中颠簸引起的整个换热器的损坏。
散热管道26与上21下节流管22以及隔板27与上21下节流管22都通过NOCOLOK钎焊而成。采用NOCOLOK钎焊,焊接质量好,结构可靠;
各位技术人员须知:虽然本发明已按照上述具体实施方式做了描述,但是本发明的发明思想并不仅限于此发明,任何运用本发明思想的改装,都将纳入本专利专利权保护范围内。

Claims (10)

1.一种口琴通道平行流式换热器,从上至下依次设有电池组、换热器以及底板,该换热器总成位于外壳内,其特征在于:所述的换热器包括上节流管、下节流管;所述的节流管上连接有进水管路以及出水管路,且节流管两端都设有堵盖;
所述的上节流管与下节流管之间设有若干个散热管道,上节流管、散热管道以及下节流管之间形成制冷剂流道;制冷介质从进水管路进入,经过散热管道,从出水管路流出;
所述的散热管道为多通道管路,该散热管道截面为扁平的口琴形。
2.根据权利要求1所述口琴通道平行流式换热器,其特征在于:所述的上节流管、散热管道以及下节流管之间形成一组或若干组制冷剂流道回路,单组制冷剂流道回路包括两个并列的散热管道组成,两个散热管道的流向为相反方向;上下节流管上都设有隔板,上节流管的隔板设置在两个并列的散热管道之间,下节流管的隔板设置在两个制冷剂流道回路之间;所述的进水管路与制冷剂流道回路的进口端连接,出水管与制冷剂流道回路的出口端连接。
3.根据权利要求1所述口琴通道平行流式换热器,其特征在于:所述散热管道口径的高度范围为1~5mm,宽度范围为30~80mm。
4.根据权利要求1所述口琴通道平行流式换热器,其特征在于:所述的节流管为圆柱形,该圆柱形直径为散热管道高度的3~5倍。
5.根据权利要求4所述口琴通道平行流式换热器,其特征在于:所述的散热管道为单排。
6.根据权利要求2或5所述口琴通道平行流式换热器,其特征在于:所述的进水管路与出水管路都连接在上节流管上,所述的上节流管上侧设有两个接头,所述的进水管路、出水管路与接头通过螺母连接。
7.根据权利要求1所述口琴通道平行流式换热器,其特征在于:所述的散热管道底部设有支架,所述支架设置有支撑和减震作用的弹簧片,所述弹簧片的材质为不锈钢,弹簧片设计成倒V型的支架弹簧。
8.根据权利要求1所述口琴通道平行流式换热器,其特征在于:散热管道与上下节流管以及隔板与上下节流管都通过NOCOLOK钎焊而成。
9.根据权利要求6所述口琴通道平行流式换热器,其特征在于:所述的进水管与出水管的另一端为同一个朝向,且端部都通过螺母连接有进水口以及出水口。
10.根据权利要求1所述口琴通道平行流式换热器,其特征在于:所述的散热管道的材质为ENAW-3003,表面无复合层。
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