CN106225529A - 一种板式换热器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种板式换热器，包括依次连接的膨胀阀、阀连接块、第一换热芯体、安装板和第二换热芯体，其特征在于所述的第一换热芯体具有容置第一冷却液的热侧通道和容置制冷剂的冷侧通道；所述的第二换热芯体具有容置第一冷却液的冷侧通道和容置第二冷却液的热侧通道。本发明采用新的换热器集成方案，利用发动机冷却水来进行对电池升温，大大减小了电池能耗，提高了汽车续航里程；同时将换热芯体、冷却芯体和阀集成在一起，减小了产品体积，同时阀与换热器集成，减少了连接管路，即减少了泄漏风险点，提高了产品可靠性。

Description

一种板式换热器
技术领域
本发明涉及到新能源汽车领域，尤其涉及混合动力汽车领域，具体地说是一种用于冷却电池的板式换热器。
背景技术
电池冷却器常见结构是一种板式换热器，应用于新能源汽车电池冷却系统中。在电池冷却器中有两个或两个以上的通道，每个通道能通过不同的换热介质。如图1所示，一个典型的板式换热器结构，包括膨胀阀a、阀连接块b、制冷剂进口管c、制冷剂出口管d、换热器芯体e、冷却液进口管f和冷却液出口管g。该电池冷却器的换热器芯体e中有两个热交换通道，一侧通入制冷剂，另一侧通入冷却液，制冷剂在换热器芯体e中蒸发吸热，使冷却液冷却，冷却液再通入到电池模组中的换热器进行换热，带走电池工作时产生的热量，实现对电池降温。
为使电池温度维持在合理的工作范围内，当电池温度低于设定值时，需要对电池进行升温加热。目前对电池升温加热一般采用水暖PTC来进行。但是PTC加热能耗大，大大缩短了汽车续航里程。
发明内容
本发明要解决的是现有技术存在的上述技术问题，旨在提供一种改进型的板式换热器，采用换热器集成方式，利用发动机冷却水来进行对电池升温，以减小电池能耗，提高汽车续航里程。
为解决上述问题，本发明采用以下技术方案：一种板式换热器，包括依次连接的膨胀阀、阀连接块、第一换热芯体、安装板和第二换热芯体，其特征在于所述的第一换热芯体具有容置第一冷却液的热侧通道和容置制冷剂的冷侧通道；所述的第二换热芯体具有容置第一冷却液的冷侧通道和容置第二冷却液的热侧通道。
本发明的一种板式换热器，具有两个换热芯体，其中第一换热芯体用于冷却第一冷却液，而第二换热芯体用于加热第一冷却液。再将经过热交换后的第一冷却液通入到电池模组中的换热器进行换热，确保电池模组的温度维持在合理的工作范围内。
当电池模组的温度高于设定值的上限时，关闭第二冷却液的流通通道，打开制冷剂的流通通道，使第一换热芯体工作，第一冷却液与制冷剂在第一换热芯体中进行热交换，制冷剂在第一器换热芯体中蒸发吸热，使第一冷却液冷却，再将第一冷却液通入到电池模组中的换热器进行换热，带走电池工作时产生的热量，实现对电池降温。
当电池模组的温度低于设定值的下限时，关闭制冷剂的流通通道，打开第二冷却液的流通通道，使第二换热芯体工作，第一冷却液与第二冷却液在第二换热芯体中进行热交换，利用发动机冷却水作为第二冷却液对第一冷却液加热，再将第一冷却液通入到电池模组中的换热器进行换热，实现对电池升温。
本发明采用新的换热器集成方案，利用发动机冷却水来进行对电池升温，大大减小了电池能耗，提高了汽车续航里程；同时将换热芯体、冷却芯体和阀集成在一起，减小了产品体积，同时阀与换热器集成，减少了连接管路，即减少了泄漏风险点，提高了产品可靠性。
根据本发明，所述的第一冷却液从第一冷却液进口管流入，并从第一冷却液出口管流出；所述的第二冷却液从第二冷却液进口管流入，并从第二冷却液出口管流出；所述的第二冷却液进口管和第二冷却液出口管设置在所述的第二换热芯体上。
根据本发明，所述的第一冷却液进口管和第一冷却液出口管可以设置在所述的第一换热芯体上，也可以设置在所述的第二换热芯体上，或者分别设置在所述的第一换热芯体和第二换热芯体上。
根据本发明，所述的第一换热芯体和第二换热芯体可以是任何已有的制式结构。一个典型的结构，包括顶板、芯片组和底板，所述的芯片组由多片结构基本相同的芯片叠置而成，相邻芯片之间构成介质通道，冷侧通道和热侧通道交替设置。
根据本明，所述第一换热芯体和第二换热芯体的冷热两侧的介质呈逆流布置。
附图说明
图1是现有换热器的结构示意图。
图2是本发明的换热器的结构示意图。
图3是本发明换热器的爆炸图。
图4和图5是本发明第二换热芯体底板的结构示意图。
图6和图7是本发明第二换热芯体芯片组的结构示意图。
图8和图9是本发明第二换热芯体顶板的结构示意图。
图10是本发明安装板的结构示意图。
图11和图12是本发明第一换热芯体的底板的结构示意图。
图13和图14是本发明第一换热芯体的芯片组的结构示意图。
图15和图16是本发明第一换热芯体的顶板的结构示意图。
图17是本发明阀连接块的结构示意图。
图18是本发明膨胀阀的结构示意图。
图19是本发明第一冷却液在在散热器中的流程示意图。
图20是发明换热器的第二种实施方式的结构示意图。
图21是发明换热器的第三种实施方式的结构示意图。
具体实施方式
图1为现有的散热器的结构示意图，其缺陷前面已经描述了，在此不再赘述。
参照图2和图3，本发明的一种板式换热器，包括依次连接的膨胀阀1、阀连接块2、第一换热芯体3、安装板4和第二换热芯体5，所述的第一换热芯体3具有容置第一冷却液01的热侧通道和容置制冷剂03的冷侧通道；所述的第二换热芯体5具有容置第一冷却液01的冷侧通道和容置第二冷却液02的热侧通道。
所述的第一换热芯体3和第二换热芯体5可以是任何已有的制式结构。本实施例为一个典型的波纹板式换热器结构，所述的第二换热芯体5包括顶板51、芯片组52和底板53。
参照图4和图5，所述的底板53的板体上开设有四个通孔531、532、533和534，分别与固定在板体上的第一冷却液出口管9、第一冷却液进口管8、第二冷却液出口管7和第二冷却液进口管6连通。
参照图6和图7，所述的芯片组52由多片结构基本相同的芯片叠置而成，相邻芯片之间构成介质通道，冷侧通道和热侧通道交替设置。通道内设有波纹状翅片525。每个芯片上开设有四个通孔521、522、523和524。其中，第一冷却液01从通孔522流入，从通孔521流出。第二冷却液02从通孔524流入，从通孔523流出。所述的第一冷却液01和第二冷却液02在通道内呈逆流布置。
参照图8和图9，所述顶板51的板体上开设有两个通孔511和512，第一冷却液01从通孔511流入，从通孔512流出。
参照图10，所述安装板4的板体上开设有两个通孔44、45和三个安装孔41、42和43。所述的通孔44、45分别供第一冷却液01进出。所述的三个安装孔41、42和43用于与汽车车身固定连接。安装板4的两个面46和47分别与第一换热芯体和第二换热芯体相连接。
所述的第一换热芯体3包括顶板31、芯片组32和底板33。
参照图11和图12，所述的底板33的板体上开设有两个通孔331、332，分别供第一冷却液01进出。
参照图13和图14，所述的芯片组32由多片结构基本相同的芯片叠置而成，相邻芯片之间构成介质通道，冷侧通道和热侧通道交替设置。通道内设有波纹状翅片325。每个芯片上开设有四个通孔321、322、323和324。其中，第一冷却液01从通孔322流入，从通孔321流出。制冷剂03从通孔324流入，从通孔323流出。所述的第一冷却液01和制冷剂在通道内呈逆流布置。
参照图15和图16，所述顶板31的板体上开设有两个通孔311和312。制冷剂从通孔311流入，从通孔312流出。
参照图17，所述的阀连接块2上开设有两个通孔21和22，供制冷剂进出。
参照图18，所述的膨胀阀1也是制式结构，包括制冷剂出口12和制冷剂进口11。
本发明的散热器，具有三个独立的通道，即第一冷却液通道、第二冷却液通道和制冷剂通道。
参照图3和图19，第一冷却液01的流程如下：从第一冷却液进口管8进入散热器后分成两路，第一路经第二换热芯体5的冷侧通道，与热侧通道内的第二冷却液进行充分的热交换，降温后从第一冷却液的出口管9流出；第二路直接穿过第二换热芯体5和安装板4后进入第一换热芯体的热侧通道，与冷侧通道内的制冷剂进入热交换后，再次穿过安装板和第二换热芯体，最后从一冷却液的出口管9流出。
第二冷却液02的流程如下：从第二冷却液进口管6进入散热器，流入第二换热芯体5的热侧通道，在此与冷侧通道内的第一冷却液01进行充分的热交换，加热第一冷却液01，从第二冷却液的出口管7流出。第二冷却液02可循环利用发动机的冷却水。
制冷剂03的流程如下：从膨胀阀1的制冷剂进口11流出，进入第一换热芯体3的冷侧通道，在此与热侧通道的第一冷却液01进行热交换，使第一冷却液01降温。
当汽车电池需要进行冷却时，第二冷却液回路关闭不工作，制冷剂01在第一换热芯体3内蒸发吸热，与第一冷却液01进行热量交换，使第一冷却液01的温度降低，再由第一冷却液01对电池进行冷却。
当电池需要升温加热时，第一冷却液01和第二冷却液02在第二换热芯体5内进行换热，使第一冷却液01温度上升，再由第一冷却液01对电池进行加热升温。
参照图20，本发明的另一种实施方式。与第一种实施方式不同之处在于所述的第一冷却液进口管8和第一冷却液出口管9设置在所述的第一换热芯体3上，与膨胀阀1同侧设置，其余结构与第一实施方式相同，也能达到相同的技术效果。
参照图21，本发明的又一种实施方式。与第一种实施方式不同之处在于所述的第一冷却液进口管8和第一冷却液出口管9分别设置在所述的第一换热芯体3和第二换热芯体5上，其余结构与第一实施方式相同，也能达到相同的技术效果。
应该理解到的是：上述实施例只是对本发明的说明，而不是对本发明的限制，任何不超出本发明实质精神范围内的发明创造，均落入本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种板式换热器，包括依次连接的膨胀阀(1)、阀连接块(2)、第一换热芯体(3)、安装板(4)和第二换热芯体(5)，其特征在于所述的第一换热芯体(3)具有容置第一冷却液(01)的热侧通道和容置制冷剂(03)的冷侧通道；所述的第二换热芯体(5)具有容置第一冷却液(01)的冷侧通道和容置第二冷却液(02)的热侧通道。
2.如权利要求1所述的一种板式换热器，其特征在于所述的第一冷却液(01)从第一冷却液进口管(8)流入，并从第一冷却液出口管(9)流出；所述的第二冷却液(02)从第二冷却液进口管(6)流入，并从第二冷却液出口管(7)流出；所述的第二冷却液进口管(6)和第二冷却液出口管(7)设置在所述的第二换热芯体(5)上。
3.如权利要求2所述的一种板式换热器，其特征在于所述的第一冷却液进口管(8)和第一冷却液出口管(9)设置在所述的第二换热芯体(5)上。
4.如权利要求2所述的一种板式换热器，其特征在于所述的第一冷却液进口管(8)和第一冷却液出口管(9)设置在所述的第一换热芯体(3)上。
5.如权利要求2所述的一种板式换热器，其特征在于所述的第一冷却液进口管(8)和第一冷却液出口管(9)分别设置在所述的第一换热芯体(3)和第二换热芯体(5)上。
6.如权利要求1-4任何一项所述的一种板式换热器，其特征在于所述的第一换热芯体(3)和第二换热芯体(5)包括顶板(31、51)、芯片组(32、52)和底板(33、53)。
7.如权利要求1所述的一种板换热器，其特征在于所述第一换热芯体(3)和第二换热芯体(5)的冷热两侧的介质呈逆流布置。
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