CN110718723A - 用于电池和燃料电池堆的热交换器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及与电池和燃料电池堆紧贴组装并有效地冷却所发生的热量，且使组装简化的用于电池的热交换器。本发明的用于电池和燃料电池堆的热交换器用来紧贴设置在电动车辆的一面以冷却电池和燃料电池堆，且包括：上端板，呈平板状，在一侧钻有流入口孔且在另一侧钻有流出口孔；下端板，与所述上端板紧贴并钎焊组装，且在中心通过压花形成有流路，使得冷却的流体在长度方向循环；流入口管，通过钎焊组装在所述流入口孔，以供给流体；及流出口管，通过钎焊组装在所述流出口孔，以排放流体，从而，可以使制造过程简化，提高工作效率，降低产品成本，可以使用于冷却的流体均匀地经由和通过下端板的整个流路，使得能够快速地交换电池中产生的热量。

Description

用于电池和燃料电池堆的热交换器

技术领域

本发明涉及与电池和燃料电池堆紧贴组装来有效地冷却所发生的热量的用于电池和燃料电池堆的热交换器，更详细地，涉及如下的用于电池和燃料电池堆的热交换器，即，通过钎焊(brazing)简单容易组装固定在一侧和另一侧分别固定有流入口和流出口管且具有平面的上板和在内侧以使流体循环的方式通过压花形成有流路的下板，从而，提高组装效率，且使冷却效率显著最大化。

背景技术

近年来，由于环境问题和高油价等，应用电气的环保车辆备受关注。这种环保车辆正在被开发和商业化，例如，作为电子车辆和混合动力电动车辆。

如上所述的电动车辆和混合动力电动车辆(下面统称为电动车辆)通常由多个锂离子电池制造，并且其中应用可充电的高电压电池或燃料电池。

下面，以电池为例进行说明。

这种高电压电池是构成电动车辆的关键部件之一，并且在充电和放电时产生高温的热量，这是对电池的性能和效率具有相当大影响的关键因素，因此必须需要管理。

从而，在大部分的电动车辆中，在电池组中设有冷却系统，以通过所述冷却系统以强制空气冷却方式管理电池的热量。

也就是说，这具有通过使车辆中的空气通过鼓风机马达流入管道并穿过电池组的内部来冷却电池组的热量的结构。

然而，如上所述使用鼓风机马达的冷却系统在高电压电池电气装置中占据的体积次于电池，并且由于在容量增加方面有结构上的限制而增加风量存在局限性。

并且，通过车辆内部的空气进行冷却，因此存在不能将冷却空气的温度调节到最佳温度的限制，此外，存在如果灰尘或水等从车辆内部流入管道内部，则可能成为电池组的故障原因的致命问题。

另一方面，在车辆行驶时，由于电池放电而产生的热量不大，而且，根据车辆的行驶速度产生行驶风，从而仅通过所述行驶风可以冷却电池的热量。因此，在行驶时冷却系统的必要性减少。

但在充电车辆(尤其，急速充电)时，电池的发热量较大，且在车辆处于停止状态时不产生行驶风，因此能够冷却电池的热量的系统是必须的。因此，虽然如上所述存在冷却系统的问题，也为了应对如车辆充电时等产生的热量，在电动车辆需要设置电池冷却系统。

为了解决如上所述的问题，已开发使用基于冷却流体的循环的用于电池的热交换器。

其中，为了弥补上述问题的用于电池的热交换器包括：热交换管，供用于冷却的流体流入和流出，使得所述流体通过所述热交换管的内部空间循环，且所述热交换管以弯曲形式曲折形成为多个；上板，在其底面形成有插入槽，以便与所述热交换管的上部外面紧贴；及下板，以与所述上板相对方式通过结合构件组装，在其上面形成有插入槽，以便与所述热交换管的下部外面紧贴。

根据如上所述的由热交换管、上板及下板构成的用于电池的热交换器，通过循环热交换管内部的用于冷却的流体，从所述热交换管通过上板和下板更有效地冷却与所述上板和下板紧贴的电池。

然而，在如上所述的用于电池的热交换器中，在加工上板、下板及热交换管之后，将热交换管介于上板和下板之间，然后通过结合构件结合，从而通过机器组装完成产品，因此制造工序复杂，且由于在热交换管内部循环的用于冷却的流体经由上板和下板来与电池侧进行热交换，因此电池的冷却效率降低。

为了解决如上所述的问题等，以往如本发明的申请人申请的公开专利申请第2016-48564号所示，在用于电池的热交换器1中，在贯通形成有多个流路的挤压型冷却板20的上侧通过钎焊固定有第一集流管10，以便能够划分所述流路，在所述第一集流管10的中心固定有挡板11且在其两侧组装有流入口30和流出口40，在冷却板20下侧通过钎焊固定有第二集流管10'，以便能够使通过流路流动的流体返回。

但在如上所述的热交换器的情况下，电池B与被挤压成型并具有平坦表面的冷却板20紧密接触，从而可以使电池中产生的热量容易冷却，但为了制造热交换器1，分别加工设置冷却板20、第一集流管10、第二集流管10'、挡板11、流入口30及流出口40等，然后假组装各个构件并通过钎焊完成产品，因此造成制造复杂的问题。

并且，流体需要从第一集流管10被正确分配并进行流入和流出，且在通过冷却板的流路循环的过程中，防止流体的混合才能使冷却效率最大化，但为了上述划分而单独的挡板11以点接触的方式固定在挡板11，因此即使施加小冲击也脱离，由此需要正确加工和通过钎焊的组装，这导致生产率降低和制造成本上升的问题。

现有技术文献

(专利文献)韩国公开专利申请第2016-48564号

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明是为了解决现有技术的问题而研制的，本发明的主要目的在于，通过钎焊(brazing)组装扁平的上端板和通过压花形成有流路的下端板并通过钎焊组装流入口管和流出口管，然后使上端板的外面直接紧贴于电池和燃料电池堆的一面，从而使所发生的热量的冷却效率最大化。

本发明的另一目的在于，结合扁平的上端板和通过压花形成有流路的下端板来通过钎焊以简单制造，从而，提高生产率且降低制造成本。

本发明的再一目的在于，通过凸块(burring)假组装上端板和下端板的外周面，然后进行钎焊，使得组装固定力最大化且即使受到强烈冲击也不会脱离。

(二)技术方案

为了达到上述目的的本发明的构成如下。即，根据本发明的用于电池的热交换器作为紧贴设置在电动车辆的一面以冷却电池的用于电池的热交换器，其特征在于，包括：上端板，呈平板状，在一侧钻有流入口孔且在另一侧钻有流出口孔；下端板，与所述上端板紧贴并通过钎焊组装，且在中心通过压花形成有流路，使得冷却的流体在长度方向循环；流入口管，通过钎焊组装在所述流入口孔，以供给流体；及流出口管，通过钎焊组装在所述流出口孔，以排放流体。

所述下端板的压花上面以与下端板的上面相同的方式加工形成，以便与上端板的下面紧贴。

在所述上端板和所述下端板中，上端板的外缘形成凸块(burring)，在下端板的外缘的与所述凸块相对应的位置钻有结合孔，以便使结合力最大化。

所述下端板的流路根据电池和燃料电池堆的大小形成为多个。

固定在所述上端板的流入口管和流出口管被固定在一侧，下端板的流路另一侧被设置成形成连接路。

所述下端板的压花的中心部分被设置成长长地形成台阶，使得流体均匀分配并通过。

(三)有益效果

根据本发明的用于电池的热交换器，将扁平的上端板和通过压花形成有流路的下端板通过钎焊以简单制造，从而，具有提高生产率且降低制造成本的效果，通过凸块结合上端板和下端板的外周面，然后进行钎焊，使得组装固定力最大化，且具有可以完全防止流体泄漏并在下端板的压花中心部分长长地形成台阶，从而将流体均匀地分布在流路中，从而使冷却效率最大化。

附图说明

图1为说明现有技术的热交换器的立体图。

图2为应用本发明的热交换器的分解立体图。

图3为本发明的热交换器组装立体图。

图4为本发明的凸块结合扩大截面图。

图5为示出在本发明的热交换器中的流体流动的说明图。

图6为示出在本发明的另一实施例的热交换器中的流体流动的说明图。

附图标记说明

100:热交换器

110:上端板

111:流入口孔

112:流出口孔

113:凸块

120:下端板

121:压花

122:流路

123:结合孔

130:流入口管

140:流出口管

150:连接路

具体实施方式

下面，参照附图对根据本发明的用于电池的热交换器的优选实施例进行详细说明。

图2为应用本发明的热交换器的分解立体图，图3为本发明的热交换器组装立体图，图4为本发明的凸块结合扩大截面图，图5为示出在本发明的热交换器中流体的流动的说明图。

如图2至图4所示，根据本发明的优选实施例的用于电池的热交换器紧贴于电动汽车的电池一面并冷却或加热电池，可以将冷媒或热水应用于循环的流体，由此，可以恒定保持用于电动汽车等的电池的温度。下面，以应用用于冷却的冷媒流体的情况为基准进行说明。

本发明的通过热交换冷却电池的热交换器100包括：上端板110，呈扁平的板状，以便紧贴于电池B；下端板120，通过压花形成有流路；流入口管130；及流出口管140。

如果具体说明本发明，就所述热交换器100的上端板110呈扁平的板状，上端板110的一侧钻有流入口孔111且另一侧钻有流出口孔112。

而且，在所述热交换器100的下端板120的中心通过压花121形成有流路122，使得冷却的流体沿长度方向循环。

此时，优选地，所述下端板120的压花121上面以与下端板120的上面相同的方式加工形成，以便与上端板110的下面紧贴。所述下端板120的压花121的中心部分被设置成长长地形成台阶，使得流体均匀分配并通过。

另外，在所述上端板110的外周面形成有凸块113，在下端板120的外缘的与所述凸块113对应的位置钻有结合孔123以便增大结合力。

另一方面，在所述上端板110的流入口孔111固定有能够供给冷媒的流入口管130，且在流出口孔112固定有能够将经过热交换的流体排放的流出口管140。

并且，所述下端板120的流路122可以根据电池的大小划分为多个，优选地，分别独立使用多个流路作为所述流路122，但如图6所示，在流路与流路之间形成连接路150来使流体呈Z字形流动也无妨。

根据如上所述构成的本发明，首先将上端板110和下端板120紧密接触来假组装，在上端板110的流入口孔111和流出口孔112分别插入组装流入口管130和流出口管140，然后通过钎焊完成组装。

此时，为了增大上端板110和下端板120的组装力，可以将上端板的凸块113插入到下端板120的结合孔123来压缩结合，然后通过钎焊进行组装。

如上所述，组装热交换器100来将电池B的表面和热交换器10的上端板110外面紧贴地设置，然后在操作热交换器100时，如图5所示，冷却的冷媒的流体经由固定在上端板110一侧的流入口管130来通过由压花121形成的流路122向箭头方向被引导，然后经由固定在上端板110的另一侧的流出口管140来被流出。

如上所述的冷却流体沿着通过压花121形成的流路122大量循环，从而，将在电池B中产生的热量轻松快速吸收来冷却。

此时，在所述下端板120的压花121的中心长长地形成台阶，流体以所述中心部分为中心向两侧被引导并均匀分配通过，从而使冷却效率最大化。

另一方面，在通过在所述下端板120上的流路122将流体的循环从一侧引导到另一侧的情况下，如图5所示，优选在一侧设置流入口管130且另一侧设置流出口管140，但在一侧将流体流入或流出时，如图6所示，在一侧固定设置流入口管130和流出口管140，在下端板120的流路与流路122之间设置连接路150，使得流体向箭头方向被引导循环。

如上所述，根据本发明的热交换器100，在组装上端板110、形成有流路的下端板120、流入口管130及流出口管140之后，利用钎焊来简单容易地完成组装，从而，由于制造过程简化而提高工作效率，降低产品成本，可以使用于冷却的流体均匀地经由和通过下端板120的整个流路122，使得能够快速地交换电池中产生的热量。

在上面，已经详细说明本发明的具体实施例，然而本发明并不限于此，本领域所属技术人员可以对本发明进行各种修改或改变，该修改或改变均属于本发明的范围。

Claims (1)

1.一种用于电池和燃料电池堆的热交换器，用于紧贴设置在电动车辆的一面以冷却电池和燃料电池堆，其特征在于，包括：

上端板，呈平板状，在一侧钻有流入口孔且在另一侧钻有流出口孔；

下端板，与所述上端板紧贴并钎焊组装，且在中心通过压花形成有流路，使得冷却的流体在长度方向循环；

流入口管，通过钎焊组装在所述流入口孔，以供给流体；及

流出口管，通过钎焊组装在所述流出口孔，以排放流体，

其中，所述下端板的压花上面以与下端板的上面相同的方式加工形成，以便与上端板的下面紧贴，

所述下端板的流路根据电池的大小形成为多个，

固定在所述上端板的流入口管和流出口管被固定在一侧，下端板的流路另一侧被设置成形成连接路，

所述下端板的压花的中心部分被设置成长长地形成台阶，

在所述上端板和所述下端板中，上端板的外缘形成凸块，在下端板的外缘的与所述凸块相对应的位置钻有结合孔，以便使结合力最大化。

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