CN110926254A - 引导冷却流体的冷却管道结构 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于冷却电能存储装置(2)的引导冷却流体的冷却管道结构(1)，具有第一部件(3)，具有焊接至所述第一部件的第二部件(4)，其中所述两个部件(3，4)共同形成所述冷却管道结构(1)，在此对于本发明必要的是，在每种情况下具有一个凸起平顶(6)的升起的凸起(5)布置在所述第二部件(4)上，其中至少一个凹陷的凹坑(7)或者至少一个点状、线性或薄片状的高地(8)设置在各凸起平顶(6)上，其中所述第二部件(4)至少在所述至少一个凹坑(7)或所述至少一个高地(8)的边缘区域中焊接至所述第一部件(3)。

Description

引导冷却流体的冷却管道结构
技术领域
根据权利要求1的前序部分，本发明涉及一种引导冷却流体的冷却管道结构，用于冷却电能存储装置，具有第一部件和焊接至所述第一部件的第二部件。本发明还涉及一种热交换器，尤其是具有这样的冷却管道结构的电池冷却器。
背景技术
DE19518657A1公开了一种普遍的多腔室扁管形式的引导冷却流体的冷却管道结构，其由纵向弯曲、紧密的金属带组成，所述金属带能够至少在内壁上被铜焊覆盖有两个相反的管状平侧板和两个连接弯管头，其中至少一个管状平侧板具有至少一个定形的分隔腹板，所述分隔腹板沿管的纵向方向在管内部延伸，并且形成至少一个能够与接触的内壁焊接的接触区域。定形的分隔腹板具有在接触区域中沿纵向方向延伸的轨道，沿着所述轨道存在间隔开的穿孔，焊剂能够被从外部引入到穿孔中。这在接触区域中以交叉连接的方式分布，使得能够实现接触区域中的固态焊接。
通常，问题经常存在于例如用于冷却电能存储装置的引导冷却流体的冷却管道结构的情况中，形成引导冷却流体的冷却管道结构的单独的铝部件需要可靠地彼此焊接。焊接加工中的一个缺点尤其是只能够被困难地打碎并且至少使可靠的焊接连接变得困难的铝部件的表面上的氧化物层。
发明内容
本发明因此解决如下的问题：针对普遍类型的冷却管道结构指出一种改进的或至少替代的实施方式，其尤其是改进了焊接加工。
根据本发明，该问题由独立权利要求1的主题解决。有益的实施例为从属权利要求的主题。
本发明基于如下的主要构思：在两个部件之间(尤其是在两个铝部件之间)产生可靠且稳定的焊接连接，通过有利于氧化物层(例如氧化铝层)的打碎的特定轮廓并且结果改进焊接加工而产生引导冷却流体的冷却管道结构。根据本发明的引导冷却流体的冷却管道结构例如用于冷却电能存储装置，并且具有第一部件和焊接至所述第一部件的第二部件，二者共同形成冷却管道结构。第一部件优选形成为扁平面板，同时在每种情况下具有一个凸起平顶(knob plateau)的升起的凸起布置在第二部件上，其中凹陷的凹坑或者点状、线性或薄片状的高地设置在各个凸起平顶上。纯理论地，高地当然也能够具有不同的几何结构形式，诸如例如扁平的形式。凹陷的凹坑或者点状、线性或薄片状的高地在该情况下减小待焊接至彼此的两个部件之间的接触表面，其结果是，例如在焊接框架中的关于减小的表面的接触压力能够被明显地增加。由于因减小的接触表面面积而增加的表面压力，至少发生有氧化物层的打碎，这在凹坑的边缘区域中或者在高地的区域中损害了焊接连接。在现有技术中已经已知的具有凸起平顶的凸起的情况下，实施了第二部件的跨过其凸起平顶至第一部件的完全表面焊接，其结果是，接触压力在整个凸起平顶表面上分布，并且结果以N/mm2为单位的表面压力明显更低。由于设置在凸起平顶上的点状或者线性的高地或者凹坑(凹陷的)的结果，具有相对的第一部件的各个凸起平顶的区域中的接触表面能够被减小，并且结果能够增加表面压力。由于增加的表面压力(N/mm2)，现有的氧化物层或者在焊接加工期间形成的氧化物层能够被更好地打碎，并且结果通常能够可靠地制造焊接连接。
在根据本发明的技术方案的一个有益的另外的开发的情况下，凸起形成为纵向凸起，并且凹坑形成为凹陷的通道或者形成为线性高地。形成为通道或者线性高地的凹坑优选平行于各个纵向凸起的纵向范围而延伸，并且还优选地经由到周围的凸起平顶中的锐利边界或者锐边而形成过渡。经由边缘(即，凸起平顶与凹坑或通道之间的锐利过渡)还能够改进氧化物层的打碎。
在根据本发明的技术方案的进一步的有益的另外的开发的情况下，通道或者线性高地具有10与15mm之间的长度L。通道或者线性高地的长度优选在整个凸起长度上延伸。另外或替代地，通道具有2与3mm之间的上部宽度Wo，其中上部宽度Wo在通道与周围的凸起平顶之间的过渡区域(即，在边缘处)测量。这样的通道的下部宽度Wu能够在例如0.5与1mm之间，使得在该情况下通道具有梯形截面。凹陷的凹坑或者还有点状、线性或薄片状的高地在凸起的制造的同时制造，即，优选地在共同的改造加工中，尤其是在模压加工中。当然在该情况下还能够想到通道具有U形截面并且结果具有圆形的沟槽基部。通道或凹坑的长度L以及凹陷的凹坑或通道的上部宽度Wo越大，存在于第一部件与第二部件之间的接触表面越小，并且其余的接触表面上的残留的表面压力越大，这有助于氧化物层的打碎。
在根据本发明的技术方案的进一步有益的实施例的情况下，通道或者凹陷的凹坑具有0.1与0.2mm之间的深度T。在0.1至0.2mm的深度T的情况下，发生焊接间隙完全与焊接一起延伸的优点。如果深度增加，则间隙不再完全与焊接一起延伸。通道本身不再需要非常深，其只需要能够减小与第一部件的接触表面。
第一部件和第二部件有利地由铝形成。铝具有良好的导热性并且因此具有高的热传递，这尤其是在冷却或者通常对于热传递是有益的。
本发明还基于如下的主要构思：为换热器，尤其是电池冷却器配备这样的冷却管道结构。在该情况下，第一部件形成为扁平面板并且优选地带有扁平的特性，而且以无间隙的方式靠在待冷却的蓄电池单元上，从而能够实现尽可能高的热传递以及因此实现最优的冷却。还由于根据本发明的冷却管道结构用于根据本发明的热交换器的情况的结果，能够实现冷却管道结构的两个部件的可靠的焊接，并且结果能够明显地降低废品率。
本发明的进一步的重要特征和益处由从属权利要求、附图以及基于附图的相关附图描述变得明白易懂。
显然，在没有离开本发明的范围的情况下，上述的特征以及留待在下文中说明的特征不仅能够用于分别提出的组合中，而且还能够用在其他组合中或者由它们本身使用。
附图说明
本发明的优选示例性实施例体现在附图中，并且在下面的描述中更加详细地说明，其中相同的附图标记涉及相同或相似或具有相同功能的部件。
在附图中，在每种情况下示意性地：
图1示出了穿过根据本发明的用于冷却电能存储装置的引导冷却流体的冷却管道结构的截面表示，
图2示出了形成为具有形成为凹陷的通道的凹坑的纵向凸起的凸起的视图，
图3示出了穿过根据本发明的冷却管道结构的、在凸起平顶上的点状、线性或薄片状的高地区域中的截面表示，
图4示出了图1中的表示，只是具有更宽的凹坑，
图5示出了从形成为具有相对于纵向方向倾斜导向的凹陷的凹坑的纵向凸起的凸起的上方的视图，
图6示出了图5的表示，只是具有沿纵向凸起的纵向方向彼此间隔开地布置的点状、线性或薄片状的高地。
具体实施方式
根据图1，用于冷却电能存储装置2的引导冷却流体的冷却管道结构1具有第一部件3和焊接至所述第一部件3的第二部件4，二者共同形成冷却管道结构1。第一部件3优选占据全部表面而且以无间隙的方式靠在待冷却的能量存储装置2上，并且结果尤其是能够实现有效而且低损失的温度控制或者冷却。第一部件3优选形成为扁平面板，同时在每种情况下带有一个凸起平顶6的升起的凸起5布置在第二部件4上，其中凹陷的凹坑7(参见图1、图2以及图4和图5)或者至少一个点状、线性或薄片状的高地8(参见图3和图6)设置在各个凸起平顶6上。凹陷的凹坑7和点状、线性或薄片状的高地8二者减小了凸起平顶6与第一部件3之间的接触表面，其结果是，在两个部件3、4的焊接期间增加了凸起平顶6的区域中的表面压力。由于增加的表面压力的结果，能够实现氧化物层的改进的打碎，其结果是，能够整体地提高焊接连接。通过凹陷的凹坑7或者高地8，尤其是关于凸起5的高度还能够使制造错误被更好地抵消。
如果考虑根据图1的凹陷的凹坑7，显然其具有梯形截面并且形成为凹陷的通道9。通道9能够具有2至3mm的上部宽度Wo以及0.5至1mm的下部宽度Wu。通道9的优选的深度在0.1与0.2mm之间。或者，凹坑7也能够形成为线性的高地。
更详细地，如果考虑如图1所表示地形成为通道9的凹坑7，显然其在每种情况下具有边缘10，经由所述边缘10凹坑7形成到周围的凸起平顶6中的锐边过渡。边缘10的锐边形成尤其是能够实现氧化物层的改进的打碎，以及因此能够实现焊接加工的改进。
如根据图2所表示的，凹坑7在该情况下能够平行于凸起5的纵向方向延伸，或者能够设置若干这样的短通道9形式的凹坑7，其根据图5关于形成为纵向凸起的凸起5的纵向方向倾斜地布置。此外，凹坑7实质上也并非如根据图1所表示地需要具有平坦的沟槽基部，而是也能够想到凹坑7如根据图4所示地形成为U形截面。在此唯一重要的是减小凸起平顶6与第一部件3之间的接触表面，从而增加在该区域中的表面压力，例如通过焊锡炉中的焊接框架的辅助，并且带来氧化物层的打碎，其结果是，能够产生可靠的焊接连接。
如果考虑图3和图4，显然相比于图1，高地8或者凹陷的凹坑7在两侧凸出，或者如图1所表示的，只在一侧凸出。在在两侧凸出的情况下，对应的匹配轮廓12将在相应的凸起5的下侧升起，这增加了可获得的用于热传递的表面面积，并且结果也有助于增加热的传递。
根据图3和图6，能够看出根据本发明的冷却管道结构1的第二替代实施例，在所述第二替代实施例的情况下，点状、线性或薄片状的高地8布置在凸起平顶6上，根据图6的所述高地平行于形成为纵向凸起的凸起5的纵向方向延伸。高地8在该情况下用作焊接开始点，并且明显地减小了凸起平顶6与第一部件3之间的接触表面。
因为铝具有高度的导热性，所以两个部件3、4优选形成为铝部件或者具有铝，并且结果尤其是能够有效地用于热交换器11，尤其是在电池冷却器上具有这样的冷却管道结构1。
凸起5和高地8，或者替代地为此目的，多个凹坑共同制造，使得第二部件4例如被构造为扁平面板，所述扁平面板随后通常由通过冲压机和模具的模压加工或者重磨加工而改造为随后的形状。在凸起5的重磨期间，凹坑或高地8还优选同时共同制造，其结果是，同时能够实现第二部件4的低成本且高质量的制造。

Claims (10)

1.一种用于冷却电能存储装置(2)的引导冷却流体的冷却管道结构(1)，
-具有第一部件(3)，
-具有焊接至所述第一部件的第二部件(4)，
-其中所述两个部件(3，4)共同形成所述冷却管道结构(1)，
其特征在于，
-在每种情况下具有一个凸起平顶(6)的升起的凸起(5)布置在所述第二部件(4)上，其中至少一个凹陷的凹坑(7)或者至少一个点状、线性或薄片状的高地(8)设置在各凸起平顶(6)上，
-其中所述第二部件(4)至少在所述至少一个凹坑(7)或所述至少一个高地(8)的边缘区域中焊接至所述第一部件(3)。
2.根据权利要求1所述的冷却管道结构，第一种替代，
其特征在于，
所述凸起(5)形成为纵向凸起，并且所述至少一个凹坑(7)形成为凹陷的通道(9)或者线性高地。
3.根据权利要求2所述的冷却管道结构，
其特征在于，
所述通道(9)或者所述线性的高地具有10至15mm的长度L。
4.根据权利要求2或3所述的冷却管道结构，
其特征在于，
所述通道(9)具有2至3mm的上部宽度Wo。
5.根据权利要求2至4中任一项所述的冷却管道结构，
其特征在于，
所述通道(9)具有0.5至1mm的下部宽度Wu。
6.根据权利要求2至5中任一项所述的冷却管道结构，
其特征在于，
所述通道(9)具有0.1至0.2mm的深度T。
7.根据前述权利要求中任一项所述的冷却管道结构，
其特征在于，
-所述第一部件(3)为扁平面板，和/或
-所述第二部件(4)通过从扁平面板改造而与所述凸起(5)和所述凹坑(7)或者所述高地(8)一起制造。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的冷却管道结构，
其特征在于，
所述第一部件(3)和所述第二部件(4)由铝形成。
9.根据权利要求2至8中任一项所述的冷却管道结构，
其特征在于，
所述凸起平顶(6)经由进入到所述通道(9)中的边缘(10)而形成过渡。
10.一种热交换器(11)，尤其是电池冷却器，具有根据前述权利要求中任一项所述的冷却管道结构(1)。
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