CN111712967A - 用于对机动车辆的电存储装置进行热处理的结构 - Google Patents

用于对机动车辆的电存储装置进行热处理的结构 Download PDF

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Abstract

一种用于对机动车辆的电存储装置(2)进行热处理的结构(1)，该结构(1)包括至少一个热交换板(10、11、12)，所述热交换板旨在与电存储装置(2)接触并且其厚度(5)由两个外部面(3、4)限定，热交换板(10、11、12)包括在其厚度(5)中形成的至少一个通道(6、61、62)并且在至少一个端部(7)处开口到热交换板(10、11、12)的厚度(5)中，其特征在于，在通道(6、61、62)的端部(7)处，所述热交换板(10、11、12)的外部面(3、4)彼此隔开小于厚度(5)的距离(53)。

Description

用于对机动车辆的电存储装置进行热处理的结构
技术领域
本发明涉及用于对机动车辆的电存储装置进行热处理的系统的领域。更特别地，它涉及旨在用于对这种热管理系统的电存储装置进行热处理的结构。
背景技术
电动和混合动力车辆通常配备有电存储装置。这种电存储装置由本身由电化学电池的组件构成的电模块的组件构成。
为了确保这种电存储装置的自主性、性能和可靠性，有必要对电存储装置进行热处理。电存储装置的热处理旨在将构成其的电模块的温度维持在包括端值的约20℃至约40℃之间的温度。实际上，如果电模块的温度太低，则其电化学电池的容量降低，并且如果电模块的温度太高，则其电化学电池的使用寿命降低。为了减少这种热处理，已知使用包括热交换板的热处理装置，该热交换板定位成与传热流体穿过的电存储装置的电模块直接接触。
已知的热处理装置由至少一个板式热交换器形成，该板式热交换器置于电模块下方以与后者直接接触。这种板式热交换器由彼此钎焊的两个压制金属板形成，以便在它们之间限定由传热流体流动通道形成的一个或多个回路。根据所需的热处理，使用流过板式热交换器的流体来交替地排出由电模块发出的热能或者将热能输入电模块。
为了形成这些回路，可能需要以密封方式封闭排放到这些回路之一的流动通道之一外部的端部。为此，板在其周边处邻接，以便以密封方式紧固在一起。
这种板式热交换器具有需要复杂的组装过程的缺点。
发明内容
本发明的目的是至少减轻上述缺点，并提出一种旨在用于对机动车辆的电存储装置进行热处理的结构的特定布置，该结构包括形成更易于制造的热交换器的热交换板。
为此，本发明在于一种用于对机动车辆的电存储装置进行热处理的结构，该结构包括至少一个热交换板，所述热交换板旨在与电存储装置接触并且其厚度由两个外部表面限定，热交换板包括在其厚度中形成的至少一个通道并且在至少一个端部处开口到热交换板的厚度中。根据本发明，在通道的端部的高度处，所述热交换板的外部表面彼此隔开小于厚度的距离。
因此，在这两个外部面之间测量的距离小于在与用于测量该距离的与通道一致并且在该通道的端部外部的方向平行的方向上测量的热交换板的厚度。
这种结构旨在支撑电存储装置，也就是说是支撑电存储装置重量的机械元件。
该结构有利地是金属结构。该结构甚至更有利地由合成材料制成。根据这些变型之一，该结构可以是基于碳纤维的合成结构。
电存储装置由本身由电化学电池组件构成的电模块组件构成。电存储装置的目的是向电动机供电。配备有这种电存储装置的机动车辆可以由与其联接的一个或多个电动机的电动势驱动。
通道形成在热交换板的厚度内。这就是本发明的热交换板与由两个压制金属板形成的热交换板的区别，两个压制金属板彼此钎焊以限定通道。
热交换板有利地形成有利于电存储装置的热处理的热交换器。为此，传热流体流过通道。然后，流体与热交换板交换热。则显然，热交换板能够通过流体与电存储装置之间的传导进行热传递。
在通道的端部的高度处，外部面通过变形而彼此靠近。因此，除了通道的端部之外，热交换板的厚度是恒定的。以此方式在通道的端部的高度处使热交换板的外部面彼此靠近从而使得能够增加封闭构件以封闭通道。
根据本发明的一特征，通道的端部以密封方式封闭。显然，通道的端部的密封封闭是在热交换板的外部面在端部的高度处彼此靠近之后实现的。
根据本发明的另一特征，通道包括相对的第一和第二内部面，并且在端部的高度处，这些第一和第二内部面分开约1毫米并通过焊缝相互连接。
根据本发明的另一变型，通道由相对的第一和第二内部面邻接，并且在端部的高度处，这些第一和第二内部面彼此接触并且在不添加材料的情况下相互连接。
通道的端部有利地通过焊接密封。
根据本发明的一特征，热交换板是平面的。更具体地，热交换板由两个相对的外部面形成。热交换板的两个外部面在它们之间限定所述板的厚度。该厚度足以在此处形成通道。此外，热交换板在垂直于所述外部面的至少两个相对的侧面之间延伸，通道由这些侧面之一形成。通道的端部排放到这些侧面中的一个或两个中。
根据一特征，热交换板通过材料的挤压来制造。
根据一特定特征，通道的端部处于与延伸其中形成有通道的端部的侧面的平面不同的平面中。
通道有利地是直线的。换句话说，通道沿着直轴线延伸。
根据本发明的一特定特征，热交换板主要由铝制成。然后，这种板使得能够减轻安装在车辆上的结构的重量，同时通过在通道中流动的流体与电存储装置之间的热传导来优化热交换。热交换板有利地由铝合金制成。甚至更具体地，热交换板由铝制成。整个结构也可以由铝或铝合金制成。
根据本发明的一变型实施例，热交换板包括两个壁，其与通道邻接，这些壁中的至少一个且有利地两个壁的厚度在包括端值的2毫米至6毫米之间。
特别地，远离通道的端部测量的热交换板的厚度在包括端值的10毫米至20毫米之间。
通道有利地形成在所述热交换板的长度上。当结构包括该变型实施例时，热交换板在长度方向上垂直于车辆的前进方向定向。
通道有利地形成在热交换板的从第一侧到第二侧的厚度内，第一侧和第二侧彼此相对，并且通道在一端部处排放到那些侧面中的每一个上。
根据本发明的一实施例，该结构包括两个热交换板，这些热交换板一起形成“T”。这种“T”形使得每个热交换板能够与在电存储装置的两个垂直侧面上的电存储装置的电模块接触，从而优化电存储装置尤其是其电模块的热处理。
该结构有利地包括三个热交换板，这些热交换板一起形成阶梯状结构。这种特定形状使得电存储装置的更多电模块能够与至少一个热交换板接触。
该结构有利地形成车辆的底盘或车身的结构元件。更具体地，该结构形成车辆的底盘或车身的副车架的结构元件。
在另一方面，本发明在于一种用于对存储装置进行热处理的系统，该系统包括符合上述任何一个特征的结构以及如上定义的电存储装置。
根据另一方面，本发明在于一种用于使形成在两个外部面之间的通道的一个端部变形的按压工具，所述两个外部面限定符合上述任何一个特征的结构的热交换板的厚度。根据本发明，所述工具包括主体，特别是金属主体，其中形成有包括通过弯曲表面连接的两个平面表面的开放内部轮廓，所述平面表面配置成以对应关系并且至少部分地接收热交换板的外部面，从而将后者引向弯曲表面并且使它们在通道的端部的高度处彼此靠近。
这种工具使热交换板的厚度能够在端部的高度处变形，以便使热交换板的外部面彼此靠近地移动。
根据本发明的一特征，工具的平面表面适于在其之间无间隙地容纳所述板的外部面。该特征使得可以确保热交换板的每个外部面被工具相对于彼此对称地引导。
根据另一方面，本发明在于一种用于使形成在两个外部面之间的通道的端部变形的方法，两个外部面限定如上所述的结构的热交换板的厚度，该变形方法包括使通道的端部变形的步骤，在该步骤期间，限定所述板的厚度的外部面在端部的高度处彼此靠近。
有利地，通过本文献中描述的工具使热交换板的外部面在端部的高度处彼此靠近。
该方法甚至更有利地在变形步骤之前包括以下步骤：
-定位热交换板的步骤，在该步骤期间，将热交换板定位成使得通道的端部面对工具的开放内部轮廓；
-使工具接触的步骤，在该步骤期间，热交换板的厚度设置在工具的开放内部轮廓的两个平面表面之间。
根据本发明的方法的变型实施例，在通道的端部变形的步骤中，通过工具的轮廓的弯曲表面使外部面在端部的高度处彼此靠近。
在通道的端部变形的步骤中，通过使工具压靠在所述板的厚度上，有利地实现该彼此靠近。
通道的端部变形的步骤有利地持续到外部面彼此足够靠近以密封地封闭所述端部。
在通道的端部在端部的高度处变形的步骤中，通道的内部面有利地彼此靠近直到彼此相距约1毫米。
无论哪种情况，一旦使外部面彼此靠近，就可以执行焊接步骤以焊接通道的端部。
附图说明
通过阅读以下以指示方式并参考附图给出的描述，本发明的其他特征、细节和优点将变得更加清楚，其中：
-图1是根据本发明第一实施例的结构的截面图和透视图，其上安装有用于机动车辆的电存储装置的电模块，
-图2是包括两个通道的热交换板的透视图，其中一个通道被切去以更好地示出在其端部的高度处使板的外部面彼此靠近以将之封闭，而另一个通道打开以更好地示出在通道封闭之前的端部，
-图3是图2的侧视图，示出了切割通道，
-图4示出了根据第二实施例的结构，
-图5是按压工具的截面图，其能够使通道的端部变形，
-图6示出了在第二实施例中相对于热交换板定位图5的工具的步骤，
-图7示出了使图5的工具与图6的热交换板的两个外部壁之间接触的步骤，
-图8示出了在已经执行端部的变形步骤之后的工具的撤回以及热交换板的外部壁在通道的端部的高度处的状态，
-图9表示热交换板，其每个通道在其端部都是封闭的。
具体实施方式
在图1中，示出了根据本发明第一实施例的结构1。结构1在结构1的右端以截面图表示。结构1包括多个热交换板10、11、12，此处为三个平面形状的热交换板10、11、12，以下称为板，它们一起形成阶梯状结构。这种结构1有利地是一件式的。结构1优选主要由铝制成。结构1甚至更优选地由铝合金制成。在这三个热交换板10、11、12中，第一和第二热交换板10、11设置在不同的平面中并且彼此平行，而第三热交换板12将第一热交换板10和第二热交换板11彼此机械地连接。第三热交换板12例如在垂直于第一热交换板的平面和/或第二热交换板11的平面中延伸。
这种结构1旨在支撑由本身由电化学电池的组件构成的电模块20的组件构成的电存储装置2。这种电存储装置2的功能是向驱动机动车辆的至少一个电动机供电。显然，配备有这种电存储装置2的机动车辆可以通过与其联接的一个或多个电动机的电动势来驱动。
至少一个热交换板10、11、12有利地形成有利于电存储装置2的热处理的热交换器。
为此，电模块20有利地设置在结构1上，以与热交换板10、11、12热接触。因此，如图所示，两个电模块20安装在第一热交换板10上。这两个电模块20有利地固定至第一板10。在组装状态下，这些电模块20的至少第一面21压靠在第一板10上。第三热交换板12示出为没有电模块20，以更好地示出将电模块20固定到后者的装置22。因此，这些固定装置22表示为由先前安装在第三板上的螺柱形成。这些螺柱有利地使得能够引导电模块20抵靠第三板12定位。为了将电模块20保持抵靠着它们各自的板10、12，这些电模块20包括从这些电模块20的与第一面21相对的第二面21'的通孔23。然后将固定螺钉从该第二面21'穿过通孔23插入，以与形成在螺柱中的孔相互接合。在此不限制本发明的情况下，显然，根据第一实施例，电模块20以完全相同的方式安装在第一板10和第三板12上。在该构造中，第二板11能够支撑安装在第三板12上的电模块20的重量的至少一部分。
在此，结构1旨在形成车辆的底盘或车身的结构元件。更具体地，结构1形成车辆的底盘的副车架的结构元件。因此，结构1可以形成在底盘的两个纵向构件之间或者在该框架的两个横向构件之间延伸的梁。应当注意，在结构1在车辆上的组装状态下，每个板10、11、12的第一外部面3指向车辆的外部，而这些板10、11、12的其上放置有电模块20的第二外部面4指向车辆的内部。参考上面已经陈述的内容，显然，第一板10和第三板12的第一外部面3与它所支撑的电模块20的面21接触。
如图1的剖视图所示，每个板10、11、12包括限定其厚度5的两个外部面3、4。更具体地，两个外部面3、4是上述的第一外部面3和第二外部面4。
此外，板10、11、12中的至少一个以及有利地每个板10、11、12包括形成在其厚度5内并在板10、11、12的厚度5内的至少一个端部7处排放的通道6。每个板10、11、12的两个外部面3、4本身由至少两个侧面30、40纵向地限定。应当理解，通道6的端部7在这些侧面30、40之一上排放。
每个板10、11、12的通道6是直线的，以沿着板10、11、12的直纵向轴线延伸。包括以这种方式形成的通道6的板10、11、12有利地以其长度垂直于车辆前进方向定向。板10、11、12垂直于车辆的前进方向的这种定向使得能够限制压坏通道6。
传热流体流过通道6。然后，流体与热交换板10、11、12交换热。因此，显然，热交换板10、11、12能够在流体和电存储装置2的电模块20之间进行热传递。
应当注意，热交换板10、11、12不限于包括单个通道6。这些热交换板10、11、12中的至少任何一个可以包括如上所述的另一通道6。
在图2中，热交换板10、11、12中的任何一个都与结构1分开地表示，以便更好地表示本发明的发明构思。
以类似的方式，热交换板10、11、12是平面的并且在两个外部面3、4之间限定厚度5。这里，板10、11、12包括形成在其厚度5内的两个通道61、62，即第一通道61和第二通道62。显然，两个通道61、62形成在两个外部面3、4之间。这两个通道61、62通过板10、11、12的至少一个侧面30上的至少一个端部7排放，板10、11、12的该侧面30垂直于两个外部面3、4。例如，一个或多个板10、11、12和通道61、62是通过材料挤压获得的。当形成它们时，这些通道61、62在板10、11、12的厚度5内限定两个壁31、41。
在第二通道62的高度处，板10、11、12包括两个壁31、41，即第一壁31和第二壁41，它们邻接通道62。板10、11、12的厚度5则由每个壁31、41的厚度51、52以及由通道62本身形成。根据该实施例，板10、11、12的厚度5在包括端值的10毫米至20毫米之间。更具体地，位于通道62的任一侧上的厚度51、52在包括端值的2毫米至6毫米之间。
与通道62邻接的壁31、41由板10、11、12的外部面3、4以及由在通道62的相对侧上的第一和第二内部面63、64限定。第一壁31的厚度51因此由第一外部面3和第一内部面63限定，第二壁41的厚度52由第二外部面4和第二内部面64限定。
第一通道61表示为在其封闭之前是打开的，第二通道62表示为在其封闭之后的截面。在更特别地关注第二通道62的情况下，其截面图使得能够在其封闭的高度处示出第二通道62的内部和该第二通道62的外部。
第二通道62通过使两个外部面3、4彼此靠近以包含在板10、11、12的厚度5内而在其端部7的高度处封闭。换句话说并且如图3所示，外部面3、4在第二通道62的端部7的高度处彼此靠近小于厚度5的距离53。则显然，在外部面3、4之间的总厚度53小于板10、11、12的厚度5。
在第二通道62的端部7的高度处，外部面3、4通过变形而彼此靠近。因此，除了通道6或者第一或第二通道61、62的端部7之外，板10、11、12的厚度5保持恒定。因此，在第二通道62的端部7的高度处使板10、11、12的外部面3、4更靠近在一起的这种方式使得可以避免添加封闭构件来实现该第二通道62的封闭。此外，应注意的是，壁31、41的变形使外部面3、4能够在端部7的高度处彼此靠近的结果是将第二通道62的端部7放置在板10、11、12的由其形成的侧面30、40不同的平面中。
在外部面3、4的这种更靠近在一起的状态下，第二通道62的端部7以密封方式封闭。为此，在端部7的高度处使外部面3、4足够靠近在一起，直到它们彼此间隔开以便能够密封端部7。然后有利地使外部面3、4彼此靠近，在两个壁31、41之间留下约1毫米的间隙。密封例如通过焊接实现。更具体地，焊缝14可被制造为在该端部7的高度处以密封方式封闭第二通道62。
然而，密封的封闭可以通过电焊而不添加材料来制造。为此，壁31、41在端部7的高度处彼此接触。
如图4所示，结构1包括两个热交换板10、11，热交换板10、11一起形成“T”。这种形状使得热交换板10、11中的每个都与电存储装置2的电模块20接触，从而优化了它们所支撑的电模块20的热处理。显然，热交换板11可包括通道6或多个通道61、62。
为了使外部面3、4能够如上所述彼此靠近，使用了如图5所示的按压工具8。该按压工具8安装在能够在热交换板10、11、12的其必须成形的部分上施加多吨的压力机上，板10、11、12是根据第一和第二实施例中的任一个的板。
工具8包括主体80，其中形成有开放内部轮廓81，其包括经由弯曲表面83连接的两个平面表面82，平面表面82配置成以对应关系并且至少部分地在通道6的端部7的高度处接收热交换板10、11、12的外部面3、4。当板10、11、12容纳在工具8中时，板10、11、12的外部面3、4被保持在平面表面82之间而没有间隙。工具8的平面表面82设计成将端部7朝向弯曲表面83引导。当通道6的端部7到达工具8的弯曲表面83的高度时，板10的两个外部面3、4变形以支持弯曲表面83的形状，直到它们到达弯曲表面83的顶点。在弯曲表面83的该顶点处，限定通道6的两个壁31、41彼此靠近，从而彼此隔开约1毫米或彼此接触，取决于所设想的封闭方式。从弯曲表面83的顶点开始，通道6的端部7被工具8按压以弯曲，并因此在该端部7处保持板10、11、12的壁的变形。
板10、11、12的外部面通过变形过程在端部7的高度处彼此靠近。该过程包括使通道6的端部7变形的步骤，在该步骤期间，限定板10、11、12的厚度5的外部面3、4在通道6的端部7的高度处彼此靠近。
当如上所述通过按压工具8执行该过程时，在该变形步骤期间，板10、11、12的外部面3、4将支持弯曲表面83的形状，直到它们到达其顶点。
如图6所示，在变形步骤之前的第一步骤中，该过程可以包括定位热交换板10的步骤，在该步骤期间，将热交换板10定位成使得通道6之一的端部7面对工具8的开放内部轮廓81。板10、11、12有利地设置在压板15上，该压板15抵靠着挡块16。
在图7中，在该定位步骤之后，在第二步骤中，该过程包括使工具8接触的步骤，在该步骤期间，热交换板10的厚度5设置在工具8的开放内部轮廓81的两个平面表面82之间。然后推进工具8，以将板10的外部面朝向弯曲表面83引导，如上所述。
图8示出了在通道6的端部7变形的步骤之后工具8的撤回，其持续直到外部面彼此足够靠近以密封方式封闭所述端部7。
图9示出了板10，其中在每个端部7的高度处，板10的面3、4彼此靠近。此外显然，工具8可以有利地设计成同时封闭在板10的同一侧30上的多个通道6的端部7。
当然，所述结构和/或其热交换板的特征、变型和各种实施例可以以各种组合彼此关联，如果它们不是不兼容或互斥的即可。可以特别地想象仅包括与所描述的其他特征分离的下文描述的特征的选择的本发明的变型，如果特征的该选择足以赋予技术优势或将本发明与现有技术区分开即可。

Claims (10)

1.一种用于对机动车辆的电存储装置(2)进行热处理的结构(1)，该结构(1)包括至少一个热交换板(10、11、12)，所述热交换板旨在与电存储装置(2)接触并且其厚度(5)由两个外部面(3、4)限定，热交换板(10、11、12)包括在其厚度(5)中形成的至少一个通道(6、61、62)并且在至少一个端部(7)处开口到热交换板(10、11、12)的厚度(5)中，其特征在于，在通道(6、61、62)的端部(7)的高度处，所述热交换板(10、11、12)的外部面(3、4)彼此隔开小于厚度(5)的距离(53)。
2.如前一权利要求所述的结构(1)，其特征在于，所述结构(1)用于支撑电存储装置(2)。
3.如前述权利要求中任一项所述的结构(1)，其特征在于，所述通道(6、61、62)的端部(7)以密封方式封闭。
4.如前述权利要求中任一项所述的结构(1)，其特征在于，所述通道(6)由相对的第一和第二内部面(63、64)限定，并且在所述端部(7)的高度处，这些第一和第二内部面(63、64)分开约1毫米并且通过焊缝(14)相互连接。
5.如前述权利要求中任一项所述的结构(1)，其特征在于，所述热交换板(10、11、12)通过材料的挤压来制造。
6.如前述权利要求中任一项所述的结构(1)，其特征在于，所述热交换板(10、11、12)主要由铝制成。
7.如前述权利要求中任一项所述的结构(1)，其中，所述热交换板(10、11、12)包括与通道(6、61、62)邻接的两个壁(31、41)，这些壁(31、41)中的至少一个的厚度(5)在包括端值的2毫米至6毫米之间。
8.如前述权利要求中任一项所述的结构(1)，其特征在于，其包括三个热交换板(10、11、12)，所述热交换板(10、11、12)一起形成阶梯状结构。
9.一种用于使形成在两个外部面(3、4)之间的通道(6、61、62)的一个端部(7)变形的按压工具(8)，所述两个外部面(3、4)限定如前述权利要求中任一项所述的结构(1)的热交换板(10、11、12)的厚度(5)，其特征在于，所述工具(8)包括主体(80)，在主体(80)中形成有包括通过弯曲表面(83)连接的两个平面表面(82)的开放内部轮廓(81)，所述平面表面(82)配置成以对应关系并且至少部分地接收热交换板(10、11、12)的外部面(31、41)，从而将后者引向弯曲表面(83)并且使它们在通道(6、61、62)的端部(7)的高度处彼此靠近。
10.一种用于使在热交换板(10、11、12)的两个面(3、4)之间形成的通道(6、61、62)的端部(7)变形的方法，所述热交换板(10、11、12)具有在热交换板(10、11、12)的两个外部面(31、41)之间测量的厚度(5)，所述变形方法包括使所述通道的端部(7)变形的步骤，在该步骤期间，限定所述板的厚度(5)的外部面(3、4)在端部(7)的高度处彼此靠近。
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