CN112088280B - 具有一体式电加热元件的热交换器 - Google Patents

Abstract

热交换器具有流体流动通路，该流体流动通路具有入口和出口，并且第一板和第二板呈彼此相向面对关系。流体流动通路由第一板和第二板的内表面之间的空间限定。电加热元件在流体流动通路之外并且与第一板的外表面邻近，使得在使用热交换器期间，由电加热元件产生的热量经过第一板传递到流体流动通路中的流体。在一个实施例中，第一板具有接纳加热器板部件的开口，该加热器板部件包括具有内表面和外表面的第一板部分，内表面粘接至湍流增强插入件，外表面粘接至电加热元件。

Description

具有一体式电加热元件的热交换器

相关申请的交叉引用

本申请要求于2018年3月7日提交的美国临时专利申请号62/639,560的优先权和权益，该申请的内容通过引用并入本文。

技术领域

本公开涉及一种用于车辆(诸如电池电动车辆(BEV)或混合电动车辆(HEV))的热交换器，其中电加热元件与热交换器集成，并且涉及使用这种热交换器的来加热和冷却一个或多个车辆部件的系统。热交换器具有用于流体循环的流体流动通路，并且电加热元件安装在流体流动通路的外表面上，以用于在某些操作条件下加热处于流体流动通路内的流体。

背景技术

诸如在BEV和HEV中使用的那些锂离子电池系统的关键限制在于，电池不能在远低于0℃、特别是是低于-5℃的温度下可靠地操作或充电。理想情况下，从冷启动起，应当尽快将电池温度带到约5至20℃。在达到这个温度之前，电池具有受限制的电力容量，并且尝试在低于此范围的温度下进行充电或放电可能损坏电池。

因为来自内燃发动机的废热在BEV中不可获得，而在HEV中可有限度地获得，所以对于这些车辆中的有效电池充电和操作，替代的热源是必需的或者至少是期望的。

来自内燃发动机的废热也是用于乘客舱加热和主动暖机(AWU)系统的通常的热源，其可在启动时(特别是在冷启动条件下)迅速将汽车流体带到最佳工作温度。在BEV和HEV中，用于这些功能的替代热源也是必需的或期望的。

为了节省空间并且使成本最小化，通常希望在可能的情况下集成车辆加热/冷却系统的部件。例如，尽管已知将加热元件集成到流体加热装置中，但是存在许多技术问题，这些技术问题限制了用于车辆各种应用的表面膜加热技术与流体加热装置的有效集成。

期望提供一种具有加热和冷却能力的热交换器，以减轻上述问题中的一个或多个，以及提供一种使用这种热交换器加热和冷却一个或多个车辆部件的系统。

发明内容

根据本公开的的一方面，提供了一种热交换器，包括适于流体流动的流体流动通路，该流体流动通路具有入口和出口。

根据一个方面，该热交换器包括第一板和第二板，第一板和第二板呈彼此相向面对的关系，其中，第一板和第二板中的每一个是导热的，具有内表面和外表面，内表面向内面朝流体流动通路，外表面向外背离流体流动通路，其中，流体流动通路由第一板和第二板的内表面之间的空间限定。

根据一个方面，第一板和第二板由铝构成。

根据一个方面，热交换器还包括第一电加热元件，第一电加热元件位于流体流动通路之外并且与第一板的外表面邻近，使得在使用热交换器期间，由第一电加热元件产生的热量经过第一板传递至流体流动通路中的流体。

根据一个方面，第一电加热元件具有从约1μm至约1000μm的厚度。

根据一个方面，第一电加热元件包括最靠近第一板的外表面的电绝缘介电基层和在介电层上的电阻加热器层。

根据一个方面，介电基层包括导热、电绝缘的复合层，该复合层包括与颗粒填充材料混合的聚合物。

根据一个方面，介电基层与第一板的外表面直接接触并且直接热粘接。

根据一个方面，第一板和第二板中的至少一个包括成形板，成形板具有大体上平坦且平面的基部，基部在所有侧上被凸起的外围侧壁围绕，凸起的外围侧壁从基部延伸至限定密封表面的平面凸缘，平面凸缘沿着密封表面密封地固定至相对的第一板和第二板中的一个。

根据一个方面，第一板是基本上完全平坦的，并且第二板包括成形板。

根据一个方面，第一电加热元件还包括与电阻加热器层直接接触的导电层。

根据一个方面，导电层包括适于连接至电源的一个或多个导电条带或汇流条。

根据一个方面，第一电加热元件还包括被设置在电阻加热器层上的电绝缘介电顶层。

根据一个方面，该热交换器还包括湍流增强插入件，该湍流增强插入件包括波纹状翅片或湍流器，具有通过侧壁连接的脊部，其中，第一多个脊部与第一板的内表面接触，并且其中第一多个脊部与第一板的内表面紧密地热接触。

根据一个方面，湍流增强插入件还包括第二多个脊部，第二多个脊部与第二板的内表面接触但是未冶金地粘接至第二板的内表面，以在它们之间提供导热间隙。

根据一个方面，该热交换器还包括第二电加热元件，第二电加热元件设置在流体流动通路之外并且与第二板的外表面邻近，使得在使用热交换器期间，由第二电加热元件产生的热量经过第二板传递至流体流动通路中的流体。

根据一个方面，第二电加热元件具有从约1μm至约1000μm的厚度。

根据一个方面，第二电加热元件包括最靠近第二板的外表面的电绝缘介电基层和在介电层上的电阻加热器层。

根据一个方面，介电基层包括导热、电绝缘的复合层，该复合层包括与颗粒填充材料混合的聚合物。

根据一个方面，该热交换器还包括散热板，散热板具有通过冶金粘接固定至第一板的外表面的内表面、以及供直接施加第一电加热元件的外表面，并且第一电加热元件的介电基层与散热板的外表面直接接触并直接热粘接。

根据一个方面，散热板比第一板和第二板中的任何一个厚。

根据一个方面，第二板包括成形板，成形板具有大体上平坦且平面的基部，基部在所有侧上都被凸起的外围侧壁围绕，外围侧壁从基部延伸至限定密封表面的平面凸缘，凸起的外围凸缘沿着密封表面密封地固定至相对的第一板和第二板中的一个。

根据一个方面，第二板具有形成在其平坦且平面的基部中的多个突起部，多个突起部的高度与平面凸缘的高度相同，每个突起部具有与平面凸缘的平面的密封表面共面的密封表面。

根据一个方面，突起部的密封表面与第一板的内表面紧密地热接触。

根据一个方面，突起部包括肋和/或凹窝。

根据一个方面，第一板的外表面是基本平的。

根据一个方面，第一电加热元件与第一板的外表面的基本上平的部分直接接触；电加热元件适于与车辆部件接触和支承车辆部件；以及，车辆部件包括可充电车辆电池的至少一个电池单元和/或电池模块。

根据一个方面，第二板的外表面是是基本平的；第二板的外表面适于与车辆部件接触和支承车辆部件；以及，车辆部件包括可充电车辆电池的至少一个电池单元和/或电池模块。

根据一个方面，第一板具有开口，加热器板部件被密封地接纳在开口中。

根据一个方面，该加热器板部件包括：具有内表面和外表面的第一板部分；湍流增强插入件，该湍流增强插入件包括波纹状翅片或湍流器，具有通过侧壁连接的脊部，其中，多个第一脊部与第一板部分的内表面紧密地热接触；以及第一电加热元件，该第一电加热元件与第一板部分的外表面直接接触并且粘附在其上，并且第一电加热元件直接与湍流增强插入件相对。

根据一个方面，第一板部分具有外围边缘凸缘，外围边缘凸缘沿第一板部分的内表面向外延伸超出湍流增强插入件的边缘，并且沿第一板部分的外表面向外延伸超出电加热元件的边缘。

根据一个方面，第一板部分的外围边缘凸缘用不透流体的密封连接而连接到第一板，并且使得第一板中的开口被第一板部分的外围边缘凸缘密封。

根据一个方面，加热器板部件还包括平坦的支承板，平坦的支承板固定至湍流增强插入件的第二多个脊部。

根据一个方面，平坦的支承板与第二板的内表面接触。

根据一个方面，第二板具有与第一板中的开口对齐的开口。

根据一个方面，加热器板部件还包括具有内表面和外表面的第二板部分，其中，湍流增强插入件被夹在第一板部分和第二板部分之间，并且第二多个脊部与第二板部分的内表面紧密地热接触。

根据一个方面，第二板部分具有沿第二板部分的内表面向外延伸超出湍流增强插入件的边缘的外围边缘凸缘。

其中，所述第二板部分的外围边缘凸缘用不透流体的密封连接而连接到所述第二板，并且使得第二板中的开口被第二板部分的外围边缘凸缘密封。

根据一个方面，该热交换器还包括第二电加热元件，第二电加热元件设置在流体流动通路之外，与第二板部分的外表面直接接触并且粘附在其上，并且直接与湍流增强插入件相对。

根据一个方面，该热交换器还包括芯，该芯包括多个热交换器芯板并且限定了在整个芯中以交替的顺序布置的多个第一流体流动通路和多个第二流体流动通路。

根据一个方面，芯包括与多个第一流体流动通路流动连通的第一流体入口歧管和第一流体出口歧管、以及与多个第二流体流动通路流动连通的第二流体入口歧管和第二流体出口歧管；其中，热交换器的第一板包括流体流动通路的入口和出口，以及其中，热交换器的第二板设置有与第一流体入口歧管流动连通的第一流体入口歧管开口、以及与第一流体出口歧管流动连通的第一流体出口歧管开口。

根据一个方面，该热交换器还包括热旁通阀，该热旁通阀被布置成选择性地：允许第一流体从入口到流体流动通路的流动，同时阻止第一流体从入口到第一流体入口歧管的流动；以及至少部分地阻挡第一流体从入口到流体流动通路的流动，同时允许第一流体从入口到第一流体入口歧管的流动。

根据一个方面，热交换器包括用于间接加热远离热交换器的一个或多个车辆部件的流体加热器。

根据一个方面，第一电加热元件和第二电加热元件中的至少一个具有平坦的外表面，该外表面适于与一个或多个车辆部件热接触，以直接加热一个或多个车辆部件。

根据一个方面，第一电加热元件和第二电加热元件中的至少一个的平坦的外表面适于支承一个或多个车辆部件。

根据一个方面，一个或多个车辆部件包括用于车辆的可再充电锂离子电池的一个或多个电池单体或电池模块。

根据一个方面，第一电加热元件和第二电加热元件中的每一个还包括电绝缘的介电顶层，电绝缘的介电顶层限定电加热元件的平坦的外表面。

根据本公开的另一个方面，提供了一种用于BEV或HEV的加热/冷却系统。该系统可以包括一个或多个加热/冷却回路，其中，每个冷却回路包括车辆部件、如本文限定的热交换器、流体流动导管以及流体循环泵，如本文限定的热交换器用于至少加热和可选地冷却车辆部件。

根据一个方面，该加热/冷却系统可以包括第一加热/冷却回路和第二加热/冷却回路。例如，第一加热/冷却回路可以包括第一车辆部件以及如本文限定第一热交换器，第一车辆部件包括用于为车辆的电动马达供电的可充电电池。在这方面，第一热交换器可包括如本文限定的至少一个电加热元件、用于第一热传递流体循环通过第一加热/冷却回路的一个或多个第一流体流动通路、以及用于一个或多个第一流体流动通路的第一入口和第一出口。第一回路还可以包括：用于冷却第一传热流体的第二热交换器；第一循环泵，用于使第一传热流体循环通过第一加热/冷却回路；以及第一导管，第一导管用于使第一传热流体在整个第一加热/冷却回路中循环。

本文限定的加热/冷却系统的第二加热/冷却回路可以包括第二车辆部件，该第二车辆部件包括HEV/BEV的一个或多个发热电子部件。第二回路还可以包括第一回路的第一热交换器。根据该布置，第一热交换器可以进一步包括用于第二传热流体循环通过第二加热/冷却回路的一个或更多个第二流体流动通路、以及用于一个或多个第二流体流动通路的第二入口和第二出口。根据该布置，第一流体流动通路和第二流体流动通路可以布置成允许第一传热流体和第二传热流体之间的热传递，并且布置成通过至少一个电加热元件提供对第一传热流体和第二传热流体的加热。

本文限定的加热/冷却系统的第二加热/冷却回路还可以包括：第三热交换器，第三热交换器用于冷却在第二回路中循环的第二传热流体；第二循环泵，第二循环泵用于使第二传热流体循环通过第二加热/冷却回路；以及第二导管，第二导管用于使第二传热流体在整个第二回路中循环。

根据一个方面，第二热交换器包括车辆的空调系统中的热交换器，并且其中，第三热交换器包括散热器。

附图说明

现在将参考附图通过示例的方式描述本公开的示例性实施例，附图中：

图1是根据第一实施例的热交换器的俯视立体图；

图2是沿图1的线2-2’截取的纵向剖面图；

图3是沿图1的线3-3’截取的横向截面图；

图4是沿图1的线3-3′截取的横向截面图；示出了电加热元件和第一板的一部分；

图5是沿图1的线3-3′截取的放大横向截面图，示出了湍流增强插入件、第一板和第二板、以及电加热元件的一部分；

图6是根据第二实施例的热交换器的纵向截面图；

图7是根据第二实施例的热交换器的横向截面图；

图8是根据第三实施例的热交换器的纵向截面图；

图9是根据第四实施例的热交换器的纵向截面图；

图10是示出根据第四实施例的热交换器的第二板的立体图；

图11是根据第五实施例的热交换器的横向截面图；

图12是根据第六实施例的热交换器的局部纵向截面图；

图13是根据第七实施例的热交换器的局部纵向剖视图；

图14是根据第八实施例的热交换器的局部纵向截面图；

图15是根据第九实施例的热交换器的局部纵向截面图；

图16是根据第十实施例的热交换器的俯视立体图；

图17是沿图16的线17-17’截取的截面图，其中内部旁通阀处于打开位置；

图18是沿图16的线17-17’截取的截面图，其中内部旁通阀处于关闭位置；

图19是根据第十一实施例的车辆的加热/冷却系统的流程图；

图20是根据第十二实施例的车辆的加热/冷却系统的流程图；

图21是根据第十三实施例的车辆的加热/冷却系统的流程图；

图22是根据第十四实施例的车辆的加热/冷却系统的流程图。

具体实施方式

以下是具有根据实施例的一体式电加热元件的热交换器10的说明。在一些实施例中，热交换器10适于加热和可选地冷却车辆部件11(仅示意性地在图2中示出)，该车辆部件11与热交换器10的外表面接触和/或被支承在其上。车辆部件11可以包括用于BEV或HEV的可充电车辆电池的至少一个电池单元和/或电池模块。在这方面，用于BEV或HEV的典型可再充电电池包括多个电池模块，这些电池模块串联和/或并联地电连接在一起以为电池提供期望的系统电压和容量。每个电池模块包括多个电池单体，这些电池单体串联和/或并联地电连接在一起，其中电池单体可以是软包(pouch)单体、棱柱形单体或圆柱形单体的形式。电池的运行可能是吸热的或放热的，具体取决于温度条件。

在一些实施例中，热交换器10适于加热和可选地冷却用于AWU或乘客舱加热应用的汽车流体(诸如冷却剂、发动机油、变速器流体或车桥流体)，或用于车辆电池的冷却剂。这样，流过热交换器10的流体在本文中通常被称为“汽车流体”，可以理解，该流体可以包括车辆、特别是BEV或HEV中的任何传热流体或润滑流体。

可以理解的是，附图中所示的各种热交换器的元件并未按比例绘制。例如，本文中描述的热交换器的各种元件的厚度和其它尺寸，包括集成在其中的加热元件的厚度，在附图中未按比例绘制。此外，本文仅示意性地示出了用于加热元件的电连接。

如图1至图5中所示，热交换器10由适用于汽车流体的流动的流体流动通路12构成，该流体流动通路12具有入口14和出口16。

热交换器10还包括彼此相向面对的第一板18和第二板24。板18、24是导热的，并且各自具有向内朝着流体流动通路12的内表面和向外背离流体流动通路12的外表面。在附图中，第一板18具有内表面20和外表面22，并且第二板24具有内表面26和外表面28。

可以看出，流体流动通路12由第一板和第二板18、24的内表面20、26之间的空间限定。第一板和第二板18、24在它们的外围边缘处被密封在一起，由此密封流体流动通路12的边缘，并且第一板和第二板18、24的位于外围边缘内侧的区域被间隔开以限定流体流动通路12。

在本实施例中，第一板18是基本上完全平坦且平面的，并且内表面和外表面20、22两者都是平坦且平面的。第二板24例如通过冲压(stamping)或拉伸(drawing)而成形，使得其具有大体上平坦且平面的基部30，基部30在所有侧上都被凸起的外围侧壁32围绕，侧壁32从基部30延伸至在内表面26上限定密封表面的平面凸缘34，平面凸缘34例如通过铜焊(brazing，或称“钎焊”)或焊接而密封至处于第一板18的内表面20上的平面的外围密封表面36。可以看出，在本实施例中的第二板24的形状可提供在第一板18与第二板24之间的空间，在该空间中提供流体流动通路12，并且流体流动通路12的高度由基部30和平面凸缘34之间的高度差限定。

在本实施例中，入口14和出口16设置在热交换器10的相对两端，并且在第一板18中包括孔。入口端口14设置有管状入口配件38，而出口端口16设置有管状出口配件40，配件38、40允许在流体流动通路12和车辆的流体循环系统(未示出)之间提供流动连通。因此，当汽车流体从入口14流到出口16时，该汽车流体沿着板18、24的表面经过。然而，可以理解的是，流体流动通路12可包括一个或多个U形弯，使得当汽车流体从入口14流到出口16时，该汽车流体将沿着表面板18、24经过两次或更多次。根据流体流动通路12的构造，入口和出口14、16以及它们对应的配件38、40可位于热交换器10的相同端或相对两端处。

第一板和第二板18、24可以由铝或其合金构成，并且可以通过在铜焊炉中铜焊而连结在一起。在下面的描述和权利要求中，对铝的任何引用应理解为包括铝合金，诸如3000系列合金。为了便于铜焊，在被接合的表面之间提供铜焊填料金属。可以将铜焊填料金属作为包覆层设置在第一板18的平面凸缘34的密封表面和/或第二板24的密封表面36上，作为间隔件(shim)插设在密封表面34、36之间，和/或作为包覆铜焊片的层插设在密封表面34、36之间。因此，平面凸缘34的密封表面和密封表面36可以不与彼此直接接触，而是可以通过一层铜焊填料金属和/或铜焊片密封在一起，这在图中未示出。

尽管第一板和第二板18、24被示出为具有相同或类似的厚度，但是第一板18可以包括散热器，该散热器的厚度大于第二板24的厚度，足以提供热发散、温度扩散功能。

热交换器10与第一电加热元件42集成在一起，该电加热元件42设置在流体流动通路12的外侧并且定位成与第一板18的外表面20邻近，使得在使用热交换器10期间，由电加热元件42产生的热量通过第一板18传递至处于流体流动通路12中的流体。

第一电加热元件42可包括具有一个或多个层的表面膜加热器。加热元件42通常包括至少一层导电材料和至少一层电阻材料，其中，至少一层导电材料对加热元件42提供电流，至少一层电阻材料将电流转换成热能。

各种类型的表面膜加热器可以用作第一电加热元件42。在其中热交换器10由铝或铝合金构成的实施例中，期望的是第一电加热元件42包括能够直接粘接至铝基板的表面膜加热器。例如，如图4中所示，电加热元件42可以包括最靠近第一板18的外表面22的电绝缘的介电基层44；处在介电基层44上的电阻加热器层46；处在电阻加热器层46上的电绝缘的介电顶层48(或面涂层)；以及包括一个或多个导电的条带/汇流条(buss bar)的导电层50。导电层50与电阻加热器层46直接接触，并且包括导电层50的导电条带在图4中被示出为定位在电阻加热器层46的纵向边缘的下方，在电阻加热器层46和介电基层44之间。然而，可以理解的是，导电层50可以替代地被定位在电阻加热器层46上，在电阻加热器层46和介电顶层48之间。在此公开介电基层44和介电顶层48是导热的。然而，介电基层和介电顶层44、48不必由高导热材料构成，在这种情况下，可以使层44和/或48更薄以增强它们的导热性。因此，可以理解的是，本文所使用的短语“导热”可以指层44、48的结构性质(例如，厚度)和/或它们的材料性质。

具有第一电加热元件42的上述结构的表面膜加热器可以通过使用诸如筛网印刷的技术通过若干个连续的层的沉积而被施加至铝基板。第一电加热元件通常可以具有从约1μm至约1000μm的厚度。例如，电加热元件42的厚度可以是从约1μm至约700μm，或是从约150μm至约600μm，或是从约250μm至约500μm，例如从约250μm至约300μm。具有这种层状结构和这种厚度范围的表面膜加热器有时被称为“厚膜”加热器。

本文所用的术语“厚膜”是指涂层大体上在厚度方面＞1μm。尽管术语“厚膜”和“薄膜”是相对的，但在涂层工业中，“薄膜”总体上是指使用纳米或亚微米厚的涂层的技术，这些涂层通过可以沉积(lay down)涂层的原子厚度的层的技术来施加。另一方面，厚膜涂层使用诸如筛网印刷的技术以一个或多个连续的层的方式来沉积。

表面膜加热元件(诸如厚膜加热元件)对于车辆应用是有利的，因为它们提供了通用的设计、高功率密度、均匀的热量以及快速的加热和冷却。另外，这种加热元件是低高度的(low-profile)且轻质的。特别地，发明人已经发现，通过对流体加热，表面膜加热元件对于直接加热待加热的车辆部件(诸如，用于BEV和HEV的可再充电锂离子电池)，和/或间接加热车辆部件(包括乘客舱)是有效的，上述流体将热量传递至这些车辆部件。此外，当如本文所述地将表面膜加热元件与热交换器集成在一起时，发明人发现，用于在加热元件被激活的情况下直接或间接加热车辆部件的同一热交换器可以被用于在加热元件不被激活的情况下来直接或间接冷却车辆部件。

在包括热交换器10的板18、24是由铝或其合金构成的情况下，用于施加和/或固化构成电加热元件42的涂层的处理温度具有约为600℃的上限，因为铝具有约660℃的相对较低的熔化温度，而诸如3000系列合金之类的合金具有略微更低的熔化温度。电加热元件42可承受高达约500℃的温度。

将介电基层44直接施加至热交换器10的外部表面上，并且在低于600℃的温度下(例如在约400℃至约450℃的范围内)进行热处理。热处理可以在空气中使用常规的炉子或IR加热来执行，并且使得介电基层44与铝基板粘接，在本文中称为“热粘接”。

除了具有较低的熔融温度之外，铝还具有相对较高的热膨胀系数。当介电基层44的热膨胀系数与包含热交换器10的铝的热膨胀系数显著不同时，介电基层44可能在热交换器10和/或电加热元件42的热循环期间破裂和/或从热交换器10脱离。由于这些限制，由玻璃搪瓷组成的常规绝缘层不适合用于这种应用，因为它们通常在高于铝的熔融温度的温度下施加和/或固化，并且具有比铝低的热膨胀系数。

电加热元件42的介电基层44由具有低于600℃的处理和熔化温度的材料组成；具有相对较高的热膨胀系数以匹配铝的热膨胀系数；并且具有在最高达到约250℃的热循环下的合适的电绝缘性能。例如，介电基层44可以是导热、电绝缘的复合层，其包括与颗粒填充材料混合的高温可熔融流动的热塑性聚合物。

结合到热塑性聚合物基体中的颗粒填料可提供改进的热膨胀系数，在介电基层44和铝制热交换器基板10之间匹配，以及与电加热元件42的其它层匹配。颗粒填料还可增加介电基层44的导热率，以产生对铝基板的更好的热量传递，并且防止在电加热元件42中产生“热点”。颗粒填料还用于增强介电基层44，并且在电加热元件42的随后施加的层的施加和/或固化期间，防止电加热元件42的随后施加的层沉入到介电基层44中。

介电层44的可熔融流动的高温热塑性聚合物选自包括以下物质的组：聚苯硫醚(PPS)、聚邻苯二甲酰胺(PPA)、聚芳酰胺(PARA)、液晶聚合物、聚砜(PS)、聚醚砜(PES)、聚苯砜(PPSU)、聚酰胺酰亚胺(PAI)、聚醚醚酮(PEEK)、聚醚酮(PEK)、聚醚酮醚酮(PEKEK)、自增强聚苯撑(SRP)以及其任意两种或更多种的组合。

介电层44的颗粒填料选自包括以下物质的组：陶瓷颗粒、玻璃颗粒或高温聚合物颗粒。合适的陶瓷材料的示例包括氧化铝、氧化锆、二氧化硅(可选的是由二氧化铈稳定的氧化锆或由氧化钇稳定的氧化锆)、二氧化钛、锆酸钙、碳化硅、氮化钛、镍锌铁氧体、羟基磷灰石钙以及其任何组合。氧化铝具有最高的导热率和介电强度。

填充材料的颗粒尺寸可以在从约0.1微米至约100微米的范围内，例如约0.1至约20微米。介电基层44的填料含量为从约5至80重量％，例如为介电基层的约20至60重量％，或例如为从35至45重量％。

由电阻加热器层46产生的热量穿过介电基层44去至第一板18，并且介电基层44承受连续的较高工作温度(在约180℃或更高的温度下和/或在最高达到约250℃的热循环下)维持固体结构。另外，介电基层44抵抗第一板18与电阻加热器层46和/或导电层50之间的电击穿和电流泄漏。介电基层44可以是整体涂层，或者其可以包括一个固化在另一个上的两个或多个涂层。在任何一种或多种的可熔融流动的高温热塑性聚合物和/或特定的填料的类型和/或量方面，包括介电基层44的每个涂层可以具有相同或不同的组成。

电阻加热器层46可以包括电阻无铅复合溶胶凝胶基的层。溶胶凝胶制剂(formulation)包含反应性金属有机盐或金属盐溶胶凝胶前体(precursor)，其在施加于介电基层44上之后被热处理以形成电阻陶瓷材料，该电阻陶瓷材料在被施加电压时发热。溶胶凝胶制剂是一种含有反应性金属有机盐或金属盐溶胶凝胶前体的溶液，其被热处理以形成陶瓷材料，其选自包括以下物质的组合：氧化铝、二氧化硅、氧化锆(可选的是由氧化铈稳定的氧化锆或由氧化钇稳定的氧化锆)、二氧化钛、锆酸钙、碳化硅、氮化钛、镍铁氧体、羟基磷灰石钙以及它们的任意组合。

导电层50在电阻加热器层46之前或者之后沉积，并且在电源52和电阻加热器层46之间提供电连接。导电层50是无铅的，并且可以由包含镍、银或任何其它合适的导电粉末或薄片材料的复合溶胶凝胶制剂来制成。溶胶凝胶制剂可以由但不限于氧化铝、二氧化硅、氧化锆、或在溶液中稳定的二氧化钛金属有机前体来制备。导电层50通过任何合适的方式而电连接到电源52，例如如图4中所示的电引线54、56。

电绝缘的介电顶层48是电绝缘的，并且可包含陶瓷、玻璃、或低熔体流动的高温聚合物的填料颗粒，并且被沉积在电阻加热器层46和/或导电层50的顶上，以保护层46和50以免由氧化、水等引起的损坏。可以理解的是，顶层48是可选的，并且可能不是在所有实施例中必需的。

在使用中，电源52经过引线54、56对导电层50提供合适的电压和电流以对其加热。电源52可以供应AC或DC电压。为了在BEV和HEV中使用，电压将至少为48V，例如280V，并且可能大于300V。导电层50被构造成使得电阻加热器层46将在其表面积上尽可能均匀地被加热。在一些实施例中，电阻加热器层46的电阻率是约48至100欧姆/平方，其中电阻器热通量(功率密度)最高达到约25W/cm²(160W/in²)或更高。

关于电加热元件42的组成和结构的其它细节可以在美国专利号8,653,423中找到，其通过引用整体并入本文。在图1至图5所示的第一实施例中，第一电加热元件42被直接施加至第一板18的外表面22，并且介电基层44直接接触并且直接热粘接至第一板18的外表面22。为了提供改善的均匀性和粘附性，第一板18的外表面22是平坦的，并且可以可选地通过磨蚀、摩擦或喷砂来表面处理。

在热交换器10由铝或铝合金构成的情况下，其将通过铜焊和/或焊接组装。在将第一电加热元件42施加至第一板18之前，例如通过筛网印刷工艺来执行这些组装步骤。因此，根据本实施例，在热交换器10的其它部件完全组装之后，施加电加热元件42。

热交换器10还可包括湍流增强插入件58(诸如波纹状翅片或湍流器)以提供用于热传递的增大的湍流和表面积，由此增强从电加热元件42到流体流动通路12中的流体的热传递。湍流增强插入件58还为第一板和第二板18、24提供结构支承，由此增强热交换器10的刚性。

如本文所用，术语“翅片”和“湍流器”旨在表示具有多个脊或峰60的波纹状湍流增强插入件58，多个脊或峰60通过侧壁62连接，并且脊是圆钝的或平的。如本文所限定，“翅片”具有连续的脊部，而“湍流器”具有沿其长度中断以提供曲折的流动路径的脊部。湍流器有时被称为偏置的或切开的(lanced)条状翅片，并且这种湍流器的示例在美国专利号Re.35,890(So)号和美国专利号6,273,183(So等人)中描述。So和So等人的专利通过引用整体并入本文。

在大多数应用中，诸如在热交换器10中，湍流增强插入件58被定向在流体流动通路12内部，并且其脊部60被布置成平行于流经流体流动通路12的流体的方向，使得流体流过由脊部60和侧壁62限定的开口64。插入件58的这种定向在本文中被称为“低压降”或“LPD”定向。替代地，在一些应用中，湍流增强插入件58将被定向在流体流动通路12的内部，并且其脊部60相对于流经流体流动通路12的流体的方向成角度，该角度通常为90度。插入件的这种定向在本文中被称为“高压降”或“HPD”定向。在HPD定向中，流体流经处于侧壁62中的开口和/或处于侧壁62或者插入件58的脊部60中的其它中断部。

在热交换器10中，湍流增强插入件58具有与第一板18的内表面20接触的第一多个脊部60A(在本文中称为“顶脊部”)和与第二板24的内表面26接触的第二多个脊部60B(在本文中称为“底脊部”)。

根据热交换器10的另一特征，湍流增强插入件58的顶脊部60A与第一板18的内表面20紧密地热接触。例如，湍流增强插入件58的顶脊部60A可以例如通过铜焊冶金地粘接至第一板18的内表面20。这在图5的放大图中示出，其示出了由凝固的铜焊填充材料构成的铜焊圆角(fillet)66。作为冶金粘接的替代方式，可以通过压力或粘合剂粘接实现紧密的热接触。

虽然在常规热交换器中将湍流增强插入件冶金地粘接至板将会期望地增强从流过热交换器的流体去至板的热传递，但是发明人发现，将插入件58冶金地粘接至第一板18上可提供在热交换器10中的许多其它益处，在该热交换器10中，电加热元件42位于第一壁18的相对侧上。例如，发明人发现，将插入件58冶金地粘接至第一板18的内表面20导致在第一板18的整个表面区域上更均匀的温度分布。这可减少第一板18上热点的发生，这可降低使流体流动通路12内部的流体沸腾的风险。

此外，发明人已经发现，将插入件58冶金地粘接至第一板18的内表面20引起电加热元件42和附接至其的板18在较低温度下运行。例如，在24W/cm²的热通量下，不具有冶金地粘接的插入件58的热交换器在电阻加热器层46中的温度为170℃；在介电基层44中为123℃；并且在第一板18和流体流动通路12中为120℃。相反，具有冶金地粘接的插入件58的热交换器在电阻加热器层46中的温度为110℃；在介电基层44中为63℃；并且在第一板18和流体流动通路12中为60℃。可以理解的是，具有冶金地粘接的插入件58的热交换器中的较低温度将允许加热器以较高的热通量运行。

热交换器10仅包括被定位成与第一板18的外表面22第一电加热元件42邻近，而没有被设置成沿第二板24的外表面28的对应的加热元件。在该实施例中，湍流增强插入件58的底脊部60B可以与或者可以不与第二板24的内表面26紧密地热接触，例如通过在底脊部60B和第二板之间不提供冶金地粘接。

在使用中，热交换器10可用于直接和/或间接地加热以及可选地冷却一个或多个车辆部件11。例如，车辆部件11的间接加热可以这样来完成，即，激活电加热元件42中的一个或两者以加热流过热交换器10的流体，随后从加热的流体到待加热的一个或多个车辆部件11(包括乘客舱)进行热量传递。一个或多个车辆部件11的直接加热可以通过将待加热的一个或多个车辆部件11安装或放置成与热交换器10的一个或多个平的外表面接触来完成。例如，如图2中所示，车辆部件11可以安装在热交换器10的平的顶表面上，即在电加热元件42的顶部上，或者放置成与之接触。可替代地，车辆部件11可以安装或放置成与热交换器10的底表面接触，即在第二板24的外表面28上。在其它实施例中，车辆部件11位于相距车辆部件11较远的位置，并且热交换器10用于加热和/或冷却流体以间接加热和/或冷却车辆部件11。

例如，在车辆部件11包括可再充电的车辆电池的至少一个电池单元和/或电池模块的情况下，热交换器10可以包括“冷板”电池热交换器；其中，车辆部件11与被设置在第一板18的外表面22上的电加热元件42接触并且可以被支承在其上；或者其中车辆部件11与第二板24的外表面28接触并且可以被支承在其上。

因此，在一些实施例中，热交换器10是冷板，其中第一板18的外表面22是基本平的，并且电加热元件42与外表面22的基本平的部分直接接触。在一个实施例中，电加热元件42适于接触并且支承车辆部件11，车辆部件11包括可再充电的车辆电池的至少一个电池单元和/或电池模块。这样的实施例在图2中示出。

在其它实施例中，热交换器10包括冷板，其中第二板24的外表面28基本上是平的，并且适于接触并且支承车辆部件11，车辆部件11包括可再充电的车辆电池的至少一个电池单元和/或电池模块。在这样的实施例中，电加热元件42可以与相对的第一板18的外表面22直接接触。

当期望使用热交换器10来加热车辆部件11时，电源52通过引线54、56将电能提供至导电层50。流过导电层50的电流被电阻加热器层46转换成热能，该热能通过第一和第二板18、24传递至处于流动通路12中的流体。车辆部件11将通过在流体流动通路12内由热交换器的板18、24加热的流体而被直接或间接地加热(即，在该处车辆部件11安装在热交换器10的顶表面或底表面上或者与之接触)，和/或车辆部件将被电加热元件42直接加热(在该处如图2中所示，部件11在加热元件42的顶部上)。如上所述，在流动通路11中加热的流体可以循环到车辆的其它区域以提供对其它车辆部件11的直接或间接加热，和/或可以再循环通过热交换器10以进一步加热流体和/或车辆部件11。

当期望使用热交换器10来冷却车辆部件11时，电源52被停用，使得电加热元件42不再产生热量。因此，在冷却模式下，热交换器10用作常规的冷却器10，例如以提供对安装在热交换器10的顶表面或底表面上或者与之接触的车辆部件11的冷却。在冷却模式下，冷却流体、诸如温度低于车辆部件11的液体冷却剂被从车辆的冷却剂循环系统接收，并且被循环通过流体流动通路12以吸收由车辆部件11产生的热量，车辆部件11可以是可充电电池或其它发热组件。

现在在下文中描述热交换器的一些附加的实施例。

图6和图7示出了热交换器68，其在许多方面与热交换器10类似，并且其中相同的附图标记用于标识相同的元件。除非另有说明，否则对热交换器10的相同元件的上述描述同样适用于热交换器68，并且以下讨论将主要集中于热交换器10和68之间的差异。

不是平的第一板18，热交换器68的第一板18是与第二板24类似或相同的成形板，并且被形成为具有平坦且平面的基部30’，基部30’被凸起的外围侧壁32’围绕，侧壁32’从基部30’延伸到限定密封表面的平面凸缘34’，平面凸缘34’被密封至第二板24的对应的平面密封表面36。

热交换器68与热交换器10不同之处还在于，热交换器68包括与第一板18的外表面22邻近的第一电加热元件42，以及与第二板24的外表面28邻近的第二电加热元件70。第二电加热元件70可以与上述的第一电加热元件42相同，包括介电基层44、电阻热交换器层46、介电顶层48和导电层50，并且加热元件70可以通过电引线72、74连接至相同的电源52。

第二电加热元件70可以直接施加到第二板24的外表面28上，其中介电基层44直接接触并且粘附到第二板24的外表面28。为了提供改善的均匀性和粘附性，第二板24的外表面28是平坦的，并且可以可选地通过磨蚀、摩擦或喷砂来进行表面处理。

在热交换器68由铝或铝合金构成的情况下，热交换器68的铝部件通过铜焊和/或焊接来完全组装，而后将第一电加热元件和第二电加热元件42、70例如通过筛网印刷工艺施加至第一板和第二板18、24。

另外，可以看出，在热交换器68中，入口端口和出口端口14、16的位置不同。特别地，入口端口14和入口配件38设置在第一板18中，并且出口端口16和出口配件40设置在第二板24中。通过这种构造，第一板和第二板18、24可以彼此相同。

热交换器68包括如上所述的湍流增强插入件58，其例如通过冶金地粘接而与第一板18的内表面20热接触。因为热交换器68还包括与第二板24的外表面28邻近的第二电加热元件70，所以湍流增强插入件58的底脊部60B也例如通过如上所述由铜焊填料66的冶金地粘接而与第二板24的内表面26紧密地热接触。

尽管热交换器68包括许多与热交换器10不同的特征，但是可以理解的是，热交换器10可以被修改成具有上面具体描述的热交换器68的不同特征中的任何一个，即热交换器10可以被修改成包括以下中的任何一个或多个：成形的第一板18，其具有基部30’、凸起的外围侧壁32'和平面凸缘34'；与第二板24的外表面28邻近的第二电加热元件70；入口端口14及入口配件38或者出口端口16及出口配件40在第二板24中的位置；以及湍流增强插入件58的底脊部60B紧密地热接触并且可选地冶金地粘接至第二板24的内表面26。

在使用中，如上所述参考热交换器10，热交换器68可以用来加热和/或冷却一个或多个车辆部件11。例如，图6示出了安装至处于热交换器68的顶表面和底表面上的电加热元件42、70或者与之接触的车辆部件11。在加热模式下，电加热元件42、70被激活以加热通路12和板18、24中的流体，并且还直接加热车辆部件11。在冷却模式中，温度低于车辆部件11的冷却剂穿过流体流动通路12，以吸收由车辆部件11产生的热量，由此冷却车辆部件11。可以理解的是，不必将车辆部件11安装到热交换器68的顶部和底部或者与之接触。例如，在一些实施例中，一个要加热和/或冷却的车辆部件11安装在电加热元件42或70上或者与之接触，和/或一个或多个车辆部件11位于相距热交换器68较远的位置，由在流体流动通路12内加热的流体来直接或间接加热。

图8示出了热交换器76的纵向截面，该热交换器在许多方面与热交换器10和68类似，并且其中相同的附图标记用于标识相同的元件。除非另有说明，否则对热交换器10和68的相同元件的上述描述同样适用于热交换器76，并且以下讨论将主要集中在热交换器76与热交换器10和68不同的地方。

不是具有直接施加至第二板24的外表面28的第一电加热元件42，使介电基层44直接接触并粘附到每个外板24的外表面28，而是热交换器76具中间散热板78，第一电加热元件42被施加到该中间散热板。

散热板78包括平板，该平板可以比第一板和第二板18、24厚，具有内表面80以及外表面82，内表面80固定至第一板18的外表面22，第一电加热元件42例如通过丝网印刷被施加至并且被热粘接至外表面82。散热板78可以通过诸如铜焊接头或焊接接头的冶金粘接而固定至第一板18，以使穿过散热板78的、从加热元件42到第一板18和到流体流动通路12中的流体的热传递最大化。

可以理解的是，热交换器10可以被修改成包括如上所述的散热板78，其具有内表面80以及外表面82，内表面80固定至第一板18的外表面22，第一电加热元件42被施加至外表面82。替代地，热交换器10的平的第一板18本身可以包括散热板，其厚度大于第二板24的厚度。此外，如图8中所示，热交换器76可以包括第二散热板78，该第二散热板78具有内表面80以及外表面82，内表面80固定至第二板24的外表面28，第二电加热元件70被施加至外表面82。同样，如图8中所示，第二电加热元件70可以通过引线72、74连接至第二电源52。

热交换器76可以通过如下方式制造：首先组装热交换器76的除电加热元件42和/或70以外的所有部件(包括第一和第二板18、24、湍流增强插入件58、以及散热器78)，然后以上述方式参考热交换器10和68将电加热元件42和/或70直接施加至散热板78的外表面82。

替代地，可以通过以下方式制造热交换器76：(1)预组装包括第一板和第二板18、24(以及在设置有一个湍流增强插入件58的位置处的湍流增强插入件58)；(2)以上述方式参考热交换器10和68将电加热元件42和/或70直接施加至散热板78的外表面82；以及(3)将具有附接的电加热元件42和/或70的散热板78附接至第一板18的外表面22和/或第二板24的外表面28，其中内表面80或者每个散热板78与第一或第二板18或24的外表面22或28紧密地热接触，并且可选地与之冶金地粘接。

除了有散热板78之外，可以理解的是，热交换器76的横向截面(未示出)与上述热交换器68的截面相同。

在使用中，如上所述参考热交换器10和68，热交换器76可以用来加热和/或冷却一个或多个车辆部件11。例如，图8示出了安装至处于热交换器76的顶表面和底表面上的电加热元件42、70或者说与之接触的车辆部件11。在加热模式下，电加热元件42、70被激活以加热通路12和板18、24中的流体，并且还直接加热车辆部件11。在冷却模式中，温度低于车辆部件11的冷却剂循环通过流体流动通路12，以吸收由车辆部件11产生的热量，由此冷却车辆部件11。可以理解的是，不必将车辆部件11安装到热交换器76的顶部和底部或者与之接触。例如，在一些实施例中，一个要加热和/或冷却的车辆部件11安装在电加热元件42或70上或者与之接触，和/或一个或多个车辆部件11位于相距热交换器76较远的位置，由在流体流动通路12内加热的流体来直接或间接加热。

上述的热交换器10、68和76包括呈波纹状翅片或湍流器形式的湍流增强插入件58。图9示出了热交换器84，其在许多方面与热交换器10、68和76类似，并且其中相同的附图标记用于标识相同的元件。除非另有说明，否则对热交换器10、68和76的相同元件的上述描述同样适用于热交换器84，并且以下讨论将主要集中在热交换器84与热交换10、68和76不同的地方。

在热交换器84中，波纹状翅片或湍流器由直接形成在第一板18和第二板24中的一个或两者中的多个湍流增强特征代替。在这方面，第一板和第二板18、24中的一个或两者可以设置有多个突起部86，这些突起部通过冲压或拉伸而在板中形成。

例如，热交换器84具有与热交换器10类似的总体构造，具有平坦的第一板18和成形的第二板24。如图10中所示，不是具有湍流增强插入件58，而是热交换器86具有形成在第二板24的平坦且平面的基部30中的多个突起部86。突起部86具有与凸起的外围侧壁32相同的高度，并且每个突起部86具有与外围侧壁32的平面凸缘34共平面的圆钝或平坦的密封表面88。突起部88的平坦的密封表面88紧密地热接触并且可选地冶金地粘接至第一板18的内表面22，从而提供与如上所述的湍流增强插入件58粘接至热交换器10中的第一板18的粘接类似的热传递益处。除了为热传递提供增加的湍流和表面积之外，突起部86还为第一板和第二板18、24提供结构支承，由此增强热交换器10的刚性。

当在平面中观察时，突起部86可以具有各种形状。例如，突起部86可以在处于流体流动通路12中的流体流动方向上伸长，或相对于通路12中流体流动方向成一定角度。这样的细长突起部86可以是直的或弯曲的，并且在本文中被称为“肋”，并且在图10中被标识为86A。在突起部没有沿着任何方向显著伸长的情况下，它们在本文中称为“凹窝”，并且在图10中被标识为86B。不管它们是呈凹窝还是肋的形式，突起部86有助于引导流体在入口端口和出口端口14、16之间流动，并且突起部86被定位成有助于在第一板和第二板18、24的基本整个表面区域上分布流体。可以理解的是，图10中所示的突起部86的图案仅出于说明的目的，并且不应被解释为突起部86的优选图案。

现在参考图11来描述结合突起部86的热交换器90的替代形式。热交换器90包括成形的第一板和第二板18、24，它们彼此类似或相同，如在上述热交换器68中那样。在热交换器90中，多个突起部86形成在第一板18的平坦且平面的基部30’中，并且多个突起部86形成在第二板24的平坦且平面的基部30中。突起部86具有与板18、24的凸起的外围侧壁32’、32相同的高度。在本实施例中，第一板18中的突起部86与第二板24中的突起部86对齐，使得第一板18中的突起部86的密封表面88’紧密地热接触并且可选地冶金地粘接(例如通过铜焊)至第二板24中的对应突起部86的密封表面88。

热交换器90还包括第一电加热元件42，其在位于突起部86之间的平坦且平面区域中被施加到的第一板18的外表面22。替代地，如在热交换器76中那样，热交换器90可以包括散热板78，该散热板具有内表面80和外表面82，内表面80在位于突起部86之间的平坦且平面区域中紧密地热接触并且可选地冶金地粘接至第一板18的外表面22，而外表面82则供施加第一电加热元件42。

图9和11示出了热交换器84和90可以各自在其顶表面上具有安装至电加热元件42或者与之接触的车辆部件11。在加热模式下，电加热元件42被激活以加热通路12和板18、24中的流体，并且还直接加热车辆部件11。在冷却模式中，温度低于车辆部件11的冷却剂循环通过流体流动通路12，以冷却车辆部件11。

除了热交换器76的有限例外，上述所有热交换器都是通过以下方式来制造的，即，将电加热元件42和/或70直接施加至另外完全组装的热交换器上。然而，这样的组装过程可能不是理想的，因为其要求整个热交换器在另外完全组装之后经历若干处理步骤，其中，至少一些附加处理步骤涉及：例如在施加过程中加热组装的热交换器和/或固化构成电加热元件42和/或70的层。

该问题通过图12至图15的实施例来解决，这现在在下文中讨论。这些实施例的每一个涉及一种热交换器，该热交换器包括在本文中称为“加热器板部件”92的子结构，该子结构包括：板部分94，其具有内表面96和外表面98；湍流增强插入件58，其多个脊部60固定至板部分94的内表面96；以及电加热元件42，其与板部分94的外表面98邻接并且与湍流增强插入件58正对。

图12至图15仅示出了包括加热器板部件92的热交换器的一些部分。然而，可以理解的是，图12至15中所示的热交换器可以具有上述实施例的任何构造，并且在图12至15中使用相同的附图标记来标识相同的元件。

图12示出了热交换器100的一部分，该热交换器包括第一板18和第二板24，并且其可以具有上述的任何构造。在本实施例中，第一板18具有开口102，加热器板部件92密封地接纳在该开口102中。在这方面，加热器板部件92具有平坦且平面的板部分94，并且板部分具有外围边缘凸缘104，该外围边缘凸缘104沿着内表面96向外延伸超出湍流增强插入件58的边缘，并且沿着外表面98向外延伸超出电加热元件42的边缘。第一板18中的开口102的尺寸和形状被设计成允许湍流增强插入件58通过开口102插入到流体流动通路12中，但小于平面板部分94。此外，第一板18形成有平坦且平面的密封凸缘106，其从开口102向外延伸并且凹入第一板18的外表面22下方。密封凸缘106的尺寸和形状被设计成以密封接合的方式接纳板部分94的外围边缘凸缘104。第一板18和板部分94之间的不透流体的密封连接可以通过任何合适的方式来提供，包括在凸缘104和106之间的具有或不具有垫圈的机械密封，或者通过冶金粘接，由此通过铜焊或焊接来结合凸缘104、106。

在热交换器100中，湍流增强插入件58的顶脊部60A与板部分94的内表面96紧密地热接触并且可选地冶金地粘接，然而，底脊部60B未冶金地粘接至第二板24的内表面26，并且可以与或者可以不与内表面26接触，以在它们之间提供导热间隙。

由于湍流增强插入件58仅沿着其顶脊部60A与相邻的板94紧密地热接触，因此它可能易于受到由流过流体流动通路12的流体引起的损坏的影响。为了对湍流增强插入件58提供额外的支承，加热器板部件92还包括平坦的支承板108，其沿着湍流增强插入件58的表面之一例如通过由铜焊或焊接产生的冶金地粘接而固定至湍流增强插入件58的底面60B。平坦的支承板108的相对表面位于第二板24的内表面26的附近，而未冶金地粘接至该处，并且可以与或可以不与内表面26直接接触，以在它们之间提供导热间隙。例如，在热交换器100中(在该处平坦且平面的密封凸缘106凹入的量等于板部分94的厚度)，湍流增强插入件58和支承板108的组合高度可以与在凹入的密封凸缘106的区域外侧的流体流动通路12的高度(H)相同。

可以看出，由于围绕第一板18中的开口102设置凹入的密封凸缘106，因此热交换器100中的流体流动通路12的高度略有减小。图13示出了替代的热交换器110，其中避免了流体流动通路12中的这种高度减小。在这方面，热交换器110与热交换器100相同，除了围绕第一板18中的开口102的平坦且平面的密封凸缘106与第一板的外表面22共平面(即，它没有凹入)。因此，流体流动通路12的高度没有降低。可以理解的是，由于与热交换器100相比，板部分94的内表面96和第二板24的内表面26之间的距离增加，因此在热交换器110中湍流增强插入件58的高度和/或平坦的支承板108的厚度可以增加。例如，在平坦的支承板108具有与第一板18相同的厚度的情况下，湍流增强插入件58的高度可以与流体流动通路12的高度(H)相同。板部分94的内表面96(在边缘凸缘104的区域中)与第一板18的外表面22之间的密封连接是通过如上面参考热交换器100所述的机械或冶金粘接实现的。

图14示出了根据另一实施例的热交换器112，其类似于热交换器110之处在于，围绕第一板18中的开口102的平坦且平面的密封凸缘106与第一板的外表面22共平面。然而，不是与板部分94的其余部分共平面，而是外围边缘凸缘104相对于板部分94的其上设置有电加热元件42和湍流增强插入件的部分是凸起的。在外围边缘凸缘104的凸起等于第一板18的厚度大小的情况下，湍流增强插入件58和支承板108的组合高度可以与流体流动通路12的高度(H)相同。边缘凸缘104沿着内表面96密封地连接至第一板18的平的外表面22，其中该密封连接通过如上面参考热交换器100所述的机械或冶金粘接来提供。

图15示出了热交换器114，其中设置有穿过第一板和第二板18、24两者的对齐的开口。特别地，第一板18具有与第二板24中的开口116对齐的开口102。在该实施例中，加热器板部件92包括夹在具有内表面96和外表面98的第一板部分94与具有内表面96’和外表面98’的第二板部分94’之间的湍流增强插入件58。第一板部分和第二板部分94、94’具有相同的尺寸和形状，并且适于紧密地装配在第一板和第二板18、24中的相应开口102、116的内周缘内部。湍流增强插入件58的顶脊部60A与第一板部分94的内表面96紧密地热接触并且可选地冶金地粘接，并且湍流增强插入件58的底脊部60B与第二板部分94’的内表面96’紧密地热接触并且可选地冶金地粘接。

板部分94、94’的外围边缘凸缘104、104’通过如上面参考热交换器100所述的机械或冶金粘接密封地连接至相应的第一板和第二板18、24。在本实施例中，湍流增强插入件具有与流体流动通道12的高度相同的高度，并且可以看出，第二板部分94’的设置可消除对在热交换器100、110和112中存在的平坦的支承板108的需求。如所示的，第一电加热元件42可以设置在第一板部分94的与湍流增强插入件58相对的外表面98上，并且第二电加热元件70可以设置在第二板部分94’的与湍流增强插入件58相对的外表面98’上。

上述实施例各自涉及具有由单对板18、24构成的一体式电加热元件的热交换器。图16至图18示出了根据又一实施例的热交换器118，其由成堆叠的芯板构造，并且包括用于两种汽车流体的交替的流体流动通路，以及汽车流体之一可以在其中由一体式电加热元件加热的旁通通路。

热交换器118可以包括油-至-水(OTW)的热交换器，其中汽车流体之一是油(诸如发动机油、变速器流体或车桥润滑剂)，而另一汽车流体是水和/或乙二醇基的热交换流体(诸如冷却剂)。

热交换器118包括多个与上述热交换器的元件类似或相同的元件，并且在图16至图18中使用相同的附图标记来标识相同的元件。在这方面，热交换器118包括第一流体入口端口14和第一流体出口端口16，它们设置在第一板18中，第一板18具有内表面20和外表面22，具有设置在第一板18的外表面22上的对应的第一流体入口配件和出口配件38、40。因为热交换器118包括用于两种不同的汽车流体的流动通路，所以热交换器118还包括第二对入口配件和出口配件38’、40’，它们设置在热交换器118的顶部，即在第一板18的外表面22上。然而，可以理解的是，在某些实施例中，入口端口和出口端口和/或入口配件和出口配件中的一些或全部可以替代地设置在热交换器118的底部中，如通过专用包装要求所确定的。

热交换器118还包括由多个碟状热交换器芯板122组成的芯120，以提供用于第一流体的多个第一流体流动通路124和用于第二流体的多个第二流体流动通路126，在芯120的整个高度上被布置成交替排列。除了顶部芯板和底部芯板之外，所有芯板122都是相同的，顶部芯板和底部芯板在本文在分别用附图标记122A和122B表示。

芯板122各自具有大体上平坦的基部128，具有向上延伸的、向外倾斜的外围侧壁130，该外围侧壁与邻接的芯板122的侧壁130嵌套并且铜焊在一起，以密封第一流体流动通路和第二流体流动通路124、126的边缘。尽管在图17和18的截面图中示出仅一对开口132、134，但是除了底部芯板122B之外的所有芯板122的基部128包括用于两种流体中的每一种的入口开口和出口开口。入口开口132在芯120的整个高度上对齐，以形成第一流体入口歧管136，并且出口开口134在芯120的整个高度上对齐，以形成第一流体出口歧管138，其中入口歧管和出口歧管136、138与第一流体入口端口和出口端口14、16以及对应的配件38、40流动连通。

第二流体(未示出)的入口开口和出口开口类似地形成入口歧管和出口歧管(未示出)，该入口歧管和出口歧管与第二流体入口配件和出口配件38’和40’流动连通。

底部芯板122B没有开口，从而封闭歧管的底部。在本实施例中，芯120中的顶部芯板122A类似于上述热交换器的第二板24，并且因此在附图中由附图标记24标识，并且有时在下面的说明中被称为“第二板24”，具有内表面26和外表面28。在本实施例中，第一板和第二板18、24两者都是“成形板”，其中第一板18具有基部30’，该基部30’被凸起的外围侧壁32’围绕，外围侧壁32’从基部30’延伸到限定密封表面的平面凸缘34’，平面凸缘34’从外围侧壁130向内密封至第二板24的平坦基部128的外部周缘(沿着内表面26)。

在热交换器118的芯120内，热量在流过第一流体流动通路124的第一流体与流过第二流体流动通路126的第二流体之间传递。一种流体将被加热，并且另一种流体将被冷却。第一流体和第二流体在成分方面可以不同或相同，并且可以理解的是，流体流动通路124、126彼此密封，因此两种流体不混合。

封闭在第一板和第二板18、24之间的是流体流动通路12，在本文中也称为“旁通通道12”，第一流体可以在一定温度条件下(下面进一步讨论)流经该流体流动通路12，直接从第一流体入口端口14到第一流体出口端口16，并且旁通过芯120的第一流体流动通路124。在本实施例中，旁通通道12位于芯120的顶部，但是其可以替代地位于芯120的下方。

热旁通阀(TBV)140至少部分地接纳在第一流体入口配件38和/或第一流体入口歧管136的内部，其具有大体上呈圆柱体形式的固定的外套管142。外套筒142具有底端144和带有唇部146的顶端，唇缘146保持在处于第一流体入口配件38和第一板18的外表面22之间的第一流体入口端口14中，用于使外套筒142和TBV 140固定就位。

外套筒142设置有与旁通通道12流动连通的一个或多个上部狭槽148和与第一流体入口歧管136流动连通的一个或多个下部狭槽150。外套筒142的上部狭槽148允许流体从第一流体入口端口14流到旁通通道12，而下部狭槽26允许第一流体从第一流体入口端口14流到第一流体入口歧管136，并且从那里流到芯120的第一流体流动通路124，用于与流过第二流体流动通路126的第二流体热交换。

可滑动移动的内套筒152位于TBV 140的外套筒142内部，该内套筒152可在外套筒142内从图17中所示的第一(热交换)位置滑动地移动到图18中所示的第二(旁通)位置。内套筒152具有一个或多个狭槽154，其与图18中所示的旁通位置中的外套筒142的上部狭槽148对齐。

TBV还包括热致动器156，其可以是蜡马达的形式，并且其可以在其上端牢固地安装到第一流体入口配件38，使得致动器156与进入入口端口14的第一流体接触。致动器156的内部包含在加热时膨胀的蜡，并且包括活塞158，该活塞在蜡被第一流体加热时伸出，并且在蜡被第一流体冷却时缩回，这种缩回由处于外套筒142的底端144内部的复位弹簧160来辅助。

在图18中所示的冷的或冷却旁通位置中，活塞158缩回，并且内套筒152由复位弹簧160朝其最高位置偏置，使得内套筒152的狭槽154与外套筒142的上部狭槽148对齐，导致经过入口端口14进入的第一流体进入旁通通道12并且朝着出口端口16流动。在该位置，TBV140阻止第一流体进入第一流体入口歧管136。

在图17中所示的热的或暖的热交换条件下，热致动器156被致动，并且引起活塞158伸出，向下推动内套筒152抵抗复位弹簧160的偏置力。在该位置中，内套筒152的壁阻挡外套筒142的上部狭槽148，以防止第一流体进入旁通通道12。然而，在该位置，内套筒152的狭槽154与外套筒142的下部狭槽150对齐，导致经过入口端口14进入的第一流体进入第一流体入口歧管和第一流体流动通路124。

热交换器118还包括电加热元件42，其与第一板18集成在一起，以当冷却或冷的第一流体从入口端口14进入旁通通道12时提供对该第一流体的快速加热。热交换器118的加热元件42与上述加热元件42相同，因此在此不再赘述。

热交换器118的电加热元件42示出为具有多个电触头162，其适于如上所述通过引线(未示出)连接至电源(未示出)。尽管未示出，但是可以理解的是，电触点162可以连接至电加热元件42的导电层(未示出)，如以上参考导电层50所述。

另外，热交换器118可以包括如上所述的加热器板部件92，该加热器板部件92以上面描述并且在图12至14中的任何一个中示出的方式被集成到第一板18中。在图16至18所示的特定实施例中，加热器板部件92以图13中所示的方式集成到第一板18中。

可以理解的是，在旁通通道12和芯120的紧邻的流体流动通路(在本实施例中是第二流体流动通路126)之间的热传递如期望地最小化，并且因此热交换器118中的增强插入件58的底脊部60B未冶金地粘接至第二板24，并且可以不与第二板24直接接触，从而在其间提供导热间隙。因此，在热交换器118中，湍流增强插入件58的底脊部60B可以冶金地粘接至平坦的支承板108，如以上结合图12至14所述。

在第一流体是油(诸如发动机油、变速器流体或车桥润滑剂)的情况下，热交换器118在冷启动时提供油的快速加热，达到其优选的工作温度范围，从而通过将这些部件快速带回到它们的正常工作温度来提高发动机、变速器或车桥的效率(在HEV中)。一旦油被充分加热，TBV 140就关闭旁通通道，并且使得油在热交换器118的芯120中通过把热量传递至流过芯120的冷却剂而被冷却。因此，取决于热交换器118是处于旁通模式(图18)还是处于热交换模式(图17)，热交换器118可以用作油加热器和油冷却器两者。

在第一流体是冷却剂的情况下，热交换器118在冷启动时将冷却剂快速加热至其优选的工作温度范围。加热的冷却液于是可以循环到其它车辆部件，诸如电池、发动机(HEV中的)、乘客舱加热系统和AWU系统。一旦冷却剂被充分加热，TBV 140就关闭旁通通道，且使冷却剂流过热交换器118的芯120，例如从流过芯体120的油吸收热量。因此，取决于热交换器118是处于旁通模式(图18)还是处于热交换模式(图17)，热交换器118可以用作冷却剂加热器和油冷却器两者。

尽管图16至18显示了紧凑的布置，其中TBV主要安装在进气歧管136的内部，但可以理解的是，TBV可以安装在热交换器118的芯120之外。

图16示出了热交换器118可以在其顶表面上可选地具有安装至电加热元件42或者与之接触的车辆部件11(以虚线示出)。在加热(旁通)模式中，其中第一流体被引导到旁通通道12，电加热元件42被激活以加热流过旁通通道12的第一流体，以加热板18、24，并且还直接加热车辆部件11。在冷却(热交换)模式中，电加热元件42被停用，第一流体被引导至第一流体流动通路124，并且温度低于车辆部件11的温度(并且温度低于第一流体的温度)的第二流体(冷却剂)循环通过第二流体流动通路126。为了有效地冷却车辆部件11，一部分第一流体也将被引导流过旁通通道12。为此目的，内套筒152可以设置有一个或多个副狭槽164(仅在图17中以虚线示出)，以允许在冷却模式中第一流体的一部分进入旁通通道，如由图17中的虚线箭头指示。可以理解的是，在不存在安装至电加热元件42或者与之接触的车辆部件11的实施例中，将不需要副狭槽164。

本文所述的热交换器可以用于加热和可选地冷却车辆中的许多部件。通常的车辆将具有多个加热/冷却回路，多个加热/冷却回路在不同的温度下操作，并且不同的流体可以循环通过它们。现在在下面参考图19至22描述加热/冷却回路的一些示例性构造。

图19示出了根据一个实施例的加热/冷却子系统166，其中车辆部件11被安装到热交换器10’的电加热元件42或者与之接触，热交换器10’具有流体流动通路12，并且其可以是本文所述的任何热交换器。电加热元件42由电源52激活，并且通过引线54、56连接至电源52。热交换器10’具有连接到流体循环回路168的入口端口和出口端口14、16，该流体循环回路68包括循环泵170、热交换器172和旁通过热交换器172的可选的旁通通道174。

在一些实施例中，车辆部件11可以包括电池。当需要加热车辆部件11时，电加热元件42被激活并从电源52接收电能，以直接加热车辆部件11并加热热交换器10’和流过’流体流动通路12的流体，如上所述。在子系统166处于此加热模式中的情况下，例如可以通过子系统166中的热驱动或电子驱动的旁通阀(未示出)使流体流过旁通通道174。

当期望冷却车辆部件11时，电加热元件42被停用，并且热量被传递到流经热交换器10’的流体流动通路12的流体。在这种操作模式下，流过旁通通道174的流体减少或停止，使得部分或全部流体流经热交换器172。在车辆部件11是电池的实施例中，在冷却模式期间流过流体循环回路168的流体的温度通常将处于约40℃的温度，并且热交换器172可以包括车辆空调系统(诸如冷却器)的热交换器，或者热交换器172可包括小型制冷或热泵系统中的热交换器，其不调节车辆中的空气。

图20示出了根据另一实施例的加热/冷却子系统176，其中车辆部件11被安装到热交换器178或者与之接触。例如，车辆部件11可以是电池，并且热交换器178可以包括电池热交换器，除了热交换器178缺少加热元件42、70之外，其可以与热交换器10、68、76、84、90、100、112、114和118中的任何一个类似或相同。子系统176包括第一流体循环回路180(电池回路)，其包括热交换器182(诸如空调系统的冷却器)、循环泵184和旁通流动通路186。

子系统176还包括第二流体循环回路188，相同或不同的传热流体经过第二流体循环回路188以不同的温度循环，而不与第一回路180中的流体混合。例如，第二回路188可以包括要被加热和/或冷却的一个或多个车辆部件190，其它车辆部件诸如电池、发动机(HEV中的)、乘客舱加热系统和AWU系统。第二回路188还包括流体循环泵192和热交换器194(诸如散热器，用于将热量排到周围大气中)。

子系统176还包括设有电加热元件42的热交换器10’，该电加热元件42通过电引线54、56连接到电源52。热交换器10’适于在回路180、188中的第一流体和第二流体之间提供热交换，并且因此，如图16至18的热交换器118中那样，热交换器10’包括第一流体流动通路和第二流体流动通路。然而，可以理解的是，热交换器10’不必包括如上所述的热旁通阀或旁通通道。

在第一回路和第二回路180、188中循环的第一流体和第二流体可以最初处于低温下，例如在冷启动条件下。在这些条件下，由于第一流体和第二流体在通过热交换器10'时的它们之间的热传递，加热器42将被激活以加热两个回路180、188中的流体。在该初始暖机期间，第一流体可旁通过热交换器182并且流过旁通流动通路186。

一旦回路180、188中的第一流体和第二流体被充分加热，则电加热元件42停用。此外，随着第一流体和第二流体达到它们的正常工作温度(可能不同)，可能希望第一流体和/或第二流体完全旁通过热交换器10’，并且为此目的，第一回路和/或第二回路180、188可以设有附加的旁通通路(未示出)。

车辆还可以包括用于加热/冷却多个其它车辆部件的多个其它加热/冷却子系统，如现在将参考图21和图22描述的。

图21示出了加热/冷却子系统196，其包括：具有电加热元件42的热交换器10’、车辆部件11、以及具有循环泵200的流体循环回路198，其中回路198使热传递流体循环通过热交换器10’和车辆部件11两者。在加热模式下，加热元件42被激活以加热热交换器10’中的传热流体，该传热流体随后循环到车辆部件11并且加热部件11。一旦部件11被充分加热，加热元件42就停用并且加热被中断。可以将这种加热施加到诸如车桥的车辆部件，其中循环通过回路198的流体是车桥流体。

图22中示出了根据另一个实施例的加热/冷却子系统201。在子系统201中，车辆部件11不是位于流体循环回路198中，而是在回路198中设有中间热交换器202，用于向/从在第二流体循环回路204中循环的第二流体传递热量，第二流体循环回路204具有循环泵206，其中车辆部件11设置在第二回路204中。在这种布置中，循环通过第一回路198的流体可以是冷却剂，并且第二回路204中的第二流体可以是油，诸如变速器流体。可以将类似的布置用于舱室加热，其中，中间热交换器202是加热器芯，空气通过该加热器芯循环并且吹入到乘客舱中。

图21和22包括虚线，其指示在子系统196、201中可能存在附加的车辆部件和/或热交换器(带有或不带有一体式电加热元件)。

虽然已经结合本公开描述了各种实施例，但是应该理解，可以在本公开的范围内对所描述的示例性实施例进行某些改变和修改。因此，以上讨论的实施例被认为是说明性的而非限制性的。

Claims (26)

1.一种热交换器，包括：

（a）适于流体流动的流体流动通路，所述流体流动通路具有入口和出口；

（b）第一板和第二板，所述第一板和所述第二板呈彼此相向面对的关系，其中，所述第一板和所述第二板中的每一个是导热的，具有内表面和外表面，所述内表面向内面朝着所述流体流动通路，所述外表面向外背离所述流体流动通路，其中，所述流体流动通路由所述第一板和所述第二板的内表面之间的空间限定；以及

（c）第一电加热元件，所述第一电加热元件位于所述流体流动通路之外并且与所述第一板的外表面邻近，使得在使用所述热交换器期间，由所述第一电加热元件产生的热量经过第一板传递至所述流体流动通路中的流体；

其中，所述第一电加热元件具有从1µm至1000µm的厚度；

其中，所述第一电加热元件包括最靠近所述第一板的外表面的电绝缘介电基层和在所述介电基层上的电阻加热器层；

其中，所述介电基层包括导热、电绝缘的复合层，所述复合层包括与颗粒填充材料混合的聚合物；

其中，所述第一板具有开口，加热器板部件被密封地接纳在所述开口中，所述加热器板部件包括：第一板部分，所述第一板部分具有内表面和外表面；湍流增强插入件，所述湍流增强插入件包括波纹状翅片或湍流器，具有通过侧壁连接的脊部，其中，多个第一所述脊部与所述第一板部分的内表面紧密地热接触；以及所述第一电加热元件，所述第一电加热元件与所述第一板部分的外表面直接接触并且粘附在其上，并且所述第一电加热元件直接与所述湍流增强插入件相对；其中，所述第一板部分具有外围边缘凸缘，所述外围边缘凸缘沿所述第一板部分的所述内表面向外延伸超出所述湍流增强插入件的边缘，并且沿所述第一板部分的所述外表面向外延伸超出所述电加热元件的边缘；以及其中，所述第一板部分的外围边缘凸缘用不透流体的密封连接而连接到所述第一板，并且使得所述第一板中的开口被所述第一板部分的外围边缘凸缘密封。

2.根据权利要求1所述的热交换器，其特征在于，所述第一板和所述第二板由铝构成。

3.根据权利要求1或2所述的热交换器，其特征在于，所述介电基层与所述第一板的外表面直接接触并且直接热粘接。

4.根据权利要求1所述的热交换器，其特征在于，所述第一板和所述第二板中的至少一个包括成形板，所述成形板具有大体上平坦且平面的基部，所述基部在所有侧上被凸起的外围侧壁围绕，所述凸起的外围侧壁从所述基部延伸至限定密封表面的平面凸缘，所述平面凸缘沿着所述密封表面密封地固定至相对的所述第一板和所述第二板中的一个。

5.根据权利要求4所述的热交换器，其特征在于，所述第一板是基本上完全平坦的，并且所述第二板包括所述成形板。

6.根据权利要求1所述的热交换器，其特征在于，所述第一电加热元件还包括与所述电阻加热器层直接接触的导电层；

其中，所述导电层包括适于连接至电源的一个或多个导电条带或汇流条。

7.根据权利要求6所述的热交换器，其特征在于，所述第一电加热元件还包括被设置在所述电阻加热器层上的电绝缘介电顶层。

8.根据权利要求1所述的热交换器，其特征在于，所述湍流增强插入件还包括多个第二所述脊部，所述多个第二所述脊部与所述第二板的内表面接触但是未冶金地粘接至所述第二板的内表面，以在它们之间提供导热间隙。

9.根据权利要求1所述的热交换器，其特征在于，还包括：

第二电加热元件，所述第二电加热元件设置在流体流动通路之外并且与所述第二板的外表面邻近，使得在使用所述热交换器期间，由所述第二电加热元件产生的热量经过所述第二板传递至所述流体流动通路中的流体；

其中，所述第二电加热元件具有从1µm至1000µm的厚度；

其中，所述第二电加热元件包括最靠近所述第二板的外表面的电绝缘介电基层和在所述介电基层上的电阻加热器层；以及

其中，所述介电基层包括导热、电绝缘的复合层，所述复合层包括与颗粒填充材料混合的聚合物。

10.根据权利要求1所述的热交换器，其特征在于，还包括散热板，所述散热板具有通过冶金粘接固定至所述第一板的外表面的内表面、以及供直接施加所述第一电加热元件的外表面，并且所述第一电加热元件的介电基层与所述散热板的外表面直接接触并直接热粘接。

11.根据权利要求10所述的热交换器，其特征在于，所述散热板比所述第一板和所述第二板中的任何一个厚。

12.根据权利要求1所述的热交换器，其特征在于，所述第二板包括成形板，所述成形板具有大体上平坦且平面的基部，所述基部在所有侧上都被凸起的外围侧壁围绕，所述外围侧壁从所述基部延伸至限定密封表面的平面凸缘，所述凸起的外围凸缘沿着所述密封表面密封地固定至相对的所述第一板和所述第二板中的一个；

其中，所述第二板具有形成在其平坦且平面的基部中的多个突起部，所述多个突起部的高度与所述平面凸缘的高度相同，每个所述突起部具有与所述平面凸缘的平面的密封表面共面的密封表面；

其中，所述突起部的密封表面与所述第一板的内表面紧密地热接触；以及

其中，所述突起部包括肋和/或凹窝。

13.根据权利要求1所述的热交换器，其特征在于，所述第一板的外表面是基本平的；

其中，所述第一电加热元件与所述第一板的外表面的基本上平的部分直接接触；

其中，所述电加热元件适于与车辆部件接触和支承所述车辆部件；以及

其中，所述车辆部件包括可充电车辆电池的至少一个电池单元和/或电池模块。

14. 根据权利要求1所述的热交换器，其特征在于，所述第二板的外表面是基本平的；

其中，所述第二板的外表面适于与车辆部件接触和支承所述车辆部件；以及

其中，所述车辆部件包括可充电车辆电池的至少一个电池单元和/或电池模块。

15.根据权利要求8所述的热交换器，其特征在于，所述加热器板部件还包括平坦的支承板，所述平坦的支承板固定至所述湍流增强插入件的多个第二所述脊部。

16.根据权利要求15所述的热交换器，其特征在于，所述平坦的支承板与所述第二板的内表面接触。

17.根据权利要求8所述的热交换器，其特征在于，其中，所述第二板具有与所述第一板中的开口对齐的开口；

其中，所述加热器板部件还包括具有内表面和外表面的第二板部分，其中，所述湍流增强插入件被夹在所述第一板部分和所述第二板部分之间，并且所述多个第二所述脊部与所述第二板部分的内表面紧密地热接触；

其中，所述第二板部分具有沿所述第二板部分的内表面向外延伸超出所述湍流增强插入件的边缘的外围边缘凸缘；以及

其中，所述第二板部分的外围边缘凸缘用不透流体的密封连接而连接到所述第二板，并且使得第二板中的开口被第二板部分的外围边缘凸缘密封。

18.根据权利要求1所述的热交换器，其特征在于，还包括第二电加热元件，所述第二电加热元件设置在所述流体流动通路之外，与所述第二板部分的外表面直接接触并且粘附在其上，并且直接与所述湍流增强插入件相对。

19.根据权利要求1所述的热交换器，其特征在于，还包括：

芯，所述芯包括多个热交换器芯板并且限定了在整个所述芯中以交替的顺序布置的多个第一流体流动通路和多个第二流体流动通路，

其中，所述芯包括与所述多个第一流体流动通路流动连通的第一流体入口歧管和第一流体出口歧管、以及与所述多个第二流体流动通路流动连通的第二流体入口歧管和第二流体出口歧管；

其中，所述热交换器的第一板包括流体流动通路的所述入口和所述出口，以及

其中，所述热交换器的第二板设置有与所述第一流体入口歧管流动连通的第一流体入口歧管开口、以及与所述第一流体出口歧管流动连通的第一流体出口歧管开口；以及

热旁通阀，所述热旁通阀被布置成选择性地：

允许所述第一流体从所述入口到所述流体流动通路的流动，同时阻止所述第一流体从所述入口到所述第一流体入口歧管的流动；以及

至少部分地阻挡所述第一流体从所述入口到所述流体流动通路的流动，同时允许所述第一流体从所述入口到所述第一流体入口歧管的流动。

20.根据权利要求1所述的热交换器，其特征在于，所述热交换器包括用于间接加热远离所述热交换器的一个或多个车辆部件的流体加热器。

21. 根据权利要求9所述的热交换器，其特征在于，所述第一电加热元件和所述第二电加热元件中的至少一个具有平的外表面，所述平的外表面适于与一个或多个车辆部件热接触，以直接加热所述一个或多个车辆部件。

22.根据权利要求21所述的热交换器，其特征在于，所述第一电加热元件和所述第二电加热元件中的至少一个的平的外表面适于支承所述一个或多个车辆部件；以及

其中，所述一个或多个车辆部件包括用于车辆的可再充电锂离子电池的一个或多个电池单体或电池模块。

23.根据权利要求21所述的热交换器，其特征在于，所述第一电加热元件和所述第二电加热元件中的每一个还包括电绝缘的介电顶层，所述电绝缘的介电顶层限定所述电加热元件的平的外表面。

24.一种用于电池电动车辆（BEV）或混合电动车辆（HEV）的加热/冷却系统，所述系统包括一个或多个加热/冷却回路，其中，每个所述冷却回路包括车辆部件、根据权利要求1至23中任一项所述的热交换器、流体流动导管以及流体循环泵，所述根据权利要求1至23中任一项所述的热交换器用于至少加热或冷却所述车辆部件。

25.根据权利要求24所述的加热/冷却系统，其特征在于，包括：第一加热/冷却回路和第二加热/冷却回路；

其中，所述第一加热/冷却回路包括：

（a）第一车辆部件，所述第一车辆部件包括用于为所述车辆的电动马达供电的可充电电池；

（b）第一热交换器，所述第一热交换器包括根据权利要求1所述的热交换器，包括至少一个所述电加热元件、用于使第一传热流体循环通过所述第一加热/冷却回路的一个或多个第一流体流动通路、以及用于一个或多个第一流体流动通路的第一入口和第一出口；

（c）用于冷却所述第一传热流体的第二热交换器；

（d）第一循环泵，所述第一循环泵用于使所述第一传热流体循环通过所述第一加热/冷却回路；以及

（e）第一导管，所述第一导管用于使所述第一传热流体在整个所述第一加热/冷却回路中循环；

其中，所述第二加热/冷却回路包括：

（a）第二车辆部件，所述第二车辆部件包括所述HEV/BEV的一个或多个发热电子部件；

（b）所述第一热交换器，其中，所述第一热交换器还包括用于循环通过所述第二加热/冷却回路的第二传热流体的一个或多个第二流体流动通路，以及用于所述一个或多个所述第二流体流动通路的第二入口和第二出口，其中所述第一流体流动通路和所述第二流体流动通路布置成允许在所述第一传热流体和所述第二传热流体之间的热传递，并且布置成通过至少一个电加热元件提供对所述第一传热流体和所述第二传热流体的加热；

（c）第三热交换器，所述第三热交换器用于冷却所述第二传热流体；

（d）第二循环泵，所述第二循环泵用于使所述第二传热流体循环通过所述第二加热/冷却回路；以及

（e）第二导管，所述第二导管用于使所述第二传热流体在整个所述第二加热/冷却回路中循环。

26.根据权利要求25所述的加热/冷却系统，其特征在于，所述第二热交换器包括所述车辆的空调系统中的热交换器，并且其中，所述第三热交换器包括散热器。

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