CN113587676A - 换热器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及新能源汽车热管理装置技术领域，尤其是涉及一种换热器。所述换热器，包括：换热组件，所述换热组件包括换热通道和均热通道，所述换热通道的首端连通有介质进口，所述换热通道的尾端与所述均热通道的首端连通，所述均热通道的尾端连通有介质出口；至少部分所述均热通道与所述换热通道的首端相对应，从而使介质的流程至少存在一次弯折。

Description

换热器

技术领域

本发明涉及新能源汽车热管理装置技术领域，尤其是涉及一种换热器。

背景技术

电机控制器是新能源汽车关键零部件之一，其作用是控制大功率电机；通常地，逆变器和转换器集成在一起，构成电机控制器整体。大功率IGBT功率模块又是逆变器部分的核心功率器件，使高压电池直流电和电机三相交流电互相转换，其间待换热件要承受较大电流(额定电流约为200A)，会产生大量的热量，因此，对待换热件散热设计成为关键。

通常，在待换热件外设置水冷板，水冷板的一端进水，另一端出水，在水流动过程中，带走待换热件的热量，存在的问题是，水冷板的进水端温度低，出水端的温度高，两端的差大，从而导致待换热件两端的温差大。

发明内容

本发明的目的在于提供一种换热器，以在一定程度上解决现有技术中存在的待换热件两端的温差大的技术问题。

本发明提供了一种换热器，包括：换热组件，所述换热组件包括换热通道和均热通道，所述换热通道的首端连通有介质进口，所述换热通道的尾端与所述均热通道的首端连通，所述均热通道的尾端连通有介质出口；至少部分所述均热通道与所述换热通道的首端相对应，从而使介质的流程至少存在一次弯折。

在使用本实施例提供的换热器中，将待换热件(例如IGBT模块)与换热通道和均热通道相贴，介质通过介质进口进入换热通道，然后由换热通道进入均热通道，介质流过均热通道后，由介质出口流出；介质在流动过程中不断与换热组件外的待换热件换热，介质由换热通道的首端流至换热通道的尾端，也即介质由待换热件的第一端流至待换热件的第二端，在此过程中，介质与待换热件之间的换热量越来越小；介质由换热通道的尾端进入均热通道，由于至少部分均热通道与换热通道的首端相对应设置，从而使介质的流程至少存在一次弯折，则介质能够由待换热件的第二端又流至待换热件的第一端，在此过程中，介质与待换热件之间的换热量越来越少，这就形成，在由换热通道指向均热通道的方向上，在相对应的位置，待换热件与换热通道相对应的位置，与待换热件的与均热通道相对应的位置具有温差，这样就可以使得待换热件的两部分进行换热，从而降低高温部分，提高低温部分，从而可以使得待换热件的温度均匀，减少待换热件的两端的温度差。

作为一种可选方案，在所述换热组件的宽度方向上，所述换热通道和所述均热通道并排设置。

进一步地，所述换热组件包括相对设置的两个第一芯片，沿所述第一芯片的宽度方向上，所述第一芯片上间隔设有第一流道和第二流道，所述第一流道的首端与所述介质进口连通，所述第一流道的尾端与所述第二流道的首端连通，所述第二流道的尾端与所述介质出口连通；所述第一流道形成所述换热通道，所述第二流道形成所述均热通道。

进一步地，所述换热组件的数量为多个，其中，两个所述换热组件形成一对，一对中的两个所述换热组件之间设置用于夹设待换热件的间隔，多对所述换热组件沿所述换热组件的高度方向堆叠设置。

进一步地，所述换热组件的数量为多个，多个所述换热组件沿所述换热组件的高度方向堆叠设置，相邻两个所述换热组件均设有用于夹设待换热件的间隔。

作为一种可选方案，在所述换热组件的高度方向上，所述换热通道和所述均热通道堆叠设置，所述换热通道和所述均热通道之间设有用于夹设待换热件的间隔；所述换热通道的尾端设有上连通口，所述均热通道的首端设有下连通口，所述上连通口与所述下连通口之间设有连通流道。

进一步地，所述连通流道包括固定圈和密封圈，所述固定圈固定在所述换热通道和所述均热通道两者中的一个上，所述密封圈设置在所述固定圈和所述换热通道和所述均热通道两者中的另一个之间。

进一步地，所述换热通道包括相对设置的第二芯片，两个所述第二芯片之间形成空腔；所述均热通道包括相对设置的第三芯片，两个所述第三芯片之间形成空腔。

进一步地，所述换热通道包括至少一个U型结构，和/或，所述均热通道包括至少一个U型结构。

进一步地，所述换热通道内设有翅片，所述翅片包括多个翅片段，靠近所述换热通道的首端的所述翅片段的横向间距大于靠近所述换热通道的尾端的所述翅片段的横向间距；和/或，靠近所述换热通道的首端的所述翅片段的纵向间距大于靠近所述换热通道的尾端的所述翅片段的纵向间距。

应当理解，前述的一般描述和接下来的具体实施方式两者均是为了举例和说明的目的并且未必限制本公开。并入并构成说明书的一部分的附图示出本公开的主题。同时，说明书和附图用来解释本公开的原理。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明第一实施例的换热器的结构示意图；

图2为图1所示的换热器中换热组件的结构示意图；

图3为本发明第二实施例的换热器的结构示意图；

图4为本发明第三实施例的换热器中翅片的结构示意图。

图标：10-换热组件；20-介质进口；30-介质出口；40-翅片；11-换热通道；12-均热通道；13-连通流道；41-进口端翅片段；42-出口端翅片段；43-中部翅片段；111-上连通口；121-下连通口；131-固定圈；132-密封圈。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

通常在此处附图中描述和显示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。

基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1至图4所示，本发明提供一种换热器包括：换热组件10，换热组件10包括换热通道11和均热通道12，换热通道11的首端连通有介质进口20，换热通道11的尾端与均热通道的首端连通，均热通道的尾端连通有介质出口；至少部分均热通道与换热通道的首端相对应，从而使介质的流程至少存在一次弯折。

在使用本实施例提供的换热器中，将待换热件(例如IGBT模块)与换热通道11和均热通道12相贴，介质通过介质进口20进入换热通道11，然后由换热通道11进入均热通道12，介质流过均热通道12后，由介质出口30流出；介质在流动过程中不断与换热组件10外的待换热件换热，介质由换热通道11的首端流至换热通道11的尾端，也即介质由待换热件的第一端流至待换热件的第二端，在此过程中，介质与待换热件之间的换热量越来越小；介质由换热通道11的尾端进入均热通道12，由于至少部分均热通道12与换热通道11的首端相对应设置，从而使介质的流程至少存在一次弯折，则介质能够由待换热件的第二端又流至待换热件的第一端，在此过程中，介质与待换热件之间的换热量越来越少，这就形成，在由换热通道指向均热通道的方向上，在相对应的位置，待换热件与换热通道11相对应的位置，与待换热件的与均热通道12相对应的位置具有温差，这样就可以使得待换热件的两部分进行换热，从而降低高温部分，提高低温部分，从而可以使得待换热件的温度均匀，减少待换热件的两端的温度差。

下面以不同实施例说明换热器的结构：

实施例一：

如图1所示，在换热组件10的宽度方向上，换热通道11和均热通道并排设置，也即换热通道11和均热通道位于同一水平面上，介质在换热通道11和均热通道12的流程在同一水平面上。本实施例中，在待换热件的宽度方向上，待换热件自身换热。

其中，均热通道12可以与换热通道11形成U型，也即介质的流程呈U型，介质的流程发生一次弯折，在换热组件10的宽度方向上(也可以理解为在待换热件的宽度方向上)，待换热件的一部分与换热通道11相贴，待换热件的另一部分与均热通道12相贴；介质进口20和介质出口30均位于待换热件的第一端，介质由待换热件的第一端流至待换热件的第二端，然后再由待换热件的第二端流至待换热件的第一端。

或者，均热通道12可以呈U型、S型或者多个依次连接的U型，从而使介质的流程发生多次弯折。

在上述实施例基础之上，进一步地，换热通道11和均热通道12均可以采用管道结构。

作为一种可选方案，如图2所示，换热组件10包括相对设置的两个第一芯片，沿第一芯片的宽度方向上，第一芯片上间隔设有第一流道和第二流道，第一流道的首端与介质进口20连通，第一流道的尾端与第二流道的首端连通，第二流道的尾端与介质出口30连通；第一流道形成换热通道11，第二流道形成均热通道。

其中，可以采用焊接将两个第一芯片连接，两个第一芯片对合后，两个第一芯片中的第一流道与第二流道之间的间隔相抵接(可以将两者焊接)，从而将第一流道和第二流道在除连通处之外相互隔离。这种结构方便换热通道11和均热通道12的一体化成型，也方便设置结构复杂的流道。其中第二流道可以包括多个沿第一芯片的宽度方向间隔设置的分流道，多个分流道的首尾依次连通，从而能够使得介质发生多次弯折。

作为一种可选方案，换热组件10的数量为多个，其中，两个换热组件10形成一对，一对中的两个换热组件10之间设置用于夹设待换热件的间隔，多对换热组件10沿换热组件10的高度方向堆叠设置，例如：换热组件10的数量为六个，分为三对，第一对中的两个换热组件10间隔设置，第二对中的两个换热组件10间隔设置，第三对中的两个换热组件10间隔设置，第一对的下换热组件和第二对的上换热组件抵接，第二对的下换热组件与第三对的上换组件抵接。

作为一种可选方案，换热组件10的数量为多个，多个换热组件10沿换热组件10的高度方向堆叠设置，相邻两个换热组件10均设有待换热件的间隔。

本实施例中，相邻三个换热组件10中，中间的换热组件10既与上方的待换热件相贴，又与下方的换热组件10相贴。这种结构的换热器，在对相同数量的待换热件进行换热时，本实施例提供的换热所需的换热组件10数量更少，从而使换热器的结构简单，零部件少。

可以在形成间隔的两个换热组件10之间设置垫圈或者加强凸筋。

实施例二：

如图3所示，在换热组件10的高度方向上，换热通道11和均热通道堆叠设置，换热通道11和均热通道之间设有用于夹设待换热件的间隔；换热通道11的尾端设有上连通口111，均热通道的首端设有下连通口121，上连通口111与下连通口121之间设有连通流道13。

本实施例中，在待换热件的厚度方向上，待换热件的一面与换热通道11相贴，待换热件的另一面与均热通道12相贴，介质通过介质进口20进入换热通道11，然后由换热通道11通过上连通口111进入连通流道，再由连通流道通过连通流道进入均热通道12。本实施例中，在待换热件的高度方向上，待换热件自身换热。

其中，连通流道13可以采用管道结构，连通流道13的一端与换热通道11连接，连通流道的另一端与均热通道12连接。

作为一种可选方案，连通流道13包括固定圈131和密封圈132，固定圈131固定在换热通道11和均热通道两者中的一个上，密封圈132设置在固定圈131和换热通道11和均热通道两者中的另一个之间。

换热通道11和均热通道12均可以采用管道结构。

作为一种可选方案，如图3所示，换热通道11包括相对设置的第二芯片，两个第二芯片之间形成空腔；均热通道包括相对设置的第三芯片，两个第三芯片之间形成空腔。可以通过焊接实现两个第二芯片的连接，连接稳定，密封性好。

在上述实施例基础之上，进一步地，换热通道11包括至少一个U型结构(例如：换热通道11包括一个U型结构，也即换热通道呈U型设置，换热通道包括一个弯折处；或者，换热通道包括两个U型结构，也即换热通道呈S型设置，换热通道包括两个弯折处；或者，换热通道包括三个U型结构，也即换热通道大体呈W型，换热通道包括三个弯折处，换热通道包括更多U型结构时，以此类推)，和/或，均热通道12包括至少一个U型结构(例如：均热通道12包括一个U型结构，也即均热通道呈U型设置，均热通道包括一个弯折处；或者，均热通道包括两个U型结构，也即均热通道呈S型设置，均热通道包括两个弯折处；或者，均热通道包括三个U型结构，也即均热通道大体呈W型，均热通道包括三个弯折处，均热通道包括更多U型结构时，以此类推)。其中，可以换热通道11包括至少一个U型结构，可以均热通道12包括至少一个U型结构，也可以换热通道11和均热通道12均包括至少一个U型结构，则可以使得待换热件既能够在其厚度方向上实现自身换热，也可以使得待换热件在其宽度方向上实现自身换热。

在上述任一实施例基础之上，进一步地，换热通道11内设有翅片40，翅片40包括多个翅片段，靠近换热通道11的首端的翅片段定义为进口端翅片段41，靠近换热通道的尾端的翅片段定义为出口端翅片段42。

进口端翅片段41的横向间距大于出口端翅片段42的横向间距，翅片40的横向间距越小，介质的换热效果越好，这种结构能够提高换热器的出口端的换热效果，降低进口端的换热效果，从而能够降低待换热件两端的温差；和/或，进口端翅片段41的纵向间距大于出口端翅片段42的纵向间距翅片40的纵向间距越小，介质的换热效果越好，这种结构能够提高换热器的出口端的换热效果，降低进口端的换热效果，从而能够降低待换热件两端的温差。

其中，可以只设置进口端翅片段41的横向间距大于出口端翅片段42的横向间距；或者，只设置进口端翅片段41的纵向间距大于出口端翅片段42的纵向间距；或者，同时设置进口端翅片段41的横向间距大于出口端翅片段42的横向间距以及进口端翅片段41的纵向间距大于出口端翅片段42的纵向间距。

其中，翅片段可以为两个、三个、四个或者五个等。

多个翅片段可以一体成型设置，也可以通过卡接、焊接等连接方式拼接起来。

位于进口端翅片段41和出口端翅片段42之间的翅片段为中部翅片段43，可以设置中部翅片段43的横向间距小于进口端翅片段41的横向间距，且大于出口端翅片段42的横向间距；可以设置中部翅片段43的纵向间距小于进口端翅片段41的横向间距，且大于出口端翅片段42的纵向间距。当中部翅片段43的数量为多个时，可以设置，由进口端翅片段41至出口端翅片段42的方向，多个中部翅片段43的横向间距依次减小，纵向间距依次减小。例如：如图4所示，箭头方向为冷却液流动方向，也即进口端至出口端的方向。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。

Claims (10)

1.一种换热器，其特征在于，包括：换热组件，所述换热组件包括换热通道和均热通道，所述换热通道的首端连通有介质进口，所述换热通道的尾端与所述均热通道的首端连通，所述均热通道的尾端连通有介质出口；至少部分所述均热通道与所述换热通道的首端相对应，从而使介质的流程至少存在一次弯折。

2.根据权利要求1所述的换热器，其特征在于，在所述换热组件的宽度方向上，所述换热通道和所述均热通道并排设置。

3.根据权利要求2所述的换热器，其特征在于，所述换热组件包括相对设置的两个第一芯片，沿所述第一芯片的宽度方向上，所述第一芯片上间隔设有第一流道和第二流道，所述第一流道的首端与所述介质进口连通，所述第一流道的尾端与所述第二流道的首端连通，所述第二流道的尾端与所述介质出口连通；所述第一流道形成所述换热通道，所述第二流道形成所述均热通道。

4.根据权利要求2所述的换热器，其特征在于，所述换热组件的数量为多个，其中，两个所述换热组件形成一对，一对中的两个所述换热组件之间设置用于夹设待换热件的间隔，多对所述换热组件沿所述换热组件的高度方向堆叠设置。

5.根据权利要求2所述的换热器，其特征在于，所述换热组件的数量为多个，多个所述换热组件沿所述换热组件的高度方向堆叠设置，相邻两个所述换热组件之间均设有用于夹设待换热件的间隔。

6.根据权利要求1所述的换热器，其特征在于，在所述换热组件的高度方向上，所述换热通道和所述均热通道堆叠设置，所述换热通道和所述均热通道之间设有用于夹设待换热件的间隔；所述换热通道的尾端设有上连通口，所述均热通道的首端设有下连通口，所述上连通口与所述下连通口之间设有连通流道。

7.根据权利要求6所述的换热器，其特征在于，所述连通流道包括固定圈和密封圈，所述固定圈固定在所述换热通道和所述均热通道两者中的一个上，所述密封圈设置在所述固定圈和所述换热通道和所述均热通道两者中的另一个之间。

8.根据权利要求6所述的换热器，其特征在于，所述换热通道包括相对设置的第二芯片，两个所述第二芯片之间形成空腔；所述均热通道包括相对设置的第三芯片，两个所述第三芯片之间形成空腔。

9.根据权利要求5所述的换热器，其特征在于，所述换热通道包括至少一个U型结构，和/或，所述均热通道至少包括一个U型结构。

10.根据权利要求1-9中任一项所述的换热器，其特征在于，所述换热通道内设有翅片，所述翅片包括多个翅片段；

靠近所述换热通道的首端的所述翅片段的横向间距大于靠近所述换热通道的尾端的所述翅片段的横向间距；和/或，靠近所述换热通道的首端的所述翅片段的纵向间距大于靠近所述换热通道的尾端的所述翅片段的纵向间距。

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