CN113752780B - 用于运输调温介质的管装置 - Google Patents

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Abstract

用于运输调温介质的管装置，其包括由聚合物材料制成的、借助于吹塑成型制造的基体(2)，其中在基体(2)中设置有至少一个功能元件(3)，所述功能元件与调温介质有效连接。

Description

用于运输调温介质的管装置
技术领域
本发明涉及用于运输调温介质的管装置以及调温回路。本发明还涉及一种用于制造用于运输调温介质的管装置的方法。
背景技术
电动汽车中需要调温介质。电动车辆的蓄电池、特别是锂离子蓄电池仅在有限的温度范围内才具有最佳性能。因此，根据环境温度会需要加热或冷却蓄电池。因此，电动车辆的驱动单元通常具有调温回路，所述调温回路具有管装置，调温介质可通过所述调温回路引导至蓄电池的单池，以将所述单池在期望的温度范围内调温。由于结构空间的限制，调温装置在此应尽可能紧凑。
此外，会需要对电动车辆的整个驱动单元的部件进行调温、尤其冷却。除了蓄电池之外，所述部件还包括功率电子装置和电动机。充电电子装置和所属的插接连接装置和导线同样可以借助于调温装置进行冷却。这尤其与快速充电过程相关。
除了在驱动单元中使用外，还存在与其他车辆电子装置、在此特别是传感器和车载计算机相关的其他应用领域。如果车辆配备有自动驾驶功能，则需要高性能的传感器和高性能的计算机，其中系统冗余地存在。通过限制结构空间，在该系统中也出现通过调温装置进行调温/冷却的需求。
调温介质还使用在空调设施中。空调设施、特别是移动式空调设施包括管装置，所述管装置实现在空调设施的各个总成之间运输调温介质。在移动式空调设施中，例如在用于机动车内部空间空气调节的空调设施中，管装置是相对复杂的构成物，并且通常包括由不同材料构成的管，例如由金属构成的管、由热塑性塑料构成的管部段和由橡胶状材料构成的管部段。在此，尽管可以将管部段的使用条件最佳地协调于相应的要求，但是管装置成本高、安装麻烦并且难以回收。
发明内容
本发明所基于的目的是提供一种用于运输调温介质的管装置，所述管装置可以简单且便宜地制造。
为了实现该目的，用于运输温度调节介质的管装置包括由聚合物材料制成的、借助于吹塑成型制造的基体，其中在基体中设置有至少一个功能元件，所述功能元件与调温介质有效连接。
调温回路的管装置包含多个对于空调设施的功能所需的功能元件。这例如是节流阀、止回阀、可开关阀、泵、流量传感器和温度传感器。在根据本发明的管装置中，至少一些功能元件设置在基体中，也就是说设置在管装置内，使得它们与温度调节介质接触。
管装置由借助于吹塑成型制成的、由聚合物材料构成的基体构成。通过吹塑成型可以制造具有复杂造型的基体。例如，基体可以包括一个或多个通道，所述通道可以成形、例如弯曲成对于安装位置所需的造型。此外，将横截面变化成形到通道中是尤其简单的。例如，通道的部段可以是圆形的，而通道的其他部段不构造成圆形，例如椭圆形或矩形。由此，可以将管装置尤其节约空间地构成并且匹配于安装位置。通过将功能元件直接集成到基体中，安装是简单且便宜的。
基体可以包括至少一个通道，其中至少一个功能元件与通道相关联。由此，功能元件与调温介质直接接触，并且可以直接影响调温介质的体积流或直接检测调温介质的状态数据，例如温度、体积流或压力。功能元件也可以构成为与调温介质接触并影响调温介质温度的冷却器。
基体可以具有多个通道，其中在通道之间可以存在通道壁。由此，基体可以容纳调温回路的不同的管部段，例如在蒸发器之前和之后的通道部段。两种体积流通过通道壁彼此分开。
根据通道的数量和设计方案，管装置还可以充当分配器和/或联接器。
至少一个功能元件可以由基体成形。当功能元件是无源功能元件且不具有任何可移动部件时，这是特别可以考虑的。例如，功能元件可以形成节流阀。节流阀或膨胀阀通过使流动横截面局部变窄引起穿流的调温介质的压力减小，并且同时引起调温介质膨胀。在此，节流阀构成为不受调节的节流阀并且形成通道的缩颈。通过节流阀直接由基体成形的方式，可以特别便宜且简单地制造管装置。功能元件也可以构成为流体分配元件。也可以考虑将功能元件构成为连接元件或联接器。由此，管装置可以被装备成与调温回路的其他部件连接。
至少一个功能元件可以与基体分开地构成。优选地，具有由非热塑性材料构成的部件和/或可被主动控制的功能元件与基体分开构成。这种功能元件例如是由金属材料构成的节流阀、可开关阀、具有金属弹簧体的止回阀、传感器例如温度传感器、压力传感器或流量传感器，泵，用于将管装置与总成连接的连接元件或联接器等。在此，分开构成的功能元件设置在基体内。基体又由由聚合物材料构成的、借助于吹塑成型制造的基体构成，所述基体以材料一体的且一件式的方式构成。在此，单独构成的功能元件在以吹塑成型法成形基体之前安置在形成基体的坯件的内部中。在借助于吹塑成型成形之后，流体用功能元件位置固定地设置在基体中。由此，可以借助简单的方法步骤制造具有复杂几何形状的功能管装置。
在根据本发明的应用中，管装置形成调温回路的一部分。
根据第一设计方案，管装置是空调设施的空调回路的一部分。在此，空调设施尤其可以构成为移动式空调设施。移动式空调设施又可以是机动车的组成部分，其中空调设施用于对车辆内部空间进行空气调节。通过管装置的基体尽管具有复杂的几何形状并且可以包含多个流体用功能元件，管装置仍然可以简单地安装并且仅具有少量部件。就此而言，根据本发明的管装置简化了尤其机动车的移动式空调设施的复杂性。这尤其对于电驱动的机动车是有利的，因为所述机动车由于电驱动器所需的蓄电池而仅具有非常有限的结构空间。吹塑成型方法使得管装置可以匹配于可用的结构空间，其中用于运输调温介质的通道尺寸设计成使得最佳地运输调温介质是可行的。
根据第二设计方案，管装置是电动车辆的驱动单元的调温回路的一部分。在此，管装置将调温介质输送给驱动单元的要进行调温的元件，使得可以在期望的温度范围内对元件进行温度调节。例如，可以根据需要对蓄电池进行加热或冷却。此外，可以借助于调温介质冷却功率电子装置的部件还有插接连接装置。在此，插接连接装置的冷却尤其在快速充电过程中是有利的，因为在快速充电中由于高充电电流会在插接连接装置处出现强发热。通过管装置在吹塑模具中成形，管装置可以以大的形状多样性制造。这尤其关于前述部件的对于管装置受限的且复杂成形的结构空间是有利的。
在根据第一设计方案的用于制造用于运输调温介质的管装置的根据本发明的方法中，提供一种由聚合物材料构成的预成型件，其中预成型件设置在吹塑模具中，并且该管装置借助于吹塑成型方法成形，其中吹塑模具构成为使得将至少一个流体用功能元件模制到管装置中。根据本发明的方法特别适合于提供用于空调设施的空调回路的管装置，其中流体用功能元件构成为节流阀，所述节流阀直接模制到管装置的通道中。
在根据第二设计方案的用于制造用于运输调温介质的管装置的根据本发明的方法中，首先提供由聚合物材料构成的预成型件和至少一个要设置在管装置的内部中的功能元件，其中将所述至少一个功能元件设置在预成型件的内部中，其中将预成型件与设置在其中的至少一个功能元件设置在吹塑模具中，并且借助于吹塑成型方法成形管装置。与之相应，在基体在吹塑成型方法中获得其最终形状之前，将功能元件设置在基体中。由于基体的材料的塑性变形，功能元件可以固定地嵌入基体的内部中。由此，将元件防失地且位置固定地安置在基体中。通过将功能元件直接集成到基体中的方式，简化管装置的安装。此外，功能元件通过设置在管装置的内部中直接与调温介质有效连接。
还可以考虑的是在吹塑成型方法期间直接将第一功能元件模制到基体中，而在成型之前将第二功能元件设置在预成型件的内部中，并在吹塑成型方法结束之后获得其位置。在这方面，将上述两种方法组合。由此例如可行的是，在吹塑成型方法期间将节流阀构成在管装置的通道中，并且将其他功能元件例如止回阀、传感器、泵或接口块安置在基体中。
附图说明
下面根据附图更详细地阐述根据本发明的管装置的一些实施例。所述附图分别示意地示出：
图1示出具有模制到基体中的节流阀的管装置；
图2示出具有多个单独构成的功能元件的管装置；
图3示出具有多个单独构成的功能元件的另一管装置。
具体实施方式
图1示出用于运输调温介质的管装置1，该管装置包括由聚合物材料构成的、借助于吹塑成型制造的基体2。在基体2中设置有至少一个与调温介质有效连接的功能元件3。功能元件3设置在通道4中，其中功能元件3与基体2一体形成。功能元件3形成节流阀并且通过通道4的横截面收窄部构成。
图2示出根据图1的管装置1，其中基体2包括多个功能元件3，所述功能元件与基体2分开地构成并且设置在基体2的内部中。基体2具有多个通道4，其中在通道4之间分别存在通道壁5。
管装置1包括多个功能元件3，尤其是止回阀3'、温度传感器、压力传感器、流量传感器以及呈接口块3”形式的联接器，所述联接器用于将管装置1连接于邻接的总成或管式线路。此外，管装置1具有直接模制到通道4中的节流阀3”'，所述节流阀由基体2以材料一体的且一件式的方式成形。
图3示出图2中所示的管装置1的一个替选的设计方案。将呈止回阀3'和多个联接器3””形式的多个功能元件3引入到管装置1中。
图1至图3所示的管装置1形成空调设施的空调回路的组成部分，其中空调设施构成为机动车的移动式空调设施。根据另一设计方案，管装置1形成电动车辆的驱动单元的调温回路的组成部分，其中管装置1将调温介质输送给蓄电池的单池以及电控制部件和插接连接装置。
在另一设计方案中，管装置1是调温装置的组成部分，所述调温装置设计用于对电动车辆的驱动单元的的部件进行温度调节。除蓄电池外，所述部件还包括功率电子装置和电动机。此外，调温装置设计用于冷却充电电子装置和其所属的插接连接装置和线路，这尤其关于快速充电过程是有利的。
此外，温度调节装置可以设计用于对其余的车辆电子装置的部件进行温度调节，尤其是冷却。这种部件例如是用于自动驾驶的传感器和计算机以及车载计算机。
在根据图1的用于制造管装置1的方法中，提供一种由聚合物材料构成的预成型件，其中预成型件设置在吹塑模具中，并且借助于吹塑成型方法成形管装置1。在此，吹塑模具构成为使得将功能元件3模制到管装置1中。
在根据图2的用于制造管装置1的方法中，首先提供至少一个要设置在管装置1内部中的功能元件3的由聚合物材料构成的预成型件，其中至少一个功能元件3设置在预成型件的内部中，其中预成型件与设置在其中的至少一个功能元件3设置在吹塑模具中并且借助于吹塑成型方法成形管装置1。在此，节流阀3”'在吹塑成型期间由基体2构成。与之相应，在该方法中吹塑模具也构成为使得将呈节流阀3”'形式的功能元件3模制到管装置1中。

Claims (12)

1.一种用于运输调温介质的管装置，其包括由聚合物材料制成的、借助于吹塑成型制造的基体(2)，其中，所述基体(2)具有多个管，每个管的管壁所包围的空间形成一个通道(4)，使得所述基体(2)具有多个通道(4)，其中，在所述通道(4)之间存在通道壁(5)，所述通道壁(5)在与其相邻的两个管壁之间延伸以将所述两个管壁分隔开，并且其中在所述基体(2)的所述多个通道中的通道中设置有至少一个功能元件(3)，所述功能元件与所述调温介质有效连接。
2.根据权利要求1所述的管装置，其特征在于，至少一个功能元件(3)由所述基体(2)形成。
3.根据权利要求2所述的管装置，其特征在于，由所述基体(2)成形的所述功能元件(3)形成节流阀(3”’)或联接器。
4.根据权利要求1所述的管装置，其特征在于，至少一个功能元件(3)与所述基体(2)分开地构成。
5.根据权利要求4所述的管装置，其特征在于，与所述基体(2)分开地构成的所述功能元件(3)构成为阀、传感器、泵或联接器(3””)。
6.根据权利要求1所述的管装置，其特征在于，所述通道壁(5)用于使体积流彼此分开。
7.根据权利要求1所述的管装置，其特征在于，所述多个通道(4)具有长度，并且其中，所述通道壁(5)沿着所述多个通道(4)的所述长度延伸。
8.一种调温回路，其包括根据前述权利要求中任一项所述的管装置(1)。
9.一种调温回路，其包括根据权利要求1-7中任一项所述的管装置(1)，其中所述调温回路设置在移动式装置中。
10.一种用于制造用于运输调温介质的管装置(1)的方法，其中提供由聚合物材料构成的预成型件，其中将所述预成型件设置在吹塑模具中并且所述管装置(1)借助于吹塑成型方法成形，以形成限定多个管的基体(2)，每个管的管壁所包围的空间形成一个通道(4)，使得所述基体(2)具有多个通道(4)，并且在所述通道(4)之间存在通道壁(5)，所述通道壁(5)在与其相邻的两个管壁之间延伸以将所述两个管壁分隔开，其中所述吹塑模具构成为使得将至少一个功能元件(3)模制到所述管装置(1)的所述多个通道中的通道中。
11.一种用于制造用于运输调温介质的管装置(1)的方法，其中首先提供由聚合物材料制成的预成型件和至少一个要设置在所述管装置(1)的内部中的功能元件(3)，其中将所述至少一个功能元件(3)设置在所述预成型件的所述内部中，其中将所述预成型件与设置在其中的所述至少一个功能元件(3)设置在吹塑模具中，并且所述管装置(1)借助于吹塑成型方法成形，其中，所述管装置(1)被吹塑成型成具有限定多个管的基体(2)，每个管的管壁所包围的空间形成一个通道(4)，并且在所述通道(4)之间存在通道壁(5)，所述通道壁(5)在与其相邻的两个管壁之间延伸以将所述两个管壁分隔开。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述吹塑模具构成为使得在所述管装置(1)成形时借助于吹塑模具将至少一个功能元件(3)模制到所述管装置(1)中。
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