CN114562898A - 热管理装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种热管理装置，包括换热器和阀装置，换热芯体具有制冷剂流道，制冷剂流道包括第一流道和第二流道，第一流道与第二流道相互隔离不连通，阀装置与第一板体部直接或间接固定连接，阀装置包括阀体部件，阀体部件包括阀第一进口、阀第一出口、阀第二进口、阀第二出口，阀第一进口与阀第一出口之间包括阀第一流道，阀第一流道与第一流道连通，阀第二进口与阀第二出口之间包括阀第二流道，阀第二流道与第二流道连通，能够相对减少管路连接，有利于简化热管理系统。

Description

热管理装置

技术领域

本发明涉及流体热管理技术领域，具体涉及热管理装置。

背景技术

热管理系统的换热器和阀通过接管连接，这样会造成热管理系统内接管较多，安装复杂且占用空间较大。例如，在汽车空调系统中，为了简化系统中的管路连接，膨胀阀与对应的电池冷却器集成，一个流路为制冷剂，一个流路为冷却液，制冷剂蒸发吸热以给电池冷却液降温。但车室内蒸发器为风冷换热器，设置在空调总成内，对应的膨胀阀并不能与电池冷却器和膨胀阀集成一样与车室内蒸发器集成，对应的膨胀阀的进口通过管路与上游部件连通，膨胀阀的出口通过管路与车室内蒸发器连通，如何进一步简化热管理系统中的管路连接是本领域技术人员关注的一个技术问题。

发明内容

本申请的目的在于提供一种结构紧凑的热管理装置，以有利于简化热管理系统。

一方面，本申请技术方案的一个实施方式提供一种热管理装置，包括换热器，所述换热器包括换热芯体、第一板体部和第二板体部，所述换热芯体包括多个堆叠的板片，沿所述板片的堆叠方向，所述换热芯体的板片位于所述第一板体部和所述第二板体部之间，定义所述第一板体部位于所述第二板体部的上方；所述换热芯体具有制冷剂流道，所述制冷剂流道包括第一流道和第二流道，所述第一流道与所述第二流道相互隔离不连通，所述第一流道包括第一板间通道，所述第二流道包括第二板间通道，所述第一板间通道内的制冷剂能够与所述第二板间通道内的制冷剂热交换；所述热管理装置还包括阀装置，所述阀装置与所述第一板体部直接或间接固定连接，所述阀装置包括阀体部件，所述阀体部件包括阀第一进口、阀第一出口、阀第二进口、阀第二出口，所述阀第一进口与所述阀第一出口之间包括阀第一流道，所述阀第一流道与所述第一流道连通，所述阀第二进口与所述阀第二出口之间包括阀第二流道，所述阀第二流道与所述第二流道连通，所述阀装置包括第一阀口，所述第一阀口位于所述阀第二流道；所述阀装置还包括节流阀芯部件，所述节流阀芯部件能够调节所述第一阀口的开度。

上述方案的热管理装置，包括换热芯体、第一板体部和第二板体部，换热芯体具有制冷剂流道，制冷剂流道包括第一流道和第二流道，第一流道与第二流道相互隔离不连通，阀装置与第一板体部直接或间接固定连接，阀装置包括阀体部件，阀体部件包括阀第一进口、阀第一出口、阀第二进口、阀第二出口，阀第一进口与阀第一出口之间包括阀第一流道，阀第一流道与第一流道连通，阀第二进口与阀第二出口之间包括阀第二流道，阀第二流道与第二流道连通，相对减少管路连接，有利于简化热管理系统。

附图说明

图1是热管理装置的第一种实施方式的立体结构示意图；

图2是图1中热管理装置的俯视示意图；

图3是图2沿A-A的剖视示意图；

图4是图2沿B-B的剖视示意图；

图5是图1热管理装置的第一种实施方式的又一方向平面图；

图6是图5沿C-C的剖视示意图；

图7是图5沿D-D的剖视示意图。

具体实施方式

请参阅图1-图4。热管理装置1000包括换热器，换热器包括第一板体部1200、第二板体部1300和换热芯体1100。换热芯体1100包括多个堆叠的板片，沿板片的堆叠方向，换热芯体1100的板片位于第一板体部1200和第二板体部1300之间，为后续描述方便，定义第一板体部1200位于第二板体部1300的上方，第一板体部1200与换热芯体1100的顶板固定，第二板体部1300与换热芯体1100的底板固定。在换热芯体1100中，相邻板片堆叠后形成第一板间通道和第二板间通道，除换热芯体1100的顶板和底板外，内侧板片的一侧为第一板间通道，内侧板片的另一侧为第二板间通道。本实施例中，相邻的板片结构相同，为了便于描述，相邻的两个板片中，一个定义为第一板片，另一个定义为第二板片，如第一板片及与该板片相邻的两片第二板片的其中之一形成第一板间通道，与另一第二板片则形成第二板间通道，第一板间通道和第二板间通道相对不连通。这里需要说明的是：第一板间通道和第二板间通道相对不连通指在换热芯体1100内部不连通，热管理装置1000成为热管理系统的一部分后，则可能存在连通的情况。这里的第一板体部1200的主体部和第二板体部1300的主体部的厚度比板片的主体部的厚度大，具有增强热管理装置1000机械强度的作用。

热管理装置1000具有制冷剂流道，制冷剂流道包括第一流道和第二流道，第一流道包括第一孔道1111、第二孔道1112以及第一板间通道，第一孔道1111能够通过第一板间通道与第二孔道1112连通。第二流道包括第三孔道1113、第四孔道1114以及第二板间通道，第三孔道1113能够通过第二板间通道与第四孔道1114连通，流经第一流道制冷剂和流经第二流道的制冷剂能够进行热交换。热管理装置包括第二流路进口1003和第一流路出口1004。第二流路进口1003作为第二流道的进口，第一流路出口1004作为第一流道的出口。

请参阅图1-图4，热管理装置1000还包括阀装置，阀装置包括阀体部件1400、单向阀芯部件1500、节流阀芯部件1600及温度传感器1900。阀体部件1400包括阀体1401，阀体1401可以与第一板体部1200直接固定连接，阀体1401也可以通过第三件与第一板体部1200间接固定连接。阀体1401包括阀第一进口1001、阀第二出口1002、第二阀口1441、第一阀口1442。此处，需要说明的是，附图中仅是第二阀口1441与第一阀口1442的具体实施例之一，第二阀口1441、第一阀口1442也可以不形成于阀体1401。例如，第二阀口1441也可以形成于阀体与节流阀芯部件1600以外的第三件上。

请参阅图3及图4，阀体1401包括阀第一出口1007、阀第二进口1008，阀第一出口1007与第一流道连通，阀第二进口1008与第二流道连通，阀第一进口1001与阀第一出口1007之间包括阀第一流道，阀第二出口1002与阀第二进口1008之间包括阀第二流道，第二阀口1441位于阀第一流道，第一阀口1442位于阀第二流道，单向阀芯部件1500位于阀第一流道A，单向阀芯部件1500包括第一阀芯1510、支撑件1520以及卡环1530，第一阀芯1510能够在阀第一流道内动作。第一阀芯1510能够打开或关闭第二阀口1441，在阀第一进口1001的压力小于第一流道的压力时，第一阀芯1510位于第一位置，第一阀芯1510关闭第二阀口1441；在阀第一进口1001的压力大于第一流道的压力时，第一阀芯1510位于第二位置，第一阀芯1510打开第二阀口1441，阀第一进口1001通过第二阀口1441与第一流道连通。相比于第一位置，第一阀芯1510在第二位置时比第一位置阀阀第一出口1007。第一阀芯1510包括阀芯头1511和阀杆1512，图4所示实施例中，第一阀芯1510为分体结构，可以理解的时，第一阀芯1510也可以为一体结构，即阀芯头1511和阀杆1512一体形成支撑件1520具有阀杆孔，部分阀杆1512位于阀杆孔，阀杆1512能够在阀杆孔内滑动。

请参阅图4，阀体1401还包括接插孔1009，温度传感器1900包括感温部1910和连接部1920，连接部1920部分位于接插孔1009中并与阀体1401固定连接，此处可以是焊接、螺纹连接或粘接，也可以焊接、螺纹连接或粘接等方式的组合。此处需要说明的是，连接部1920部分或全部位于接插孔1009中均可。感温部1910部分或全部位于阀第一流道A内以感知处阀第一进口1001进入阀第一流道中的流体的温度。

图3所示实施例中，节流阀芯部件1600包括第二阀芯1602，第二阀芯1602为钢球，阀装置还包括动力头部件2100，动力头部件2100与阀体1401焊接固定。动力头部件2100Q包括盖部件2101、膜片部件2102、传动块2103。盖部件2101膜片部件2102之间包括感压腔，传动块2103与膜片部件2102能够抵接。膜片部件2102能够根据感压腔内压力的变化发生轴向位移并使传动块2103相对于阀体1401的轴向移动。阀装置还包括传动杆2104，传动杆2104的上端与传动块2103配合，传动杆2104的下端与节流阀芯部件1600抵接，从而节流阀芯部件1600能够根据感压腔内的压力变化来靠近或远离第一阀口1442，从而调节阀装置的阀第二流道的流体流量。此处需要说明的是，动力头部件、传动杆及第二阀芯的形状及配合关系并不限于图3所示结构，只要能够实现本申请的发明目的即可。

为了使阀体部件与第一板体部1200之间的连接更加稳定且方便，请参阅图3，阀装置还包括连接体2000，连接体2000呈块状。以图3所示方向为基准描述，连接体2000的上部与阀体1401可以焊接固定或螺纹固定，连接体2000的下部与第一板体部1200可以焊接固定或螺纹固定。

本实施例中，连接体2000包括两个间隔设置的第一插入部2501和第二插入部2502，第一插入部2501的外壁呈圆柱状并设置有外螺纹，第二插入部2502的外壁呈圆柱状并设置有外螺纹。第一插入部2501的外部及第二插入部2502的外问分别套设有密封环2503，第一插入部2501伸入阀第一流道A并与阀体1401螺纹连接，第二插入部2502伸入阀第二流道B并与阀体1401螺纹连接。如此设计的好处是，当阀装置中的单向阀芯部件1500或节流阀芯部件1502等性能不良时，方便将阀体部件1400自连接体2000上拆卸进行维修或更换。在不需要拆卸时，第一插入部2501及第二插入部2502也可与阀体1401焊接固定。

连接体2000包括第一台阶部1460、小径部1450和收口部，其中，沿阀第一流道1410的轴向，小径部1450位于第一台阶部1460和收口部之间，第一台阶部1460比收口部靠近阀第一进口1001，小径部1450的内径小于收口部的内径，阀芯头1511能够在收口部所围区域内动作，收口部包括第二阀口部1440，第二阀口部1440形成第二阀口1441，阀芯头1511能够关闭第二阀口1441；支撑件的下壁1522与第一台阶部1460抵接，以对支撑件1520进行限位，防止支撑件1520朝向第一板体部1200方向移动；连接体2000还具有凹部1470，凹部1470比第一台阶部1460靠近阀第一进口1001，至少部分卡环1530位于凹部1470，支撑件的上壁1523与卡环1530的下壁抵接，以对支撑件1520进行限位，防止支撑件1520朝向阀第一进口1001方向移动，这时，卡环1530为热管理装置1000的限位部。当然，支撑件1520和卡环1530具有供制冷剂通过的通道。

单向阀芯部件1500的第一阀芯1510与第二阀口1441的配合，使得流体只能在阀第一流道中按阀第一进口1001至阀第一出口1007方向流动。热管理装置包括第一位置和第二位置，在第一位置，第一阀芯1510关闭第二阀口1441，在第二位置，第一阀芯1510打开第二阀口1441，第一阀芯1510在第二位置时比第一阀芯1510在第一位置靠近阀第一出口1007。当第二阀口1441被打开后，流体能够自阀第一进口1001流向阀第一出口1007，并进一步流至热管理装置的第一流道。节流阀芯部件1600能够远离或靠近第一阀口1442以调节第一阀口1442的开度，从而控制自阀第二出口1002流出的流体的流量。

连接体2000包括两个间隔设置的孔道，具体地，连接体2000包括位于连接体2000朝向阀体1401一侧的第一连接体进口2001和第二连接体出口2004，还包括位于连接体2000朝向第一板体部1200一侧的第一连接体出口2002和第二连接体进口2003。这样，在第一连接体进口2001与第一连接体出口2002之间形成有第一连接体通道C，在第二连接体进口2003与第二连接体出口2004之间形成有第二连接体通道D。第一阀芯1510打开第二阀口1441时，阀第一进口1001进入的流体，自阀第一流道经第一连接体通道与第一板间通道连通，自第二流路进口1003进入第二板间通道的流体经第二连接体通道D与阀第二流道连通并在第一阀口1442处节流后自阀第二出口1002流出。

在结构及位置设计上，阀体1401呈长条块状，阀体1401包括第一侧部1403、第二侧部1404和第三侧部1405，第一侧部1403与第二侧部1404相对设置，第三侧部1405连接第一侧部1403与第二侧部1404，第二侧部1404朝向连接体2000并与连接体2000固定连接，第一侧部1403包括阀第一进口1001和阀第二出口1002，第二侧部1404包括前述的阀第一出口1007和阀第二进口1008，第三侧部1405包括接插孔1009。如图1所示，温度传感器1900安装于接插孔1009，第二流路进口1003及第一流路出口1004位于与第三侧部1405相对的一侧。这样可以避免温度传感器1900在空间上与第一连接体进口1003及第一流路出口1004干涉。此处需要说明的是，第二流路进口1003和第一流路出口1004在本实施例中是与第一板体部1200一体成形的接管的开口部，可以理解的是，第二流路进口1003和第一流路出口1004也可是直接开设在第一板体部1200，然后在第一板体部1200上各焊接分别与第二流路进口1003和第一流路出口1004连通的接管。

进一步地，第三侧部1405包括面部14051和环形凸出部14052，环形凸出部14052自面部14051向远离面部14051并与面部14051垂直的方向凸出，环形凸出部14052包括接插孔1009。温度传感器1900的连接部1920可以与环形凸出部14052螺纹连接或焊接固定，或采用粘接等其它固定方式。

请参阅图4，沿阀第一流道的轴线方向，感温部1910比卡环1530靠近阀第一进口1001，制冷剂进入阀第一进口1001后，感温即可获取制冷剂的温度信号。在其他实施方式，感温部1910比第二阀口部1440靠近阀第一流道道，制冷剂进入阀第一流道1410后，第一阀芯1510打开第二阀口1441，而后感温部1910获取制冷剂的温度信号。温度传感器1900集成于热管理装置1000，提高热管理装置1000的集成度。

在本实施方式，阀第二通道包括第一子通道1481、第二子通道1482，其中第一子通道1481和第二子通道1482成形于阀体1401，阀第二进口1008作为第一子通道1481的进口，第一阀口1008作为第一子通道1481的出口，第一阀口1008作为第二子通道1482的进口，阀第二出口1002作为第二子通道1482的出口。

下面整体对上述实施例中热管理装置的流路进行详细说明。

请参考图3至图6。阀第一进口1001作为热管理装置的第一流路进口，热管理装置1000的阀第一进口1001和阀第二出口1002分别与系统中的蒸发器(未示出)连接。即，阀第一进口1001与蒸发器的出口连通，阀第二出口与蒸发器的进口相连。

蒸发器出来的制冷剂为高压流体，其自阀第一进口1001进入阀第一流道，高压流体的压力使第一阀芯1510打开第二阀口1441，从而高压流体再经第一连接体通道C、进入第一流道的第一孔道1111、第一板间通道与第二板间通道中的流体换热后经第二孔道1112从第一流路出口1004流出，从而使流经第一板间通道的流体的温度得到降低。流体自第一流路进口(阀第一进口1001)进入至自第一流路出口1004流出时的流路定义为第一流路(图6中粗实线所示)。

自第二流路进口1003进入热管理装置1000的流体，经第三孔道1113进入换热芯体的第二板间通道与第一板间通道中的流体换热后，经第二连接体通道D、阀第二流道的第一子通道第1481、再经第一阀口1142(打开时)被节流降压后自阀第二出口1002流入蒸发器。流体自第二流路进口1003进入至自阀第二出口1002流出时的流路定义为第二流路(图3及图7细实线所示)。

从而，本申请的热管理装置中的换热器实际作为中间换热器使用，应用于系统时，将被蒸发器蒸发后的制冷剂与进入蒸发器之前的制冷剂进行换热，能够利用蒸发器出来的制冷剂降低即将节流的制冷剂的温度，利用系统内自己的能量提升蒸发前制冷剂的过冷度。

进一步方案中，热管理装置，还包括单向阀芯部件、或温度传感器，目的将传统制冷、热泵系统中与节流阀通过管路连接的单向阀与温度传感器与节流阀集成化，减少管路连接，有利于简化热管理系统。

需要说明的是：以上实施例仅用于说明本发明而并非限制本发明所描述的技术方案，尽管本说明书参照上述的实施例对本发明已进行了详细的说明，但是，本领域的普通技术人员应当理解，所属技术领域的技术人员仍然可以对本发明进行修改或者等同替换，而一切不脱离本发明的精神和范围的技术方案及其改进，均应涵盖在本发明的权利要求范围内。

Claims (10)

1.一种热管理装置，包括换热器，所述换热器包括换热芯体、第一板体部和第二板体部，所述换热芯体包括多个堆叠的板片，沿所述板片的堆叠方向，所述换热芯体的板片位于所述第一板体部和所述第二板体部之间，定义所述第一板体部位于所述第二板体部的上方；所述换热芯体具有制冷剂流道，所述制冷剂流道包括第一流道和第二流道，所述第一流道与所述第二流道相互隔离不连通，所述第一流道包括第一板间通道，所述第二流道包括第二板间通道，所述第一板间通道内的制冷剂能够与所述第二板间通道内的制冷剂热交换；所述热管理装置还包括阀装置，所述阀装置与所述第一板体部直接或间接固定连接，所述阀装置包括阀体部件，所述阀体部件包括阀第一进口、阀第一出口、阀第二进口、阀第二出口，所述阀第一进口与所述阀第一出口之间包括阀第一流道，所述阀第一流道与所述第一流道连通，所述阀第二进口与所述阀第二出口之间包括阀第二流道，所述阀第二流道与所述第二流道连通，所述阀装置包括第一阀口，所述第一阀口位于所述阀第二流道；所述阀装置还包括节流阀芯部件，所述节流阀芯部件能够调节所述第一阀口的开度。

2.根据权利要求1所述的热管理装置，其特征在于，所述阀装置还包括单向阀芯部件，所述阀装置包括第二阀口，所述第二阀口位于所述阀第一流道，所述单向阀芯部件能够打开或关闭所述第二阀口。

3.根据权利要求1或2所述的热管理装置，其特征在于，所述热管理装置包括温度传感器，所述温度传感器包括连接部和感温部，所述阀体部件包括接插孔，所述连接部至少部分位于所述接插孔，所述连接部与所述阀体部件固定连接，至少部分所述感温部位于所述阀第一流道。

4.根据权利要求3所述的热管理装置，其特征在于，所述阀装置还包括连接体，所述连接体与所述阀体部件固定连接，所述连接体与所述第一板体部固定连接，所述连接体包括第一连接体进口和第一连接体出口，所述第一连接体进口与所述第一连接体出口之间包括第一连接体通道，所述连接体还包括第二连接体进口和第二连接体出口，所述第二连接体进口与所述第二连接体出口之间包括第二连接体通道，所述阀第一流道经所述第一连接体通道与所述第一板间通道连通，所述第二板间通道经所述第二连接体通道与所述阀第二流道连通。

5.根据权利要求4所述的热管理装置，其特征在于，所述阀体部件包括阀体，所述阀装置包括动力头部件，所述动力头部件与所述阀体固定连接，所述动力头部件驱动所述节流阀芯部件远离或靠近所述第一阀口，所述阀体包括第一侧部、第二侧部和第三侧部，所述第一侧部与所述第二侧部相对设置，所述第三侧部连接所述第一侧部与所述第二侧部，所述第二侧部与所述连接体固定连接，所述第一侧部包括所述阀第一进口和所述阀第二出口，所述第二侧部包括所述阀第一出口和所述阀第二进口，所述第三侧部包括所述接插孔。

6.根据权利要求2所述的热管理装置，其特征在于，所述单向阀芯部件包括第一阀芯，所述热管理装置包括第一位置和第二位置，在所述第一位置，所述第一阀芯关闭所述第二阀口，在所述第二位置，所述第一阀芯打开所述第二阀口，所述第一阀芯在所述第二位置时比所述第一阀芯在所述第一位置靠近阀第一出口。

7.根据权利要求6所述的热管理装置，其特征在于，所述热管理装置包括第二阀口部和小径部，所述第二阀口部形成所述第二阀口，所述小径部的内径小于所述第二阀口部的内径，所述第二阀口部比所述小径部靠近所述阀第一出口；所述热管理装置包括限位部，至少部分限位部位于所述阀第一流道，所述单向阀芯部件包括支撑件，所述支撑件具有阀杆孔，所述第一阀芯包括阀杆，部分所述阀杆位于所述阀杆孔，所述支撑件的一端部与所述限位部抵接。

8.根据权利要求7所述的热管理装置，其特征在于，所述单向阀芯部件包括卡环，所述限位部为所述卡环；所述阀体具有凹部，沿所述阀第一流道的轴线方向，所述第二阀口部比所述凹部靠近阀第一出口；所述卡环位于所述凹部，所述支撑件的上壁与所述卡环的下壁抵接；所述阀体包括第一台阶部、所述第二阀口部和所述小径部，所述小径部比所述第一台阶部靠近所述阀第一出口，所述支撑件的下壁与所述第一台阶部抵接。

9.根据权利要求1-2任一所述的热管理装置，其特征在于，所述阀装置包括第一流路进口，所述阀第一进口作为所述第一流路进口，所述换热器包括第一流路出口、第二流路进口、，所述第一流道包括第一孔道、第二孔道，所述阀第一进口、所述阀第一流道、所述第一孔道、所述第一板间通道、所述第二孔道、所述第一流路出口连通；所述第二流道包括第三孔道和第四孔道，所述第二流路进口、所述第三孔道、所述第二板间通道、所述第四孔道、所述阀第二流道、所述阀第二出口连通。

10.根据权利要求9所述的热管理装置，其特征在于，所述阀装置还包括连接体，所述连接体包括间隔设置的第一插入部和第二插入部，所述第一插入部与所述阀体焊接固定或螺纹连接固定，所述第二插入部与所述阀体焊接固定或螺纹连接固定，所述连接体与所述阀体部件固定连接，所述连接体与所述第一板体部固定连接，所述连接体包括第一连接体进口和第一连接体出口，所述第一连接体进口与所述第一连接体出口之间包括第一连接体通道，所述连接体还包括第二连接体进口和第二连接体出口，所述第二连接体进口与所述第二连接体出口之间包括第二连接体通道，所述阀第一流道经所述第一连接体通道与所述第一板间通道连通，所述第二板间通道经所述第二连接体通道与所述阀第二流道连通。

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