CN116583985A - 具有两个大致平行的流动室和三个大致平行的板的冷却器 - Google Patents
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Abstract
一种冷却器(10)，其包括两个大致平行的流动室和三个大致平行的板(12、14)，板中的两个板(14)在冷却器的外侧处形成大致平坦的结构，并且插置在两个平坦的板(14)之间的中间板(12)定形状成使得流体流(C)在进入冷却器之后被分成多个流(A、B)，多个流(A、B)优选地在冷却器(10)的两侧中的一侧上主动流动，但始终同时在两侧上流动。
Description
技术领域
本发明涉及具有两个大致平行的流动室和三个大致平行的板的冷却器。
背景技术
常规电池冷却器包括两个大致平行的板，其中的一个板基本上是平坦的并且设置成与电池模块直接接触以便使所述模块冷却。另一个板通常限定用于冷却剂或制冷剂的流动通道并且机械地连结、通常焊接至首先提及的板。还可以设置多于一个的入口，以便改进散热。
发明内容
技术问题
在此背景下，本发明基于创建用于电池模块的改进的冷却器的目的。
问题的解决方案
该目的借助于权利要求1的主题来解决。
据此，冷却器包括两个大致平行的流动室和三个大致平行的板，三个大致平行的板中的两个外板至少在外侧处形成大致平坦的结构以便与待冷却的电池模块良好地直接接触。
冷却器还位于包括两个上述板之间的中间板，该中间板形成为使得流体流在进入冷却器之后被分成多个流、优选地在入口之后立即或直接被分成多个流，换句话说，在入口附近被分成多个流。因此，始终在冷却器的两侧上提供流，换句话说，在平行的流动室中的两个流动室中提供流，但是可以优选地在冷却器的两侧中的一侧上提供主动流。
由于两个平行的流动室，因此一个或更多个电池模块可以在一定程度上布置在冷却器的两侧上，使得可以增加电池壳体内的填充密度。根据本发明通常限定流动通道的中间板可以因此基本上用于两个流动室，使得确保了有效的结构。同时，可以确保散热，并且根据本发明的冷却器具有对不同类型和数目的电池模块的良好的适应性。为了完整起见，提及的是，三个板以合适的方式彼此机械地连接、特别是焊接，使得整体获得具有高强度的冷却器。这既涉及对内部压力的抵抗，也涉及对外部机械应力的抵抗，该外部机械应力例如在组装过程中连接至电池模块的期间发生。由于冷却器的准两层构型，因此可以在冷却器的两侧处设置有合适的流动通道，并且温度分布和散热可以在冷却器的两侧上得到优化。同时，如以下将更详细地解释的，可以借助于简单的结构以简单的方式提供用于在两个平行的流动室之间将流分开的措施。
为了完整起见，提及的是，可以在冷却器与至少一个电池模块之间设置填充材料以用于可能由于公差而出现的可能不可避免的间隙。冷却器还可以连接至车辆的冷却系统。此外，根据本发明的冷却器在冷却器的外表面的区域中表现出低压力损失、如所提及的高强度和低温度差。
因此，冷却器有利地满足关于抵抗应力、比如振动或模块组装的要求。这些可以根据系统和客户要求进行调整。
在其他权利要求中描述优选的进一步改进方案。
关于形成在中间板中以便造成所描述的流划分的结构和几何形状，圆形孔、长形孔、狭缝和/或合适的冲压几何形状是目前优选的。这些结构和几何形状可以在成形过程期间以有效的方式引入到板中，并且可以分别适应比如输出、质量流、流体类型等参数。
至少一个外板优选地包括至少一个入口和/或出口。这基本上提供了一种连接至车辆的流体系统的手段，并且可以独立于分别使用的密封和连接器概念进行设计。原则上，可以在冷却器的两侧上和三个板中的每一个板上形成连接。
同时，至少一个板的厚度可以在不过多地降低强度的情况下有利地减小到0.5mm或更小。根据制造过程和相应的要求，板厚度可以彼此不同。
关于流的几何形状，初始模拟已经表明曲折形状和/或U形形状是有利的。曲折部可能相对复杂，并且因此特别适应要求。
关于冷却器的机械抗内压性，目前优选的是，该机械抗内压性能够抵抗与常规制冷剂(R134a和R1234yf)的最大操作压力相对应的内部压力，以便形成特别稳定的冷却器。特别地，该值可以由通过在多个点处和/或平行于多个流动通道将板彼此连接来使板之间的自由跨度区域最小化来实现。于是，尽管板厚度为0.5mm或更小，但仍可以确保抗内压性。
根据要求，中间板可以与平坦的板完全齐平或者可以在至少一侧上向内偏移。
冷却剂冷却器和直接制冷剂蒸发器是对于根据本发明的冷却器的目前优选使用领域。
关于上面已经提及的板厚度，目前优选的是，中间板的板厚度与至少一个外板的板厚度之间的最小比率小于55％。然而，也可以使用相同厚度的三个板或具有大于55％的厚度比率的板。
此外，根据本发明的通道设计有利地使得通道宽度与板厚度之间的比率能够大于九。
附图说明
下面将借助于示例实施方式对本发明进行更详细地解释。附图示出如下：
图1示出了根据本发明的冷却器的基本结构，
图2示出了根据本发明的冷却器与两个电池模块的组合，
图3示出了根据本发明的冷却器的细节，
图4示出了根据本发明的冷却器的另一细节，以及
图5示出了根据本发明的冷却器的替代性构型。
具体实施方式
如从图1明显可见的，根据本发明的冷却器10基本上包括一个中间板12和两个外板14。所有板通常是大致矩形的，并且外板14至少在其外侧是大致平坦的。中间板12包括将在下面更详细地描述的用于在中间板12的两侧上——换句话说，朝向两个外板14——形成流动通道的结构。在所示出的情况下，附图中的中间板和后外板还包括标示为X的入口和出口，入口和出口也将在下面更详细地描述并且可以适应客户规格。
如图2中所示，根据本发明的冷却器10可以以夹层状方式布置在两个电池模块16之间，并且可以以有利方式有效地冷却两个电池模块16。
图3示出了以下方面的细节视图：肋18如何形成在中间板12上以便将单独的各流动通道彼此界定开，以及狭缝20如何在所示出的示例中形成在相应肋18的一个上游端部处以便将由箭头C指示的流入冷却剂分成位于面向观察者的一侧上的冷却剂流A和位于背离观察者的一侧上的冷却剂流B。如以下将更详细地解释的，在所示出的情况下大致横向于流动方向形成的狭缝20也可以以不同角度定向，或者大致平行于流动方向定向，或者可以构造为没有任何显著的纵向延伸部的开口。此外，代替位于肋18的起点处的狭缝或除了位于肋18的起点处的狭缝之外，也可以在中间板12中设置使得冷却剂能够流动至板的另一侧的一个或更多个开口。
图4基本上对应于图1，流动通道设置有附加曲折部，并且冷却器的入口22和出口24在图4B中被更详细地示出为呈大体圆形开口的形状。如从图4A的左上方明显可见的，出口可以例如设置在附图的上外板中，并且入口可以设置在另一个外板中。从图4C明显可见，设置有肋18的中间板12如何与附接至该中间板的外板14相结合来限定彼此平行的流动通道。
在图5A中示出了位于肋18的起点处的狭缝20如何可以大致平行于流动方向定向，以及肋18如何可以在其进一步的路线上设置有横向于流动方向延伸的狭缝20。平行于流动方向的狭缝20以及一个或更多个横向狭缝20均可以省略，从而仅留下一个或更多个横向狭缝20或者仅留下平行于流动方向的狭缝20。
如从图5B的左侧的区域特别明显可见的，一个或更多个这样的狭缝20也可以形成为没有显著的纵向延伸部的开口，特别是形成为圆形开口，并且在沿着肋18的纵向延伸部和/或在肋18的侧面上的对应位置处成对地形成。类似于图3中所示出的狭缝20和/或图4B中所示出的入口22和出口24，也可以在肋的起点处设置更大的大致圆形的开口。
这在图5E中示出，其中，还示出了入口22和出口24。如从图5E明显可见的，在肋18的起点处存在相对较大的开口20，并且该相对较大的开口20基本上具有与肋18相同的宽度。所示出的开口20整体是大致圆形的。“A”指示肋18附近的冷却剂流。
如在图5C中明显可见的，基本上横向于流动方向的一个或更多个狭缝也可以比图5A中所示的更宽，并且可以因此基本上形成为长形孔。最后，图5D示出了如下实施方式：其中，肋18借助于单独的台阶部或桥接部24连接至周围的板材料，使得可以说围绕肋18形成狭缝20，该狭缝仅被桥接部24中断，并且在图5D中明显可见该狭缝的大致的一个U形端部。
如从图1和图4清楚明显可见的，例如，肋可以基本上是直的，以便将按各部段看大致彼此平行的多个流动通道彼此界定开。
Claims (10)
1.一种冷却器(10)，所述冷却器(10)具有两个大致平行的流动室，所述冷却器(10)包括三个大致平行的板(12、14)，所述板中的两个板(14)在所述冷却器的外侧处形成大致平坦的结构，并且插置在两个平坦的所述板(14)之间的中间板(12)定形状成使得流体流(C)在进入所述冷却器之后被分成多个流(A、B)，所述多个流(A、B)优选地在所述冷却器(10)的两侧中的一侧上主动流动，但始终同时在两侧上流动。
2.根据权利要求1所述的冷却器(10)，其特征在于，所述中间板(12)包括圆形孔、长形孔、狭缝(20)和/或冲压几何形状。
3.根据权利要求1或2所述的冷却器(10)，其特征在于，至少一个外板(14)包括至少一个入口(22)和/或出口(24)。
4.根据权利要求1至3中的一项所述的冷却器(10)，其特征在于，至少一个板(12、14)具有达0.5mm的厚度。
5.根据权利要求1至4中的一项所述的冷却器(10)，其特征在于，流体以曲折形状和/或U形形状被导引通过所述冷却器(10)。
6.根据权利要求1至5中的一项所述的冷却器(10)，其特征在于，所述冷却器(10)具有与常规制冷剂的最大操作压力相对应的机械抗内压性。
7.根据权利要求1至6中的一项所述的冷却器(10)，其特征在于，所述中间板(12)与平坦的所述板(14)完全齐平或者在至少一侧上向内偏移。
8.根据权利要求1至7中的一项所述的冷却器(10)，其特征在于，所述冷却器(10)被设置为冷却剂冷却器或者被设置为用于制冷剂的直接制冷剂蒸发器。
9.根据权利要求1至8中的一项所述的冷却器(10)，其特征在于，所述中间板(12)的板厚度与至少一个外板(14)的板厚度之间的最小比率小于55％。
10.根据权利要求1至9中的一项所述的冷却器(10)，其特征在于，通道宽度与板厚度之间的比率大于九。
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