CN117367193A - 口琴管、口琴管式换热器及车辆 - Google Patents

口琴管、口琴管式换热器及车辆 Download PDF

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Abstract

本公开涉及一种口琴管、口琴管式换热器及车辆,该口琴管包括间隔设置的多个流道,至少部分流道的内侧壁设有朝向流道的中心方向凸出的凸出部和/或设有向远离流道的中心方向凹陷的凹陷部。通过上述技术方案,口琴管通过在多个流道或者部分流道的内侧壁设有凸出部和/或凹陷部,该凸出部和凹陷部能够使得液态流体(冷媒)迅速成核,同时,其又能够让无序长大的大核体破裂,防止成核后的大核体在流道的内侧壁形成边界层,以使能够迅速脱离壁面,提高口琴管的换热能够,满足动力电池的换热需求。

Description

口琴管、口琴管式换热器及车辆
技术领域
本公开涉及电池换热器技术领域,具体地,涉及一种口琴管、口琴管式换热器及车辆。
背景技术
车辆中的动力电池是一个温度要求严苛的零部件,电池长时间地高温或者低温工作都会影响动力电池的寿命与性能,严重的会产生热扩散,严重危害驾驶人员和乘车人员生命。因此,如何将动力电池的工作温度维持在一个合适的温度是一个难题,尤其是满足日益增长的快充需求与北方冬季续航达成率。在现有的电池热管理技术中,电池直冷技术是一个很好的解决思路,将电池的换热器并联在汽车的空调系统中,用空调中的冷媒在动力电池的换热器中吸热或者放热,从而将动力电池维持在一个稳定又合适的温度。
现有的动力电池直冷的换热器主要由口琴管,集流管组件,尾端集流管、接头和均温板焊接而成。接头与整车的空调系统连接,口琴管的内部设有流道,冷媒在口琴管内主要是沸腾传热,而不是对流换热。现有口琴管的流道内壁光滑,冷媒由一端进入并由另一端流出,一方面,冷媒与内壁面接触的时间太短,不利于成核;另一方面,一旦成核后,核体会一直沿内壁面游走,不能迅速脱离壁面,都会显著降低换热能力。
发明内容
本公开的目的是提供一种口琴管、口琴管式换热器及车辆,该口琴管能够通过其流道的内侧壁形成的凸出部和/或凹陷部提高其沸腾传热能力,以克服现有口琴管换热能力不足的技术问题。
为了实现上述目的,本公开第一方面,提供一种口琴管,包括间隔设置的多个流道,至少部分所述流道的内侧壁设有朝向所述流道的中心方向凸出的凸出部和/或设有向远离所述流道的中心方向凹陷的凹陷部。
可选地,所述流道的内侧壁形成有所述凸出部,所述凸出部沿所述流道的长度方向贯穿所述流道;
或者,所述凸出部沿所述流道的长度方向呈螺旋状布置;
或者,所述凸出部的数量为多个,多个所述凸出部沿所述流道的长度方向间隔设置。
可选地,所述流道的内侧壁形成有所述凹陷部,且沿所述流道的长度方向贯穿所述流道;
或者,所述凹陷部沿所述流道的长度方向呈螺旋状布置;
或者,所述凹陷部的数量为多个,多个所述凹陷部部沿所述流道的长度方向间隔设置。
可选地,所述凸出部的数量为多个,多个所述凸出部沿所述流道的长度方向延伸,且沿所述流道的周向间隔设置;
或者,所述凹陷部的数量为多个,多个所述凹陷部沿所述流道的长度方向延伸,且沿所述流道的周向间隔设置。
可选地,所述凸出部为两个,且两个所述凸出部设于所述流道的相对的两个侧面。
本公开第二方面,还提供一种口琴管式换热器,包括集流管组件、尾端汇流管、接头、均温板以及多个上述的口琴管;
其中,所述集流管组件包括第一集流管和第二集流管;所述接头的进口通过所述第一集流管与多个所述口琴管中的分部所述口琴管的第一端连通,所述接头的出口通过所述第二集流管与另一部分所述口琴管的第一端连通,多个所述口琴管的第二端分别与所述尾端汇流管连通;
多个所述口琴管固设于所述均温板。
可选地,在垂直于所述口琴管的延伸方向上,多个所述口琴管中,至少位于最外侧的两个所述口琴管与所述第一集流管连通。
可选地,所述口琴管为八个,在垂直于所述口琴管的延伸方向上,最内侧的四个口琴管的第一端分别与所述第二集流管连通,分别位于所述四个口琴管两侧的两个口琴管的第一端均与所述第一集流管连通。
可选地,所述第一集流管的侧壁设有沿其长度方向延伸的多个第一条形孔,所述口琴管的第一端固定连接于所述第一条形孔,以使得所述口琴管的多个流道能够与所述第一集流管连通;
和/或,所述第二集流管的侧壁设有沿其长度方向延伸的多个第二条形孔,所述口琴管的第一端固定连接于所述第二条形孔,以使得所述口琴管的多个流道能够与所述第二集流管连通;
和/或,所述尾端汇流管的侧壁设有沿其长度方向延伸的多个第三条形孔,所述口琴管的第二端固定连接于所述第三条形孔,以使得所述口琴管的多个流道能够与所述尾端汇流管连通。
本公开第三方面,还提供一种车辆,包括动力电池,所述车辆还包括上述的口琴管式换热器。
通过上述技术方案,即本公开的口琴管,通过在多个流道或者部分流道的内侧壁设有凸出部和/或凹陷部,该凸出部和凹陷部可以作为气化核心,能够使得液态流体(冷媒)迅速成核气化,同时,其又能够破碎成核后无序长大的大核体(气泡),使其迅速脱离流道的壁面,防止成核后的大核体(气泡)在流道的内侧壁形成边界层,提高口琴管的换热能力,满足动力电池的换热需求。
本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本公开的进一步理解,并且构成说明书的一部分,与下面的具体实施方式一起用于解释本公开,但并不构成对本公开的限制。在附图中:
图1是现有动力电池直冷换热器的口琴管的结构示意图;
图2是本公开一些实施例提供的口琴管的结构示意图;
图3是图2中的A部放大图;
图4是本公开另一些实施例提供的口琴管的流道截面的局部放大图;
图5是本公开一些实施例提供的口琴管式换热器的结构示意图;
图6是基于图5中的口琴管式换热器的爆炸图;
图7是本公开一些实施例提供的口琴管式换热器的俯视图,其中,示意出冷媒在各个口琴管中的流向;
图8是本公开一些实施例提供的口琴管式换热器的集流管组件的结构示意图,其中,包括第一集流管和第二集流管;
图9是本公开一些实施例提供的口琴管式换热器的尾端汇流管的结构示意图;
图10是本公开一些实施例提供的口琴管式换热器的接头的结构示意图;
图11是本公开一示例性实施例提供的车辆的结构框图。
附图标记说明
10-口琴管;11-流道;
100-口琴管;101-第一端;102-第二端;110-流道;111-凸出部;112-凹陷部;
200-集流管组件;210-第一集流管;211-第一条形孔;220-第二集流管;221-第二条形孔;230-第一连接管;240-第二连接管;300-尾端汇流管;310-密封件;301-第三条形孔;400-接头;401-进口;402-出口;500-均温板;600-动力电池;610-电池正极;620-电池负极;
1000-车辆;1001-口琴管式换热器。
具体实施方式
以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是,此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开,并不用于限制本公开。
在本公开中,在未作相反说明的情况下,使用的方位词如“上、下、左、右”通常是指附图对应的上、下、左、右;“内、外”是指相对于对应的部件自身轮廓而言的“内、外”。另外,本公开所使用的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等是为了区分一个要素和另一个要素,不具有顺序性和重要性。此外,在下面的描述中,当涉及到附图时,除非另有解释,不同的附图中相同的附图标记表示相同或相似的要素。上述定义仅用于解释和说明本公开,不应当理解为对本公开的限制。
现有的动力电池直冷的换热器主要由口琴管,集流管组件,尾端集流管、接头和均温板焊接而成。与液冷不同的是,冷媒在口琴管内会由液态逐渐变成气液两相,最终很有可能会成为气态。因此,在口琴管中的换热主要是沸腾传热,而不是对流换热。根据沸腾换热的特点,我们需要口琴管内的液态冷媒能够迅速成核,并且快速脱离壁面,这样才能具有最好的换热能力。如果核体成核速度太慢,或者成核后脱离壁面速度太慢,又或者核体不断长大,甚至阻挡整个管通道,这样都会显著降低换热能力。然而,现阶段的光滑口琴管内壁没有办法使液态冷媒快速成核,且一旦成核后也无法迅速脱离壁面。
如图1所示,现有的方案的口琴管10内部流道11的内壁光滑,冷媒由一端进入并由另一端流出,在流道11内与壁面接触时速度太快,不利于成核,且成核后,当流体(冷媒)在口琴管10内部流动时会在口琴管10流道11的内壁面形成边界层,此边界层会阻碍流体换热。换而言之,常规口琴管10很有可能出现冷媒形核速度太慢,同时核体由小核体长成大核体,亦或者是液体核体一直在壁面游走,不能迅速脱离壁面等等情况,这些情形都将严重影响直冷换热器的换热能力,尤其是在动力电池的高发热情况下,设计一种能够强化传热的口琴管显得尤为重要。
如图2至图4所示,为了实现上述目的,本公开第一方面,提供一种口琴管100,包括间隔设置的多个流道110,至少部分流道110的内侧壁设有朝向流道110的中心方向凸出的凸出部111和/或设有向远离流道110的中心方向凹陷的凹陷部112。
通过上述技术方案,即本公开的口琴管100,通过在多个流道110或者部分流道110的内侧壁设有凸出部111和/或凹陷部112,该凸出部111和凹陷部112可以作为气体核杺,能够使得液态流体(冷媒)迅速成核气化,同时,其又能够破碎成核后无序长大的大核体(气泡),使其迅速脱离流道110的壁面,防止成核后的大核体(气泡)在流道110的内侧壁形成边界层而影响换热,提高口琴管100的换热能力,满足动力电池600的换热需求。
需要说明的是,每个流道110的内侧壁可以单独设有凸出部111,也可以单独设有凹陷部112,当然,也可以同时设以凸出部111和凹陷部112,其目的是避免流体因沿内侧壁面快速流动而无法成核,同时,还能够避免在壁面形成边界层,提高口琴管100的沸腾传热能力,以满足动力电池600现阶段乃至未来高换热需求。
可以理解的是,口琴的多个流道110中,每个流道110均设有凸出部111和/或凹陷部112,以最大限度地提高整个口琴管100的换热能力;当然,也可以在多个流道110中的部分流道110(可以为一个流道110或者一个以上流道110)的内侧壁设置凸出部111和/或凹陷部112,以在一定程度上提高整个口琴管100的换热能力,技术人员可以根据需要进行选择设置凸出部111和/或凹陷部112的流道110数量。
如图2及图3所示,当在流道110的内侧壁设置凸出部111时,凸出部111可以采用任意合适的结构进行构造,在本公开的一些实施例中,流道110的内侧壁可以形成有凸出部111,凸出部111沿流道110的长度方向贯穿流道110;其中,凸出部111可以是沿口琴管100的长度方向延伸的,且由口琴管100的流道110的一端延伸至另一端。其中,冷媒过热情况下,在流道110内流动时,可以以凸出部111为气化核心进行成核,形成气泡并沿流道110流动,同时,该凸出部111也能够将无序长大的气泡破碎,避免其在流道110的内壁面形成边界层而影响换热。
在一些实施例中,凸出部111也可以设置为沿流道110的长度方向呈螺旋状布置,其中,该凸出部111可以一个在流道110的长度方向连续的且朝向流道110的中心方向凸出的凸起结构,即可以由流道110的一端延伸至另一端;当然,凸起结构也可以构造为沿螺旋方向间隔设置的多个子凸起,同样也可以起到上述提高换热效果的作用。螺旋状布置的凸出部111可以在冷媒过热情况下,作为气化核心,利于气泡的成核,同时防止无序长大的在核体长大并附着在壁面形成边界层而影响换热。
在一些实施例中,凸出部111的数量可以为多个,多个凸出部111沿流道110的长度方向间隔设置。例如,凸出部111可以构造为弧形结构、三角结构、矩形结构或者其他的多边体结构,且沿流道110的长度方向间隔设置,即沿长度方向设置多个断开的凸出部111,也能够满足冷媒的成核,且能够破除边界层,提高沸腾换热能力。
如图4所示,当在流道110的内侧壁设置凹陷部112时,凹陷部112可以采用任意合适的结构进行构造,在本公开的一些实施例中,流道110的内侧壁形成有凹陷部112,且沿流道110的长度方向贯穿流道110,其中,凹陷部112可以是沿口琴管100的长度方向延伸的,且由口琴管100的流道110的一端延伸至另一端。其中,冷媒过热情况下,在流道110内流动时,可以以凹陷部112为气化核心进行成核,形成气泡并沿流道110流动,同时,该凹陷部112也能够将无序长大的气泡破碎,避免其在流道110的内壁面形成边界层而影响换热。
在一些实施例中,凹陷部112沿流道110的长度方向呈螺旋状布置。其中,该凹陷部112可以一个在流道110的长度方向连续的且朝向流道110的中心方向凹陷的凹陷结构,即可以由流道110的一端延伸至另一端;当然,凹陷结构也可以构造为沿螺旋方向间隔设置的多个子凹槽,同样也可以起到上述提高换热效果的作用。
在一些实施例中,凹陷部112的数量可以为多个,多个凹陷部112部沿流道110的长度方向间隔设置。例如,凹陷部112可以构造为弧形凹槽、三角凹槽、矩形凹槽或者其他的多边体凹槽,且沿流道110的长度方向间隔设置,即沿长度方向设置多个断开的凹陷部112,也能够满足冷媒的成核,且能够破除边界层,提高沸腾换热能力。
在另一些实施例中,凸出部111的数量可以为多个,多个凸出部111沿流道110的长度方向延伸,且沿流道110的周向间隔设置。其中,沿流道110的长度方向可以间隔设置多个凸出部111,沿流道110的周向也可以间隔设置多个凸出部111,在流道110的长度方向上,多个凸出部111可以是处于多条直线上排布的,也可以是交错排布的。其中,冷媒过热情况下,在流道110内流动时,可以以长度方向和周向设置的多个凸出部111为气化核心进行成核,形成气泡并沿流道110流动,同时,该多个凸出部111能够更加的效地将无序长大的气泡破碎,避免其在流道110的内壁面形成边界层而影响换热。
同样,在另一些实施例中,凹陷部112的数量可以为多个,多个凹陷部112沿流道110的长度方向延伸,且沿流道110的周向间隔设置。其中,沿流道110的长度方向可以间隔设置多个凹陷部112,沿流道110的周向也可以间隔设置多个凹陷部112,在流道110的长度方向上,多个凹陷部112可以是处于多条直线上排布的,也可以是交错排布的。多个凹陷部112沿长度方向延伸且沿周向间隔设置,增加气化核心并成核,还能够有效破碎边界层,提高换热效果。
如图3所示,在一些实施例中,凸出部111可以为两个,且两个凸出部111设于流道110的相对的两个侧面。其中,凸出部111构造为凸台,在流道110的上侧壁中部设有一个向下的凸台,在流道110的下侧壁中部设有一个向上的凸台,即两个凸台相对设置,流道110的截面形成一近似“H”形,利用两个凸台可以提高流体(冷媒)的形核,还可以减少流体边界层的形成,从而降低流体边界层的热阻,强化传热,增加流体的换热能力。整个口琴管100的流道110均可以采用上述的“H”型流道110截面,用以强化整个口琴管100的传热。
在一些实施例中,口琴管100的多个流道110中,可以一部分流道110内设置凸出部111,另一部分流道110中设置凹陷部112,或者一部分流道110内设置凸出部111和凹陷部112,另一部分流道110内设置凸出部111或者凹陷部112。即,可对上述方案中的多种形成进行不同的排列组合,都应当属于本公开的保护范围,这里不再赘述。
如图5至图10所示,本公开第二方面,还提供一种口琴管式换热器,包括集流管组件200、尾端汇流管300、接头400、均温板500以及多个上述的口琴管100。其中,集流管组件200包括第一集流管210和第二集流管220;接头400的进口401通过第一集流管210与多个口琴管100中的分部口琴管100的第一端101连通,接头400的出口402通过第二集流管220与另一部分口琴管100的第一端101连通,多个口琴管100的第二端102分别与尾端汇流管300连通;多个口琴管100固设于均温板500。
其中,将上述的强化传热的口琴管100应用在电池包的换热器中,如图5所示,形成口琴管式换热器,换热器包括接头400、集流管组件200、尾端汇流管300、均温板500和上述的口琴管100,并采用焊接的形成连接而成。接头400的内部有两个通孔,作为整个换热器的进口401和出口402。形成集流管组件200的第一集流管210、第二集流管220和尾端汇流管300均采用圆铝管制成,圆铝管侧面留有数个与口琴管100宽度一致且一一对应的孔,其内部也有流道。将接头400、第一集流管210、第二集流管220、口琴管100,尾端汇流管300相互嵌入焊接,将各零部件内部的通孔互相连通,形成换热器中的流道。为了增加整个换热器的换热面积,将均温板500与多个口琴管100焊接在一起。
需要说明的是,接头400的进口401可以通过第一连接管230与第一集流管210的中部连通,接头400的出口402可以通过第二连接管240与第二集流管220的中部连通,用以提高分流的均匀性。
口琴管式换热器通过接头400连接在空调系统内,在电池包内给电池(例如动力电池600)冷却或者加热,使电池维持在合适的工作温度。
当电池温度较高需要降温时,空调系统接受到电池系统降温需求,将空调系统中的冷媒分配到该口琴管式换热器中,冷媒从接头400的进口401流到第一集流管210,再流向部分口琴管100,在该部分口琴管100中流向尾端汇流管300后从其他的口琴管100再流向第二集流管220,最后从接头400出口402流出。此时电池的温度将会传导到均温板500上,均温板500再将热量传导到口琴管100中,由于该口琴管100是强化传热的口琴管100,换热效率更高,因此比起传统的口琴管100,该口琴管100带走的电池热量更多,电池降温更快,更有利于电池的工作。
如图5及图6所示,动力电池600采用长电池横向布置方案,动力电池600的两端分别为电池正极610和电池负极620,动力电池600的电池正极610朝向电池负极620方向与垂直于口琴式换热器的口琴管100的长度方向。在高温环境下,动力电池600充电或者运行时,动力电池600正负极的两端的温度都会比中间的温度更高,因此动力电池600在降温时,首先需要考虑的则是动力电池600两端的冷却。同样,在严寒环境下,动力电池600充电或者运行时,动力电池600正负极的两端的温度都会比中间的温度更高一些,因此动力电池600在加热时,首先需要考虑的则是动力电池600中间的加热。
在一些实施例中,在垂直于口琴管100的延伸方向上,多个口琴管100中,至少位于最外侧的两个口琴管100与第一集流管210连通。其中,位于最外侧的两个口琴管100中,其中一个对应于动力电池600一端的电池正极610,另一个对应于动力电池600相对另一端的电池负极620,其他的口琴管100对应于动力电池600的中间部位。在动力电池600需要冷却时,将上述换热器的接头400与空调连接,即空调系统中的冷媒从接头400的进口401进入,流向第一集流管210,然后由第一集流管210分开流向左右最外侧或者靠近外侧的口琴管100,通过尾端汇流管300、其他中间的口琴管100回流到第二集流管220中,再从接头400的出口402流出至空调系统中。该换热器通过接头400硬连接并联在整车的空调系统中,当动电池系统需要降温时,空调控制器控制冷媒流向该换热器,起到给动力电池600降温的效果。
同理,当动力电池600的温度较低时,需要加热时,冷媒由接头400的出口402进入,经第二集流管220、中间位置的多个口琴管100,通过尾端汇流管300、最外侧的口琴管100回流到第一集流管210中,再从接头400的进口401流出至空调系统中,可以实现动力电热的加热。
如图7所示,在一些实施例中,口琴管100可以为八个,在垂直于口琴管100的延伸方向上,最内侧的四个口琴管100的第一端101分别与第二集流管220连通,分别位于四个口琴管100两侧的两个口琴管100的第一端101均与第一集流管210连通。
其中,在垂直于口琴管100的延伸方向上,即动力电池600的电池正极610朝向电池负极620的方向,最内侧的四个口琴管100分别与第二集流管220连通,位于四个口琴管100外侧的另外四个口琴管100分别与第一集流管210连通。其中,位于最左侧的两个口琴管100和位于最右侧的两个口琴管100的第一端101分别与第一集流管210连通,中间位置的四个口琴管100的第一端101分别与第二集流管220连通,八个口琴管100的第二端102分别通过尾端汇流管300连通。在冷却过程中,空调系统的冷媒由接头400的进口401进入,并通过第一集流管210向两侧分别流向左侧的两个口琴管100和右侧的两个口琴管100,冷媒在该四个口琴管100的第二端102汇入尾端汇流管300,再通过与尾端汇流管300连通的且位于中间位置的四个口琴管100流入第二集流管220中,并经接头400的出口402流回空调系统中,实现循环。冷媒在流动过程中,首先进入最左侧的两个口琴管100和最右侧的两个口琴管100,对温度较高的动力电池600的两端进行冷却,使其能够最快达到适合的温度范围内,然后再由位于中间位置的四个口琴管100对电池的中间位置进行冷却,能够满足动力电池600的不同区域的冷却要求,避免温差。在加热过程中,流向正好相反,即冷媒由接头400的出口402进入,并由接头400的进口401流出,可以实现优先对动力电池600的温度相对较低的中间部位加热,然后再对温度相对较高的两端区域加热,也能够最快满足动力电池600的温度需要。
口琴管100与第一集流管210、第二集流管220和尾端汇流管300的连接可以采用任意合适的方式,如图8、图9及图10所示,在本公开的一些实施例中,第一集流管210的侧壁设有沿其长度方向延伸的多个第一条形孔211,口琴管100的第一端101固定连接于第一条形孔211,以使得口琴管100的多个流道110能够与第一集流管210连通。其中,第一集流管210的内侧设有多个与待连接的口琴管100的第一端101宽度相对于的第一条形孔211,口琴管100嵌入该第一条形孔211并通过焊接连接于该第一条形孔211处。需要说明的是,上述口琴管100的第一端101可以形成有弯折部,用于在口琴管100的长度方向上节省空间占用,该弯扳部向下弯曲并插入第一条形孔211中一定长度后再将口琴管100与第一集流管210通过钎焊连接,可以避免在焊接过程中堵塞口琴管100的流道110。
在一些实施例中,第二集流管220的侧壁设有沿其长度方向延伸的多个第二条形孔221,口琴管100的第一端101固定连接于第二条形孔221,以使得口琴管100的多个流道110能够与第二集流管220连通。其中,第二集流管220的内侧设有多个与待连接的口琴管100第一端101的宽度相对于的第二条形孔221,口琴管100嵌入该第二条形孔221并通过焊接连接于该第二条形孔221处。同样,上述口琴管100的第一端101可以形成有弯折部,用于在口琴管100的长度方向上节省空间占用,该弯扳部向下弯曲并插入第二条形孔221中一定长度后再将口琴管100与第二集流管220通过钎焊连接,可以避免在焊接过程中堵塞口琴管100的流道110。
在一些实施例中,尾端汇流管300的侧壁设有沿其长度方向延伸的多个第三条形孔301,口琴管100的第二端102固定连接于第三条形孔301,以使得口琴管100的多个流道110能够与尾端汇流管300连通。其中,尾端汇流管300的内侧设有多个与待连接的口琴管100第二端102的宽度相对于的第三条形孔301,口琴管100嵌入该第三条形孔301并通过焊接连接于该第三条形孔301处。其中,口琴管100的第二端102为直段,因此,可以直接将口琴管100的第二端102设于第三条形孔301处,然后再通过钎焊连接口琴管100与尾端汇流管300,无需担心堵塞口琴管100的第二端102的流道110的情况,可以提高装配效率。
在一些实施例中,尾端汇流管300也可以为一根圆铝管,该圆铝管的两端密封,多个口琴管100的第二端102分别间隔连接于该圆铝管,也能够实现部分口琴管100内的冷媒流入,并由其他部分的口琴管100流出。需要说明的是,为了实现上述的提高内部流量稳定性的效果,可以在该圆铝管的中间位置设置封堵内部通道的密封件310将该圆管分为两段,其中,左侧的四根口琴管100连通于其中的一段,右侧的四根口琴管100连通于另外一段,也能够实现稳定流量的目的。
如图11所示,本公开第三方面,还提供一种车辆1000,包括动力电池600,该车辆1000还包括上述的口琴管式换热器1001,因该口琴式换热器1001采用了流道110中设有凸出部111和或凹陷部112的结构设计,所以,能够更好的为车辆1000的动力电池600进行冷却或者加热。
综上所述,本公开的口琴管100、口琴管式换热器1001和车辆1000,考虑到在口琴管式换热器1001中,沸腾传热,尤其是受迫沸腾占据主要地位。因此,要根据受迫沸腾的特点,沸腾中液体成核特点,通过在口琴管100的整个流道110或者部分流道110的内侧壁设有凸出部111和/或凹陷部112,进行强化传热的结构设计,会使液体成核速度变快,同时,也能够限制让核体一直增大而形成一层膜阻碍传热,提高口琴管100的换热能够,满足动力电池600的换热需求。
以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式,但是,本公开并不限于上述实施方式中的具体细节,在本公开的技术构思范围内,可以对本公开的技术方案进行多种简单变型,这些简单变型均属于本公开的保护范围。
另外需要说明的是,在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征,在不矛盾的情况下,可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复,本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外,本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合,只要其不违背本公开的思想,其同样应当视为本公开所公开的内容。

Claims (10)

1.一种口琴管,包括间隔设置的多个流道(110),其特征在于,至少部分所述流道(110)的内侧壁设有朝向所述流道(110)的中心方向凸出的凸出部(111)和/或设有向远离所述流道(110)的中心方向凹陷的凹陷部(112)。
2.根据权利要求1所述的口琴管,其特征在于,所述流道(110)的内侧壁形成有所述凸出部(111),所述凸出部(111)沿所述流道(110)的长度方向贯穿所述流道(110);
或者,所述凸出部(111)沿所述流道(110)的长度方向呈螺旋状布置;
或者,所述凸出部(111)的数量为多个,多个所述凸出部(111)沿所述流道(110)的长度方向间隔设置。
3.根据权利要求1所述的口琴管,其特征在于,所述流道(110)的内侧壁形成有所述凹陷部(112),且沿所述流道(110)的长度方向贯穿所述流道(110);
或者,所述凹陷部(112)沿所述流道(110)的长度方向呈螺旋状布置;
或者,所述凹陷部(112)的数量为多个,多个所述凹陷部(112)部沿所述流道(110)的长度方向间隔设置。
4.根据权利要求1所述的口琴管,其特征在于,所述凸出部(111)的数量为多个,多个所述凸出部(111)沿所述流道(110)的长度方向延伸,且沿所述流道(110)的周向间隔设置;
或者,所述凹陷部(112)的数量为多个,多个所述凹陷部(112)沿所述流道(110)的长度方向延伸,且沿所述流道(110)的周向间隔设置。
5.根据权利要求4所述的口琴管,其特征在于,所述凸出部(111)为两个,且两个所述凸出部(111)设于所述流道(110)的相对的两个侧面。
6.一种口琴管式换热器,其特征在于,包括集流管组件(200)、尾端汇流管(300)、接头(400)、均温板(500)以及多个如权利要求1-5中任意一项所述的口琴管(100);
其中,所述集流管组件(200)包括第一集流管(210)和第二集流管(220);所述接头(400)的进口(401)通过所述第一集流管(210)与多个所述口琴管(100)中的分部所述口琴管(100)的第一端(101)连通,所述接头(400)的出口(402)通过所述第二集流管(220)与另一部分所述口琴管(100)的第一端(101)连通,多个所述口琴管(100)的第二端(102)分别与所述尾端汇流管(300)连通;
多个所述口琴管(100)固设于所述均温板(500)。
7.根据权利要求6所述的口琴管式换热器,其特征在于,在垂直于所述口琴管(100)的延伸方向上,多个所述口琴管(100)中,至少位于最外侧的两个所述口琴管(100)与所述第一集流管(210)连通。
8.根据权利要求7所述的口琴管式换热器,其特征在于,所述口琴管(100)为八个,在垂直于所述口琴管(100)的延伸方向上,最内侧的四个口琴管(100)的第一端(101)分别与所述第二集流管(220)连通,分别位于所述四个口琴管(100)两侧的两个口琴管(100)的第一端(101)均与所述第一集流管(210)连通。
9.根据权利要求6所述的口琴管式换热器,其特征在于,所述第一集流管(210)的侧壁设有沿其长度方向延伸的多个第一条形孔(211),所述口琴管(100)的第一端(101)固定连接于所述第一条形孔(211),以使得所述口琴管(100)的多个流道(110)能够与所述第一集流管(210)连通;
和/或,所述第二集流管(220)的侧壁设有沿其长度方向延伸的多个第二条形孔(221),所述口琴管(100)的第一端(101)固定连接于所述第二条形孔(221),以使得所述口琴管(100)的多个流道(110)能够与所述第二集流管(220)连通;
和/或,所述尾端汇流管(300)的侧壁设有沿其长度方向延伸的多个第三条形孔(301),所述口琴管(100)的第二端(102)固定连接于所述第三条形孔(301),以使得所述口琴管(100)的多个流道(110)能够与所述尾端汇流管(300)连通。
10.一种车辆,包括动力电池(600),其特征在于,所述车辆还包括如权利要求6-9中任意一项所述的口琴管式换热器。
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN118137019B (zh) * 2024-05-07 2024-08-06 深圳市首航新能源股份有限公司 电池托盘及储能电池包

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN204809357U (zh) * 2015-07-27 2015-11-25 宁德时代新能源科技有限公司 电池组热管理组件
US20160359211A1 (en) * 2015-06-04 2016-12-08 Dana Canada Corporation Heat Exchanger with Regional Flow Distribution for Uniform Cooling of Battery Cells
CN107883801A (zh) * 2017-11-02 2018-04-06 珠海格力电器股份有限公司 换热扁管和微通道换热器
CN208968344U (zh) * 2018-07-31 2019-06-11 常州市武进苏南制冷设备有限公司 一种空调用的高效铝管
CN212342696U (zh) * 2020-07-28 2021-01-12 马鞍山纳百川热交换器有限公司 一种具有增大电池模组冷却面积的口琴管结构液冷板
CN214280121U (zh) * 2021-02-04 2021-09-24 无锡明恒混合动力技术有限公司 一种用于方形电池模组的口琴管式热交换侧板

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1636103A1 (ru) * 1989-01-12 1991-03-23 Научно-исследовательский и конструкторский институт центробежных и роторных компрессоров Способ изготовлени плоских многоканальных теплообменных труб с каналами пр моугольного сечени
KR20100106434A (ko) * 2008-01-10 2010-10-01 베헤르 게엠베하 운트 콤파니 카게 열교환기용 압출 튜브
CN102829665A (zh) * 2012-09-17 2012-12-19 范良凯 用于散热的多流道铝扁管
CN203132408U (zh) * 2013-03-21 2013-08-14 新乡天禄工业有限公司 空调用铝扁管
CN213273910U (zh) * 2020-09-21 2021-05-25 无锡爱科换热器有限公司 挖掘机用微通道换热器

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20160359211A1 (en) * 2015-06-04 2016-12-08 Dana Canada Corporation Heat Exchanger with Regional Flow Distribution for Uniform Cooling of Battery Cells
CN204809357U (zh) * 2015-07-27 2015-11-25 宁德时代新能源科技有限公司 电池组热管理组件
CN107883801A (zh) * 2017-11-02 2018-04-06 珠海格力电器股份有限公司 换热扁管和微通道换热器
CN208968344U (zh) * 2018-07-31 2019-06-11 常州市武进苏南制冷设备有限公司 一种空调用的高效铝管
CN212342696U (zh) * 2020-07-28 2021-01-12 马鞍山纳百川热交换器有限公司 一种具有增大电池模组冷却面积的口琴管结构液冷板
CN214280121U (zh) * 2021-02-04 2021-09-24 无锡明恒混合动力技术有限公司 一种用于方形电池模组的口琴管式热交换侧板

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