CN206131818U - 一种板式换热器及其专用阀连接块 - Google Patents

一种板式换热器及其专用阀连接块 Download PDF

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Abstract

公开了一种板式换热器及其专用阀连接块,包括依次连接的膨胀阀、阀连接块和第一换热芯体,第一换热芯体具有容置第一冷却液的热侧通道和容置制冷剂的冷侧通道;阀连接块上与所述第一换热芯体连接的第一表面和与所述的膨胀阀连接的第二表面上分别开设有相互连通的第一制冷剂入口和第二制冷剂入口、以及相互连通的第一制冷剂出口和第二制冷剂出口,所述阀连接块的中间区域开设有安装孔;阀连接块的第一表面上还开设有宽度方向贯通的凹槽,所述的安装孔位于所述的凹槽区域。本实用新型的凹槽将阀连接块上的焊接表面分别为两块,可有效控制焊接质量,并且能直观的检测出是否焊接良好,可避免将不合格产品误判为合格产品,确保产品质量。

Description

一种板式换热器及其专用阀连接块
技术领域
[0001] 本实用新型涉及到新能源汽车领域,尤其涉及混合动力汽车领域,具体地说是一种用于冷却电池的板式换热器及其专用的阀连接块。
背景技术
[0002] 电池冷却器常见结构是一种板式换热器,应用于新能源汽车电池冷却系统中。在电池冷却器中有两个或两个以上的通道,每个通道能通过不同的换热介质。如图1所示,一个典型的板式换热器结构,包括膨胀阀a、阀连接块b、制冷剂进口管C、制冷剂出口管d、换热器芯体e、冷却液进口管f和冷却液出口管g。该电池冷却器的换热器芯体e中有两个热交换通道,一侧通入制冷剂,另一侧通入冷却液,制冷剂在换热器芯体e中蒸发吸热,使冷却液冷却,冷却液再通入到电池模组中的换热器进行换热,带走电池工作时产生的热量,实现对电池降温。
[0003] 这种结构的换热器,膨胀阀a通过制冷剂进口管c和制冷剂出口管d连接到换热器芯体e上,其优点是可将膨胀阀a灵活设置在车体内的不同位置,充分利用车体内的有效空间。然而,由于制冷剂进口管c和制冷剂出口管d自身也会占用空间,因而总体上并不能节省整机空间。
[0004] —种改进型的换热器,省略制冷剂进口管c和制冷剂出口管d,膨胀阀a通过阀连接块b直接安装到换热器芯体e上。这样,换热器的整机结构更为紧凑。通常阀连接块b与换热器芯体e焊接,与膨胀阀a通过螺栓连接。在阀连接块b与换热器芯体e焊接时,由于阀连接块b上的该连接表面为一整体的平面,在进行大面积焊接时很难控制质量。同时,在焊接过程中,阀连接块受热产生变形,容易出现四周焊接0K,但是中间出现虚焊,并且在气密性测试时,由于用于连接阀连接块和膨胀阀的螺栓会将螺纹孔拧紧,即使出现虚焊微漏,也会在进行气密性测试时产生漏检,致使不合格产品流入市场。
[0005]上述结构的换热器,其另一个缺陷是:为使电池温度维持在合理的工作范围内,当电池温度低于设定值时,需要对电池进行升温加热。目前对电池升温加热一般采用水暖PTC来进行。但是PTC加热能耗大,大大缩短了汽车续航里程。
发明内容
[0006] 本实用新型要解决的是现有技术存在的上述技术问题,旨在提供一种改进型的板式换热器,以提高焊接质量,并能有效检测出不合格产品。
[0007] 为解决上述问题,本实用新型采用以下技术方案:一种板式换热器,包括依次连接的膨胀阀、阀连接块和第一换热芯体,所述的第一换热芯体具有容置第一冷却液的热侧通道和容置制冷剂的冷侧通道,所述的第一冷却液由第一冷却液进口管流入,并从第一冷却液出口管流出;所述阀连接块上与所述第一换热芯体连接的第一表面和与所述的膨胀阀连接的第二表面上分别开设有相互连通的第一制冷剂入口和第二制冷剂入口、以及相互连通的第一制冷剂出口和第二制冷剂出口,所述阀连接块的中间区域开设有安装孔;其特征在于所述阀连接块的第一表面上还开设有宽度方向贯通的凹槽,所述的安装孔位于所述的凹槽区域。
[0008] 本实用新型的一种板式换热器,阀连接块上的凹槽在宽度方向贯通,从而将阀连接块上的焊接表面分别为两块,大大减小了每块焊接表面的面积,可有效控制焊接质量。并且,当阀连接块或者第一换热芯体的顶板表面不平而出现四周焊接好,而中间没有焊接住的现象时,这种出现中间出现虚焊的缝隙通过螺纹孔与外界相通。如果没有凹槽的话,在进行气密性测试时,螺栓连接会将两个螺纹孔紧固堵住,不一定能发现。本实用新型在中间开设凹槽,则能很直观的检测出是否焊接良好,则可避免漏检,确保产品质量。
[0009] 根据本实用新型,所述凹槽的一侧边缘与同侧的第二制冷剂入口的边缘之间的最小距离大于0.5mm;所述凹槽的另一侧边缘与同侧的第二制冷剂出口的边缘之间的最小距离大于0.5mm。所述凹槽的深度大于0.5mm。
[0010] 根据本实用新型,所述阀连接块的第一制冷剂出口与第二制冷剂出口之间的中心距大于第一制冷剂入口与第二制冷剂入口之间的中心距,从而将膨胀阀节流的部分功能转嫁到连接块进口处,使得整个连接紧凑,且对换热器本身并没有增大阻力。
[0011]作为本实用新型的一种改进,所述的第一换热芯体上方通过安装板连接有第二换热芯体,所述的第二换热芯体具有容置第一冷却液的冷侧通道和容置第二冷却液的热侧通道,所述的第二冷却液从第二冷却液进口管流入,并从第二冷却液出口管流出;所述的第二冷却液进口管和第二冷却液出口管设置在所述的第二换热芯体上。
[0012] 本实用新型的一种板式换热器,具有两个换热芯体,其中第一换热芯体用于冷却第一冷却液,而第二换热芯体用于加热第一冷却液。再将经过热交换后的第一冷却液通入到电池模组中的换热器进行换热,确保电池模组的温度维持在合理的工作范围内。
[0013]当电池模组的温度高于设定值的上限时,关闭第二冷却液的流通通道,打开制冷剂的流通通道,使第一换热芯体工作,第一冷却液与制冷剂在第一换热芯体中进行热交换,制冷剂在第一器换热芯体中蒸发吸热,使第一冷却液冷却,再将第一冷却液通入到电池模组中的换热器进行换热,带走电池工作时产生的热量,实现对电池降温。
[0014]当电池模组的温度低于设定值的下限时,关闭制冷剂的流通通道,打开第二冷却液的流通通道,使第二换热芯体工作,第一冷却液与第二冷却液在第二换热芯体中进行热交换,利用发动机冷却水作为第二冷却液对第一冷却液加热,再将第一冷却液通入到电池模组中的换热器进行换热,实现对电池升温。
[0015] 本实用新型采用新的换热器集成方案,利用发动机冷却水来进行对电池升温,大大减小了电池能耗,提高了汽车续航里程;同时将换热芯体、冷却芯体和阀集成在一起,减小了产品体积,同时阀与换热器集成,减少了连接管路,即减少了泄漏风险点,提高了产品可靠性。
[0016] 根据本实用新型,所述的第一冷却液从第一冷却液进口管流入,并从第一冷却液出口管流出;所述的第二冷却液从第二冷却液进口管流入,并从第二冷却液出口管流出;所述的第二冷却液进口管和第二冷却液出口管设置在所述的第二换热芯体上。
[0017] 根据本实用新型,所述的第一冷却液进口管和第一冷却液出口管可以设置在所述的第一换热芯体上,也可以设置在所述的第二换热芯体上,或者分别设置在所述的第一换热芯体和第二换热芯体上。
[0018] 根据本明,所述第一换热芯体和第二换热芯体的冷热两侧的介质呈逆流布置。
[0019] 本实用新型还要提供一种板式换热器的阀连接块,所述阀连接块上与所述第一换热芯体连接的第一表面和与所述的膨胀阀连接的第二表面上分别开设有相互连通的第一制冷剂入口和第二制冷剂入口、以及相互连通的第一制冷剂出口和第二制冷剂出口,所述阀连接块的中间区域开设有安装孔;其特征在于所述阀连接块的第一表面上还开设有宽度方向贯通的凹槽,所述的安装孔位于所述的凹槽区域。
附图说明
[0020]图1是现有换热器的结构示意图。
[0021]图2是本实用新型的换热器的结构示意图。
[0022]图3是本实用新型换热器的爆炸图。
[0023]图4和图5是本实用新型第二换热芯体底板的结构示意图。
[0024]图6和图7是本实用新型第二换热芯体芯片组的结构示意图。
[0025]图8和图9是本实用新型第一■换热芯体顶板的结构不意图。
[0026]图10是本实用新型安装板的结构示意图。
[0027]图11和图12是本实用新型第一换热芯体的底板的结构示意图。
[0028]图13和图14是本实用新型第一换热芯体的芯片组的结构示意图。
[0029]图15和图16是本实用新型第一换热芯体的顶板的结构示意图。
[0030]图17是本实用新型阀连接块与第一换热芯体和膨胀阀之间的连接示意图和制冷剂的流程图。
[0031]图18和图19是本实用新型阀连接块的结构示意图。
[0032]图20是本实用新型阀连接块的主视图。
[0033]图21是本实用新型阀连接块的俯视图。
[0034]图22是本实用新型膨胀阀的结构示意图。
[0035]图23是本实用新型第一冷却液在在散热器中的流程示意图。
[0036]图24是实用新型换热器的第二种实施方式的结构示意图。
[0037]图25是实用新型换热器的第三种实施方式的结构示意图。
[0038]图26是实用新型换热器的第四
[0039] 种实施方式的结构示意图。
具体实施方式
[0040]图1为现有的散热器的结构示意图,其缺陷前面已经描述了,在此不再赘述。
[0041] 参照图2和图3,本实用新型的一种板式换热器,包括依次连接的膨胀阀1、阀连接块2、第一换热芯体3、安装板4和第二换热芯体5,所述的第一换热芯体3具有容置第一冷却液01的热侧通道和容置制冷剂03的冷侧通道;所述的第二换热芯体5具有容置第一冷却液01的冷侧通道和容置第二冷却液02的热侧通道。
[0042] 所述的第一换热芯体3和第二换热芯体5可以是任何已有的制式结构。本实施例为一个典型的波纹板式换热器结构,所述的第二换热芯体5包括顶板51、芯片组52和底板53。
[0043] 参照图4和图5,所述的底板53的板体上开设有四个通孔531、532、533和534,分别与固定在板体上的第一冷却液出口管9、第一冷却液进口管8、第二冷却液出口管7和第二冷却液进口管6连通。
[0044] 参照图6和图7,所述的芯片组52由多片结构基本相同的芯片叠置而成,相邻芯片之间构成介质通道,冷侧通道和热侧通道交替设置。通道内设有波纹状翅片525。每个芯片上开设有四个通孔521、522、523和524。其中,第一冷却液01从通孔522流入,从通孔521流出。第二冷却液02从通孔524流入,从通孔523流出。所述的第一冷却液01和第二冷却液02在通道内呈逆流布置。
[0045] 参照图8和图9,所述顶板51的板体上开设有两个通孔511和512,第一冷却液OI从通孔511流入,从通孔512流出。
[0046] 参照图10,所述安装板4的板体上开设有两个通孔44、45和三个安装孔41、42和43。所述的通孔44、45分别供第一冷却液01进出。所述的三个安装孔41、42和43用于与汽车车身固定连接。安装板4的两个面46和47分别与第一换热芯体和第二换热芯体相连接。
[0047] 所述的第一换热芯体3包括顶板31、芯片组32和底板33。
[0048] 参照图11和图12,所述的底板33的板体上开设有两个通孔331、332,分别供第一冷却液01进出。
[0049] 参照图13和图14,所述的芯片组32由多片结构基本相同的芯片叠置而成,相邻芯片之间构成介质通道,冷侧通道和热侧通道交替设置。通道内设有波纹状翅片325。每个芯片上开设有四个通孔321、322、323和324。其中,第一冷却液01从通孔322流入,从通孔321流出。制冷剂03从通孔324流入,从通孔323流出。所述的第一冷却液01和制冷剂在通道内呈逆流布置。
[0050] 参照图15和图16,所述顶板31的板体上开设有两个通孔311和312。制冷剂从通孔311流入,从通孔312流出。
[0051] 参照图17-图21,所述阀连接块2上与所述第一换热芯体3连接的第一表面26和与所述的膨胀阀I连接的第二表面27上分别开设有相互连通的第一制冷剂入口 22和第二制冷剂入口 221、以及相互连通的第一制冷剂出口 21和第二制冷剂出口 211,所述阀连接块2的中间区域开设有安装孔23、24。第一制冷剂出口 21与顶板31的通孔312连通,第一制冷剂入口22与顶板31的通孔311连通,第二制冷剂入口 221与膨胀阀进口 12连通,第二制冷剂出口 211与膨胀阀出口 11连通。
[0052] 所述阀连接块2的第一制冷剂出口 21与第二制冷剂出口 211之间的中心距为W3,第一制冷剂入口 2 2与第二制冷剂入口 2 21之间的中心距为W 4。膨胀阀I具有节流和降压的作用,节流前的压力约为1.5MPa左右,节流后的压力只有0.2MPa左右。本实用新型的结构能产生两次节流,第一次是膨胀阀处节流,制冷剂在膨胀阀进口 12处节流,在顶板31的通孔312处产生第二次节流,因为节流本来就为了降低压力,所以在膨胀阀进口 12到孔312这中间这一段距离所产生的压降是没有关系的,所以W3>W4。即将膨胀阀节流的部分功能转嫁到连接块进口处,使得整个连接紧凑,且对换热器本身并没有增大阻力。
[0053] 所述凹槽25的一侧边缘251与同侧的第二制冷剂入口 221的边缘2211之间的最小距离为W6 ;所述凹槽25的另一侧边缘252与同侧的第二制冷剂出口 211的边缘2111之间的最小距离为W5,W5〜W6 > 0.5mm,能保证焊接质量。凹槽25的深度h > 0.5mm。
[0054] 所述阀连接块的第一表面26上还开设有宽度方向贯通的凹槽25,所述的安装孔23、24位于所述的凹槽25区域。凹槽25在宽度方向贯通,从而将阀连接块2上的焊接表面分别为两块,大大减小了每块焊接表面的面积,可有效控制焊接质量。并且,当阀连接块或者第一换热芯体的顶板表面不平而出现四周焊接好,而中间没有焊接住的现象时,这种出现中间出现虚焊的缝隙通过螺纹孔与外界相通。如果没有凹槽的话,在进行气密性测试时,螺栓连接会将两个螺纹孔紧固堵住,不一定能发现。本实用新型在中间开设凹槽,则能很直观的检测出是否焊接良好,则可避免误将不合格产品判定为合格产品,确保产品质量。
[0055] 参照图22,所述的膨胀阀I也是制式结构,包括制冷剂出口 12和制冷剂进口 11。
[0056] 本实用新型的散热器,具有三个独立的通道,即第一冷却液通道、第二冷却液通道和制冷剂通道。
[0057] 参照图3和图23,第一冷却液01的流程如下:从第一冷却液进口管8进入散热器后分成两路,第一路经第二换热芯体5的冷侧通道,与热侧通道内的第二冷却液进行充分的热交换,降温后从第一冷却液的出口管9流出;第二路直接穿过第二换热芯体5和安装板4后进入第一换热芯体的热侧通道,与冷侧通道内的制冷剂进入热交换后,再次穿过安装板和第二换热芯体,最后从一冷却液的出口管9流出。
[0058] 第二冷却液02的流程如下:从第二冷却液进口管6进入散热器,流入第二换热芯体5的热侧通道,在此与冷侧通道内的第一冷却液01进行充分的热交换,加热第一冷却液01,从第二冷却液的出口管7流出。第二冷却液02可循环利用发动机的冷却水。
[0059] 制冷剂03的流程如下:从膨胀阀I的制冷剂进口 11流出,进入第一换热芯体3的冷侧通道,在此与热侧通道的第一冷却液01进行热交换,使第一冷却液01降温。
[0060] 当汽车电池需要进行冷却时,第二冷却液回路关闭不工作,制冷剂OI在第一换热芯体3内蒸发吸热,与第一冷却液01进行热量交换,使第一冷却液01的温度降低,再由第一冷却液01对电池进行冷却。
[0061] 当电池需要升温加热时,第一冷却液01和第二冷却液02在第二换热芯体5内进行换热,使第一冷却液OI温度上升,再由第一冷却液OI对电池进行加热升温。
[0062] 参照图24,本实用新型的另一种实施方式。与第一种实施方式不同之处在于所述的第一冷却液进口管8和第一冷却液出口管9设置在所述的第一换热芯体3上,与膨胀阀I同侧设置,其余结构与第一实施方式相同,也能达到相同的技术效果。
[0063] 参照图25,本实用新型的又一种实施方式。与第一种实施方式不同之处在于所述的第一冷却液进口管8和第一冷却液出口管9分别设置在所述的第一换热芯体3和第二换热芯体5上,其余结构与第一实施方式相同,也能达到相同的技术效果。
[0064] 参照图26,本实用新型的又一种实施方式。与第一种实施方式不同之处在于省略了第二换热芯体,其余结构与第一实施方式相同。
[0065] 应该理解到的是:上述实施例只是对本实用新型的说明,而不是对本实用新型的限制,任何不超出本实用新型实质精神范围内的实用新型创造,均落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种板式换热器,包括依次连接的膨胀阀(I)、阀连接块(2)和第一换热芯体(3),所述的第一换热芯体(3)具有容置第一冷却液(Ol)的热侧通道和容置制冷剂(03)的冷侧通道,所述的第一冷却液(01)由第一冷却液进口管⑶流入,并从第一冷却液出口管⑶流出;所述阀连接块⑵上与所述第一换热芯体⑶连接的第一表面(26)和与所述的膨胀阀⑴连接的第二表面(27)上分别开设有相互连通的第一制冷剂入口(22)和第二制冷剂入口(221)、以及相互连通的第一制冷剂出口(21)和第二制冷剂出口(211),所述阀连接块(2)的中间区域开设有安装孔(23、24);其特征在于所述阀连接块的第一表面(26)上还开设有宽度方向贯通的凹槽(25),所述的安装孔(23、24)位于所述的凹槽(25)区域。
2.如权利要求1所述的一种板式换热器,其特征在于所述凹槽(25)的一侧边缘(251)与同侧的第二制冷剂入口(221)的边缘(2211)之间的最小距离(W6)大于0.5mm;所述凹槽(25)的另一侧边缘(252)与同侧的第二制冷剂出口(211)的边缘(2111)之间的最小距离(W5)大于0.5mmο
3.如权利要求1所述的一种板式换热器,其特征在于所述凹槽(25)的深度(h)大于0.5mmο
4.如权利要求1所述的一种板式换热器,其特征在于所述阀连接块(2)的第一制冷剂出口(21)与第二制冷剂出口(211)之间的中心距(W3)大于第一制冷剂入口(22)与第二制冷剂入口(221)之间的中心距(W4)。
5.如权利要求1-4任何一项所述的一种板式换热器,其特征在于所述的第一换热芯体(3)上方通过安装板⑷连接有第二换热芯体(5),所述的第二换热芯体(5)具有容置第一冷却液(01)的冷侧通道和容置第二冷却液(02)的热侧通道,所述的第二冷却液(02)从第二冷却液进口管(6)流入,并从第二冷却液出口管⑵流出;所述的第二冷却液进口管(6)和第二冷却液出口管⑵设置在所述的第二换热芯体⑶上。
6.如权利要求5所述的一种板式换热器,其特征在于所述的第一冷却液进口管(8)和第一冷却液出口管(9)同时设置在所述的第二换热芯体(5)上,或者同时设置在所述的第一换热芯体(3),或者分别设置在所述的第一换热芯体(3)和第二换热芯体(5)上。
7.如权利要求6所述的一种板换热器,其特征在于所述第一换热芯体(3)和第二换热芯体⑶的冷热两侧的介质呈逆流布置。
8.—种板式换热器的阀连接块,所述阀连接块(2)上与所述第一换热芯体(3)连接的第一表面(26)和与所述的膨胀阀(I)连接的第二表面(27)上分别开设有相互连通的第一制冷剂入口(22)和第二制冷剂入口(221)、以及相互连通的第一制冷剂出口(21)和第二制冷剂出口(211),所述阀连接块(2)的中间区域开设有安装孔(23、24);其特征在于所述阀连接块的第一表面(26)上还开设有宽度方向贯通的凹槽(25),所述的安装孔(23、24)位于所述的凹槽(25)区域。
9.如权利要求8所述的一种板式换热器的阀连接块,其特征在于所述凹槽(25)的一侧边缘(251)与同侧的第二制冷剂入口(221)的边缘(2211)之间的最小距离(W6)大于0.5mm;所述凹槽(25)的另一侧边缘(252)与同侧的第二制冷剂出口(211)的边缘(2111)之间的最小距离(W5)大于0.5mm。
10.如权利要求8所述的一种板式换热器的阀连接块,其特征在于所述凹槽(25)的深度(h)大于0.5mmο
11.如权利要求8-10任何一项所述的一种板式换热器的阀连接块,其特征在于所述阀连接块(2)的第一制冷剂出口(21)与第二制冷剂出口(211)之间的中心距(W3)大于第一制冷剂入口(22)与第二制冷剂入口(221)之间的中心距(W4)。
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