CN210135817U - 热电池 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及一种热电池(1)，包括形成腔室的壁(100)，所述腔室在其内包括相变材料(5)，所述腔室包括流体入口(3a)和流体出口(3b)，所述流体入口(3a)和流体出口(3b)通过中空纤维(7)的束彼此连接，所述中空纤维用于所述流体的循环，所述相变材料(5)存在于所述中空纤维(7)之间。

Description

热电池
技术领域
本实用新型涉及热电池领域，更具体地涉及含有相变材料的热电池。
背景技术
热电池通常用于加热车辆内部，特别是在电动和混合动力车辆中，或者替代地用于对热管理回路中的传热流体进行预热。热电池还可用于在具有内燃发动机的车辆中预热发动机油或自动变速器流体。
图1示出了现有技术的具有相变材料5的热电池1。该热电池包括形成腔室的壁100，相变材料5放置在腔室内。扁平管70放置在腔室中、在相变材料5内，流体在扁平管70中在流体入口和流体出口之间循环。扁平管70 形成堆叠体，并且鳍片72定位在所述扁平管70之间。
然而，对于现有技术的这种类型的热电池1，对由金属制成的扁平管70 和鳍片72的依赖对热电池的总质量是不利的。另外，即使存在鳍片72，热量的扩散和流体与相变材料5之间的热传递也可能被证明不是最佳的。具体地，由于鳍片72和相变材料5之间可存在的最大距离，鳍片72的间距支配了热传递。
因此，本实用新型的目的之一是至少部分地克服现有技术的缺点并提出一种改进的热电池。
实用新型内容
因此，本实用新型涉及一种热电池，包括形成腔室的壁，所述腔室在其内包括相变材料，所述腔室包括流体入口和流体出口，所述流体入口和流体出口通过中空纤维的束彼此连接，所述中空纤维用于所述流体的循环，所述相变材料存在于所述中空纤维之间。
使用中空纤维用于热电池内的流体循环能显著地使中空纤维的分布均匀，从而使通过相变材料的流体循环均匀。结果，热电池表现得更好，因为在热电池的腔室内几乎没有这样的区域，如果有的话，在这些区域中，相变材料远离中空纤维。
根据本实用新型的一个方面，中空纤维由聚合物制成。
根据本实用新型的另一方面，中空纤维以无序的方式分布在所述腔室的整个容积中。
根据本实用新型的另一方面，中空纤维具有的直径介于0.4mm和1mm 之间，特别是介于0.4mm和0.6mm之间。
根据本实用新型的另一方面，中空纤维具有的壁厚介于0.025mm和 0.1mm之间。
根据本实用新型的另一方面，中空纤维的束包括大于一千的多个中空纤维。
根据本实用新型的另一方面，所述热电池在一个相同的截面上包括一定密度的中空纤维，所述密度介于每平方米50万和150万之间，优选介于每平方米80万和120万之间。
附图说明
通过阅读以下通过说明性和非限制性实施例给出的描述，并通过研究附图，本实用新型的其他特征和优点将变得更加显而易见，其中：
图1是以透视截面图示出的现有技术的热电池的示意图，
图2是以截面图并从侧面示出的热电池的示意图，
图3是以截面图示出的一个中空纤维的示意图，
图4和图5是根据各种实施例的热电池的图示。
在各个图中，相同的元件具有相同的附图标记。
具体实施方式
以下实施例仅是示例。尽管描述涉及一个或多个实施例，但并不一定意味着每个引用都涉及相同的实施例或者特征仅适用于单个实施例。还可以组合不同实施例的简单特征以形成其他实施例。
图2示出了根据本实用新型的热电池1，其包括形成腔室的壁100，在腔室内包括相变材料5。相变材料5填充所述腔室，并且可以特别地选自具有-10℃和110℃之间的转变温度的相变材料5。更具体地说，对于用于储存热量的热电池1，该温度可以介于50℃和80℃之间，对于用于改善电池的热管理的热电池，该温度可以介于20℃和40℃之间，或者对于用于储存冷量的热电池1，该温度可以介于-10℃和25℃之间。为了确保高能量储存容量，相变材料5可具有介于100kJ/kg和300kJ/kg之间的潜热。
腔室的壁100可以由金属或聚合物制成。所述壁100还可包括隔热外部覆盖物。
热电池1的腔室包括流体入口3a和流体出口3b，它们通过中空纤维7 的束彼此连接。中空纤维7的束通过相变材料5，使得所述相变材料5存在于中空纤维7之间。
使用中空纤维7用于热电池1内的流体循环能显著地使中空纤维7的分布均匀，从而使通过相变材料5的流体循环均匀。结果，热电池1表现得更好，因为在热电池1的腔室内几乎没有这样的区域，如果有的话，在这些区域中，相变材料远离中空纤维7。具体地，流体和相变材料5之间的热能的扩散可以通过所述相变材料5固有的导热性而减慢。因此，相变材料5越厚，热能在整个厚度上的扩散就越长。
中空纤维7优选由聚合物制成，例如聚丙烯(PP)、聚碳酸酯(PC)或甚至聚酰胺(PA)。这尤其使得具有中空纤维7成为可能，其对于通过它们的流体是不可渗透的。另外，对于细直径，这些材料使得可以具有柔性的中空纤维7，从而允许中空纤维7定位在热电池1的腔室中的任何位置。因此，中空纤维7可以以无序的方式分布在所述腔室的整个容积中。
与现有技术的热电池1(其使用金属管70的束，该金属管70带有同样由金属制成的鳍片72)相比，使用由聚合物制成的中空纤维7还可以减少热电池1的重量。
热电池1在一个相同的截面上包括一定密度的中空纤维7，所述密度介于每平方米50万和150万之间，优选介于每平方米80万和120万之间。为了获得这样的密度，中空纤维7的长度大于将流体入口3a和流体出口3b分开的距离。从流体入口3a朝向流体出口3B，中空纤维7具有蜿蜒的路径并且可以通过热电池1的腔室内的同一截面多次。
如图3所示，中空纤维7具有的直径D介于0.4mm和1mm之间，特别地介于0.4mm和0.6mm之间。中空纤维7还具有壁厚，其介于0.025mm 和0.1mm之间。这些尺寸意味着中空纤维7的内径d与其尺寸相比仍然很大。这些尺寸更特别地使得可以将热电池1的腔室内的中空纤维7的数量加倍，通常超过一千，并且还增加用于相变材料5和流体之间的交换的表面积。
另外，对于各种流体循环速度，直径D越小，传热系数越高。对于上文描述的尺寸，由聚合物制成的中空纤维7的传热系数可以达到超过 2100W/m2K的值，以用于两种流体之间的热传递。
对于图1所示的现有技术的热电池1，其由大约二十个扁平管70的堆叠体组成，该扁平管70由铝制成，并且在腔室内填充相变材料5的水平为80％的量级，用于流体通过的总孔部分可以是600mm2的量级。
对于现有技术的相同电池1，用于交换的内表面积(其意味着与流体直接接触的表面积，即在这种情况下是扁平管70的总内表面积)可以是0.26m2的量级。用于交换的外表面积(其意味着与相变材料5直接接触的表面积，即在这种情况下是扁平管70的总外表面积与鳍片72的总外表面积相结合) 本身可以是2.7m2的量级。
对于例如图2所示的根据本实用新型的热电池1，其具有与现有技术的电池1相同的内部容积，并且在腔室内填充相变材料5的水平同样为80％的量级，中空纤维7的数量可以是8000的量级。用于流体通过的总孔部分可以是1300mm2的量级。
用于交换的内表面积(其即为与流体直接接触的表面积，即在这种情况下是中空纤维7的总内表面积)本身可以是2.1m2的量级。用于交换的外表面积(其意味着与相变材料5直接接触的表面积，即在这种情况下是中空纤维7的外表面积)可以同样是2.7m2的量级。
因此，由于使用中空纤维7且其数量较多，在流体和相变材料5之间存在更好的用于交换的表面积，特别是由于用于交换的更大的内表面积。该用于交换的内表面积例如可以比现有技术的热电池1大10倍。因此，流体受益于与相变材料5“直接”交换的更大的表面积，并且不会通过表面积进行“间接”交换，例如鳍片72，其仅仅传导扁平管70的热能。
另外，现有技术的热电池1需要使用鳍片72以增加用于交换和传热的外表面积。对于根据本实用新型的热电池1，不需要使用鳍片以实现用于交换的等效外表面积。这使得可以减轻热电池1的重量并且还可以降低生产成本。
仍然由于使用中空纤维7且其数量较多，与现有技术的热电池1相比，用于流体通过的总孔部分增加，这极大地限制了与使用根据本实用新型的热电池1相关的压降。这种压降的减少特别地允许使用功率较小的泵或压缩机以使流体循环，因此比现有技术的热电池1更小且更经济。
从制造的观点来看，根据本实用新型的热电池1特别地使得可以避免制造具有鳍片72的管70的束的步骤，例如使用钎焊。
在根据本实用新型的热电池1的制造过程中，将中空纤维7的束简单地放置在所述热电池1的腔室中，使得中空纤维7以无序的方式布置在所述腔室中。
在中空纤维7的束内循环的流体可以例如是传热流体，其用于内燃发动机冷却系统、用于增压空气热管理、用于电池热管理、用于一个或多个电动机、用于诸如空调单元的车辆内部热量管理系统、或者替代地用于发动机油或变速器流体。
因为中空纤维7是柔性的并且以无序的方式分布在腔室中，所以热电池 1可以采用各种形式，例如，如图4中的圆柱体的形状，或者是平行六面体的形状，或者替代地是包括弯曲或截断区域的更复杂的形状，如图2或图5 所示。在热电池1的可能的形状方面的这种灵活性允许热电池1的形状适合于其准备安装在机动车辆中的位置，例如在车轮拱罩中、保险杠下、或甚至在转向信号灯下方。
另外，由于中空纤维7的束的这种柔性，流体入口3a和出口3b可以根据机动车辆中的热电池1的形状和位置定位在最合适的位置。
因此，可以清楚地看出，由于使用中空纤维7的束，根据本实用新型的热电池1表现得更好并且更容易集成到机动车辆中。

Claims (8)

1.一种热电池(1)，包括形成腔室的壁(100)，所述腔室在其内包括相变材料(5)，所述腔室包括流体入口(3a)和流体出口(3b)，其特征在于，所述流体入口(3a)和流体出口(3b)通过中空纤维(7)的束彼此连接，所述中空纤维用于所述流体的循环，所述相变材料(5)存在于所述中空纤维(7)之间，且其中，所述中空纤维(7)以无序的方式分布在所述腔室的整个空间中。
2.如权利要求1所述的热电池(1)，其特征在于，所述中空纤维(7)由聚合物制成。
3.如权利要求1或2所述的热电池(1)，其特征在于，所述中空纤维(7)具有的直径(D)介于0.4mm和1mm之间。
4.如权利要求3所述的热电池(1)，其特征在于，所述中空纤维(7)具有的直径(D)介于0.4mm和0.6mm之间。
5.如权利要求1或2所述的热电池(1)，其特征在于，所述中空纤维(7)具有的壁厚介于0.025mm和0.1mm之间。
6.如权利要求1或2所述的热电池(1)，其特征在于，所述中空纤维(7)的束包括大于一千的多个中空纤维(7)。
7.如权利要求1或2所述的热电池(1)，其特征在于，所述热电池(1)在所述热电池(1)的一个相同的截面上包括一定密度的中空纤维(7)，所述密度介于每平方米50万和150万之间。
8.如权利要求7所述的热电池(1)，其特征在于，所述密度介于每平方米80万和120万之间。
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FR3099236A1 (fr) * 2019-07-25 2021-01-29 Valeo Systemes Thermiques Échangeur thermique pour installation de refroidissement et/ou chauffage et/ou ventilation et/ou climatisation

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4098852A (en) * 1972-07-04 1978-07-04 Rhone-Poulenc, S.A. Process for carring out a gas/liquid heat-exchange
NL7811008A (nl) * 1978-11-06 1980-05-08 Akzo Nv Inrichting voor het opslaan van warmte.
DE10023949C1 (de) * 2000-05-16 2001-11-22 Bosch Gmbh Robert Wärmetauscher, insbesondere Mikrostruktur-Wärmetauscher

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