CN215299359U - 一种换热器、车辆电池系统及车辆 - Google Patents

Abstract

一种换热器、车辆电池系统及车辆，换热器包括：第一换热部，设置有供车辆内的高温换热流体流通的第一接口；第二换热部，设置有供车辆电池系统的换热流体通的第二接口；第三换热部，设置有供车辆低温的换热流体流通的第三接口。本实用新型实施例提供的换热器设置第三换热部，利用其内制冷装置的换热流体给第二换热部的电池的换热流体降温，无需给电池系统和制冷装置分别设置换热器，减少了车辆空间的使用和整车布置难度，同时减少了支架、连接管路等零件，降低成本、简化制造过程。

Description

一种换热器、车辆电池系统及车辆

技术领域

本实用新型涉及车辆热管理技术领域，特别是涉及一种换热器、车辆电池系统及车辆。

背景技术

随着新能源汽车的发展，电池工作温度保证至关重要，就需要用到换热器和冷却器(比如：空调的冷却器AC-chille)对电池进行加热和冷却。

使用换热器和冷却器可以单独使用，也可同时使用。因两者为两个部件，一般会通过管路连接。

现有技术方案缺陷：

1、换热器和冷却器均为单独的电器零件，制造和生产需要单独两套模具和工装，且需配备两种安装结构，还需要管路连接，成本高；

2、换热器和冷却器使用中需要使用管路连接，管路走向加之自身安装结构等限制，增加了对于空间的需求，也增加了布置的难度。

3、换热器和冷却器本身重量较轻，但考虑固定可靠，均需三个安装点配合支架进行固定，导致设计冗余，增加了重量。

实用新型内容

(一)实用新型目的

本实用新型的目的是提供一种换热器、车辆电池系统及车辆，本实用新型实施例提供的换热器设置有第三换热部，利用其内低温的换热流体给第二换热部的电池的换热流体降温，无需设置冷却器，减少了车辆空间的使用。

(二)技术方案

为解决至少解决上述的一个问题，一方面，本实用新型提供了一种换热器，包括：第一换热部，设置有供车辆高温换热流体流通的第一接口；第二换热部，设置有供车辆电池的换热流体通的第二接口；第三换热部，设置有供车辆低温换热流体流通的第三接口；所述第二换热部设置于所述第一换热部和所述第三换热部之间，所述第一换热部、所述第二换热部和所述第三换热部互不连通。

进一步的，第二接口包括供换热流体流入的第一入口、第二入口和一个供换热流体流出的出口；所述第一入口靠近所述第一换热部，所述第二入口靠近所述第二换热部。

进一步的，所述第一换热部、所述第二换热部和所述第三换热部外周分别设置有壳体；所述壳体内形成有用于容纳换热流体的换热腔；所述换热腔内设置有多个扰流件。

进一步的，换热腔内设有隔板，所述隔板用于将所述换热腔划分为多个子容纳腔，每一个所述子容纳腔内设置有至少一个所述扰流件。

进一步的，扰流件为波浪状曲面结构，所述波浪状曲面结构的波峰和/或波谷与所述壳体的侧壁抵接。

进一步的，每一个所述子容纳腔中的多个所述扰流件沿所述换热腔的长度或宽度方向排列。

进一步的，所述扰流件为垂直所述隔板设置的换热板，或所述扰流件为所述隔板上形成的凸起。

进一步的，所述扰流件在从所述入口至所述出口的方向倾斜设置。

根据本发明的第二方面，提供了一种车辆电池系统，包括第一方面的换热器。

根据本发明的第三方面，提供了一种车辆，包括第一方面的换热器或者包括第二方面的车辆电池系统。

(三)有益效果

本实用新型的上述技术方案具有如下有益的技术效果：

本实用新型实施例提供的换热器设置第三换热部，利用其内低温的换热流体给第二换热部的电池的换热流体降温，无需设置冷却器，减少了车辆空间的使用，而且减小了整车布置难度，同时减少了支架，连接管路等零件，也降低成本、简化制造过程。

附图说明

图1为本实用新型一实施例提供的换热器的结构示意图；

图2为图1所示实施例的一种换热器的俯视图；

图3为本实用新型另一实施例提供的换热器的结构示意图；

图4为图1所示一实施例中换热器在A-A方向的剖视图；

图5为图1所示另一个实施例中换热器在A-A方向的剖视图；

图6为本实用新型一实施例提供的隔板与扰流件的结构示意图；

图7为本实用新型一实施例提供的隔板与扰流件的结构示意图；

图8为图7所示实施例的隔板与换热器的侧视图。

附图标记：

1：换热部；1-1：第一换热部；1-11：第一接口；1-111：供车内高温换热流体流入的入口；1-112：供车内高温换热流体流出的出口；1-2：第二换热部；1-21：第二接口；1-211：入口；1-211A：第一入口；1-211B：第二入口；1-212：出口；1-3：第三换热部；1-31：第三接口；1-311：供车辆低温的换热流体流入的入口；1-312：供车辆低温的换热流体流出的出口；11：壳体；12：换热腔；121：隔板；13：波浪状曲面结构；14：换热板；15：凸起。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本实用新型进一步详细说明。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本实用新型的概念。

在附图中示出了根据本实用新型实施例的层结构示意图。这些图并非是按比例绘制的，其中为了清楚的目的，放大了某些细节，并且可能省略了某些细节。图中所示出的各种区域、层的形状以及它们之间的相对大小、位置关系仅是示例性的，并且本领域技术人员根据实际所需可以另外设计具有不同形状、大小、相对位置的区域/层。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，下面所描述的本实用新型不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

图1为本实用新型一实施例提供的换热器的结构示意图。

如图1所示，该换热器包括：第一换热部1-1，设置有供车辆内的高温换热流体流通的第一接口1-11；第二换热部1-2，设置有供车辆电池系统的换热流体通的第二接口1-21；第三换热部1-3，设置有供车辆低温的换热流体流通的第三接口1-31。其中车辆低温的换热流体例如是车辆制冷装置内的换热流体，具体的，车辆制冷装置例如是空调，车辆的低温换热流体例如是空调的冷媒。

在图1所示的实施例中，换热器包括3个换热部1，这三个换热部中的第二换热部1-2设置于第一换热部1-1和第三换热部1-3之间，第一换热部1-1、第二换热部1-2和第三换热部1-3互不连通。

可选的，第二换热部1-2的相对的两侧分别具有第一换热面和第二换热面，第一换热面与第一换热部1-1连接，用于与第一换热部1-1换热，第二换热面与第三换热部1-3连接，用于与第三换热部1-3换热。

在一些实施例中，高温换热流体为高于车辆电池系统的换热流体。例如为车辆的发动机内的换热流体，在本实施例中，第一换热部1-1的第一接口1-11连接到车辆的发动机的换热接口。

在一些实施例中，高温换热流体为车辆的高压水暖加热器内的换热流体。在本实施例中，第一换热部1-1的第一接口1-11连接到车辆的高压水暖加热器的换热接口。

在本实施例中，通过第一换热部1-1为第二换热部1-2内的车辆电池系统的换热流体升温，通过升温后的换热流体给车辆电池系统升温。

在一些实施例中，车辆空调的换热流体例如为冷媒，本实施例通过第三换热部1-3给第二换热部1-2内的车辆电池系统的换热流体降温，通过降温后的换热流体给车辆电池系统降温。

在图1所示实施例中，换热接口为圆形的，当然还可以为椭圆、方形、菱形等形状，本实施例不以此为限。

可以理解的是，在本实施例中，换热器设置第三换热部1-3，利用其内空调的换热流体给第二换热部1-2的电池的换热流体降温，无需设置冷却器，减少了车辆空间的使用，而且减小了整车布置难度，同时减少了支架，连接管路等零件，也降低成本、简化制造过程。

图2为图1所示实施例的一种换热器的俯视图。

如图2所示，在图2所示的实施例中，箭头表示的是第二换热部1-2内换热流体的流动的方向。

第一换热接口1-11，包括供车内高温换热流体流入的入口1-111和供车内高温换热流体流出的出口1-112。

在一些实施例中，供车内高温换热流体流入的入口1-111与高压水暖加热器的流体出口连接，供车内高温换热流体流出的出口1-112与高压水暖加热器的流体的入口连接。

在另一些实施例中，供车内高温换热流体流入的入口1-111与发动机的换热流体出口连接，供车内高温换热流体流出的出口1-112与发动机的换热流体的入口连接。

第二接口1-21，包括供车辆电池系统的换热流体流入的入口1-211和供车辆电池系统的换热流体流出的出口1-212。

其中，车辆电池系统的换热流体是用来调整车辆电池的温度。

在一些实施例中，入口1-211与车辆电池的换热流体的出口连接，出口1-212与车辆电池的换热流体的入口连接。

第三换热接口1-31，包括供车辆低温的换热流体流入的入口1-311和供车辆低温的换热流体流出的出口1-312。

在一些实施例中，供车辆低温的换热流体流入的入口1-311与车辆低温的换热流体的出口连接，供车辆低温的换热流体流出的出口1-312与车辆低温的换热流体的入口连接。

图3为本实用新型另一实施例提供的换热器的结构示意图。

如图3所示，箭头表示的是第二换热部1-2内换热流体流动的方向，该第二换热部1-2的第二接口1-21包括供换热流体流入的入口1-211和一个供换热流体流出的出口1-212。

供换热流体流入的入口1-211中包括两个入口，这两个入口的第一入口1-211A靠近第一换热部1-1，第二入口1-211B靠近第三换热部1-3。

在一些实施例中，通过第一入口1-211A和第二入口1-211B的换热流体的量不同。

可以理解的是，在本实施例中，在第二换热部1-2内设置两个入口，一个入口靠近第一换热部1-1，另一个靠近第三换热部1-3，当设置靠近第一换热部1-1的入口流入的流体的流量与靠近第三换热部1-3的入口流入的流体的量不同时，可以调节第二换热部1-2内流体的温度。

在一些实施例中，第一换热部1-1、第二换热部1-2和第三换热部1-3的外周分别设置有壳体11；壳体11内形成有用于容纳换热流体的换热腔12；换热腔12内设置有多个扰流件。扰流件用于与换热流体接触。

可以理解的是，扰流件的作用在于可以吸收容纳腔内的流体的能量，提高换热性能，此外，扰流件还用于使得容纳腔内的换热流体的温度均衡。

在一些实施例中，该换热腔12内设置有内设有隔板121，隔板121用于将换热腔12划分为多个子容纳腔，每一个子容纳腔内设置有至少一个扰流件。

可选的，隔板121的个数为多个，多个隔板121在换热腔12的高度方向间隔设置，从而形成多个子容纳腔。

在一个可选的实施例中，隔板121的四周中至少三个侧边与换热部1的侧壁抵接，另一个侧边可以与换热部1具有一定的距离，可以使得流体通过隔板121的不与换热部抵接的侧边与换热部之间的缝隙流入下一个子容纳空间中。

在一个可选的实施例中，隔板121相对供换热流体流通的接口中的入口位置形成有孔，可以通过该孔流入到下一个子容纳空间中。

具体的，在图1所示实施例中，换热腔12内，且沿着换热接口的轴向上，设置有多个隔板121。在图1所示实施例中，隔板121的个数为3个，3个隔板将换热腔12划分成4个子容纳腔。

可选的，每一个子容纳腔中的多个扰流件沿换热腔12的长度或宽度方向排列。

可选的，属于同一个子容纳腔中的多个扰流件的形状相同。

在一个可选的实施例中，不同的容纳腔的扰流件的形状可以相同或者不同。

在图1所示的实施例中，供车内高温换热流体流入的入口1-111和供车内高温换热流体流出的出口1-112之间的箭头表示的是换热流体流动的方向。

在一些实施例中，扰流件为波浪状曲面结构13，波浪状曲面结构13的波峰和/或波谷与壳体11的侧壁抵接。

图4为图1所示一实施例中换热器在A-A方向的剖视图。

如图4所示，从上至下设置有3个换热部1，每个换热部1内均设置有扰流件，其中扰流件为波浪状曲面结构13，该波浪状曲面结构13的波峰和/或波谷与壳体11的侧壁抵接。

在本实施例中，扰流件设置为曲面结构，可以使得扰流件的面积较大，而且可以使液体流动的方向和流速不断发生变化，增加了流体的扰动，以便更好的阻止换热腔12中液体的流速，因而能在很小的流速下达到紊流，具有较高的传热系数，提高换热部的换热效率。

在一些具体的实施例中，波浪状曲面结构13例如是正弦、余弦或者正弦和余弦叠加的结构。

可以理解的是，在图4所示的实施例中，换热流体是从垂直于纸面的方向进入到换热部的。

图5为图1所示另一个实施例中换热器在A-A方向的剖视图。

在图5所示的实施例中，同一层的扰流件设置有2个，2个扰流件都是波浪状曲面结构13，一个波浪状曲面结构13的波峰与另一个波浪状曲面结构13的波谷相对的设置，可以增加换热面积，提高扰流的效果。

图6为本实用新型一实施例提供的隔板与扰流件的结构示意图。

如图6所示，该图6是从图1所示的实施例的A-A方向上看，一个换热部中隔板与扰流件的结构示意图。

如图6所示，在图6所示的实施例中，隔板121上设置有多个换热板14，在同一个隔板121上的扰流件为一组，换言之，同一个子容纳腔中扰流件的个数为多个，同一个子容纳腔中的多个扰流件沿换热腔12的长度或宽度方向排列。

在一些实施例中，扰流件在从入口1-211至出口1-212的方向倾斜设置。例如在图6所示的实施例中，换热板14沿着隔板121的长度方向倾斜设置，本实施例设置扰流件沿着隔板121的长度方向倾斜设置，可以使得每个扰流件的面积大，吸收更多的换热流体的能量，提高换热部的面积，而且可以使得流体沿着倾斜的方向流，提高子容纳空间内流体的扰动性。

在一些实施例中，同一个子容纳腔中的多个扰流件设置为多队，每一队的扰动件平行设置，相邻的两队的扰流件的在长度方向上延伸后能够交叉。例如在图6所示的实施例中，在同一个隔板121上的扰流件为一组，该组扰流件被划分为2队，2队扰流件相对的设置，形成“八字型”。当然，每组的多个扰流件设置的队数还可以设置为3队、4队等，本实施例不以此为限。

图7为本实用新型一实施例提供的隔板与扰流件的结构示意图。图8为图7所示实施例的隔板与换热器的侧视图。

如图7和图8所示，扰流件为在隔板121上设置的凸起15，其中，隔板121上设置有多个凸起15，在同一个隔板121上的扰流件为一组，换言之，同一个子容纳腔中扰流件的个数为多个，同一个子容纳腔中的多个扰流件沿换热腔12的长度或宽度方向排列。

在图7和图8所示的实施例中，该凸起15例如为条状的凸起。

在一些实施例中，每组的多个凸起15设置为多队，每一队的凸起15平行设置，相邻的两队的凸起15沿着长度方向延伸后可以交叉。

本实施例中，换热部内设置有扰流件，扰流件为凸起15，该凸起15可以减缓换热腔12内液体的流速。当设置相邻的两队凸起15沿着长度方向延伸后可以交叉时，可以改变换热腔12内液体的流向的同时增加受热面，进而提高换热效率。

本实用新型的换热器，设置有三个换热部1，三个换热部1内分别流动的是车辆的高温换热流体(例如是发动机产生的换热流体或者高压水暖加热器产生的换热流体)、电池系统的换热流体、车辆低温的换热流体(例如为空调的冷媒)，可以通过车辆低温的换热流体给电池系统降温，通过高温换热流体给电池系统升温，相比于现有技术，可以省却空调冷却器，无需安装空调冷却器即可实现换热，减少了车辆的空间的使用，而且由于无需安装空调冷却器，减少了支架的使用，提高了安装的效率，而且降低了整车的布置难度，简化制造成本。

本实用新型的一个实施例，提供了一种车辆电池系统，该车辆电池系统包括第一实施方式的换热器。

具体的，车辆电池的换热流体的接口与第二接口1-21连接。

在一些实施例中，供车辆电池的换热流体流出的出口1-212与换热器的第二换热部1-2的第二接口1-21的供车辆电池的换热流体流入的入口1-211接通，供车辆电池的换热流体流入的入口1-211与换热器的第二换热部1-2的第二接口1-21的供车辆电池的换热流体流出的出口1-212接通。

本实用新型的一个实施例，提供了一种车辆，包括上述实施例的换热器。

本实用新型的一个实施例中，提供了一种车辆，包括上述实施方式的车辆电池系统。

在本实施方式中，车辆还包括车辆的制冷装置和发动机，车辆制冷装置例如是空调。车辆的低温换热流体例如是车辆制冷装置内的换热流体，例如为空调冷媒。

其中，车辆电池的换热流体的出口与换热器的第二换热部1-2的入口1-211接通，车辆电池的换热流体的入口与换热器的第二换热部1-2的出口1-212接通。

车辆低温的换热流体的出口与换热器的第三换热部1-3第三接口1-31的供车辆低温的换热流体流入的入口1-311接通，车辆低温的换热流体的入口与换热器的第三换热部1-3第三接口1-31的供车辆低温的换热流体流出的出口1-312接通。

发动机的换热流体的出口与换热器的第一换热部1-1的供车内高温换热流体流入的入口1-111接通，发动机的换热流体的入口与换热器的第一换热部1-1的供车内高温换热流体流出的出口1-112接通。

在一些实施例中，车辆包括车辆电池系统、车辆制冷装置、高压水暖加热器和上述实施例的换热器。车辆制冷装置例如是空调。

其中，车辆电池的换热流体的出口与换热器的第二换热部1-2的入口1-211接通，车辆电池的换热流体的入口与换热器的第二换热部1-2的出口1-212接通。

低温的换热流体的出口与换热器的第三换热部1-3的第三接口1-31的供车辆低温的换热流体流入的入口1-311接通，车辆低温的换热流体的入口与换热器的第三换热部1-3的第三接口1-31的供车辆低温的换热流体流出的出口1-312接通。

高压水暖加热器的换热流体的出口与换热器的第一换热部1-1的供车内高温换热流体流入的入口1-111接通，高压水暖加热器的换热流体的入口与换热器的第一换热部1-1的供车内高温换热流体流出的出口1-112接通。

应当理解的是，本实用新型的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本实用新型的原理，而不构成对本实用新型的限制。因此，在不偏离本实用新型的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。此外，本实用新型所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。

Claims (10)

1.一种换热器，其特征在于，包括：第一换热部(1-1)，设置有供车辆高温换热流体流通的第一接口(1-11)；

第二换热部(1-2)，设置有供车辆电池系统的换热流体流通的第二接口(1-21)；

第三换热部(1-3)，设置有供车辆低温的换热流体流通的第三接口(1-31)；

所述第二换热部(1-2)设置于所述第一换热部(1-1)和所述第三换热部(1-3)之间，所述第一换热部(1-1)、所述第二换热部(1-2)和所述第三换热部(1-3)互不连通。

2.根据权利要求1所述的换热器，其特征在于，所述第二接口(1-21)包括供换热流体流入的第一入口(1-211A)、第二入口(1-211B)和一个供换热流体流出的出口(1-212)；

所述第一入口(1-211A)靠近所述第一换热部(1-1)，所述第二入口(1-211B)靠近所述第二换热部(1-2)。

3.根据权利要求2所述的换热器，其特征在于，所述第一换热部(1-1)、所述第二换热部(1-2)和所述第三换热部(1-3)的外周分别设置有壳体(11)；

所述壳体(11)内形成有用于容纳换热流体的换热腔(12)；

所述换热腔(12)内设置有多个扰流件。

4.根据权利要求3所述的换热器，其特征在于，所述换热腔(12)内设有隔板(121)，所述隔板(121)用于将所述换热腔(12)划分为多个子容纳腔，每一个所述子容纳腔内设置有至少一个所述扰流件。

5.根据权利要求3或4任一项所述的换热器，其特征在于，所述扰流件为波浪状曲面结构(13)，所述波浪状曲面结构(13)的波峰和/或波谷与所述壳体(11)的侧壁抵接。

6.根据权利要求4所述的换热器，其特征在于，每一个所述子容纳腔中的多个所述扰流件沿所述换热腔(12)的长度或宽度方向排列。

7.根据权利要求4所述的换热器，其特征在于，所述扰流件为垂直所述隔板(121)设置的换热板(14)，或所述扰流件为所述隔板(121)上形成的凸起(15)。

8.根据权利要求7所述的换热器，其特征在于，所述扰流件在从所述入口(1-211)至所述出口(1-212)的方向倾斜设置。

9.一种车辆电池系统，其特征在于，包括如权利要求1-8任一项所述的换热器。

10.一种车辆，其特征在于，包括如权利要求1-8任一项所述的换热器，或者，包括如权利要求9所述的车辆电池系统。

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