CZ2020506A3 - Tepelný výměník pro cylindrické bateriové články plněný kapalinou - Google Patents

Tepelný výměník pro cylindrické bateriové články plněný kapalinou Download PDF

Info

Publication number
CZ2020506A3
CZ2020506A3 CZ2020506A CZ2020506A CZ2020506A3 CZ 2020506 A3 CZ2020506 A3 CZ 2020506A3 CZ 2020506 A CZ2020506 A CZ 2020506A CZ 2020506 A CZ2020506 A CZ 2020506A CZ 2020506 A3 CZ2020506 A3 CZ 2020506A3
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
liquid
polymer
manifold
heat exchanger
cylindrical battery
Prior art date
Application number
CZ2020506A
Other languages
English (en)
Other versions
CZ310052B6 (cs
Inventor
Tomáš Nováček
Original Assignee
Tomáš Nováček
Tomáš Nováček
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tomáš Nováček, Tomáš Nováček filed Critical Tomáš Nováček
Priority to CZ2020-506A priority Critical patent/CZ310052B6/cs
Priority to EP21195062.1A priority patent/EP3968441A1/en
Priority to EP21195054.8A priority patent/EP3968440A1/en
Publication of CZ2020506A3 publication Critical patent/CZ2020506A3/cs
Publication of CZ310052B6 publication Critical patent/CZ310052B6/cs

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/64—Heating or cooling; Temperature control characterised by the shape of the cells
    • H01M10/643—Cylindrical cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/61—Types of temperature control
    • H01M10/613—Cooling or keeping cold
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/61—Types of temperature control
    • H01M10/615—Heating or keeping warm
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/62—Heating or cooling; Temperature control specially adapted for specific applications
    • H01M10/625—Vehicles
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/64—Heating or cooling; Temperature control characterised by the shape of the cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/653—Means for temperature control structurally associated with the cells characterised by electrically insulating or thermally conductive materials
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/655—Solid structures for heat exchange or heat conduction
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/655—Solid structures for heat exchange or heat conduction
    • H01M10/6556—Solid parts with flow channel passages or pipes for heat exchange
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/655—Solid structures for heat exchange or heat conduction
    • H01M10/6556—Solid parts with flow channel passages or pipes for heat exchange
    • H01M10/6557—Solid parts with flow channel passages or pipes for heat exchange arranged between the cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/656—Means for temperature control structurally associated with the cells characterised by the type of heat-exchange fluid
    • H01M10/6567—Liquids
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/204—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells
    • H01M50/207—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape
    • H01M50/213—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape adapted for cells having curved cross-section, e.g. round or elliptic
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2220/00—Batteries for particular applications
    • H01M2220/20—Batteries in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Arrangement Or Mounting Of Propulsion Units For Vehicles (AREA)
  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)

Abstract

Vynález se týká tepelného výměníku pro cylindrické bateriové články plněného kapalinou, který je určený pro tepelnou regulaci bateriových modulů pro elektromobily a je složený z polymerních trubek s integrovanými kanálky (2) a alespoň jednoho rozdělovače (13) s zdušňovacím ventilem (4), komorami (6, 7) a hrdly.

Description

Tepelný výměník pro cylindrické bateriové články plněný kapalinou
Oblast techniky
Vynález se týká oblasti výměníků tepla, určených zejména pro chlazení, popř. ohřev cylindrických bateriových článků (akumulátorů), které jsou seřazeny vedle sebe, popř. nad sebou a vytváří tak bateriový modul, který se používá např. v elektrických vozidlech jako zdroj energie.
Přesněji se týká tepelného výměníku obsahujícího polymemí trubky s integrovanými kanálky, kterými protéká tepelně regulované medium.
Dosavadní stav techniky
V současné době se pro tepelnou regulaci cylindrických bateriových článků a jejich sestav do bateriových modulů používají hliníkové tepelné výměníky. Tyto tepelné výměníky jsou složeny z hliníkových extrudo váných trubek opatřených elektrickou izolací a k sobě navzájem spojených vstupními a výstupními připojovacími komorami, které kompletují a uzavírají vnitřní okruh tepelného výměníku, v němž proudí kapalné teplosměnné medium, nejčastěji směs vody a glykolu. Chladicí extrudované trubky s elektrickou izolací j sou před-formovány a umístěny mezi j ednotlivé bateriové články.
Požadovaná funkčnost tepelného výměníku a efektivita přestupu tepla mezi chladicími trubkami a chlazenými bateriovými články jsou závislé na jejich stálém kontaktu a velikosti teplosměnné plochy, tloušťce a tepelné propustnosti elektrické izolace. Velikost teplosměnné plochy dále závisí na flexibilitě a z ní vyplývající minimální poloměr ohybu teplosměnné trubky, která umožňuje lepší tvarování trubky kolem bateriových článků.
V důsledku vzniku vibrací, teplotního a tlakového namáhání při provozu se v místech spojení mezi hliníkovými komorami a k nim připájenými trubkami vytváří praskliny, kterými následně uniká chladicí medium a způsobuje kritické selhání celého systému.
Pro zajištění dostatečné teplosměnné plochy a stálého kontaktu jsou kladeny vysoké nároky na přesnost výroby chladicích trubek a všech chlazených komponent, což způsobuje zvýšené náklady na výrobu. Různá tepelná roztažnost jednotlivých komponent umístěných v blízkosti tepelného výměníku může dočasně způsobit ztrátu kontaktu teplosměnných ploch nebo v opačném případě nežádoucí deformaci tepelného výměníku a následný vznik praskliny a únik media. Použití hliníkových tepelných výměníků způsobuje nežádoucí výrazné navýšení hmotnosti a zástavbových rozměrů bateriových modulů.
Veškeré komponenty vyrobeny z elektricky vodivých materiálů a v místech s rizikem vzniku zkratu bateriového modulu musí být opatřeny elektrickou izolací, která navyšuje výrobní náklady, hmotnost a zástavbové rozměry a snižuje účinnost přestupu tepla.
Úkolem tohoto vynálezu je vytvořit kompaktní tepelný výměník pro cylindrické bateriové články, který bude mít vyšší efektivitu přenosu tepla a tím i vyšší tepelný výkon se schopností efektivně absorbovat vibrace a tepelnou roztažnost jednotlivých komponent bez nutnosti dodatečné elektrické izolace jednotlivých komponent. Zároveň se sníží hmotnost, zástavbové rozměry a požadavky na přesnost výroby
-1 CZ 2020 - 506 A3
Podstata vynálezu
Výše uvedeného úkoluje dosaženo u tepelného výměníku pro cylindrické bateriové články, jehož podstatou jsou polymemí trubky s integrovanými kanálky nazývané také někdy jako „multiport“ trubky, jejichž oba konce ústí do jediného rozdělovače se dvěma integrovanými kanálky. Přívod a odvod teplosměnné kapaliny je zajištěn pomocí vstupních a výstupních hrdel, pomocí nichž je tepelný výměník připojen na chladicí okruh vozidla. Vstupní a výstupní komory propojují hrdla s rozdělovačem a usměrňují průtok teplosměnné kapaliny. Polymemí tmbky jsou připojeny k rozdělovači pomocí těsnění, které je schopné absorbovat vibrace a tepelnou roztažnost jednotlivých komponent. Těsnění je uloženo v drážce na rozdělovači nebo na přírubě a následně stlačeno připojením příruby k rozdělovači. Hrdla, komory, rozdělovač a příruba mohou být spojeny lepením, svařováním, šroubovým nebo jiným mechanickým spojem. Celý tepelný výměník je možné vyrobit z elektricky nevodivých materiálů, a proto nepotřebuje dodatečnou elektrickou izolaci.
Jeden ze dvou integrovaných kanálků v rozdělovači je opatřen odvzdušňovacím ventilem, který se po instalaci tepelného výměníku do bateriového modulu nachází v nejvyšším místě tepelného výměníku a umožňuje tak správné a úplné naplnění tepelného výměníku kapalinou.
Specifický profil a malá tloušťka stěny polymemí tmbky s integrovanými kanálky umožňuje snadné tvarování kolem bateriových článků a efektivnější přenos tepla mezi teplosměnnou kapalinou proudící v polymemí trubce a bateriovými články, které jsou v těsném a díky flexibilitě polymerů také ve stálém kontaktu. V žádném místě polymemí tmbky nedochází ke zborcení profilu a následnému zaslepení, prasknutí nebo jinému poškození tmbky.
Vznikne tak tepelný výměník pro cylindrické bateriové články plněný kapalinou s výrazně vyšším výkonem, nižší hmotností a výrobními náklady, kompaktnějšími rozměry a bez nutnosti dodatečné elektrické izolace. Uspořené místo, hmotnost a finance lze využít pro navýšení počtu bateriových článků a použití odvzdušňovacího ventilu zjednodušuje plnění tepelného výměníku bez nutnosti dodatečné manipulace.
Objasnění výkresů
Vynález bude dále objasněn pomocí příkladů možného provedení tepelného výměníku pro cylindrické bateriové články plněného kapalinou.
Varianta č. 1:
Obr. 1. - axonometrický pohled rozpadu sestavy možného provedení tepelného výměníku. Obr. 2. - podélný řez vedený středem 1. z 2 integrovaných kanálků rozdělovače.
Obr. 3. - příčný řez vedený skrze přírubu a polymemí tmbky.
Varianta č. 2:
Obr. 4. - axonometrický pohled rozpadu sestavy možného provedení tepelného výměníku. Obr. 5. - podélný řez vedený středem 1. z 2 integrovaných kanálků rozdělovače.
Obr. 6. - příčný řez vedený skrze příruby a polymemí tmbky.
Varianta č. 3:
Obr. 7. - axonometrický pohled rozpadu sestavy možného provedení tepelného výměníku.
Obr. 8. - podélný řez vedený středem 1. z 2 integrovaných kanálků rozdělovače.
Obr. 9. - příčný řez vedený skrze rozdělovač, těsnění a polymemí tmbky.
- 2 CZ 2020 - 506 A3
Obr. 10.- Příčné řezy dvou různých polymemích trubek s integrovanými kanálky
Příklad uskutečnění vynálezu
Tepelný výměník pro cylindrické bateriové články plněný kapalinou, jehož rozpad sestavy je zobrazen na Obr. 1, sestává ze čtyř polymemích trubek s integrovanými kanálky 2, jejichž oba konce jsou nejprve protaženy ktomu určenými otvory v přírubě 9 a následně osmi těsněními 8, která jsou poté umístěna do drážek na přírubě 9. Příruba 9 spojením s rozdělovačem 1 vytvoří tlak na těsnění 8 a vzájemně utěsní přírubu 9 s rozdělovačem 1 a konce čtyř polymemích tmbek s integrovanými kanálky 2. K rozdělovači 1 jsou připojeny vstupní komora 6 a výstupní komora 7 např. vibračním svařováním, lepením nebo mechanickým spojem. Rozdělovač 1 je opatřen odvzdušňovacím ventilem 4 s těsněním ventilu 5. Příruba 9 je k rozdělovači 1 připojena pomocí čtyř šroubových spojů 10. Tento typ spoje může být nahrazen svařováním, lepením nebo jiným mechanickým spojem. Cylindrické bateriové články 3 jsou uloženy mezi polymemí tmbky s integrovanými kanálky 2 tak, aby mezi nimi bylo dosaženo těsného kontaktu teplosměnných ploch a úspory místa.
Na Obr. 2 je zobrazen podélný řez vedený středem jednoho ze dvou integrovaných kanálků rozdělovače 1 spolu s detailem B uložení těsnění 8 do drážky na přírubě 9 a utěsnění rozdělovače 1 a polymemí tmbky s integrovanými kanálky 2. Na podélném řezu je zobrazena efektivnější jedna ze dvou variant uložení polymemích tmbek s integrovanými kanálky 2 mezi bateriové články 3.
Na Obr. 3 je zobrazen příčný řez vedený skrze přírubu 9 a polymemí tmbky s integrovanými kanálky 2, kde jsou znázorněny čtyři šroubové spoje 10 příruby 9 a rozdělovače 1, které mohou být nahrazeny např. vhodným tvarovým spojem, svařováním nebo lepením.
Obdobná varianta tepelného výměníku pro cylindrické bateriové články plněné kapalinou, jehož rozpad sestavy je zobrazen na Obr. 4, sestává ze čtyř polymemích tmbek s integrovanými kanálky 2, jejichž konce jsou nejprve protaženy ktomu určenými otvory v přírubách 12 a následně těsněními 8, která jsou poté umístěna do drážek na přírubách 12. Příruba 12 spojením s rozdělovačem 11 vytvoří tlak na těsnění 8 a vzájemně utěsní příruby 12 s rozdělovačem 11 a konce čtyř polymemích tmbek s integrovanými kanálky 2. K rozdělovači 11 j sou připoj eny vstupní komora 6 a výstupní komora 7 např. vibračním svařováním, lepením nebo mechanickým spojem. Rozdělovač 11 je opatřen odvzdušňovacím ventilem 4 s těsněním ventilu 5. Příruby 12 jsou k rozdělovači 11 jednotlivě připojeny pomocí tvarového spoje. Tento typ spoje může být nahrazen svařováním, lepením nebo jiným mechanickým spojem. Cylindrické bateriové články 3 jsou uloženy mezi polymemí tmbky s integrovanými kanálky 2 tak, aby mezi nimi bylo dosaženo těsného kontaktu teplosměnných ploch a úspory místa.
Na Obr. 5 je zobrazen podélný řez vedený středem jednoho ze dvou integrovaných kanálků rozdělovače 11 spolu s detailem D uložení těsnění 8 do drážky na přírubě 12, utěsnění rozdělovače 11 a polymemí tmbky s integrovanými kanálky 2 a tvarového spojení příruby 12 s rozdělovačem u.
Na Obr. 6 je zobrazen příčný řez vedený skrze přírubu 12 a polymemí tmbky s integrovanými kanálky 2, kde jsou znázorněny dva integrované kanálky rozdělovače 11 a jejich napojení na vstupní komom 6, oba konce polymemích tmbek s integrovanými kanálky 2 a výstupní komoru 7, které je shodné s první variantou tepelného výměníku pro cylindrické bateriové články plněné kapalinou, jehož rozpad sestavy je zobrazen na Obr. 1.
Obdobná varianta tepelného výměníku pro cylindrické bateriové články plněné kapalinou, jehož rozpad sestavy je zobrazen na Obr. 7, sestává ze čtyř polymemích tmbek s integrovanými kanálky
-3CZ 2020 - 506 A3
2, jejichž konce jsou nejprve vloženy do příslušných otvorů v rozdělovači 13 a poté je prostřednictvím vstupních otvorů na rozdělovači 13 aplikováno těsnění 14 do dutin rozdělovače 13 kolem polymemích trubek s integrovanými kanálky 2. Těsnění může být aplikováno metodou lití nebo vstřikování. Aplikované těsnění přilne k povrchu rozdělovače 13 a polymemích trubek s integrovanými kanálky 2 a komponenty vzájemně utěsní. K rozdělovači 13 jsou připojeny vstupní komora 6 a výstupní komora 7 např. vibračním svařováním, lepením nebo mechanickým spojem. Rozdělovač 13 je opatřen odvzdušňovacím ventilem 4 s těsněním ventilu 5. Cylindrické bateriové články 3 jsou uloženy mezi polymemí tmbky s integrovanými kanálky 2 tak, aby mezi nimi bylo dosaženo těsného kontaktu teplosměnných ploch a úspory místa.
Na Obr. 8 je zobrazen podélný řez vedený středem jednoho ze dvou integrovaných kanálků rozdělovače 13 spolu s detailem E uložení těsnění 14 do dutin v rozdělovači 13 a utěsnění rozdělovače 13 a polymemí tmbky s integrovanými kanálky 2.
Na Obr. 9 je zobrazen příčný řez vedený skrze rozdělovač 13. těsnění 14 a polymemí tmbky s integrovanými kanálky 2, kde jsou znázorněny dva integrované kanálky rozdělovače 13 a jejich napoj ení na vstupní komom 6, oba konce polymemích tmbek s integrovanými kanálky 2 a výstupní komoru 7. Je zde také znázorněno osm vstupních otvorů 14a a osm odvzdušňovacích otvorů 14b na rozdělovači 13. prostřednictvím nichž je aplikováno těsnění 14. Počet, tvar, velikost, umístění a jiné parametry vstupních otvorů 14a a odvzdušňovacích otvorů 14b mohou být libovolně upravovány podle potřeb aplikace těsnění.
Obdobná varianta tepelného výměníku pro cylindrické bateriové články plněné kapalinou, může být vytvořena z libovolného počtu polymemích tmbek s integrovanými kanálky 2, jejichž konce jsou připojeny ke dvěma různým rozdělovačům nebo ke dvěma stejným rozdělovačům s libovolným počtem integrovaných kanálků v jednotlivých rozdělovačích. Toho lze s výhodou využít pro aplikaci obousměrného proudění kapaliny kolem bateriových článků 3, přičemž uložení i připojení polymemích tmbek s integrovanými kanálky 2 k rozdělovačům, prostřednictvím těsnění 8 nebo 14 a příruby 9 nebo 12 je shodné s předchozími variantami.
Polymemí tmbka s integrovanými kanálky 2 je komponenta, prostřednictví níž dochází k tepelné výměně mezi bateriovými články 3 a teplosměnným mediem - kapalinou, která proudí integrovanými kanálky a dál přes tepelný výměník do chladicího okmhu vozidla. Polymemí tmbka s integrovanými kanálky 2 je charakteristická svým profilem, jehož dvě varianty jsou znázorněny na Obr. 10. Šířka profilu a v místě integrovaného kanálku je vždy větší, než šířka profilu c v místě zúžení mezi dvěma integrovanými kanálky. Zároveň platí, že vzdálenost mezi jednotlivými kanálky d je větší nebo rovna tloušťce stěny b. Tím je dosaženo dvou a více teplosměnných ploch a/nebo tečen polymemí tmbky s integrovanými kanálky 2 s redukovanou tloušťkou stěny b, která je menší než 0,5mm při zachování vysoké odolnosti vůči vnitřnímu tlaku a prostorové flexibility s velmi malým poloměrem ohybu. Polymemí tmbka s integrovanými kanálky 2 může být vyrobena z polymerů a polymemích kompozitů metodou extrudování, popřípadě upravena do finálního tvam následným dloužením.
Rozdělovače 1, 11 a 13 jsou komponenty zajišťující rovnoměrnou distribuci a usměrňování kapaliny do jednotlivých integrovaných kanálků v polymemích tmbkách 2 a na jejich dmhém konci z nich zároveň kapalinu seskupují a odvádí prostřednictvím připojených hrdel a komor. Rozdělovače 1, 11 a 13 mohou být vyrobeny z polymerů a polymemích kompozitů metodou vstřikování nebo mohou být vyrobeny z kovových materiálů, složeny z několika lisovaných částí, které jsou k sobě připojeny metodou pájení nebo vyrobeny metodou odlévání a následně opatřeny elektrickou izolací.
Vstupní komora 6 a výstupní komora 7 jsou komponenty zajišťující složitou tvarovou redukci mezi hrdlem a rozdělovačem a zároveň distribuci a usměrňování kapaliny do rozdělovače 1. Na vstupní komom 6 a výstupní komom 7 lze s výhodou umístit senzory, držáky a/nebo odvzdušňovací ventily 5. Vstupní komora 6 a výstupní komora 7 mohou být vyrobeny z polymerů a polymemích
-4CZ 2020 - 506 A3 kompozitů metodou vstřikování nebo mohou být vyrobeny z kovových materiálů, složeny z několika lisovaných částí, které jsou k sobě připojeny metodou pájení nebo vyrobeny metodou odlévání nebo hydroformingem a následně opatřeny elektrickou izolací.
Příruby 9 a 12 jsou komponenty zajišťující stálou kompresi a pozici těsnění 8. Pro dosažení účelu příruby je nutná její prostorová tuhost a pevnost, která může být optimalizována pomocí žeber, prolisů nebo např. vhodným vkládáním kovových vložek do základního materiálu. Příruba 9 může být rozdělena na několik menších přírub a stej ně tak několik přírub 12 mohou být spoj eny do j ediné příruby. Příruby 9 a 12 mohou být vyrobeny z polymerů a polymemích kompozitů metodou ίο vstřikování nebo mohou být vyrobeny z kovových materiálů, složeny z jedné a více lisovaných částí, které mohou být k sobě připojeny metodou pájení, toxování nebo svařování nebo mohou být vyrobeny metodou odlévání a následně opatřeny elektrickou izolací.
Těsnění 8 je komponenta zajišťující utěsnění spoje polymemí trubky s integrovanými kanálky 2 a 15 rozdělovače 1 a 11. Těsnění 8 může být vyrobeno z elastomerů nebo kompozitních materiálů např.
metodou lisování nebo vstřikování. Těsnění 8 může být aplikováno přímo na polymemí trubku s integrovanými kanálky 2 nebo polymemí trubka s integrovanými kanálky 2 může být protažena skrze otvor v těsnění 8 tvarem přizpůsobeným profilu polymemí tmbky s integrovanými kanálky 2.

Claims (9)

  1. PATENTOVÉ NÁROKY
    1. Tepelný výměník pro cylindrické bateriové články plněný kapalinou vyznačující se tím, že je tvořen alespoň jednou polymemí trubkou s integrovanými kanálky (2) jejíž vnější plášť je v těsném kontaktu s cylindrickými bateriovými články (3) přičemž počet kontaktních ploch a/nebo tečen polymemí tmbky (2) s bateriovým článkem (3) je shodný s počtem integrovaných kanálků profilu polymemí tmbky (2) a zároveň plocha profilu polymemí tmbky (2) je kolmá k ploše kruhového profilu bateriového článku (3) a jejíž oba konce jsou připojeny k rozdělovači (1) s alespoň dvěma integrovanými kanálky, který je dále opatřen alespoň jednou vstupní komorou a/nebo hrdlem pro přívod kapaliny a alespoň jednou výstupní komorou a/nebo hrdlem pro odvod kapaliny, prostřednictvím těsnění (8) a přírub/y (9), skrze které jsou konce polymemí tmbky (2) protaženy, těsnění jsou umístěna do drážek na přírubách/ě (9) a/nebo rozdělovači (1), a spojením přírub/y (9) a rozdělovače (1) vznikne tlak na těsnění (8) a uzavření vnitřního okmhu tepelného výměníku plněného kapalinou.
  2. 2. Tepelný výměník pro cylindrické bateriové články plněný kapalinou vyznačující se tím, že je tvořen alespoň jednou polymemí trubkou s integrovanými kanálky (2) jejíž vnější plášť je v těsném kontaktu s cylindrickými bateriovými články (3) přičemž počet kontaktních ploch a/nebo tečen polymemí tmbky (2) s bateriovým článkem (3) je shodný s počtem integrovaných kanálků profilu polymemí tmbky (2) a zároveň plocha profilu polymemí tmbky (2) je kolmá k ploše kruhového profilu bateriového článku (3) a jejíž oba konce jsou připojeny k rozdělovači (13) s alespoň dvěma integrovanými kanálky, který je dále opatřen alespoň jednou vstupní komorou a/nebo hrdlem pro přívod kapaliny a alespoň jednou výstupní komorou a/nebo hrdlem pro odvod kapaliny, prostřednictvím těsnění (14), která jsou po umístění konců polymemí tmbky (2) do dutin nebo drážek v rozdělovači (13) vytvořena litím nebo vstřikováním do dutin nebo drážek v rozdělovači (13) kolem polymemí tmbky (2) a vznikne tak uzavření vnitřního okmhu tepelného výměníku plněného kapalinou.
  3. 3. Tepelný výměník pro cylindrické bateriové články plněný kapalinou, vyznačující se tím, že je tvořen alespoň jednou polymemí trubkou s integrovanými kanálky (2) jejíž vnější plášť je v těsném kontaktu s cylindrickými bateriovými články (3) přičemž počet kontaktních ploch a/nebo tečen polymemí tmbky (2) s bateriovým článkem (3) je shodný s počtem integrovaných kanálků profilu polymemí tmbky (2) a zároveň plocha profilu polymemí tmbky (2) je kolmá k ploše kmhového profilu bateriového článku (3) a jejíž konce jsou připojeny do dvou oddělených rozdělovačů s alespoň jedním integrovaným kanálkem, které jsou dále opatřeny alespoň jednou komorou a/nebo hrdlem pro přívod a/nebo odvod kapaliny, prostřednictvím těsnění (8) a přírub/y (9), skrze které jsou konce polymemí tmbky (2) protaženy, těsnění jsou umístěna do drážek na přírubách/ě (9) a/nebo rozdělovači, a spojením přírub/y (9) a rozdělovače vznikne tlak na těsnění (8) a uzavření vnitřního okmhu tepelného výměníku plněného kapalinou.
  4. 4. Tepelný výměník pro cylindrické bateriové články plněný kapalinou, vyznačující se tím, že je tvořen alespoň jednou polymemí trubkou s integrovanými kanálky (2) jejíž vnější plášť je v těsném kontaktu s cylindrickými bateriovými články (3) přičemž počet kontaktních ploch a/nebo tečen polymemí tmbky (2) s bateriovým článkem (3) je shodný s počtem integrovaných kanálků profilu polymemí tmbky (2) a zároveň plocha profilu polymemí tmbky (2) je kolmá k ploše kmhového profilu bateriového článku (3) a jejíž konce jsou připojeny do dvou oddělených rozdělovačů s alespoň jedním integrovaným kanálkem, které jsou dále opatřeny alespoň jednou komorou a/nebo hrdlem pro přívod a/nebo odvod kapaliny, prostřednictvím těsnění (14), která jsou po umístění konců polymemí tmbky (2) do dutin nebo drážek v rozdělovačích vytvořena litím nebo vstřikováním do dutin nebo drážek v rozdělovačích kolem polymemí tmbky (2) a vznikne tak uzavření vnitřního okmhu tepelného výměníku plněného kapalinou.
  5. 5. Tepelný výměník pro cylindrické bateriové články plněný kapalinou podle nároků 1, 2, 3 a 4, vyznačující se tím, že profil polymemí tmbky s integrovanými kanálky (2) je v úrovních středů
    -6CZ 2020 - 506 A3 integrovaných kanálků širší než v úrovních středů vzdálenosti mezi dvěma integrovanými kanálky, jeho tloušťka stěny je menší než 0,5mm a vzdálenost mezi jednotlivými kanálky je větší nebo rovna jeho tloušťce stěny.
  6. 6. Tepelný výměník pro cylindrické bateriové články plněný kapalinou podle nároků 2 a 4, vyznačující se tím, že rozdělovač je opatřen vložkami vytvářející dutiny nebo drážky v rozdělovači, do kterých jsou následně vkládány polymemí trubky (2) a vstřikováno nebo vléváno těsnění (14).
  7. 7. Tepelný výměník pro cylindrické bateriové články plněný kapalinou podle nároků 1, 2, 3 a 4, vyznačující se tím, že rozdělovač s alespoň dvěma integrovanými kanálky je opatřen alespoň jednou komorou pro přívod a/nebo odvod kapaliny z/do alespoň jednoho integrovaného kanálku rozdělovače a odvzdušňovacím ventilem (4) a zároveň komora/y nebo záslepka alespoň jeden integrovaný kanálek v rozdělovači uzavírají.
  8. 8. Tepelný výměník pro cylindrické bateriové články plněný kapalinou podle nároků 1, 2, 3 a 4, vyznačující se tím, že rozdělovač, příruba, vstupní komora, výstupní komora a/nebo záslepkajsou vyrobeny z polymeru a/nebo polymemích kompozitů.
  9. 9. Tepelný výměník pro cylindrické bateriové články plněný kapalinou podle nároků 1, 2, 3 a 4 vyznačující se tím, že rozdělovač je spojen s přírubou/ami, vstupní komorou, výstupní komorou a/nebo záslepkou prostřednictvím svařování, lepení, šroubového a/nebo mechanického spoje.
CZ2020-506A 2020-09-10 2020-09-10 Tepelný výměník pro cylindrické bateriové články plněný kapalinou CZ310052B6 (cs)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ2020-506A CZ310052B6 (cs) 2020-09-10 2020-09-10 Tepelný výměník pro cylindrické bateriové články plněný kapalinou
EP21195062.1A EP3968441A1 (en) 2020-09-10 2021-09-06 Liquid filled heat exchanger for cylindrical battery cells
EP21195054.8A EP3968440A1 (en) 2020-09-10 2021-09-06 Liquid filled heat exchanger for cylindrical battery cells

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ2020-506A CZ310052B6 (cs) 2020-09-10 2020-09-10 Tepelný výměník pro cylindrické bateriové články plněný kapalinou

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CZ2020506A3 true CZ2020506A3 (cs) 2022-03-23
CZ310052B6 CZ310052B6 (cs) 2024-06-19

Family

ID=80215895

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ2020-506A CZ310052B6 (cs) 2020-09-10 2020-09-10 Tepelný výměník pro cylindrické bateriové články plněný kapalinou

Country Status (2)

Country Link
EP (2) EP3968441A1 (cs)
CZ (1) CZ310052B6 (cs)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102021117432A1 (de) * 2021-07-06 2023-01-12 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Verfahren zum Herstellen eines Konditionierelements, Konditionierelement sowie elektrischer Energiespeicher
FR3133909B1 (fr) * 2022-03-23 2024-03-15 Valeo Systemes Thermiques Dispositif de régulation thermique, notamment de refroidissement pour véhicule automobile.
CN114628816A (zh) * 2022-04-15 2022-06-14 中创新航科技股份有限公司 液冷装置及电池包
DE102022119736A1 (de) 2022-08-05 2024-02-08 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Kühlrohr zur Kühlung eines Rundzellhochvoltspeichers an den Zellmänteln
EP4332421A1 (en) * 2022-08-29 2024-03-06 Valeo Systemes Thermiques A battery cooler
DE102022126656A1 (de) * 2022-10-13 2024-04-18 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Elektrischer Energiespeicher für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für einen Kraftwagen

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102006045564A1 (de) * 2006-09-25 2008-04-03 Behr Gmbh & Co. Kg Vorrichtung zur Kühlung elektrischer Elemente
CZ308251B6 (cs) * 2018-07-03 2020-03-25 Vysoké Učení Technické V Brně Baterie s regulací teploty článků
GB2579035A (en) * 2018-11-15 2020-06-10 Pab Coventry Ltd Battery
CN109686892A (zh) * 2019-01-28 2019-04-26 深圳市嘉名科技有限公司 电池模组、电池包、电动车及电网系统
CZ2019186A3 (cs) * 2019-03-27 2020-06-17 Nováček, Tomáš Tepelný výměník s dvojitým rozdělovačem
CN209641788U (zh) * 2019-05-22 2019-11-15 苏州宇量电池有限公司 一种圆柱锂电池换热系统
CN210692721U (zh) * 2019-11-22 2020-06-05 姜贵文 一种基于复合相变材料和液冷耦合散热的圆柱形电池模块
CN111211378A (zh) * 2020-01-20 2020-05-29 武汉船用电力推进装置研究所（中国船舶重工集团公司第七一二研究所） 一种动力电池及其热管理方法

Also Published As

Publication number Publication date
CZ310052B6 (cs) 2024-06-19
EP3968440A1 (en) 2022-03-16
EP3968441A1 (en) 2022-03-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CZ2020506A3 (cs) Tepelný výměník pro cylindrické bateriové články plněný kapalinou
CN108352476B (zh) 蓄能器装置
CN106711542B (zh) 一种电动车电池组冷却装置和电池模组
US9631875B2 (en) Heat exchanger for cooling a fluid of an internal combustion engine, assembly with at least one heat exchanger and method for manufacturing a heat exchanger
JP6233611B2 (ja) 第２の流体を用いて第１の流体を温度調節するための熱交換器
CN111094887A (zh) 特别地用于电池的热调节的热交换器以及相应的制造方法
CZ2019186A3 (cs) Tepelný výměník s dvojitým rozdělovačem
US11162411B2 (en) Heat exchanger for motor vehicle
CN113650528A (zh) 热管理模块、热管理系统及汽车
JP2019507942A (ja) バッテリーを冷却するための装置及び関連した製造方法
US20230127378A1 (en) Device for thermal regulation of at least one electronic component
WO2024109502A1 (zh) 电池模组、其装配方法及电池包
KR20230135647A (ko) 고전압 축전지의 냉각기용 플러그형 연결 소자
CN110234951B (zh) 用于将制冷剂流体分配在热交换器的收集箱内的装置
CN219435958U (zh) 一种电池组液冷装置
CN220209083U (zh) 冷却组件和电池包
CN108800669A (zh) 换热管及热泵系统
CN213959033U (zh) 电池冷却装置
KR20200000639A (ko) 열교환기
CZ2020429A3 (cs) Sestava tepelného výměníku
WO2024002198A1 (zh) 动力电池换热器、动力电池系统及电动车辆
CN218896726U (zh) 电池包的冷板组件和电池包
CN221150207U (zh) 一种电池包下壳体、电池包及车辆
KR101829658B1 (ko) 선회 유로형 열교환 장치
WO2022218403A1 (zh) 一种连接装置及一种集成组件