DE212019000333U1

DE212019000333U1 - Wärmetauscher mit einer inneren Verteilerstruktur

Info

Publication number: DE212019000333U1
Application number: DE212019000333.8U
Authority: DE
Original assignee: Dana Canada Corp
Current assignee: Dana Canada Corp
Priority date: 2018-06-29
Filing date: 2019-06-19
Publication date: 2021-02-09
Anticipated expiration: 2029-06-20
Also published as: WO2020000087A1; US20210254895A1; CN215864862U; US11326837B2

Abstract

Wärmetauscher, umfassend:
eine erste Platte mit einer Innenfläche und einer Außenfläche;
eine zweite Platte mit einer Innenfläche und einer Außenfläche, wobei die erste und zweite Platte so angeordnet sind, dass ihre Innenflächen einander gegenüberliegend zugewandt sind, und wobei Teile der Innenflächen voneinander beabstandet sind;
einen Verteilerbereich, der zwischen der ersten und der zweiten Platte eingeschlossen und zwischen Abschnitten der voneinander beabstandeten Innenflächen angeordnet ist, um ein einströmendes Wärmeträgerfluid aufzunehmen;
einen Hauptfluidströmungsbereich, der zwischen der ersten und der zweiten Platte eingeschlossen und zwischen Abschnitten der voneinander beabstandeten Innenflächen angeordnet ist, wobei der Hauptfluidströmungsbereich so konfiguriert ist, dass er Wärmeträgerfluid von einem Auslassende des Verteilerbereichs empfängt und das Wärmeträgerfluid durch den Wärmetauscher weiterleitet;
eine Einlassöffnung, die in Fluidverbindung mit einem Einlassende des Verteilerbereichs angeordnet ist, um das Wärmeträgerfluid dem Wärmetauscher zuzuführen;
eine Auslassöffnung, die in Fluidverbindung mit dem Hauptfluidströmungsbereich angeordnet ist, um das Wärmeträgerfluid aus dem Wärmetauscher abzuführen;
wobei:
der Verteilerbereich mindestens eine Bypassöffnung zur Herstellung einer Fluidverbindung zwischen dem Verteilerbereich und dem Hauptfluidströmungsbereich an einer Stelle innerhalb des Verteilerbereichs, die stromaufwärts vom Auslassende des Verteilerbereichs liegt, enthält.

Description

QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
Diese Anmeldung beansprucht die Priorität und den Nutzen der provisorischen US-Patentanmeldung Nr. 62/692,184 , eingereicht am 29. Juni 2018, deren Inhalte hierdurch Bezugnahme eingeschlossen sind.
GEBIET
Die vorliegende Offenbarung betrifft ein Wärmemanagement wiederaufladbarer Batterien in einem Energiespeichersystems eines batterieelektrischen Fahrzeugs (Battery Electrical Vehicle, BEV) oder hybridelektrischen Fahrzeugs (Hybrid Electric Vehicle, HEV) und insbesondere Wärmetauscher, die angepasst sind, aufladbare Batterien zu kühlen.
HINTERGRUND
Energiespeichersysteme, wie etwa solche, die in BEVs und HEVs verwendet werden, umfassen wiederaufladbare Lithium-Ionen Batterien. Eine typische wiederaufladbare Batterie für ein BEV oder HEV umfasst eine Anzahl von Batteriemodulen, die elektrisch in Reihe und/oder parallel miteinander verbunden sind, um der Batterie die gewünschte Systemspannung und - kapazität zu liefern. Jedes Batteriemodul umfasst mehrere Batteriezellen, die elektrisch in Reihe und/oder parallel miteinander verbunden sind, wobei die Batteriezellen in Form von Taschenzellen (Pouchzellen), prismatischen Zellen oder zylindrischen Zellen vorliegenden können.
Wiederaufladbare Fahrzeugbatterien in BEVs und HEVs erzeugen große Mengen von Wärme, die abgeleitet werden muss, und daher müssen diese Typen von Batterien oder Batteriesystemen gekühlt werden, um ihre Lebensdauer zu verlängern.
Flüssigkeitsgekühlte Wärmetauscher können verwendet werden, um die thermische Last dieser wiederaufladbaren Batterien zu regeln. Diese Batterie-Wärmetauscher umfassen typischerweise „Kühlplatten“-Wärmetauscher oder „ICE‟(Inter-Cell-Elements)-Plattenwärmetauscher. Ein Kühlplatten-Wärmetauscher ist ein Wärmetauscher, der eine flache obere Fläche aufweist, an der eine oder mehrere Batteriezellen angeordnet sind, wobei die Anzahl von Batteriezellen, die jeder Kühlplatte zugeordnet sind, variabel ist und abhängig von dem Flächenbereich der Kühlplatte ein oder mehrere Batteriemodule umfassen kann. Typischerweise werden die Batteriezellen, die auf der Kühlplatte angeordnet sind, prismatische oder zylindrische Zellen sein, die in starren Behältern untergebracht sind. Beispielsweise können prismatischen Zellen in kastenartigen Behältern aufgenommen sein, die in einander gegenüberstehendem Kontakt angeordnet sind.
Dagegen sind ICE-Plattenwärmetauscher zwischen benachbarten Taschenzellen oder prismatischen Zellen angeordnet oder „eingelegt“, wobei die einzelnen ICE-Plattenwärmetauscher über gemeinsame Einlass- und Auslassverteiler fluidisch miteinander verbunden sind. Beispiele für Kühlplatten-Wärmetauscher und ICE-Plattenwärmetauscher sind in der US-Patentanmeldung Nr. 14/972,463 mit dem Titel COUNTER-FLOW HEAT EXCHANGER FOR BATTERY THERMAL MANAGEMENT APPLICATIONS (Veröffentlichungsnr. US 2016/0204486 A1 ) des gleichen Anmelders, die in ihrer Gesamtheit durch Bezugnahme hierin aufgenommen ist, beschrieben.
Eine Temperaturgleichförmigkeit über die Fläche von Batterie-Wärmetauschern ist ein wichtiger Gesichtspunkt bei dem Wärmemanagement dieser Typen von Batterieeinheiten oder Gesamtbatteriesystemen, da die Temperaturgleichförmigkeit über die Fläche des Wärmetauschers sicherstellt, dass eine minimale Temperaturdifferenz zwischen den individuellen Batteriezellen und zwischen benachbarten Batteriezellen der Fahrzeugbatterie besteht. Die Sicherstellung einer angemessenen Temperaturgleichmäßigkeit ist ein anspruchsvoller Aspekt bei der Konstruktion von Wärmetauschern, da die Temperatur des Wärmeträgerfluids auf seinem Weg durch den Wärmetauscher vom Einlass zum Auslass ansteigt und den Batterien Wärme entzieht. Dementsprechend wird die Temperatur des Wärmeträgerfluids am Auslass oft höher sein als am Einlass.
Die Strömungsverteilung durch den Wärmetauscher ist eine weitere wichtige Überlegung beim Wärmemanagement dieser Arten von Batterieeinheiten oder gesamten Batteriesystemen, da die Strömungsverteilung des Wärmeträgerfluids innerhalb des Wärmetauschers sich darauf bezieht, sicherzustellen, dass eine ausreichende Strömung durch den Wärmetauscher in Wärmekontakt mit den Batterieeinheiten oder Zellen in Kontakt mit dem Wärmetauscher stattfindet, um Wärme von den Batterien oder Batterieeinheiten abzuführen.
Das Packaging ist auch bei Batteriewärmetauschern ein Problem, da sich die Beschränkungen des verfügbaren Bauraums innerhalb des BEV oder HEV ständig ändern. Mit der Entwicklung zu kleineren Fahrzeugen ist das Vorsehen von Batterie-Wärmetauschern, die eine ausreichende Kühlung der in diesen Fahrzeugen installierten Batteriesysteme liefern, wobei sie die spezifischen Packungsanforderungen erfüllen, eine Forderung. Batterie-Wärmetauscher mit externen Verteilerstrukturen sind bekannt, neigen aber dazu, die Gesamthöhe des Batterie-Wärmetauschers zu erhöhen und erfordern einen größeren Teil des Wärmetauschers, der über den von den Batteriezellen oder -modulen belegten Bereich hinausragt.
Dementsprechend besteht ein Bedarf an Batterie-Wärmetauschern, die den Kühlanforderungen der Batterien gerecht werden und einen reduzierten Gesamtbauraum bieten.
ABRISS
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung wird ein Wärmetauscher vorgesehen, umfassend eine erste Platte mit einer Innenfläche und einer Außenfläche; eine zweite Platte mit einer Innenfläche und einer Außenfläche, wobei die erste und zweite Platte so zusammengefügt sind, dass ihre Innenflächen einander zugewandt sind, und wobei Abschnitte der Innenflächen voneinander beabstandet sind; einen Verteilerbereich, der zwischen der ersten und der zweiten Platte eingeschlossen und zwischen Abschnitten der Innenflächen angeordnet ist, die voneinander beabstandet sind, um ein einströmendes Wärmeträgerfluid aufzunehmen; einen Hauptfluidströmungsbereich, der zwischen der ersten und der zweiten Platte eingeschlossen und zwischen Abschnitten der Innenflächen angeordnet ist, die voneinander beabstandet sind, wobei der Hauptfluidströmungsbereich so konfiguriert ist, dass er Wärmeträgerfluid von einem Auslassende des Verteilerbereichs empfängt und das Wärmeträgerfluid durch den Wärmetauscher weiterleitet; und eine Auslassöffnung, die in Fluidverbindung mit dem Hauptfluidströmungsbereich angeordnet ist, um das Wärmeträgerfluid aus dem Wärmetauscher abzuführen; wobei: der Verteilerbereich mindestens eine Bypassmündung/öffnung zur Herstellung einer Fluidverbindung zwischen dem Verteilerbereich und dem Hauptfluidströmungsbereich an einer Stelle innerhalb des Verteilerbereichs, die stromaufwärts vom Auslassende des Verteilerbereichs liegt, enthält.
Figurenliste
Nun wird anhand von Beispielen auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen, die Ausführungsbeispiele für die vorliegende Anmeldung zeigen und in denen:

1 eine perspektivische Ansicht eines Batteriewärmetauschers mit einer Mehrzahl von Batteriezellen ist, die auf seiner oberen Fläche gelagert sind;
2 eine perspektivische Explosionsansicht des Batteriewärmetauschers und der Batteriezellen von 1 ist;
3 eine perspektivische Ansicht des Batteriewärmetauschers entsprechend einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung ist;
4 eine perspektivische Explosionsansicht des Batteriewärmetauschers von 3 ist;
5 eine perspektivische Aufsicht auf die untere Platte des Batteriewärmetauschers von 3 ist;
6 eine Draufsicht auf die untere Platte des Batteriewärmetauschers von 5 einschließlich schematischer Strömungsrichtungspfeile ist; und
7 eine perspektivische Ansicht von oben auf die erste Platte des Wärmetauschers ist.

In verschiedenen Figuren können gleiche Bezugszeichen verwendet werden, um gleiche Komponenten zu bezeichnen.
BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSBEISPIELEN
Die hier beschriebenen Wärmetauscher sind im Allgemeinen flache, planare fluidtragende Paneele mit entgegengesetzten Außenflächen, wobei mindestens eine der Außenfläche für einen thermischen Kontakt mit einer oder mehreren Batteriezellen und/oder Batteriemodul(en) einer nachladbaren Batterie eines BEVs oder HEVs geeignet ist.
Ein Wärmetauscher 10 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ist in den 1-7 dargestellt. Der Wärmetauscher 10 umfasst eine erste Platte 12 mit einer Innenfläche 14 und einer Außenfläche 16 und eine zweite Platte 18 mit einer Innenfläche 20 und einer Außenfläche 22. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Wärmetauscher 10 ein „Kühlplatten“-Wärmetauscher, bei dem die Außenfläche 16 der ersten Platte 12 eine ebene Fläche bildet, auf der eine oder mehrere Batteriezellen 2 und/oder Batteriemodule 4 aufliegen.
Die erste und die zweite Platte 12, 18 können aus Aluminium oder Legierungen davon bestehen und können durch Hartlöten in einem Lötofen zusammengefügt werden. Obwohl die erste und die zweite Platte 12, 18 als gleich oder ähnlich dick dargestellt sind, können die erste und die zweite Platte 12, 18 je nach dem besonderen Aufbau und/oder der beabsichtigten Anwendung des Wärmetauschers 10 eine unterschiedliche Dicke haben.
Die 1 und 2 zeigen schematisch ein Batteriemodul 4, das beispielsweise vier prismatische Batteriezellen umfasst, die auf der Außenfläche 16 der ersten Platte 12 des Wärmetauschers 10 gelagert sind. Jede Batteriezelle 2 weist eine Mehrzahl von rechteckigen Flächen, einschließlich einer oberen Fläche 3, einer unteren Fläche 5, eines Paares gegenüberliegender Seitenflächen 7 und eines Paares gegenüberliegender Stirnflächen 9 auf. Die unteren Flächen 5 sind in thermischem Kontakt mit der Außenfläche 16 der ersten Platte 12 des Wärmetauschers 10. Obwohl nicht gezeigt, sind die Batteriezellen 2 elektrisch miteinander verbunden, und das Batteriemodul 4 ist elektrisch mit anderen Batteriemodulen der Fahrzeugbatterie verbunden. Auch die Anzahl und Anordnung der Batteriezellen 2 und des Moduls/der Module 4, die auf dem Wärmetauscher 10 gelagert sind, können sich von den gezeigten unterscheiden. Dementsprechend versteht es sich, dass die vorliegende Offenbarung nicht auf ein einzelnes Batteriemodul 4 mit vier prismatischen Batteriezellen 2 beschränkt ist und dass andere Konfigurationen von Batteriemodul(en) und Batteriezellen 2 im Rahmen der vorliegenden Offenbarung in Betracht gezogen werden. In einigen Ausführungsbeispielen können die Batteriezellen 2 beispielsweise innerhalb eines Batteriegehäuses (nicht dargestellt) installiert werden, wobei das Batteriegehäuse dann auf der Außenfläche 16 der ersten Platte 12 des Wärmetauschers 10 in thermischem Kontakt mit der Außenfläche 16 der ersten Platte 12 gehalten wird.
Eine dünne Schicht von thermischem Grenzflächenmaterial (Thermal Interface Material, TIM) 11 ist zwischen der Außenfläche 16 der ersten Platte 12 und den unteren Flächen 5 der Batteriezellen 2 vorgesehen, um den thermischen Kontakt zwischen dem Wärmetauscher 10 und Batteriezellen 2 zu verbessern. Eine thermische Grenzschicht 11 ist in 2 schematisch dargestellt. In einigen Ausführungsbeispielen kann beispielsweise das TIM 11 aus einem wärmeleitenden Fett, Wachs oder metallischen Material bestehen.
Bezugnehmend auf die 5 und 6 ist ein beispielhaftes Ausführungsbeispiel der zweiten Platte 18 des Wärmetauschers 10 dargestellt. In einigen Ausführungsbeispielen ist beispielsweise die zweite Platte 18 so geformt, beispielsweise durch Prägen, Ziehen oder Formen, dass sie ein allgemein flaches, planes Grundteil 24 aufweist, das an allen Seiten von einer erhöhten Umfangsseitenwand 26 umgeben ist, die sich von dem Grundteil 24 zu einem ebenen oder im Wesentlichen ebenen Flansch 28 erstreckt, der eine ebene umfängliche Dichtfläche 30 an der Innenfläche 20 der zweiten Platte 18 definiert.
Zum Zusammenbau des Wärmetauschers 10 werden die erste und die zweite Platte 12, 18 in einer zusammenpassenden Beziehung angeordnet, so dass die erste und die zweite Platte 12, 18 mit ihren Innenflächen 14, 20, die einander gegenüberliegend angeordnet sind, abdichtend miteinander verbunden werden, so dass die ebene, umlaufende Dichtungsfläche 30 der zweiten Platte 18 abdichtend mit einer entsprechenden ebenen, umlaufenden Dichtungsfläche 32 an der Innenfläche der ersten Platte 12 verbunden ist. Die Anordnung der ersten und zweiten Platte 12, 18 in ihrer zusammenpassenden Beziehung bewirkt auch, dass Teile der Innenfläche 20 der zweiten Platte 18 von der Innenfläche 14 der ersten Platte 12 beabstandet sind. Genauer gesagt ist die Anordnung der ersten und zweiten Platte 12, 18 in ihrer zusammenpassenden Beziehung so, dass Teile der Innenflächen 14, 20, die innerhalb der jeweiligen Dichtflächen 32, 30 angeordnet sind, voneinander beabstandet sind. In einigen Ausführungsbeispielen sind z. B. Teile des allgemein flachen, ebenen Grundteils 24 der zweiten Platte 18 von der Innenfläche 14 der ersten Platte 12 beabstandet, wenn die erste und die zweite Platte 12, 18 in ihrer zusammenpassenden, gegenüberliegenden Beziehung angeordnet sind.
Das ebene Grundteil 24 umfasst einen Verteilerbereich 40 und einen Hauptfluidströmungsbereich 42. Eine Verteilerrippe 44 erstreckt sich nach oben aus der Ebene des im Allgemeinen flachen, ebenen Grundteils 24 und definiert eine Fluidbarriere, die den Verteilerbereich 40 vom Hauptfluidströmungsbereich 42 des Wärmetauschers 10 trennt. In einigen Ausführungsbeispielen erstreckt sich beispielsweise die Verteilerrippe 44 parallel oder im Wesentlichen parallel zu einer mittleren Längsachse X-X des Wärmetauschers 10, die sich zwischen gegenüberliegenden ersten und zweiten Enden 46, 48 der zweiten Platte 18 erstreckt. Der Verteilerbereich 40 erstreckt sich daher in Längsrichtung entlang einer der Seitenkanten 50, 52 des Wärmetauschers 10. In dem in den 1-7 dargestellten Ausführungsbeispiel erstreckt sich der Verteilerbereich 40 entlang der vorderen, seitlichen Kante 50 des in den 3-6 deutlich dargestellten Wärmetauschers 10.
In einigen Ausführungsbeispielen ist beispielsweise der Verteilerbereich 40 ein Einlassbereich des Wärmetauschers 10, der zur Aufnahme des ankommenden Wärmeträgerfluids konfiguriert ist, während der Hauptfluidströmungsbereich 42 ein Auslassbereich des Wärmetauschers 10 ist, der zur Übertragung des Wärmeträgerfluids vom Verteilerbereich 40 des Einlassbereichs des Wärmetauschers 10 zum Wärmetauscherauslass 82 ausgebildet ist.
In einigen Ausführungsbeispielen umfasst die Verteilerrippe 44 beispielsweise Verteilerrippenabschnitte 44(1), 44(2), 44(3), die entlang einer Längsachse X1-X1 angeordnet sind, die den Verteilerbereich 40 von dem Hauptfluidströmungsbereich 42 trennt und sich parallel oder im Wesentlichen parallel zu einer zentralen Längsachse X-X des Wärmetauschers 10 erstreckt, wobei die Verteilerrippenabschnitte 44(1), 44(2), 44(3) entlang der Längsachse X1-X1 durch Lückenbereiche oder Öffnungen voneinander beabstandet sind, die Bypassöffnungen 54 definieren. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel umfasst die Verteilerrippe 44 einen ersten Verteilerrippenabschnitt 44(1), der sich von einem Teil der Umfangsseitenwand 26 aus erstreckt, das sich entlang eines der Enden 46 des Wärmetauschers 10 erstreckt, so dass ein erstes Ende 45 des ersten Verteilerrippenabschnitts 44(1) mit einem Teil der Umfangsseitenwand 26 zusammenläuft und an einem zweiten, freien Ende 47 endet, das innerhalb des offenen Innenraums, der durch die Wärmetauscherplatten definiert ist, in Bezug auf die Umfangsseitenwand 26 nach innen angeordnet ist. Ein zweiter Verteilerrippenabschnitt 44(2) erstreckt sich in Längsrichtung zwischen einem ersten, freien Ende 49, das vom zweiten Ende 47 des ersten Verteilerrippenabschnitts 44(1) durch eine erste Bypassöffnung 54 beabstandet ist, und einem zweiten, freien Ende 51. Ein dritter Verteilerrippenabschnitt 44(3) erstreckt sich in Längsrichtung zwischen einem ersten, freien Ende 53, das vom zweiten Ende 51 des zweiten Verteilerrippenabschnitts 44(2) durch eine zweite Bypassöffnung 54 beabstandet ist, und einem zweiten, freien Ende 55, das von dem Teil der Umfangsseitenwand 26 beabstandet ist, das das zweite gegenüberliegende Ende 48 des Wärmetauschers 10 definiert. Jeder der Verteilerrippenabschnitte 44(1), 44(2), 44(3) erstreckt sich nach oben aus der Ebene des allgemein flachen, ebenen Grundteils 24 der zweiten Platte 18 mit ausreichender Höhe, so dass eine obere Fläche jedes Verteilerrippenabschnitts 44(i) eine Verteilerrippendichtfläche 56 definiert, die in einigen Ausführungsbeispielen koplanar oder im Wesentlichen koplanar mit der Dichtfläche des ebenen Flansches 28 der zweiten Platte 18 ist. In einigen Ausführungsbeispielen ist die Verteilerrippendichtfläche 56 beispielsweise eine allgemein flache, ebene Oberfläche, während in anderen Ausführungsbeispielen die Verteilerrippendichtfläche 56 beispielsweise leicht abgerundet sein kann. Die Verteilerrippe 44 oder die Verteilerrippenabschnitte 44(1), 44(2), 44(3), die die Verteilerrippe 44 bilden, definieren eine Verteilerrippendichtfläche 56, so dass, wenn die erste Platte 12 auf der zweiten Platte 18 angeordnet ist, die Innenfläche der ersten Platte 12 in Dichtungseingriff mit der Verteilerrippendichtfläche 56 sowie mit der durch den ebenen Flansch 28 definierten Dichtfläche angeordnet ist, wobei der Dichtungseingriff den Verteilerbereich 40 und den Hauptfluidströmungsbereich 42 des Wärmetauschers 10 definiert.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel umfasst der Verteilerbereich 40 eine strömungsteilende Rippe 58, die zwischen der Verteilerrippe 44 und der Umfangsseitenwand 26 angeordnet ist, die die entsprechende Seitenkante bzw. den Seitenrand 50 oder vordere Seitenkante 50 des Wärmetauschers 10 definiert. Die strömungsteilende Rippe 58 ist im Allgemeinen gerade und erstreckt sich parallel oder im Wesentlichen parallel zu der Verteilerrippe 44 und der Seitenkante 50 des Wärmetauschers 10 und parallel oder im Wesentlichen parallel zu der zentralen Längsachse X-X des Wärmetauschers 10 sowie relativ zu der Längsachse X1-X1 der Verteilerrippe 44. Die strömungsteilende Rippe 58 erstreckt sich zwischen einem ersten und einem zweiten Ende 60, 62, die jeweils von dem jeweiligen Abschnitt der Umfangsseitenwand 26 beabstandet sind, der die jeweiligen Enden 46, 48 des Wärmetauschers 10 definiert. Die strömungsteilende Rippe 58 definiert erste und zweite (oder äußere und innere) Verteiler-Fluidverteilkanäle 64, 66 innerhalb des Verteilerbereichs 40. Dementsprechend tritt in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel das ankommende Wärmeträgerfluid über die Einlassöffnung in den Wärmetauscher ein und strömt entlang der ersten und zweiten Verteiler-Fluidverteilkanäle 64, 66 vom Einlassende 65 des Verteilers, das am ersten Ende 46 des Wärmetauschers 10 angeordnet ist, zum Auslassende 67 des Verteilers am Ende des Verteilerbereichs 44, das am zweiten Ende 48 des Wärmetauschers 10 angeordnet ist, wo das Fluid austritt und vom Verteilerbereich 40 in den Hauptfluidströmungsbereich 42 des Wärmetauschers 10 übergeht. Das Wärmetauschfluid fließt dann durch den Hauptfluidströmungsbereich 42 zum Auslass des Wärmetauschers.
Der Hauptfluidströmungsbereich 42 umfasst eine Mehrzahl von beabstandeten Fluidsperrrippen oder Staurippen 70, die (in Kombination mit der Innenfläche 14 der ersten Platte oder Deckplatte 12) eine Mehrzahl von Fluidströmungskanalabschnitten 72(i) definieren, die zusammen einen Fluidströmungskanal 72 durch den Hauptfluidströmungsbereich 42 des Wärmetauschers 10 definieren. Die Fluidsperrrippen 70 erstrecken sich nach oben aus der Ebene des allgemein flachen, ebenen Grundteils 24 mit ausreichender Höhe, so dass eine obere Fläche der Fluidsperrrippen 70 eine Dichtfläche definiert, die koplanar oder im Wesentlichen koplanar mit der Dichtfläche 30 des ebenen Flansches 28 der zweiten Platte 18 ist. Daher sind im zusammengebauten Wärmetauscher 10 die Dichtflächen der Fluidsperrrippen 70 mit der Innenfläche 14 der ersten Platte oder Deckplatte 12 dicht verbunden, wenn die erste und zweite Platte 12, 18 in ihrer zusammenpassenden, gegenüberliegenden Beziehung angeordnet sind. Die Fluidsperrrippen 70 sind so angeordnet, dass sie sich quer oder im Wesentlichen quer zur mittleren Längsachse X-X des Wärmetauschers 10 erstrecken, während sie in vorbestimmten Abständen entlang einer Achse parallel oder im Wesentlichen parallel zur mittleren Längsachse X-X des Wärmetauschers 10 voneinander beabstandet sind.
Um den mehrgängigen, umschaltbaren Strömungsweg durch den Wärmetauscher 10 zu erreichen, ist die Mehrzahl von Fluidsperrrippen 70 auch entlang einer Achse parallel oder im Wesentlichen parallel zur mittleren Längsachse X-X des Wärmetauschers 10 gegeneinander gestaffelt oder versetzt, derart dass sich einige der Mehrzahl von Fluidsperrrippen 70 quer zur mittleren Längsachse X-X von einem ersten Ende 71, das mit einem der Verteilerrippenabschnitte 44(i) verbunden ist, zu einem zweiten freien Ende 73 erstrecken, das innerhalb des Hauptfluidströmungsbereichs 42, aber beabstandet von der Umfangsseitenwand 26, die den Seitenrand des Wärmetauschers 10 bildet, angeordnet ist, während sich andere der Mehrzahl von Fluidsperrrippen 70 quer zur mittleren Längsachse X-X des Wärmetauschers 10 von einem ersten Ende 74, das in der Nähe der Umfangsseitenwand 26, die den gegenüberliegenden Seitenrand 52 der zweiten Platte 18 bildet, angeordnet ist, aber davon beabstandet ist, zu einem zweiten freien Ende 75 erstrecken, das innerhalb des Hauptfluidströmungsbereichs 42 angeordnet ist, aber von der Verteilerrippe 44 um einen vorbestimmten Abstand d1 beabstandet ist.
Dementsprechend kann in einigen Ausführungsbeispielen die Mehrzahl von Fluidsperrrippen beispielsweise einen ersten Satz von Fluidsperrrippen mit einem ersten Ende, das mit einem Abschnitt der Verteilerrippe zusammenläuft, und einem zweiten Ende, das zu einem entsprechenden Teil der Umfangsseitenwand 26 der zweiten Platte 18 beabstandet ist, die einen Seitenrand des Wärmetauschers gegenüber dem Verteilerbereich 40 definiert, und einen zweiten Satz von Fluidsperrrippen mit einem ersten Ende, das proximal zu der Umfangsseitenwand 26 der zweiten Platte 18 angeordnet ist, die den Seitenrand des Wärmetauschers 10 gegenüber dem Verteilerbereich 40 definiert, und einem zweiten Ende, das zu der Verteilerrippe 44 beabstandet ist, umfassen, wobei der erste Satz von Fluidsperrrippen sich mit dem zweiten Satz von Fluidsperrrippen abwechselt, die einen mehrgängigen Fluidströmungskanal 72 durch den Hauptfluidströmungsbereich 42 des Wärmetauschers 10 definieren.
In einigen Ausführungsbeispielen ist der vorbestimmte Abstand d1, um den die zweiten, freien Enden 75 der Fluidsperrrippen 70 zu der Verteilerrippe 44 beabstandet sind oder um den die zweiten, freien Enden 73 der Fluidsperrrippen 70 zu der Umfangsseitenwand 26, die den dem Verteilerbereich 40 gegenüberliegenden Seitenrand 52 der zweiten Platte 18 bildet, beabstandet sind, beispielsweise mindestens ein Mindestabstand von 10 mm bis mindestens ein Maximalabstand von etwa 60 mm. In einigen Ausführungsbeispielen kann der vorbestimmte Abstand d1, um den die zweiten, freien Enden der Fluidsperrrippen 70 zu der Verteilerrippe 44 beabstandet sind oder zu der Umfangsseitenwand 26, die den dem Verteilerbereich 40 gegenüberliegenden Seitenrand der zweiten Platte 18 bildet, beabstandet sind, beispielsweise zwischen einem Mindestabstand von mindestens 10 mm und einem Maximalabstand von mindestens 60 mm variieren.
In einigen Ausführungsbeispielen liegt beispielsweise der vorbestimmte Abstand d2, um den die Fluidsperrrippen 70 entlang einer Achse parallel oder im Wesentlichen parallel zur mittleren Längsachse X-X des Wärmetauschers 10 zueinander beabstandet sind, zwischen einem minimalen Abstand von mindestens 75 mm und einem maximalen Abstand von etwa 115 mm. In einigen Ausführungsbeispielen variiert beispielsweise der vorbestimmte Abstand d2, um den die Fluidsperrrippen 70 entlang einer Achse parallel oder im Wesentlichen parallel zu der mittleren Längsachse X-X des Wärmetauschers 10 zueinander beabstandet sind, wobei einige der Fluidsperrrippen 70 entlang einer Achse parallel oder im Wesentlichen parallel zu der mittleren Längsachse X-X des Wärmetauschers 10 zueinander um einen Abstand von etwa 115 mm beabstandet sind, während andere der Fluidsperrrippen 70, die entlang einer Achse parallel oder im Wesentlichen parallel zu der mittleren Längsachse X-X des Wärmetauschers 10 um einen Abstand von etwa 75 mm zueinander beabstandet sind. In einigen Ausführungsbeispielen sind die äußersten Fluidsperrrippen 70 zu der Umfangsseitenwand 26, die die Endränder 46, 48 der zweiten Platte 18 definiert, um einen Abstand von etwa 75 mm beabstandet, während die Fluidsperrrippen 70, die zwischen den beiden äußersten Fluidsperrrippen 70 angeordnet sind, entlang einer Achse parallel oder im Wesentlichen parallel zur mittleren Längsachse X-X des Wärmetauschers 10 um einen Abstand von etwa 115 mm zueinander beabstandet sind.
Wie in den 1-7 gezeigt, definiert der Wärmetauscher 10 einen mehrgängigen Strömungsweg innerhalb des Hauptfluidströmungsbereichs 42 des Wärmetauschers 10. Dementsprechend umfasst der Fluidströmungskanal 72 in einigen Ausführungsbeispielen beispielsweise eine Mehrzahl von Fluidströmungskanalabschnitten 72(i) (allgemein mit dem Bezugszeichen 72(i) bezeichnet, wobei „i“ eine ganze Zahl darstellt, die den bestimmten der Fluidströmungskanalabschnitte angibt), wobei die Mehrzahl von Fluidströmungskanalabschnitten 72(i) einen ersten Fluidströmungskanalabschnitt in Fluidverbindung mit dem Auslassende 67 des Verteilerbereichs 40 umfasst, wobei der erste Fluidströmungskanalabschnitt 72(1) eine Breite des ersten Fluidströmungskanalabschnitts definiert. Ein letzter der Mehrzahl von Fluidströmungskanalabschnitten 72(i) (oder zum Beispiel Fluidströmungskanalabschnitt 72(5)) steht in Fluidverbindung mit der Auslassöffnung 82 des Wärmetauschers 10, wobei der letzte der Mehrzahl von Fluidströmungskanalabschnitten 72(i) eine Breite des letzten Fluidströmungskanalabschnitts definiert. Ein oder mehrere zwischenliegende Fluidströmungskanalabschnitte, zum Beispiel die Fluidströmungskanalabschnitte 72(2)-72(4), die zwischen dem ersten und dem letzten Fluidströmungskanalabschnitt 72(1), 72(5) angeordnet sind, sind zwischen dem ersten Fluidströmungskanalabschnitt 72(1) und dem letzten Fluidströmungskanalabschnitt 72(5) angeordnet, wobei jeder des einen oder der mehreren zwischenliegenden Fluidströmungskanalabschnitte, zum Beispiel die Fluidströmungskanalabschnitte 72(2)-72(4), eine Breite des zwischenliegenden Fluidströmungskanalabschnitts definiert, wobei die Breite des ersten Fluidströmungskanalabschnitts kleiner als die Breite des letzten Fluidströmungskanalabschnitts und kleiner als jede der Breiten der zwischenliegenden Fluidströmungskanalabschnitte ist.
In einigen Ausführungsbeispielen sind die Breiten der zwischenliegenden Fluidströmungskanalabschnitte beispielweise gleich.
In einigen Ausführungsbeispielen ist die Breite des letzten Fluidströmungskanals beispielsweise größer als die Breite des ersten Fluidströmungskanalabschnitts und kleiner als jede der Breiten der zwischenliegenden Fluidströmungskanalabschnitte.
In einigen Ausführungsbeispielen hat der Wärmetauscher 10 beispielsweise eine Gesamtlänge und die Breite des ersten Fluidströmungskanalabschnitts liegt zwischen etwa 10% und 20% der Gesamtlänge des Wärmetauschers 10.
In einigen Ausführungsbeispielen ist beispielsweise die Breite des ersten Fluidströmungskanalabschnitts geringer als 15% einer Gesamtlänge des Wärmetauschers.
In einigen Ausführungsbeispielen ist beispielsweise die Breite des ersten Fluidströmungskanalabschnitts kleiner als oder gleich 75 mm.
In einigen Ausführungsbeispielen ist die Breite des zwischenliegenden Fluidströmungskanalabschnitts beispielweise kleiner als 115 mm.
In einigen Ausführungsbeispielen umfasst der Hauptfluidströmungsbereich 42 der zweiten Platte 18 beispielsweise eine Mehrzahl von Oberflächenvorsprüngen 76, die aus der Fläche oder Ebene des allgemein flachen, ebenen Grundteils 24 der zweiten Platte 18 herausragen und den Hauptfluidströmungsbereich 42 bilden. In einigen Ausführungsbeispielen umfassen die Oberflächenvorsprünge 76 eine Mehrzahl von Vertiefungen, die über die Fläche jedes der Fluidströmungskanalabschnitte 72(i) des Hauptfluidströmungsbereichs 42 verteilt sind. In einigen Ausführungsbeispiele erstrecken sich die Oberflächenvorsprünge 76 beispielsweise aus der Ebene des allgemein flachen, ebenen Grundteils 24 mit einer solchen Höhe, dass eine obere Fläche jedes der Vorsprünge koplanar oder im Wesentlichen koplanar mit der Innenfläche der ersten Platte 12 (oder Deckplatte) des Wärmetauschers 10 ist, wenn die erste und die zweite Platte 12, 18 in ihrer zusammenpassenden, gegenüberliegenden Beziehung angeordnet sind. Daher sorgt in einigen Ausführungsbeispielen der Flächenkontakt zwischen der oberen Fläche der Oberflächenvorsprünge und der Innenfläche 14 der ersten Platte 12 für eine strukturelle Unterstützung des Wärmetauschers 10 in den Bereichen der Fluidströmungskanalabschnitte 72(i), in denen die erste Platte 12 die Bereiche zwischen den beabstandeten Strömungssperrrippen 70 überspannt.
Der Wärmetauscher 10 umfasst außerdem Einlass- und Auslassöffnungen 80, 82. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die Einlass- und Auslassöffnungen 80, 82 an einem ersten Ende 46 des Wärmetauschers 10 angeordnet, wobei die Einlassöffnung 80 in Fluidverbindung mit dem Verteilerbereich 40 des Wärmetauschers 10 und die Auslassöffnung 82 in Fluidverbindung mit dem Hauptfluidströmungsbereich 42 des Wärmetauschers 10 ist. Die Einlassöffnung 80 ist ausgebildet, dem Verteilerbereich 40 des Wärmetauschers 10 Wärmeträgerfluid zuzuführen, während die Auslassöffnung 82 ausgebildet ist, das Wärmeträgerfluid aus dem Hauptfluidströmungsbereich 42 des Wärmetauschers 10 abzuführen. Die Einlass- und die Auslassöffnung 80, 82 umfassen jeweils korrespondierende Öffnungen 84, 86 in der ersten Platte 12, die von der planaren umfänglichen Dichtfläche 32 aus innen liegen. Aufgrund des besonderen Fluidströmungsweges oder der Strömungskonfiguration durch den Wärmetauscher 10 befinden sich die Einlass- und die Auslassöffnung 80, 82 beide entlang einer der Ränder der ersten Platte 12 und nahe dem ersten Ende 46 des Wärmetauschers 10.
In einigen Ausführungsbeispielen umfasst die zweite Platte 18 des Wärmetauschers 10 beispielsweise entsprechende Einlass- und Auslassvorsprünge 85, 87, die von der Endkante der zweiten Platte 18 in einer Richtung parallel oder im Wesentlichen parallel zur mittleren Längsachse X-X des Wärmetauschers 10 nach außen ragen. Die Einlass- und Auslassvorsprünge 85, 87 setzen sich zu dem flachen, im Allgemeinen ebenen Grundteil 24, der Umfangsseitenwand 26 und der umfänglichen Dichtfläche 30 der zweiten Platte 18 fort und bilden einen Teil des Umfangs der zweiten Platte 18. Entsprechende Einlass- und Auslassvorsprünge 88, 89 ragen von der Endkante der ersten Platte 12 in einer Richtung parallel oder im Wesentlichen parallel zur mittleren Längsachse X-X des Wärmetauschers 10 nach außen, so dass die Einlass- und Auslassvorsprünge 88, 89 an der ersten Platte 12 die entsprechenden Einlass- und Auslassvorsprünge 85, 87 an der zweiten Platte 18 abdecken, wenn die erste Platte 12 in passender, gegenüberliegender Beziehung zur zweiten Platte 18 angeordnet ist, wobei die umfängliche Dichtfläche 30 der zweiten Platte abdichtend an der umfänglichen Dichtfläche 32 der Innenfläche 14 der ersten Platte 12 anliegt. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel befinden sich die Öffnungen 84, 86 innerhalb der Einlass- und Auslassvorsprünge 88, 89 der ersten Platte 12, die relativ zur umfänglichen Dichtfläche 30 innenliegend angeordnet sind.
In einigen Ausführungsbeispielen ist die Einlassöffnung 80 beispielsweise mit einer röhrenförmigen Einlassarmatur 90 versehen und die Auslassöffnung 82 ist mit einer röhrenförmigen Auslassarmatur 92 versehen, wobei die Armaturen 90, 92 von der Außenfläche 16 der ersten Platte 12 nach oben vorstehen, um eine Fluidverbindung zwischen dem Verteilerbereich 40 und dem Hauptströmungsbereich 42 des Wärmetauschers 10 und einem Fluidzirkulationssystem (nicht gezeigt) des Fahrzeugs vorzugeben. Die Öffnungen 80, 82 und die Armaturen 90, 92 sind außerhalb des und unmittelbar benachbart zu dem Flächenbereich der Außenfläche 16 der ersten Platte 12, der von Batteriezellen 2 oder Batteriemodulen 4 belegt ist, angeordnet. Dementsprechend bleibt dadurch, dass sich die Einlass- und Auslassöffnung 80, 82 und die Armaturen 90, 92 innerhalb der entsprechenden Einlass- und Auslassvorsprünge 85, 87, 88, 89 auf der ersten und zweiten Platte 12, 18 befinden, der Hauptteil oder der größte Teil der Außenfläche 16 der ersten Platte 12 frei von Hindernissen für die Abstützung der Batteriezellen 2 oder Batteriemodule 4 darauf. Indem weiterhin die Einlass- und Auslassöffnung 80, 82 und die Armaturen 90, 92 innerhalb der entsprechenden Einlass- und Auslassvorsprünge 85, 87, 88, 89 auf der ersten und zweiten Platte 12, 18 außerhalb des Flächenbereichs der Außenfläche 16 der ersten Platte 12 angeordnet sind, der von den Batteriezellen 2 oder den Batteriemodulen 4 eingenommen wird, und indem der Verteilerbereich 40, der das ankommende Wärmeträgerfluid auf den Fluidströmungskanal 72 des Wärmetauschers 10 verteilt, innerhalb der ersten und zweiten Platte 12 eingeschlossen ist, im Gegensatz zu einer externen Verteilerstruktur, die auf der Außenfläche 16 der ersten Platte des Wärmetauschers 10 angebracht ist, wie beispielsweise in der gemeinsamen US-Patentanmeldung Nr. 14/972,463 , die am 17. Dezember 2015 eingereicht wurde und hierin durch Bezugnahme enthalten ist, wird der Gesamtbauraum des Wärmetauschers 10 reduziert. Darüber hinaus steht ein größerer Teil der Außenfläche 16 der ersten Platte 12 für den Kontakt mit den Batteriezellen 2 oder den Batteriemodulen 4 zur Verfügung, da sich die Batteriezellen 2 oder die Module 4 nun sowohl über den inneren Verteilerbereich 40 als auch über den Hauptfluidströmungsbereich 42 erstrecken können, während die äußeren Verteilerstrukturen, die in konventionelleren Wärmetauschern dieses Typs verwendet werden, typischerweise einen Teil der Außenfläche 16 der ersten Platte 12 einnehmen.
Während in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die Einlass- und Auslassarmatur 90, 92 so dargestellt sind, dass sie von der Außenfläche 16 der ersten Platte 12 nach oben ragen, versteht es sich, dass in anderen Ausführungsbeispielen die Einlass- und Auslassarmatur 90, 92 von der Außenfläche 22 der zweiten Platte 18 nach unten ragen könnten. Auch wenn die Einlass- und Auslassöffnung 80, 82 so dargestellt sind, dass sie an einem Ende des Wärmetauschers 10 nebeneinander liegen, sei verstanden, dass die jeweilige Lage der Einlass- und Auslassöffnung 80, 82 von dem jeweiligen Fluidströmungsweg oder der Strömungskonfiguration durch den Wärmetauscher 10 abhängt. Daher sei verstanden, dass die vorliegende Offenbarung nicht durch die besondere Ausrichtung und/oder Lage der Einlass- und Auslassöffnungen 80, 82 oder der Armaturen 90, 92 eingeschränkt ist.
Unter Bezugnahme auf die 5 und 6 werden im Folgenden der mehrgängige Strömungsweg und der Gesamtbetrieb des Wärmetauschers näher beschrieben. Der Wärmetauscher 10 ist als Mehrweg-Wärmetauscher ausgebildet, der ein Umkehr- oder Schlangenströmungsmuster des Wärmeträgerfluids über den Fluidströmungskanal 72 definiert, der durch den Hauptfluidströmungsbereich 42 des Wärmetauschers 10 definiert ist. Genauer gesagt tritt das Wärmeträgerfluid durch die Einlassöffnung 80 in den Wärmetauscher 10 ein und strömt durch den Verteilerbereich 40, bevor es in den Hauptfluidströmungsbereich 42 des Wärmetauschers 10 abgeleitet wird. Innerhalb des Verteilerbereichs 40 wird das Wärmeträgerfluid sowohl auf den ersten als auch auf den zweiten Verteiler-Fluidverteilungskanal 64, 66 des Verteilerbereichs 40 verteilt. Das durch den ersten oder äußeren Verteiler-Fluidverteilungskanal 64 strömende Wärmeträgerfluid wird zum zweiten Ende 48 des Wärmetauschers 10 und zum Auslassende 67 des Verteilerbereichs 40 geleitet, wo es vom Verteilerbereich 40 durch den Auslass 57 des Verteilerbereichs in den ersten Fluidströmungskanalabschnitt 72(1) des Hauptfluidströmungsbereichs 42 des Wärmetauschers übergeht.
Wie oben dargelegt, wird ein Teil des Wärmeträgerfluids, das durch die Einlassöffnung 80 in den Wärmetauscher 10 eintritt, auf das Auslassende 67 des Verteilerbereichs 40 verteilt und strömt zu diesem durch den zweiten oder inneren Verteiler-Fluidverteilungskanal 66. Wärmeträgerfluid, das durch den zweiten Verteiler-Fluidverteilungskanal 66 strömt, hat die Möglichkeit, vom Verteilerbereich 40 zum Hauptfluidströmungsbereich 42 des Wärmetauschers 10 durch einen oder mehrere der Lückenteile oder Bypassöffnungen 54 sowie durch den in der Verteilerrippe 44 vorgesehenen Auslass 57 des Verteilerbereichs zu gelangen. Dementsprechend wird ein Teil des Wärmeträgerfluids, das in den Verteilerbereich 40 eintritt und durch den zweiten oder inneren Verteilerkanal 66 strömt, die erste Bypassöffnung 54 passieren und sich mit dem Wärmeträgerfluid vermischen, das aus dem vierten Fluidströmungskanalabschnitt 72(4) des Hauptfluidströmungsbereichs 42 strömt, und wird zum fünften Fluidströmungskanalabschnitt 72(5) weiterströmen und durch den Auslass des Wärmetauschers abgeführt werden. In ähnlicher Weise wird ein Teil des Wärmeträgerfluids, das in den Verteilerbereich 40 eintritt und durch den zweiten oder inneren Verteilerkanal 66 strömt, die zweite Bypassöffnung 54 passieren und sich mit dem Wärmeträgerfluid vermischen, das aus dem zweiten Fluidströmungskanalabschnitt 72(2) zu dem dritten Fluidströmungskanalabschnitt 72(3) strömt, wobei die Fluidmischung weiter durch den Fluidströmungsweg zu dem Auslass des Wärmetauschers 10 strömt. Schließlich wird ein Teil des in den Verteilerbereich 40 eintretenden Wärmeträgerfluids den gesamten Weg entlang des zweiten Verteilerkanals des Verteilerbereichs 40 zurücklegen und aus dem Verteilerbereich 40 durch den am Auslassende 67 des Verteilerbereichs 40 vorgesehenen Auslass 57 des Verteilerbereichs zusammen mit dem Fluid, das entlang des ersten oder äußeren Fluidverteilungskanals 64 geströmt ist, in den ersten Fluidströmungskanalabschnitt 72(1) des Hauptfluidströmungsbereichs 42 übergehen.
In einigen Ausführungsbeispielen hat beispielsweise jede der Bypassöffnungen 54 eine minimale Länge von mindestens 10 mm und eine maximale Länge von zwischen 25 mm, gemessen entlang einer Achse, die parallel oder im Wesentlichen parallel zu einer mittleren Längsachse des Wärmetauschers verläuft.
Im Betrieb wird bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel der größte Teil des in den Wärmetauscher 10 durch die Einlassöffnung 80 eintretenden Wärmeträgerfluids den gesamten Weg entlang des ersten und zweiten Verteiler-Fluidverteilungskanals 64, 66 zu dem ersten Fluidströmungskanalabschnitt 72(1) über den Auslass 57 des Verteilerbereichs am Auslassende 67 des Verteilerbereichs 40 zurücklegen, wobei nur ein kleinerer Teil des einströmenden Fluids von dem Verteilerbereich 40 über die Bypassöffnungen 54 zu dem Hauptfluidströmungsbereich 42 übergehen wird. Das Wärmeträgerfluid, das aus dem Verteilerbereich 40 austritt und durch den Auslass 57 des Verteilerbereichs in den Hauptfluidströmungsbereich 42 eintritt, strömt entlang des ersten Fluidströmungskanalabschnitts 72(1) in einer ersten Richtung, die im Allgemeinen quer zur mittleren Längsachse X-X des Wärmetauschers 10 verläuft, und geht von dem ersten Fluidströmungskanalabschnitt 72(1) in den zweiten Fluidströmungskanalabschnitt 72(2) durch eine erste Umkehrzone 78(1) über, die zwischen dem freien Ende der ersten Fluidsperrrippe 70(1) und einem Abschnitt der Umfangsseitenwand 26 angeordnet ist, der den Seitenrand des Hauptfluidströmungsbereichs 42 definiert. Sobald das Wärmeträgerfluid die erste Umkehrzone 78(1) durchquert hat, wird es entlang des zweiten Fluidströmungskanalabschnitts 72(2) in einer zweiten Richtung, die im Allgemeinen quer zur mittleren Längsachse X-X des Wärmetauschers 10 und entgegengesetzt zur ersten Richtung durch den ersten Fluidströmungskanalabschnitt 72(1) verläuft, strömen und geht vom zweiten Fluidströmungskanalabschnitt 72(2) zum dritten Fluidströmungskanalabschnitt 72(3) durch die zweite Umkehrzone 78(2) über, die zwischen dem zweiten freien Ende der zweiten Fluidsperrrippe 70(2) und dem Teil des dritten Verteilerrippenabschnitts 44(3) gegenüber der zweiten Fluidsperrrippe 70(2) gebildet wird. Sobald das Wärmeträgerfluid die zweite Umkehrzone 78(2) durchquert hat, wird es entlang des dritten Fluidströmungskanalabschnitts 72(3) in derselben ersten Richtung wie im ersten Fluidströmungskanalabschnitt 72(1) strömen, bevor es um 180 Grad durch eine dritte Umkehrzone 78(3) umgelenkt wird, die zwischen dem zweiten freien Ende der dritten Fluidsperrrippe 70(3) und der Umfangsseitenwand 26 gebildet wird, die den Seitenrand 52 der zweiten Platte 18 bildet. Sobald das Wärmeträgerfluid die dritte Umkehrzone 78(3) durchquert hat, wird es entlang des vierten Fluidströmungskanalabschnitts 72(4) in der gleichen, zweiten Richtung wie der zweite Fluidströmungskanalabschnitt 72(2) strömen, bevor es um 180 Grad durch die vierte Umkehrzone 78(4) umgelenkt wird, die zwischen dem zweiten Ende der vierten Fluidsperrrippe 70(4) gebildet wird, und in den fünften Fluidströmungskanalabschnitt 72(5) eintritt. Das Wärmeträgerfluid strömt entlang des fünften Fluidströmungskanalabschnitts 72(5) in der gleichen, ersten Richtung wie im ersten und dritten Fluidkanalabschnitt 72(1), 72(3), bevor es den Wärmetauscher durch die Auslassöffnung 82 verlässt. Dementsprechend sei verstanden, dass der Wärmetauscher 10 einen Fluidströmungskanal 72 umfasst, der eine Mehrzahl von Fluidströmungskanalabschnitten 72(i) einschließt, die durch Umkehrzonen 78(i) miteinander verbunden sind, so dass das Wärmeträgerfluid, das durch einen der Fluidströmungskanalabschnitte 72(i) strömt, in einer entgegengesetzten Richtung zu dem Wärmeträgerfluid strömt, das durch einen benachbarten der Mehrzahl von Fluidströmungskanalabschnitten 72(i) strömt.
Wenn das Wärmeträgerfluid durch die Fluidströmungskanalabschnitte 72(i) strömt, absorbiert es Wärme von den Batteriezellen 2, die in thermischem Kontakt mit der Außenfläche 16 der ersten Platte 12 des Wärmetauschers 10 sind. Somit wird die Temperatur des durch den Wärmetauscher 10 fließenden Fluids allmählich ansteigen, wenn es die von den Batteriezellen 2 erzeugte Wärme absorbiert, während es von der Einlassöffnung 80 zur Auslassöffnung 82 durch die verschiedenen Fluidströmungskanalabschnitte 72(i) strömt. Daher wird im Allgemeinen bei einem herkömmlichen Mehrweg-Wärmetauscher die Temperatur des Fluids im ersten Fluidströmungswegabschnitt geringer oder niedriger sein als die Temperatur des Fluids, das in den weiter stromabwärts gelegenen Fluidströmungswegabschnitten fließt, so dass die Gesamtrate der Wärmeübertragung über die Fläche des Wärmetauschers abnimmt. Dies resultiert in Temperaturdifferenzen, wie an der Außenfläche 16 der ersten Platte 12 und/oder dem TIM 11 an verschiedenen Stellen zwischen der Einlassöffnung 80 und der Auslassöffnung 82 gemessen. Allgemein ist die Temperaturgleichmäßigkeit (T_max-T_min) des Wärmetauschers 10 ist durch die Größe dieser Temperaturdifferenzen, gemessen an verschiedenen Punkten an der Außenfläche 16 der ersten Platte 12 und/oder des TIM 11, definiert. In einigen Anwendungen muss beispielsweise, um negative Auswirkungen auf die Batteriezellen 2 zu vermeiden, die Temperaturgleichmäßigkeit des Wärmetauschers 10 innerhalb eines vorbestimmten Bereichs gehalten werden. In einigen Ausführungsbeispielen muss beispielsweise die Temperaturgleichmäßigkeit des Wärmetauschers 10 bei 3 Grad oder weniger gehalten werden. In einigen Ausführungsformen kann beispielsweise ein Variieren des Fluidstroms in verschiedenen Bereichen des Wärmetauschers dazu beitragen, Temperaturunterschiede über die Außenfläche des Wärmetauschers zu verringern oder Temperaturschwankungen in den einzelnen Batterien oder Batteriezellen zu verringern.
Aufgrund des besonderen Strömungsweges oder der Strömungskonfiguration durch den Wärmetauscher 10 hat das durch die Einlassöffnung 80 in den Wärmetauscher 10 eintretende Wärmeträgerfluid typischerweise die niedrigste Temperatur, da es noch nicht in Wärmeübertragungsbeziehung mit den auf der Außenfläche 16 der ersten Platte des Wärmetauschers 10 gelagerten Batteriezellen 2 gebracht worden ist. Sobald das Wärmeträgerfluid durch den Verteilerbereich 40 strömt, wobei der größte Teil des Wärmeträgerfluids zu dem ersten Fluidströmungskanalabschnitt 72(1) verteilt oder geliefert wird, wird die Temperatur der Wärmeträgerfluids allmählich ansteigen, während es durch die verschiedenen Fluidströmungskanalabschnitte 72(2)-72(5) strömt, da das Fluid den Batteriezellen 2 Wärme entzieht. Dementsprechend sei verstanden, dass die Temperatur des Wärmeträgerfluids, das durch den letzten der Fluidströmungskanalabschnitte 72(i) strömt, der am nächsten zum Auslass des Wärmetauschers liegt, was in diesem Ausführungsbeispiel der fünfte Fluidströmungskanalabschnitt 72(5) ist, die höchste Temperatur haben wird, da es alle der verschiedenen Fluidströmungskanalabschnitte 72(i) durchquert hat und allen Batteriezellen 2, die in thermischem Kontakt mit dem Wärmetauscher 10 sind, über den längsten Strömungsweg durch den Wärmetauscher 10 Wärme entzieht.
Um sicherzustellen, dass der Temperaturunterschied über die Außenfläche 16 des Wärmetauschers 10 und/oder durch das TIM 11 nicht so groß ist, dass es für die Batteriezellen 2, die in thermischem Kontakt mit dem Wärmetauscher 10 sind, schädlich ist, ermöglichen Lückenabschnitte oder Bypassmündungen oder -öffnungen 54, die in der Verteilerrippe 44 angeordnet sind, dass Wärmeträgerfluid, das in den Wärmetauscher 10 eintritt, zumindest einen Teil des zweiten Verteiler-Fluidverteilungskanals 66 und Teile des mehrgängigen Fluidströmungskanals 72 umgehen kann, wodurch kühleres Wärmeträgerfluid niedriger Temperatur mit wärmerem Wärmeträgerfluid, das durch einige der späteren Abschnitte oder stromabwärts gelegenen Fluidströmungskanalabschnitte des Fluidströmungskanals 72 strömt, gemischt werden kann. Genauer gesagt befindet sich die erste Bypassöffnung 54 in der Nähe des Einlassendes des Verteilerbereichs 40 und ermöglicht, dass eintretendes Wärmeträgerfluid zum letzten oder fünften Fluidkanalabschnitt 72(5) geleitet wird, wo es sich mit dem in dem letzten oder fünften Fluiddurchgangsabschnitt 72(5) strömenden Wärmeträgerfluid vermischt, mit der Wirkung, dass die Gesamttemperatur des in diesem Bereich des Wärmetauschers 10 strömenden Wärmeträgerfluids verringert wird. Somit kann sich ein Teil des Fluids mit der niedrigsten Temperatur, das in den Wärmetauscher 10 eintritt, mit dem wärmsten Fluid vermischen, das durch den letzten Fluidströmungskanalabschnitt 72(5) strömt.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel befindet sich die zweite Bypassöffnung 54 innerhalb des Verteilerbereichs 40 weiter stromabwärts als die erste Bypassöffnung und dient dazu, einen Teil des ankommenden Wärmeträgerfluids aus dem zweiten Verteilungskanal 66 des Verteilerbereichs 40 in den Fluidströmungskanal 72 des Hauptfluidströmungsbereichs 42 des Wärmetauschers 10 etwa in der Mitte des Fluidströmungskanals 72 zu leiten. In einigen Ausführungsbeispielen ist beispielsweise die zweite Bypassöffnung innerhalb des Verteilerbereichs 40 angeordnet, um ankommendes Wärmeträgerfluid in den mittleren Abschnitt oder, in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel, in den dritten Fluidströmungskanalabschnitt 72(3) des Fluidströmungskanals 72 zu leiten, mit der Wirkung, dass die Gesamttemperatur des durch diesen Abschnitt des Wärmetauschers 10 strömenden Wärmeträgerfluids verringert wird.
Um die Vermischung der Bypassströmung mit niedrigerer Temperatur mit dem durch den Fluidströmungskanal 72 strömenden Wärmeträgerfluid zu fördern, wenn es durch die Bypassöffnungen 54 vom Verteilerbereich 40 zum Hauptfluidströmungsbereich 42 übergeht, sind die erste und die zweite Bypassöffnung 54 jeweils etwas stromabwärts von der entsprechenden Fluidsperrrippe 70 angeordnet, so dass die Bypassströmung mit niedrigerer Temperatur in den Fluidströmungskanal 72 innerhalb einer der Umkehrzonen 78 eintritt. Da das durch den Fluidströmungskanal 72 strömende Wärmeträgerfluid dazu neigt, durch die Umkehrzonen 78 aufgrund der kleineren oder reduzierten Fläche des Fluidströmungskanals 72 innerhalb dieser Bereiche oder Zonen zu beschleunigen, trägt das Einspeisen des Wärmeträgerfluids mit niedrigerer Temperatur aus dem Verteilerbereich 40 in eine Umkehrzone 78 dazu bei, eine vollständigere Vermischung des Fluids mit niedrigerer Temperatur mit dem Fluid mit höherer Temperatur sicherzustellen, mit der Wirkung, dass die Gesamttemperatur des Fluids, das sich von dieser Umkehrzone 78 weiter durch den Fluidströmungskanal bewegt, im Vergleich zur Temperatur des Fluids, das in die Umkehrzone 78 eintritt, verringert wird.
Somit sei verstanden, dass die genaue Platzierung oder Lage der Bypassöffnungen 54 in Bezug auf die Verteilerrippe 44 und die Fluidströmungskanalabschnitte 72(i) je nach dem spezifischen Wärmeprofil des Wärmetauschers 10, das für eine bestimmte Anwendung erforderlich ist, und/oder je nach dem Typ der Batteriezellen 2, die in thermischem Kontakt mit dem Wärmetauscher 10 angeordnet sind, variieren kann. Die spezifische Anordnung der Bypassöffnungen 54 relativ zu den Fluidströmungskanalabschnitten 72, die den mehrgängigen Fluidströmungskanal 72 bilden, kann auch in Abhängigkeit von der spezifischen Anordnung der Batteriezellen 2 oder Batteriemodule 4 auf der Außenfläche 16 des Wärmetauschers 10 variieren, um sicherzustellen, dass das ankommende Wärmeträgerfluid mit niedrigerer Temperatur Teile des Verteilerbereichs 40 und Teile des gesamten Fluidströmungswegs 72 umgehen kann und zu Bereichen in dem Hauptfluidströmungsbereich 42 des Wärmetauschers 10 geleitet wird, die eine erhöhte Temperatur aufweisen, um so dazu beizutragen, ein gleichmäßigeres Temperaturprofil über die Fläche des Wärmetauschers 10 vorzusehen und sicherzustellen, dass eine angemessene Wärme von den Batterien in verschiedenen Bereichen auf der Wärmetauscherfläche abgeführt wird, um eine ordnungsgemäße Batterieleistung zu gewährleisten und die Lebensdauer der Batterien zu erhalten.
Um sicherzustellen, dass das einströmende Wärmeträgerfluid über den Hauptfluidströmungsbereich 42 des Wärmetauschers 10 verteilt wird, kann in einigen Ausführungsbeispielen die Breite der verschiedenen Fluidströmungskanalabschnitte 72(i) so variieren, dass die Geschwindigkeit des durch einen bestimmten Abschnitt des Fluidströmungskanals 72 strömenden Wärmeträgerfluids je nach dem gewünschten Strömungsmuster durch den Wärmetauscher oder der gewünschten Gesamtleistung des Wärmetauschers erhöht (oder verringert) wird. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel hat der erste Fluidströmungskanalabschnitt 72(1) eine Breite, die die schmalste aller Fluidströmungskanalabschnitte 72(i) ist, während die Breite des letzten oder fünften Fluidströmungskanalabschnitts 72(5) die zweitschmalste Breite der verbleibenden Fluidströmungskanalabschnitte 72(i) hat. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel haben die drei inneren Fluidströmungskanalabschnitte, die zwischen den äußersten Fluidströmungskanalabschnitten angeordnet sind, die gleiche Breite, die größer ist als die Breiten der beiden äußersten Fluidströmungskanalabschnitte 72(1), 72(5).
Somit sei verstanden, dass die einzelnen Breiten und Gesamtabmessungen der Fluidströmungskanalabschnitte 72(i) und der Umkehrzonen 78(i) in dem Hauptfluidströmungsbereichs 42 des Wärmetauschers 10 variieren und/oder sich zwischen verschiedenen der Fluidströmungskanalabschnitte 72(i) und Umkehrzonen 78 unterscheiden können, basierend auf den besonderen Wärmeübertragungsanforderungen eines bestimmten Batteriepacks oder einer bestimmten Batterieeinheit und/oder der besonderen Platzierung der Batterieeinheiten 2 an der Außenfläche des Wärmetauschers 10. Ebenso kann die spezifische Anordnung der Bypassöffnungen 54 relativ zu den Fluidströmungskanalabschnitten 72(i) und die spezifische Größe der Mündungen, die die Bypassöffnungen 54 bilden, angepasst werden, um sicherzustellen, dass sich eine angemessene Menge an Wärmeträgerfluid mit niedrigerer Temperatur mit dem Wärmeträgerfluid mit höherer Temperatur, das durch einen anderen Bereich des Wärmetauschers 10 fließt, vermischen kann. Daher umfasst in einigen Ausführungsbeispielen der Wärmetauscher 10 einen Verteilerbereich, der mindestens eine Bypassöffnung 54 zur Herstellung einer Fluidverbindung zwischen dem Verteilerbereich 40 und dem Hauptfluidströmungsbereich 42 an einer Stelle in dem Verteilerbereich 40, die stromaufwärts zum Auslassende 67 des Verteilerbereichs 40 liegt, aufweist.
Obwohl die hier beschriebenen Wärmetauscher Kühlplatten sind, versteht es sich, dass auch ICE-Plattenwärmetauscher im Bereich der vorliegenden Offenbarung ins Auge gefasst werden. In dieser Hinsicht kann ein ICE-Platten-Wärmetauscher aus zwei spiegelbildlichen Wärmetauschern 10, wie oben beschriebenen, konstruiert sein, die beispielsweise einer Rücken-an-Rücken angeordnet sind.
Während verschiedene Ausführungsbeispiele in Verbindung mit der vorliegenden Offenbarung beschrieben wurden, sei verstanden, dass verschiedene Anpassungen und Modifikationen der beschriebenen beispielhaften Ausführungsformen als innerhalb des Umfangs der vorliegenden Offenbarung auszulegend vorgenommen werden können. Daher sind die vorstehend diskutierten Ausführungsbeispiele als veranschaulichend und nicht einschränkend zu betrachten.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 62692184 [0001]
US 14972463 [0006, 0040]
US 2016/0204486 A1 [0006]

Claims

Wärmetauscher, umfassend: eine erste Platte mit einer Innenfläche und einer Außenfläche; eine zweite Platte mit einer Innenfläche und einer Außenfläche, wobei die erste und zweite Platte so angeordnet sind, dass ihre Innenflächen einander gegenüberliegend zugewandt sind, und wobei Teile der Innenflächen voneinander beabstandet sind; einen Verteilerbereich, der zwischen der ersten und der zweiten Platte eingeschlossen und zwischen Abschnitten der voneinander beabstandeten Innenflächen angeordnet ist, um ein einströmendes Wärmeträgerfluid aufzunehmen; einen Hauptfluidströmungsbereich, der zwischen der ersten und der zweiten Platte eingeschlossen und zwischen Abschnitten der voneinander beabstandeten Innenflächen angeordnet ist, wobei der Hauptfluidströmungsbereich so konfiguriert ist, dass er Wärmeträgerfluid von einem Auslassende des Verteilerbereichs empfängt und das Wärmeträgerfluid durch den Wärmetauscher weiterleitet; eine Einlassöffnung, die in Fluidverbindung mit einem Einlassende des Verteilerbereichs angeordnet ist, um das Wärmeträgerfluid dem Wärmetauscher zuzuführen; eine Auslassöffnung, die in Fluidverbindung mit dem Hauptfluidströmungsbereich angeordnet ist, um das Wärmeträgerfluid aus dem Wärmetauscher abzuführen; wobei: der Verteilerbereich mindestens eine Bypassöffnung zur Herstellung einer Fluidverbindung zwischen dem Verteilerbereich und dem Hauptfluidströmungsbereich an einer Stelle innerhalb des Verteilerbereichs, die stromaufwärts vom Auslassende des Verteilerbereichs liegt, enthält.
Wärmetauscher nach Anspruch 1, wobei der Hauptströmungsbereich des Fluids einen Fluidströmungskanal enthält, umfassend: eine Mehrzahl von Fluidströmungskanalabschnitten, die sich allgemein quer zu einer mittleren Längsachse des Wärmetauschers erstrecken, wobei jeder Fluidströmungskanalabschnitt mit einem benachbarten Fluidströmungskanalabschnitt durch eine Umkehrzone fluidisch verbunden ist, so dass jeder Fluidströmungskanalabschnitt eine Strömungsrichtung definiert, wobei die Strömungsrichtung eines der Mehrzahl von Fluidströmungskanalabschnitten der Strömungsrichtung eines benachbarten der Mehrzahl von Fluidströmungskanalabschnitten entgegengesetzt ist.
Wärmetauscher nach Anspruch 2, bei dem: der Verteilerbereich sich entlang einer Achse parallel zu oder im Wesentlichen parallel zu der mittleren Längsachse des Wärmetauschers zwischen einem Einlassende des Verteilerbereichs in Fluidverbindung mit der Einlassöffnung und dem Auslassende des Verteilerbereichs erstreckt, wobei das Auslassende des Verteilerbereichs in Fluidverbindung mit einem ersten Fluidströmungskanalabschnitt der Mehrzahl von Fluidströmungskanalabschnitten steht.
Wärmetauscher nach Anspruch 2 oder 3, wobei die mindestens eine Bypassöffnung den Verteilerbereich und einen letzten der Mehrzahl von Fluidströmungskanalabschnitten strömungstechnisch miteinander verbindet.
Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 4, umfassend: eine erste Bypassöffnung, die eine Fluidverbindung zwischen dem Verteilerbereich und dem Hauptfluidströmungsbereich an einer Stelle innerhalb des Verteilerbereichs herstellt, die stromaufwärts zum Auslassende des Verteilerbereichs liegt; und eine zweite Bypassöffnung, die eine Fluidverbindung zwischen dem Verteilerbereich und dem Hauptfluidflussbereich an einer Stelle zwischen der ersten Bypassöffnung und dem Auslassende des Verteilerbereichs herstellt.
Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem der Verteilerbereich umfasst: einen ersten Verteiler-Fluidverteilkanal mit einem ersten Ende in Fluidverbindung mit dem Einlassanschluss und einem zweiten Ende in Fluidverbindung mit dem Hauptfluidströmungsbereich; und einen zweiten Verteiler-Fluidverteilkanal, der von dem ersten Verteiler-Fluidverteilkanal getrennt ist und sich parallel oder im Wesentlichen parallel zu diesem erstreckt, wobei der zweite Verteiler-Fluidverteilkanal ein erstes Ende in Fluidverbindung mit der Einlassöffnung und ein zweites Ende in Fluidverbindung mit dem Hauptfluidströmungsbereich aufweist; wobei die mindestens eine Bypassöffnung in Fluidverbindung mit dem zweiten Verteiler-Fluidverteilkanal angeordnet ist.
Wärmetauscher nach Anspruch 6, wobei der zweite Verteiler-Fluidverteilkanal in Bezug auf den ersten Verteiler-Fluidverteilkanal entlang einer Achse, die sich quer zu oder im Wesentlichen quer zu der mittleren Längsachse des Wärmetauschers erstreckt, nach innen angeordnet ist.
Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 2 bis 7, wobei die Mehrzahl von Fluidströmungskanalabschnitten jeweils eine Breite aufweist, wobei die Breite eines ersten Fluidströmungskanalabschnitts der Mehrzahl von Fluidströmungskanalabschnitten kleiner ist als die Breite der übrigen der Mehrzahl von Fluidströmungskanalabschnitten.
Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 2 bis 7, wobei die Mehrzahl von Fluidströmungskanalabschnitten umfasst: einen ersten Fluidströmungskanalabschnitt in Fluidverbindung mit dem Auslassende des Verteilerbereichs, wobei der erste Fluidströmungskanalabschnitt eine erste Breite des Fluidströmungskanalabschnitts definiert; einen letzten Fluidströmungskanalabschnitt in Fluidverbindung mit dem Auslassende, wobei der letzte Fluidströmungskanalabschnitt eine letzte Breite des Fluidströmungskanalabschnitts definiert; und einen oder mehrere zwischenliegende Fluidströmungskanalabschnitte, die zwischen dem ersten Fluidströmungskanalabschnitt und dem letzten Fluidströmungskanalabschnitt angeordnet sind, wobei jeder des einen oder der mehreren zwischenliegenden Fluidströmungskanalabschnitte eine Breite des zwischenliegenden Fluidströmungskanalabschnitts definiert; wobei: die Breite des ersten Fluidströmungskanalabschnitts kleiner als die Breite des letzten Fluidströmungskanalabschnitts und kleiner als jede der Breiten der zwischenliegenden Fluidströmungskanalabschnitte ist.
Wärmetauscher nach Anspruch 9, bei dem die Breiten der zwischenliegenden Fluidströmungskanalabschnitte gleich sind.
Wärmetauscher nach Anspruch 9, bei dem die Breite des letzten Fluidströmungskanals größer als die Breite des ersten Fluidströmungskanalabschnitts und kleiner als jede der Breiten der zwischenliegenden Fluidströmungskanalabschnitte ist.
Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 8 bis 11, wobei der Wärmetauscher eine Gesamtlänge hat und die Breite des ersten Fluidströmungskanalabschnitts zwischen etwa 10% und 20% der Gesamtlänge des Wärmetauschers beträgt.
Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 8 bis 11, wobei die Breite des ersten Fluidströmungskanalabschnitts weniger als 15% der Gesamtlänge des Wärmetauschers beträgt.
Wärmetauscher nach einem der Ansprüchen 8 bis 11, wobei die Breite des ersten Fluidströmungskanalabschnitts kleiner oder gleich 75 mm ist.
Wärmetauscher nach einem der Ansprüchen 9 bis 11, wobei die Breite des zwischenliegenden Fluidströmungskanalabschnitts mindestens gleich 115 mm ist.
Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 15, wobei die mindestens eine Bypassöffnung eine minimale Länge von mindestens 10 mm und eine maximale Länge zwischen 25 mm aufweist.
Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 16, wobei die zweite Platte eine geformte Platte ist, die umfasst: ein allgemein flaches, ebenes Grundteil, das von einer angehobenen umfänglichen Seitenwand umgeben ist, wobei sich die Umfangsseitenwand vom Grundteil bis zu einem ebenen Flansch erstreckt; wobei der planare Flansch eine Umfangsdichtfläche aufweist, so dass, wenn die erste und die zweite Platte in zusammenpassender Beziehung mit ihren Innenflächen einander gegenüberliegend angeordnet sind, wobei die Umfangsdichtfläche der zweiten Platte abdichtend mit der Innenfläche der ersten Platte verbunden ist.
Wärmetauscher nach Anspruch 17, außerdem umfassend: eine Verteilerrippe, die sich von dem allgemeinen flachen, ebenen Grundteil der zweiten Platte nach außen erstreckt, derart dass eine obere Fläche der Verteilerrippe koplanar zu oder im Wesentlichen koplanar zu der Umfangsdichtfläche des Umfangsflansches der zweiten Platte angeordnet ist, wobei sich die Verteilerrippe parallel oder im Wesentlichen parallel zu der mittleren Längsachse des Wärmetauschers erstreckt und die Verteilerrippe fluidisch Abschnitte des Verteilerbereichs von dem Hauptfluidströmungsbereich trennt.
Wärmetauscher nach Anspruch 18, wobei die Verteilerrippe eine Mehrzahl von Verteilerrippenabschnitten umfasst, wobei die Verteilerrippenabschnitte voneinander beabstandet sind und die mindestens eine Bypassöffnung bilden.
Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 17 bis 19, wobei der Hauptfluidströmungsbereich eine Mehrzahl von Fluidabsperrrippen aufweist, wobei jede der Mehrzahl von Fluidabsperrrippen sich quer oder im Wesentlichen quer zur mittleren Längsachse des Wärmetauschers erstreckt und voneinander beabstandet und gegeneinander entlang einer Achse parallel oder im Wesentlichen parallel zur mittleren Längsachse des Wärmetauschers versetzt ist.
Wärmetauscher nach Anspruch 20, wobei die Mehrzahl von Fluidabsperrrippen umfasst: einen ersten Satz von Fluidabsperrrippen mit einem ersten Ende, das mit einem Abschnitt der Verteilerrippe verbunden ist, und einem zweiten Ende, das von einem entsprechenden Abschnitt der Umfangsseitenwand der zweiten Platte beabstandet ist, der eine Seitenkante des Wärmetauschers gegenüber dem Verteilerbereich definiert; und einen zweiten Satz von Fluidabsperrrippen mit einem ersten Ende, das nahe der Umfangsseitenwand der zweiten Platte angeordnet ist, der die Seitenkante des Wärmetauschers gegenüber dem Verteilerbereich definiert, und einem zweiten Ende, das von der Verteilerrippe beabstandet ist; wobei sich der erste Satz von Fluidabsperrrippen mit dem zweiten Satz von Fluidabsperrrippen abwechselt, wobei ein mehrgängiger Fluidströmungskanal durch den Hauptfluidströmungsbereich des Wärmetauschers definiert wird.
Wärmetauscher nach Anspruch 21, wobei die zweiten Enden des zweiten Satzes von Fluidabsperrrippen von der Verteilerrippe um einen Mindestabstand von mindestens 10 mm und einen Maximalabstand von mindestens 60 mm beabstandet sind.
Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 20 bis 22, bei dem eine erste Bypassöffnung stromabwärts zu einer letzten der mehreren Fluidabsperrrippen um eine erste vorbestimmte Entfernung entlang einer Achse parallel oder im Wesentlichen parallel zur mittleren Längsachse des Wärmetauschers angeordnet ist.
Wärmetauscher nach Anspruch 23, bei dem eine zweite Bypassöffnung stromabwärts von einer der Mehrzahl von Fluidabsperrrippen stromaufwärts von der letzten der Mehrzahl von Fluidabsperrrippen um eine zweite vorbestimmte Entfernung entlang einer Achse parallel oder im Wesentlichen parallel zu der mittleren Längsachse des Wärmetauschers angeordnet ist.
Wärmetauscher nach Anspruch 24, wobei der erste vorbestimmte Entfernung und der zweite vorbestimmte Entfernung 26 mm oder weniger beträgt.
Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 17 bis 25, bei dem das im allgemeinen flache, ebene Grundteil eine Mehrzahl von Flächenvorsprüngen aufweist, die sich aus dem ebenen Grundteil heraus erstrecken.
Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 26, wobei der Wärmetauscher eine Kühlplatten-Wärmetauscher ist, der ausgebildet ist, eine Mehrzahl von Batteriezellen an der Außenfläche der ersten Platte zu lagern.
Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 27, bei dem die Innen- und Außenfläche der ersten Platte im Wesentlichen flach sind.
Wärmetauscher nach Anspruch 18, ferner eine Schicht aus thermischem Grenzflächenmaterial (TIM) umfassend, die auf der Außenfläche der ersten Platte angeordnet ist, wobei die Mehrzahl von Batteriezellen in Wärmekontakt mit dem thermischen Grenzflächenmaterial angeordnet ist, wenn die Mehrzahl von Batteriezellen auf der Außenfläche der ersten Platte angestützt sind.