專利名稱：蓄電池冷卻器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種蓄電池冷卻器 ，其具有通過傳熱流體對蓄電池進行冷卻和加熱的構(gòu)件。蓄電池冷卻器具有至少一個結(jié)構(gòu)板和用于電池單體的接收板。
背景技術(shù)：
此類蓄電池冷卻器可用來對機動車蓄電池尤其是電動或混合動力機動車的電池單體進行調(diào)溫。為此可能不僅需要冷卻功能，而且也需要加熱功能。蓄電池冷卻器不僅可以利用一種相變冷卻劑、而且也可利用一種液態(tài)傳熱介質(zhì)工作。通過熱交換器與蓄電池單體之間的熱傳導傳遞熱流，反之亦可。按照現(xiàn)有技術(shù)，使用笨重且實心的、部分起到結(jié)構(gòu)或支撐作用的蓄電池冷卻器對蓄電池進行調(diào)溫。傳熱介質(zhì)視其功能而定主要用作冷卻劑或者制冷劑，可在一個或多個流動通道中使所述傳熱介質(zhì)經(jīng)過蓄電池冷卻器。DE102008034869公開了一種以多個電池單體構(gòu)成電池組的蓄電池，并且公開了一種通過傳熱元件與電池單體相連的冷卻體，所述冷卻體在此具有在冷卻體平面范圍內(nèi)呈之字形設(shè)置的線狀流動通道，沒有關(guān)于制造令卻體的說明。DE102008059955涉及一種制造具有集成式流動通道的蓄電池冷卻體的方法，利用非切削成形技術(shù)形成之字形的線狀流動通道。EP2149771公開了一種通過冷卻體對熱源進行冷卻的裝置，所述冷卻體具有多對相鄰設(shè)置在冷卻體中的進流和回流流動通道。冷卻體由多層金屬板構(gòu)成，以沖裁方式或者通過激光器在金屬板中切出不同的凹槽以形成線狀流動通道。當前所使用的蓄電池冷卻體除了具有冷卻功能之外，多數(shù)同樣也具有固定非常笨重的蓄電池的功能。鑒于這個原因，蓄電池冷卻器多數(shù)采用非常結(jié)實的設(shè)計，這就是問題所在，因為不僅需要過多的結(jié)構(gòu)空間，而且也會過分地增加總重量。這些蓄電池冷卻器還存在制冷劑或冷卻劑無法對蓄電池的各個單體電池進行均勻調(diào)溫的危險，因此有可能影響蓄電池極板的最佳工況。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的任務(wù)在于，提供一補減小了結(jié)構(gòu)空間、能夠以簡單方式制造、節(jié)省材料消耗但是仍然結(jié)實耐用的蓄電池冷卻器?？赏ㄟ^權(quán)利要求I的特征所述的對象解決這一任務(wù)，從屬權(quán)利要求所述均為改進實施方式。本發(fā)明涉及一種蓄電池冷卻器，其具有通過傳熱流體對蓄電池進行冷卻和加熱的構(gòu)件，該布置結(jié)構(gòu)具有至少一個結(jié)構(gòu)板和接收板，所述結(jié)構(gòu)板和接收板向上并且向下形成流動通逆的邊界。本發(fā)明的設(shè)計依據(jù)在于，通過結(jié)構(gòu)板中的側(cè)面流動通道邊界形成雙路或多路流動通道，其中，本發(fā)明的特別之處在于將流動通道設(shè)計成平而形狀，這意味著其橫截而寬度是高度的兩倍以上。
本發(fā)明有利地通過以下方式得以完整，S卩，在結(jié)構(gòu)板上在流動通道內(nèi)部在流動方向上前后相繼地構(gòu)造多個島狀立起的隔片，所述隔片以墩子的方式確定結(jié)構(gòu)板與接收板之間距離，所述隔片以一定的方式被所述流體繞流，使得所述隔片將流動橫截面以區(qū)段方式減小，流體因此就會在整個流動橫截面范圍內(nèi)形成旋流并且從而避免冷卻不均勻。最后，長形的隔片也可形成導流結(jié)構(gòu)，可以將其用來有針對性地改變流體在蓄電池冷卻器中的流動路徑。按照本發(fā)明的一種有利實施方式所述，橫向于流動方向?qū)⒏羝山M并排布置在結(jié)構(gòu)板上的流動通道之中。
在流體的流動方向觀察，優(yōu)選使得每一組隔片相對于下一組以隔片的一半側(cè)向間距垂直于流動方向錯位。本發(fā)明的一種構(gòu)型的特別之處在于，要么可以將結(jié)構(gòu)板對面的接收板設(shè)計成結(jié)構(gòu)板，或者將其設(shè)計成平板。如果將接收板同樣電設(shè)計成結(jié)構(gòu)板，則將隔片適當布置在兩個結(jié)構(gòu)板上，使其優(yōu)選與對面結(jié)構(gòu)板上的對應(yīng)隔片相連?？梢圆捎蒙罾_壓或者液壓成形工藝制作結(jié)構(gòu)板。要么給平板、結(jié)構(gòu)板或者給兩者均設(shè)置一層適合于優(yōu)選的釬焊連接的焊料涂層。事實證明適宜而且有利的方式是通過釬焊過程來連接兩塊板，這樣可以實現(xiàn)蓄電池冷卻器的極好的表面和平整度。最好對本發(fā)明加以改進，在接收板上設(shè)置一個管接頭。視結(jié)構(gòu)型式而定，不僅可以將管接頭布置在平板上，而且也可以布置在結(jié)構(gòu)板上。按照一種優(yōu)選實施方式，蓄電池冷卻器的結(jié)構(gòu)板上的流動通道幾何結(jié)構(gòu)相對于其縱軸線鏡像對稱，這樣就能在工作過程中施加內(nèi)部壓力時避免扭曲。兩塊板在釬焊或者粘接時受熱膨脹程度相同，從而使得蓄電池冷卻器具有較高的平整度。事實證明適宜而且有利的方式是使得結(jié)構(gòu)板的隔片在俯視圖中具有圓形或者橢圓形橫截而。最好對本發(fā)明加以改進，在裝配兩個裝配框及兩個屬于所述裝配框的端板的過程中將結(jié)構(gòu)板保持并且壓合，其中，用兩個銷釘使得結(jié)構(gòu)板在裝配框的一個固定點和一個長形孔中保持位置，所述固定點和長形孔位于結(jié)構(gòu)板的對稱線中。本發(fā)明的另一個特征在于，流動通道為多路走向，以便補償制冷劑冷卻過程中的制冷劑過熱問題。通過平行于結(jié)構(gòu)板縱軸線的流動通道的偶數(shù)區(qū)段的數(shù)量定義流路數(shù)量。因此采用雙流路設(shè)計即可產(chǎn)生一次逆流。如果采用多流路設(shè)計，則可以相應(yīng)形成N-I次逆流。但是優(yōu)選形成具有相應(yīng)奇數(shù)逆流的偶數(shù)流路數(shù)量，以便能夠?qū)⒇炌▽蜓b置和用于傳熱流體入口和出口的管接頭布置在接收板的一側(cè)。該優(yōu)化措施可使得含有受熱流體的流動通道在熱傳遞過程結(jié)束時與含有較冷流體的流動通道適當相鄰，從而在蓄電池冷卻器的平面之內(nèi)就能平衡可能出現(xiàn)的溫度峰值。在該方案之內(nèi)還可以有各種各樣的可選方案，將流動通道布置在穿過蓄電池冷卻器的一個或者多個蛇形路徑之中。該結(jié)構(gòu)一方面可使得流體通過較大的面積與安裝有蓄電池極板的位置接觸，另一方面可通過錯位設(shè)置的隔片使得流體形成旋流，不會形成可能導致局部過熱的靜流孤島。
本發(fā)明所述解決方案的特殊優(yōu)點在于，結(jié)構(gòu)板可以一起構(gòu)成起到支撐作用的三明治結(jié)構(gòu)，從而比現(xiàn)有技術(shù)條件下的同類系統(tǒng)更加富有剛性，因此可以設(shè)計得更薄一些。這樣就能將蓄電池冷卻器整合在蓄電池模塊之中，使其不必承擔附加結(jié)構(gòu)性功能，也就是說，在蓄電池冷卻器上不需要額外的加強結(jié)構(gòu)，這又導致僅需要很小的結(jié)構(gòu)空間，并且這種蓄電池冷卻器的重量比較小，這意味著這種新型蓄電池模塊的整體效率比較高。由于熱傳遞面積較大而且很平坦，蓄電池冷卻器一方面可從蓄電池極板排出大量的熱量，從而能夠使得蓄電池模塊上的溫度維持較低的水平，另一方面僅需比較小的壓緊力即可將蓄電池極板裝配在蓄電池冷卻器上。


本發(fā)明的其它細節(jié)、特征和優(yōu)點可參閱以下實施例的說明以及相關(guān)附圖得出。附圖中附圖I蓄電池冷卻器，附圖2具有一次逆流的結(jié)構(gòu)板，附圖3具有三次逆流和側(cè)面貫通導向裝置的結(jié)構(gòu)板，附圖4具有三次逆流和中間貫通導向裝置的結(jié)構(gòu)板，以及附圖5利用一個裝配框和兩個連接板裝配由兩塊結(jié)構(gòu)板構(gòu)成的蓄電池冷卻器。
具體實施例方式附圖I所示為蓄電池冷卻器I的分解圖，按照本發(fā)明的一種優(yōu)選簡單實施方式，蓄電池冷卻器I由一塊平板3和一塊結(jié)構(gòu)板2構(gòu)成。特別有利的是，這兩塊板2和3由金屬材料構(gòu)成，采用釬焊或者粘接方式在這兩塊板之間進行連接。結(jié)構(gòu)板2具有一個流體連接位置6，在接收板3的對應(yīng)位置上設(shè)置兩個貫通導向裝置5，其中，管接頭4恰恰在該位置上安置在平板3的外側(cè)上。在該部位處，蓄電池冷卻器I連接到機動車的流體冷卻回路。結(jié)構(gòu)板2的材料厚度與平板3相比明顯薄得多，因為以釬焊方式將隔片與接收板3相連能夠改善蓄電池冷卻器I的剛性。如果使用可在不同于環(huán)境壓力的壓力下在流動通道中蒸發(fā)的制冷劑作為流體，那么這利實施方式就會特別有利。附圖2所示為具有一次逆流的結(jié)構(gòu)板2，也就是說，按照這種簡單的實施方式，相鄰流動通逆8中的流體以相反的流動方向在僅僅一個通過流動通道邊界7所構(gòu)成的界線上流過。根據(jù)流動通道8的這種形狀，首先流動通道8只有一次方向顛倒，其次流動通道8占據(jù)結(jié)構(gòu)板2的一半寬度。如圖所示，流動通道8在其寬度范圍內(nèi)共有六至七個隔片9。在流動通道8之內(nèi)，隔片9的位置的特征在于，這些隔片橫向于流動方向成排設(shè)置，其中，這些排在流動方向上分別以一半的隔片間距橫向錯開。這種設(shè)置結(jié)構(gòu)可產(chǎn)生兩種效應(yīng)首先改變流動速度，因為隔片9可減小流動橫截面，其次改變流動方向，因為隔片9也設(shè)置成導流結(jié)構(gòu)。這兩個效應(yīng)可形成有利的渦流，其中，可保證不會形成可能會引起局部過熱的靜流孤島。附圖3所示為具有三次逆流的結(jié)構(gòu)板2，在該實施方式中，流動通道8共有三次方向顛倒并且分別占據(jù)結(jié)構(gòu)板2的四分之一寬度。
已被證明適宜而且有利的方式是使得結(jié)構(gòu)板2上的流動通道邊界7具有多個等間距的增厚部15，從而形成可用于釬焊過程的較大連接面。除了該隔片功能之外，作為增寬流動通道邊界7的加厚部分15還可類似于隔片9起到收窄橫截面以及改變流向的作用。附圖4所示為具有三次逆流并且具有中間流體連接位置6的結(jié)構(gòu)板2，流動通道8共有三次所向顛倒并且分別占據(jù)結(jié)構(gòu)板2的四分之一寬度。在該實施方式中，流體連接位置6和流動通道8具有相對于結(jié)構(gòu)板2的縱軸線鏡像對稱的走向。附圖5所示為利用一個裝配框11及屬于所述裝配框的兩個端板10進行裝配的過程中蓄電池冷卻器I的構(gòu)造。為了進行制造端板10各有一個孔12和兩個長形孔13，若以釬焊或者粘接方式進行制造，則可在這些孔中利用相應(yīng)的銷釘將端板固定在裝配框11上。當膠粘劑受熱硬化或 者對蓄電池冷卻器I進行釬焊時，長形孔13可允許結(jié)構(gòu)板2受熱膨脹。通過銷釘14和構(gòu)成固定點的孔12固定兩個端板10，從而可通過銷釘14使得這些板不會在長形孔13中相對移動。由于元件相互間的這種完美定位，可形成完全平坦的冷卻器。由于不必用很大的力使得這些板保持位置，因此在粘接和釬焊時所需的壓緊力比較小，由此使得裝配裝置的重量比較小。最終，由于生產(chǎn)設(shè)備的熱質(zhì)量比較小，因此加工時間明顯比較短。按照本發(fā)明的一種特別有利的實施方式，蓄電池冷卻器I在端板10之間具有由多對結(jié)構(gòu)板2上下疊置而成的內(nèi)部層結(jié)構(gòu)，將最上方的接收板3設(shè)計成平板。附圖標記表I蓄電池冷卻器2結(jié)構(gòu)板3接收板，平板4管接頭5貫通導向裝置6 流體連接位置7 流動通道邊界8 流動通道9 隔片10 端板11 裝配框12孔，固定點13長形孔14 銷釘15增厚部
權(quán)利要求
1.利用傳熱流體對蓄電電進行調(diào)溫的蓄電池冷卻器(1)，其具有由至少一個結(jié)構(gòu)板(2)和接收板(3)構(gòu)成的布置結(jié)構(gòu)，所述結(jié)構(gòu)板和接收板向上并且向下形成流動通道(8)的邊界，其特征在于，在結(jié)構(gòu)板(2)上成形出側(cè)面的流動通道邊界(7)，所述流動通道邊界構(gòu)成一個雙路或者多路的流動通道(8)，流動通道(8)的橫截面的寬度是高度的兩倍以上，在結(jié)構(gòu)板(2)上在所述流動通道(8)內(nèi)部在流動方向上前后相繼地設(shè)置多個構(gòu)造成島狀的隔片(9)，所述隔片將流動橫截面以區(qū)段方式減小。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的蓄電池冷卻器(I)，其特征在于，將多個隔片(9)橫向于流動方向并排地設(shè)置在結(jié)構(gòu)板(2)上。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的蓄電池冷卻器(I)，其特征在于，將隔片(9)成組設(shè)置在結(jié)構(gòu)板(2)上的流動通道(8)中，使得每一組在流體的流動方向上觀察相對于下一組以隔片(9)的一半側(cè)向間距垂直于流動方向錯位。
4.根據(jù)權(quán)利要求I至3中任一項所述的蓄電池冷卻器(I)，其特征在于，將接收板(3)構(gòu)造成結(jié)構(gòu)板(2)或者構(gòu)造成平板。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的蓄電池冷卻器(1)，其特征在于，將隔片(9)這樣設(shè)置在結(jié)構(gòu)板(2)上，使得其能夠與對面結(jié)構(gòu)板(2)上的對應(yīng)隔片(9)連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求I至5中任一項所述的蓄電池冷卻器(I)，其特征在于，將結(jié)構(gòu)板(2)與接收板(3)相互釬焊在一起。
7.根據(jù)權(quán)利要求I至6中任一項所述的蓄電池冷卻器(I)，其特征在于，在接收板(3)上設(shè)置一個管接頭(4)。
8.根據(jù)權(quán)利要求I至7所述的蓄電池冷卻器(1)，其特征在于，結(jié)構(gòu)板(2)相對于其縱軸線鏡像對稱地構(gòu)成。
9.根據(jù)權(quán)利要求I至8所述的蓄電池冷卻器(I)，其特征在于，隔片(9)在俯視圖中的橫截面呈圓形。
10.根據(jù)權(quán)利要求I至9所述的蓄電池冷卻器(I)，其特征在于，隔片(9)在俯視圖中的橫截面呈橢圓形。
11.根據(jù)權(quán)利要求I至10所述的蓄電池冷卻器(1)，其特征在于，結(jié)構(gòu)板(2)在裝配兩個裝配框(11)和兩個屬于裝配框(11)的端板(10)期間被保持并且相互壓緊，其中，結(jié)構(gòu)板⑵由兩個銷釘(14)在裝配框(11)的固定點(12)和長形孔(13)中保持位置，其中，所述固定點(12)和長形孔(13)位于結(jié)構(gòu)板(2)的對稱線中。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種利用傳熱流體對蓄電池進行調(diào)溫的蓄電池冷卻器(1)，其具有由至少一個結(jié)構(gòu)板(2)和接收板(3)構(gòu)成的布置結(jié)構(gòu)，所述結(jié)構(gòu)板和接收板向上并且向下形成流動通道(8)的邊界，本發(fā)明提出，在結(jié)構(gòu)板(2)上成形出側(cè)面的流動通道邊界(7)，所述流動通道邊界構(gòu)成一個雙路或者多路的流動通道(8)，流動通道(8)的橫截而時寬度是高度的兩倍以上，在結(jié)構(gòu)板(2)上在所述流動通道(8)內(nèi)部在流動方向上前后相繼地設(shè)置多個構(gòu)造成島狀的隔片(9)，所述隔片將流動橫截面以區(qū)段方式減小。
文檔編號H01M10/50GK102881957SQ201210319429
公開日2013年1月16日 申請日期2012年7月16日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月14日
發(fā)明者F·吉姆沙伊德 申請人:威斯通全球技術(shù)公司