專利名稱:一種用來調(diào)節(jié)電池溫度的調(diào)溫裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本實用新型涉及一種用來調(diào)節(jié)電池溫度的調(diào)溫裝置,還涉及一種制造用來調(diào)節(jié)電池溫度的調(diào)溫裝置的方法。
背景技術(shù):
在使用現(xiàn)代的由許多單個電池構(gòu)成的高功率電池(例如用于電動汽車或混合動力汽車的蓄電池或二次電池)時,要注意的是,電池的溫度在運行時要處于一定的范圍內(nèi),以確保裝置的效率、有用性和安全性。其理由是,電池的效率在低于適當?shù)倪\行溫度時會非常明顯地下降,電池會因此產(chǎn)生很高的功率損耗。另一方面,電池內(nèi)部的工藝在高于適當?shù)臏囟冗\行范圍時會停止,這會導致不可逆轉(zhuǎn)的損壞。此外,為了避免單個電池的不均勻并因此隨之而來的加快的老化,單個電池內(nèi)部以及在整個電池堆中的溫差不能超過規(guī)定的閾值。
實用新型內(nèi)容本實用新型的目的是,提供一種更好的用來調(diào)節(jié)電池溫度的調(diào)溫裝置,并提供一種制造用來調(diào)節(jié)電池溫度的調(diào)溫裝置的方法。此目的通過一種用來調(diào)節(jié)電池溫度的調(diào)溫裝置得以實現(xiàn),并通過一種方法得以實現(xiàn),該方法被用來制造按獨立權(quán)利要求所述的、用來調(diào)節(jié)電池溫度的調(diào)溫裝置。優(yōu)選使用冷卻介質(zhì)來冷卻電池,此冷卻介質(zhì)通過聯(lián)結(jié)與電池處于熱接觸。因此可使用例如冷凍劑、冷卻劑或空氣作為冷卻介質(zhì)。同樣,由兩種或多種介質(zhì)構(gòu)成組合體也是可行的,它們根據(jù)運行條件和周圍條件來使用。因為電池的損耗熱量跟周圍條件一樣可強烈地變化,所以冷卻要與變換的條件相適應。熱交換器可用來加熱電池,它由兩個相對而置的平板構(gòu)成。通過把沖制的造型特征集中在熱交換器的平板中的第一個中,則在平板中的第二個中可省掉此沖制。因此,可把平整的或只是切開的平板當作熱交換器的第二板來用。有利的是,通過使用平整的平板作為熱交換器的第二側(cè),可節(jié)省模具成本。此外,平整的第二側(cè)還可使電池在熱量方面良好地連接到熱交換器上。本實用新型描述了一種用于雙層設計(2L-平板)的電池冷卻器的構(gòu)造和生產(chǎn)系統(tǒng),此電池冷卻器借助扁管來擴展。此系統(tǒng)具有很高的靈活性,并因此可成本低廉地生產(chǎn)不同尺寸的電池冷卻器。電動汽車或混合動力汽車目前還在小批量地生產(chǎn),電池或全套電池的標準化還沒有進展,從而導致產(chǎn)生了許多不同的、件數(shù)很小的電池冷卻器,使規(guī)?;永щy。因此,有必要提供一種方法從而能夠成本較低地制造出調(diào)溫裝置。本實用新型提供了一種用來調(diào)節(jié)電池溫度的調(diào)溫裝置,其中調(diào)溫裝置包括:上方部件,該上方部件具有作為朝向電池的熱接口的上側(cè),和下側(cè);以及至少一個下方部件,該下方部件具有沖制的紋理,用來形成密封邊緣和形成用來引導調(diào)溫液體的中空腔,其中密封邊緣設置在下方部件的上側(cè),并且水密地與上方部件的下側(cè)相連。該調(diào)溫裝置可理解為熱交換器。電池可以是蓄電池并具有多個電池單元。電池可具有平整的接觸面。上方部件可由平板材料或片材制成。上方部件可在上表面具有基本平整的表面。此平整的表面可構(gòu)成為接口,用來從電池中傳出熱能或把熱能傳往電池。下方部件可由平板材料或片材制成。沖制的紋理可以是拉伸的紋理,尤其是深拉伸的紋理。密封邊緣可以是變形的,以便與其它表面形成接觸,并實現(xiàn)與其它表面的水密連接。調(diào)溫液體例如可以是水或冷卻介質(zhì)。該調(diào)溫裝置可具有至少一個用來引導調(diào)溫液體的扁管。該至少一個扁管可傳熱地與上方部件的下側(cè)相連,該至少一個下方部件可以具有至少一個中斷密封邊緣的卷邊,用來容納該至少一個扁管。卷邊可以是孔口,它被構(gòu)造成用來容納一個或多個扁管。該至少一個扁管可具有長方形的、邊緣尖銳的橫截面。該至少一個扁管可平整地貼靠在上方部件上。該卷邊可設計成源自下方部件的穿孔。此扁管可通過釬焊與上方部件相連。通過一個或多個下方部件中的兩個中空腔之間的扁管連接,調(diào)溫裝置可簡單地與不同的電池尺寸相匹配,而不必創(chuàng)造新的工具。扁管可設置在卷邊中,并且水密地與上方部件和下方部件相連。該調(diào)溫裝置還可具有至少一個另外的扁管,用來引導調(diào)溫液體,其中該至少一個另外的扁管傳熱地與上方部件的下側(cè)相連,并且與扁管平行。在此,該至少一個下方部件可具有至少一個另外的、中斷密封邊緣的卷邊,用來容納該至少一個另外的扁管。該下方部件可在扁管和另外的扁管之間在密封邊緣的區(qū)域內(nèi)機械地與上方部件相連。為此,可在釬焊之前建立機械連接。通過該機械連接,下方部件可把扁管夾緊和固定在上方部件上,因此扁管不能再滑脫。下方部件可具有兩個切口,以便構(gòu)成卷邊,其中切口在扁管的扁管橫截面的相對而置的窄側(cè)上對齊。此切口設置為可在上方部件和下方部件之間構(gòu)成卷邊。這兩個切口可從側(cè)面限定魚尾板,此魚尾板被設計為將壓力施加到扁管上,以便固定扁管。通過這些切口,在下方部件中產(chǎn)生設計成長方形的凹槽。因此,扁管可尤其好地進行釬焊。下方部件可具有至少一個沖制的飾釘,它設置在下方部件的上側(cè)上。飾釘在上側(cè)上可具有駝峰狀的突出。飾釘可作為駝峰狀的凹陷處沖制在下側(cè)上。飾釘可一直伸至上方部件的下側(cè)。然后,飾釘可具有朝向上方部件的下側(cè)的接觸面,并在接觸面上與上方部件水密地相連。飾釘可使調(diào)溫裝置具有更高的穩(wěn)定性。同樣,飾釘可實現(xiàn)更好的熱量排放。上方部件可具有至少一個通穿孔,其中下方部件的飾釘與該通穿孔同軸,并且飾釘構(gòu)成環(huán)形的另外的密封邊緣,此密封邊緣水密地與上方部件相連。此通穿孔可設置在調(diào)溫裝置的腔室的區(qū)域內(nèi)。通過此通穿孔,例如電池可固定在調(diào)溫裝置上。環(huán)形密封邊緣的內(nèi)徑可大于或等于通穿孔的直徑。下方部件可在密封邊緣的區(qū)域內(nèi)借助預固定與上方部件相連。此預固定可以是機械連接。例如,預固定可借助釬焊來實現(xiàn)。同樣,預固定還可借助點焊工藝來實現(xiàn)?;蛘?,預固定可借助鉚接工藝來實現(xiàn)。通過預固定,裝置中的單個部件為組裝可彼此相對地定位,可暫時固定在它的位置上,并可安全地從此裝置中拿出。緊接著,調(diào)溫裝置可在釬焊裝置中水密地接合。上方部件可具有沖制的紋理。上方部件的紋理可設置在與下方部件無接觸和/或具有扁管的位置上。例如,上方部件可具有倒棱角的邊緣,被設置成用來固定電池。同樣,上方部件可具有至少一個接口,用來給調(diào)溫裝置供應冷卻介質(zhì)。上方部件還可具有至少一個缺口,用來固定電池。此沖制的紋理可例如設計為至少一個加固圓緣。此外,本實用新型還提供了一種方法,用來制造調(diào)節(jié)電池溫度的調(diào)溫裝置,其中調(diào)溫裝置包括:具有上側(cè)和下側(cè)的上方部件,該上側(cè)作為朝向電池的熱接口 ;下方部件,它具有沖制的紋理,用來構(gòu)成被至少一個卷邊中斷的密封邊緣,并用來構(gòu)成引導調(diào)溫液體的中空腔;以及至少一個用來引導調(diào)溫液體的扁管,其中該方法具有以下步驟:將至少一個扁管設置在上方部件的下側(cè)上,其中該至少一個扁管在至少一個下方部件的至少一個卷邊上對齊;將至少一個下方部件的密封邊緣安放在上方部件的下側(cè)上,并安放在該至少一個扁管上,其中該至少一個卷邊在扁管上對齊;將至少一個下方部件相對于上方部件借助機械連接預固定在密封邊緣的至少一個位置上;以及將至少一個下方部件、上方部件和該至少一個扁管至少在密封邊緣和卷邊的范圍內(nèi)接合成一個水密的單元。此接合可例如借助釬焊工藝來實現(xiàn)。具有沖壓/切割的邊緣的卷邊尤其適合穩(wěn)固地、水密地與擠壓成長方形的扁管相結(jié)合。扁管可整個表面都與上方部件的下側(cè)相連,以便獲得良好的傳熱性。
下面參照附圖詳細地闡述了本實用新型的有利的實施例。其中:圖1示出了根據(jù)本實用新型的實施例的調(diào)溫裝置;圖2示出了根據(jù)本實用新型的另一實施例的調(diào)溫裝置;圖3示出了根據(jù)本實用新型的實施例的調(diào)溫裝置的上方部件;圖4示出了根據(jù)本實用新型的實施例的調(diào)溫裝置的剖面圖;圖5示出了卷邊的詳細視圖,其具有根據(jù)本實用新型的實施例的調(diào)溫裝置的所用的扁管;圖6示出了用來制造根據(jù)本實用新型的實施例的調(diào)溫裝置的方法的流程圖。
具體實施方式
在本實用新型的優(yōu)選實施例的以下描述中,在不同附圖中描述作用相似的元件使用相同的或相似的附圖標記,其中省略了這些元件的重復描述。圖1示出了根據(jù)本實用新型的實施例的用來調(diào)節(jié)電池溫度的調(diào)溫裝置100的截面圖。該調(diào)溫裝置100由多個單個的部件通過釬焊連接水密地接合在一起。在此實施例中,該調(diào)溫裝置由上方部件102、至少一個下方部件104和五個扁管106構(gòu)成。該上方部件102設計成無突出紋理的平整平板。在所示的截面圖中,上方部件102具有設計成長方形的輪廓,其中在上方部件102的長方形基體的窄側(cè)上偏心地設有長方形舌狀物。下方部件104構(gòu)成為具有沖制紋理的平整平板。下方部件104設計的與上方部件102的結(jié)構(gòu)重合。此下方部件104像上方部件102 —樣具有設計成長方形的輪廓,其中在下方部件104的長方形基體的寬側(cè)上偏心地設有長方形舌狀物。該下方部件104具有環(huán)繞的圓緣108。借助此圓緣108,下方部件104的大部件的平面平行于圍繞著下方部件104的密封邊緣110偏置。密封邊緣110水密地與上方部件102的下側(cè)相連。在與魚尾板相對而置的寬側(cè)上,下方部件104具有用來容納五個扁管106的五個卷邊112。此卷邊112分別由兩個平行的、經(jīng)過密封邊緣110和圓緣108的切口構(gòu)成。產(chǎn)生的魚尾板縮短了,并且定向在下方部件104的大部件的平面的延伸部分中。此密封邊緣110和圓緣108在卷邊112的區(qū)域內(nèi)中斷。在魚尾板和上方部件102的下側(cè)之間設置有五個孔口,它們描畫了扁管106的外部輪廓。這些扁管106設置在上方部件102的下側(cè)上,并且扁管106的平面?zhèn)?Flachseite)與上方部件傳熱地相連。這些扁管106彼此平行,并且與上方部件102的寬側(cè)平行。這些扁管106通過卷邊112伸入上方部件102和下方部件104之間的腔室中。這些扁管106水密地釬焊在卷邊112中。下方部件104還具有飾釘114、116。此飾釘114、116作為突起設置在上方部件102和下方部件104之間的腔室中。飾釘114是這樣成形的,即飾釘114的最高點接觸上方部件102,以便相對于上方部件102來支撐下方部件104。下方部件104具有五個支撐的飾釘114,它們在扁管106中的一個的延伸部位中排成一列平行于下方部件104的寬側(cè)。飾釘116是環(huán)形的,并且分別包圍著上方部件102中的通穿孔。此飾釘116分別構(gòu)成密封邊緣,它環(huán)形地在通穿孔的周圍水密地與上方部件相連。這些通穿孔例如用來把電池固定在調(diào)溫裝置100上。下方部件104具有四個飾釘116,它們均勻分布地在一條線上平行于下方部件104的寬側(cè)。圖2示出了根據(jù)本實用新型的實施例的調(diào)溫裝置的截面圖。該調(diào)溫裝置100設計成所謂的模塊管板(Modular Tube Plate),并具有如圖1所述的特征。調(diào)溫裝置附加地在上方部件中具有下方部件的六個預固定件200。如同借助圖1所示的一樣,調(diào)溫裝置100具有平整的上方部件102、作為下方部件104的沖制分配器以及五個扁管106。下方部件104具有五個飾釘114,用來提高強度和改善傳熱性。此外,下方部件104具有用于四個通穿孔的四個飾釘116。這四個預固定件200在密封邊緣110中分別設置在扁管106之間的中間腔中。此外,兩個預固定件200與位于外面的扁管106相鄰,并在上方部件102的寬側(cè)和位于外面的扁管106之間設置在密封邊緣110中。根據(jù)本實用新型的一個實施例,電池冷卻器100是以結(jié)構(gòu)系統(tǒng)為基礎(chǔ)的,此結(jié)構(gòu)系統(tǒng)作為上方部件102具有優(yōu)選平整的、單體的平板102。此平板102 —方面作為接觸面或功能面用來冷卻或加熱電池,另一方面構(gòu)成半個收集器或分配器。此外,冷卻器100具有至少兩個另外的平板104,它們構(gòu)成收集器或分配器的另一半。在這些另外的平板104中既可壓印出用來引導冷卻介質(zhì)的通道結(jié)構(gòu),也可壓印出其它元件(例如飾釘114),它們一方面用來提供在出現(xiàn)內(nèi)壓或外壓時的結(jié)構(gòu)剛性,另一方面用來提高熱力學的傳熱功率。還可在收集器區(qū)域或分配器區(qū)域的任意位置上應用這些飾釘116的更大變形形式,以便實現(xiàn)通穿孔,例如為實現(xiàn)固定的目的。此外,沖制的半個收集器或半個分配器104還可在邊緣上具有切口或圓緣108,用來容納和密封地釬焊扁管106,以便有針對性地且成本低廉地引導介質(zhì)。此外,冷卻器100還可具有扁管,此扁管裝在收集器和分配器之間,平整的平板102與此扁管材料鎖合地通過釬焊相連。這些扁管106具有邊緣盡量尖銳的長方形型材。扁管106的位置和間距可幾乎自由選擇。因此,在扁管106之間可任意地設置尺寸不同的其它缺口、加熱元件或拉緊元件。優(yōu)選平整的、優(yōu)選單體的上方部件102還可在邊緣上具有倒棱角,以便進一步提高牢固性。此外,上方部件102還可具有缺口或壓印,例如為實現(xiàn)固定或加固目的的圓緣。但是,上方部件102也可由多個部件組接在一起。多個扁管106還可直接并排地在一個更寬的卷邊112中組接在一起。通過沖制的半個收集器或半個分配器104,可在幾何形狀方面實現(xiàn)較高的靈活性,并可在缺口和連接法蘭的布置和定位方面實現(xiàn)較高的靈活性。由于沖制的收集器或分配器104和扁管106,通過把扁管106平放在平整平面102上可實現(xiàn)簡單的單軸安裝,并借助半個收集器或半個分配器104可實現(xiàn)遮蓋。通過預固定件200可把所有單個零件固定在它們的位置上,因此在進行其它處理時(例如調(diào)換至釬焊裝置時或在釬焊中振蕩時),能可靠地避免打滑或摔碎。圖3示出了根據(jù)本實用新型的實施例的調(diào)溫裝置的上方部件的截面圖。上方部件102優(yōu)選設計成平整且單體的。在所示的截面中,上方部件102具有設計成長方形的輪廓,其中在上方部件102的長方形基體的窄側(cè)上偏心地設有長方形的舌狀物。在此舌狀物的區(qū)域內(nèi),上方部件具有用于冷卻介質(zhì)的接口 300。此接口設計成沖制的環(huán)形輥環(huán)。在設置有分配器的區(qū)域中,上方部件具有四個通穿孔302,例如為達到固定目的。這些通穿孔302均勻分布地在一條線上平行于上方部件102的端側(cè)。通過平整的、優(yōu)選單體的上方部件102,可創(chuàng)造出具有朝向電池單元的統(tǒng)一界面。圖4示出了根據(jù)本實用新型的實施例的調(diào)溫裝置100的剖視圖。視線方向是從調(diào)溫裝置100的中空腔朝外。調(diào)溫裝置100具有上方部件102、下方部件104和至少一個扁管106,它們彼此水密地相連。上方部件102在此設計成平整的。下方部件104在此設計成分配器,并具有至少一個切割或沖制的卷邊,用于至少一個扁管106。此扁管106具有平整的、長方形的橫截面,此橫截面具有較小的倒圓和多個并排設置的長方形通道。扁管106推入卷邊中,因此它在下方部件104的沖制圓緣108上突出來。卷邊的側(cè)面切割邊緣設計的與扁管106的窄側(cè)齊平。此扁管在平面?zhèn)壬吓c上方部件102的下側(cè)接觸,并在另一平面?zhèn)壬吓c下方部件104的上側(cè)接觸。圖5示出了根據(jù)本實用新型的實施例的圖4的卷邊112的細節(jié)。示出的是,具有卷邊112側(cè)邊的下方部件104和扁管106。下方部件設計成沖制的分配器,并具有切割或沖制的用于扁管106的卷邊。為此,在下方部件104中每個扁管106設置有兩個切口 500,它們在扁管106的縱向邊緣上對齊。切割的過程可在沖制下方部件的工作步驟中進行。在切口 500之間,在下方部件104的原材料的原始平面中在扁管106的寬度中留下魚尾板502。圓緣108和密封邊緣110從兩側(cè)接在魚尾板502的后面進行延伸。通過使用切割和沖制成尖角的卷邊112,并結(jié)合邊緣尖銳的長方形扁管106,可實現(xiàn)牢固的密封釬焊。圖6示出了用來制造根據(jù)本實用新型的實施例的調(diào)溫裝置的方法600的流程圖。如同前面附圖所述的一樣,調(diào)溫裝置包含帶下側(cè)和下側(cè)的上方部件。此上方部件在上側(cè)具有朝向電池的熱接口。此調(diào)溫裝置包含至少一個下方部件,它具有沖制的紋理,以便構(gòu)成密封邊緣和構(gòu)成用來引導調(diào)溫液體的中空腔。此密封邊緣具有至少一個中斷密封邊緣的卷邊。此調(diào)溫裝置還具有至少一個用來引導調(diào)溫液體的扁管。制造用來調(diào)節(jié)電池溫度的調(diào)溫裝置的方法600包含布局步驟602、安放步驟604、預固定步驟606和接合步驟608。在布局步驟602中,至少一個扁管設置在上方部件的下側(cè)上,并在此至少一個下方部件的至少一個卷邊上對齊。在安放步驟604中,該至少一個下方部件的密封邊緣安放在上方部件的下側(cè)上,并安放在該至少一個扁管上。在此,該至少一個卷邊在扁管上對齊。在預固定步驟606中,該至少一個下方部件相對于上方部件預固定在密封邊緣的至少一個位置上。為此,應用了一個或多個機械連接。在接合步驟608中,該至少一個下方部件、上方部件和該至少一個扁管接合成一個水密的單元。在此,單個構(gòu)件至少在密封邊緣和卷邊的區(qū)域內(nèi)接合。本實用新型描述的實施例只是示例性的,并且可以彼此結(jié)合。參考附圖標記列表:100 調(diào)溫裝置102 上方部件104 下方部件106 扁管108 圓緣110 密封邊緣112 卷邊114 飾釘116 大的飾釘200 預固定件300 冷卻介質(zhì)接口302 通穿孔500 切 口502 魚尾板600 方法602 布局604 安放606 預固定608 接合
權(quán)利要求1.一種用來調(diào)節(jié)電池溫度的調(diào)溫裝置(100),其特征在于,所述調(diào)溫裝置(100)包括: 具有上側(cè)和下側(cè)的上方部件(102),所述上側(cè)作為朝向電池的熱接口 ; 至少一個下方部件(104),它具有沖制的圓緣(108),用來構(gòu)成密封邊緣(110),并用來構(gòu)成引導調(diào)溫液體的中空腔,其中密封邊緣(110)設置在下方部件(104)的上側(cè),并且水密地與上方部件(102)的下側(cè)相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的調(diào)溫裝置(100),其特征在于,所述調(diào)溫裝置(100)具有至少一個用來引導調(diào)溫液體的扁管(106),其中所述至少一個扁管(106)傳熱地與上方部件(102)的下側(cè)相連,并且所述至少一個下方部件(104)可以具有至少一個中斷密封邊緣(110)的卷邊(112),用來容納所述至少一個扁管(106)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的調(diào)溫裝置(100),其特征在于,所述調(diào)溫裝置(100)具有至少一個另外的扁管(106),用來引導調(diào)溫液體,其中所述至少一個另外的扁管(106)傳熱地與上方部件(102)的下側(cè)相連,并且與扁管(106)平行,其中所述至少一個下方部件(104)可具有至少一個另外的、中斷密封邊緣(110)的卷邊(112),用來容納所述至少一個另外的扁管(106)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的調(diào)溫裝置(100),其特征在于,下方部件(104)在扁管(106)和另外的扁管(106)之間在密封邊緣(110)的區(qū)域內(nèi)機械地與上方部件(102)相連。
5.根據(jù)權(quán)利要求2至4中任一項所述的調(diào)溫裝置(100),其特征在于,下方部件(104)可具有兩個切口( 500),以便構(gòu)成卷邊(112),其中切口( 500)在扁管(106)的扁管橫截面的相對而置的窄側(cè)上對齊,并且所述切口設置成可在上方部件(102)和下方部件(104)之間構(gòu)成卷邊(112)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的調(diào)溫裝置(100),其特征在于,下方部件(104)可具有至少一個沖制的飾釘(114、116 ),所述飾釘設置在下方部件(104)的上側(cè)上。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的調(diào)溫裝置(100),其特征在于,所述上方部件(102)具有至少一個通穿孔(302),其中下方部件(104)的飾釘(116)與所述通穿孔(302)同軸,并且飾釘(116)構(gòu)成環(huán)形的另外的密封邊緣,此密封邊緣水密地與上方部件(102)相連。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的調(diào)溫裝置(100),其特征在于,所述下方部件(104)在密封邊緣(110)的區(qū)域內(nèi)借助預固定件(200)與上方部件(102)相連。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的調(diào)溫裝置(100),其特征在于,所述上方部件(102)具有沖制的冷卻介質(zhì)接口(300)。
專利摘要本實用新型涉及一種用來調(diào)節(jié)電池溫度的調(diào)溫裝置(100)。該調(diào)溫裝置(100)包含具有上側(cè)和下側(cè)的上方部件(102),該上方部件在上側(cè)具有朝向電池的熱接口。此外,調(diào)溫裝置(100)還具有至少一個下方部件(104),它具有沖制的圓緣(108),用來構(gòu)成密封邊緣(110),并用來構(gòu)成引導調(diào)溫液體的中空腔。此密封邊緣(110)設置在下方部件(104)的上側(cè)上,并且水密地與上方部件(102)的下側(cè)相連。
文檔編號H01M10/50GK203026616SQ20122032750
公開日2013年6月26日 申請日期2012年7月6日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月8日
發(fā)明者斯忒芬·赫希 申請人:貝洱兩合公司