熱交換組件的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種熱交換組件，用于電能存儲(chǔ)的溫度控制系統(tǒng)，如按照權(quán)利要求1的導(dǎo)言。本發(fā)明同樣涉及一種有所述類(lèi)型熱交換組件的電能存儲(chǔ)，和一種制造所述類(lèi)型熱交換組件的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]為控制現(xiàn)代混合動(dòng)力和電動(dòng)汽車(chē)中蓄電池的溫度，通常使用冷卻板和/或附加的加熱器，流體通過(guò)該冷卻板流動(dòng)。因?yàn)榭偟膩?lái)說(shuō)更好的導(dǎo)熱特性，所述冷卻板通常由金屬或?qū)щ姴牧现圃?。由于蓄電池單元使用時(shí)通常有由金屬材料組成的殼體，在冷卻板和蓄電池單元之間要求有附加的電絕緣以防止短路和漏泄電流。為能保證所述絕緣，通常使用由導(dǎo)熱材料組成的薄塑料箔或應(yīng)用層，例如有機(jī)硅。但是，所述絕緣層的應(yīng)用通常包括大量支出，例如用于準(zhǔn)備，清潔和顆粒消除，其中由有機(jī)硅組成的涂層通常十分昂貴，并且因?yàn)槠湔承蕴卣髟谔幚磉^(guò)程中會(huì)造成問(wèn)題。此外，要求固化時(shí)間，這對(duì)制造費(fèi)用有不利影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]附加的加熱器使得附加的組件或類(lèi)似于上述絕緣層的附加的涂層必須得以應(yīng)用或結(jié)合至冷卻回路作為附加的外部組件。這進(jìn)一步增加費(fèi)用，其中所述解決方法此外關(guān)于可利用的安裝空間不利。因此，對(duì)于一般類(lèi)型的熱交換組件，本發(fā)明關(guān)心的問(wèn)題是明確指明一種改善或至少可供選擇的實(shí)施方式，該實(shí)施方式特別消除，或至少減少，現(xiàn)有技術(shù)已知的缺點(diǎn)。
[0004]所述問(wèn)題根據(jù)本發(fā)明借助于所述獨(dú)立權(quán)利要求的主題解決。所述從屬權(quán)利要求涉及有利的實(shí)施方式。
[0005]本發(fā)明基于所述總體概念，借助原先已知的用于電能存儲(chǔ)的溫度控制系統(tǒng)的冷卻板，和例如附加的加熱層，現(xiàn)在根據(jù)本發(fā)明形成為多層熱交換組件，其中每層現(xiàn)在都指定有專(zhuān)用功能。因此，根據(jù)本發(fā)明所述熱交換組件因此由載體材料和至少兩層形成，其中第一層有電絕緣作用并且第二層允許對(duì)電能存儲(chǔ)的溫度控制，也就是說(shuō)冷卻和/或加熱。從純理論上來(lái)說(shuō)，電絕緣層同樣可由載體材料自身形成，該電絕緣層允許熱交換組件直接配對(duì)至能量存儲(chǔ)的殼體或其中的蓄電池單元，借以此外，可實(shí)現(xiàn)緊湊的設(shè)計(jì)和最佳的熱交換，特別是冷卻。因?yàn)樗鰺峤粨Q組件根據(jù)本發(fā)明的多層構(gòu)造，此外可消除至今為止所述絕緣塑料要求的單獨(dú)并且累贅的應(yīng)用，這樣關(guān)于制作過(guò)程產(chǎn)生大量的優(yōu)點(diǎn)。
[0006]此外，熱交換組件根據(jù)本發(fā)明的多層構(gòu)造允許所述熱交換組件完全單獨(dú)的制作，此外更加特殊的是以適用于個(gè)別要求的方式制作，使得總的來(lái)說(shuō)，可借助于個(gè)別設(shè)置層數(shù)或個(gè)別設(shè)置的層構(gòu)造來(lái)制造最能滿足各種要求的熱交換組件。此外，根據(jù)本發(fā)明的熱交換組件關(guān)于成形為制造商提供極大的自由，同時(shí)減少重量和費(fèi)用。
[0007]在根據(jù)本發(fā)明的解決方法的一個(gè)有利改進(jìn)中，載體材料有纖維增強(qiáng)的塑料，其中所述載體材料的形式可為例如有機(jī)板材，纖維增強(qiáng)的帶或纖維增強(qiáng)的有機(jī)板材，或覆蓋有完整金屬層的塑料，特別是用于機(jī)械加固的增強(qiáng)層。至于纖維，在這里可特別使用碳纖維，芳綸纖維或玻璃纖維，或者纖維氈和無(wú)紡布，例如粗紗。所述纖維氈例如從塑料模具構(gòu)造領(lǐng)域的示例中得知。纖維自身可短，可長(zhǎng)或?yàn)闊o(wú)盡的纖維，其中所述纖維自身因?yàn)橄鄬?duì)較高的抗拉強(qiáng)度，可令根據(jù)本發(fā)明的熱交換組件產(chǎn)生相當(dāng)大的加固，而同時(shí)重量極輕。在這里，層一般同樣可以所述的多層帶構(gòu)成，其中單個(gè)帶可充滿不同的纖維或功能材料。這樣，單個(gè)的功能，例如機(jī)械強(qiáng)度，加熱，絕緣和擴(kuò)散密封，可得以分配，因此首先在達(dá)到要求時(shí)獲得最佳的變化性，并且其次憑借根據(jù)本發(fā)明和要求的最大效益組裝的層狀結(jié)構(gòu)限制費(fèi)用。
[0008]在這種情況下，功能材料的結(jié)合可在例如纖維增強(qiáng)的復(fù)合材料或預(yù)浸料，例如有機(jī)板材或帶，半成品的制造期間進(jìn)行。這樣，例如流體指導(dǎo)隨后的形狀可已經(jīng)預(yù)制，例如流體管道，借以可省去為此要求的隨后的成形過(guò)程。在這種情況下，可能的制造方法特別為纖維的編織或針織，該纖維接下來(lái)在進(jìn)一步的工作步驟中被載體材料環(huán)繞，例如塑料基體。此夕卜，所述結(jié)構(gòu)同樣可由金屬或?qū)岵牧辖M成(例如以無(wú)紡布，織物，花格結(jié)構(gòu)或變形件的形式)，并且借助于模制或包裹成型的塑料表面或成形的塑料件逆動(dòng)地造成相對(duì)應(yīng)的流體指導(dǎo)。此外，上述功能化同樣可借助于所述混合型無(wú)紡布實(shí)現(xiàn)，該混合型無(wú)紡布由不同的纖維材料組成。
[0009]此外，可理解的是，所述結(jié)構(gòu)同樣可穿透應(yīng)用的塑料表面并且與用于冷卻的所述組件，也就是說(shuō)例如所述電能存儲(chǔ)，直接接觸。這將相當(dāng)大的改善相對(duì)于塑料表面的熱交換。在一進(jìn)一步的改進(jìn)中，所述組件可穿透與所述外部環(huán)境相接觸，并且因此冷卻位于所述熱交換組件內(nèi)部的冷卻流體或冷卻介質(zhì)。這樣，可進(jìn)一步使用根據(jù)本發(fā)明的有反向?qū)崧窂降臒峤粨Q組件。在這里，如果所述元件穿透和大的表面結(jié)構(gòu)相對(duì)應(yīng)的成形，這改善了和所述外部環(huán)境的熱交換。特別地，在根據(jù)本發(fā)明的熱交換組件一個(gè)有利的改進(jìn)中，所述第二層可有放大的表面，該放大的表面例如由尖狀物或尾翼形成。
[0010]便利地，提供所述第二或另一層有流體管道，熱交換流體或熱交換介質(zhì)可通過(guò)該流體管道流動(dòng)。總的來(lái)說(shuō)，因此多層構(gòu)造為用于熱交換介質(zhì)的管道系統(tǒng)的結(jié)合服務(wù)，管道系統(tǒng)優(yōu)選與要控制其溫度的所述電能存儲(chǔ)直接熱交換接觸。在這種情況下，所述成形的流體管道另外可包括用于增加機(jī)械強(qiáng)度的元件，該元件例如由金屬或塑料組成，并且在制作期間以形式適合或黏合的方式嵌入和/或摻入所述載體材料。
[0011]總的來(lái)說(shuō)，整體形成在，特別是成型在所述第二層上的連接件，可提供用來(lái)供應(yīng)/釋放熱交換流體至/出所述第二層，其中所述流體指導(dǎo)可由大量材料組成，例如塑料，金屬或發(fā)泡材料，該流體指導(dǎo)不是直接在所述層狀結(jié)構(gòu)外部形成。外部流體指導(dǎo)，例如連接件，其制作可特別借助于以下制作方法實(shí)現(xiàn):注射成型(模制/包裹成型，注射成型工具的變形，特殊方法，例如氣體注入，流體注入)，粘接，熱成形，壓印，吹氣模制，去肩切削或壓鑄。另一可能是將所述有機(jī)板材壓印或按壓成特定形狀。這樣，可在一側(cè)形成平面并且另一面形成流體指導(dǎo)，不需要附加的材料。這樣實(shí)現(xiàn)現(xiàn)存的基質(zhì)材料從纖維增強(qiáng)的復(fù)合材料中逼出進(jìn)入按壓/壓印工具相對(duì)應(yīng)的洞中。這樣消除對(duì)附加的模制過(guò)程步驟，或附加組件和/或材料的需要。
[0012]借助于所述有機(jī)板材的按壓/壓印，如果結(jié)構(gòu)要在沒(méi)有足夠的基質(zhì)材料的情況下產(chǎn)生，基質(zhì)的量可通過(guò)附加材料的進(jìn)入增加。為此，附加材料可以箔或顆粒的形式進(jìn)入。同樣，可理解的是可另外使熔化物進(jìn)入。由相對(duì)應(yīng)的基質(zhì)材料組成的箔可在所述有機(jī)板材的制造過(guò)程中或附加的過(guò)程步驟中或以結(jié)合至所述有機(jī)板材的按壓/壓印的方式直接應(yīng)用。
[0013]顆?；蛳鄬?duì)應(yīng)的基質(zhì)材料碎片可以多種方法進(jìn)入所述按壓/壓印工具:手工操作萃取裝置借助于計(jì)量系統(tǒng)或借助于所述按壓/壓印工具的振動(dòng)功能。在手工操作供給的情況下，單個(gè)的所述顆粒體以限定的數(shù)量進(jìn)入同樣提供的各個(gè)工具凹處，該工具凹處在隨后的按壓/壓印過(guò)程中形成理想的結(jié)構(gòu)。借助于所述計(jì)量系統(tǒng)，可計(jì)量并且預(yù)先分類(lèi)限定量的顆粒，以讓所述顆粒隨后在所述過(guò)程中以手工操作或自動(dòng)啟動(dòng)的方式進(jìn)入所述工具提供的凹處。此外，可應(yīng)用不限定量的顆粒體至所述按壓/壓印工具包括所述凹處的一半，以致單個(gè)的顆粒體借助于振動(dòng)功能落入所述凹處。隨后，借助于萃取裝置，過(guò)多的顆粒從按壓/壓印工具的表面去除，借助于收集裝置收集，并且再次供應(yīng)至所述過(guò)程。
[0014]此外，可使用回轉(zhuǎn)工作臺(tái)或滑動(dòng)工作臺(tái)技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)或改善顆粒供給至所述工具的可接近性。除箔和顆粒之外，如上所述，附加的材料同樣可以熔化物的形式供給至按壓/壓印工具。在這種情況下，所述有機(jī)板材放置至按壓/壓印工具并且所述理想的結(jié)構(gòu)借助于注射壓印過(guò)程形成。
[0015]