热管理系统的制作方法

本发明涉及一种使用介电流体对电气和/或电子元件进行热管理的系统的热交换器。本发明尤其旨在装备机动车辆，特别是具有电动或混合动力单元的机动车辆。电气和/或电子元件例如是用于电动车辆的电池单元或功率电子设备。随着以电动车辆为代表的市场份额的持续增长，电动车辆所配备的电池组的冷却/加热问题越来越具有战略重要性。电气和/或电子元件也可以是例如电能存储装置、计算机服务器或功率电子设备。

背景技术：

1、目标是尽可能设计性能最佳、最高效且最经济的电气和/或电子元件热管理系统。通常，为了满足电气和/或电子元件的冷却/加热需求，使用热交换器，所述热交换器包括带有冷却剂流通的冷板，该冷板与待冷却的元件接触。

2、这种技术导致不均匀的冷却，这具有限制部件的寿命和性能的作用。此外，由于冷却剂和待冷却元件之间存在的材料的厚度、以及由于各种部件之间的热阻(称为接触阻)，这样的装置具有高热阻。

3、解决这组问题的一个建议方案是将电气和/或电子元件浸没在介电传热流体中。这种浸没可以通过流通流体实现或在涉及相变的静态条件下实现。

4、在这两种情况下，该装置包括热管理系统以保持介电流体的温度。在由于流体的搅动而性能更好的第二种技术的情况下，介电流体使用泵流通通过热交换器。

5、所涉及的热交换器通常是板式热交换器，该热交换器既紧凑又性能良好，但确实会产生显著的压降。这种情况下，流通泵消耗电能，这种消耗与热交换器产生的压降直接相关。

6、板式热交换器产生的压降可分为与特定不规则性相关的不规则压降(尤其是在分配集管处)以及由每对板形成的通道中的规则压降。这种情况下，虽然规则压降是“有用的”(因为它们与对热交换器的优异热性能至关重要的流动扰动相关)，但不规则压降也只不过是与热交换器的几何相关的不便而已。此外，集管在热交换器中产生流体分布的不均匀性。这些不均匀性对交换器的热性能有影响。

技术实现思路

1、本发明试图通过将热交换器直接结合到电池组中来至少部分地解决这些问题。因此，热交换器浸没在介电流体中。其结果是，介电流体出口集管变得多余，被在热交换器的每个通道中制成的开口代替，从而使得可以显著减小压降及它们对分布的影响。

2、更具体地，本发明涉及一种热交换器，特别是用于机动车辆热管理系统的热交换器，该热交换器用于第一流体和第二流体之间的热交换，该热交换器包括在上端板和下端板之间延伸的板堆叠体。热交换器包括沿堆叠方向延伸的四个侧壁，板堆叠体形成用于第一流体的第一通道和用于第二流体的第二通道的交替。热交换器还包括与第一通道流体连接的第一入口和至少两个第一出口，上端板包括该第一入口，至少一个侧壁包括该所述至少两个第一出口。

3、根据本发明的至少一个方面，所述至少两个第一出口在它们所连接的第一通道的延续部分中开口。

4、根据本发明的至少一个方面，所述至少两个第一出口在堆叠方向上彼此对齐。

5、根据本发明的至少一个方面，所述至少两个第一出口位于同一侧壁上。

6、根据本发明的至少一个方面，包括所述至少两个第一出口的该热交换器的该侧壁具有插入件。因此，包含第一出口的第一平面和包含侧壁其余部分的第二平面不重合。

7、根据本发明的至少一个方面，所述至少两个第一出口为细长形状。

8、根据本发明的至少一个方面，热交换器包括与第一通道一样多的第一出口。

9、根据本发明的至少一个方面，第一通道的每个第一出口由形成所述通道的两个板的边缘形成。

10、根据本发明的至少一个方面，第一集管将第一入口流体连接到第一通道。

11、根据本发明的至少一个方面，第一集管在热交换器的上端板和下端板之间延伸。

12、根据本发明的至少一个方面，热交换器包括与第二通道流体连接的第二入口和第二出口。

13、根据本发明的至少一个方面，上端板或下端板包括第二入口。

14、根据本发明的至少一个方面，上端板或下端板包括第二出口。

15、根据本发明的至少一个方面，第二集管和第三集管分别将第二入口和第二出口流体连接到第二通道。

16、根据本发明的至少一个方面，第二集管和第三集管在上端板和下端板之间延伸。

17、根据本发明的至少一个方面，板堆叠体使得所述板堆叠体的每个板形成第一通道的一部分以及第二通道的一部分。

18、根据本发明的至少一个方面，热交换器使得上端板与紧邻的板形成第一通道或第二通道。

19、根据本发明的至少一个方面，热交换器使得下端板与紧邻的板形成第一通道或第二通道。

20、根据本发明的至少一个方面，形成每个第二通道的两个板在它们的整个周边上结合在一起。

21、根据本发明的至少一个方面，形成每个第一通道的两个板在它们的周边的至少一部段(fraction)上结合在一起。

22、根据本发明的至少一个方面，形成第一通道和第二通道的板在它们的周边的至少一部分上设置有翘起(turned-up)边缘。

23、根据本发明的至少一个方面，板通过钎焊结合在一起。

24、根据本发明的至少一个方面，第一、第二和第三集管可以具有圆形、矩形或三角形横截面。

25、根据本发明的至少一个方面，第一和第二入口以及第二出口可以是圆形、矩形或三角形形状。

26、根据本发明的至少一个方面，第一出口定位在热交换器的与第一集管相对的端部处。

27、根据本发明的至少一个方面，第一出口定位在热交换器的与第一集管相同的端部处。

28、根据本发明的至少一个方面，第一通道形成从第一侧壁延伸到与第一侧壁相对的第二侧壁的i形流动路径。

29、根据本发明的至少一个方面，第一通道形成从第一侧壁延伸回该同一第一侧壁的u形流动路径。

30、根据本发明的至少一个方面，第二通道形成从第一侧壁延伸到与第一侧壁相对的第二侧壁的i形流动路径。

31、根据本发明的至少一个方面，第二通道形成从第一侧壁延伸回该同一第一侧壁的u形流动路径。

32、根据本发明的至少一个方面，板是矩形的。

33、本发明还涉及一种包括流通泵和根据本发明的热交换器的组件，其特征在于，热交换器的第一入口连接到流通泵，流通泵面向第一入口放置并直接连接到第一入口。

34、本发明还涉及一种壳体，所述壳体包括壳体空间，该壳体空间被配置成容纳电气和/或电子部件并允许第一流体的流通，所述壳体空间具有至少一个壁。

35、根据本发明的至少一个方面，壳体旨在允许介电流体流通。

36、根据本发明的至少一个方面，壳体包括热交换器或包括该热交换器和流通泵的组件。

37、根据本发明的至少一个方面，热交换器或所述组件和/或壳体空间的壁设置有固定系统，该固定系统能够实现所述热交换器或所述组件与壳体空间的所述壁之间的机械连接。

38、根据本发明的至少一个方面，所述固定系统可以例如通过螺钉、卡钉或导轨固定到壳体空间的壁。

39、根据本发明的至少一个方面，壳体包括流体连接到热交换器的第一入口的出口孔，所述流体关系可以是直接的或间接的。所述壳体还包括流体连接到热交换器的第一出口的入口孔。

40、根据本发明的至少一个方面，壳体包括双壁，热交换器容纳在该双壁内。于是，壳体的内壁包括一个开口或一系列开口，使得第一出口定位为面向这个或这些开口并直接连接到这个或这些开口，因此热交换器的第一出口直接通向壳体空间。

41、根据本发明的至少一个方面，壳体的壳体空间至少部分地填充有第一流体，使得热交换器或包括该热交换器和流通泵的组件浸没在第一流体中。

42、本发明还涉及一种用于电气和/或电子元件的热管理的热管理系统，包括第一流体回路，第一流体在第一流体回路中流通，所述第一流体回路包括壳体，所述壳体的壳体空间至少部分地填充有第一流体并包括用于第一流体的入口和出口，容纳在壳体空间中的第一流体直接或间接地、从壳体空间的出口朝向热交换器的第一入口流通并供应第一通道，热交换器的第一出口直接通向壳体空间，热交换器的第二通道有利地连接到第二流体回路。

43、根据本发明的至少一个方面，热管理系统的特征在于，电气和/或电子元件可以是例如电能存储装置、电池单元、计算机服务器或功率电子设备。

44、根据本发明的至少一个方面，热交换器的特征在于，第二流体在其中流通的第二流体回路流体连接到热交换器的第二通道。该第二流体回路至少包括压缩机、第二流体/外部空气交换器和膨胀构件。

45、根据本发明的一个方面，热交换器的特征在于，一方面在热交换器的第二入口和壳体空间的所述至少一个壁之间的连接，以及另一方面在热交换器的第二出口和壳体空间的所述至少一个壁之间的连接，都是流体密封连接。

46、根据本发明的至少一个方面，热交换器的特征在于，第二流体回路和壳体空间的所述至少一个壁之间的密封由密封垫圈提供。

47、根据本发明的至少一个方面，热交换器的特征在于，第一流体在工作压力和温度下、在第一流体回路的至少一部分上处于液态。

48、根据本发明的至少一个方面，热交换器的特征在于，第一流体是介电流体。

49、根据本发明的至少一个方面，热交换器的特征在于，第二流体意图在工作压力和温度下、在第二流体回路的至少一部分上处于两相液态/汽态。

50、根据本发明的至少一个方面，热交换器的特征在于，第二流体是制冷剂，例如r134a、r1234yf或r744。

51、本发明的特征、变型和不同实施例可以以各种组合方式相互组合，只要它们不是相互不相容或相互排斥的。特别地，可以设想本发明的变型，其仅包括本说明书中描述的与其他描述特征隔离的特征选择，如果这种特征选择足以提供技术优势的话。