温控设备和用于控制电气模块的温度的方法技术

提出一种用于电气模块(20)的温控设备，特别是用于电动机的温控设备，包括：外壳(11)，所述外壳被设计成，除了电气连接触头和/或电气模块(20)的输出轴(20c)以外，基本上完全容纳电气模块(20)，所述外壳(11)包括管状壁段；在所述管状壁段中的至少一个波纹区域中，所述外壳(11)具有多个彼此平行延伸的波纹(11b)，所述波纹(11b)，除了它们的末端段之外，横向于所述管状壁段的纵轴延伸，并且在波纹各自的第一末端段和第二末端段处连续改变它们各自的走向，过渡到所述外壳(11)的相应的第一分配和收集通道(12.1)或第二分配和收集通道(12.2)中；用于温控流体的供给管道(13)，所述供给管道(13)通入所述第一分配和收集通道(12.1)；和用于温控流体的排出管道(14)，所述排出管道(14)从所述第二分配和收集通道(12.2)引出或分支出来。还提出一种通过这种温控设备来控制这种电气模块(20)的温度的方法，其中，温控流体，优选水，可选地具有添加剂、油或电介质，例如3M

【技术实现步骤摘要】
温控设备和用于控制电气模块的温度的方法
本专利技术涉及一种根据权利要求1所述的用于电气模块的温控设备，特别是用于电池模块或用于电动机的温控设备。本专利技术还涉及一种根据本专利技术的权利要求17所述的具有温控设备的电气模块，特别是电池模块或电动机。本专利技术还涉及一种根据本专利技术的权利要求25或权利要求26所述的由至少两个或三个具有温控设备的电气模块构成的布局。最后，本专利技术涉及一种根据权利要求27所述的方法，该方法用于通过根据本专利技术的温控设备控制电气模块的温度，特别是控制电池模块或电动机的温度。
技术介绍
从EP3056847A1中已知，借助于一种用温控介质绕物体环流的装置来控制物体的温度。该已知设备的特征在于，该温控装置包括至少一个由金属带卷绕的卷绕软管，该卷绕软管布置在物体的侧表面上并至少分区域地包围物体的侧表面。卷绕软管在其轮廓的内部中形成用于温控介质的轻质螺旋形净流动空间。由于卷绕软管受设计限制不是完全流体密封的，因此设置了附加的用于密封的外管。在上述现有技术中，已证明不利的是-在冷却应用的情况下-待散发的热量必须部分地穿过卷绕软管的壁，该壁分区段地甚至是双层构造的。由于采用外管的必需的多部件式的解决方案，导致相对较高的材料费用和成本费用。此外，由于这样的事实，即流动的引导通过唯一的长流动通道来进行，因此发生相对高的压力损失。根据现有技术的上述解决方案以图示方式在图1中示出。附图标记1表示具有表面1a的要温控的物体；附图标记L表示物体的纵轴线。在附图标记2处示出了所述的卷绕软管，其由金属带2a卷绕而成。附图标记3表示所述的用于密封的外管。在附图标记4处示出了用于温控介质的螺旋形流动空间。为了应对上述缺点，可以修改根据图1的温控设备，如在图1中所示的那样。相同的附图标记在此-如在所有图中那样–表示相同的或相同作用的元件。为了对温控介质进行流动引导，根据图2，使用朝向物体1敞开的U形卷绕轮廓5，其中，相邻的卷绕体在纵轴线L的方向上彼此间隔开地布置。再次需要用于密封的外管3，并且螺旋形地进行流体的引导。与在图1中的解决方案相比，减少了材料的使用，这意味着节省了成本和重量。此外不存在具有卷绕软管的双壁的区域，这便于传热。然而，缺点在此也在于，由于存在外管而导致多部件式的解决方案和相对高的压力损失。此外，在待温控的物体1的表面(侧表面)1a与U形卷绕轮廓的自由的支腿之间的区域中，发生温控介质的质量流滑移，这可能对温控效果产生不利影响。。图3以透视图示出了根据图2的设计方案，其中具有部分省略的外管3和通到流动空间4(参见图2)的用于温控介质的供给管道6。为了避免根据图2的设计方案的某些缺点，可以根据图4a进一步改进它的主题。代替卷绕软管或具有外管的卷绕轮廓，图4a示出了至少在纵向区段中呈螺旋波纹状的冷却套筒7，它相应地提供用于温控介质的螺旋形流动空间4。该流动空间位于(在顶部处分别被削平的)波峰7a的内部，而各位于波峰7a之间的波谷7b被相对较窄地设计。在根据图4a的设计方案中特别有利的是，在此是单部件式的解决方案，因为不再需要密封外管3(参见图1至3)。由于削平的波峰7a产生圆柱形的包裹几何形状，这是另一个优点。一个特定的缺点可能在于，根据图4a的冷却套管7的机械加工是相对复杂的。此外，根据图4a的设计方案遭受与根据图3的设计方案类似的质量流滑移。此外，在根据图4a的设计方案中，压力损失也相对较大，因为流动空间4也是相当长的单独的连续流动空间(也参见图1和图2)。图4b示出了根据图4a的设计方案的改进方案，其具有可选的端面冷却螺旋盘管7’，包括用于温控介质的供给管道或排出管道13、14。为了绝大部分地避免上面列出的问题，因此仍需要一种普遍地用于要温控的(即，要加热或要冷却的)物体的温控设备，借此可以在尽可能小的压力损失下和在没有质量流滑移下进行均匀的温度控制，同时应该减少材料费用和成本费用。
技术实现思路
根据本专利技术，该目的通过一种具有权利要求1的特征的温控设备，通过一种具有权利要求14的特征的电气模块，通过一种具有根据权利要求15或权利要求16所述的温控设备的电气模块的布局以及通过一种具有权利要求17的特征的方法来实现。根据本专利技术的构思的有利的改进方案是从属权利要求的主题。根据本专利技术的一种用于电气模块的温控设备，特别是用于电池模块或用于电动机的温控设备，包括：外壳，所述外壳被设计成，除了电气连接触头和/或所述电气模块的输出轴以外，基本上完全容纳所述电气模块，所述外壳包括管状壁段；在所述管状壁段中的至少一个波纹区域中，所述外壳具有多个彼此平行延伸的波纹，所述波纹除了它们的末端段之外，横向于管状壁段的纵轴延伸，并且在波纹各自的第一末端段和第二末端段处连续改变它们各自的走向，过渡到所述外壳的相应的第一分配和收集通道或第二分配和收集通道中；用于温控流体的供给管道，所述供给管道通入所述第一分配和收集通道；和用于温控流体的排出管道，所述排出管道从所述第二分配和收集通道引出或分支出来。在当前情况下，术语“电气模块”一般地表示待温控的物体，它被供给电能或它提供这种电能，并且它相应地具有被供电能或提供电能的电气连接触头(端子)。在电气模块为电动机的情况下，还可以存在输出轴。分配和收集通道可以优选地设计为光滑管区域，在该光滑管区域中外壳因此完全没有波纹。出于流动引导的原因，这是有利的；然而，本专利技术不限于这样的设计方案。根据本专利技术的温控设备用于基本上完全容纳这种电气模块。在这一点上，“基本上完全”意味着电气模块的至少所述电气连接触头和/或输出轴可以从外壳中突出来，以便特别地安装电连接导线或使用电动机所产生的驱动力。外壳包括管状壁段，这意味着该壁段被周向封闭地设计。在管状壁段中设有至少一个波纹区域，在该波纹区域中，外壳具有多个彼此平行延伸的波纹。这种实施例是已知的波纹管或波状管或波状软管。所述的波纹除了它们的末端段之外，横向于管状壁段的纵轴延伸。在所述的末端段处，这些波纹在连续改变它们各自的走向到外壳的相应的分配和收集通道(没有波纹)中。在这一点上，术语“连续改变”意味着，仅逐渐地改变进入分配和收集通道中的横向于管状壁段的纵轴延伸的延伸部的波纹走向。由此应该避免涡流的形成，这限制了压力损失并且改善了温控效果。此外，根据本专利技术的温控设备还包括用于温控流体的供给管道，该供给管道通入第一分配和收集通道。最后，还存在用于温控流体的排出管道，该排出通道从第二分配和收集通道中引出或分支出来。因此，温控流体经由供给管道进入第一分配和收集通道并从那里分布到彼此平行延伸的波纹上。在平行地流过这些波纹之后，温控流体进入第二分配和收集通道并从那里进入所述排出管道。以这种方式，产生用于温控流体的质量流分布，该温控流体被引导通过并联连接的波纹。结果是更低的压力损失和更均匀的温控效果。由于根据本专利技术的温控设备与已知的(金属)波纹管的相似性，根据本专利技术的解决方案也可以称为“冷却波纹管”或一般地称为“温控波纹管”。由于其制造所需的机器和工艺是已知的，因此具有简单且廉价的可制造性。不需要附加的外部密封。一种根据本专利技术的、用于通过根据本专利技术的温控设备来控制电气模块的温度的方法，特别是控制电池模块或电动机的温度的方法，该方法包括，将温控流体经由供给管道通过在管状壁段的波纹本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于电气模块(20)的温控设备，特别是用于电池模块或用于电动机的温控设备，该温控设备包括：外壳(11)，所述外壳被设计成，除了电气连接触头(20a，20b)和/或所述电气模块(20)的输出轴(20c)以外，基本上完全容纳所述电气模块(20)，所述外壳包括管状壁段；在所述管状壁段中的至少一个波纹区域(10a)中，所述外壳(11)具有多个彼此平行延伸的波纹，所述波纹除了它们的末端段(10d、10e)之外，横向于所述管状壁段的纵轴延伸，并且在波纹各自的第一末端段和第二末端段(10d、10e)处连续改变它们各自的走向，过渡到所述外壳(11)的相应的第一分配和收集通道(12.1)或第二分配和收集通道(12.2)中；用于温控流体的供给管道(13)，所述供给管道(13)通入所述第一分配和收集通道(12.1)；和用于温控流体的排出管道(14)，所述排出管道(14)从所述第二分配和收集通道(12.2)引出或分支出来。

【技术特征摘要】
2018.04.19 DE 102018109420.51.一种用于电气模块(20)的温控设备，特别是用于电池模块或用于电动机的温控设备，该温控设备包括：外壳(11)，所述外壳被设计成，除了电气连接触头(20a，20b)和/或所述电气模块(20)的输出轴(20c)以外，基本上完全容纳所述电气模块(20)，所述外壳包括管状壁段；在所述管状壁段中的至少一个波纹区域(10a)中，所述外壳(11)具有多个彼此平行延伸的波纹，所述波纹除了它们的末端段(10d、10e)之外，横向于所述管状壁段的纵轴延伸，并且在波纹各自的第一末端段和第二末端段(10d、10e)处连续改变它们各自的走向，过渡到所述外壳(11)的相应的第一分配和收集通道(12.1)或第二分配和收集通道(12.2)中；用于温控流体的供给管道(13)，所述供给管道(13)通入所述第一分配和收集通道(12.1)；和用于温控流体的排出管道(14)，所述排出管道(14)从所述第二分配和收集通道(12.2)引出或分支出来。2.根据权利要求1所述的温控设备，其中，在所述供给管道(13)区域的所述第一分配和收集通道(12.1)中以及/或者在所述排出管道(14)区域的所述第二分配和收集通道(12.2)中，所述温控流体的主流动方向基本上平行于所述管状壁段的纵轴线。3.根据权利要求1或2所述的温控设备，其中，所述供给管道(13)和/或所述排出管道(14)基本上平行于所述管状壁段的纵轴线。4.根据权利要求1至3中任一项所述的温控设备，其中，所述管状壁段具有两个优选在径向彼此相对的波纹区域(10a)和两个优选在径向彼此相对的分配和收集通道(12.1、12.2)。5.根据权利要求1至4中任一项所述的温控设备，其中，所述管状壁段具有类圆形的、特别是圆形的或椭圆形的横截面，并且所述管状壁段优选一体形成或者由至少两个半壳组成，最优选地通过材料配合连接的方式将根据权利要求4所述的分配和收集通道(12.1、12.2)与所述半壳连接。6.根据权利要求1至5中任一项所述的温控设备，其中，所述供给管道(13)和所述排出管道(14)被布置在所述管状壁段的一个共同的端部处。7.根据权利要求1至5中任一项所述的温控设备，其中，所述供给管道(13)和所述排出管道(14)被布置在所述管状壁段的不同的端部处。8.根据权利要求1至5中任一项所述的温控设备，其中，所述供给管道(13)和/或所述排出管道(14)被布置在所述管状壁段的纵向延伸方向的中间区域。9.根据权利要求8所述的温控设备，其中，所述外壳(11)的所述第一分配和收集通道(12.1)或所述第二分配和收集通道(12.2)朝向所述供给管道(13)和/或所述排出管道(14)的方向上呈扇形扩展，并过渡到所述波纹(11b)中。10.根据权利要求1至5中任一项所述的温控设备，其中，所述供给管道(13)和所述排出管道(14)布置在所述管状壁段的大约相同的圆周位置处，并且相对于所述管状壁段的纵向延伸方向偏移。11.根据权利要求10所述的温控设备，其中，在所述第一分配和收集通道(12.1)和所述第二分配和收集通道(12.2)之间具有分隔线(TL)，所述分隔线(TL)在所述供给管道(13)和所述排出管道(14)之间弯曲地延伸，所述分隔线(TL)优选大致呈S形延伸，其中，相应的分配和收集通道(12.1、12.2)沿着所述分隔线(TL)延伸，并且具有朝向所述供给管道(13)或所述排出管道(14)的方向上变化的横截面。12.根据权利要求1至11中任一项所述的温控设备，其中，所述外壳(11)至少在一个端面上具有用于封闭所述管状壁段的端盖(11')，优选地，除了电气连接触头(20a，20b)或输出轴(20c)的通道之外，所述端盖(11')包括至少一个另外的波纹区域(11a')，在该波纹区域中，所述外壳具有多个彼此平行延伸的端面的波纹(11b')，所述端面的波纹(11b')横向于所述管状壁段的纵轴延伸，并且波纹(11b')各自的第一末端段和第二末端段处过渡到各自相应的第一分配和收集通道(12.1)或第二分配和收集通道(12.2)中。13.根据权利要求1至12中任一项所述的温控设备，其中，所述波纹区域(10a)构造为所述波纹区域(10a)的波峰(10b)可以容纳在一个相同构造的波纹区域(10a)的波谷(10c)中，优选所述波峰(10b)和所述波谷(10c)的整个...

【专利技术属性】
技术研发人员：D·埃伦伯格，
申请(专利权)人：威茨曼有限公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE