电池冷却板热交换器和板组件制造技术

电池冷却板热交换器和板组件。一种用于热交换器的板组件，包括第一板、第二板以及布置在第一板和第二板之间的中间板。中间板在周边边缘处结合至所述第一板和第二板，从而产生板组件的密封周边。中间板的波纹提供与第一板和第二板的面向内表面接触的峰和谷。板组件可以构造为电池冷却板热交换器，以将来自电池的热传递至流经板组件的流体。

Plate as-battery cooling plate heat exchanger

【技术实现步骤摘要】
电池冷却板热交换器和板组件本申请是申请日为2017年2月3日、申请号为201780009614.8(国际申请号为PCT/US2017/016480)、专利技术名称为“电池冷却板热交换器和板组件”的专利技术专利申请的分案申请。相关申请的交叉引用本申请要求2016年2月3日提交的美国临时专利申请62/290,620号的优先权，其公开内容通过引用以其整体并入本文。
技术介绍
已知用于冷却发热装置(诸如电池)的致冷板。这些板通过从装置高效地移除热而将发热装置的运行温度保持在可接受的运行范围内，由此防止装置因温度过高而退化。通常，通过将热转移至穿过板的流体流而移除热。在这些应用中，通常期望在板的表面上保持基本均匀的温度分布。在电池的冷却中，特别是在诸如电动车辆或者混合动力车辆的电池的冷却的应用中，尤其期望这种均匀的温度分布。先前已知的实现上述均匀温度分布的尝试包括使用高热惯性流体作为冷却介质。流体的热惯性可以通过温度升高或降低速率与实现该温度升高或降低速率所需的热输入或输出的速率之间的比例来表征。通过使用具有作为流体性质的高质量流速、高比热容或两者的单相流体(例如液体)，可以实现高的热惯性。已经发现这种方法在需要同时冷却多个装置的应用中尤其成问题，如电动或混合动力机动车辆的电池的冷却中的通常情况。当在这种应用中使用典型的液体冷却剂时，需要非常高的流体流量，以在流体从电池接收热时最小化不希望的流体温度升高。并联布置多个非常高的流体流以冷却多个电池是有问题的，因为其需要难以负担的过大的冷却剂处理系统和大量的寄生功率来引导冷却剂通过系统。将电池冷却装置沿冷却剂回路串联布置也是不期望的，因为冷却剂温度将不可避免地沿着串联电路上升，而导致各个电池的温度之间的不一致。还提出了电动或混合动力机动车辆应用中的电池的两相制冷剂冷却，但是也发现存在问题。制冷剂的使用具有的优点在于在两相状态时，提供具有高有效热容的冷却流体，其中流体的蒸发在实际上没有温度升高的情况下发生。然而，一旦制冷剂完全蒸发，则任何额外的热输入将导致制冷剂过热，从而引起快速的温度升高。当在电池冷却装置内发生这种情况时，会导致电池温度的急剧不连续，这可能损害电池的寿命和性能。此外，电池热负荷的动态特性使得难以(如果不是不可能)维持不会引起这种干涸现象的发生的制冷剂流动。
技术实现思路
根据本专利技术的一些实施例，用于热交换器的板组件包括第一板、第二板以及布置在第一板和第二板之间的中间板。中间板在周边边缘处结合到第一板和第二板，以形成板组件的密封周边。中间板的波纹提供与第一板和第二板的面向内表面接触的峰和谷。中间板将由中间板和第一板的面向内表面限定的第一体积与由中间板和第二板的面向内表面限定的第二体积隔开。在一些实施例中，第一体积和第二体积在第一板和第二板之间彼此在液力学上隔离。在其它实施例中，第一体积和第二体积在板组件内的特定位置处彼此流体连通。在一些实施例中，板组件是电池冷却板热交换器，并且包括布置在板组件的长度方向的一端处的流体歧管区域。第一进口室、第一出口室、第二进口室和第二出口室被布置在该流体歧管区域内。第一进口室和第一出口室是第一体积的一部分，并且第二进口室和第二出口室是第二体积的一部分。在一些这样的实施例中，第一进口室与第二出口室在板组件的厚度方向上重叠，并且第二进口室与第一出口室在所述厚度方向上重叠。在其它这样的实施例中，第一进口室与第二进口室在板组件的厚度方向上重叠，并且第一出口室与第二出口室在所述厚度方向上重叠。在一些实施例中，板组件包括第一流体室和第二流体室。第一流体室可以布置在第一板的凹凸区域中，并且可以与第一体积流体连通或者可以是第一体积的一部分。第二流体室可以布置在第二板的凹凸区域中，并且可以与第二体积流体连通或者可以是第二体积的一部分。第一凹凸部从中间板朝向第一板延伸，并且与第一板的凹凸区域接合，以部分地限界第二流体室。第二凹凸部从中间板朝向第二板延伸，并且与第二板的凹凸区域接合，以部分地限界第一流体室。在一些这样的实施例中，第一流体室和第二流体室彼此紧邻地布置。在一些实施例中，第一板的凹凸区域与第二板的凹凸区域直接相反地布置。可替选地，第一流体室和第二流体室可以在第一板和第二板之间布置在板组件的流体歧管区域中。第一流体室和第二流体室可以在板组件的厚度方向上彼此重叠，并且可以被中间板的大致平面壁隔开。在一些实施例中，板组件还可以包括第三流体室和第四流体室，第三流体室和第四流体室也布置在流体歧管区域中，并且也在厚度方向上彼此重叠。第三室还可以与第一体积流体连通或者可以是第一室的一部分。第四室也可以与第二体积流体连通或者可以是第二体积的一部分。在一些实施例中，护圈形成在第一板和第二板中的一个中，并从该板的边缘延伸穿过流体歧管区域。中间板可以在护圈区域中连接到第一板和第二板，从而将第一流体室与第三流体室隔开，并且将第二流体室与第四流体室隔开。在一些这样的实施例中，板组件包括第一组非线性流体流动路径，其布置在中间板和第一板之间。第一组非线性流体流动路径提供第一流体室和第三流体室之间的流体连接。板组件还可以包括第二组非线性流体流动路径，其布置在中间板和第二板之间。第二组非线性流体流动路径提供第二流体室和第四流体室之间的流体连接。在一些这样的实施例中，沿第一组非线性流体流动路径行进的流体以沿第二组非线性流动路径行进的流体的逆流取向行进。在一些实施例中，第一组非线性流体流动路径在第一室和第三室之间以连续且非连通的方式延伸，使得通过那些非线性流体流动路径中的一个行进的任何流体被沿着那些室之间的流动路径中的所述一个流动路径容纳。类似地，第二组非线性流体流动路径可以在第二室和第四室之间以连续且非连通的方式延伸。在一些实施例中，非线性流体流动路径中的每个包括在板组件的长度方向上延伸的至少两个线性流动段。第一组中的每个线性流动段可以与第二组的线性流动段中的至少一个(并且是有时)相邻。沿着第一组中的线性流动段行进的流体可以是沿着与流过第二组中的相邻的线性流动段的流体的方向相反的方向。在一些实施例中，第一孔口延伸穿过第一板及中间板的凹凸部，以便允许流体通过流体室中的一个流入或流出板组件。在一些实施例中，第二孔口延伸穿过第一板，以便允许流体通过流体室中的另一个流入或流出板组件。第二孔口可以(但不是必须)也延伸穿过中间板。在一些但非所有的实施例中，第一孔口延伸穿过第一板的凹凸区域。在一些但非所有的实施例中，第一孔口或第二孔口或两者进一步延伸穿过第二板，以允许流体流过第一流体室。在一些实施例中，这种孔口延伸穿过第二板的凹凸区域。在一些实施例中，第一板在第一平面处被结合到中间板的周边边缘。第一平面可以在板组件的厚度方向上位于第一板和第二板之间的大约中间的点处。可替选地，第一平面可以位于第一板和第二板中的一个的外表面的正下方。在一些实施例中，第一平面可以与所述面向内表面中的与中间板的峰和谷接触的一个面向内表面共面。在一些这样的实施例中，第一板和第二板中的一个可以为没有任何形成边缘的平坦板。在一些实施例中，第一板的凹凸区域限定本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于热交换器的板组件，包括：/n第一板；/n第二板；/n中间板，所述中间板布置在所述第一板和所述第二板之间，并且在周边边缘处结合到所述第一板和所述第二板，以产生所述板组件的密封周边，所述中间板具有包括峰和谷的波纹，所述峰和谷与所述第一板和所述第二板的面向内表面接触，所述中间板将由所述中间板和所述第一板的所述面向内表面限定的第一体积与由所述中间板和所述第二板的所述面向内表面限定的第二体积隔离；/n第一流体室，所述第一流体室布置在所述第一板的第一凹凸区域中，并且与所述第一体积流体连通；/n第二流体室，所述第二流体室布置在所述第二板的第一凹凸区域中，并且与所述第二体积流体连通；/n第三流体室，所述第三流体室布置在所述第二板的第二凹凸区域中，并且与所述第二体积流体连通；/n第四流体室，所述第四流体室布置在所述第一板的第二凹凸区域中，并且与所述第一体积流体连通。/n

【技术特征摘要】
20160203 US 62/290,6201.一种用于热交换器的板组件，包括：
第一板；
第二板；
中间板，所述中间板布置在所述第一板和所述第二板之间，并且在周边边缘处结合到所述第一板和所述第二板，以产生所述板组件的密封周边，所述中间板具有包括峰和谷的波纹，所述峰和谷与所述第一板和所述第二板的面向内表面接触，所述中间板将由所述中间板和所述第一板的所述面向内表面限定的第一体积与由所述中间板和所述第二板的所述面向内表面限定的第二体积隔离；
第一流体室，所述第一流体室布置在所述第一板的第一凹凸区域中，并且与所述第一体积流体连通；
第二流体室，所述第二流体室布置在所述第二板的第一凹凸区域中，并且与所述第二体积流体连通；
第三流体室，所述第三流体室布置在所述第二板的第二凹凸区域中，并且与所述第二体积流体连通；
第四流体室，所述第四流体室布置在所述第一板的第二凹凸区域中，并且与所述第一体积流体连通。


2.根据权利要求1所述的板组件，其中所述第一板的所述第一凹凸区域和所述第二凹凸区域以及所述第二板的所述第一凹凸区域和所述第二凹凸区域沿所述板组件的共用边缘布置。


3.根据权利要求1所述的板组件，其中所述第一流体室、所述第二流体室、所述第三流体室和所述第四流体室被布置成行，使得所述第二流体室和所述第三流体室布置在所述第一流体室和所述第四流体室之间。


4.根据权利要求1所述的板组件，其中所述第二板的所述第一凹凸区域布置成与所述第一板的所述第一凹凸区域直接相反，并且其中所述第二板的所述第二凹凸区域布置成与所述第一板的所述第二凹凸区域直接相反。


5.根据权利要求1所述的板组件，其中从所述中间板延伸的凹凸部接合所述第一板和所述第二板的凹凸区域，以便在所述第一流体室和所述第二流体室之间提供流体隔离，以及在所述第三流体室和所述第四流体室之间提供流体隔离。


6.根据权利要求1所述的板组件，还包括：
用于第一流体的进口端口，所述用于第一流体的进口端口结合至所述第一板，并且与所述第一流体室和所述第四流体室中的一个流体连通；
用于第一流体的出口端口，所述用于第一流体的出口端口结合至所述第一板，并且与所述第一流体室和所述第四流体室中的另一个流体连通；
用于第二流体的进口端口，所述用于第二流体的进口端口结合至所述第一板，并且与所述第二流体室和所述第三流体室中的一个流体连通；以及
用于第二流体的出口端口，所述用于第二流体的出口端口结合至所述第一板，并且与所述第二流体室和所述第三流体室中的另一个流体连通。


7.根据权利要求6所述的板组件，其中所述用于第二流体的进口端口与所述用于第二流体的出口端口设置在单个接头块中。


8.根据权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员：凯尔·希斯勒，克里斯托弗·迈克尔·莫尔，米切尔·克劳福德，托马斯·格罗托弗斯特，贾森·布劳恩，
申请(专利权)人：摩丁制造公司，
类型：发明
国别省市：美国;US