冷板热交换器制造技术

一种热交换器，该热交换器可以包括穿孔板，该穿孔板具有夹在第一板和第二板之间的多个开口。第一板可具有第一板中间平坦表面、第一板外周壁和入口，第一板外周壁从第一板中间平坦表面的内表面朝向第二板延伸，入口允许流体流到中间平坦表面的内表面上。第二板可具有第二板中间平坦表面、第二板外周壁和出口，第二板外周壁从第二板中间平坦表面的内表面朝向第一板延伸，出口允许流体离开热交换器。所述第一板、所述第二板和所述穿孔板可以被联接并限定用于使热交换器流体从所述入口至所述出口流动的流体通道。

【技术实现步骤摘要】
冷板热交换器相关申请的交叉引用本申请要求于2019年1月28日提交的题为“冷板热交换器(ColdPlateHeatExchanger)”的美国临时申请第62/797,684号的优先权。为了所有目的，通过引用将上面列出的申请全部内容纳入本文。
本说明书涉及热交换器。在特定方面，本说明书涉及一种用于与一个或多个电池一起使用的冷板热交换器。
技术介绍
即使不同的电池化学方面具有不同的特性，但是电池的性能和循环寿命在很大程度上取决于所施加的负载(并因此取决于充电/放电速率)以及工作条件(诸如温度)。电池通常在放电速率(C/8-2C)、工作温度(通常为从20℃至45℃)和均匀性(通常低于5℃)的一定范围内有效工作。电动车辆电池产生需要发散的热量。通常，热量被传递至在冷板上循环的流体。冷板由用于工作液体(例如水-乙二醇50/-50％溶液)的流动通道组成，这些工作液体吸收由电池单体产生的热量。这种冷板可将电池单体保持在目标运行温度和均匀的温度分布下。电池的冷却所面临的一个挑战是要具有如下的能力，即，经由低温差的冷板设计实现均匀温度分布。另外，当前的冷板设计具有通道或凹窝，通过这些通道或凹窝，流体被迫沿期望的路径移动。在下一个(随后的)单体的冷却过程开始之前，工作流体的温度会升高，在单体内引起更高的温度梯度。图1描绘了常规冷板热交换器100的第一示例，示出了在冷却下一个单体之前冷却剂温度的升高。在这样的实施例中，单体A用最冷的流体冷却，单体B用比单体A更热的流体冷却，单体C用最热的流体冷却。因此，提供不均匀的冷却剂温度来冷却电池单体，引起单体之间的更高的温度梯度。图2进一步说明了在流体沿流动方向(用箭头示出)流动时，沿着常规冷板热交换器200的第二示例的温度升高的情况，这引起板200上的流体温度不均匀。随着流体流过冷板热交换器200，热交换器流体的温度升高。如图3A至3B所示，这导致不均匀温度的流，导致差的冷却效率，其中常规热交换器冷板300的第三示例与热交换器冷板300的另一侧之间有温度差，温度明显不同。
技术实现思路
因此，希望提供一种可有助于减小在热交换器中流动的热交换器流体的温度差的热交换器。另外，需要一种在操作(运行)期间能够有助于提供更均匀的冷却表面的热交换器。此外，需要一种可以对放置在热交换器上的电池提供更均匀的温度控制的热交换器。应当理解，提供以上概述是为了以简化的形式介绍在详细描述中进一步描述的概念的选择。这并不意味着确定所要求保护的主题的关键或必要特征，所要求保护的主题的范围由所附权利要求唯一地限定。此外，所要求保护的主题不限于解决以上或在本公开的任何部分中指出的任何缺点的实施方式。附图说明现在将通过示例的方式参考示出本申请的示例实施例的附图。图1示出了常规的冷板的第一示例的一部分的平面图，示出了相邻单体中的冷却剂温度升高；图2示出了常规的冷板的第二示例的平面图，示出了热交换器流体从入口到出口的温度升高；图3A示出了常规的冷板的第三示例的平面图，示出了热交换器入口侧的温度；图3B示出了常规的冷板的第三示例的平面图，示出了热交换器出口侧的温度差；图4是本文公开的热交换器的第一实施例的第一板的平面图；图5是图4的第一板沿线A-A截取的截面图；图6是本文公开的热交换器的第一实施例的第二板的平面图；图7是图6中公开的第二板沿线C-C截取的截面图；图8是可包括在本文公开的热交换器中的穿孔板的第一示例的平面图；图9是图8的穿孔板沿线B-B截取的截面图；图10是本文公开的热交换器的第二实施例的透明平面图；图11是图10的热交换器沿线A-A截取的截面图；图12A示出了图11所示的热交换器的截面图；图12B示出了图12A的剖视图的一部分的放大视图；图13示出了可包括在本文公开的热交换器中的穿孔板的第二示例的平面图；图14示出了沿图13的穿孔板的线E-E的截面图；图15示出了可包括在本文公开的热交换器中的穿孔板的第三示例的平面图；图16示出了可包括在本文公开的热交换器中的穿孔板的第四示例的平面图；以及图17示出了本文公开的热交换器的第三实施例的局部分解图。具体实施方式在一个方面，本说明书涉及一种热交换器，热交换器具有第一板、第二板和位于第一板与第二板之间的穿孔板(或称多孔板)。根据本文公开的实施例，第一板也称为底板。在组装时(如在此进一步描述的)，将穿孔板定位在底板上，并且将第二板(也称为顶板)定位在穿孔板的相对面上。在一个实施例中，需要温度控制的电池单体被放置在顶板的背离穿孔板的面上。为了说明和解释的目的，总体上是这样来描述热交换器(下文中也称之为冷板热交换器或冷板)，即，先描述第一板，随后是第二板的实施例、穿孔板，然后是热交换器的组装形式。还描述了可用于形成本文公开的热交换器的穿孔板的附加的实施例。现在转到图4和图5，图4示出了平面图，且图5示出了沿本文公开的热交换器400的第一实施例的第一板4的线A-A截取的横截面图。提供一组参考轴401以用于在所示视图之间进行比较，参考轴401指示y轴、x轴和z轴。在本文公开的实施例中，从图4的平面图可见，第一板4具有大体矩形的结构，与z轴纵向地对齐，并且热交换器流体纵向地流动经过第一板4的长度。然而，热交换器400非限制示例，其他形状和结构也是可能的。第一板4具有总体上在中间的平坦表面10，其具有内表面12和相对的外表面14，如图5所示。第一板4的内表面12构造成允许热交换器流体进入热交换器400经过其流动。第一板4的外表面14面向热交换器400的外部。在一个实施例中，第一板4的外表面14不与热交换器流体接触。如所示的，第一板4的外表面14具有总体上平坦的表面，然而，取决于希望的应用，其他形状和结构也是可能的。在本文公开的实施例中，诸如图10至图12B所示的电池单体102的电池单体未被示出，但是可以被定位在第一板4的外表面14上，例如在一些示例中，抵靠外表面14。但是，在本文公开的热交换器400中，第一板4的外表面14距电池单元最远，例如最远离的情况。在本文公开的实施例中，第一板4具有壁16，该壁16沿着y轴延伸远离中间平坦表面10的内表面12的外周边缘22。壁16具有第一端18和相对的第二端20，并且壁16的第一端18联接至或延伸远离中间平坦表面10。第一板外周壁16沿着y轴延伸远离中间平坦表面10的外表面14。另外，第一板外周壁16沿着并且延伸远离中间平坦表面10的整个外周边缘22，例如，围绕第一板4的整个外周。壁16和中间平坦表面10一起形成了容器或入口腔室26，如图4所示，入口腔室26用于在热交换器400中接收热交换器流体。在公开的实施例中，第一板4具有凸缘24，如图5所示，凸缘24联接在第一板外周壁16的第二端20处。如本文所述，第一板凸缘24延伸远离中间平坦表面10，并提供用于将第一板4联接至穿本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种热交换器，包括：/n第一板、第二板和具有多个开口的穿孔板，所述穿孔板夹在所述第一板和所述第二板之间；/n所述第一板具有/n第一板中间平坦表面，所述第一板中间平坦表面具有内表面和相对的外表面；/n第一板外周壁，所述第一板外周壁具有第一端和第二相对端，所述第一板外周壁联接在所述第一端处或从所述第一端延伸，并且从所述第一板中间平坦表面的内表面的外周边缘延伸；其中，所述第一板中间平坦表面和所述第一板外周壁一起限定了入口腔室；以及/n入口，所述入口允许流体流到所述中间平坦表面的内部表面上；并且/n所述第二板具有/n第二板中间平坦表面，所述第二板中间平坦表面具有内表面和相对的外表面；/n第二板外周壁，所述第二板外周壁具有第一端和第二相对端，所述第二板外周壁联接在所述第一端处或从所述第一端延伸，并且从所述第二板中间平坦表面的内表面的外周边缘延伸，所述第二板外周壁朝向所述第一板延伸；其中，所述第二板中间平坦表面和所述第二板外周壁一起限定了出口腔室；以及/n出口，所述出口允许流体从所述热交换器离开；/n其中，/n所述第一板和所述第二板呈面对面的关系，其中所述第一板的内表面面向所述第二板的内表面，并且所述第一板、所述第二板和所述穿孔板被联接并且限定用于使热交换器流体从所述入口至所述出口流动的流体通道。/n...

【技术特征摘要】
20190128 US 62/797,6841.一种热交换器，包括：
第一板、第二板和具有多个开口的穿孔板，所述穿孔板夹在所述第一板和所述第二板之间；
所述第一板具有
第一板中间平坦表面，所述第一板中间平坦表面具有内表面和相对的外表面；
第一板外周壁，所述第一板外周壁具有第一端和第二相对端，所述第一板外周壁联接在所述第一端处或从所述第一端延伸，并且从所述第一板中间平坦表面的内表面的外周边缘延伸；其中，所述第一板中间平坦表面和所述第一板外周壁一起限定了入口腔室；以及
入口，所述入口允许流体流到所述中间平坦表面的内部表面上；并且
所述第二板具有
第二板中间平坦表面，所述第二板中间平坦表面具有内表面和相对的外表面；
第二板外周壁，所述第二板外周壁具有第一端和第二相对端，所述第二板外周壁联接在所述第一端处或从所述第一端延伸，并且从所述第二板中间平坦表面的内表面的外周边缘延伸，所述第二板外周壁朝向所述第一板延伸；其中，所述第二板中间平坦表面和所述第二板外周壁一起限定了出口腔室；以及
出口，所述出口允许流体从所述热交换器离开；
其中，
所述第一板和所述第二板呈面对面的关系，其中所述第一板的内表面面向所述第二板的内表面，并且所述第一板、所述第二板和所述穿孔板被联接并且限定用于使热交换器流体从所述入口至所述出口流动的流体通道。


2.如权利要求1所述的热交换器，其特征在于，还包括：
从所述第一板中间平坦表面的内表面延伸的突起或肋。


3.如权利要求1所述的热交换器，其特征在于，还包括：
多个肋，所述多个肋从所述第一板中间平坦表面的内表面延伸的多个肋，所述多个肋定位成沿着所述第一板的长度从靠近所述第一板的第一端至靠近所述第一板的相对的第二端。


4.如权利要求1所述的热交换器，其特征在于，所述穿孔板具有多个喷嘴，并且每个喷嘴具有开口，以提供所述多个开口，并且其中每个喷...

【专利技术属性】
技术研发人员：E·加尔维斯，F·瓦基利莫加达姆，
申请(专利权)人：达纳加拿大公司，
类型：新型
国别省市：加拿大;CA