具有微结构化的流体通道的温度控制板，特别是用于机动车辆制造技术

本发明专利技术涉及一种用于引导流体的板状流体容器，特别是用于控制电能的储存装置的温度或者用于控制电子控制或调节装置的温度，较佳地在机动车中，板状流体容器具有两个至少部分抵靠的层、用于流体流入到流体容器中的入口和用于流体从流体容器流出的出口，特别是流体的至少间歇性地连续的流入和流出，由此，在这些层之间，沿着至少存在于这些层中的一层中的至少一个凹部，存在有与该凹部相关联的、用于引导流体从入口到出口的至少一个流体通道。流体从入口到出口的至少一个流体通道。流体从入口到出口的至少一个流体通道。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有微结构化的流体通道的温度控制板，特别是用于机动车辆


[0001]本专利技术涉及一种用于引导流体的板状流体容器，特别是用于控制电能的储存装置的温度或者用于控制电子控制或调节装置的温度，较佳地在机动车中，具有两个至少部分抵靠的层、用于流体流入到流体容器中的入口和用于流体从流体容器流出的出口，特别是流体的至少间歇性连续的流入和流出，由此，在这些层之间沿着存在于这些层中的一层中的至少一个凹部，存在有与该凹部相关联的、用于引导流体从入口到出口的至少一个流体通道。

技术介绍

[0002]原则上，已知由金属以及塑料制造用于冷却但也可以用于加热并且由此通常用于控制与盖板相邻的部件的温度的冷却板。为此目的，例如，两块金属板，其中至少一块具有呈用于形成流体通道的一个或多个凹部的形式的通道结构，这样的两块金属板可以焊接或者钎焊在一起以形成冷却器板。因此，两个板或层之间的腔体由通道结构的拓扑结构产生，通道结构设计成呈在一块或两块板中的一个或多个凹部的形式，流体可以经过该腔体被引导例如以用于冷却。这样的冷却或温度控制板通常也可以被称为用于控制温度的板状流体容器。例如，DE 10 2017 202 552 A1公开了这样一种冷却器板，其也可以被称为用于控制温度的板状流体容器。由此，该流体通道可以与一个或多个凹部相关联。

技术实现思路

[0003]本专利技术基于的目的是改进已知的冷却板和/或加热板的温度控制能力，即，已知的用于控制温度的板状流体容器的温度控制能力，特别是以针对性的方式来实现期望的温度控制能力分布，例如，以避免不希望的温度分布不平均，或者以修改流体通道中的流动阻力。
[0004]这一目的是通过独立权利要求的主题内容实现的。
[0005]有利的实施例来自从属权利要求、说明书和附图。
[0006]一个方面涉及一种用于控制温度的板状流体容器，即，用于加热和/或冷却，特别是用于控制电能储存装置或者诸如电子控制和/或调节装置等耗电设备的温度。较佳地，储存装置或耗电设备是机动车辆，例如具有电动驱动马达的机动车辆的一部分。
[0007]在本文中，“板状”理解为流体容器以具有指定的长度和宽度在主延伸平面内延伸，并且流体容器的垂直于主延伸平面的厚度比长度和/或宽度小数倍，例如至少是十分之一或五十分之一。这样的用于控制温度的板状流体容器也可以被称为温度控制板和/或冷却板和/或加热板。
[0008]由此，该流体容器具有在一些区域中抵靠的至少两个相邻的层，例如金属层，但也可能是塑料层或者至少一个金属层和一个塑料层的结合，以及用于使流体流入到流体容器中的入口和用于使流体从流体容器中流出的出口。由此，在这些层之间，沿着至少一个凹
部，因此，一个或多个凹部存在于至少一个层中，因此在一个层或两个层中，存在与凹部相关联的至少一个流体通道以引导流体沿流动方向从入口到出口。由此，该流体通道可以具有与一个或多个凹部相关联的一个或多个流体通道部段。可选地，引导方向可以是相反的，并且出口可以用作入口。
[0009]由此，该流体通道至少在一些区域中，因此在一些区域中(分区域地)或完全地，特别是还在彼此分离的多个区域或流体通道部段中，在预定使用期间与流体接触的内壁上具有突出到流体通道中的多个微结构。
[0010]许多温度控制板具有面向被控制温度的主体的表面和背离所述主体的表面。
[0011]微结构可以存在于面向被控制温度的主体的内壁和背离被控制温度的主体的内壁两者上。所述微结构对应地布置或安装为具有脚部区域头部区域，脚部区域在相应分配的层中，头部区域自由地存在于(立在)通道中，经由微结构的一个或多个侧翼穿入到相应的脚部区域中。因此，微结构可以边缘式布置，并且头部区域自由地立在内壁上的通道中。由此，微结构可以借助于形成方法和/或施加(添加)方法和/或烧蚀方法来生产；在全部三种情况下，借助形成方法形成的头部区域或者通过施加方法施加的头部区域或者借助于烧蚀方法暴露的头部区域随后突出到流体通道中。
[0012]将微结构用到流体通道中，这具有以针对性的方法提高温度控制板的效率的效果。由此，微结构一方面被用在相应的流体通道部段中，从而以针对性的方法影响从流体到冷却器板的边界层。由此，流体和冷却板之间的摩擦可以以针对性的方法减少。该摩擦力可以减少至多10％，这是通过使流体通道或流体通道部段的主流(动)与流体通道的内壁的层流边界层之间发生的相互作用较少而实现的。通道部段中由于流体通道的拓扑结构的缘故会产生湍流，微结构也可以以针对性的方式用于这样的通道部段中，以减少或隔开所述湍流。经由微结构，也可以在流体通道部段中局部地影响流动，使得调节流体与内壁之间的能量交换，从而使温度控制能力在其他地方可用，因此，例如在热峰值处，即所谓的热点处高效地使用较冷的主要流动。
[0013]另一方面，微结构可以例如如所谓的湍流部一样用于局部地激发涡流。在这种情况下，微结构导致跨越流体通道的更大的压力损失，并且导致更大的热传递。
[0014]微结构例如在流体通道的分支处也可以设计成用于引导流动的引导结构。在此，可以借助于微结构来设计压力损失的增加或减少。此外，如上所述，微结构，如所谓的波纹部或表面肋，可以以针对性的方法平缓或避免涡流，较佳地跨域流体通道具有相同或更少的压力损失。
[0015]由此，微结构可以相应的采取不同的形状或相对于彼此的不同的布置，因此就可以局部地考虑不同的流动特性并且因此例如冷却板的冷却能力可以适合于要冷却的元件的发热量分布。
[0016]总的来说，描述的流体容器因此为温度控制板的产品系列提供了重要的附加值，因为可能改善热传递，例如，在其他恒定的边界条件下例如一致的拓扑结构下的改善的冷却效果。这又为在相同的安装空间中有更高的能量密度的方向打开了更大的设计空间，例如用于新的电力电子装置(功率电子器件)或使用新一代的能量储存装置，或者允许从现有的电池单体的更高的能量提取。可以以针对性的方法避免意外的不平均的温度分布，例如所谓的热点。特别是当冷却用于电能的储存装置，所谓的电池冷却板时，这为被冷却的电池
提供了增加的安全性和寿命。此外，泵功率可以通过使阻力最小化来减少。这使得整个系统，并且因此使得例如具有电驱动或混合动力驱动的更大范围的机动车能够更高效地运行。
[0017]在一个有利的实施例中，规定：微结构至少部分地，因此微结构中的一些或全部微结构，形成为表面肋，表面肋的主要延伸部基本上沿着流体经过流体通道的流动方向延伸。因此，表面肋或波纹部可以沿流动方向行进。这样的优点是流动阻力在微结构的区域中减少，并且因此影响了热传递。
[0018]表面翅片的优点是，在其中存在表面肋的流体通道部段中，涡流的形成和由此产生的压力损失会减少。此外，在所述区域中，从液体到环境或从环境到液体的热传递，特别是从或到被温度控制的部件的热传递受影响，增加了液体容器对要冷却的部件的适应能力，即，灵活性。
[0019]由此可以规定：表面肋至少部分地在流体通道上延伸，特别是在流体通道的无分支部段的大部分上延伸。这样本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于引导流体的板状流体容器(1)，特别是用于控制电能的储存装置(103)的温度或者用于控制电子控制和/或调节装置的温度，较佳地在机动车辆中，所述板状流体容器(1)具有：
‑
两个层(2、3)，所述两个层至少分区域地彼此抵靠；
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入口(101)，所述入口用于使流体进入到所述流体容器(1)中；以及
‑
出口(102)，所述出口用于使所述流体从所述流体容器(1)排出，至少一个流体通道(4)与凹部(8)相关联，用于引导流体从所述入口(101)到所述出口(102)，所述至少一个流体通道沿着存在于所述层(2、3)中的至少一个层中的至少一个凹部(8)存在于所述层(2、3)之间，其特征在于，所述流体通道(4)在内壁(7)上具有突出到所述流体通道(4)中的多个微结构(12)。2.根据权利要求1所述的流体容器(1)，其特征在于，所述微结构(12)至少部分形成为表面肋(12')，所述表面肋在其主要延伸方向上基本上沿所述流体经过所述流体通道(4)的流动方向(5)延伸。3.根据先前一权利要求所述的流体容器(1)，其特征在于，所述表面肋(12')至少部分地在所述流体通道(4)上延伸，特别是在所述流体通道(4)的无分支部段(4a、4b)的大部分上延伸。4.根据先前两个权利要求中的一个权利要求所述的流体容器(1)，其特征在于，至少分部段地，所述微结构(12)形成为多组的表面肋(12')，所述表面肋至少基本平行于所述流体经过所述流体通道(4)的流动方向(5)行进。5.根据先前三个权利要求中的一个权利要求所述的流体容器(1)，其特征在于，所述表面肋或所述表面肋(12')中的至少一些的高度(h)小于500μm，较佳地小于250μm。6.根据先前四个权利要求中的一个权利要求所述的流体容器(1)，其特征在于，所述表面肋(12')或所述表面肋(12')中的至少一些的高度(h)为至少5μm，较佳地至少10μm，较佳地至少20μm。7.根据先前五个权利要求中的一个权利要求所述的流体容器(1)，其特征在于，在基本平行于所述流体经过所述流体通道(4)的流动方向(5)延伸的一组表面肋(12
’
)中，两个最靠近的所述表面肋之间的距离至少与两个最靠近的所述表面肋中的较低的表面肋的高度(h)一样大，并且至多为两个最靠近的所述表面肋中的较高的表面肋的高度(h)的10倍。8.根据先前六个权利要求中的一个权利要求所述的流体容器(1)，其特征在于，
至少一组所述表面肋(12')布置成至少在一些部段中沿着所述流体经过所述流体通道(4)的流动方向(5)，因此所述至少一组表面肋在所述部段中存在于通道周长的至少20％上，较佳地是所述通道周长的40％上。9.根据先前权利要求中的一个权利要求所述的流体容器(1)，其特征在于，所述微结构(12)至少部分地形成为湍流部(12”)，所述湍流部在其沿所述流体经过所述通道的流动方向(5)的下游端部上具有用于所述流体的流动的撕裂边缘。10.根据前一权利要求所述的流体容器(1)，其特征在于，至少在一些部段中，所述微结构(12)形成为离散的流动干扰元件，所述流动干扰元件从所述流动干扰元件的最大宽度的区域开始，沿所述流体经过所述通道的流动方向(5)，平行于所述流动方向比起逆流动方向的延伸量小。11.根据前两个权利要求中的一个权利要求所述的流体容器(1)，其特征在于，多个湍流部(12”)沿着所述流体经过所述通道的流动方向(5)相继布置，其中沿所述流动方向(5)观察，相继布置的所述湍流部(12”)布置成从彼此偏离。12.根据先前权利要求中的一个权利要求所述的流体容器(1)，其特征在于，所述流体通道沿所述流体的流动方向(5)、在至少一个流体通道部段中具有曲率，其中，在具有所述曲率的区域中布置有至少一个，较佳地多个、形成为引导结构(...

【专利技术属性】
技术研发人员：C，
申请(专利权)人：德纳印度技术中心私人有限公司，
类型：发明
国别省市：