CN117795282A - 热交换面板 - Google Patents

Abstract

公开了一种热交换组件，其包括：(I)两个或更多个面板；(II)在该两个或更多个面板之间形成的多个通道；以及(III)一个或更多个贮存器，该一个或更多个贮存器位于该多个通道附近并且被配置成至少临时存储温度控制材料，其中该多个通道被配置成引导该温度控制材料在该两个或更多个面板之间的流动路径并且为该组件提供结构刚性。

Description

热交换面板

相关申请的交叉引用

本专利申请要求于2021年5月25日提交的美国临时申请第63/192,785号的权益和优先权，出于所有目的其全部内容通过引用并入本文。

技术领域

本发明总体上涉及一种热交换组件，并且更具体地涉及一种多层热交换组件。

背景技术

在许多工业中，经常需要电子设备和电力设备用于各种任务。这种电子设备和电力设备经常在连续运行期间生成高能量和/或过多的热量。例如，一个特定的工业是汽车工业，其中许多车辆，诸如电动车辆，需要可充电电池来为车辆供电。然而，这些电池在运行期间经常生成相当高的热量，这又可能改变电池的性能或者甚至阻止电池成功运行。因此，已经尝试提供冷却***或热交换组件以将电池的期望温度维持在室温附近或稍高于室温。

在各种车辆中实施的一种特别常见的解决方案是热交换***，其中冷却剂流过与电池接触的壳体以从电池吸取过多的热量。过多的热量然后通过冷却剂传递并且沿热交换***的不与电池接触的相对表面排出。制冷剂也可以与车载空调回路结合使用。这些解决方案允许***根据需要将电池冷却或加热到期望的温度。然而，热交换***通常需要结构上刚性的金属材料以正常运行。这些金属通常需要过多的制造时间和/或成本。另外，热交换***通常需要在壳体内的复杂的内芯，该内芯在使用期间引导或转移冷却剂。这些内芯通常制造复杂、笨重、昂贵或其中的一种组合。此外，大多数现有的热交换器易受冲击损坏，并且在电池冲击保护方面几乎没有益处。

热交换***的实例可以见于国际申请第PCT/US2020/044383号，出于所有目的，其全部内容通过引用并入本文。仍然需要一种轻质、划算的热交换组件，其还可以保护电池免受外部冲击。所需要的是一种热交换***，其具有一个或更多个金属层与辅助部件结合以引导冷却剂流。仍然需要一种可定制的热交换***。所需要的是一种热交换组件，其具有可定制并且可调的通道图案以引导冷却剂温度控制材料或其他温度控制材料。仍然需要一种冷却或加热一个或更多个部件同时还提供结构刚性和冲击保护的热交换***。所需要的是还提供一种结构加强的热交换组件。

发明内容

本教导通过提供一种热交换组件来满足当前需要中的一个或更多个，该热交换组件包括：(I)两个或更多个面板；(II)在该两个或更多个面板之间形成的多个通道；以及(III)一个或更多个贮存器，该一个或更多个贮存器连接到该多个通道或位于该多个通道附近，并且被配置成至少临时存储温度控制材料，其中该多个通道被配置成引导该温度控制材料在该两个或更多个面板之间的流动路径。

本教导通过提供一种热交换组件来满足当前需要中的一个或更多个，该热交换组件包括：设置在两个或更多个面板之间的金属芯或聚合物芯，其中多个突起、圆顶或其他几何形状形成多个通道；设置在该两个或更多个面板之间的粘合剂或其他联结材料，该粘合剂或其他联结材料形成该多个通道而且在层之间提供结构接头；多个侧壁，该多个侧壁邻接该两个或更多个面板的多个末端边缘以形成围绕该多个通道的壳体；第二贮存器，其中多个贮存器定位在该多个通道的相对端上，使得该温度控制材料通过该多个通道在多个贮存器之间流动；或其中的一种组合。

第一面板可以是金属的，并且第二面板可以是金属的或聚合物的。贮存器可以包括邻接多个通道的开口，使得温度控制材料的流动路径从贮存器移动，通过该开口并且进入多个通道，或从多个通道移动，通过该开口，并且进入贮存器。温度控制材料的流动路径可以以蛇形图案环绕通过多个通道。温度控制材料的流动路径可以以基本上平行并且同时的方式流过多个通道。温度控制材料的流动路径可以是基本上随机的。粘合剂可以是可发泡的或不可发泡的材料，其以期望的图案施加，用于联结面板和引导冷却剂中的一者或更多者。在组装和发泡(如果使用可发泡材料)之后，两个或更多个面板可以通过粘合剂的厚度间隔开。在组装之后，即使不使用可发泡材料，两个或更多个面板也通过粘合剂的厚度间隔开。两个或更多个面板可以包括涂层以防止电化学腐蚀或其他类型的腐蚀。两个或更多个面板可以包括顶部面板、底部面板和中间面板。多个通道可以设置在顶部面板和中间面板之间以及中间面板和底部面板之间。温度控制材料可以是聚乙二醇、空气、制冷剂、水、乙醇、相变材料或这些的一种组合。芯可以是成形的铝或其他金属。两个或更多个面板中的至少一个可以是可渗透的。一个或更多个贮存器可以定位在多个通道的相对端上，使得温度控制材料通过多个通道在贮存器之间流动。该多个通道可以经由在两个或更多个面板之间延伸的多个突起形成。粘合剂可以在-40℃和至少80℃之间保持结构完整。热交换组件可以结合到汽车电池壳体中。两个或更多个面板可以经由一个或更多个间隔件间隔开，以在两个或更多个面板之间产生期望的空隙。贮存器的开口可以包括一个或更多个维持开口结构的加强支柱。

该组件可以包括加热元件。多个通道可以包括加热元件。该组件可以包括加热元件，并且该加热元件包括一根或更多根电阻丝。该组件可以包括感应加热部件。该组件可以基本上不含任何粘合剂材料。

热交换组件可以包括由一个或更多个桥互连以形成芯的多个通道。桥的至少一部分可以包括凹部。粘合剂材料可以设置在凹部内，以将芯固定到两个或更多个面板。凹部可以与两个或更多个面板形成空腔。在组装之后粘合剂材料可以定位在空腔内，以防止粘合剂材料和温度控制材料之间的接触。

本教导通过提供以下来满足当前需要中的一个或更多个：轻质、结构性和抗冲击的热交换组件；具有一个或更多个金属层和/或聚合物层的热交换***；可定制的热交换***；具有可定制并且可调的通道图案以引导冷却剂温度控制材料的热交换组件；需要冷却或加热一个或更多个部件同时还提供结构刚性的热交换***；提供结构加强的热交换组件；或其中的一种组合。

附图说明

图1是面板组件的分解透视图。

图2是没有芯的面板组件的分解透视图。

图3A是图示温度控制材料的环绕流动路径的面板组件的俯视图。

图3B是图示温度控制材料的平行流动路径的面板组件的俯视图。

图3C是图示温度控制材料的随机流动路径的面板组件的俯视图。

图4是图示温度控制材料的流动路径的面板组件的横截面图。

图5是面板组件的横截面图。

具体实施方式

本文给出的解释和说明旨在使本领域的其他技术人员熟悉本发明、其原理及其实际应用。所阐述的本发明的特定实施例并不旨在穷举或限制本发明。本发明的范围应参考所附权利要求以及称为此类权利要求的等同物的全部范围来确定。所有文章和参考，包括专利申请和出版物，的公开内容出于所有目的通过引用整体并入本文。如将从以下权利要求中收集的其他组合也是可能的，该权利要求也通过引用整体并入本书面描述中。

本文中的教导涉及一种热交换组件。热交换组件可以用于通过将热量从一个或更多个部件传递通过热交换组件来降低或增加一个或更多个部件的温度。热交换组件可以邻接被冷却或加热的部件的一个或更多个表面。热交换组件可以支撑被冷却或加热的部件。例如，热交换组件可以集成到支撑或封装车辆电池的电池壳体中。热交换组件可以包括一个或更多个层、一个或更多个冷却剂、一个或更多个壳体或其中的一种组合。热交换组件可以包括一种或更多种循环温度控制材料。温度控制材料可以经由一个或更多个泵、一个或更多个马达、一个或更多个叶轮、一个或更多个螺旋桨或其中的一种组合循环通过热交换组件。热交换组件可以是耐腐蚀的。热交换组件可以是耐潮的。热交换组件可以包括一种或更多种阻挡材料。一种或更多种阻挡材料可以降低热交换组件的噪音和/或吸收热交换组件的噪音。热交换组件可以是各向同性的，使得热交换组件在不同方向上基本上是均匀的。相反，热交换组件可以是各向异性的，使得当沿相反方向测量时，热交换组件具有不同的机械特性和/或材料特性。例如，热交换组件沿纵向轴线可以是结构上刚性的，而沿横向于纵向轴线的轴线是柔性的。

热交换组件可以包括两个或更多个面板。面板可以用于形成热交换组件的外壳。面板可以用于形成围绕热交换组件的内部部分的壳体。面板可以支撑被冷却或加热的部件。面板可以是部件和热交换组件之间的初始接触点，以将热量传递到部件或从部件传递到热交换组件。例如，热交换组件的顶部面板可以支撑并且邻接电池的底部部分，使得热量最初从电池传递到顶部面板，或从顶部面板传递到电池。面板优选是结构上刚性的。面板可以是柔性的。面板可以是耐潮的、耐腐蚀的、抗微生物的、抗真菌的，或其中的一种组合。例如，面板可以包括一个或更多个涂层以防止电化学腐蚀或其他类型的腐蚀。面板可以是可渗透的。面板可以包括一个或更多个孔、空隙、间隔或其中的一种组合以形成可渗透层。面板可以是基本耐潮或气密的，以防止流过热交换组件内部的冷却剂温度控制材料泄漏。

面板可以是任何期望的形状和材料。面板可以具有任何期望的厚度。面板可以具有小于1mm、约1mm或更大、约2mm或更大或约3mm或更大的厚度。面板可以具有约6mm或更小、约5mm或更小，或约4mm或更小的厚度。面板可以是金属的。例如，面板可以是铝、铁、钢、铜、青铜或其中的一种组合。替代地，面板可以是聚合物的。例如，面板可以是用玻璃纤维加强的聚酰胺材料。面板可以是相同的材料或者可以具有不同的材料。例如，顶部面板和底部面板可以是金属的，而一个或更多个中间面板是聚酰胺材料。这些面板可以包括一个或更多个弯曲部、一个或更多个弓形部分、一个或更多个线性区段、一个或更多个曲线、一个或更多个突起、一个或更多个切口、一个或更多个凹口、一个或更多个圆角、一个或更多个孔，或其中的一种组合。面板可以是基本上平坦的。例如，面板可以是基本上片状的面板。

多个面板可以相对于彼此定位在任何地方。多个面板可以彼此间隔开以在面板之间形成期望的空隙。该空隙可以基于热交换组件的内部部分来选择。例如，面板之间的空隙可以形成填充有一种或更多种粘合剂和/或一种或更多种芯的空腔。多个面板可以被定位成基本上彼此共面。例如，面板可以沿着***边缘联结以形成热交换组件的整体尺寸。这些面板可以被定位成基本上彼此平行和/或彼此垂直。面板可以是单个面板。面板可以是多个面板。热交换组件可以包括约一个或更多个面板、约两个或更多个面板，或约三个或更多个面板。热交换组件可以包括约六个或更少面板、约五个或更少面板，或约四个或更少面板。面板可以形成热交换组件的一个或更多个内腔。该一个或更多个内腔可以包括热交换组件的一个或更多个内部部分。

多个面板可以由一个或更多个间隔件间隔开。间隔件可以用于维持面板之间的期望空隙。间隔件可以邻接一个或更多个面板的表面。间隔件可以是可压缩的。间隔件可以是结构上刚性的。间隔件可以是任何大小和形状。间隔件可以具有任何期望的长度以形成期望的空隙。例如，间隔件可以具有小于1mm、约1mm或更大、约2mm或更大，或约3mm或更大的厚度。间隔件可以具有约6mm或更小、约5mm或更小，或约4mm或更小的厚度。间隔件可以粘附到面板上。可以使用一个或更多个紧固件将间隔件固定到面板上。间隔件可以是可拆卸的。热交换组件可以包括多个间隔件。热交换组件可以没有间隔件。例如，面板之间的期望空隙可以在没有间隔件的情况下维持。

面板可以连接到一个或更多个侧壁。侧壁可以用于保护热交换组件的内部部分。侧壁可以邻接面板的***边缘。侧壁可以定位在面板之间的空隙内。侧壁可以形成热交换面板的期望高度。侧壁与面板结合可以形成该热交换组件的整个壳体。侧壁可以邻接被冷却或加热的部件。侧壁可以是热交换组件和被冷却或加热的部件之间的初始接触点。侧壁可以固定到面板上。连接可以经由一个或更多个机械紧固件、一个或更多个粘合剂、一个或更多个密封剂、或机械紧固件、粘合剂和密封剂中的多于一种形成。例如，可以使用一个或更多个螺栓和/或焊接形成连接。侧壁可以与面板中的一个或更多个整体形成。侧壁可以具有任何期望的大小或形状。侧壁可以成形为基本上类似于面板或者可以不同。侧壁可以具有基本上等于面板的长度的长度。侧壁可以与面板形成密封的壳体。例如，侧壁和面板可以形成气密密封的壳体、防水壳体、防漏壳体或其中的一种组合。侧壁可以邻接芯的侧面。

芯可以用于形成热交换组件的内部构件。芯可以用于转移和/或引导热交换组件的温度控制材料的流动路径。芯可以定位在面板之间和/或侧壁之间。芯可以定位在热交换组件的内腔内。芯可以为热交换组件提供结构加强。芯可以是结构上刚性的或可以是柔性的。芯可以具有类似于面板和/或侧壁的形状。例如，芯与面板和/或侧壁可以彼此共同延伸。当面板邻接芯的相对表面时，芯可以定位在面板之间以在面板之间形成期望的空隙。芯可以是单个的、整体形成的结构。替代地，芯可以包括一个或更多个互连区段。芯可以形成用于冷却剂温度控制材料的路径。例如，芯可以包括一个或更多个突起、一个或更多个肋、一个或更多个通道、一个或更多个空腔、一个或更多个壁、一个或更多个突起、一个或更多个肋、一个或更多个凹部，或其中的一种组合以引导温度控制材料和/或偏转温度控制材料。芯可以包括一个或更多个弯曲部、一个或更多个弓形部分、一个或更多个线性区段、一个或更多个横向构件，或其中的一种组合。芯可以与面板中的一个或更多个一体(即，整体)形成。例如，面板可以包括多个突起或多个肋，当联结到相对面板时，多个突起或多个肋在面板之间形成可以代表芯的多个通道。替代地，该芯可以是在组装过程中联结到该一个或更多个面板的单独件。芯可以经由一个或更多个紧固件、一个或更多个粘合剂、一个或更多个密封剂或紧固件、粘合剂和密封剂中的多于一种联结到面板。

芯可以是任何期望的材料。芯可以是金属的和/或聚合物的。芯可以是波纹材料。芯可以是挤出的、拉挤的、模制的、冲压的、压花的、铸造的或其中的一种组合。芯可以是辊轧成形的或铣削的。芯可以包括一个或更多个互连或粘结的部件。替代地，芯可以由单片材料整体(即，一体)形成。芯可以包括一个或更多个涂层。一个或更多个涂层可以保护芯免受腐蚀和/或降解。涂层还可以有助于粘合和/或密封。芯可以是可渗透的。

芯可以包括多个突起。突起可以用于形成芯的整体形状。突起可以用于为热交换组件提供结构完整性。突起可以用于将芯联结到面板和/或侧壁。突起可以用于转移和引导冷却剂温度控制材料的流动路径。突起可以互连或间隔开。突起可以沿芯的纵向轴线延伸。突起可以基本上平行于芯的纵向轴线延伸。突起可以相对于芯的纵向轴线以任何角度延伸。例如，突起可以基本上横向于芯的长度延伸。突起可以形成一个或更多个沿芯的长度和/或宽度延伸的脊部。例如，芯可以包括多个基本上均匀的突起，这些突起沿芯的长度基本上彼此平行地延伸。突起可以具有期望的高度。突起可以具有约1mm或更大、约2mm或更大，或约3mm或更大的高度。突起可以具有约6mm或更小、约5mm或更小，或约4mm或更小的高度。突起可以具有基本上等于或小于芯的长度的长度。突起可以具有基本上等于或小于芯的宽度的长度。突起可以与芯整体形成。突起可以***芯中。例如，可以将一个或更多个杆***芯中。

突起可以通过一个或更多个桥互连。桥可以用于为突起提供进一步的结构完整性。桥可以用于互连突起以形成脊部和/或通道。桥可以基本上垂直于突起和/或一个或更多个面板延伸。桥可以限定连接的突起之间的宽度。桥可以以不同于基本上垂直于突起的角度延伸。桥可以是基本上平面的和/或平坦的。附加地，桥可以包括轮廓以产生非平面表面。

桥可以包括凹部。凹部可以是在突起的高度上方或下方延伸的桥的轮廓部分。因此，凹部可以用于增加整个芯的结构完整性。凹部可以是通道、凹坑、凹地、圆点、点、通路、凹槽、沟槽或其中的一种组合。凹部可以包括沿桥的纵向距离和/或沿桥的纬向距离(即宽度)。类似地，凹部可以是桥内的一个或更多个局部下沉或起伏、和/或凹陷。凹部可以是任何期望的几何形状，以优化热交换组件的构造和/或性能。凹部可以是连续的或不连续的。凹部可以是基本上线性的，可以包括一个或更多个轮廓、可以包括一个或更多个弯曲部，或其中的一种组合。桥可以邻接沿芯设置的一个或更多个面板，使得凹部可以与面板形成空腔。也就是说，由桥连接的突起的末端可以邻接面板，使得面板沿突起之间的宽度延伸但基本上不与凹部接触。作为此类配置的结果，在面板和凹部之间形成的空腔可以基本上不与穿过芯的温度控制材料接触。因此，空腔可以在芯内形成防潮区域。

粘合剂材料或其他连接装置可以用于代替芯或与芯结合。粘合剂材料可以用于将面板彼此固定。面板可以焊接或铜焊在一起。粘合剂材料或其他连接装置可以用于在板之间形成接收冷却剂温度控制材料的内部部分。粘合剂材料可以在面板之间产生期望的空隙。粘合剂材料可以形成用于冷却剂温度控制材料的路径。粘合剂材料可以设置在一个或更多个面板的一个或更多个表面上。粘合剂材料可以在面板之间产生一个或更多个孔隙和/或一个或更多个空腔。粘合剂材料可以将面板和/或侧壁联结在一起以形成热交换组件的壳体。例如，粘合剂材料可以设置在顶部面板的配合表面上，顶部面板的配合表面邻接底部面板的配合表面。粘合剂材料可以加强热交换组件。粘合剂材料可以阻挡热交换组件的噪音。

粘合剂材料可以设置在一个或更多个面板上以产生任何期望的形状。可以使用一种或更多种挤出方法，诸如机器人施加器，来设置粘合剂材料。粘合剂材料可以以基本上均匀的图案设置。粘合剂材料可以以基本上不均匀的图案设置。粘合剂材料可以形成用于冷却剂温度控制材料的一个或更多个通路。粘合剂材料可以沿面板的任何部分设置。粘合剂材料可以沿一个或更多个面板的一部分或全部设置。例如，粘合剂材料可以沿一个或更多个面板中的基本上全部面板设置，并且粘合剂材料可以是可渗透的，使得冷却剂温度控制材料可以流过粘合剂材料。因此，粘合剂材料可以形成引导温度控制材料和/或偏转温度控制材料的图案，并且用于代替芯。替代地，粘合剂材料可以与芯结合形成温度控制材料的流动路径的一部分。

粘合剂材料可以将芯固定到一个或更多个面板和/或侧壁。粘合剂材料可以沿面板、侧壁、芯或其中的一种组合的一个或更多个表面设置。一个或更多个表面可以沿芯的突起、桥、肋、脊部或其中的一种组合定位。粘合剂材料可以沿桥的凹部设置。

有利地，粘合剂材料可以定位在凹部内，该凹部形成在芯的桥中。因此，凹部可以用于在将粘合剂分配到芯上期间控制粘合剂的位置。类似地，凹部可以用于控制由凹部的深度和/或凹部的宽度所决定的粘合剂粘结厚度。

结果，粘合剂材料可以夹在桥和面板之间以将面板联结到芯。因此，在组装期间，凹部可以包含粘合剂材料，以防止粘合剂材料挤入包含温度控制材料的相邻通道中。由于粘合剂材料位于凹部内，一旦面板邻接芯，粘合剂材料可以定位在凹部和面板之间形成的空腔中。有利的是，然后可以基本上保护粘合剂材料不受流过芯的温度控制材料的影响。也就是说，可以保护形成在芯内的空腔不与温度控制材料直接接触，从而保护粘合剂材料不降解。因此，粘合剂材料可以延长其性能，从而延长热交换组件的性能。

凹部还可以有利地减小热交换组件的整体厚度。如果粘合剂材料设置在凹部内，则粘合剂材料可能不再需要定位在面板和芯的相邻平坦表面之间。也就是说，粘合剂材料的厚度(例如，粘结厚度)可以至少部分地包含在凹部内。结果，由于热交换组件容纳在凹部内，所以粘合剂材料厚度的至少一部分可能不再增加热交换组件的厚度。

设置在凹部内的粘合剂材料可以是任何期望的厚度。粘合剂材料可以具有约0.1mm或更大、约0.3mm或更大或约0.5mm或更大的厚度(例如，粘结厚度)。粘合剂材料可以具有约2mm或更小、约1.5mm或更小，或约1mm或更小的厚度(例如，粘结厚度)。因此，可以想象，粘合剂材料的全部或一部分包含在凹部内。例如，联结到芯的一个或更多个面板可以直接邻接桥以基本上消除面板和芯之间的联结空隙。然而，如果在面板和芯之间可能存在联结空隙，则设想，通过提供深度基本上等于或接近粘合剂材料厚度的凹部，可以使联结空隙基本上最小化。因此，粘合剂材料可以具有显著减小的表面积，以暴露于穿透任何联结空隙的温度控制材料。

粘合剂材料可以是与冷却剂/制冷剂组合物相容的任何粘合剂材料。粘合剂材料可以在活化时膨胀。粘合剂材料可以是热活化的和/或由活化剂活化的。该粘合剂材料可以是可发泡的。该粘合剂材料可以是热活化的。该粘合剂材料可以是可固化的。粘合剂材料可以在制造过程期间在升高的温度下固化。替代地，粘合剂材料可以在室温下固化，并且不需要升高的温度来固化。粘合剂可以具有期望的长达一天的开放时间。粘合剂可以具有期望的固化时间。固化时间可以为约30秒或更长、约1分钟或更长，或约5分钟或更长。固化时间可以为约20分钟或更少、约15分钟或更少，或约10分钟或更少。在活化之前，粘合剂材料可以是指触干燥的或发粘的。粘合剂材料可以是室温稳定的。粘合剂材料可以包括粘合剂聚合物材料(例如，环氧树脂等)。该粘合剂材料可以包括以下各项中的一项或更多项：环氧树脂；增韧剂；苯氧基树脂；冲击改性剂；发泡剂；固化剂；填料；或其中的一种组合。如果粘合剂材料是可膨胀的或可发泡的，则粘合剂材料可以膨胀至大于其在未膨胀状态下的体积的体积(例如，大至少5％、大至少20％，或甚至可能大至少50％)。相对于原始未膨胀体积，体积膨胀可以为约400％或更小、约300％或更小，或约200％或更小。相对于原始未膨胀体积，体积膨胀可以为约50％或更大、约100％或更大，或约150％或更大。替代地，由于粘合剂材料的发泡和/或未发泡形式的固化(例如交联)，粘合剂材料的体积在活化之后可以更小。多种粘合剂材料可以设置在面板、侧壁、芯或这些中的多于一个的一个或更多个表面上。粘合剂材料的实例可以见于美国专利第6,846,559号；第6,923,499号；第7,125,461号；第7,199,165号；第7,521,093号；第7,892,396号；第8,236,128号；第8,334,055号；第8,475,694号；和第8,702,889号，出于所有目的，其全部内容通过引用并入本文。

该组件可以基本上不含任何粘合剂材料。粘合剂材料可以形成多个突起。突起可以用于转移冷却剂温度控制材料的流动路径。突起可以在相对的面板之间延伸。突起可以是任何大小和形状。突起可以是结构上刚性的。突起可以是锥形的。突起可以具有任何横截面形状。突起可以以任何期望的角度从面板和/或侧面板延伸。

突起和/或粘合剂材料可以形成多个通道。通道可以用于接收和引导热交换组件的冷却剂温度控制材料。通道可以用于产生冷却剂温度控制材料的流动路径。通道可以形成在通道的突起之间。这些通道可以基本上彼此平行延伸。这些通道可以基本上彼此垂直延伸。通道可以相对于彼此以任何角度延伸。通道可以互连。通道可以相交。通道可以互连以形成整个温度控制材料路径。替代地，通道可以形成多个温度控制材料路径，使得温度控制材料可以基本上同时通过多个温度控制材料路径。

通道可以是任何大小和形状。通道可以是U形、V形、C形、D形、圆形、正方形、矩形、三角形或其中的一种组合。通道可以具有任何期望的横截面尺寸。例如，通道的横截面的宽度可以基本上等于面板之间的空隙。通道可以包括一个或更多个弯曲部、一个或更多个弓形部分、一个或更多个线性区段或其中的一种组合。通道可以包括一个或更多个开口和/或一个或更多个孔。例如，通道可以包括位于通道相对端附近的一个或更多个开口。通道可以是基本上封闭的。通道可以是部分开放的。

通道可以流体连接到一个或更多个贮存器。贮存器可以用于至少临时存储冷却剂温度控制材料。贮存器可以与由粘合剂和/或芯形成的通道流体连通，使得冷却剂温度控制材料可以从贮存器流过通道，或从通道流过贮存器。贮存器可以定位在通道的相对端附近。贮存器可以固定到面板、侧壁、芯、粘合剂材料、密封剂或其中的一种组合。贮存器可以是任何大小和形状。贮存器可以是防漏的(例如，气密密封的)。贮存器可以具有足以在整个热交换组件中维持期望的温度控制材料含量的保持容量。

多个贮存器可以彼此连通。贮存器可以直接或间接地彼此连接。例如，贮存器可以经由通道彼此间接连接，使得冷却剂温度控制材料可以从第一贮存器流过通道并且进入第二贮存器。因此，冷却剂温度控制材料然后可以经由泵、叶轮、螺旋桨、涡轮或其中的一种组合再循环以产生闭环***。替代地，这些贮存器可以有助于产生没有冷却剂温度控制材料的再循环的开环***。

贮存器可以包括一个或更多个孔。这些孔可以用作冷却剂温度控制材料的入口和/或冷却剂温度控制材料的出口。这些孔可以定位在沿贮存器的任何地方。孔可以是任何大小和形状。这些孔可以允许温度控制材料从贮存器内的空腔进入和/或离开。孔可以包括覆盖物、盖、塞或其中的一种组合，以防止冷却剂温度控制材料在使用时意外溢出。覆盖物、盖、塞或其中的一种组合可以是可拆卸的以填充贮存器。这些孔可以将一个或更多个管连接到该热交换组件以产生开环***和/或闭环***。

贮存器可以包括开口。开口可以用于在贮存器和热交换组件的内部部分之间形成温度控制材料连通。例如，冷却剂温度控制材料可以从贮存器流过开口并且进入热交换组件的一个或更多个通道。开口可以是任何期望的大小和形状。开口可以是锥形的或者可以维持均匀的大小。开口可以连接到热交换组件。例如，该开口可以被该热交换组件的凹形部分接收。替代地，贮存器可以经由一个或更多个紧固件和/或一个或更多个粘合剂固定到热交换组件，使得开口邻接热交换组件的内部部分。热交换组件的内部部分和开口之间的邻接可以没有孔隙和空隙，以防止冷却剂温度控制材料的泄漏或不希望的排放。

开口可以包括一个或更多个支柱。支柱可以用于在结构上加强开口。支柱可以是结构上刚性的。支柱可以定位在沿开口的任何地方。支柱可以在开口的相对壁之间延伸。支柱可以是任何大小和形状。支柱可以间隔开期望的长度。支柱可以延伸到该贮存器中。支柱可以与热交换面板的一个或更多个通道对齐。支柱可以使冷却剂温度控制材料偏转，以降低进入热交换组件内部部分的冷却剂温度控制材料的流速。支柱可以是可拆卸的。支柱可以是可调节的。支柱可以固定到热交换组件。

热交换温度控制材料可以流过热交换组件。温度控制材料可以维持被冷却的一个或更多个部件的温度和/或热交换组件的温度。温度控制材料可以是任何期望的温度控制材料。温度控制材料可以是液体和/或气体。温度控制材料可以是空气。温度控制材料可以是水和/或乙醇。温度控制材料可以是乙二醇混合物。例如，温度控制材料可以是聚乙二醇。温度控制材料可以是低硅酸盐温度控制材料。温度控制材料可以是制冷剂。例如，温度控制材料可以是碳氟化合物，特别是氯氟烃、氨、二氧化硫和非卤代烃诸如丙烷。温度控制材料可以是相变材料，使得其不流动，而是在期望的温度范围(对于电池最期望的是约25℃至30℃)熔化或凝固。在熔化时，相变材料可以从电池吸收热量。然后，在较低温度下，相变材料可以重新凝固，有助于电池隔绝低温。温度控制材料可以是特别为电动车辆配置的润滑剂或流体，诸如被配置成减少电动车辆的生命周期排放同时增加电动车辆的效率和电动车辆的寿命和/或温度控制材料的寿命的那些润滑剂或流体。温度可以通过一个或更多个加热元件来控制，该一个或更多个加热元件位于通道或贮存器中的一个或更多个内，或者以某种其他方式与组件相关联。加热元件可以包括一根或更多根电阻丝。加热元件可以经由感应加热***加热。

温度控制材料可以经由一个或更多个叶轮、一个或更多个螺旋桨、一个或更多个泵或其中的一种组合被推进通过热交换组件。温度控制材料可以具有任何期望的流速和/或压力。温度控制材料可以是闭环***和/或开环***。温度控制材料可以再循环。温度控制材料可以在再循环过程期间过滤。

现在转向附图，图1图示了热交换组件10的透视图。热交换组件10包括多个包围芯16的面板12。顶部面板12A和底部面板12B定位在芯16的相对表面上。附加地，相对的侧壁14邻接芯16的侧面，使得侧壁16和面板12形成芯16的壳体。芯16包括多个突起24，该多个突起24可以是基本上沿芯16的纵向轴线或平行于芯16的纵向轴线延伸的肋。多个突起24可以通过一个或更多个桥34互连以形成多个通道18。通道18可以接收和引导温度控制材料诸如冷却剂材料的流动路径(参见图3和图4)。可以想象，温度控制材料可以基本上包含在通道18内。为了将面板12固定到芯16，热交换组件10可以包括设置在芯16和/或面板12的粘合剂材料(未示出)。例如，粘合剂材料可以定位在桥34的凹部36内以将面板12固定到芯16。应当注意，桥34的全部或一部分可以包括凹部36。也就是说，桥34的一部分可以包括凹部36，和/或桥34的一部分可以是基本上平面的。

热交换组件10还包括相对的贮存器20，每个贮存器20具有孔26以接收温度控制材料和/或排出温度控制材料。每个贮存器20包括具有多个加强支柱32的开口22，该多个加强支柱32邻接芯16的相对端，使得温度控制材料可以通过芯16在贮存器20之间流动。

图2图示了热交换组件10的透视图。热交换组件10包括多个面板12。顶部面板12A和/或底部面板12B可以包括设置在一个或更多个表面上的粘合剂材料28。粘合剂材料28可以被配置成形成某种形状、路径、图案或其中的一种组合，以引导温度控制材料的流动路径。例如，粘合剂材料28可以形成引导温度控制材料的流动路径的多个通道(参见图3和图4)。粘合剂材料28可以具有期望的厚度，使得当顶部面板12A和底部面板12B邻接粘合剂材料28时，在面板12之间产生与粘合剂材料28的厚度(即，高度)基本相关的期望的空隙(G)。空隙(G)可以经由设置在面板12之间的一个或更多个间隔件36来维持。粘合剂材料28可以施加到具有期望高度的面板12上、和/或可以固化以膨胀到期望高度。附加地，相对的侧壁14在空隙(G)内邻接面板12的边缘，使得侧壁16和面板12形成围绕粘合剂材料28的壳体。交换组件10还包括相对的贮存器20，每个贮存器20具有孔26以接收温度控制材料和/或排出温度控制材料。每个贮存器20包括具有多个加强支柱32的开口22，该多个加强支柱32邻接面板12的相对端，使得温度控制材料可以在贮存器20之间流动并且通过由粘合剂材料28产生的图案。

图3A至图3C图示了具有变化的温度控制材料流动路径的热交换组件10的俯视图。如图所示，热交换组件10包括相对的贮存器20，每个贮存器20具有孔26。贮存器20定位在热交换组件10的相对侧上，使得温度控制材料30可以在贮存器20之间流动并且通过热交换组件10。如图1和图2所示，热交换组件10可以包括芯和/或粘合剂材料，其形成一个或更多个通道、流动路径、突起20或其中的一种组合，以转移和确定温度控制材料的流动路径。如图3A所示，温度控制材料30可以通过热交换组件10的通道以基本上环形的路径流动。附加地，如图3B所示，温度控制材料30可以具有多个温度控制材料路径，该多个温度控制材料路径基本上彼此平行延伸通过热交换组件10的多个通道。替代地或附加地，温度控制材料30可以具有围绕热交换组件10的粘合剂34的一个或更多个突起的基本上随机的流动路径，如图3C所示。

图4图示了热交换组件10的横截面图。热交换组件10包括由一种或更多种粘合剂材料28间隔开的多个面板12。顶部面板12A和中间面板12C由粘合剂材料28间隔开，并且类似地，中间面板12C和底部面板12B也由粘合剂材料28间隔开。粘合剂材料28可以形成多个通道18，使得温度控制材料30可以流过通道18。附加地，面板12中的一个或更多个可以是可渗透的(例如，中间面板12C)，使得温度控制材料30也可以流过面板12。热交换组件10还可以包括相对的贮存器20。如图所示，温度控制材料30可以流入温度控制材料入口(F_I)，通过热交换组件10，并且流出温度控制材料出口F_O。应当注意，温度控制材料30可以再循环以在所需路径中连续流动。温度控制材料可以经由一个或更多个泵、一个或更多个叶轮、一个或更多个螺旋桨或其中的一种组合(未示出)再循环。

图5图示了热交换组件10的一部分的横截面图。热交换组件10包括夹在相对面板12之间的芯16。顶部面板12A和底部面板12B可以至少部分地固定和/或包围芯16以容纳流过芯的温度控制材料(未示出)。芯可以包括多个由桥34联结的突起24，以在芯内形成多个通道18。通道18可以形成用于温度控制材料(例如，冷却剂材料)的通路。因此，通道18可以至少部分地互连以产生通路(参见图3A至图3C和图4)。

为了确保芯16固定在面板12内，可以沿面板12和/或芯16的一个或更多个表面设置粘合剂材料28。粘合剂材料28可以设置在芯16的桥34和邻接桥34的面板12的内表面之间。有利地，粘合剂材料28可以至少部分地或全部地设置在桥34的凹部36内。结果，粘合剂材料28可以固定在空腔38内，空腔38形成在桥34的凹部36和面板12之间。因此，粘合剂材料28可以有利地将面板12固定到芯16，同时至少部分地防止与流过相邻通道18的温度控制材料接触。例如，可以想象，粘合剂材料28的厚度可以部分地或全部地包含在凹部36内，以减轻粘合剂材料28和温度控制材料之间的接触。也就是说，芯16和面板12之间的空隙可以最小化，以减小用于与温度控制材料接触的粘合剂材料28的暴露表面积。

元件列表

10热交换组件

12面板

12A 顶部面板

12B 底部面板

12C 中间面板

14侧壁

16芯

18通道

20贮存器

22开口

24突起

26孔

28粘合剂材料

30温度控制材料

32加强支柱

34桥

36凹部

38空腔

除非另有说明，本文描绘的各种结构的尺寸和几何形状不旨在限制本发明，并且其他尺寸或几何形状也是可能的。多个结构部件可以由单个集成结构提供。替代地，可以将单个集成结构分成单独的多个部件。另外，虽然本发明的特征可能仅在所说明的实施例中的一个的上下文中描述，但对于任何给定应用，此类特征可以与其他实施例的一个或更多个其他特征组合。从上面还可以理解，本文独特结构的制造及其操作也构成了根据本发明的方法。

除非另有说明，术语“约”或“大约”与数字量组合的教导涵盖所列举量的教导以及所列举量的近似值。例如，“约100”的教导涵盖100+/-15的教导。

已经公开了本发明的优选实施例。然而，本领域普通技术人员将认识到，某些修改将落入本发明的教导内。因此，应研究以下权利要求以确定本发明的真实范围和内容。

本文给出的解释和说明旨在使本领域的其他技术人员熟悉本发明、其原理及其实际应用。本领域技术人员可以以其多种形式来调整和应用本发明，如可以以最适合于特定用途的要求。因此，所阐述的本发明的特定实施例并不旨在穷举或限制本发明。因此，本发明的范围不应参考以上描述来确定，而应参考所附权利要求以及称为此类权利要求的等同物的全部范围来确定。所有文章和参考，包括专利申请和出版物，的公开内容出于所有目的通过引用整体并入本文。如将从以下权利要求中收集的其他组合也是可能的，该权利要求也通过引用整体并入本书面描述中。

Claims (32)

1.一种热交换组件，其包括：

(I)两个或更多个面板；

(II)在所述两个或更多个面板之间形成的多个通道；以及(III)一个贮存器，所述贮存器位于所述多个通道附近并且被配置成用于至少临时存储温度控制材料，

其中所述多个通道被配置成引导所述温度控制材料在所述两个或更多个面板之间的流动路径；

并且其中所述多个通道为所述组件提供结构刚性。

2.根据权利要求1所述的热交换组件，其进一步包括设置在所述两个或更多个通道之间的芯，其中所述芯的多个突起形成所述多个通道。

3.根据权利要求1所述的热交换组件，其进一步包括设置在形成所述多个通道的所述两个或更多个面板之间的粘合剂材料。

4.根据前述权利要求中任一项所述的热交换组件，其中第一面板是金属的，并且第二面板是金属的或聚合物的。

5.根据前述权利要求中任一项所述的热交换组件，其进一步包括多个侧壁，所述多个侧壁邻接所述两个或更多个面板的多个末端边缘以形成围绕所述多个通道的壳体。

6.根据前述权利要求中任一项所述的热交换组件，其中所述贮存器包括邻接所述多个通道的开口，使得所述温度控制材料的所述流动路径从所述贮存器移动，通过所述开口，并且进入所述多个通道，或从所述多个通道移动，通过所述开口，并且进入所述贮存器。

7.根据前述权利要求中任一项所述的热交换组件，其中所述温度控制材料的所述流动路径以蛇形图案环绕通过所述多个通道。

8.根据权利要求1至6中任一项所述的热交换组件，其中所述温度控制材料的所述流动路径以基本上平行并且同时的方式流过所述多个通道。

9.根据权利要求1至6中任一项所述的热交换组件，其中所述温度控制材料的所述流动路径是基本上随机的。

10.根据权利要求3所述的热交换组件，其中所述粘合剂材料是可发泡材料，并且所述两个或更多个面板在膨胀之后由所述粘合剂材料的厚度间隔开。

11.根据前述权利要求中任一项所述的热交换组件，其中所述两个或更多个面板包括涂层以防止电化学腐蚀或其他类型的腐蚀。

12.根据前述权利要求中任一项所述的热交换组件，其中所述两个或更多个面板包括顶部面板、底部面板和中间面板，并且所述多个通道设置在所述顶部面板和所述中间面板之间以及所述中间面板和所述底部面板之间。

13.根据前述权利要求中任一项所述的热交换组件，其中所述温度控制材料是聚乙二醇、空气、制冷剂、水、乙醇、相变材料或其中的一种组合。

14.根据权利要求2所述的热交换组件，其中所述芯是成形的金属或聚合物材料。

15.根据前述权利要求中任一项所述的热交换组件，其中所述两个或更多个面板中的至少一个是可渗透的。

16.根据前述权利要求中任一项所述的热交换组件，其进一步包括一个第二贮存器，其中两个所述贮存器定位在所述多个通道的相对端上，使得所述温度控制材料通过所述多个通道在两个所述贮存器之间流动。

17.根据权利要求1所述的热交换组件，其中所述多个通道经由在所述两个或更多个面板之间延伸的多个突起形成。

18.根据权利要求17所述的热交换组件，其中所述多个通道通过一个或更多个桥互连以形成一个或更多个芯。

19.根据权利要求18所述的热交换组件，其中所述桥的至少一部分包括凹部，并且粘合剂材料设置在所述凹部内，以将所述芯固定到所述两个或更多个面板。

20.根据权利要求19所述的热交换组件，其中所述凹部与所述两个或更多个面板形成空腔，并且所述粘合剂材料在组装之后至少部分地定位在所述空腔内，以使所述粘合剂材料和所述温度控制材料之间的接触最小化。

21.一种汽车电池壳体，其包括根据前述权利要求中任一项所述的热交换组件中的一个或更多个。

22.根据权利要求3所述的热交换组件，其中所述粘合剂材料在-40℃和80℃之间保持结构完整。

23.根据前述权利要求中任一项所述的热交换组件，其中所述多个通道具有大于0.3mm的高度。

24.根据前述权利要求中任一项所述的热交换组件，其中所述两个或更多个面板经由一个或更多个间隔件间隔开，以在所述两个或更多个面板之间产生期望的空隙。

25.根据权利要求6所述的热交换组件，其中所述开口包括维持所述开口的结构的一个或更多个加强支柱。

26.根据前述权利要求中任一项所述的热交换组件，其中所述芯包括金属材料、聚合物材料或其组合。

27.根据权利要求3所述的热交换组件，其中所述粘合剂材料是不可发泡材料。

28.根据前述权利要求中任一项所述的热交换组件，其中所述组件包括加热元件。

29.根据前述权利要求中任一项所述的热交换组件，其中所述多个通道包括加热元件。

30.根据前述权利要求中任一项所述的热交换组件，其中所述组件包括加热元件，并且所述加热元件包括一根或更多根电阻丝。

31.根据前述权利要求中任一项所述的热交换组件，其中所述组件包括感应加热部件。

32.根据前述权利要求中任一项所述的热交换组件，其中所述组件基本上不含任何粘合剂材料。