CN216436002U

CN216436002U - 用于电气部件的热调节装置和热调节壳体

Info

Publication number: CN216436002U
Application number: CN201990001187.3U
Authority: CN
Inventors: T.佩林; B.乔韦特; J.韦伦; F.布森
Original assignee: Valeo Systemes Thermiques SAS
Current assignee: Valeo Systemes Thermiques SAS
Priority date: 2018-10-02
Filing date: 2019-10-02
Publication date: 2022-05-03
Anticipated expiration: 2029-10-02
Also published as: EP3861587B1; WO2020070447A1; EP3861587A1; FR3086803A1

Abstract

一种用于至少一个电气部件(2)的热调节装置(1)，该电气部件在其操作过程中能够释放热量，该部件特别是电能存储元件或电子功率装置，该装置特别设计成安装在机动车辆上，该装置包括：第一壁(3)，其沿着第一平面并且包括第一通道(31)，通道(31)的端部分别通向第一壁(3)的第一端部的部分(61)；第二壁(4)，其沿着第二平面并且包括第二通道(41)，通道(41)的端部(42)分别通向第二壁(4)的第一端部的部分(62)；至少第一流体分配元件(5)，其设计成与至少一个通道(31、41)流体连通；第一通道(31)和第二通道(41)设计成由传热流体穿过，第一平面和第二平面相交，并且分配元件(5)不同于第一壁(3)和第二壁(4)，并且至少安装在第一壁(3)和第二壁(4)的第一端部的部分(61、62)上。

Description

用于电气部件的热调节装置和热调节壳体

技术领域

本实用新型涉及一种用于冷却至少一个电气部件的***，该电气部件在其操作过程中能够释放热量，特别是用于电能存储模块或电子功率装置，该装置特别布置成安装在机动车辆上。

本实用新型特别适用于具有电池组或电池单元的所有电动或混合动力车辆。

背景技术

专利申请US2017/176108和WO2013/056938描述了用于冷却电池单元的热交换器。

在蓄电装置或电池单元的快速充电阶段期间，包括以高电压和高安培数对蓄电装置充电，蓄电装置在几十分钟的最大时间内被充电。这种快速充电包括加热蓄电装置，必须对其进行管理。

事实上，电能存储装置的温度必须保持在20℃和40℃之间，以确保车辆的可靠性、自主性和性能水平，同时优化该电能存储装置的使用寿命。此外，同一电池单元的两点之间的温差超过5℃可能会导致不可修复的损坏。

在快速充电期间，电池放电的功率非常高，这是***的关键设计方面，即提取这种热功率，其通常在10到20kW之间。

因此，增加传热流体和电池之间的交换表面变得至关重要，同时限制空间要求。

模块下方通常有冷却板，传热流体穿过该冷却板。

实用新型内容

因此，本实用新型的目的是一种用于电气部件的热调节装置，特别是用于冷却，该电气部件在其操作过程中能够释放热量，特别是用于电能存储模块或电子功率装置，该装置特别布置成安装在机动车辆上，该装置包括：

-第一壁，其沿着第一平面并且包括第一通道，所述通道的第一端部通向第一壁的端部的部分；

-第二壁，其沿着第二平面并且包括第二通道，所述通道的第一端部通向第二壁的第一端部的部分；

-至少一个第一流体分配元件，其布置成与至少一个通道流体连通；

第一通道和第二通道布置成由传热流体穿过，第一平面和第二平面相交，并且分配元件与第一壁和第二壁分开，并且至少安装在第一壁和第二壁的第一端部的部分上。

“壁”被理解为热交换壁，其有利地形成促进电气部件的热处理的热交换器。为此，传热流体穿过通道。然后，流体与热交换板进行热交换。然后可以理解，热交换板通过传导允许流体和电气部件之间的热传递。在某些情况下，装置可能需要加热电气部件。有利的是，第一和第二壁机械地连接在一起。第一和第二壁各自具有由两个外面界定的厚度。第一和第二壁的通道形成在所述壁的厚度中。

所用的传热流体优选为乙二醇-水，对乙二醇含量没有限制(0％至100％)。可替代地，传热流体可以是水，或者可以从指定为R134a、R1234yf或R744 的流体中选择。

电能存储模块例如是电池单元，其可以包括用于混合动力车辆的多个锂离子(Li离子)电池。在另一实施例中，多个电池单元是用于电池供电的电动车辆的Li离子电池。

因此，除了模块的下部之外，本实用新型特别提出冷却模块的两个侧面中的至少一个。

根据本实用新型，第一分配元件与第一和第二壁分开。换句话说，分配元件是增加的部件，并且可以单独制造，然后添加到第一和第二壁的部分上。在这种情况下，根据制造部件和壁的材料，分配元件随后通过铜焊、胶合、压接或焊接而固定到壁上。

将要描述的本实用新型的各个方面可以结合在一起或者分开。

根据本实用新型的一方面，热调节装置包括与第一和第二壁分开的第二分配元件，其安装在与第一和第二壁的第一端部相对的一个端部(也称为第二端部)的部分上。

在该实施例中，穿过第一和第二壁的通道在所述壁的任一侧开口，通向形成所述壁的纵向端部的第一和第二端部。因此，通道的第一端部与第一分配元件流体连接，通道的第二端部与第二分配元件流体连接。

根据本实用新型的一方面，第一和第二壁通过其中一个壁的至少一个横向端部机械地连接在一起。有利的是，第一壁通过其一个横向端部连接到第二壁的一个外面。更有利的是，第一壁形成装置的横向分隔件，第二壁形成由第一壁分开的基板。基板然后可被分成两个基板部分，有利地，这两个部分是相同的。因此，根据该实施例，热调节装置可以调节位于第一壁的任一侧上的至少两个电气部件，然后每个电气部件将被至少两个面冷却。

根据本实用新型的一方面，第一和第二壁基本为矩形，第一壁和第二壁彼此正交。

该实施例能够简化壁内通道回路的生产。

根据本实用新型的一方面，至少第一分配元件包括：

-第一部分，其沿着第一平面并且安装在第一壁的第一端部的部分上；以及

-第二部分，其沿着第二平面并且安装在第二壁的第一端部的部分上。

该实施例允许最小化热调节装置的空间需求。此外，该实施例还可以包括第二分配元件，该第二分配元件包括：

-第一部分，其沿着第一平面并且安装在第一壁的第二端部的部分上；以及

-第二部分，其沿着第二平面并且安装在第二壁的第二端部的部分上。

根据本实用新型的一方面，第一和第二壁分别包括至少两个通道。因此，每个壁的热交换能力增加。第一壁的通道数量可以不同于第二壁的通道数量。

根据本实用新型的一方面，第一分配元件的第一部分包括传热流体入口，并且布置成供给第一壁的通道。在该实施例中，第一分配元件的第一部分在第一壁的第一端部的部分的区域上延伸，该区域包括在第一壁中形成的所有通道的开口。因此，第一部分充当分配器。根据本实用新型的一方面，第一分配元件的第二部分布置成收集源自第二壁的通道的传热流体，并且包括传热流体出口。在该实施例中，第一分配元件的第二部分在第二壁的第一端部的部分的区域上延伸，该区域包括在第二壁中形成的所有通道的开口。因此，第二部分充当收集器。

理想地，为了限制第一和第二分配元件的空间要求，其第一部分的厚度基本等于或小于第一壁的厚度，并且其第二部分的厚度基本等于或小于第二壁的厚度。

根据本实用新型的一方面，第二分配元件的第一和第二部分流体连接。因此，第二分配元件充当倒置盒。

根据本实用新型的一方面，第一和/或第二分配元件的第一和第二部分具有细长的形状，并且在壁本身彼此垂直的情况下可以彼此垂直。

根据本实用新型的一方面，第一分配元件和/或第二分配元件由金属制成，特别是由铝或聚合物制成。

根据本实用新型的一方面，第一分配元件和/或第二分配元件形成为单件。

根据本实用新型的一方面，第一和/或第二分配元件的第一和第二部分具有开口部分，该开口部分旨在与分配元件所安装在的壁的端部的部分一起形成用于传热流体的流通管道。这被理解为意味着分配元件有利地是具有凹槽或变形的纵向半壳，一旦抵靠该部分组装，该半壳就形成密封的管道，从而至少与通向它所安装在的壁的部分的通道的开口连通。因此，半壳和该部分一旦组装在一起就相互界定管道。

根据本实用新型的一方面，第一分配元件包括将所述元件分成形成在第一部分中的至少一个第一隔室和形成在第二部分中的一个第二隔室的分隔件。

根据本实用新型的一方面，壁形成为单件，特别是通过挤压获得。

本实用新型的另一目的是一种热调节壳体，其包括多个如前所述的热调节装置和多个电气部件，该电气部件在其操作过程中能够释放热量，所述部件特别是电能存储元件，特别是电池型的电能存储元件，该装置布置成安装在机动车辆上。多个热调节装置的布置允许每个电气部件经由多个面冷却，有利地是3个面。

在根据本实用新型的热调节壳体中，热调节装置并排布置。特别地，第一装置的第二壁的横向端部将与另一装置的第二壁的横向端部接触。因此，每个装置的第二壁形成壳体的基板，每个装置的第一壁形成分开每个电存储模块的横向分隔件。有利的是，每个电存储模块由基板冷却，并且两个横向分隔件因此允许交换表面被优化。至少一个热调节装置位于壳体的一个端部，其横向端部之一不与另一热调节装置接触，可以连接到平行于所述热调节装置的第一壁定位的单个热交换板，从而确保每个电能存储模块通过三个面以相同的方式被冷却。单个热交换板对应于包括传热流体可以穿过的至少一个第一通道、用于传热流体的一个入口和一个出口的壁。

根据本实用新型的一方面，热调节装置的热交换壁布置成有助于模块的单元的机械保持。

根据本实用新型的一方面，一个或多个壁各自包括与电气部件接触的平坦表面。

电气部件与热调节装置热接触。这意味着在一些实施例中，电气部件直接与热调节装置接触，或者通过使用表现出良好热传导的媒介间接接触。

附图说明

通过阅读下面的描述，将更好地理解本实用新型，并且本实用新型的更多细节、特征和优点将变得显而易见，描述是通过非限制性示例并参考附图提供的，其中：

-图1a示意性地示出了本实用新型的特定实施例；

-图1b示意性地示出了根据图1a的热调节装置的第一流体分配元件；

-图2a示意性且部分地示出了根据本实用新型含义内的另一实施例的热调节装置；

-图2b示意性且部分地示出了组装之前根据图2a的实施例的第一流体分配元件；

-图3示意性且部分地示出了具有根据图2a的热调节装置的热调节壳体。

具体实施方式

图1a示出了用于至少一个电气部件(此处未示出)的热调节装置1，该电气部件在其操作过程中能够释放热量，所述部件特别是电能存储元件或电子功率装置，该装置特别布置成安装在机动车辆上，该装置包括：

-第一壁3，其沿着第一平面并且包括第一通道31，所述通道31的第一端部分别通向第一壁3的第一端部的部分61；

-第二壁4，其沿着第二平面并且包括第二通道41，所述通道41的第一端部分别通向第二壁4的第一端部的部分62；

-至少一个第一流体分配元件5，其布置成与通道31、41中的至少一个流体连通；

第一通道31和第二通道41布置成由传热流体穿过，第一平面和第二平面相交，并且分配元件5与第一壁3和第二壁4分开，并且至少安装在第一壁3和第二壁4的第一端部(也称为纵向端部)的部分61、62上。

第一分配元件5包括用于向装置供应流体的传热流体入口55，以及用于从装置排出流体的出口54。

在该实施例中，第一壁3包括第一通道31和第二通道311，第二壁4 包括第一通道41和第二通道411。装置1还包括与第一壁3和第二壁4分开的第二分配元件7，其安装在与第一壁3和第二壁4的第一部分61、62相对的纵向端部的部分63、64上。因此，第二分配元件7充当倒置盒，并在第一壁3的通道31、311和第二壁的通道41、411之间提供流体连接。

第二分配元件7包括：

-具有凹槽的第一部分71，一旦分配元件安装在第一壁3的部分63上，该第一部分71形成能够流通传热流体的管道；

-具有凹槽的第二部分72，一旦分配元件安装在第二壁4的部分64上，该第二部分72形成能够流通传热流体的导管。

第一和第二部分流体连接。

第一和第二分配元件可以形成为单件或多个组装件。

第一壁3和第二壁4通过其中一个壁的横向端部连接在一起。在该实施例中，第一壁通过其一个横向端部连接到第二壁的一个外面。因此，第一壁形成装置的横向分隔件，第二壁形成由第一壁分开的基板。基板然后被分成两个相同的基板部分48、49。因此，根据该实施例，热调节装置可以调节位于第一壁的任一侧上的至少两个电气部件，然后每个将经由至少两个面被冷却。

在该实施例中，第一和第二壁之间的接合部因此形成倒置的“T”，因此分配元件具有相同的形状。

图1b示意性地示出了根据图1a的热调节装置1的第一流体分配元件5。

传热流体入口55由旨在安装在第一壁3的部分61上的第一部分51支撑。

传热流体出口54由旨在安装在第二壁的部分62上的第二部分52支撑。

第一和第二部分由分隔件53分开，从而形成两个分开的隔室，即形成在第一部分中的第一隔室57和形成在第二部分中的第二隔室56。

图2a示意性且部分地示出了根据从图1a所示的实施例导出的实施例的热调节装置。这里只显示差异；此外，相同的附图标记对应相同的元件。

在该实施例中，热调节装置1具有大致“L”形。因此，分布元件具有相同的形状。第一壁3和第二壁4通过每个壁的一个横向端部连接在一起。因此，第一壁形成横向分隔件，第二壁形成基板。根据该实施例，热调节装置 1可以调节至少一个电气部件，该电气部件然后将通过至少两个面被冷却。在该实施例中，壁是正交的。

此外，第二壁4包括三个通道41、411、412。第一分配元件5和第二分配元件7设计成使得其每个第二部分52、72流体连接到第二壁4的所有通道41、411、412。

图3示意性地且部分地示出了根据本实用新型的热调节壳体。

用于电气部件2特别是用于电能存储模块的热调节壳体100包括布置成容纳所述电气部件2的多个热调节装置1。这些电气部件2中的每个分别经由至少两个面有利地是三个面与热调节装置1热接触。每个热调节装置1的第一壁3在电气部件2之间形成横向分离分隔件。

热调节装置1并排布置，并且第一装置的横向端部将与另一装置的横向端部接触。因此，每个装置的第二壁4形成壳体100的基板，每个装置的第一壁3形成分开每个电气部件2的分隔件。因此，电气部件各自由基板和两个横向分隔件冷却。位于壳体的一个端部的至少一个热调节装置(其横向端部之一不与另一热调节装置接触)可以连接到平行于所述热调节装置的第一壁定位的单个热交换板(本文未示出)，从而确保每个电能存储模块通过三个面以相同的方式被冷却。

在本文未示出的一个实施例中，本实用新型也用单个分配元件操作。

前述实施例特别适用于平行六面体形状的电能存储模块。然而，也可以设想本实用新型具有不同圆柱形状的电池单元。

Claims

1.一种用于至少一个电气部件(2)的热调节装置(1)，该电气部件在其操作过程中能够释放热量，所述部件特别是电能存储元件或电子功率装置，该装置特别布置成安装在机动车辆上，该装置包括：

-第一壁(3)，其沿着第一平面并且包括第一通道(31)，所述通道(31)的端部分别通向第一壁(3)的第一端部的部分(61)和第二端部的部分(63)；

-第二壁(4)，其沿着第二平面并且包括第二通道(41)，所述通道(41)的端部分别通向第二壁(4)的第一端部的部分(62)和第二端部的部分(64)；

-至少一个第一流体分配元件(5)，其布置成与至少一个通道(31、41)流体连通；

所述第一通道(31)和第二通道(41)布置成由传热流体穿过，所述第一平面和第二平面相交，并且所述分配元件(5)与第一壁(3)和第二壁(4)分开，并且至少安装在第一壁(3)和第二壁(4)的第一端部的部分(61、62)上。

2.如权利要求1所述的热调节装置(1)，其特征在于，包括与所述第一壁(3)和第二壁(4)分开的第二分配元件(7)，其安装在第一壁(3)和第二壁(4)的第二端部的部分(63、64)上。

3.如权利要求2所述的热调节装置(1)，其特征在于，所述第一分配元件(5)和第二分配元件(7)各自包括：

-第一部分(51、71)，其沿着第一平面并且安装在所述第一壁(3)的一个端部的部分(61、63)上；以及

-第二部分(52、72)，其沿着第二平面并且安装在所述第二壁(4)的一个端部的部分(62、64)上。

4.如权利要求3所述的热调节装置(1)，其特征在于，所述第一壁(3)和第二壁(4)分别包括至少两个通道(31、311、41、411)。

5.如权利要求3和4中任一项所述的热调节装置(1)，其特征在于，所述第一分配元件(5)的第一部分(51)包括传热流体入口(55)，并且布置成供给所述第一壁的一个或多个通道(31、311)。

6.如权利要求5所述的热调节装置(1)，其特征在于，所述第一分配元件(5)的第二部分(52)布置成收集源自所述第二壁的通道(41、411)的传热流体，并且包括传热流体出口(54)。

7.如权利要求3所述的热调节装置(1)，其特征在于，所述第二分配元件(7)的第一部分(71)和第二部分(72)流体连接。

8.如权利要求1所述的热调节装置(1)，其特征在于，所述第一和/或第二分配元件(5)具有开口部分，该开口部分旨在与分配元件所安装在的壁(3、4)的部分(61、62、63、64)一起形成用于传热流体的流通管道。

9.如权利要求8所述的热调节装置(1)，其特征在于，所述第一分配元件(5)包括将所述元件(5)分成形成在所述第一部分(51)中的至少一个第一隔室(57)和形成在所述第二部分(52)中的一个第二隔室(56)的分隔件(53)。

10.一种用于多个电气部件的热调节壳体，该电气部件在其操作过程中能够释放热量，所述部件特别是电能存储元件，特别是电池型的电能存储元件，该壳体布置成安装在机动车辆上，其特征在于，所述壳体包括多个如前述权利要求中任一项所述的热调节装置，至少一个电气部件，所述装置布置成允许每个电气部件经由多个面冷却。

11.如权利要求10所述的热调节壳体，其特征在于，所述装置布置成允许每个电气部件经由3个面冷却。