JP2020523239A - 特にバッテリーの温度調節のための、熱交換器、及び対応の製造方法 - Google Patents

Abstract

発明は、自動車両のための熱交換器（１）に関し、熱交換器（１）は伝熱流体を循環させる少なくとも１つのチューブ（１１）を備え、その端部はコレクターボックス（４１、４２）に入り、前記コレクターボックス（４１、４２）の各々は、前記少なくとも１つのチューブ（１１）の通過のための第１開口部（２１０）を有するコレクター（２１）と、前記少なくとも１つのチューブ（１１）の通過のための第２開口部（３１０）を有するカバー（３１、３２）とを備え、前記少なくとも１つのチューブ（１１）が開口する伝熱流体を循環させるための少なくとも１つのチャンバー（３１６）を画定する。発明によれば、前記少なくとも１つのチューブ（１１）及び前記カバー（３１、３２）は、前記コレクター（２１、２２）とともに機械的に組み立てられ、前記コレクターボックス（４１、４２）は、一方では前記カバー（３１、３２）と前記少なくとも１つのチューブ（１１）との間に、他方では前記コレクター（２１、２２）と前記カバー（３１、３２）との間に配置される少なくとも１つのシーリングガスケット（５１）を備える。

Description

発明の技術分野
発明の分野は、特に自動車両用の、熱交換器の分野である。

発明は、電気で動く及び／又はハイブリッドのパワートレインを具備する自動車両のバッテリーの温度調節のための装置の分野に特に有利に適用される。

従来技術
電気及び／又はハイブリッドのパワートレインを具備する車両の電力は、１又は複数のバッテリーによって供給される。

このタイプの車両では、バッテリーは、一般に、バッテリーパックとして知られているものを形成するように、保護ハウジングに配置された複数の電気エネルギー貯蔵セルから形成される。

発生する問題の１つは、その機能中にバッテリーが熱くなってそれにより損傷する可能性があるという事実にある。

さらに、温度が低すぎると、バッテリーレンジが著しく低下しうる。

したがって、バッテリーの温度調節は重要な側面である。

そのため、バッテリー寿命を最適化しつつ車両の信頼性、レンジ、性能レベルを確保することを期待して、バッテリーを許容温度に、つまり２０℃〜４０℃に、維持するために熱交換器を使用する必要がある。

そのような交換器は、従来、少なくとも２つのコレクターボックスを一緒に接続するチューブの束を備え、そこにおいてチューブの対応端部が安全且つ漏れのないやり方で接続される。

したがって、伝熱流体、すなわち直接冷却の場合の冷却流体又は間接冷却の場合の冷却流体は、熱伝導によってその温度を調整するように、交換器において、より正確には様々な電気セルと接触しているチューブ及びコレクターボックスを通じて、循環されうる。

既知の方法では、束のチューブがその中に向けて開口する各コレクターボックスが、チューブの通過のための開口部を有する収集プレートを具備する。

一般に「コレクター」と呼ばれるこの収集プレートは、カバー又は「流体ボックス」により覆われるため、コレクター及び流体ボックスは、その内側に向けてチューブの対応端部が開口する共通の体積であって、必要に応じて、それを介して伝熱流体のための入口及び出口が形成される共通の体積を定める。

カバーには、例えば、流体の取り込み及び収集の導管への接続部が設けられる。

したがって内部容積は、複数の別個の小容積にさらに分割されうるものであり、それによって、チューブの束における伝熱流体の複数の外側への及び戻りのルートとともに、熱交換器における所定の流体循環構成を定めるように、束のチューブのある複数グループを一緒にしてグループ化することを可能にする。

この目的のために通常使用される組立技術のうちの１つはろう付けアセンブリであり、当該ろう付けアセンブリにおいて、交換器のすべての要素がろう付け炉に配置され、金属フィラーが、様々な要素（コレクター、カバー、チューブ束など）を統合することを可能にするのと同時にそこにおける漏れ止めの付与を可能にする。

しかしながら、冷却器の要素のろう付けは、チューブの機械的強度、圧力下でのそれらの挙動、内部及び外部の耐食性を低下させる傾向があることが知られている。

機械的強度のこの低下は、チューブが加圧流体であってそれらを通じて流れる加圧流体を有する場合に、チューブの変形につながりうる。

さらに、チューブが円形断面を有する場合、ろう付け後の円筒形チューブの母線の真直度の欠陥が知られている。

同様に、大きな熱交換表面積があるようなチューブがバッテリーに向けられた平面を持つ場合（例えば、一つの方向に伸長している形状の断面を横断面が有するチューブの場合）、この平面の平面性の欠陥が知られている。

ろう付けによるチューブの真直度又は平面性のこれらの欠陥のために、バッテリーと冷却器との間の熱伝達は均一ではなく、熱交換器はバッテリーの温度を最適には調整しない。

ろう付けの際の欠陥を防ぐために、ろう付けされるチューブの下方に位置付けられるろう付けシャシー支持体の数を増やすことが提案されてきている。

しかしながら、この解決法には、シャシーコストが増大して、その結果、製造コストが増大するという欠点がある。

発明の提示
発明の目的は、特定の用途において、電気で動く及び／又はハイブリッドのパワートレインを具備する自動車両の１又は複数のバッテリーの熱調節を最適化する目的で、熱交換器のチューブの機械的強度を改良することである。

その目的のために、発明の主題は、自動車両用の熱交換器であり、当該熱交換器は、伝熱流体を循環させるための少なくとも１つのチューブを備え、その端部はコレクターボックスに入り、前記コレクターボックスの各々は、前記少なくとも１つのチューブの通過のための第１開口部を持つコレクターと、前記少なくとも１つのチューブの通過のための第２開口部を持つカバーとを備え、伝熱流体を循環させるための少なくとも１つのチャンバーであってそこにおいて前記少なくとも１つのチューブが開口する少なくとも１つのチャンバーの範囲を定める。

発明によれば、前記少なくとも１つのチューブ及び前記カバーは、前記コレクターとともに機械的に組み立てられ、一方では前記カバーと前記少なくとも１つのチューブとの間に、他方では前記コレクターと前記カバーとの間に、配置される少なくとも１つのシーリングガスケットを前記コレクターボックスは備える。

したがって発明は、交換器のすべての要素が機械的に且つ漏れ止め方式で統合される熱交換器を提案する。

各コレクターと熱交換器のチューブ又は導管との間のシール及び機械的リンクは、これら２つの構成要素間のシーリングガスケットの圧縮によって提供される。

この同じガスケットは、同様に、カバーと対応するコレクターとの間にシールを提供し、それにより、伝熱流体の漏れの可能性を防止するか、少なくとも最小限に抑える。

この機械的アセンブリにより、（ろう付けによるアセンブリの場合とは異なり）チューブの機械的強度は低下せず、チューブの平面性の欠陥が制限される。さらに、組み立て前にチューブの表面に防食保護を適用することが可能である。

さらに、このシーリング解決法は、大きなスペースを必要としない。

それにより、熱交換器の性能レベルが大幅に向上される。

そのような熱交換器は、電気及び／又はハイブリッドのパワートレインを備えた自動車両のバッテリーの温度調節に対し、特に有利に適用される。

また、車両空調システムにおいてラジエーターとして使用されてもよい。

発明の特定の態様によれば、前記少なくとも１つのシーリングガスケットは、前記少なくとも１つのチューブの通過のための少なくとも１つの穴を有する。

発明の特定の態様によれば、シーリングガスケットは、ベースと、前記ベースから延びる少なくとも１つのスリーブとを備え、前記少なくとも１つの穴は、前記ベース及び前記スリーブを横切る。

発明の特定の態様によれば、前記少なくとも１つのシーリングガスケットの前記ベースは、カバーと前記コレクターとの間に挟まれるように、前記カバーの凹部に収容される。

発明の特定の態様によれば、前記少なくとも１つのシーリングガスケットの前記スリーブは、少なくとも部分的に前記カバーの前記第２の穴に収容される。

発明の特定の態様によれば、前記少なくとも１つのチューブは、前記シーリングガスケットの通過のための前記穴にしっかりと取り付けられており、それによってシーリングガスケットのスリーブが、前記カバーの前記第２開口部の内壁と前記チューブの外壁との間で圧迫される。

発明の特定の態様によれば、前記少なくとも１つのシーリングガスケットの前記スリーブは、一方向に伸長されている断面のものである。

発明の特定の態様によれば、コレクターの第１開口部、カバーの第２開口部、及び前記少なくとも１つのシーリングガスケットの穴は、一方向に伸長されている断面のものである。

発明の特定の態様によれば、前記カバーと前記コレクターとの間の機械的アセンブリは、スナップ嵌め手段によって達成される。

発明の特定の態様によれば、スナップ嵌め手段は、コレクターによって支持された歯部を含み、当該歯部は、前記カバーに形成された溝と相互作用するように設けられている。

発明の特定の態様によれば、前記カバーと前記コレクターとの間のアセンブリは、前記カバーの２つの反対側のエッジの周りにおける前記コレクターの２つの反対側のエッジの圧着（ｃｒｉｍｐｉｎｇ）によって達成される。

発明の特定の態様によれば、前記コレクターは、前記少なくとも１つのチューブの通過のための第１開口部によって横切られるフランジを備える。

発明の特定の態様によれば、第１開口部の内面は、フランジにおいて、少なくとも１つのチューブを前記フランジにおいて保持するための少なくとも１つの変形部を含む。

したがって、熱交換器の組み立て、車両におけるその使用及びその取り付けの間に生じる機械的応力と熱交換器の内部圧力との影響による複数の構成要素の互いに対する動きを止めるために、コレクターのフランジと対応するチューブとの間で圧着が行われてもよい。

これらのチューブ止めは簡単なやり方で得られ、特に押出チューブの場合、コレクター上のチューブの信頼性の高い機械的固定を可能にする。

有利には、熱交換器の構成要素間の機械的リンクは、シーリングゾーンから分離される。

変形実施形態において、第１開口部は、磁気パルス法によって、あるいはその代わりに、フランジの壁の変形によって、制限される。

発明の特定の態様によれば、前記少なくとも１つのチューブは、溶接又は接着結合により、フランジと一緒に組み立てられる。

発明の特定の態様によれば、前記少なくとも１つの導管は、伝熱流体を循環させるための複数のチャネルを含む。

発明の特定の態様によれば、前記カバーは、伝熱流体を循環させるための少なくとも２つのチャンバーを備える。

発明の特定の態様によれば、第２チャンバーは第１チャンバーの内側に定められる。

発明の特定の態様によれば、第２チャンバーは第１チャンバーの外側に定められる。

発明の特定の態様によれば、前記カバーは、第１チャンバーと第２チャンバーとの間に少なくとも１つの流体連通開口部を備える。

発明はまた、自動車両のための熱交換器を組み立てる方法に関し、熱交換器は、伝熱流体を循環させるための少なくとも１つのチューブを備え、当該少なくとも１つのチューブの端部はコレクターボックスに入り、各コレクターボックスは、前記少なくとも１つのチューブの通過のための第１開口部を有するコレクターと、前記少なくとも１つのチューブの通過のための第２開口部を有するカバーとを備え、自動車両のため、伝熱流体を循環させるための少なくとも１つのチャンバーの範囲を定め、当該少なくとも１つのチャンバーにおいて前記少なくとも１つのチューブが開かれている。

発明によれば、方法は以下のステップを含む：
− ベース及びスリーブを有する少なくとも１つのシーリングガスケットは、前記コレクターの第１開口部が前記シーリングガスケットの穴と整列されるように、コレクター上に位置づけられ、
− 前記少なくとも１つのチューブの第１端部が前記シーリングガスケットのスリーブを超えて延びるように、少なくとも１つのチューブが前記コレクターの第１開口部内に及び前記シーリングガスケットの穴内に強制的に取り付けられ、
− コレクターは、コレクターのフランジの圧着、溶接又は接着結合によって少なくとも１つのチューブと一緒に組み立てられ、そこにおいて少なくとも１つのチューブに第１開口部が形成され、
− シーリングガスケットのスリーブが前記カバーの第２開口部に配置されるように、カバーはシーリングガスケット上に強制的に取り付け、
− 前記カバーの伝熱流体を循環させるための前記少なくとも１つのチューブがチャンバー内に開口するように、コレクターはカバー上に機械的に組み立てられ、
− 前記少なくとも１つのチューブを前記熱交換器の前記第２コレクターボックスに対して固定するために、先行するステップが繰り返される。

発明の特定の態様によれば、前記少なくとも１つのチューブは、前記熱交換器の第１コレクターボックス及び第２コレクターボックスに対して同時的に固定される。

したがって、要素を一緒に組み立てるという点では、このタイプの熱交換器を製造する方法は、組み立てが機械的であるため、ろう付けを、すなわちフィラー材を、必要としない。

さらに、この方法は、それが中性で閉じ込められた雰囲気において高価で複雑な加熱設備を必要としないという利点を提供する。

図面のリスト
発明のさらなる特徴及び利点は、以下の実施形態の説明及び添付の図面を読むことにより、より明確に明らかになり、それらの実施形態は、理解を助ける非限定的なシンプルな例として与えられ、添付の図面のうち：
図１は、発明の一実施形態による熱交換器の斜視図である。 図２は、発明による熱交換器のコレクターボックスの部分拡大図である。 図３は、発明による熱交換器のコレクターボックスの断面図である。 図４は、発明による熱交換器のコレクターボックスの部分縦断面図である。 図５は、発明の特定の実施形態による熱交換器のコレクターボックスの断面図である。 図６は、伝熱流体を循環させるための２つのチャンバーを備える発明による熱交換器のカバーの複数の概略断面図Ａ〜Ｄを含む。 図７は、伝熱流体を循環させるための２つのチャンバーと、これら２つのチャンバー間の流体連通開口部とを備える発明による熱交換器のカバーの概略斜視図である。

発明の詳細な説明
図１は、発明の一実施形態による熱交換器１の斜視図である。

このタイプの熱交換器は、特に自動車両を駆動するためのエネルギー源を形成する複数の電気エネルギー貯蔵セルによってそれぞれが構成される１以上のバッテリーを冷却するために、ハイブリッドタイプ又は電気タイプの自動車両に適合するように設けられている。

熱交換器１は、伝熱流体がそれを通って流れる保護ケーシングの底部において１つ又は複数のバッテリーと直接的に接触して、或いはバッテリーを保護するためのケーシングの外側に位置づけられた熱交換器の場合には１つ又は複数のバッテリーと間接的に接触して、配置される。

図１に示すように、熱交換器１は、一般に「コレクター」２１と呼ばれる金属板に関連付けられる「流体ボックス」３１で一般的に示されるカバーの形態の要素によって形成される第１コレクターボックス４１と、金属プレート又はコレクター２２に関連付けられるカバー３２の形態の要素によって形成される第２コレクターボックス４２と、を備え、各コレクターボックスは、グリコール水などの伝熱流体を収集及び分配するように設けられている。

熱交換器１は、更に、コレクター２１、２２及びカバー３１、３２の縦軸に垂直に延びる同じ長さの直線的なチューブ又は導管１１の束を備え、それは伝熱流体の循環のために設けられる。

この実施形態において、チューブ１１は、実質的に一方向に伸長されている形の断面を有する。

この実施形態において、チューブ１１の平面部分の少なくとも１つは、少なくとも１つの電気エネルギー貯蔵セル（図示せず）と機械的又は非機械的に接触するように設けられている。

各チューブ１１は、ここでは、押し出しアルミニウムから作られており、第１端部と第２端部を備える。

チューブ１１の束の第１端部は、第１コレクター２１と一緒に組み立てられるように設けられ、チューブ１１の束の第２端部は、第２コレクター２２と一緒に組み立てられるように設けられている。

したがって、各コレクター２１、２２は、束のチューブ１１の端部をまとめてグループ化し、各カバー３１、３２は、その周エッジを介して漏れのないやり方でコレクター２１、２２に接続される。

コレクター２１、２２及び対応するカバー３１、３２によって構成されるアセンブリは容積を定め、当該容積内へ束のチューブ１１が開口する。

したがって、各コレクターボックス４１、４２は、チューブ１１と流体連通している。

熱交換器１は、伝熱流体のための流体入口接続部４１０及び流体出口接続部４２０をさらに備え、当該流体入口接続部４１０及び流体出口接続部４２０は少なくとも１つのコレクターボックス上に配置される。

図示の実施形態において、流体入口接続部４１０は、コレクターボックス４１の長手方向端部に位置し、流体出口接続部４２０は、コレクターボックス４１とは反対側の端部でコレクターボックス４２に位置する。

したがって、伝熱流体は、流体入口接続部４１０を介して第１コレクターボックス４１内に導入され、その後、第１コレクター２１を介してチューブ１１内に分配される。

流体は、チューブ１１において循環しており、最終的に第２コレクターボックス４２の流体出口接続部４２０を介して排出されるように、第２コレクター２２を介して第２コレクターボックス４２内に開口する。

以下に示すように、一方では各カバー３１、３２とチューブ１１の端部との間に、他方では各コレクター２１、２２と対応のカバー３１、３２との間に、シールを形成するシーリングガスケット５１、５２の付与によって、熱交換器１の様々な要素（コレクター、コレクターボックス、及びチューブ）は、機械的に且つ漏れないやり方で一緒に統合されている。

発明をより理解しやすくするために、第１コレクターボックス４１の構成要素のみが以下に説明及び図示されている。

当然ながら、第２コレクターボックス４２の構成要素、すなわちコレクター２２、カバー３２及びシーリングガスケット５２は、第１コレクターボックス４１の構成要素と同様である。

図２は、第１コレクターボックス４１の部分拡大図である。

したがって、熱交換器１の単一のチューブ１１が部分的に示されている。チューブは、伝熱流体を循環させるための並んで配置された複数のチャネル１１１を有する（図４において見られる）。

この実施形態において、チューブ１１のチャネル１１１は、圧力下のチューブの機械的挙動を保証する（すなわち圧力下の導管１１の変形を最小化する）補強脚部によって分離されている。

実質的に長方形の形状であるコレクター２１の一部も図２に示されている。それは、中央壁２１２を備え、当該中央壁２１２の２つの反対側のエッジ（図２の上側エッジ及び下側エッジ）は、中央壁２１２の第１側面から湾曲したウイング２１３、２１３’によって延長されている。したがって、コレクター２１は、実質的にＵ字形の断面を有する。

一方向に伸長されている形状のフランジ２１４は、中央壁２１２の第２側面から延びている。このフランジ２１４は、導管１１の挿入及び通過のための一方向に伸長されている形状の開口部２１０を画定し、当該導管１１はそれ自体が一方向に伸長されている形状の断面である。

一方向に伸長されている形状の開口部２１０の軸は、コレクター２１の縦軸に垂直であり、一方向に伸長されている形状の開口部２１０は、中央壁２１２内に開口している。

フランジ２１４の高さは、その周囲にわたって一定でも可変でもよい。

２つのウイング２１３、２１３’は、中央壁２１２の平面に対して９０°〜１１０°、好ましくは１００°、の角度で傾斜しており、フランジ２１４とは反対方向に延びている。

各ウイング２１３、２１３’は、その反対側の横エッジにおいて、２つのウイング２１３、２１３’の間に位置するスペースに向かって突出する２つのスナップフィット歯部２１８、２１９及び２１６、２１７をそれぞれ支持する（したがって、これらの歯部は、向かい合うように配置されている）。

同様に、カバー３１の一部が図２に同じように示されている。それは、伝熱流体が循環するように設けられている円筒形のチャンバー３１６と、中央凹部３１２によって分離された２つの脚部３１１（図２の上下）を含むベースと、を備える。

脚部３１１及び凹部３１２は、カバー３１の縦軸上に延びている。

カバー３１は一方向に伸長されている開口部３１０を更に有し、当該開口部３１０は、カバー３１の縦軸上に延び、一方ではチャンバー３１６において、他方ではベースの凹部３１２で、開口する。

さらに、脚部３１１において、カバー３１は、コレクター２１によって支持されるスナップ嵌め歯部２１６、２１７、２１８、２１９を補完する形態の溝３１３、３１３’を有する。

したがって、組み立てられた状態において、スナップ嵌め歯部２１６、２１７及び２１８、２１９は、それぞれ溝３１３’及び３１３と相互作用する。

さらに、第１コレクターボックス４１は、カバー３１とコレクター２１との間に配置された少なくとも１つのシーリングガスケット５１を含む。

シーリングガスケット５１が部分的に図２に示されている。

それは実質的に長方形形状のベース５１０を備え、当該ベース５１０から、カバー３１の開口部３１０を実質的に補完する一方向に伸長されている形状のシーリングスリーブ５１１が特に延びる。

シーリングガスケット５１は、ベース５１０及びスリーブ５１１において形成された、導管１１を補完する形状の穴５１２を有する。

シーリングガスケット５１は、有利にはエラストマー材料から作られる。したがってそれは、ＥＰＤＭ（つまり「エチレンプロピレンジエンモノマー」）から製造されてもよい。

図２には見えないが、カバー３１がその長さにわたって分布する複数の開口部３１０を含むこと、コレクター２１が同様にその長さにわたって分布する複数の開口部２１０を含むこと、及びシーリングガスケット５１がその長さにわたって複数のスリーブ５１１を有すること（或いは各々がスリーブを有する複数のシーリングガスケットが与えられること）が理解され、それによって熱交換器１の各チューブ１１が、カバー３１の開口部３１０、コレクター２１の開口部２１０及びシーリングガスケット５１のスリーブ５１１に関連付けられる。

これにより、以下に示すように、従来技術によるろう付けによってではく、機械的に組み立てられた熱交換器１の漏れ止めを確保することが可能になる。

図３及び図４は、第１コレクターボックス４１上のチューブ１１のアセンブリを示す断面図である。

これらの図に示すように、シーリングガスケット５１のベース５１０は、一方ではコレクター２１の中央壁２１２に対し、他方ではカバー３１の凹部３１２の内面に対し、押し付けられ、それによってそれがカバー３１とコレクター２１との間で圧迫された状態に保持される。シーリングガスケット５１のスリーブ５１１は、カバー３１の開口部３１０に強制的に収容され、カバー３１の円筒形チャンバー３１６内に部分的に延びるように開口部３１０を超えて部分的に延びる。

チューブ１１は、カバー３１の円筒形チャンバー３１６内に開口するように、フランジ２１４の開口部２１０及びシーリングガスケット５１の穴５１２を横切る。

チューブ１１のシーリングガスケット５１内への通過は、チューブ１１／カバー３１リンクの漏れ止めを保証するように、カバー３１の開口部３１０の内壁に対してスリーブ５１１の外壁を半径方向に圧縮することを可能にする。

言い換えれば、チューブ１１は、カバー３１のゾーンにおいてシーリングガスケット５１のスリーブ５１１に予め応力がかけられて取り付けられている。

カバー３１の開口部３１０におけるシーリングガスケット５１のスリーブ５１１の半径方向の圧縮のレベルは、好ましくは５〜６０％、例えば１５〜４０％、特に２５〜３０％である。

この比は、取り付け前のスリーブ５１１の壁の厚さと取り付け後のスリーブ５１１の壁の厚さとの差を、取り付け前のスリーブ５１１の壁の厚さで割ったものに等しい。

言い換えると、コレクターボックス４１上のチューブ１１の組み立てられた状態において、シーリングガスケット５１は、一方で、チューブ１１の外壁とカバー３１の開口部３１０との間の空間で圧縮され、他方で、コレクター２１の中央壁２１２とカバー３１の凹部３１２の内面との間で圧縮される。

したがって、シーリングガスケット５１は、チューブ１１／カバー３１リンク及びカバー３１／コレクター２１リンクの漏れ止めを確実にする。

さらに、チューブ１１は、チューブ１１に対してカバー３１、シーリングガスケット５１及びコレクター２１によって構成されるアセンブリの、伝熱流体の加圧の効果によるスライドを防止するように、第１コレクターボックス４１と一緒に機械的に組み立てられる。

さらに、このタイプの機械的アセンブリは、熱交換器１の取り付け及び使用の際のチューブ１１の動きを防ぐことを可能にする。

図４に示すように、このタイプの機械的アセンブリは、コレクター２１のフランジ２１４の外壁の周辺にわたって複数の補強部２１５を実装することにより得られる。

そのような補強部２１５は、それにより導管１１のチャネル１１１のうちの１つを遮断することなく、フランジ２１４の内壁及び導管１１の外壁を変形させるのに十分に深い。

したがって、これにより、チューブ１１の並進運動を阻止してそれによりカバー３１のチャンバー３１６におけるチューブ１１の縦方向の位置を固定するように、特定のやり方で、フランジ２１４で開口部２１０の厚さを低減させる。

このチューブ停止は、コレクター上でのチューブの機械的な保持という点で、シンプルで信頼性の高い解決法である。

それは、特に押し出しチューブに適している。

さらに、熱交換器の構成要素間の機械的リンクは、シーリングゾーンから分離される。

図３及び図４は、カバー３１上のコレクター２１の機械的組み立てのための第１の解決策を示す。

前述のように、コレクター２１は、カバー３１の脚部３１１の溝３１３、３１３’に収容されるように設けられているスナップ嵌め歯部２１６、２１７、２１８、２１９を支持する。したがってコレクターは、スナップ嵌めによりカバー上に固定される。

コレクター２１は、チューブ１１とカバー３１との間に機械的リンクを作り出す。さらにそれは、シーリングガスケット５１をカバー３１における所定の位置に保持し、ガスケット５１の圧縮によってカバー３１／コレクター２１リンクにおけるコレクターボックス４１の漏れ止めを保証する。

図５は、カバー３１上のコレクター２１の機械的組立のための第２の解決策を示す。

この実施形態において、コレクター２１の対向するウイングは平面であり、したがってスナップ嵌め歯部を支持しない。

コレクター２１をカバー３１上に固定するために、カバー３１の対向するウイング２１３、２１３’の縦方向端部は、カバー３１の脚部３１１の溝３１３、３１３’において折り返される。したがって、コレクターは圧着によってカバーに固定される。

図６の図（Ａ）〜（Ｄ）は、カバー３１が伝熱流体を循環させるための２つの導管を具備する特定の実施形態を示す。

図（Ｃ）及び（Ｄ）において、直線状の又は湾曲した分離隔壁３１４は、第１導管及び第２導管を形成するようにカバー３１のプロファイルに押し出され、後者は、伝熱流体のための入口及び出口を熱交換器の一方の同じ側上に配置するため、伝熱流体のための移送チャネル又はリターンチャネルとして働くことができる。

図（Ａ）及び（Ｂ）において、カバー３１に隣接する第２導管３１’は、リターンチャネル、移送チャネル又はバイパスチャネルを形成するように、共押し出しされる。

カバー３１に対する第２導管３１’の直径及び位置は変化しうる。

チャネル間の連通開口部は、機械加工又は切削によって生成されうる。

図７の概略図において、第２導管３１’はカバー３１と並んで配置されている。機械加工又は切削によって形成される流体連通開口部３１５は、伝熱流体が第１導管から第２導管に向かって、及び／又はその逆に、循環することを可能にする。

熱交換器の製造方法
ここで発明による熱交換器を製造する方法の一例の説明が与えられる。

第１のステップにおいて、コレクターボックス４１内に挿入されるように設けられるチューブ１１の部分を画定するように、チューブ１１の端部の一方が、調整可能な取り外し可能な停止部と接触する。

チューブ１１の端部が停止部と接触する場合、少なくとも１つの保持要素が、それを固定するようにチューブ１１に対して押し付けられる。

第２のステップにおいて、コレクター２１／シーリングガスケット５１のアセンブリが取り付けヘッドに配置される。

取り付けヘッドにより、シーリングガスケット５１のベース５１０をコレクター２１の中央壁２１２に対して位置決めし、コレクター２１の第１開口部２１０をシーリングガスケット５１の穴５２０と整列させることが可能になる。

好ましくは、シーリングガスケット５１の穴５２０内に挿入されるパンチ（ｐｕｎｃｈ）であって、その後、コレクター２１の第１開口部２１０内に挿入されるパンチを使用して、整列が達成される。このタイプの位置決め手段は、製造方法の次のステップでシーリングガスケット５１がコレクター２１から落下することを回避することを可能にする。

第３のステップにおいて、コレクター２１／シーリングガスケット５１のアセンブリがチューブ１１の端部上に強制的に挿入され、それによってチューブ１１の端部がコレクター２１の第１開口部２１０を、その後、シーリングガスケット５１の穴５２０を横切り、スリーブ５１０を越えて延びる。

第４のステップにおいて、コレクター２１／シーリングガスケット５１のアセンブリは、クリンピング、溶接、又は接着結合によって、チューブ１１に固定される。

例えば、フランジ２１４の内壁がチューブ１１の外壁を貫通するように、コレクター２１のフランジ２１４に加えられる機械的応力は、チューブ１１に向かうフランジ２１４の内壁の１つ以上の変形部を形成する。

加えられる機械的応力は、フランジ２１４の内壁の変形部がチューブ１１のチャネルのうちの１つの閉鎖を生じさせないように、決定される。

第５のステップにおいて、ベース５１０がカバー３１の凹部３１２の内面に対して押し付けられるまでスリーブ１１がカバー３１の第２開口部３１０を貫通するように、カバー３１はシーリングガスケット５１に強制的に挿入される。

それにより、スリーブ５１１は、チューブ１１とカバー３１との間及びカバー３１とコレクター２１との間の漏れ止めを確実にする。

第６のステップにおいて、移動の終わりに、コレクター３１がカバー２１上に機械的に（スナップ嵌め又は圧着により）組み立てられる。

好ましい実施形態において、アセンブリは、カバー３１の溝３１３、３１３’内に挿入されるコレクター２１のウイング２１３、２１３’により支持されているスナップ嵌め手段２１６、２１７、２１８、２１９によって達成される。

別の実施形態において、コレクター２１の対向するウイング２１３、２１３’の縦方向の端部をカバー３１の溝３１３、３１３’において折り返すことにより、組み立てが達成される。

同じステップを実施して、他のチューブ１１を第１コレクターボックス４１と一緒に組み立て、チューブ１１の他端部を第２コレクターボックス４２と一緒に組み立てる。

これらのステップは、好ましくは、チューブ１１の両側で同時に実施される。

これにより、熱交換器１のアセンブリの機械的組み立ては比較的容易であり、伝熱流体が循環するコレクターボックス４１、４２の内側で十分なレベルの漏れ止めを得ることを可能にする。

したがって、圧力下での発明による熱交換器の機械的挙動又はその漏れ止めを保証するためにろう付けに頼る必要はなく、それはチューブ１１の平面の平面性を保証する。

その結果、（熱交換器が１つ以上のバッテリーを熱的に調整するように設計されている場合）熱交換器のチューブと電気エネルギー貯蔵セルとの間の熱交換が最適化される。

他の態様と変形
１つの用途において、発明の熱交換器は、その温度を調節するなどの条件及び必要性に応じて、１つ又は複数のバッテリーを加熱又は冷却するために使用されうることに留意される。

熱交換器を通過する伝熱流体は、この場合において、１つ又は複数のバッテリーから放出される熱を、それらを冷却する目的で、吸収したり、要件に応じて、１つ又は複数のバッテリーの温度がそれ／それらにとって適切に機能するのに不十分な場合にそれはそれらの加熱に寄与したりしうる。

要件に応じて、このタイプの熱交換器は車両におけるラジエーターとしても使用されうる。

発明による熱交換器の構成要素の機械的アセンブリにより、チューブの機械的特性を低下させないようにすることができ、バッテリーと接触する（又はそれに面する）チューブの表面の平面性を高めることができるという事実に加え、そのようなアプローチは、ろう付けによって組み立てられる従来技術の熱交換器と比較して更なる利点を提供する。

したがって、その耐食性特性及びゲル化を低下させることにより冷却液と反応する残留ろう付けフラックスから生じる内部汚染であって、チューブのチャネルの閉塞を理由とした冷却器（熱交換器）の熱性能の低下につながりうる内部汚染を、発明のアプローチは防ぐことを可能にする。

さらに、機械的な組み立てにより、プラスチックの成形によって製造される複雑な形状のカバーを使用することを可能にし、それは（押し出された、かしめられた、或いは圧延されたアルミニウムから作られるカバーにおけるタブの固定及び金属管配管の追加を必要とするろう付けされた交換器とは異なり）冷却ループへのカバーの簡単な接続とその固定とを可能にする。

さらに、カバー又はウォーターボックスは、（例えば３００３タイプの）アルミニウム素材又は（例えばＰＡ６６ＧＦ３０タイプの）プラスチックから作られうる。アルミニウム素材は、薄い部品を設けることを可能にする。

プラスチック材料は、複雑な形状を簡単に作ることを可能にし、それによってバッテリーハウジング上での冷却器の固定及び配管の接続をようにする。

好ましくは押出アルミニウムから作られるチューブは、所望の長さに切断されてもよい。

チューブは、例えば円形又は楕円形の断面など、他の断面形状を有してもよい。

ある変形実施形態において、マルチチャネルチューブは電気溶接されるが、この場合、チャネル間において補強脚を持たない。

伝熱流体のための流体入口接続部及び流体出口接続部は、それぞれ（前述の実施形態におけるように）２つのコレクターボックスの各々に、又は代替的に１つの同じコレクターボックスに、配置されうる。

この変形例において、流体接続部は、コレクターボックスのうちの１つにおいて、縦軸上に、実質的に中心にあり、ピッキングによって作られ、その後、その漏れ止めを保証しつつそれらを固定することを可能にするろう付け、接着結合、溶接、又は他の手段によって接続される。

機械的組み立ては、さらに、チューブの材料の厚さを減らし、チューブのチャネルにおける隔壁の数を減らすことを可能にする。

さらに、シーリングガスケットは、１又は複数のスリーブを備えてもよい。

コレクターにおけるマルチチャネルチューブの圧着の代わりに、以下を想定することが可能である：
− レーザービームを使用したマルチチャネルチューブ上のコレクターのフランジの直線部分の透明溶接（ｔｒａｎｓｐａｒｅｎｃｙ ｗｅｌｄｉｎｇ）（この操作を容易にするために、マルチチャネルチューブの壁は、溶接されるゾーンで局所的に厚くてもよい）；
− 磁気パルス技術を使用したマルチチャネルチューブ上のコレクターのフランジの狭窄；
− コレクターのフランジとマルチチャネルチューブとの間の接着結合。

カバーのアルミニウム押し出しの代わりに、押し出しプラスチックからこれらを製造することを想定することが可能である。

明らかに、発明は、例としてのみ提供される前述の実施形態には、限定されない。

それは、当業者が発明の文脈内で想定することが可能な様々な修正、代替形態、及び他の変形を、特に、別個にまたは組み合わせで理解されうる前述の異なる実施形態の組み合わせのすべてを、包含する。

Claims (21)

1. 自動車両のための熱交換器（１）であって、前記熱交換器（１）は、伝熱流体を循環させるための少なくとも１つのチューブ（１１）を備え、当該少なくとも１つのチューブ（１１）の端部はコレクターボックス（４１、４２）に入り、前記コレクターボックス（４１、４２）の各々は、前記少なくとも１つのチューブ（１１）の通過のための第１開口部（２１０）を有するコレクター（２１、２２）と、前記少なくとも１つのチューブ（１１）の通過のための第２開口部（３１０）を有するカバー（３１、３２）とを具備し、前記伝熱流体を循環させるための少なくとも１つのチャンバー（３１６）であって前記少なくとも１つのチューブ（１１）が開口する少なくとも１つのチャンバー（３１６）の境界を定め、
   前記少なくとも１つのチューブ（１１）及び前記カバー（３１、３２）は、前記コレクター（２１、２２）とともに機械的に組み立てられ、
   前記コレクターボックス（４１、４２）は、一方では前記カバー（３１、３２）と前記少なくとも１つのチューブ（１１）との間に、他方では前記コレクター（２１、２２）と前記カバー（３１、３２）との間に、配置された少なくとも１つのシーリングガスケット（５１）を備える、
   ことを特徴とする熱交換器（１）。
2. 前記少なくとも１つのシーリングガスケット（５１）は、前記少なくとも１つのチューブ（１１）の通過のための少なくとも１つの穴（５１２）を有することを特徴とする請求項１に記載の熱交換器（１）。
3. 前記シーリングガスケット（５１）は、ベース（５１０）と、前記ベース（５１０）から延びる少なくとも１つのスリーブ（５１１）とを備え、前記少なくとも１つの穴（５１２）は、前記ベース（５１０）及び前記スリーブ（５１１）を横切ることを特徴とする請求項２に記載の熱交換器（１）。
4. 前記少なくとも１つのシーリングガスケット（５１）の前記ベース（５１０）は、前記カバー（３１、３２）と前記コレクター（２１、２２）との間に挟まれるように、前記カバー（３１、３２）の凹部（３１２）に収容されることを特徴とする請求項３に記載の熱交換器（１）。
5. 前記少なくとも１つのシーリングガスケット（５１）の前記スリーブ（５１１）は、前記カバー（３１、３２）の前記第２の穴（３１０）に少なくとも部分的に収容されることを特徴とする請求項３又は４に記載の熱交換器（１）。
6. 前記シーリングガスケット（５１）の前記スリーブ（５１１）が前記カバー（３１、３２）の前記第２開口部（３１０）の内壁と前記チューブ（１１）の外壁との間で圧迫されるように、前記少なくとも１つのチューブ（１１）は、前記シーリングガスケット（５１）の通過のための前記穴（５１２）にぴったりと取り付けられることを特徴とする請求項３〜５のうちの一項に記載の熱交換器（１）。
7. 前記少なくとも１つのシーリングガスケット（５１）の前記スリーブ（５１１）は、一方向に伸長されている形状の断面のものであることを特徴とする請求項３〜６のうちの一項に記載の熱交換器（１）。
8. 前記コレクター（２１、２２）の第１開口部（２１０）、前記カバー（３１、３２）の第２開口部（３１０）、及び前記少なくとも１つのシーリングガスケット（５１）の前記穴（５１２）は、一方向に伸長されている形状の断面のものであることを特徴とする請求項２〜７のうちの一項に記載の熱交換器（１）。
9. 前記カバー（３１、３２）と前記コレクター（２１、２２）との間の機械的アセンブリが、スナップ嵌め手段によって達成されることを特徴とする請求項１〜８のうちの一項に記載の熱交換器（１）。
10. 前記スナップ嵌め手段は、前記コレクター（２１、２２）によって支持される歯部（２１６、２１７、２１８、２１９）を含み、当該歯部は、前記カバー（３１、３２）上に形成された溝（３１３、３１３’）と相互作用するように設けられることを特徴とする請求項９に記載の熱交換器（１）。
11. 前記カバー（３１、３２）と前記コレクター（２１、２２）との間の機械的アセンブリは、前記カバー（３１、３２）の２つの反対側のエッジの周りにおける前記コレクター（２１、２２）の２つの反対側のエッジ（２１３、２１３’）の圧着によって達成されることを特徴とする請求項１〜８のうちの一項に記載の熱交換器（１）。
12. 前記コレクター（２１、２２）は、前記少なくとも１つのチューブ（２０）の通過のための前記第１開口部（２１０）によって横切られるフランジ（２１４）を備えることを特徴とする請求項１〜１１のうちの一項に記載の熱交換器（１）。
13. 前記第１開口部（２１０）の内面は、前記フランジ（２１４）で、前記フランジ（２１４）において前記少なくとも１つのチューブ（１１）を保持するための少なくとも１つの変形部（２１５）を備えることを特徴とする請求項１２に記載の熱交換器（１）。
14. 前記少なくとも１つのチューブ（１１）は、溶接又は接着結合により前記フランジ（２１４）とともに組み立てられることを特徴とする請求項１２に記載の熱交換器（１）。
15. 前記少なくとも１つの導管（１１）は、前記伝熱流体を循環させるための複数のチャネル（１１１）を含むことを特徴とする請求項１〜１４のうちの一項に記載の熱交換器（１）。
16. 前記カバー（３１、３２）は、前記伝熱流体を循環させるための少なくとも２つのチャンバーを備えることを特徴とする請求項１〜１５のうちの一項に記載の熱交換器（１）。
17. 前記第２チャンバーは、前記第１チャンバーの内側で定められることを特徴とする請求項１６に記載の熱交換器（１）。
18. 前記第２チャンバーは、前記第１チャンバーの外側で定められることを特徴とする請求項１６に記載の熱交換器（１）。
19. 前記カバー（３１、３２）は、前記第１チャンバーと前記第２チャンバーとの間に少なくとも１つの流体連通開口部（３１５）を備えることを特徴とする請求項１６〜１８のうちの一項に記載の熱交換器（１）。
20. 自動車両のための熱交換器（１）を組み立てる方法であって、前記熱交換器（１）は、伝熱流体を循環させるための少なくとも１つのチューブ（１１）を備え、当該少なくとも１つのチューブ（１１）の端部はコレクターボックス（４１、４２）に入り、前記コレクターボックス（４１、４２）の各々は、前記少なくとも１つのチューブ（１１）の通過のための第１開口部（２１０）を有するコレクター（２１、２２）と、前記少なくとも１つのチューブ（１１）の通過のための第２開口部（３１０）を有するカバー（３１、３２）とを具備し、前記伝熱流体を循環させるための少なくとも１つのチャンバー（３１６）であって前記少なくとも１つのチューブ（１１）が開口する少なくとも１つのチャンバー（３１６）の境界を定め、
    以下のステップ：
    − ベース（５１０）及びスリーブ（５１１）を有する少なくとも１つのシーリングガスケット（５１）は、前記コレクターの前記第１開口部（２１０）が前記シーリングガスケット（５１）の穴（５２０）と整列するように、配置され、
    − 少なくとも１つのチューブ（１１）は、前記少なくとも１つのチューブ（１１）の第１端部が前記シーリングガスケット（５１）の前記スリーブ（５１０）を越えて延びるように、前記コレクター（２１、２２）の前記第１開口部（２１０）内に及び前記シーリングガスケット（５１）の前記穴（５２０）内に強制的に取り付けられ、
    − 前記コレクター（２１、２２）は、前記少なくとも１つのチューブ（１１）上に前記第１開口部（２１０）が形成される前記コレクター（２１、２２）のフランジ（２１４）の圧着、溶接、又は接着結合によって、前記少なくとも１つのチューブ（１１）とともに組み立てられ、
    − 前記カバー（３１、３２）は、前記シーリングガスケット（５１）の前記スリーブ（５１１）が前記カバー（３１、３２）の前記第２開口部（３１０）に位置づけられるように、前記シーリングガスケット（５１）に強制的に取り付けられ、
    − 前記コレクター（２１、２２）は、前記カバー（３１、３２）の前記伝熱流体を循環させるため前記チャンバー（３１６）内に前記少なくとも１つのチューブ（１１）が開口するように、前記カバー（３１、３２）上に機械的に組み立てられ、
    − 前記少なくとも１つのチューブ（１１）を前記熱交換器（１）の前記第２コレクターボックス（４１、４２）に固定するために、前述のステップが繰り返される、
    を含むことを特徴とする熱交換器（１）を組み立てる方法。
21. 前記少なくとも１つのチューブ（１１）は、前記熱交換器（１）の前記第１コレクターボックス及び前記第２コレクターボックス（４１、４２）に同時的に固定されることを特徴とする請求項２０に記載の組立方法。

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