換熱器、尤其用于機(jī)動(dòng)車輛的換熱器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種根據(jù)權(quán)利要求1的前序部分所述的換熱器、尤其是用于機(jī)動(dòng)車輛的換熱器。
【背景技術(shù)】
[0002]在機(jī)動(dòng)車輛的持續(xù)發(fā)展的電氣化期間，能量效率、尤其是在機(jī)動(dòng)車輛中的加熱和冷卻任務(wù)方面的能量效率是非常重要的。在用高功率電池運(yùn)行的電動(dòng)車輛中的無(wú)效的加熱和冷卻例如能夠表示車輛的極其強(qiáng)的工作半徑減小。
[0003]在例如在電動(dòng)或混合動(dòng)力車輛中使用由多個(gè)單獨(dú)的電芯構(gòu)成的現(xiàn)代的高功率電池的情況下，高功率電池的溫度在機(jī)動(dòng)車輛運(yùn)行期間必須處于一定的區(qū)間中，以便確保機(jī)動(dòng)車輛的效率、安全性和高效能性。一方面，電池電芯的效率在低于適當(dāng)?shù)倪\(yùn)行溫度的情況下極其強(qiáng)地降低并且電芯產(chǎn)生高的損失功率。另一方面，在適當(dāng)?shù)倪\(yùn)行范圍之上，在電芯之內(nèi)發(fā)生引起不可逆的損壞的過程。此外，為了避免各個(gè)電池電芯的不均勻的和隨之而來(lái)的加強(qiáng)的老化，單個(gè)電芯之內(nèi)的和整個(gè)電池堆中的溫度差異不應(yīng)超過確定的極限值。出于該理由，需要以冷卻裝置或加熱裝置的形式的電池調(diào)溫裝置。
[0004]已知一種具有兩個(gè)流體側(cè)的換熱器，由此能夠?qū)崿F(xiàn)用于對(duì)機(jī)動(dòng)車輛的不同部件調(diào)溫的兩個(gè)獨(dú)立的循環(huán)。這種換熱器以層狀結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，其中這兩個(gè)流體側(cè)經(jīng)由熱電元件彼此接觸。這種熱電元件根據(jù)DE 10 2009 058 673 Al已知，其中在對(duì)熱電元件通電時(shí)，將熱量從一種流體泵送到另一種流體，而流體沒有接觸或混合。一個(gè)流體側(cè)在此是用于對(duì)部件、例如機(jī)動(dòng)車量的高壓電池調(diào)溫的流體循環(huán)的一部分。另一個(gè)流體側(cè)是用于對(duì)另一個(gè)部件調(diào)溫和/或用于在環(huán)境和流體循環(huán)之間傳熱的流體循環(huán)的一部分。
[0005]在該換熱器的層狀結(jié)構(gòu)中不利的是，在開關(guān)過程中、例如在接通和斷開電池冷卻循環(huán)時(shí)，得到排氣溫度的峰值。相同地，在接通電池冷卻裝置時(shí)，得到導(dǎo)出的電池余熱的峰值。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是提供一種換熱器，所述換熱器允許對(duì)部件、尤其是混合動(dòng)力或電動(dòng)車輛中的高功率電池在需要時(shí)加熱和冷卻。
[0007]這借助權(quán)利要求1的特征實(shí)現(xiàn)，借此第一和第二部件和熱電元件形成具有至少兩個(gè)流體連接元件的模塊，所述流體連接元件與另外的這種模塊的相應(yīng)的流體連接元件兼容，其中第一流體連接元件連接到第一通道上并且第二流體連接元件連接到第二通道上。這具有如下優(yōu)點(diǎn):這種換熱器能夠在兩個(gè)冷卻循環(huán)之間作用并且允許對(duì)部件在需要時(shí)冷卻和加熱。通過應(yīng)用所述部件，簡(jiǎn)化換熱器的安裝，其中兩個(gè)彼此分開的流體循環(huán)能夠簡(jiǎn)單地實(shí)現(xiàn)。安裝的簡(jiǎn)化同時(shí)引起換熱器的制造成本的降低。
[0008]有利地，模塊具有四個(gè)兼容的流體連接元件，其中第一流體連接元件作為用于第一流體的流入通道并且第二流體連接元件作為用于第一流體的流出通道連接在第一部件的第一通道上，并且其中第三流體連接元件作為用于第二流體的流入通道并且第四流體連接元件作為用于第二流體的流出通道連接在第二部件的第二通道上。由此，形成緊湊的節(jié)約空間的換熱器。
[0009]在一個(gè)設(shè)計(jì)方案中，多個(gè)模塊相互設(shè)置成，使得第一模塊的第二部件和第二模塊的第一部件相對(duì)地設(shè)置。
[0010]替選地，多個(gè)模塊相互設(shè)置成，使得各第一部件和/或各第二部件相對(duì)地設(shè)置。
[0011]在一個(gè)設(shè)計(jì)方案中，在兩個(gè)相對(duì)地設(shè)置的模塊之間設(shè)置有熱電元件或絕緣元件，所述熱電元件或絕緣元件熱接觸這兩個(gè)模塊。這種絕緣元件除了熱絕緣之外同時(shí)防止熱流體的泄漏流。在各兩個(gè)熱側(cè)或兩個(gè)冷側(cè)在預(yù)制的第一部件中出現(xiàn)進(jìn)而直接彼此堆疊的情況下，出于熱學(xué)觀點(diǎn)，不強(qiáng)制地需要這種絕緣元件。如果絕緣元件柔軟地構(gòu)成，那么其同時(shí)用于柔軟地支撐模塊化單元，使得利用附加的保持設(shè)備一方面確保模塊化單元的固定，但是另一方面不存在不同的模塊化單元的剛性的連接，由此減小不期望的應(yīng)力。
[0012]在一個(gè)變型形式中，多個(gè)分別相對(duì)設(shè)置的模塊的第一、第二、第三和第四流體連接元件相應(yīng)地彼此連接、尤其插接在一起。由此，能夠尤其簡(jiǎn)單地安裝模塊化的換熱器。
[0013]有利地，一個(gè)模塊的流體連接元件的用于相對(duì)地設(shè)置的模塊的流體連接元件的聯(lián)接部的開口平行于下述平面設(shè)置，所述平面通過第一或第二部件的面形成。
[0014]在一個(gè)實(shí)施方式中，第一和第二部件相同地構(gòu)成和/或部件之內(nèi)的流動(dòng)幾何形狀是相同的。此外，應(yīng)用相同地構(gòu)成的部件降低用于這種換熱器的制造成本。
[0015]在一個(gè)改進(jìn)形式中，第二部件相對(duì)于第一部件為了形成模塊圍繞第一軸線轉(zhuǎn)動(dòng)180°，所述第一軸線優(yōu)選沿預(yù)制的部件的橫向延伸擴(kuò)展。在該布置中，模塊就像整個(gè)換熱器那樣由兩種流體以對(duì)流穿流。如果在預(yù)制的部件上存在流體聯(lián)接元件，那么該設(shè)計(jì)方案始終是有利的，所述流體聯(lián)接元件將預(yù)制的部件與相應(yīng)的第一或第二冷卻循環(huán)連接。通過預(yù)制的第一和第二部件的相互轉(zhuǎn)動(dòng)，對(duì)此考慮到:將流體聯(lián)接元件安置成，使得預(yù)制的第一和第二部件的面接觸在任何時(shí)刻都是可能的。
[0016]替選地，第二部件相對(duì)于第一部件為了形成模塊圍繞第二軸線轉(zhuǎn)動(dòng)180°，所述第二軸線近似垂直于第一軸線構(gòu)成并且所述第二軸線優(yōu)選沿預(yù)制的部件的縱向延伸擴(kuò)展。由于該設(shè)計(jì)方案，也實(shí)現(xiàn)第一和第二部件的節(jié)約空間的布置。在此，整個(gè)換熱器由兩種流體以對(duì)流穿流，而各個(gè)模塊化單元由兩種不同的流體以對(duì)流穿流。
[0017]在一個(gè)變型形式中，第二部件相對(duì)于第一部件圍繞垂直于第一部件的面的軸線平行地轉(zhuǎn)動(dòng)90°以用于形成模塊。
[0018]有利地，第一和第二部件分別由彼此平行引導(dǎo)的管、優(yōu)選扁平管的管組構(gòu)成，在所述管的端部處分別固定有用于相應(yīng)的流體的流入和流出收集器，其中流入和流出收集器具有至少各一個(gè)流體聯(lián)接元件。這種部件在空調(diào)技術(shù)中是充分已知的進(jìn)而能夠用于這種應(yīng)用情況。因此，取消制造用于換熱器的專用部件。
[0019]在一個(gè)設(shè)計(jì)方案中，第一和第二部件構(gòu)成為冷卻板。因?yàn)檫@種冷卻板以批量生產(chǎn)制造，所以通過將所述冷卻板用于所提出的熱電的換熱器，顯著地降低用于換熱器的成本。
[0020]在一個(gè)變型形式中，至少一個(gè)熱電元件構(gòu)成為珀耳帖元件。在加熱情況下，珀耳帖元件用作為用于加熱要調(diào)溫的部件的熱泵，而在冷卻情況下，相反地，珀耳帖元件用于冷卻相應(yīng)的部件。通過對(duì)珀耳帖元件不同地通電，在換熱器中借助電流方向的可能的反轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)按需要的調(diào)溫。
[0021]在一個(gè)實(shí)施方式中，至少一個(gè)熱電元件與第一和第二部件壓緊或材料配合地連接。通過所述壓緊或材料配合的連接，建立與這兩個(gè)預(yù)制的部件的可靠的熱接觸。
[0022]在一個(gè)設(shè)計(jì)方案中，多個(gè)模塊堆疊并且堆疊通過保持設(shè)備保持在一起。模塊的使用允許構(gòu)成不同功率等級(jí)的具有不同的熱功率平衡的不同的換熱器。不同功率等級(jí)的換熱器因此能夠簡(jiǎn)單地僅經(jīng)由一定數(shù)量的所應(yīng)用的模塊來(lái)制造，而不需要附加的構(gòu)件和附加的方法步驟。
[0023]通過下面的附圖描述并且通過從屬權(quán)利要求描述其他有利的設(shè)計(jì)方案。
【附圖說(shuō)明】
[0024]下面，基于至少一個(gè)實(shí)施例根據(jù)附圖詳細(xì)闡述本發(fā)明。附圖示出:
[0025]圖1示出具有根據(jù)本發(fā)明的換熱器的換熱器系統(tǒng)的第一實(shí)施例，
[0026]圖2示出根據(jù)本發(fā)明的換熱器的第一實(shí)施例，
[0027]圖3示出根據(jù)本發(fā)明的換熱器的另一個(gè)實(shí)施例，
[0028]圖4示出根據(jù)本發(fā)明的換熱器的另一個(gè)實(shí)施例，
[0029]圖5示出根據(jù)本發(fā)明的換熱器的另一個(gè)實(shí)施例，
[0030]圖6示出根據(jù)本發(fā)明的換熱器的另一個(gè)實(shí)施例，
[0031]圖7示出根據(jù)本發(fā)明的換熱器的另一個(gè)實(shí)施例，
[0032]圖8示出根據(jù)本發(fā)明的換熱器的另一個(gè)實(shí)施例。
【具體實(shí)施方式】
[0033]圖1示出具有根據(jù)本發(fā)明的熱電的換熱器2的換熱器系統(tǒng)I的第一實(shí)施例。換熱器2構(gòu)成為具有熱電裝置的冷卻劑/冷卻劑調(diào)溫單元并且設(shè)置在兩個(gè)冷卻循環(huán)、如主循環(huán)3和副循環(huán)4之間。在此，主循環(huán)3由構(gòu)成為冷卻劑的第一流體穿流，而同樣構(gòu)成為冷卻劑的第二流體流過副循環(huán)4。在主循環(huán)3中，除了換熱器2之外接入低溫冷卻器5，所述低溫冷卻器經(jīng)由凝結(jié)器6跨接到機(jī)動(dòng)車輛之內(nèi)的空調(diào)循環(huán)7上。在空調(diào)循環(huán)7中，同時(shí)設(shè)置有空調(diào)蒸發(fā)器8，借助所述空調(diào)