用于制造弯曲的冷却管单元的方法、冷却管单元和交通工具与流程

本发明涉及一种用于制造弯曲的冷却管单元的方法、冷却管单元以及具有弯曲的冷却管单元的交通工具，所述冷却管单元用于冷却交通工具的牵引电池。

背景技术：

冷却系统带有用于冷却交通工具的牵引电池的制冷剂蒸发冷却装置，该冷却系统在现有技术中通常具有平面管，所述平面管恰好在牵引电池上方和/或下方延伸。该类型的冷却系统具有在牵引电池两侧上的收集器，所述收集器使得在平面管中的冷却剂转向并且分化成多个不同的路径。

平面管通常具有多个相互平行延伸的通道，冷却剂或制冷剂剂在所述通道中流动，并且所述通道通常必须在冷却器的边缘上弯曲。然而通常挤压成型的平面管的弯曲会改变各个通道的流通横截面，从而在平面管或者说在通道内部形成不同的体积流量和/或压力损耗。通过弯曲，首先改变了平面管的所有在中性线以外延伸的通道的长度。相反，在内径区域中材料压缩，从而是该处的通道长度缩短，相较而言，在弯曲的外部区域中鉴于材料的延展使得通道长度增大。长度和横截面积变化导致在平面管的各个流体通道中偏差的压力损耗和/或流体阻力。相应地，通过所述弯曲改变了平面管中的通道的横截面。在此，中性线上的横截面保持不变，外径和内径中的通道中的横截面则由于压缩和延展过程而降低。

此外，通过各个通道的变形还形成了在利用上述弯曲的平面管冷却牵引电池时不规则的温度曲线分布。可以将安置在平面管上的牵引电池从简地视作均匀温度的平面。在平面管与蓄电池之间的热量传递恒定时，进入平面管的热量输入通常和牵引电池与平面管之间的接触面近似线性地成比例。通道在外径中由于经过较长的距离而具有较大的表面，在内径中则具有较小的表面。这导致在各个通道中不同的热量输入。

平面管的热量输入与压力损耗的变化会导致在各个流体通道中制冷剂的不同程度的蒸发和冷却剂的不同受热。

这二者所导致的是，平面管在弯曲之后不再具有均匀的温度，而是形成具有更高和更低温度的多个区域。这不利于满足对牵引电池均匀冷却的期望以及冷却剂或制冷剂调整至特定温度的期望。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题在于，至少部分解决上述问题。本发明所要解决的技术问题尤其在于，提供一种更好的用于制造弯曲的冷却管单元的方法、一种冷却管单元以及具有这种冷却管单元的交通工具。

上述技术问题通过权利要求解决。上述技术问题尤其根据权利要求1所述的方法、通过一种根据权利要求6所述的冷却管单元、通过一种根据权利要求9所述的弯曲的冷却管单元以及通过一种根据权利要求10所述的交通工具解决。本发明的其他优点由从属权利要求、说明书和附图给出。在此在结合方法所述的技术特征显然也适用于根据本发明的冷却管单元、根据本发明的交通工具的情况，反之亦然，因此就公开内容而言各个发明方面始终可以相互援引。

根据本发明的第一方面，提供了一种用于制造弯曲的冷却管单元的方法，所述冷却管单元用于冷却交通工具的牵引电池。所述方法具有以下步骤：

-制备至少局部平直的冷却管单元，所述冷却管单元带有多个至少区段性相互平行且在所述区段中平直延伸的冷却管线路，其中，平直的冷却管单元具有内部的外侧区域和外部外侧区域，其中，至少一个内部的冷却管线路被布置得较之外部的外侧区域更靠近内部的外侧区域，至少一个外部的冷却管线路被布置得较之内部的外侧区域更靠近外部的外侧区域，并且至少一个内部的冷却管线路至少区段性地具有与至少一个外部的冷却管线路不同的流通横截面，并且

-在平直的冷却管单元的区段中，平直的冷却管单元的至少一个内部的冷却管线路具有与所述平直的冷却管单元的至少一个外部的冷却管线路不同的流通横截面，在所述区段中，使所述平直的冷却管单元沿从内部的外侧区域朝外部的外侧区域的方向弯曲，从而制造至少一个第一弯曲区段，和/或沿从外部的外侧区域朝内部的外侧区域的方向弯曲，从而制造至少一个第二弯曲区段。

在本发明的范畴内已知的是，通过有目的地调整和/或制备平直的冷却管单元的冷却管线路的流通横截面，或通过使用相应的冷却管单元，在该冷却管单元弯曲时能够以简单且成本低廉的方式制造弯曲的冷却管线路的符合期望的、相同形式的或至少基本上相同形式的流通横截面。也就是说，本发明的核心在于，使用预定义的且对于各个适用场合不同的、平直的或基本上平直的冷却管单元，其带有多个冷却管线路，所述冷却管线路具有不同的流通横截面；以及有目的地弯曲所述平直的冷却管单元，以便尤其在各个冷却管线路的总长度上使不同的流通横截面均衡为尽可能相同形式或相同形状的流通横截面。

当冷却剂或制冷剂在相同的体积流量和/或在相同的流体阻力下能够以相同的流速流动经过两个冷却管线路时，第一冷却管线路的流通横截面则可以被视作与第二冷却管线路的流通横截面相同形式或相同形状。也就是说，当流通横截面在不同位置处相互不同，然而总体上近似和/或在体积流量、流速、流体阻力和/或压力损耗方面至少允许实现相同的或基本上相同的冷却剂或制冷剂流通，那么在本发明的范畴内也能将所述流通横截面理解为相同形式和/或相同形状的。在相同形式或相同形状的流通横截面中，还可以实现相应相同形式或相同形状的压力损耗系数。冷却剂在此也可以被理解为制冷剂。

相应地为了均衡至少一个内部的冷却管线路和至少一个外部的冷却管线路的不同的流通横截面，可以为制造至少一个第一弯曲区段而对平直的冷却管实施沿从内部的外侧区域朝外部的外侧区域的方向的弯曲和/或为制造至少一个第二弯曲区段而实施沿从外部的外侧区域朝内部的外侧区域的方向的弯曲。通过为制造至少一个第一弯曲区段对平直的冷却管单元沿从内部的外侧区域朝外部的外侧区域的弯曲和为制造至少一个第二弯曲区段沿从外部的外侧区域朝内部的外侧区域的方向的弯曲，可以建立多个不同的弯曲区段，所述弯曲区段相互间隔，例如通过在其他位置弯曲的冷却管单元的平直延伸的区段相互间隔。

至少一个内部的冷却管线路和至少一个内部的冷却管线路处于平直和/或弯曲的冷却管单元的中性线旁边，尤其在所述中性线旁边相互平行或基本上相互平行地延伸，所述中性线居中地延伸经过相应的冷却管单元或者说可以设置在该位置上。

冷却管线路至少区段性地相互平行或基本上相互平行地延伸。所述外侧区域应理解为相应的冷却管单元的外周或外周面的区域。内部的外侧区域和外部的外侧区域应分别就设计为平面管的冷却管单元而言进行理解。在此情况下，内部的外侧区域和外部的外侧区域应理解为冷却管单元的包围和/或限定出冷却管单元的顶面和底面的侧面区段。

牵引电池应理解为一个电池或具有多个交通工具的电池芯的电池组，所述电池或电池组为用于驱动交通工具的电机提供电能或者说电流和电压。至少局部平直、尤其完全或基本上完全平直的冷却管单元相应则应理解为，冷却管线路不具有弯折或不具有弯曲，也即在其整个长度或基本上整个长度上平直地或基本上平直地延伸。

根据一种优选的设计方案，参照剖切平直且相互平行延伸的冷却管线路的第一横截面、冷却管单元相对于在所述第一横截面的第一平面内部在内部的外表面与外部的外表面之间居中的中轴线而言、非对称或基本上非对称地设计。在平直的冷却管单元仅在一个位置上和/或沿从外部的外侧区域朝内部的外侧区域或从内部的外侧区域朝外部的外侧区域的方向弯曲或应这样弯曲时尤其如此。利用这种冷却管单元可以制造弯曲区段，所述弯曲区段参照剖切弯曲且相互平行延伸的冷却管线路的第二横截面、相对于在所述第二横截面的第二平面内部在内部的外侧区域与外部的外侧区域之间居中的中轴线而言、对称或基本上对称地设计。

至少一个内部的冷却管线路和至少一个外部的冷却管线路的流通横截面能够在冷却管线路的整个长度上或仅在选定的位置或者说横截面区域上相互不同。当至少一个内部的冷却管线路和至少一个外部的冷却管线路的流通横截面仅在平直的冷却管单元的预定义的区段中不同或者说相应制备或设计，而该区段应随后被弯曲以便制造弯曲区段，那么可以在相应的冷却管线路的整个长度上实现特别均匀的流通横截面。

根据本发明的另一种设计方案中能够实现的是，至少一个外部的冷却管线路至少区段性地具有较之至少一个内部的冷却管线路更大的横截面积，并且平直的冷却管单元为制造至少一个弯曲区段而在区段中沿从内部的外侧区域朝外部的外侧区域的方向弯曲，在所述区段中，平直的冷却管单元的至少一个外部的冷却管线路具有较之所述平直的冷却管单元的至少一个内部的冷却管线路更大的流通横截面。通过沿该方向的弯曲，至少一个具有较小横截面积的内部的冷却管线路被延展，并且具有较大横截面积的外部的冷却管线路被压缩，由此至少在弯曲区段中能够获得类似的、相同的或者至少基本上相同的流通横截面和/或类似的、相同的或至少基本上相同的横截面积。显然，能够以类似的方式实现的是，至少一个外部的冷却管线路至少区段性地具有较之至少一个内部的冷却管线路更小的横截面积，并且平直的冷却管单元为制造至少一个弯曲区段而在区段中沿从外部的外侧区域朝内部的外侧区域的方向弯曲，在所述区段中，平直的冷却管单元的至少一个外部的冷却管线路具有较之所述平直的冷却管单元的至少一个内部的冷却管线路更小的流通横截面。所述横截面积可以分别相互偏差约5％至50％、尤其约10％至约30％。

此外还能够实现的是，在根据本发明的方法中，平直的冷却管单元的围绕至少一个外部的冷却管线路的平均壁厚至少区段性地小于该平直的冷却管单元的围绕至少一个内部的冷却管线路的平均壁厚，并且平直的冷却管单元为制造至少一个弯曲区段而在区段中沿从内部的外侧区域朝外部的外侧区域的方向弯曲，在所述区段中，平直的冷却管单元的至少一个外部的冷却管线路具有较之所述平直的冷却管单元的至少一个内部的冷却管线路更小的平均壁厚。这用于使得在弯曲区段的外径的区域中或者说在内部的外侧区域中更剧烈扭曲的区域被强化。通过根据本发明的弯曲，较小的壁厚被压缩，并且较厚的壁厚延展，由此至少在弯曲区段中能够获得类似的、相同的或至少基本上相同的流通横截面和/或类似的、相同的或至少基本上相同的壁厚。所述壁厚可以分别相互偏差约5％至50％、尤其约10％至约30％。所述壁厚尤其可以逆着弯曲方向逐步地或持续地或者说连续地下降。

此外在根据本发明的方法中能够实现的是，平直的冷却管单元具有第一外部的冷却管线路和第二外部的冷却管线路，其中，第一外部的冷却管线路较之第二外部的冷却管线路布置得更靠近外部的外侧区域，并且其中，平直的冷却管单元的围绕至少一个第一外部的冷却管线路的平均壁厚小于该平直的冷却管单元的围绕第二外部的冷却管线路的平均壁厚，并且平直的冷却管单元为了制造至少一个弯曲区段沿从内部的外侧区域朝外部的外侧区域的方向弯曲，和/或平直的冷却管单元具有第一内部的冷却管线路和第二内部的冷却管线路，其中，第一内部的冷却管线路较之第二内部的冷却管线路布置得更靠近内部的外侧区域，并且其中，平直的冷却管单元的围绕至少一个第一内部的冷却管线路的平均壁厚小于该平直的冷却管单元的围绕第二内部的冷却管线路的平均壁厚，并且平直的冷却管单元为了制造至少一个弯曲区段沿从外部的外侧区域朝内部的外侧区域的方向弯曲。这也就是说，冷却管线路的流通横截面能够大体上相互不同，从而使冷却管线路的流通横截面从内部的外表面朝外部的外表面的方向和/或反向地逐步变大或变小。由此能够将流通横截面特别均匀地相互均衡。

此外还可行的是，在根据本发明的方法中，平直的冷却管单元具有顶侧和底侧，并且在平直的冷却管单元的所述顶侧和/或底侧中配置有局部的凹陷。平直的冷却管单元的所述局部的凹陷或者说相应的下压或压入可以用于补偿由于平直的冷却管单元的弯曲所导致的压力损耗。在此可以通过凹陷的深度和长度调整弯曲之后的压力损耗或者说所期望的冷却剂压力。该方法特别有利的原因在于，对于具有不同数量的弯曲区段的不同冷却管单元来说，可以使用相同的平直的冷却管单元。自平直的冷却管单元的边缘开始从无至有不断增长的凹陷在平直的冷却管单元的顶侧和/或底侧的中心处达到最大凹陷，据此通过根据本发明的弯曲在各个冷却管线路中设置了特别均匀的压力损耗或流体阻力。顶侧优选具有较之内部的外侧区域和/或外部的外侧区域更大的面积。同样地，底侧优选具有较之内部的外侧区域和/或外部的外侧区域更大的面积。

根据本发明的另一方面，提供了一种冷却管单元，其根据上述方法制造弯曲的冷却管单元，所述冷却管单元用于冷却交通工具的牵引电池。至少局部平直或基本上平直延伸的冷却管单元具有多个至少区段性相互平行且在所述区段中平直延伸的冷却管线路、内部的外侧区域和外部外侧区域，其中，至少一个内部的冷却管线路被布置得较之外部的外侧区域更靠近内部的外侧区域，并且至少一个外部的冷却管线路被布置得较之内部的外侧区域更靠近外部的外侧区域，并且其中，至少一个内部的冷却管线路至少区段性地具有与至少一个外部的冷却管线路不同的流通横截面。

由此根据本发明的冷却管单元带来与具体结合根据本发明的方法所述相同的优点。在根据本发明的冷却管单元中，至少一个外部的冷却管线路可以至少区段性地具有较之至少一个内部的冷却管线路更大的横截面积。此外，平直的冷却管单元的围绕至少一个外部的冷却管线路的平均壁厚至少区段性地小于该平直的冷却管单元的围绕至少一个内部的冷却管线路的平均壁厚。此外能够实现的是，平直的冷却管单元具有第一外部的冷却管线路和第二外部的冷却管线路，其中，第一外部的冷却管线路较之第二外部的冷却管线路布置得更靠近外部的外侧区域，并且其中，平直的冷却管单元的围绕至少一个第一外部的冷却管线路的平均壁厚小于该平直的冷却管单元的围绕第二外部的冷却管线路的平均壁厚，和/或平直的冷却管单元具有第一内部的冷却管线路和第二内部的冷却管线路，其中，第一内部的冷却管线路较之第二内部的冷却管线路布置得更靠近内部的外侧区域，并且其中，平直的冷却管单元的围绕至少一个第一内部的冷却管线路的平均壁厚小于该平直的冷却管单元的围绕第二内部的冷却管线路的平均壁厚。此外还可行的是，平直的冷却管单元具有顶侧和底侧，并且在平直的冷却管单元的所述顶侧和/或底侧中配置有局部的凹陷。通过所述技术特征形成了针对所述方法已述的优点。

此外可行的是，在根据本发明的冷却管单元中，平面管的形式的冷却管单元的平直的区段构造有矩形或基本上矩形的横截面，所述平面管具有冷却管线路。冷却管线路能够在根据本发明的冷却管单元中同样分别具有矩形的横截面或流通横截面。具有该几何形状的冷却管单元或冷却管线路能够定位在交通工具的底部以便特别有效且高效地冷却牵引电池。

此外根据本发明的另一方面还提供了一种由上述至少区段性平直延伸的冷却管单元制成的具有至少一个弯曲区段的、弯曲的冷却管单元。而且利用所述弯曲单元也能够实现上述优点。

此外根据本发明的另一方面还提供了一种交通工具，其带有用于驱动交通工具的电机和用于为所述电机供能的牵引电池，其中，所述交通工具具有上述用于冷却牵引电池的、弯曲的冷却管单元。由此利用所述交通工具和/或在所述交通工具中实现上述具体描述的优点。

附图说明

改进本发明的其他措施由以下对本发明的不同实施例的描述给出，所述实施例在附图中示意性示出。所有由权利要求、描述或附图给出的技术特征和/或优点(包括结构细节和空间布置在内)既可以本身也可以作为不同组合具有发明意义。

在附图中分别示意性地示出：

图1示出剖切根据本发明的第一实施方式的平直的冷却管单元的横截面，

图2示出根据本发明的第一实施方式的平直的冷却管单元的俯视图，

图3示出剖切根据本发明的第一实施方式的弯曲的冷却管单元的第一弯曲区段的横截面，

图4示出剖切根据本发明的第一实施方式的弯曲的冷却管单元的第二弯曲区段的横截面，

图5示出根据本发明的第一实施方式的弯曲的冷却管单元的俯视图，

图6示出剖切根据本发明的第二实施方式的弯曲的冷却管单元的平直的区段的横截面，

图7示出剖切根据本发明的第二实施方式的弯曲的冷却管单元的弯曲区段的横截面，

图8示出根据本发明的第二实施方式的弯曲的冷却管单元的俯视图，

图9示出剖切根据本发明的第二实施方式的平直的冷却管单元的横截面，

图10示出剖切根据本发明的第三实施方式的弯曲的冷却管单元的弯曲区段的横截面，

图11示出根据本发明的第三实施方式的平直的冷却管单元的俯视图，和

图12示出具有根据本发明的弯曲的冷却管单元的交通工具。

具有相同功能和作用方式的元件在附图1至12中分别标注以相同的附图标记。

具体实施方式

随后结合附图1至5描述用于制造弯曲的冷却管单元20a的方法，所述冷却管单元用于冷却交通工具100的牵引电池。为此首先制备根据图1所示的呈平面管形式的平直的冷却管单元10a。所述冷却管单元10a具有5个相互平行且在该区段中平直延伸的、分别具有矩形或基本上矩形的横截面的冷却管线路11a-15a。此外，构造为平面管的冷却管单元10a还具有内部的外侧区域17a、外部的外侧区域16a、顶侧18a和底侧19a。根据图1，冷却管单元10a此外还具有第一外部的冷却管线路15a和第二外部的冷却管线路14a，其中，第一外部的冷却管线路15a较之第二外部的冷却管线路14a被布置得更靠近外部的外侧区域16a。此外，冷却管单元10a此外还具有第一内部的冷却管线路11a和第二内部的冷却管线路12a，其中，第一内部的冷却管线路11a较之第二内部的冷却管线路12a被布置得更靠近内部的外侧区域17a。此外，冷却管单元10还具有中部的冷却管线路13a，所述中部的冷却管线路居中地在冷却管单元10a的中性线p上延伸。如图1所示，冷却管线路11a-15a具有从外部的外侧区域16a和从内部的外侧区域17a分别朝中心不同的、更确切地说变高且变窄的流通横截面。所述流通横截面设计为，在平直的冷却管单元10a弯曲成根据图5的弯曲的冷却管单元20a时，这些流通横截面在流体阻力方面尽可能在冷却管线路11a-15a的参照各个流通横截面的整个长度上相互均衡或彼此相等。

相应地在所述方法的范畴内，平直的冷却管单元10a沿从内部的外侧区域17a朝外部的外侧区域16a的方向弯曲，以便制造第一弯曲区段26a，并且从外部的外侧区域16a朝内部的外侧区域17a弯曲，以便制造第二弯曲区段27a。

图3示出剖切第一弯曲区段26a的横截面，在所述第一弯曲区段中内部的冷却管线路21a、22a延展，并且由此使流通横截面与中部的冷却管线路23a一致。外部的冷却管线路24a和25a的流通横截面通过压弯而比之前更剧烈地压缩，并且相应地不同于其他流通横截面。图4示出剖切第二弯曲区段27a的横截面，在所述第二弯曲区段中外部的冷却管线路24a、25a延展，并且由此使流通横截面与中部的冷却管线路23a一致。内部的冷却管线路21a和22a的流通横截面通过压弯比之前更剧烈地压缩，并且相应地不同于其他流通横截面。就冷却管线路21a-25a的整个长度而言，流通横截面相互均衡。

随后结合附图6至8描述用于制造根据第二实施方式的弯曲的冷却管单元20b的方法。在此，首先提供如图6所示的平直的冷却管单元10b，其带有外部的外侧区域16b、内部的外侧区域17b、顶侧18b和底侧19b，其中，外部的冷却管线路14b、15b具有较之内部的冷却管线路11b、12b更大的横截面积。此外，平直的冷却管单元10b的围绕尾部的冷却管线路14b、15b的平均壁厚小于该平直的冷却管单元10b的围绕内部的冷却管线路11b、12b的平均壁厚。更确切地说，所述壁厚在每个冷却管线路中沿从内部的外侧区域朝外部的外侧区域的方向下降，并且横截面积在每个冷却管线路中沿该方向增加。在中部的冷却管线路13b的区域中具有相对中性的特性。如在图8中所示，通过使用这种冷却管单元10b，冷却管单元10b的所选定的区段沿从内部的外侧区域17b朝外部的外侧区域16b的方向弯曲。如图7所示，在弯曲区段26b中由此形成在冷却管线路21b-25b中相对均匀或者说彼此相同的流通横截面。

随后结合附图9至11描述用于制造根据第三实施方式的弯曲的冷却管单元20c的方法。在此，首先提供如图9所示的平直的冷却管单元10c，其带有外部的外侧区域16c、内部的外侧区域17c、顶侧18c和底侧19c，其中，各个冷却管线路11c-15c的横截面积从内部或者说从中部向外增加或者说变大。此外，在冷却管单元10c的底侧19c中或者说在底侧19c上或者作为底侧19c的一部分设计有局部的凹陷30。在图11中以俯视图示出所述局部的凹陷。在图9和11中所示的基础形状或者说相应的平直的冷却管单元10c在局部的凹陷的区域中如上所述地弯曲。在由此形成的弯曲区段中形成如图10所示的横截面，其带有在各个冷却管线路21c-25c中相互均衡的流通横截面。底侧19c也可以理解为冷却管单元10c的顶侧。通过在冷却管单元10c的仅一个区域中的凹陷30或相应的冲压，可以补偿在冷却管单元10c的整个长度上的在各个冷却管线路11c-15c中的压力损耗。在图9中所示的横截面显然可以根据不具有凹陷30的冷却管线路11c-15c进行理解。也就是说也可以使用具有多个冷却管线路的未被下压的平面管，所述冷却管线路具有从中部向外增大或者说变大的横截面积。

在图12中示出交通工具100，其带有用于驱动该交通工具100的电机50和用于为该电机50供能的牵引电池40，其中，交通工具100具有结合图1至5所述的、用于冷却牵引电池40的弯曲的冷却管单元20a。

本发明除了所示实施方式之外也允许其他设计原则。也就是说，本发明不应被视作局限于结合附图所述的实施例。

附图标记清单

10a,10b,10c平直的冷却管单元

11a,11b,11c冷却管线路

12a,12b,12c冷却管线路

13a,13b,13c冷却管线路

14a,14b,14c冷却管线路

15a,15b,15c冷却管线路

16a,16b,16c外部的外侧区域

17a,17b,17c内部的外侧区域

18a,18b,18c顶面

19a,19b,19c底面

20a,20b,20c弯曲的冷却管单元

21a,21b,21c冷却管线路

22a,22b,22c冷却管线路

23a,23b,23c冷却管线路

24a,24b,24c冷却管线路

25a,25b,25c冷却管线路

26a,26b第一弯曲区段

27a第二弯曲区段

30凹陷

40牵引电池

50电机

100交通工具

p中性线