专利名称：热交换器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及根据独立权利要求所述的一种热交换器以及一种用于制造热交换器的方法。
背景技术：
电部件、电子部件以及电化学部件(例如电池)根据几乎所有技术目标受限于使用温度限制。根据所述部件的结构和模制，通常能覆盖显著的温度范围，但是一般会产生高昂的成本。电化学存储介质被证明自身相对于热负荷特别敏感；其以受限的组件温度为目标，从而在不利的环境条件下确保充分的耐用时间和功能性一尤其是锂离子电池在高工作温度下会显著影响其使用寿命，以致于优选地应力求核心温度需要借助冷却介质进行冷却，所述冷却介质的温度显著低于流通的环境温度。对于冷却车辆的部件(尤其是机动车辆中的电池)，应使用一个热交换器。为了能优化地安装在车辆中，所述热交换器应具有尽可能小的结构空间需求和在冷却表面上的均匀温度分布。一般来说，电池冷却板主要以层板设计或双层设计构造，其中冷却介质通过电池冷却板在确定流场中流动。不仅在层板设计中而且在双层设计中，批量生产可仅通过冲孔机或冲压机实现，所述冲孔机或冲压机另一方面仅适用于确定大小的工件。如果要制造另一大小的冷却装置，则必须为此使用新的冲孔机或冲压机，也即其在生产中不具有灵活性并由此对于小规模至中等规模数量的工件是成本不利的。在US6，619，557B1中公开了一种通过静止的辐射嵌板用于房间温度调节的高效系统，所述嵌板尤其被装备以作为门工作。
实用新型内容本实用新型的目的在于提供一种改进的热交换器以及一种改进的用于制造热交换器的方法。所述目的通过根据独立权利要求所述的一种热交换器和一种用于制造热交换器的方法实现。本实用新型提出一种热交换器，其具有如下特征:-一个管组，具有多个基本平行定向的管，用于引导调温流体，其中至少所述管的端部彼此连接；以及-至少一个集流箱，其成形为接收来自所述管的调温流体，其中所述至少一个集流箱在内部具有一个高度，所述高度在公差范围内对应于所述管的端部的高度，所述集流箱插接所述管的端部并与其材料结合地连接。本实用新型还提出一种用于制造热交换器的方法，其中所述方法具有如下特征:[0014]-提供一个管组，其具有多个基本平行定向的管，用于引导调温流体，其中至少所述管的端部彼此连接；以及提供至少一个集流箱，其形成为接收来自所述管的调温流体，其中所述至少一个集流箱在内部具有一个高度，所述高度在公差范围内对应于所述管的端部的高度；以及-将所述管的端部插入所述集流箱并将所述管的端部与所述集流箱材料结合地连接。在第一尺寸的情况下，第一尺寸在公差范围内对应于第二尺寸，因此可理解第一尺寸，第一尺寸相对于第二尺寸具有的偏差例如不超过20%，而有利地不超过5%。本实用新型给予以下构思，允许技术上非常简单地制造热交换器，如果管组的管的端部直接接收在集流箱中，所述集流箱具有内部高度，所述内部高度在公差范围内与所述管的端部的高度相同。以此方式，可省略设置底板。所述集流箱宁可直接插在所述管上或移动到所述管上并且与其焊接或焊在一起，也即材料结合地连接，使得可实现一方面通过省略底板而节省材料，另一方面通过使用标准部件技术上简单地制造所述热交换器。特别地，所述管组和/或所述集流箱可设计为卷状片(Meterware)，其根据需要和待制造的热交换器尺寸而切割尺寸并安装至热交换器。本实用新型的优点在于，尤其价格有利的制造热交换器，因此一方面能使用简单的出口部件，另一方面仅需要较少材料成本用于制造该新型热交换器。尤其有利的是，如果所述至少一个集流箱是板弯曲件。本实用新型的一个这样的实施方案优点在于，一方面一个这样的集流箱可通过技术上简单设计的弯曲过程而制成，另一方面一个这样的板弯曲件可提供为卷状片，其可根据待制造的热交换器的尺寸和形状而切割尺寸。根据本实用新型的另一实施方案，可设置至少一个第二集流箱，用于在所述管中引导所述调温流体，其中所述第二集流箱在内部具有一个高度，所述高度在公差范围内对应于所述管的端部的高度，所述第二集流箱插接与所述管的所述端部相对置的所述管的另一端部并与其材料结合地连接。本实用新型的一个这样的实施方案的优点在于，通过在所述管组的两侧选择相应设计的集流箱，可实现尤其有利地制造所述热交换器。为了实现在所述管组的一侧的限定闭合并且同时确保所述至少一个集流箱的侧部密封，根据本实用新型的另一实施方案可设置至少一个侧部件，所述侧部件具有一个高度，所述高度基本对应于所述管的高度，其中所述至少一个侧部件布置在所述管组的一侧，并且定向为平行于所述管和/或与所述管在一个平面中，并且延伸超出所述管的端部，并且材料结合地连接至所述至少一个集流箱，使得所述至少一个侧部件形成所述集流箱的侧部密封件。由此，所述侧部件的端部形成所述集流箱的侧部密封件，所述侧部件的端部基本具有所述集流箱的内部高度，使得所述集流箱能容易地关于所述侧部件的端部移动或插接并由此简化所述热交换器的制造。为了实现所述调温流体的灵活冷却，所述调温流体在所述热交换器运行时在所述管中流动，根据本实用新型的另一实施方案，一个冷却板可设置在所述管组的一侧。如果所述冷却板可移动地和/或浮动地紧固于所述管组，则是尤其有利的。本实用新型的一个这样的实施方案的优点在于所述热交换器的灵活安装可能性，使得通过所述可移动地安装的冷却板可实现高的散热率。[0024]为了实现例如所述管组中的管上的传感器的电接触，根据本实用新型的另一实施方案，所述冷却板可具有至少一个开口和/或所述管组可具有至少一个开口，所述管组的开口与所述冷却板的开口相对置，其中在冷却板中形成的开口和/或在管组中形成的开口用于实现线缆引线。如果在所述管组的管之间，在所述管的端部区域中设置一个中间空间以及在所述冷却板中设置一个凹口，则可实现尤其简单地制造所述热交换器，其中布置一个垫片，所述垫片在所述管之间的区域中具有一个厚度，所述厚度基本对应于所述管的厚度，所述垫片在所述管的端部的区域中布置在所述至少一个集流箱中，以及具有一个厚度，所述厚度在公差范围内对应于所述集流箱的内部高度。本实用新型的一个这样的实施方案的优点在于，通过安装垫片，简化由多个单独部件组成的热交换器的连接，并且同时可确保在所述材料结合的连接之间所述单独部件的各自必要定位。如果热转换器进一步提供可能性，以及进行相关元件的加热，则由此可实现通过热转换器进行调温的元件(如电池)的温度调节的非常灵活的可能性。根据本实用新型的一个尤其有利的实施方案，由此一个加热元件可布置在所述管组的一侧，尤其可布置在与所述冷却板相对置的一侧，特别地所述加热元件具有一个板，所述板与所述管热接触并且包括加热丝，所述加热丝被形成用于加热所述板。
下文根据附图详细阐释本实用新型的有利的示例性实施方案。附图示出:图1示出本实用新型的热交换器的一个示例性实施方案的分解图；图2示出本实用新型的一个示例性实施方案的侧视图；图3A示出从冷却侧观察的本实用新型的一个示例性实施方案的俯视图；图3B示出本实用新型的一个示例性实施方案的仰视图，其中可见管组或管束；图4A示出本实用新型的一个示例性实施方案的立体图，其中可见冷却侧外观；图4B示出根据本实用新型的一个示例性实施方案的图4A的一个部分区域的放大立体图；图5示出根据本实用新型的一个示例性实施方案的冷却侧的一个部分区域的细节图；图6示出根据本实用新型的一个示例性实施方案的详细侧视图；图7A示出本实用新型的一个示例性实施方案的立体图；图7B示出本实用新型的一个示例性实施方案的另一立体图；图8A示出根据本实用新型的一个示例性实施方案的图7A的一个放大的部分区域的立体图；图SB示出根据本实用新型的一个示例性实施方案的图7B的一个放大的部分区域的立体图；图9示出本实用新型的一个示例性实施方案的一个部分区域的横截面图。
具体实施方式
在下文对本实用新型的有利示例性实施方案的描述中，对于在不同附图中示出的相似作用的元件使用相同或相似的附图标记，其中不对所述元件进行反复描述。本实用新型的一个重要方面在于以模块化构造方式制造紧凑、简单和便宜的热交换器，其中能以很少部件和使用很少工具覆盖宽广的制造板架(Fertigungspal Iete)。为此，图1示出本实用新型的一个示例性实施方案的分解图。在该示例性实施方案中示出管束系统中的热交换器1，然而在没有底板的情况下进一步实现形成一个模块化和便宜的构造，该构造如此紧凑如一个冷板。根据图1所示的示例性实施方案的热交换器由以下部件组成:-管组(或者网状物或管束)，其包括挤出管(其中所述管束例如还由多腔管形成)和侧部件3作为挤出型件。不仅管2而且侧部件应具有相同的高度。不仅管2而且侧部件3根据需求(或冷却装置长度)在长度上进行模块化切割。-冷却剂箱或集流箱4(根据需要具有或不具有隔板)，其根据使用情况或冷却装置宽度以确定长度模块化制成卷边部件。所述箱4的净宽应与管2或侧部件3的高度相协调。-冷却侧，由一个或两个冷板5组成，其根据消费者要求或使用情况作为待切板，可根据冷却装置长度H或冷却装置宽度B进行切割。-加热侧(可选的并且在图1中未示出)，其由接收板和加热丝组成；在该情况下，所述冷板仅安装在相对置侧。所述热交换器I完全被焊接，加热丝随后被安装在接收板上。根据本示例性实施方案的重要方面在于，所述管2和所述侧部件3具有相同高度T，所述箱4的净宽同样具有相同高度T，使得箱4移动穿过管2的端部或插入管2的端部并且可与管2焊接或焊起来。所述管组还可由一个单独的挤出板制成，由此省略冷板。然而这种解决方案的缺点在于，对于每个冷却装置宽度(即组宽度)B必须制造一个挤出板。尽管如此，出于所述箱在侧端部6区域的密封的原因，必须安装侧部件3。所述热交换器I由多个简单部件组成，所述部件能灵活地快速适配于不同的安装情形:所述管组由多个挤出管形成，使得可根据管的长度灵活设计所述组的长度并且根据管的数量灵活设计所述组的宽度；所述挤出管通常在购买中是便宜的。侦彳部件3构造为四棱的挤出型件(在购买中也是便宜的)，所述侧部件优选地正好与所述管一样高；所述管可例如属于如所述管的相同制造商并由此避免全部的公差调整。所述侧部件3应仅根据组的长度切割为确定尺寸。所述侧部件3的长度确定所述冷板5的长度H。用于制造侧部件3的切割工具的半径应与箱4的卷边半径相协调。所述侧部件3的端部区域可借助相同的刀具切割并且其长度优选地通过插入部的位置可变地设置。冷却剂箱4在此可优选地设计为由板件制成的卷边部件，使得其根据组的宽度可非常简单地适配长度。切割几何结构由此总是保持不变。用于切割所述箱4长度的工具应这样设计:可由此制造最长的待制造箱4。所述热交换器I可通过使用隔板涌入一个或多个转向部。对于制造隔板，可使用与侧部件相同的挤出型件。图2示出本实用新型的一个示例性实施方案的侧视图。在此可见，侧部件3、管2如箱4 一样基本具有相同高度T。图3A示出本实用新型的冷却侧的一个示例性实施方案的透视图。在该视图中，基本可辨认冷却板5和箱4。图3B示出所述热交换器I的冷却板5的另一侧的一个示例性实施方案的视图。在此基本可辨认管组和集流箱4。在图4A中可见所述箱安装的冷却侧的立体图，其中所述冷却侧是如下侧，在所述冷却侧上设置冷却板。因此在图4A中可辨认:管2和侧部件3已经在端部位置安装并压在所述组上，其中所述侧部件基本确定所述冷却装置高度。所述冷板“浮动地”位于所述管束和所述侧部件上方。在图4B中示出图4A的部分区域放大立体图。在图4B中明显地，侧部件至管组的距离确定集流箱4的高度。在图5中示出冷却侧上的细节图。从图5明显可见，侧部件3相对于冷却板5以及相对于箱4略微突出，由此在焊接时所述管2保持在组上。在此冷却板5浮动地置于管2和侧部件3上并且具有朝向所述箱4的端部的空气，特别地因此由此产生的系统不是冗余的。图6详细示出所述热交换器I的一个示例性实施方案的侧视图。所述箱相对于侧部件在组上移动。在此为了实现简单的安装，不仅箱而且侧部件3进行半径协调。侧部件的半径和箱4的弯曲半径因此应彼此协调。在实践应用情况，在冷板5中应制成(在不同实施方案中)用于紧固元件或线缆引线等的孔8，而不由此损害所述板的功能。这在图7A、7B、8A、8B和9中详细示出。图7A示出所述热交换器I的冷却侧的立体图，其中示出冷却板5中用于紧固元件或用于线缆引线的孔或开口。图7B示出所述热交换器I的背侧(即下述区域)的立体图，其中可布置加热板。由图7A和图7B明显地，在冷却板5的区域中，在孔8或开口中被设置为所述管组应被打断。由此，在热交换器I的领域中存在两种可能性。一方面可将“盲管”用作挤出型件。其应简单地仅在长度上适配于现存的管2。当然，其应具有与管2相同的高度，而宽度被任意设置。此处缺点在于，所述盲管引起不必要的重量，所述孔形在冷板中和在“盲管”中是相同的，其要求高成本的公差协调并且因此非常昂贵。第二，可进行所谓的“间隔片”使用，其作为垫片9在所述管2之间在箱4的区域中焊接。所述垫片9在图8A和8B中可辨识，其中图8A示出包括冷却侧的热交换器I的立体图，图SB示出包括背侧的热交换器I的立体图。此处，所述垫片也应使用挤出型件，例如T形，如图9中视图明显可见。在图9中，因此示出通过安装在热交换器中的间隔片9或垫片连同相应的邻接部件的截面图，其中明显地，所述间隔片9安装在图7A示出的冷板5中的开口 8中。因此，垫片9的小的宽度关于净宽垫在箱中，同时大的宽度应适配于管2的高度。垫片9的T型的长度根据使用情况任意切割。此处优点在于，减少重量并且所述孔形仅需在冷板5或在加热装置的接收部中制成。由此无需公差协调。所述示例性实施方案仅示例性选出并可彼此结合。附图标记列表I热交换器2 管[0071]3侧部件4集流箱，箱5冷却板，冷板6箱4的端部8孔，冷板中的开口9垫片，间隔片
权利要求1.热交换器(I)，其特征在于: -一个管组，具有多个基本平行定向的管(2)用于引导调温流体，其中至少所述管(2)的端部彼此连接；以及 -至少一个集流箱(4)，所述集流箱成形为用于接收来自所述管(2)的调温流体，其中所述至少一个集流箱(4)在内部具有一个高度，所述高度在公差范围内对应于所述管(2)的端部的高度，所述集流箱(4)插接所述管(2)的端部并与其材料结合地连接。
2.根据权利要求1所述的热交换器(1)，其特征在于，所述至少一个集流箱(4)是一个板弯曲件。
3.根据权利要求1或2所述的热交换器(1)，其特征在于，至少一个第二集流箱(4)被设置用于在所述管(2)中引导调温流体，其中所述第二集流箱(4)在内部具有一个高度，所述高度在公差范围内对应于所述管(2)的端部的高度，所述第二集流箱(4)插接与所述管(2)的所述端部相对置的所述管(2)的另一端部并与其材料结合地连接。
4.根据权利要求1所述的热交换器(I)，其特征在于，设置至少一个侧部件(3)，所述侧部件具有一个高度，所述高度基本对应所述管(2)的高度，其中所述至少一个侧部件(3)布置在所述管组的一侧，并且定向为平行于所述管(2 )和/或与所述管(2 )在一个平面中，并且延伸超出所述管(2)的端部，并且材料结合地连接至所述至少一个集流箱(4)，使得所述至少一个侧部件(3)形成所述集流箱(4)的侧部密封件。
5.根据权利要求1所述的热交换器(1)，其特征在于，一个冷却板(5)设置在所述管组的一侧。
6.根据权利要求5所述的热交换器(1)，其特征在于，所述冷却板(5)可移动地和/或浮动地紧固于所述管组。
7.根据权利要求5或6所述的热交换器(I)，其特征在于，所述冷却板(5)具有至少一个开口(8)和/或所述管组具有至少一个开口，所述管组的开口与所述冷却板(5)的开口(8)相对置，其中所述冷却板(5)中形成的开口(8)和/或所述管组中形成的开口用于实现线缆引线。
8.根据权利要求5或6所述的热交换器(I)，其特征在于，在所述管组的管(2)之间，在所述管(2)的端部的区域中设有一个中间空间以及在所述冷却板(5)中设有一个开口(8)，在其中布置一个垫片(9)，所述垫片(9)在所述管(2)之间的区域中具有一个厚度，所述厚度基本对应所述管(2)的厚度，所述垫片(9)在所述管(2)的端部的区域中布置在所述至少一个集流箱(4)中并具有一个厚度，所述厚度在公差范围内对应于所述集流箱(4)的内部的高度。
9.根据前述权利要求1所述的热交换器(I)，其特征在于，一个加热元件布置在所述管组的一侧，尤其布置在与所述冷却板(5)相对置的一侧，特别地所述加热元件具有一个板，所述板与所述管(2 )热接触并且包括加热丝，所述加热丝被形成用于加热所述板。
专利摘要本实用新型涉及一种热交换器(1)，具有一个管组，其具有多个基本平行定向的管(2)用于引导调温流体，其中至少所述管(2)的端部彼此连接。所述热交换器(1)还包括至少一个集流箱(4)，其成形为接收来自所述管(2)的调温流体，其中所述至少一个集流箱(4)在内部具有一个高度，所述高度在公差范围内对应于所述管(2)的端部的高度，所述集流箱(4)插接所述管(2)的端部并与其材料结合地连接。
文档编号F28F9/02GK202938666SQ20122029316
公开日2013年5月15日 申请日期2012年6月20日 优先权日2011年6月20日
发明者马丁·恩格尔哈特, 斯忒芬·赫希, 拉斯·路德维格, 弗洛里安·摩尔多瓦 申请人:贝洱两合公司