一种换热装置的制作方法

本发明涉及热交换领域，尤其涉及一种热交换装置。

背景技术：

电动汽车或混动汽车的电池充放电时会产生热量，一般会采用冷却板对电池单元进行冷却。

电动汽车或混动汽车的电池充放电时会产生热量，需对电池进行冷却。一种电池冷却方式是采用冷却板对电池进行冷却，冷却板内形成有供冷却液或者制冷剂流过的流道，温度较低的冷却液或者制冷剂可以带走电池产生的热量，从而达到降低电池温度的目的。冷却板的流道的设置是影响冷却板换热的一个重要因素。

技术实现要素：

本发明的技术方案提供一种换热装置，所述换热装置包括第一板片和第二板片，所述换热装置内形成有流道，其特征在于，所述流道包括第一集流部和第二集流部；

所述流道还包括多个连通所述第一集流部和第二集流部的通道，所述通道包括第一直段部、第一弯折部和第二直段部，所述第一直段部与所述第一集流部连通，所述换热装置包括第一接口端与第二接口端，所述第一接口端与所述第一集流部连通，所述第二接口端与所述第二集流部连通；

所述换热装置还包括第一壳体，所述第一壳体包括第二接口端，所述第一壳体的一部分与所述第一板片固定，所述第二集流部位于所述第一板片与所述第一壳体之间,所述第一板片具有多个第一孔道，所述第一孔道贯穿所述第一板片，各所述第一孔道与各所述通道相对应设置，所述第一孔道连通对应的所述通道的第二直段部与所述第二集流部；

或者，所述第一壳体的一部分与第二板片固定，所述第二集流部位于所述第一板片与所述第一壳体之间，所述第二板片具有多个第一孔道，所述第一孔道贯穿所述第二板片，各所述第一孔道与各所述通道相对应设置，所述第一孔道连通对应的所述通道的第二直段部与所述第二集流部。

本方案提供的换热装置中，所述第一板片或第二板片具有多个第一孔道，所述第一孔道贯穿第一板片或第二板片，所述第一孔道连通对应的通道的第二直段部与所述第二集流部，这样可以使得第一集流部和第二集流部位于同侧。

附图说明

图1示出了本发明的一种实施方式的爆炸示意图；

图2示出了图1所示换热装置的流道示意图；

图3示出了图2所示换热装置沿a-a线的局部剖视示意图；

图4示出了图2所示换热装置沿b-b线的剖视示意图；

图5示出了图1所示换热装置的局部放大示意图；

图6示出了本发明的另一种实施方式的局部放大示意图；

图7示出了本发明的又一种实施方式的爆炸示意图；

图8示出了图7所示换热装置沿b＇-b＇线的剖视示意图；

图9示出了本发明的又一种实施方式的俯视示意图；

图10示出了图9所示换热装置的仰视示意图；

图11示出了图9所示换热装置沿b＇＇-b＇＇线的剖视示意图；

图12示出了图9所示换热装置的一部分的爆炸示意图；

图13示出了图1所述换热装置与电池单元的立体示意图；

图14示出了本发明的又一种实施方式的流道示意图。

具体实施方式

如图1，换热装置包括第一板片2和第二板片3，第二板片3与第一板片2可以通过钎焊固定，具体地，第一板片2的第一板面21的至少一部分与第二板片3固定。第二板片3的另一面可设置导热垫，第二板片3隔着导热垫与电池单元相贴合，与电池单元进行换热。换热装置还包括进口接头5与出口接头6，进口接头5与出口接头6可以与第二板片3通过焊接固定。

如图2，换热装置内形成有流道，流道包括第一集流部13和第二集流部14。流道还包括多个连通第一集流部和第二集流部的通道，通道包括第一直段部151、第一弯折部154和第二直段部152，第一直段部151与第一集流部连通。

换热装置包括第一接口端11与第二接口端12，第一接口端11与第一集流部13连通，第二接口端12与第二集流部14连通，并且第一接口端11与进口接头5相连通，第二接口端12与出口接头6相连通。第一通道15的至少一部分和第二通道16的至少一部分在第一板片2和第二板片3之间形成。

图2中示出了至少两个通道作为示例，即第一通道15和第二通道16。第一通道15和第二通道16都具有蜿蜒状形状。具体地，第一通道15包括第一直段部151、第一弯折部154和第二直段部152，第二通道16也包括第一直段部161、第一弯折部164和第二直段部162。第一通道和第二通道的第一弯折部结构可大致相同。在第二集流部13、入口集流部14不变的情况下，包括弯折部的通道结构可相对增大第一通道15和第二通道16的流阻，减少第一集流部、第二集流部内产生的压降对各通道流量分配的影响，即减少主流的压降对支流流量分配的影响。第一集流部从而使得分配入第一通道和分配入第二通道的流量相对平均，有利于换热装置的热交换。进一步地，第一弯折部154的弯折角度可大致为180度，第一弯折部154的形状大致可呈“u”形。

如图2中虚线所划定，换热装置包括第一换热区域41和第二换热区域42，这里应当说明，在换热装置中无明显划分换热区域，这里将换热区域划分为多个换热区域仅用于说明，而不是限定换热区域的数量和划分等。第一通道15位于第一换热区域41，第二通道16位于第二换热区域42，第一换热区域41和第二换热区域42可以相邻或者相距一定的距离，第一换热区域和第二换热区域沿第一集流部的延伸方向排列，第一换热区域和第二换热区域呈并列设置，即如图1所示，沿x方向排列。具体地，在本实施方式中，第一换热区域41与第二换热区域42的形状基本相同。

在本实施方式中，通道还包括位于第三换热区域的第三通道、位于第四换热区域的第四通道、位于第五换热区域的第五通道、位于第六换热区域的第六通道、位于第七换热区域的第七通道、位于第八换热区域的第八通道、位于第九换热区域的第九通道和位于第十换热区域的第十通道。每个通道的一端都与第一集流部13连通，每个通道的另一端都与第二集流部14连通。第二至第十通道的结构与第一通道的结构可以大致相同。需要说明的是，“大致相同”指的是通道总长度相同且通道截面积相同。第一换热区域至第十换热区域沿x轴呈大致平行排列。在本实施方式中，电池包9所包含的各个电池单元为平行排列的长条矩形，两个相邻的换热区域与一个电池单元相匹配。如图13，第一换热区域41及一个与其相邻的换热区域都与电池包9所包含第一电池单元91热接触。通道的个数不限于十个，可根据需要调整通道个数。各个通道的结构也可以不相同。

如图2，第一集流部13至少包括第一分配段131和第二分配段132，第一分配段131相比于第二分配段132靠近第一接口端11，第一分配段的截面积最小部分的截面积大于第二分配段的截面积最大部分的截面积。这里应当说明，第一集流部13不包括第一集流部13与通道和第一接口端连接而衍生部分区域。第一分配段131与第一通道15连通，第二分配段132与第二通道16连通。

第二集流部14至少包括第三分配段141和第四分配段142，第四分配段142相比于第三分配段141靠近第二接口端12，第四分配段142的截面积最小部分的截面积大于第三分配段141的截面积最大部分的截面积。这里应当说明，第二集流部14不包括第二集流部14与通道和第二接口端12连接而衍生部分区域。第三分配段与第一通道连通，第四分配段与第二通道连通。

在本实施例中，第一通道15与第一集流部13相连接部分靠近第一接口端，第一通道15与第二集流部14相连接部分远离第二接口端，第二通道16与第一集流部13相连接部分远离第一接口端，第二通道16与第二集流部14相连接部分靠近第二接口端，并且第二集流部14在远离第二接口端12的方向上横截面积逐渐减小，第一集流部13在远离第一接口端11的方向上横截面积逐渐减小。第一接口端第二接口端这种集流部和通道的设置使得各个通道内的流体具有相对均匀的流速，即各个通道的流量分配相对均匀，从而换热装置换热时温度梯度相对小，可以提高换热装置的换热性能。需要说明的是，集流部的横截面积逐渐减小包括但不限于横截面积连续地减小(即集流部每经过一个通道其横截面积都减小)，也可以是经过两个或两个以上的相邻的通道而集流部的横截面积不变。第一接口端与第二接口端位于换热装置的同一侧，且第一接口端与第二接口端位于第一板片或者第二板片的板面的同一侧。

第一集流部13可以包括两个以上的不同截面面积的分配段，这些分配段的横截面积在远离第一接口端11的方向上依次减小。第二集流部14也可以包括两个以上的不同横截面积的分配段，这些分配段的横截面积在远离第二接口端12的方向上依次减小。在本实施方式中，第一集流部13与第二集流部14相对于第二板片的几何中心可呈旋转对称设置。第一接口端11与第二接口端12可呈对角设置，即位于第一板片3的呈对角的两区域，使得第一板片3的温度最低点与温度最高点位于相隔最远的两个区域。

第一集流部13沿第一方向延伸，第二集流部14沿第二方向延伸，本实施方式中，第一方向与x轴大致平行，第二方向与x轴大致平行。需要说明的是，第一集流部13的延伸方向和第二集流部14的延伸方向之间并不是严格的平行，也可以有小的夹角。

如图2，第一通道15包括第一直段部151、第二直段部152以及第一弯折部154，第二通道16也包括第一直段部161、第一弯折部164和第二直段部162。第一通道15的第一直段部151与第一集流部13连通，第一通道15的第一弯折部154连通第一通道15的第一直段部151和第二直段部152，第一通道15的第二直段部152与第二集流部14连通。第二通道16的第一直段部161与第一集流部连通，第二通道16的第一弯折部164连通第二通道16的第一直段部161和第二通道16的第二直段部162。第一直段部151的流动方向与第二直段部152的流动方向相反。第一集流部和第二集流部位于换热装置的同一侧。第一集流部13和第二集流部14之间互不干涉。第一直段部151和第二直段部152靠近设置，有利于第一直段部和第二直段部之间产生换热，相对于仅有一个直段部的方案，有利于换热装置的温度均匀分布。此外，由于流体在流入通道第一接口端时温度最低而在流出通道第二接口端时温度最高，可将第一通道15的第一端与第二端相邻设置，以减小第一换热区域41内的温差，使温度分布相对均匀。

需要说明的是，各个通道的直段部的中轴线包括但不限于严格的直线，通道的直段部的中轴线也可以具有小角度的弯折。

如图13，第二板片3的第一板面31为平整面,第二板片3的第一板面31与电池单元91直接或间接热接触。第二集流部13和第一集流部14靠近设置。进一步地，为了增大第一板面31与电池单元的接触面积，第一集流部13和第二集流部14都位于第二板片3的第一板面31的远离电池单元的一侧。这样，可与电池单元91接触的平整面的区域相对大。

换热装置接入冷却系统时，流体由第一接口端11流入第一集流部13，分配冷却液至各个通道，换热之后冷却液在第二集流部14汇集，最后从第二接口端12流出。

如图3，l2为第一通道的横截面的最大宽度，优选地，l2的取值范围为10mm-40mm。例如10mm、15mm、20mm、25mm、30mm、35mm、40mm。在流通板、平板厚度不变的情况下，通道横截面宽度小的换热装置的耐压能力相对强，需要说明的是，“耐压能力”指的是在内部冷却液的压力下抗变形的能力。其它各个通道的横截面宽度的取值范围也可为10mm-40mm。

优选地，如图3和图5，第一板片2包括固定部211，固定部211与第二板片3相固定，优选地，固定部211可以与第二板片3焊接固定。至少一部分固定部211位于相邻直段部之间，至少一部分固定部211位于相邻通道之间，位于相邻直段部之间的固定部的最窄处的宽度l1大于等于6mm。可保证第一板片2与第二板片3的焊接强度。

如图5中虚线所划定，第一板片2在至少一个通道与第一集流部的连通部位具有第一突出部23，第一突出部23的一部分向第一接口端11突出。第一突出部23是固定部的一部分。通过第一突出部23可将支流相对于主流大致呈锐角引入第一通道15，可相对减弱由于流体方向突然变化而产生的涡流，可以起到引流和导流的作用。需要说明的是，各个通道中流通的流体称为支流，集流部中流通的流体称为主流，支流由主流分出。第一板片2在各个通道与第一集流部13的连通处都可具有结构大致相同的第一突出部23。

第二集流部14呈条形，第一板片2至少一个通道与第二集流部14的连通部位具有第二突出部(图中未示出)，第二突出部的一部分向第二接口端12突出，第二突出部的结构与第一突出部23的结构大致相同。第二突出部是固定部的一部分。通过第二突出部可将第一通道15内的支流相对于主流呈锐角汇入第二集流部14。可相对减弱支流冲击第二集流部14的内壁而产生的涡流，可以起到引流和导流的作用。第一板片2在各个通道与第二集流部14的连通处都可具有结构大致相同的第二突出部。

换热装置的又一种实施方式中，第一集流部13呈条形，第一接口端11与第一集流部的中间部位连通，第二接口端与第二集流部的中间部位连通。需要说明的是，“中间部位”并不是严格的中间位置，不位于第一或第二集流部两端的位置都可以视为中间部位。

图6示出了换热装置的又一种实施方式，如图6，第一板片2还包括多个向第一通道15内突起的第一凸部27，第一凸部27可以起到扰流作用，增加换热装置的传热效率。同时，第一凸部27还可以增加第一板片2的强度。或者，可在每个通道或集流部中设置其它起到扰流作用的结构，例如扰流翅片。第一板片2可包括多个向第一集流部和/或第二集流部内突起的第二凸部(图中未示出)。第二凸部可以增大集流部的强度。

如图2，第一集流部13和第二集流部14都位于第二板片3的一侧，且多个第一直段部和第二直段部依次间隔设置，第二集流部14的构造较为关键。第二集流部14可用多种方式构造，具体地，换热装置还包括第一壳体7。第一壳体7包括第二接口端12。

如图1至图5，第一壳体7的一部分与第一板片2固定。第二集流部14位于第一板片与第一壳体之间。具体地，第二集流部14由第一壳体7的第一壁面71与第一板片2固定且连接处密封而形成，优选地，固定方式可为钎焊。第一板片2具有第一孔道331，第一孔道331贯穿第一板片2，各第一孔道331与各通道相对应设置，第一孔道331连通对应的通道的第二直段部与第二集流部14。第一通道15内的流体可穿过第一孔道331到达第二集流部14。这样可以使得第一集流部和第二集流部位于同侧。此外，本实施方式中，第二板片3的第一板面31的平整区域相对较大，第二板片3可与电池包直接或间接热接触的面积较大，有利于提高换热装置的换热效率。第一孔道311数量可以为多个，第一孔道311的数量可与通道个数相同。

更具体地，如图1、图4和图5，第一壳体7具有与每一个第一孔道331所对应的第二孔道74。多个第二孔道74贯穿第一壳体7，第一板片2包括台阶面28，第二孔道74与第一孔道331对接，台阶面28与第一壁面71固定且连接处密封。需要说明的是，由于第一板片2可通过冲压制造，板片的一面凹陷的部分在反面会相应突出。如图1和图3，第一通道15凹陷于第一板片2的第一板面21，台阶面28突起于第一板片2的第二板面22，台阶面28可位于与第一通道15对应的位置。

此外，至少一部分固定部211位于通道的与第一孔道311连通的一端与第一集流部13之间。如图5，一部分固定部211位于第一通道15的与第一孔道311连通的一端与第一集流部13之间。这一部分的固定部211可将第一孔道311与第一集流部13隔开。

在换热装置的又一种实施方式中，如图7、图8，第一板片2包括通道板25和平板26，所述通道板25的两面大致为平整的，平板25与通道板26固定，优选地，可通过焊接方式固定在一起。第二板片3的第二板面32大致为平整的。平板、通道板25和第二板片3依次叠放。具体地，所述通道板25上具有留空部251，通道板25与平板、第二板片3配合，在留空部251处可形成与第一通道、第二通道以及第一集流部13类似的结构，各个通道的高度对应于通道板25的厚度。由于第一板片2的第二板面22大致为平整的，因此在第一壳体7与第一板片2固定时，两者的接触面相对较大，从而密封面相对较大，固定处的泄漏风险相对减小。此外，若使用焊接方式固定第一壳体7，则相对较大的接触面可使得焊接面相对较大，第一壳体7的固定相对更加牢靠。此外，第一板片2的第一板面21也可与电池单元直接或间接热接触，也即换热装置的两面皆可与电池单元换热，使得换热结构相对更紧凑。各个板片都可使用金属材料，优选地，采用铝或铝合金作为板片材料。

如图9至图12，在第一壳体7的又一种实施方式中，第一壳体7呈板状。第一壳体7的一部分与第二板片3的第一板面31固定，第二板片3具有第一孔道331。第一板片2与第二板片3的第二板面32固定，且第二板片3的第一板面31和第二板面32位于第二板片3的相反两面。第二集流部14位于第一板片与第一壳体7之间。具体地，第二集流部14由第一壳体7的第一壁面71与第二板片3的第一板面31固定且连接处密封形成，例如可以通过焊接固定。第一孔道331贯穿第二板片3，第一孔道331与各通道相对应设置，第一孔道331连通对应的通道的第二直段部与第二集流部14。第一通道15内的流体可穿过第一孔道331到达第二集流部14。由于本实施例中第一板面31可大致为平整面，从而第一壳体7与第二板片3的焊接更加牢固，同时有利于第一壁面71与第二板面31之间的密封。

在本发明的又一实施例中，第一分配段与多个通道连通，第二分配段与多个通道连通，第三分配段与多个通道连通，第四分配段与多个通道连通。具体地，如图14，四个相邻的通道(包括第一通道15)与第一分配段131(图中虚线所划定)连通，第一分配段131的横截面积不变。三个相邻的通道(包括第二通道16)与第二分配段132(图中虚线所划定)连通，第二分配段132的横截面积不变。

需要说明的是：以上实施例仅用于说明本发明而并非限制本发明所描述的技术方案，例如对“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”等方向性的界定，尽管本说明书参照上述的实施例对本发明已进行了详细的说明，但是，本领域的普通技术人员应当理解，所属技术领域的技术人员仍然可以对本发明进行相互组合、修改或者等同替换，而一切不脱离本发明的精神和范围的技术方案及其改进，均应涵盖在本发明的权利要求范围内。