用于对车辆用电池进行冷却的热交换器的制作方法

本发明涉及一种用于对车辆用电池进行冷却的热交换器。

背景技术：

电动汽车和混合动力汽车利用在可充放电的电池中存储的电能来行驶。为了抑制电池充电时的发热造成的电池劣化而对电池进行冷却。在专利文献1中公开了一种通过与在内部的流路中流动的冷却介质进行热交换来对电池进行冷却的热交换器。

在这里，存在使用冷却介质中混入了用于防止冻结的熔点降低剂的冷却剂的情况。该冷却剂具有导电性。因此，在热交换器利用金属构成的情况下，存在该热交换器的内部局部地发生电池反应而产生腐蚀、难以确保冷却介质流路的水密性的可能。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：(日本)特开2014－203535号公报

技术实现要素：

发明所要解决的技术问题

本发明的目的在于提供一种在用于对车辆用电池进行冷却的热交换器中，能够长期确保冷却介质流路的水密性的技术。

用于解决技术问题的技术方案

根据本发明的一个实施方式，能够提供一种与车辆用电池热接触而用于对电池进行冷却的铝合金制热交换器，在热交换器的内部形成有冷却介质流路，其中，形成冷却介质流路的热交换器的构成部件的至少一部分具有铝合金制的芯材和在芯材的冷却介质流路侧的表面设置的铝合金制的牺牲腐蚀层。

发明的效果

根据上述实施方式，牺牲腐蚀层优先地离子化，因而能够长时间防止铝合金芯材的腐蚀的进行，能够长期确保冷却介质流路的水密性。

附图说明

图1是本发明一实施方式的热交换器的立体示意图。

图2是图1所示的热交换器的沿着ii－ii线的剖面示意图。

图3是将图2的区域iii放大表示的剖面放大示意图。

具体实施方式

以下，参照附图对用于冷却车辆用电池的热交换器的实施方式进行说明。

如图1所示，热交换器1具有冷却介质的流入口2和流出口3。

如图2所示，热交换器1具有相互相对并且相互钎焊的第一金属板10和第二金属板20。在第一金属板10和第二金属板20分别形成有适当的凹凸。通过凹凸的组合，在第一金属板10与第二金属板20之间形成多个空洞30。空洞30成为冷却介质流路(以下称之为“冷却介质流路30”)。在图2中，第一金属板10和第二金属板20的接触面彼此经由后述钎料结合。

一般来说，以第一金属板10向上且第二金属板20向下的方式设置热交换器1(但并不限定于该方向)。如图1和图2所示，在第一金属板10的外表面形成有较大面积的平坦面4。如图2所示，在平坦面4上载置有电池5。电池5与第一金属板10的平坦面4热结合。在图1中，对两个平坦面4(载置有电池5的面)中的一个标注影线。

冷却介质流路30在热交换器1的内部例如蛇行延伸，但细节并未图示。经由流入口2流入热交换器1的冷却介质穿过冷却介质流路30流动，经由流出口3而从热交换器1流出。在该过程中，冷却介质经由第一金属板10从电池5获取热，对电池5进行冷却。由此能够防止在充电时发热的电池5过热。

需要说明的是，热交换器1设置于设有未图示的冷却用热交换器和泵的未图示的循环路径。热交换器1经由流入口2和流出口3与循环路径连接。经由流出口3从热交换器1流出到循环路径的冷却介质流入冷却用热交换器而在此处被冷却后流出到循环路径，经由流入口2流入热交换器1。泵形成这样的冷却介质的循环流动。

如图3所示，第一金属板10具有铝合金制的芯材11和在该芯材11的与第二金属板20相对的表面上设置的铝合金制的钎料层(表皮材料)12。芯材11和钎料层12通过包覆(压延接合)接合。

第二金属板20具有铝合金制的芯材21和在该芯材的与第一金属板相对的表面上设置的铝合金制的牺牲腐蚀层22。芯材21和牺牲腐蚀层22通过包层(压延接合)接合。

需要说明的是，图3示意性地表示钎焊前的状态，在钎焊后在相邻的层之间产生扩散。

芯材(心材)11,21、构成钎料层12的钎料(表皮材料)以及构成牺牲腐蚀层22的牺牲阳极材料例如能够适当地选用在日本工业标准jis3263：2002“铝合金硬钎焊填料金属和钎接金属片”中规定的材料。牺牲阳极材料由于zn的添加而腐蚀电位变低。

作为所使用的材料的组合，作为芯材11,21的材料能够举出上述jis标准的合金编号3003的铝合金，作为钎料层12的材料能够举出上述jis标准的合金编号4343或4045的铝合金，而且作为牺牲腐蚀层22的材料能够举出上述jis标准的合金编号7072的铝合金。也可以是其他材料的组合。

以下对所例示的合金的化学成分进行说明。表示化学成分的数值均为wt％。

3003合金的化学成分为：si≤0.6；fe≤0.7；0.05≤cu≤0.20；1.0≤mn≤1.5；zn≤0.10；其他元素分别为0.05以下；其他元素总共为0.15以下；其余为al。

4343合金的化学成分为：6.8≤si≤8.2；fe≤0.8；cu≤0.25；mn≤0.10；zn≤0.20；其他元素分别为0.05以下；其他元素总共为0.15以下；其余为al。4045合金的化学成分为：9.0≤si≤11.0；fe≤0.8；cu≤0.30；mn≤0.05；mg≤0.05；zn≤0.10；ti≤0.20；其他元素分别为0.50以下；其他元素总共为0.05以下；其余为al。

7072合金的化学成分为：si+fe≤0.7；cu≤0.10；mn≤0.10；mg≤0.10；0.8≤zn≤1.3；其他元素分别为0.05以下；其他元素总共为0.15以下；其余为al。

冷却剂例如包含水、乙二醇(例如乙烯乙二醇)和熔点降低剂。冷却剂具有导电性。在使用这样的冷却剂作为冷却介质的情况下，会在冷却介质与面向冷却介质流路30的金属之间发生电池反应，在金属上发生腐蚀。然而，在上述实施方式中，在第二金属板20的面向冷却介质流路30的表面设有牺牲腐蚀层22，因而电池反应造成的腐蚀先在牺牲腐蚀层22发生。因此，能够长期地防止第二金属板20的芯材21的腐蚀和第一金属板10的腐蚀。

优选第二金属板20的牺牲腐蚀层22的腐蚀电位v22(也称作第二腐蚀电位)比－850mv高。并且，优选腐蚀电位v22比第二金属板20的芯材21的腐蚀电位v21(也称作第一腐蚀电位)低50～150mv(也就是说优选“v21－v22”处于+50～+150mv的范围内)。上述材料组合的例子满足该条件。

本说明书中所称的腐蚀电位是指通过astmg69－12(standardtestmethodformeasurementofcorrosionpotentialsofaluminumalloys)规定的方法测定到的值。在astmg69－12中作为在电位测定中使用的电解液的成分仅使用了一种，因而使用该电解液。并且，已知多种在电位的测定中使用的电极，但在这里选用在astmg69－12中规定的饱和甘汞电极。

如果“v21－v22”比+50mv小则难以得到充足的腐蚀防止效果。另一方面，如果“v21－v22”比+150mv大，则牺牲腐蚀层22的腐蚀速度变得过大，难以长期地维持上述腐蚀防止效果。此外，在腐蚀电位v22比－850mv低的情况下，牺牲腐蚀层22的腐蚀速度同样地变大，难以长期地维持上述腐蚀防止效果。

并且，构成第一金属板10的芯材11的合金编号3003的铝合金为al－mn系合金(关于这一点，在其他3000系铝合金中也是同样的)。构成第一金属板10的钎料层12的合金编号4343或4045的铝合金为al－si系合金(关于这一点，在其他4000系铝合金中也是同样的)。在钎焊工序的过程中，钎料层12熔融，钎料层12中的si扩散到芯材11内。

该扩散的si与芯材11所包含的al和mn结合而在芯材11内形成被称作棕带(brown－band)的层。棕带也被称作bdp(bandofdenseprecipitation)，在此处析出有微细的α－al(fe,mn)si粒子。伴随着该析出物的生成，棕带内的基质中的mn枯竭，腐蚀电位变得比原合金(芯材11的材料)低。因此，棕带作为牺牲腐蚀层发挥作用，防止第一金属板10的芯材11腐蚀的进行。

需要说明的是，第一金属板10的棕带的牺牲阳极效果比第二金属板20的牺牲腐蚀层22的牺牲阳极效果低，因而由腐蚀造成的第二金属板20的板厚减少速度比第一金属板10的板厚减少速度大。因此，如果产生由腐蚀造成的穿孔，则穿孔在第二金属板20产生。在上述实施方式中，由于将电池5连接于第一金属板10，使第二金属板20从电池5离开，因而即使由腐蚀造成的穿孔引发冷却介质的泄漏，也能够使电池5短路等故障发生的几率降低。

如上所述，根据上述实施方式，能够提供一种能够长年累月地确保冷却介质流路6的水密性并且具备高的耐蚀性的冷却用热交换器。

附图标记说明

1热交换器；5电池；10第一金属板；11芯材；12钎料层；20第二金属板；21芯材；22牺牲腐蚀层；30冷却介质流路。