用於能量儲存器的熱交換器的製作方法

2023-11-03 03:24:52 1

專利名稱：用於能量儲存器的熱交換器的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種用於能量儲存器的熱交換器，它安裝在汽車上， 尤其是安裝在混合動力汽車上。所謂的混合動力汽車就是在其中組合 了不同的驅動形式的汽車，通常是進行內燃機與電機的組合。
背景技術：
電機通常用作啟動器/發電機和/或電驅動裝置。作為發電機，它 能使制動能量得以再生，也就是說，通過發電機將汽車的動能轉換成 電能，並儲存起來。啟動器的作用是啟動內燃機。電機作為附加驅動 來使用，可以產生一個額外的扭矩，例如用於汽車加速或用於汽車的 純電動驅動。此外，混合動力汽車還具有至少一個控制能量流的電子 模塊和一個能量儲存器。
能量儲存器由一個能量儲存電池的串聯電路和其它的電子元件組 成。通常，能量儲存電池通常和控制電子模塊一起安裝在汽車內的一 個封閉的殼體內。為了排放出能量儲存電池中可能逸出的氣體，殼體 上設有特定的通孔或不密封的地方。在混合驅動中的電機的高功率還 會在能量儲存器中產生大量需要排出的損耗熱，它們通過安裝在能量 儲存電池之間的熱交換器有針對性地向外傳輸，和/或通過環流空氣導 出。
這種設計的缺點是，特別是在乘客艙外安裝能量儲存器時，很難 布置故障時從能量儲存電池中逸出的氣體的排放管道，因為一方面在 此要求殼體的密封度要高，以使電池遠離髒物和潮溼，另一方面殼體 還必須具有一定的不密封性，來排出氣體和/或可能產生的冷凝水。所 要求的密封性和所要求的排出不希望存在的氣體或液體的不密封性相 互矛盾。
另外一個缺點是至今為止能量儲存器通常設置在能量儲存電池之
間，用於排出損耗熱，如它在DE卯11893U1中示出的那樣。使用這 種布置，能量儲存器的體積增大，由於機動車內的位置越來越缺乏， 這特別是在安裝在機動車內部時是不理想的。不用熱交換器，而只用 環流空氣來冷卻，由於能量儲存電池中的損耗熱太大，空氣冷卻無法 滿足需要，因此無法考慮。

發明內容
本發明的目的在於，克服現有技術中上述的兩種缺陷，並提供一 種緊湊型能量存儲器，它的殼體可以滿足布置在乘客艙外所需的密封 性，同時可以排方文出故障時逸出的氣體和/或液體。
本發明為解決技術問題採用如下技術方案熱交換器至少部分地 構成至少一個殼體側面，並且熱交換器具有通孔，能量儲存電池的安 全卸壓孔通過這些通孔與殼體的周圍環境相連。
按照本發明的技術方案，在通過整合了殼體的多個功能在減少了 零件數量的同時，擴展了熱交換器的功能。
熱交換器被設計為殼體的承載部分，這樣一方面可以節省殼體壁， 另一方面也可以省去布置在殼體內的熱交換器。這不僅有助於減少能 量儲存器的零件數量，而且使結構更緊湊，因為去掉布置在能量儲存 電池的間隙的熱交換器，使能量儲存電池彼此之間的能夠設置更緊密。 此外也減少了安裝費用。
熱交換器中的通孔可以在必要的情況下將從能量儲存電池的安全 卸壓孔中逸出的氣體排到周圍環境中。當能量儲存電池的安全卸壓孔 打開時，逸出的氣體通過熱交換器中的通孔有針對性地向外排出，從 而阻止了在儲存器內部形成具有爆炸危險的無控制的超壓，並且阻止 了額外安裝的電子元件的損壞。出於這個原因，殼體可以完全密封起 來，從而進一步減小能量儲存電池或電子單元被進入殼體的髒物或液 體弄髒的危險。可以省去現有技術中常見的設定的通孔或不密封性。
能量儲存電池最好固定在熱交換器上，這樣熱交換器不僅接受從 能量儲存電池散發出的熱輻射，而且還可以直接從能量儲存電池向熱 交換器進行熱傳遞。能量儲存電池的固定可以間接通過嵌入固定在熱交換器上的殼體來實現，或者也可以藉助最好具有高導熱和/或電絕緣 的澆注材料來實現。
在優選的設計方案中，安全卸壓孔布置在能量儲存電池的一個軸 向端部，並且能量儲存電池固定在熱交換器上，使得安全卸壓孔直接 位於熱交換器上的通孔處。這樣，從能量儲存電池逸出的氣體直接從 安全卸壓孔排到周圍環境中，而不再需要例如先到殼體內部，再通過 軟管或管道連接向外導引。這樣就減少了安裝費用和產生故障的可能 性。
通孔最好小於能量儲存電池的直徑，這樣就只是能量儲存電池上 設有安全卸壓孔的軸向端部與周圍環境相連。能量儲存電池的表面與 熱交換器之間的密封無論從內部還是外部都保證周圍環境的空氣無法 通過開口進入殼體的內部。
因為控制能量儲存器的能量流的電子模塊需要的環境條件與能量 儲存電池需要的類似，即汙染儘量少和熱量排放儘量多，所以要求同 樣將電子模塊放置到殼體內部並與熱交換器相連接。
另外也可以設計為，能量儲存電池整體澆鑄到澆注材料中。這樣 方法的好處是，能量儲存電池上最冷的部位是電池的與熱交換器相連 的底面。因為冷凝水總是在最冷的地方形成，所以這樣就使露點，即
空氣冷凝的溫度範圍，轉移到電池的底面上；最好是在通過通孔與周 圍環境相連的區域內。因為這個區域遠離敏感的電子元件，它們防止 接觸到冷凝水。
熱交換器的冷卻介質最好是流經過熱交換器的冷卻液。作為冷卻 介質可以考慮使用空氣，然而因為它的吸熱能力較小不太適合高的損 耗熱。藉助現有技術中已使用的膨脹氣體或液體來冷卻，用本發明中 的熱交換器也是可能的；然而它們的實現比純液體冷卻要麻煩，因此 優選液體冷卻。


下面通過藉助所附的圖來詳細說明本發明的其它特徵、優點和有 利的構造。
附圖為
圖1 能量儲存電池在本發明熱交換器上的布置； 圖2按照圖l的布置，示出熱交換器的通孔； 圖3 帶有電子模塊的布置； 圖4 封閉的能量儲存器。
具體實施例方式
圖1所示為在本發明熱交換器1上的能量儲存電池2的布置。能 量儲存電池2固定在熱交換器l上，並與它熱傳導連接。能量儲存電 池在背離電極8的側面進行固定，這個側面具有安全卸壓孔5(如圖2 所示)。為了有助於能量儲存電池的固定，熱交換器l可以具有凹槽 9，能量儲存電池2可以插入其中。能量儲存電池2可以至少部分地插 入到圖2所示的通孔中。能量儲存電池2可以彼此非常緊密地布置， 因為可以省去它們之間的熱交換器。
熱交換器1具有一個輸入孔10和一個輸出孔11,用於進出冷卻 液，冷卻液將從能量儲存電池2傳遞到在熱交換器1中的熱量導出。
圖2為圖1中示出的結構的底面的示意圖，從而可以看到熱交換 器1中的通孔6。在這裡可以清晰地看到，能量儲存電池2的安全卸 壓孔5直接位於通孔6的上方，這樣安全卸壓孔5就可以和周圍環境 直接相接觸。在能量儲存電池2逸出氣體的情況下，其安全卸壓孔5 打開，並將氣體直接排放到環境空氣中，從而不會在殼體4內產生在 極端情況下可能導致爆炸的超壓。為了不使環境空氣經由通孔6進入 殼體4(如圖4所示)中，能量儲存電池2的直徑大於通孔6，而且應 位於通孔6被能量儲存電池2蓋住的地方。為了完全密封，可以從外 部或內部在能量儲存器的元件四周上使用密封材料或密封件。密封材 料也可以同時通過澆注材料形成，通過該澆注材料將能量儲存電池2 固定到熱交換器l上。
在圖3中，在熱交換器1上在能量儲存器3的旁邊還安裝有一個 電子模塊7,這樣控制能量儲存器3的能量流的電子模塊與能量儲存 器3之間的連接就非常短，這對電磁兼容性很有利，所以這樣布置很
有意義。
圖4所示的是整個能量儲存器模塊，和在機動車上安裝的一樣。 殼體4不僅罩住了電子模塊7，而且還罩住了能量儲存器3，並可以採 用普通的連接技術，例如螺栓連接、插接、焊接或粘接，來固定到熱 交換器1上。在此可以很清楚地看到，熱交換器1實際上構成了殼體 4的一側面，同時也構成了殼體。為了保護敏感的電子元件不受電磁 場的幹擾，在熱交換器1的外面在通孔6的上方安裝有一塊帶有細小 沖孔的鋼板12，這塊保護板同時也可以用作擋熱板。
附圖標記歹'J表
1熱交換器
2能量儲存電池
3能量儲存器
4殼體
5安全卸壓孔
6通孔
7電子模塊
8電極
9凹槽
10輸入孔
11輸出孑L
12鋼板
權利要求
1. 用於由至少一個能量儲存電池(2)組成的能量儲存器(3)的熱交換器(1)，該熱交換器與能量儲存器(3)的至少一個能量儲存電池(2)處於導熱連接，其中能量儲存器(3)被一殼體(4)包圍，並且能量儲存電池(2)具有至少一個安全卸壓孔(5)，用來將氣體排出到其周圍環境中，其特徵在於，熱交換器(1)至少部分地構成至少一個殼體側面，並且熱交換器(1)具有通孔(6)，能量儲存電池(2)的安全卸壓孔(5)經由所述通孔與殼體的周圍環境相連。
2. 根據權利要求l至3之一所述的熱交換器，其特徵在於，能量 儲存電池(2)固定在熱交換器(1)上。
3. 根據權利要求2所述的熱交換器，其特徵在於，能量儲存電池(2) 的固定通過改善導熱能力的澆注材料來實現。
4. 根據權利要求2或3所述的熱交換器，其特徵在於，能量儲存 電池(2)的固定通過電絕緣的澆注材料來實現。
5. 根據權利要求1至4之一所述的熱交換器，其特徵在於，安全 卸壓孔(5)位於熱交換器(1)的通孔(6)上。
6，根據權利要求1至5之一所述的熱交換器，其特徵在於，殼體 (4)的內腔相對於熱交換器(1)中的通孔(6)密封。
7. 根據權利要求1至6之一所述的熱交換器，其特徵在於，它與 至少一個電子模塊(7)處於導熱連接。
8. 根據權利要求7所述的熱交換器，其特徵在於，殼體(4)內 部的電子模塊(7)固定在熱交換器(1)上。
9. 根據權利要求1至8之一所述的熱交換器，其特徵在於，作為 冷卻介質可以使用空氣、膨脹氣體、液體或者它們的組合。
全文摘要
本發明涉及用於由至少一個能量儲存電池(2)組成的能量儲存器(3)的熱交換器(1)，它與能量儲存器(3)的至少一個能量儲存電池(2)處於導熱連接，其中能量儲存器(3)由殼體(4)包圍，能量儲存電池(2)具有至少一個安全卸壓孔(5)，用來將氣體排放到周圍環境中。熱交換器(1)至少部分地構成至少一個殼體側面，並且熱交換器(1)具有通孔(6)，能量儲存電池(2)的安全卸壓孔(5)經由所述通孔與殼體的周圍環境相連。
文檔編號H01M2/10GK101385187SQ200680053253
公開日2009年3月11日 申請日期2006年12月13日 優先權日2006年4月19日
發明者A·魯多夫, N·居內爾 申請人:Temic汽車電機有限公司