專利名稱：熱交換器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及根據(jù)獨立權(quán)利要求所述的一種熱交換器以及一種用于制造熱交換器的方法。
背景技術(shù)：
電部件、電子部件以及電化學(xué)部件(例如電池)根據(jù)幾乎所有技術(shù)目標(biāo)受限于使用溫度限制。根據(jù)所述部件的結(jié)構(gòu)和模制，通常能覆蓋顯著的溫度范圍，但是一般會產(chǎn)生高昂的成本。電化學(xué)存儲介質(zhì)被證明自身相對于熱負(fù)荷特別敏感；其以受限的組件溫度為目標(biāo)，從而在不利的環(huán)境條件下確保充分的耐用時間和功能性一尤其是鋰離子電池在高工作溫度下會顯著影響其使用壽命，以致于優(yōu)選地應(yīng)力求核心溫度需要借助冷卻介質(zhì)進行冷卻，所述冷卻介質(zhì)的溫度顯著低于流通的環(huán)境溫度。對于冷卻車輛的部件(尤其是機動車輛中的電池)，應(yīng)使用一個熱交換器。為了能優(yōu)化地安裝在車輛中，所述熱交換器應(yīng)具有盡可能小的結(jié)構(gòu)空間需求和在冷卻表面上的均勻溫度分布。一般來說，電池冷卻板主要以層板設(shè)計或雙層設(shè)計構(gòu)造，其中冷卻介質(zhì)通過電池冷卻板在確定流場中流動。不僅在層板設(shè)計中而且在雙層設(shè)計中，批量生產(chǎn)可僅通過沖孔機或沖壓機實現(xiàn)，所述沖孔機或沖壓機另一方面僅適用于確定大小的工件。如果要制造另一大小的冷卻裝置，則必須為此使用新的沖孔機或沖壓機，也即其在生產(chǎn)中不具有靈活性并由此對于小規(guī)模至中等規(guī)模數(shù)量的工件是成本不利的。在US6，619，557B1中公開了一種通過靜止的輻射嵌板用于房間溫度調(diào)節(jié)的高效系統(tǒng)，所述嵌板尤其被裝備以作為門工作。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于提供一種改進的熱交換器以及一種改進的用于制造熱交換器的方法。所述目的通過根據(jù)獨立權(quán)利要求所述的一種熱交換器和一種用于制造熱交換器的方法實現(xiàn)。本實用新型提出一種熱交換器，其具有如下特征:-一個管組，具有多個基本平行定向的管，用于引導(dǎo)調(diào)溫流體，其中至少所述管的端部彼此連接；以及-至少一個集流箱，其成形為接收來自所述管的調(diào)溫流體，其中所述至少一個集流箱在內(nèi)部具有一個高度，所述高度在公差范圍內(nèi)對應(yīng)于所述管的端部的高度，所述集流箱插接所述管的端部并與其材料結(jié)合地連接。本實用新型還提出一種用于制造熱交換器的方法，其中所述方法具有如下特征:[0014]-提供一個管組，其具有多個基本平行定向的管，用于引導(dǎo)調(diào)溫流體，其中至少所述管的端部彼此連接；以及提供至少一個集流箱，其形成為接收來自所述管的調(diào)溫流體，其中所述至少一個集流箱在內(nèi)部具有一個高度，所述高度在公差范圍內(nèi)對應(yīng)于所述管的端部的高度；以及-將所述管的端部插入所述集流箱并將所述管的端部與所述集流箱材料結(jié)合地連接。在第一尺寸的情況下，第一尺寸在公差范圍內(nèi)對應(yīng)于第二尺寸，因此可理解第一尺寸，第一尺寸相對于第二尺寸具有的偏差例如不超過20%，而有利地不超過5%。本實用新型給予以下構(gòu)思，允許技術(shù)上非常簡單地制造熱交換器，如果管組的管的端部直接接收在集流箱中，所述集流箱具有內(nèi)部高度，所述內(nèi)部高度在公差范圍內(nèi)與所述管的端部的高度相同。以此方式，可省略設(shè)置底板。所述集流箱寧可直接插在所述管上或移動到所述管上并且與其焊接或焊在一起，也即材料結(jié)合地連接，使得可實現(xiàn)一方面通過省略底板而節(jié)省材料，另一方面通過使用標(biāo)準(zhǔn)部件技術(shù)上簡單地制造所述熱交換器。特別地，所述管組和/或所述集流箱可設(shè)計為卷狀片(Meterware)，其根據(jù)需要和待制造的熱交換器尺寸而切割尺寸并安裝至熱交換器。本實用新型的優(yōu)點在于，尤其價格有利的制造熱交換器，因此一方面能使用簡單的出口部件，另一方面僅需要較少材料成本用于制造該新型熱交換器。尤其有利的是，如果所述至少一個集流箱是板彎曲件。本實用新型的一個這樣的實施方案優(yōu)點在于，一方面一個這樣的集流箱可通過技術(shù)上簡單設(shè)計的彎曲過程而制成，另一方面一個這樣的板彎曲件可提供為卷狀片，其可根據(jù)待制造的熱交換器的尺寸和形狀而切割尺寸。根據(jù)本實用新型的另一實施方案，可設(shè)置至少一個第二集流箱，用于在所述管中引導(dǎo)所述調(diào)溫流體，其中所述第二集流箱在內(nèi)部具有一個高度，所述高度在公差范圍內(nèi)對應(yīng)于所述管的端部的高度，所述第二集流箱插接與所述管的所述端部相對置的所述管的另一端部并與其材料結(jié)合地連接。本實用新型的一個這樣的實施方案的優(yōu)點在于，通過在所述管組的兩側(cè)選擇相應(yīng)設(shè)計的集流箱，可實現(xiàn)尤其有利地制造所述熱交換器。為了實現(xiàn)在所述管組的一側(cè)的限定閉合并且同時確保所述至少一個集流箱的側(cè)部密封，根據(jù)本實用新型的另一實施方案可設(shè)置至少一個側(cè)部件，所述側(cè)部件具有一個高度，所述高度基本對應(yīng)于所述管的高度，其中所述至少一個側(cè)部件布置在所述管組的一側(cè)，并且定向為平行于所述管和/或與所述管在一個平面中，并且延伸超出所述管的端部，并且材料結(jié)合地連接至所述至少一個集流箱，使得所述至少一個側(cè)部件形成所述集流箱的側(cè)部密封件。由此，所述側(cè)部件的端部形成所述集流箱的側(cè)部密封件，所述側(cè)部件的端部基本具有所述集流箱的內(nèi)部高度，使得所述集流箱能容易地關(guān)于所述側(cè)部件的端部移動或插接并由此簡化所述熱交換器的制造。為了實現(xiàn)所述調(diào)溫流體的靈活冷卻，所述調(diào)溫流體在所述熱交換器運行時在所述管中流動，根據(jù)本實用新型的另一實施方案，一個冷卻板可設(shè)置在所述管組的一側(cè)。如果所述冷卻板可移動地和/或浮動地緊固于所述管組，則是尤其有利的。本實用新型的一個這樣的實施方案的優(yōu)點在于所述熱交換器的靈活安裝可能性，使得通過所述可移動地安裝的冷卻板可實現(xiàn)高的散熱率。[0024]為了實現(xiàn)例如所述管組中的管上的傳感器的電接觸，根據(jù)本實用新型的另一實施方案，所述冷卻板可具有至少一個開口和/或所述管組可具有至少一個開口，所述管組的開口與所述冷卻板的開口相對置，其中在冷卻板中形成的開口和/或在管組中形成的開口用于實現(xiàn)線纜引線。如果在所述管組的管之間，在所述管的端部區(qū)域中設(shè)置一個中間空間以及在所述冷卻板中設(shè)置一個凹口，則可實現(xiàn)尤其簡單地制造所述熱交換器，其中布置一個墊片，所述墊片在所述管之間的區(qū)域中具有一個厚度，所述厚度基本對應(yīng)于所述管的厚度，所述墊片在所述管的端部的區(qū)域中布置在所述至少一個集流箱中，以及具有一個厚度，所述厚度在公差范圍內(nèi)對應(yīng)于所述集流箱的內(nèi)部高度。本實用新型的一個這樣的實施方案的優(yōu)點在于，通過安裝墊片，簡化由多個單獨部件組成的熱交換器的連接，并且同時可確保在所述材料結(jié)合的連接之間所述單獨部件的各自必要定位。如果熱轉(zhuǎn)換器進一步提供可能性，以及進行相關(guān)元件的加熱，則由此可實現(xiàn)通過熱轉(zhuǎn)換器進行調(diào)溫的元件(如電池)的溫度調(diào)節(jié)的非常靈活的可能性。根據(jù)本實用新型的一個尤其有利的實施方案，由此一個加熱元件可布置在所述管組的一側(cè)，尤其可布置在與所述冷卻板相對置的一側(cè)，特別地所述加熱元件具有一個板，所述板與所述管熱接觸并且包括加熱絲，所述加熱絲被形成用于加熱所述板。

下文根據(jù)附圖詳細(xì)闡釋本實用新型的有利的示例性實施方案。附圖示出:圖1示出本實用新型的熱交換器的一個示例性實施方案的分解圖；圖2示出本實用新型的一個示例性實施方案的側(cè)視圖；圖3A示出從冷卻側(cè)觀察的本實用新型的一個示例性實施方案的俯視圖；圖3B示出本實用新型的一個示例性實施方案的仰視圖，其中可見管組或管束；圖4A示出本實用新型的一個示例性實施方案的立體圖，其中可見冷卻側(cè)外觀；圖4B示出根據(jù)本實用新型的一個示例性實施方案的圖4A的一個部分區(qū)域的放大立體圖；圖5示出根據(jù)本實用新型的一個示例性實施方案的冷卻側(cè)的一個部分區(qū)域的細(xì)節(jié)圖；圖6示出根據(jù)本實用新型的一個示例性實施方案的詳細(xì)側(cè)視圖；圖7A示出本實用新型的一個示例性實施方案的立體圖；圖7B示出本實用新型的一個示例性實施方案的另一立體圖；圖8A示出根據(jù)本實用新型的一個示例性實施方案的圖7A的一個放大的部分區(qū)域的立體圖；圖SB示出根據(jù)本實用新型的一個示例性實施方案的圖7B的一個放大的部分區(qū)域的立體圖；圖9示出本實用新型的一個示例性實施方案的一個部分區(qū)域的橫截面圖。
具體實施方式
在下文對本實用新型的有利示例性實施方案的描述中，對于在不同附圖中示出的相似作用的元件使用相同或相似的附圖標(biāo)記，其中不對所述元件進行反復(fù)描述。本實用新型的一個重要方面在于以模塊化構(gòu)造方式制造緊湊、簡單和便宜的熱交換器，其中能以很少部件和使用很少工具覆蓋寬廣的制造板架(Fertigungspal Iete)。為此，圖1示出本實用新型的一個示例性實施方案的分解圖。在該示例性實施方案中示出管束系統(tǒng)中的熱交換器1，然而在沒有底板的情況下進一步實現(xiàn)形成一個模塊化和便宜的構(gòu)造，該構(gòu)造如此緊湊如一個冷板。根據(jù)圖1所示的示例性實施方案的熱交換器由以下部件組成:-管組(或者網(wǎng)狀物或管束)，其包括擠出管(其中所述管束例如還由多腔管形成)和側(cè)部件3作為擠出型件。不僅管2而且側(cè)部件應(yīng)具有相同的高度。不僅管2而且側(cè)部件3根據(jù)需求(或冷卻裝置長度)在長度上進行模塊化切割。-冷卻劑箱或集流箱4(根據(jù)需要具有或不具有隔板)，其根據(jù)使用情況或冷卻裝置寬度以確定長度模塊化制成卷邊部件。所述箱4的凈寬應(yīng)與管2或側(cè)部件3的高度相協(xié)調(diào)。-冷卻側(cè)，由一個或兩個冷板5組成，其根據(jù)消費者要求或使用情況作為待切板，可根據(jù)冷卻裝置長度H或冷卻裝置寬度B進行切割。-加熱側(cè)(可選的并且在圖1中未示出)，其由接收板和加熱絲組成；在該情況下，所述冷板僅安裝在相對置側(cè)。所述熱交換器I完全被焊接，加熱絲隨后被安裝在接收板上。根據(jù)本示例性實施方案的重要方面在于，所述管2和所述側(cè)部件3具有相同高度T，所述箱4的凈寬同樣具有相同高度T，使得箱4移動穿過管2的端部或插入管2的端部并且可與管2焊接或焊起來。所述管組還可由一個單獨的擠出板制成，由此省略冷板。然而這種解決方案的缺點在于，對于每個冷卻裝置寬度(即組寬度)B必須制造一個擠出板。盡管如此，出于所述箱在側(cè)端部6區(qū)域的密封的原因，必須安裝側(cè)部件3。所述熱交換器I由多個簡單部件組成，所述部件能靈活地快速適配于不同的安裝情形:所述管組由多個擠出管形成，使得可根據(jù)管的長度靈活設(shè)計所述組的長度并且根據(jù)管的數(shù)量靈活設(shè)計所述組的寬度；所述擠出管通常在購買中是便宜的。偵彳部件3構(gòu)造為四棱的擠出型件(在購買中也是便宜的)，所述側(cè)部件優(yōu)選地正好與所述管一樣高；所述管可例如屬于如所述管的相同制造商并由此避免全部的公差調(diào)整。所述側(cè)部件3應(yīng)僅根據(jù)組的長度切割為確定尺寸。所述側(cè)部件3的長度確定所述冷板5的長度H。用于制造側(cè)部件3的切割工具的半徑應(yīng)與箱4的卷邊半徑相協(xié)調(diào)。所述側(cè)部件3的端部區(qū)域可借助相同的刀具切割并且其長度優(yōu)選地通過插入部的位置可變地設(shè)置。冷卻劑箱4在此可優(yōu)選地設(shè)計為由板件制成的卷邊部件，使得其根據(jù)組的寬度可非常簡單地適配長度。切割幾何結(jié)構(gòu)由此總是保持不變。用于切割所述箱4長度的工具應(yīng)這樣設(shè)計:可由此制造最長的待制造箱4。所述熱交換器I可通過使用隔板涌入一個或多個轉(zhuǎn)向部。對于制造隔板，可使用與側(cè)部件相同的擠出型件。圖2示出本實用新型的一個示例性實施方案的側(cè)視圖。在此可見，側(cè)部件3、管2如箱4 一樣基本具有相同高度T。圖3A示出本實用新型的冷卻側(cè)的一個示例性實施方案的透視圖。在該視圖中，基本可辨認(rèn)冷卻板5和箱4。圖3B示出所述熱交換器I的冷卻板5的另一側(cè)的一個示例性實施方案的視圖。在此基本可辨認(rèn)管組和集流箱4。在圖4A中可見所述箱安裝的冷卻側(cè)的立體圖，其中所述冷卻側(cè)是如下側(cè)，在所述冷卻側(cè)上設(shè)置冷卻板。因此在圖4A中可辨認(rèn):管2和側(cè)部件3已經(jīng)在端部位置安裝并壓在所述組上，其中所述側(cè)部件基本確定所述冷卻裝置高度。所述冷板“浮動地”位于所述管束和所述側(cè)部件上方。在圖4B中示出圖4A的部分區(qū)域放大立體圖。在圖4B中明顯地，側(cè)部件至管組的距離確定集流箱4的高度。在圖5中示出冷卻側(cè)上的細(xì)節(jié)圖。從圖5明顯可見，側(cè)部件3相對于冷卻板5以及相對于箱4略微突出，由此在焊接時所述管2保持在組上。在此冷卻板5浮動地置于管2和側(cè)部件3上并且具有朝向所述箱4的端部的空氣，特別地因此由此產(chǎn)生的系統(tǒng)不是冗余的。圖6詳細(xì)示出所述熱交換器I的一個示例性實施方案的側(cè)視圖。所述箱相對于側(cè)部件在組上移動。在此為了實現(xiàn)簡單的安裝，不僅箱而且側(cè)部件3進行半徑協(xié)調(diào)。側(cè)部件的半徑和箱4的彎曲半徑因此應(yīng)彼此協(xié)調(diào)。在實踐應(yīng)用情況，在冷板5中應(yīng)制成(在不同實施方案中)用于緊固元件或線纜引線等的孔8，而不由此損害所述板的功能。這在圖7A、7B、8A、8B和9中詳細(xì)示出。圖7A示出所述熱交換器I的冷卻側(cè)的立體圖，其中示出冷卻板5中用于緊固元件或用于線纜引線的孔或開口。圖7B示出所述熱交換器I的背側(cè)(即下述區(qū)域)的立體圖，其中可布置加熱板。由圖7A和圖7B明顯地，在冷卻板5的區(qū)域中，在孔8或開口中被設(shè)置為所述管組應(yīng)被打斷。由此，在熱交換器I的領(lǐng)域中存在兩種可能性。一方面可將“盲管”用作擠出型件。其應(yīng)簡單地僅在長度上適配于現(xiàn)存的管2。當(dāng)然，其應(yīng)具有與管2相同的高度，而寬度被任意設(shè)置。此處缺點在于，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協(xié)調(diào)并且因此非常昂貴。第二，可進行所謂的“間隔片”使用，其作為墊片9在所述管2之間在箱4的區(qū)域中焊接。所述墊片9在圖8A和8B中可辨識，其中圖8A示出包括冷卻側(cè)的熱交換器I的立體圖，圖SB示出包括背側(cè)的熱交換器I的立體圖。此處，所述墊片也應(yīng)使用擠出型件，例如T形，如圖9中視圖明顯可見。在圖9中，因此示出通過安裝在熱交換器中的間隔片9或墊片連同相應(yīng)的鄰接部件的截面圖，其中明顯地，所述間隔片9安裝在圖7A示出的冷板5中的開口 8中。因此，墊片9的小的寬度關(guān)于凈寬墊在箱中，同時大的寬度應(yīng)適配于管2的高度。墊片9的T型的長度根據(jù)使用情況任意切割。此處優(yōu)點在于，減少重量并且所述孔形僅需在冷板5或在加熱裝置的接收部中制成。由此無需公差協(xié)調(diào)。所述示例性實施方案僅示例性選出并可彼此結(jié)合。附圖標(biāo)記列表I熱交換器2 管[0071]3側(cè)部件4集流箱，箱5冷卻板，冷板6箱4的端部8孔，冷板中的開口9墊片，間隔片
權(quán)利要求1.熱交換器(I)，其特征在于: -一個管組，具有多個基本平行定向的管(2)用于引導(dǎo)調(diào)溫流體，其中至少所述管(2)的端部彼此連接；以及 -至少一個集流箱(4)，所述集流箱成形為用于接收來自所述管(2)的調(diào)溫流體，其中所述至少一個集流箱(4)在內(nèi)部具有一個高度，所述高度在公差范圍內(nèi)對應(yīng)于所述管(2)的端部的高度，所述集流箱(4)插接所述管(2)的端部并與其材料結(jié)合地連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱交換器(1)，其特征在于，所述至少一個集流箱(4)是一個板彎曲件。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的熱交換器(1)，其特征在于，至少一個第二集流箱(4)被設(shè)置用于在所述管(2)中引導(dǎo)調(diào)溫流體，其中所述第二集流箱(4)在內(nèi)部具有一個高度，所述高度在公差范圍內(nèi)對應(yīng)于所述管(2)的端部的高度，所述第二集流箱(4)插接與所述管(2)的所述端部相對置的所述管(2)的另一端部并與其材料結(jié)合地連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱交換器(I)，其特征在于，設(shè)置至少一個側(cè)部件(3)，所述側(cè)部件具有一個高度，所述高度基本對應(yīng)所述管(2)的高度，其中所述至少一個側(cè)部件(3)布置在所述管組的一側(cè)，并且定向為平行于所述管(2 )和/或與所述管(2 )在一個平面中，并且延伸超出所述管(2)的端部，并且材料結(jié)合地連接至所述至少一個集流箱(4)，使得所述至少一個側(cè)部件(3)形成所述集流箱(4)的側(cè)部密封件。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱交換器(1)，其特征在于，一個冷卻板(5)設(shè)置在所述管組的一側(cè)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的熱交換器(1)，其特征在于，所述冷卻板(5)可移動地和/或浮動地緊固于所述管組。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的熱交換器(I)，其特征在于，所述冷卻板(5)具有至少一個開口(8)和/或所述管組具有至少一個開口，所述管組的開口與所述冷卻板(5)的開口(8)相對置，其中所述冷卻板(5)中形成的開口(8)和/或所述管組中形成的開口用于實現(xiàn)線纜引線。
8.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的熱交換器(I)，其特征在于，在所述管組的管(2)之間，在所述管(2)的端部的區(qū)域中設(shè)有一個中間空間以及在所述冷卻板(5)中設(shè)有一個開口(8)，在其中布置一個墊片(9)，所述墊片(9)在所述管(2)之間的區(qū)域中具有一個厚度，所述厚度基本對應(yīng)所述管(2)的厚度，所述墊片(9)在所述管(2)的端部的區(qū)域中布置在所述至少一個集流箱(4)中并具有一個厚度，所述厚度在公差范圍內(nèi)對應(yīng)于所述集流箱(4)的內(nèi)部的高度。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求1所述的熱交換器(I)，其特征在于，一個加熱元件布置在所述管組的一側(cè)，尤其布置在與所述冷卻板(5)相對置的一側(cè)，特別地所述加熱元件具有一個板，所述板與所述管(2 )熱接觸并且包括加熱絲，所述加熱絲被形成用于加熱所述板。
專利摘要本實用新型涉及一種熱交換器(1)，具有一個管組，其具有多個基本平行定向的管(2)用于引導(dǎo)調(diào)溫流體，其中至少所述管(2)的端部彼此連接。所述熱交換器(1)還包括至少一個集流箱(4)，其成形為接收來自所述管(2)的調(diào)溫流體，其中所述至少一個集流箱(4)在內(nèi)部具有一個高度，所述高度在公差范圍內(nèi)對應(yīng)于所述管(2)的端部的高度，所述集流箱(4)插接所述管(2)的端部并與其材料結(jié)合地連接。
文檔編號F28F9/02GK202938666SQ20122029316
公開日2013年5月15日 申請日期2012年6月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月20日
發(fā)明者馬丁·恩格爾哈特, 斯忒芬·赫希, 拉斯·路德維格, 弗洛里安·摩爾多瓦 申請人:貝洱兩合公司