[发明专利]热交换器

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有壳体、第一流体接口和第二流体接口的热交换器，其中，壳体通过流体接口与流体源处于流体连通，其中，壳体能够被流体流过。

背景技术

在电动汽车中使用蓄能器来驱动电动机。在这里，锂离子蓄电池或者镍氢蓄电池常常用作蓄能器。作为对此的替代，也可使用高功率电容器，即所谓的超级电容器。

在所有提到的蓄能器中，在工作期间，特别是在蓄能器的快速充电和放电时产生很大的热量。

但是大约50℃及更高的温度会损坏蓄能器并且大大缩短它们的使用寿命。同样，过低的温度持续地使蓄能器受损。

为了保持蓄能器的功率，因此必须主动地对这些蓄能器进行调温。在这里，冷却部分明显占主要部分。例如可以通过引入被流体流过的热交换器来进行冷却。根据在现有技术中的解决方案，热交换器常常是被流体流过的元件，这些元件在两个平盖板之间具有一个或多个流体通道，这些流体通道能够被流体流过。

在这里，有利地将蓄能器的所有单元保持在相同的温度水平上。同样，应当避免在这些单元内产生很大的温度梯度。

热交换器的板在冷却的情况下可以被冷流体流过，但是为了加热目的，它们也可以被热流体流过。

为了实现尽可能高的能量效率，特别是在电动汽车中，重量尽可能优化的结构方式是有利的。

在现有技术中描述了使用由金属材料制成的热交换器的解决方案。例如，实用新型DE202012102349U1公开了这种解决方案。

根据现有技术的解决方案的缺点特别是热交换器全部由铝构成。这些热交换器与由塑料构成或由铝和塑料混合构成的实施方式相比明显更重。由于铝的导电性，热交换器的电绝缘、以及电位平衡也是必要的。另外，用铝制造热交换器是高能耗的且高成本的。由于使用钎焊辅助材料，比如熔剂，修整步骤也常常是必要的。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种热交换器，该热交换器具有重量优化的结构并且它的制造的能耗较低且成本较低。此外，该热交换器被实施为不具有附加的电绝缘装置。

本发明的目的通过一种具有根据权利要求1的特征的热交换器得以解决。

本发明的一种实施例涉及一种具有壳体、第一流体接口和第二流体接口的热交换器，其中，壳体通过流体接口与流体源处于流体连通，其中，壳体能够被流体流过，其中，壳体被实施为多件式并且具有壳体上部件和壳体下部件，其中，壳体上部件和/或壳体下部件具有底部区域和至少部分环绕的竖立的边缘区域，其中，两个壳体部件由塑料或者纤维复合材料构成。

根据本发明的热交换器在一种实施例中用作对蓄能器进行调温。

热交换器的壳体由塑料元件构成在热交换器的重量方面是特别有利的。通过使用塑料，与全部或部分由金属材料制成的热交换器相比，可以减轻重量。此外，两个由塑料构成的壳体部件可以以简单的方式进行制造。通过简单的、成本低廉的工艺可以使塑料具有几乎不受限制的形状。

此外，塑料例如与金属材料相比，特别是与铝或铝合金之类的轻量材料相比明显成本更低廉。

将壳体下部件设计成带有至少部分竖立的边缘区域的底部区域是特别有利的，因为通过竖立的边缘区域实现了稳定作用。同时，壳体下部件在壳体内部形成空腔，流体可以通过该空腔。利用壳体上部件，可以向上封闭壳体下部件。因此，产生完全流体密封地封闭的空间，该空间可以被流体流过。

壳体下部件和壳体上部件都可简单且成本低廉地进行制造并且可以通过多种连接方法相互连接。除了使用热接合工艺之外，两个元件也可以通过机械或化学连接手段相互连接。

同样优选的是，在壳体内部设有导流元件。通过导流元件，可以有针对性地影响在壳体内部的流体流动。

同样有利的是，壳体在其内部具有多个导流元件。通过多个导流元件，可以更有效地影响流体流动。这在热交换器内产生更加有利的流动图形。

在另一种有利的实施方式中，可以规定：热交换器具有多个导流元件，这些导流元件被设计成肋板或者壁部或者栓钉并且在它们之间形成至少一个流体流场，特别是至少一个流动通道。

通过多个导流元件，可以在壳体内部限定多个流动通道或者限定流场。沿着这些流动通道可以有针对性地将流体引导通过壳体。

这些导流元件在这里可以例如由笔直的壁部，或者由单个的栓钉状凸起构成。此外，导流元件的其它设计方案也是可设想的。

除了导流之外，这些元件也可以用于将层流转变成紊流，以实现流体的更大程度的充分混合并且因此改善热传递。