[发明专利]具有一体式电加热元件的热交换器

说明书

热交换器具有流体流动通路，该流体流动通路具有入口和出口，并且第一板和第二板呈彼此相向面对关系。流体流动通路由第一板和第二板的内表面之间的空间限定。电加热元件在流体流动通路之外并且与第一板的外表面邻近，使得在使用热交换器期间，由电加热元件产生的热量经过第一板传递到流体流动通路中的流体。在一个实施例中，第一板具有接纳加热器板部件的开口，该加热器板部件包括具有内表面和外表面的第一板部分，内表面粘接至湍流增强插入件，外表面粘接至电加热元件。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2018年3月7日提交的美国临时专利申请号62/639,560的优先权和权益，该申请的内容通过引用并入本文。

技术领域

本公开涉及一种用于车辆(诸如电池电动车辆(BEV)或混合电动车辆(HEV))的热交换器，其中电加热元件与热交换器集成，并且涉及使用这种热交换器的来加热和冷却一个或多个车辆部件的系统。热交换器具有用于流体循环的流体流动通路，并且电加热元件安装在流体流动通路的外表面上，以用于在某些操作条件下加热处于流体流动通路内的流体。

背景技术

诸如在BEV和HEV中使用的那些锂离子电池系统的关键限制在于，电池不能在远低于0℃、特别是是低于-5℃的温度下可靠地操作或充电。理想情况下，从冷启动起，应当尽快将电池温度带到约5至20℃。在达到这个温度之前，电池具有受限制的电力容量，并且尝试在低于此范围的温度下进行充电或放电可能损坏电池。

因为来自内燃发动机的废热在BEV中不可获得，而在HEV中可有限度地获得，所以对于这些车辆中的有效电池充电和操作，替代的热源是必需的或者至少是期望的。

来自内燃发动机的废热也是用于乘客舱加热和主动暖机(AWU)系统的通常的热源，其可在启动时(特别是在冷启动条件下)迅速将汽车流体带到最佳工作温度。在BEV和HEV中，用于这些功能的替代热源也是必需的或期望的。

为了节省空间并且使成本最小化，通常希望在可能的情况下集成车辆加热/冷却系统的部件。例如，尽管已知将加热元件集成到流体加热装置中，但是存在许多技术问题，这些技术问题限制了用于车辆各种应用的表面膜加热技术与流体加热装置的有效集成。

期望提供一种具有加热和冷却能力的热交换器，以减轻上述问题中的一个或多个，以及提供一种使用这种热交换器加热和冷却一个或多个车辆部件的系统。

发明内容

根据本公开的的一方面，提供了一种热交换器，包括适于流体流动的流体流动通路，该流体流动通路具有入口和出口。

根据一个方面，该热交换器包括第一板和第二板，第一板和第二板呈彼此相向面对的关系，其中，第一板和第二板中的每一个是导热的，具有内表面和外表面，内表面向内面朝流体流动通路，外表面向外背离流体流动通路，其中，流体流动通路由第一板和第二板的内表面之间的空间限定。

根据一个方面，第一板和第二板由铝构成。

根据一个方面，热交换器还包括第一电加热元件，第一电加热元件位于流体流动通路之外并且与第一板的外表面邻近，使得在使用热交换器期间，由第一电加热元件产生的热量经过第一板传递至流体流动通路中的流体。

根据一个方面，第一电加热元件具有从约1μm至约1000μm的厚度。

根据一个方面，第一电加热元件包括最靠近第一板的外表面的电绝缘介电基层和在介电层上的电阻加热器层。

根据一个方面，介电基层包括导热、电绝缘的复合层，该复合层包括与颗粒填充材料混合的聚合物。

根据一个方面，介电基层与第一板的外表面直接接触并且直接热粘接。