[发明专利]具有流体通道的热管理结构

说明书

本发明涉及一种包括至少一个热管理元件的结构，所述结构包括：复合体(3)，其含有结构化刚性基质中的至少一种相变材料(PCM)，使得不管所含有的所述相变材料的相位如何，所述复合体为自撑式的，所述复合体(3)被塑形成局部地在外部呈现至少一个细长的凹陷(11)，所述凹陷自身限定适合于流体的循环的通道壁(13)。

本发明涉及热管理领域。

具体而言，本发明涉及一种热管理装置(也称为热屏障)，其设计用于在所述屏障围绕或包围的内部体积的至少一侧和/或相对于设置在其中的临时发热元件促进温度管理。

具体而言，尤其在车辆上，这适用于空气、机油或制冷剂(例如R1234 yf)等流体在其中循环的管道、导管或软管，或蓄电池组等会发热的电气装置，或需要管理温度的发动机部件：

-必须促使温度快速上升的情况，例如冷启动期间，

-需要促进所述发动机部件冷却的情况，例如在随后的稳定运行中。

在本文本中，将应用以下含义：

-PCM：相变材料，其在限定的温度范围内改变其物理状态(通常在液体与固体之间)，并通过存储所接收的能量而吸收高达某一阈值的温度改变；通常是由至少一个电池的温度升高传递的温度增加，

-热绝缘体：热导率≤0.5W/mK的材料，当其处于导热性最低的相位时，其导热性能不如PCM，以及

-热导率：热导率≥1W/mK的材料。

作为PCM，可发现：

-《热》PCM，其具有在大于22℃与38℃之间并且优选地在大于25℃与37℃之间的熔融温度。这种PCM可在夏季轧制期间使用，特别是当外部温度高于40℃时。通过熔融，PCM存储来自外部的热量，并形成第一热屏障；

-《冷》PCM，其具有在14℃与小于26℃之间并且优选地在15℃与小于25℃之间的熔融温度。这种PCM可在冬季驾驶期间使用，尤其是在温度为负时。通过结晶，PCM释放加热电池组的热量；甚至

-与电池直接热接触时使用的PCM，通常是具有精确熔融温度的PCM，通常为35℃，因为人们可以尝试在当前视为对于电池较高的温度范围内创建阶跃区，以避免电池之间的热传播(缓冲效应)。

在电池组中，能够调节电池的工作温度可能非常有用，因为电池在产生电流时会发热，而且无论外部温度条件如何，即使电池处于静止状态，也必须适宜地保持在精确的温度范围内。

在连接内燃机的两个热区的通风管道中，例如，可能必须调节管道的内部体积中的温度。

在发动机曲轴箱中，在冷启动阶段之后，排空或更确切地说传递热量可能是有用的。

在此上下文中，因此可设想，取决于以下情形，排空或更确切地说传递热量可为必要的：

-与外部环境隔离或管理内部体积和/或其内容物的温度演变，

-和/或为了延迟或相反地有利于热流从所述体积向外传播或向所述体积传播。

在适用于参与此热管理的结构中循环流体也可能是必要的。

存在此类结构：其在两个材料层之间、在用于流体的入口与出口之间具有流体循环通路，使得相对于流体获得绝热—如果层为绝热的—或热交换—例如如果所述层含有PCM。

在此状况下，在温度≤20℃时具有固相的材料，即元素，应为优选的。

因此，FR3015780公开了使用布置在PCM中且允许热传递流体的循环(尤其是液体的循环)的流体通道。流体通道形成于刚性块中，从而允许当PCM、相变材料改变为液态时流体通道被固持在适当位置。