包括用于供应和排出热传递流体的连接管道的热交换器

摘要

本发明涉及一种热交换器(1)，其包括用于热传递流体的入口管道(31)和出口管道(32)，热传递流体供应管(21)和热传递流体排出管(22)意图滑动到该入口管道和出口管道上。根据本发明，入口管道(31)和出口管道(32)二者在它们的外表面上具有用于密封和紧固相应管(21、22)的装置以及套环(34)，所述套环形成用于管(21、22)在相应管道(31、32)上的插入止挡件。

说明书

技术领域

本发明涉及电池的热调节领域，更特别地涉及用于电池的热管理的热交换器，特别是在汽车领域。

更具体地，本发明涉及这种热交换器与热传递流体在其中流通的热调节回路之间的连接。

背景技术

电动和/或混合动力机动车辆的电能由一个或多个电池供应。

在这种类型的车辆中，电池通常由多个电能存储单元形成，这些电能存储单元形成设置在保护壳体中的一个或多个模块，以形成所谓的电池组。

电池的热调节是重要的事情。

具体地，电池的温度需要被调节到接近20°的温度，以确保车辆的可靠性、里程和性能水平，同时优化电池的使用寿命。

为了调节电池的温度，已知使用提供加热和冷却电池的功能的热调节装置。

这种热调节装置特别地包括热交换器，所述热交换器界定用于热传递流体流通的回路并且设置成与电池的单电池热接触。

热传递流体通过供应管和排出管引入到流通回路中并从中排走，供应管和排出管以密封的方式连接到由热交换器承载的入口管道和出口管道。

为此，供应管和排出管强行插入到热交换器的入口管道和出口管道中。

在插入结束时，管的端部可能会与交换器的表面接触，然后交换器的表面必须吸收相对较大的力，该力可能会发展到使其劣化(特别是变形)。

将管压配到热交换器的管道上还会在将管安装在热交换器上时产生尺寸偏差(扩散)。

一旦管定位在热交换器的入口管道和出口管道上，夹持环通常定位在管周围，以确保密封的热交换器的管和管道之间的连接。

因此，需要提出一种用于热交换器的入口管道和出口管道与热传递流体供应和排出管之间的连接的解决方案，该解决方案是可靠且密封的、设计简单、实施快速，并且将热交换器劣化的风险最小化。

发明内容

为此，本发明提出了一种热交换器，其包括用于热传递流体的入口管道和出口管道，用于热传递流体的供应管和排出管分别意图插入到该入口管道和出口管道上。

根据本发明，所述入口管道和所述出口管道各自在其外表面上具有用于密封和保持所述管的密封和保持器件、以及套环，所述套环形成用于限制所述管到所述相应管道上的插入的止挡件。

本发明在于在热交换器的入口和出口管道上设置用于密封和保持插入到这些管道上的热调节回路的管的器件、以及套环，所述套环形成意图限制管到管道上的轴向插入的止挡件，以当热交换器连接到热调节回路时不损坏热交换器。

当将管装配到相应的管道上时，套环用作管的一端处的轴向止挡件。

它在将管插入或放置到管道上结束时施加反作用力，使得在插入结束时由管的端部产生的力不再施加到交换器的表面(因此避免其变形)，而是施加到管道的套环(套环要承受并因此缓冲将管强行组装到管道上所涉及的力)。

用于密封和保持管的器件具有两个功能。

一方面，它们使得可以在管道和相应的管之间建立密封，从而防止在管道中流通的传热液体的任何泄漏。

另一方面，一旦管道的端部与套环接触，它们就可以将管在相应管道上锁定在位，使得最小化管的意外移除的风险。

本发明的解决方案具有简单的设计，使安装更加容易，并且使热交换器劣化的风险最小化。

根据本发明的特定方面，在止挡件下方形成凹槽。该凹槽适于接收工具或组装器件的一部分，以便将套环定位在所述组装装置中，从而使得可以精确地控制管到相应管道上的装配。

根据本发明的特定方面，所述入口管道的一端和所述出口管道的一端分别固定到由所述热交换器承载的用于热传递流体的入口端口和出口端口。

管道安装在热交换器的相应端口上，例如通过焊接或铜焊，以便与热交换器形成不可分离的组件。

因此，在热交换器的端口和用于将交换器连接至热调节回路的管道之间不必使用特定的密封元件。

根据本发明的特定方面，所述套环位于所述管道的固定至所述端口的端部附近。

形成用于管的端部的止挡件的套环在管道的外围上延伸，所述套环位于交换器的表面附近。

以此方式，“自由”管道长度，即意图在管被抵接之前接收管的长度，足够大以允许将管正确地放置在管道上。

根据本发明的特定方面，所述套环至少部分地在所述管道的外表面上延伸。

套环在管道的整个外周边上或仅在一部分上延伸，其功能是限制管到管道上的轴向插入。

根据本发明的特定方面，所述密封和保持器件包括由所述管道的外表面承载的至少一个圆齿。

在管道的外表面上存在至少一个齿或突起使得可以通过填充管和管道之间存在的间隙来在管道的外表面与相应管的内表面之间建立密封。

根据本发明的特定方面，所述至少一个齿具有截锥形式的横截面，其基部面向所述套环。

这种特定齿轮廓的优点是消除或至少最小化当将管插入到相应的管道上时管的意外移除的风险。

根据本发明的特定方面，所述密封和保持器件包括沿着管道的外表面间隔开的三个圆齿。

三个间隔开的齿或突起的存在进一步优化了管道和相应管之间的密封，并进一步降低了管的意外移除的风险。

根据本发明的特定方面，所述入口管道和所述出口管道各自具有用于将所述相应管角度定位在所述管道上的器件，其意图与形成在每个所述管中的互补角度定位器件配合。

形成在管道和管上的角度定位器件使得一方面可以将管道的端部精确地放置在围绕相应管道的预定位置，另一方面可以将管旋转锁定在相应管道上。

根据本发明的特定方面，所述角度定位器件包括形成在所述套环中的至少一个凹口，该凹口适于与由所述管承载的至少一个凸耳配合。

这些角度定位器件相对容易实现，并且使组装操作更容易。

根据本发明的特定方面，所述角度定位器件包括由所述套环承载的至少一个凸耳，该凸耳适于与形成在所述管中的至少一个凹口配合。

这构成了管相对于相应管道的角度定位的替代方案。

本发明还涉及一种热调节组件，其包括如上所述的热交换器、以及用于将热传递流体供应至所述热交换器的至少一个管和用于将热传递流体排出所述热交换器的一个管。

附图说明

通过阅读以下对本发明特定实施例的详细描述，其他特征和优点将变得更加显而易见，这些详细描述通过简单的非限制性说明性示例和附图给出，其中：

图1是板式热交换器的透视图，其包括用于热传递流体的入口管道和出口管道，用于流体的供应管和排出管分别连接到该入口管道和出口管道；

图2是在装配管之前两个管道的特写视图，每个包括密封和保持器件以及形成止挡件的套环；

图3是在装配管之后两个管道的特写视图，管的端部邻接管道的套环；

图4和5示出了在将管装配到管道上之前和之后的角度定位器件的第一实施例，其中，每个管道的套环设置有凹口，该凹口用于与形成在相应管上的凸耳配合；

图6和7示出了在将管装配到管道上之前和之后的角度定位器件的第二实施例，其中，每个管道的套环设置有凸耳，该凸耳用于与形成在相应管中的凹口配合。

具体实施方式

1.本发明的一般原理

本发明提出优化板式或管式热交换器(该热交换器界定用于热传递流体的回路)与用于热传递流体的供应管和排出管之间的连接的操作。

为此，本发明提出，热交换器包括具有特定轮廓的用于热传递流体的入口管道和出口管道，这些管道分别固定到用于交换器的热传递流体的入口端口和出口端口。

这些管道每个意图与柔性或半刚性管配合以在交换器中提供或排出热传递流体。

因此，用于热传递流体的供应管被装配到热交换器的入口管道上，用于热传递流体的排出管被装配到热交换器的出口管道上。

根据本发明的一般原理，热交换器的每个入口管道和出口管道具有使得既可以在热交换器的管道与相应管之间建立密封又可以将管在热交换器的管道上保持在为的器件。

因此，密封器件直接设置在热交换器的管道上，并且这避免实施垫圈和其他附加密封元件，并且简化了组装操作和组装的可靠性。

由于管道的形状构造成将管保持在管道上，因此也不需要添加附加元件来将管的位置锁定在热交换器的管道上，其例如具有环形类型。

此外，热交换器的入口管道和出口管道还包括套环，所述套环形成用于装配到管道上的管的端部的轴向止挡件。

因此，将管压配到管道上所涉及的力由套环吸收，而不是由热交换器的表面吸收，这防止热交换器的损坏。

2.本发明的多个实施例的描述

在各个附图中，除非另外指出，否则相同的元件具有相同的附图标记并且具有相同的技术特征和操作模式。

在下文中，结合板式热交换器描述本发明，但其也适用于管式热交换器。

板式热交换器1在图1中示出。

它包括两个相邻的板，其中一个板意图放置成与电动或混合动力汽车的电池热接触以对其进行热调节，这两个板在它们之间限定了用于热传递流体流通的回路。

上板的表面10具有用于热传递流体的入口端口11和出口端口12，它们呈板的颈部的形式，意图分别连接至用于流体的供应管21和排放管22，在该示例中，供应管21和排放管22连接到车辆的热调节回路。

用于流体的供应管21和排出管22优选是柔性或半刚性的，例如由选自聚酰胺6、聚酰胺12、共聚物或复合材料的材料制成。

为了将管21、22分别连接到热交换器1的入口端口11和出口端口12，本发明提供使用连接管道或套筒31、32，更具体地是图2中示出的入口管道31和出口管道32。

每个连接管道31、32的端部之一以密封方式固定到相应的端口11、12，优选地通过铜焊或焊接。

连接管道31、32例如由铝制成。

从图2中可以看出，连接管道31、32具有特定的轮廓，一旦已经将管21、22压配到连接管道31、32上，该轮廓既提供密封功能又提供将管21、22保持就位的功能。

更具体地，每个连接管道31、32在其基本圆柱形外表面上包括多个布置的圆齿33或突起。

在所示的示例中，三个外围圆齿33沿着每个连接管道31、32的主轴线在其外围上规则地间隔开。

在这种情况下，主轴线被定义为垂直于热交换器1的表面10的、连接管道31、32的纵向轴线。

沿着包括连接管道的主轴线的平面观察，每个齿33具有截锥形式的轮廓。

截锥的基部比其顶点更宽，该基部朝向热交换器1的入口端口11和出口端口12定向。

可以示意性地定义为“枞树(fir-tree)”形状的该齿轮廓使得可以确保管21、22与连接管道31、32之间的组装被密封。

连接管道31、32可具有更多或更少数量的齿33，这些齿33沿主轴线的分布能够不同于图中所示的分布。

此外，齿33的轮廓使得一旦管21、22已插入到管道上就可以将管21、22保持在连接管道31、32上：这是因为齿33朝向热交换器1的表面10加宽，并且这消除了或至少最小化意外移除管21、22的风险。

根据本发明，每个连接管道31、32在相应的入口端口11或出口端口12的附近(即在朝向热交换器1定向的连接管道31、32的端部附近)具有形成止挡件的套环34，该套环在连接管道31、32的外表面上延伸。

更具体地，套环34沿着连接管道31、32的主轴线位于多个齿33和对应的端口11、12之间。

该套环34可以是“整体的”，即形成在连接管道31、32的整个外围上，或者是“部分的”，即仅形成在连接管道31、32的外围的一部分上。

当管21、22被强行插入到相应的连接管道31、32上时，其自由端抵靠在套环34上，如图3所示。

因此，套环34的主要功能是限制管21、22的轴向插入并在将管21、22装配到相应的连接管道31、32上的操作结束时吸收力，并且这防止热交换器1的表面10经受这些力和遭到破坏。

换句话说，套环34使得可以抵抗在将管21、22压到相应的连接管道31、32上的运动结束时由管21、22的端部施加的力。

套环34还使得可以以最小的扩展将管21、22的端部定位在连接管道31、32上，因为定位是直接从套环34而不是从热交换器1的表面10进行的，从而限制了尺寸链。

根据本发明的可选方面，在套环34下方形成凹槽35。该凹槽35适于接收工具或组装器件(这里未示出)的一部分，以便将套环34定位在所述组装器件中，因此使得可以精确地控制管21、22到相应的连接管道31、32上的装配。

根据本发明的可选方面，连接管道31、32可另外带有用于管21、22相对于热交换器1的角度定位的角度定位器件。

形成在连接管道31、32的套环34上的这些角度定位器件可以采用凹口或凸耳的形式，并且意图与形成在管21、22的自由端处的互补角度定位器件配合。

根据图4和5所示的第一实施例，凹口341形成在套环34中并且在套环34的总高度上延伸。

如果形成的腔足以接收互补形状的元件，则凹口341也可以仅在套环34的高度的一部分上延伸。

该凹口341适于与互补形状的凸耳23配合，该凸耳在管21、22的端部突出。

图5示出了当管21、22位于相应的连接管道31、32上时的情况。

管21、22的自由端的外围边缘抵靠着相应套环34的上外围表面定位，并且每个凸耳23嵌套在套环34的相应凹口341中。

根据图6和7所示的第二实施例，凹口24形成在管21、22的自由端的外围边缘上。

具有与凹口24互补的轮廓的凸耳342本身形成在连接管道31、32的套环34上，并且沿着相应的连接管道的纵向轴线延伸。

更具体地，凸耳342从套环342沿着连接管道的主轴线朝向齿33延伸。

在角度定位器件的这两个实施例中，凹口341、24和凸耳23、342的配合使得一方面可以固定管21、22和连接管道31、32且另一方面可以将管21、22的端部相对于连接管道31、32成角度地定位，以防止任何旋转运动。

管21、22的凸耳23和凹口24优选地通过切割管21、22的端部来制造。

套环34的凹口341和凸耳342优选地通过机加工或通过成形来制造。

应该注意的是，每个管和每个套环都可以带有多个凸耳或凹口。

此外，应当注意，本发明的热交换器可以用作机动车辆中的散热器。