[發(fā)明專利]熱交換器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410593713.3
• 申請日: 2014-10-29
• 公開（公告）號: CN104596085B
• 公開（公告）日: 2018-10-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 斯特凡·赫里希;曼紐爾·沃爾斯基;弗羅林·莫爾多萬
• 申請（專利權(quán)）人: 馬勒國際公司
• 主分類號: F24H1/00
• 分類號: F24H1/00
• 代理公司: 上海智信專利代理有限公司 31002
• 代理人: 鄧琪

本發(fā)明涉及一種熱交換器(10)，尤其是用于機動車的熱交換器，其具有至少一個用來生成熱流的熱電元件(28，28a，28b)，其中，熱電元件(28，28a，28b)設(shè)置在承載元件(30，52，65)上，多個沿著堆垛軸線(50)相疊設(shè)置的承載元件(30，52，65)構(gòu)成承載元件堆垛(12，80)，在該承載元件堆垛中設(shè)置有用于第一流體的第一流體通道(16)以及用于第二流體的第二流體通道(18)，該第二流體通道在流體方面設(shè)置得與第一流體通道(16)分隔開來。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種熱交換器，尤其是用于機動車的熱交換器，其尤其用來調(diào)節(jié)至少一個儲能元件的溫度。

背景技術(shù)

在應(yīng)用現(xiàn)代純電力驅(qū)動的機動車時，由于電池的貯能密度小，所以只能提供有限的能量。因此尤其在繼續(xù)推進機動車的電氣化時，尤其與機動車的加熱和冷卻任務(wù)有關(guān)的能源效率起重要作用。例如，如果在冬天需要能量來加熱機動車車廂，則這一點例如可能相應(yīng)地降低機動車的巡航距離。因此以下理念非常有意義，即由電池提供的電能不僅能100％地轉(zhuǎn)化成熱能，而且還通過在熱泵工藝中應(yīng)用熱泵達到比“1”更高的能效比(COP)，或者通過利用來自車輛或周圍環(huán)境的余熱來達到更高的COP。

在機動車的有效熱管理中，例如為了發(fā)動機或其它機組的冷卻目的或加熱目的，應(yīng)用了冷卻劑，該冷卻劑作為流體在機動車的冷卻系統(tǒng)中循環(huán)。已知熱電元件(例如帕爾貼元件)來實現(xiàn)電冷卻功能，其中在借助熱電元件來加熱的情況下也能夠泵出能效比大于“1”的熱量。

熱泵具有熱交換器，該熱交換器借助熱電元件(TE-元件)使來自第一流體流的廢熱和/或余熱提高到第二流體中的更高溫度水平，并且作為有用熱量提供。該有用熱量則可例如用作加熱體，并因此可用來加熱車輛車廂。

此外還有意義的是，例如在電動車或混合動力車中應(yīng)用現(xiàn)代高性能電池(其由一些單個電池單元構(gòu)成)，這些高性能電池的溫度在機動車運行時處于一定的溫度范圍內(nèi)，以確保電池和/或機動車的效率、功能和安全性。一方面當?shù)陀谶m當?shù)倪\行溫度時，電池單元的效率會非常明顯地下降，并且這些電池單元會產(chǎn)生很高的損耗功率。另一方面，如果在適當?shù)臏囟确秶线\行，電池內(nèi)部發(fā)生反應(yīng)，則會導致不可逆轉(zhuǎn)的損壞。此外，為了避免單個電池單元的不均勻的且隨之增強的老化，單個電池單元內(nèi)部以及整個電池結(jié)構(gòu)中的溫差不應(yīng)該超過特定的預(yù)先設(shè)定的極限值。由于此原因，必須以冷卻或加熱的形式來調(diào)節(jié)電池溫度。

還已知具有兩個流體側(cè)的熱交換器，從而能夠?qū)崿F(xiàn)兩個獨立的循環(huán)，來調(diào)節(jié)機動車的不同部件的溫度。這種熱交換器以分層構(gòu)造方式來設(shè)計，其中兩個流體側(cè)通過熱電元件彼此接觸。這種熱電元件例如通過DE 10 2009 058673 A1已知，其中，在給熱電元件通電流時，熱量從一個流體泵向另一流體，但這些流體不會接觸或混亂。一流體側(cè)在此是用來調(diào)節(jié)機動車的部件(例如電池或高壓電池)的溫度的流體循環(huán)的一部分。另一流體側(cè)是用來調(diào)節(jié)至少另一部件的溫度和/或用來在流體循環(huán)和周圍環(huán)境之間進行熱量轉(zhuǎn)換的流體循環(huán)的一部分。

此外，還已知以對流構(gòu)造方式應(yīng)用的熱交換器，其中冷卻劑流主要在封閉的金屬部件(例如平板，金屬片)中引導。然后，該熱量能夠通過導熱觸點(例如借助膠粘劑)從該板傳遞到熱電元件上。這些金屬部件事先由單個零件組接而成，并且通過釬焊工藝形成液密的連接。有利的是，這一點能夠在熱電元件與這些部件接觸之前完成。用來連接單個部件的釬焊工藝是成本密集的，并且在不適當?shù)貙嵤r可能導致部件系統(tǒng)的泄露。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是發(fā)明一種改善的熱交換器，它能夠根據(jù)需要對部件進行冷卻和加熱，和/或它能夠當作熱泵來用。

這一點通過具有以下特征的熱交換器得以實現(xiàn)：具有至少一個用來生成熱流的熱電元件，其中該至少一個熱電元件設(shè)置在承載元件上，其中多個沿著堆垛軸線相疊設(shè)置的承載元件構(gòu)成承載元件堆垛，在該承載元件堆垛中設(shè)置有用于第一流體的第一流體通道以及用于第二流體的第二流體通道，該第二流體通道在流體方面設(shè)置得與第一流體通道分隔開來。