[發明專利]用于致冷劑回路中的致冷劑流的分支裝置

在審

• 申請號: 201580034621.4
• 申請日: 2015-06-23
• 公開（公告）號: CN106662380A
• 公開（公告）日: 2017-05-10
• 發明（設計）人: R.豪斯曼
• 申請（專利權）人: 法雷奧空調系統有限責任公司
• 主分類號: F25B39/02
• 分類號: F25B39/02;F25B41/06
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所11105
• 代理人: 葛青

技術領域

本發明涉及用于致冷劑回路的致冷劑流的分支裝置，所述致冷劑回路特別地是電池冷卻器回路。

背景技術

在電動車輛或混合動力車輛中，電池模塊在運行期間產生熱量，該熱量通常通過冷卻回路耗散。這里，為了冷卻電池模塊，有利的是使用已經設置在車輛中的車輛空調系統的冷卻子回路。

由于大多數電池單元被組合以形成彼此熱脫離的單獨的電池模塊，從而在各個電池模塊之間沒有熱交換，所以電池冷卻器回路通常被分成多個冷卻支路，所述多個冷卻支路各自被分配給一個或更多的電池模塊。在這種情況下，意圖于使得冷卻支路由致冷劑平行地流過。

已知為電池冷卻器回路分配專用的膨脹裝置，該膨脹裝置設置在氣體冷卻器的出口與進入分支裝置的進口之間，該分支裝置將致冷劑分流到各個冷卻支路中。這里，作為膨脹裝置，使用已知的恒溫膨脹閥(TXV)，該恒溫膨脹閥(TXV)根據電池冷卻器回路中的狀態來控制致冷劑通流。在本示例中，恒溫膨脹閥中的壓降占總壓差的近似60％至95％，而分支裝置中的壓降僅為3％至10％。其原因是，在存在高環境溫度的情況下，車輛空調系統的高壓支路和低壓支路之間的壓差與存在低溫的情況相比明顯更大。然而，恒溫膨脹閥必須向蒸發器提供足夠量的致冷劑，即足夠的致冷劑流量，即使在存在最小工作溫度并因此存在最小壓差的情況下；而這只有在分支裝置中的壓降較小時才是可能的。因此，已知的分支裝置被構造用于小的壓降。

為了確保單個電池單元的最長可能的使用壽命，必須確保在單個電池單元之間僅存在不大于5K的非常小的溫度差。然而，分支裝置上的小的壓降使得難以實現致冷劑到各種冷卻支路的均勻分配，這在存在相對高的溫度的情況下總是存在于分支點上游的液-氣混合物中。由于分支裝置中的相混合物，已知的分支裝置還必須以精確地豎向的方向安裝，以便即使在存在小通流的情況下，也能夠實現兩相混合物到各種出口管線的盡可能均勻分配。

此外，在對電池模塊冷卻的情況下，即使在存在例如低至-10℃或更低的低環境溫度的情況下，冷卻布置也必須起作用，這與客艙的冷卻布置是相反的，客艙的冷卻布置在這樣的溫度下通常是停用的。

然而，在存在這種低溫的情況下，在分支裝置上游的液體致冷劑的部分基本上為100％，已知的分支裝置并未被構造用于該部分。

發明內容

本發明的目的是在夏季和冬季兩者的環境溫度的整個范圍上，確保電池冷卻器回路中的均勻冷卻性能，其中同時降低系統的成本和結構尺寸。

所述目的通過用于致冷劑回路的、特別是電池冷卻器回路的致冷劑流的分支裝置實現，所述分支裝置具有進口并且具有通向兩個冷卻支路的至少兩條出口管線，其中至少一個節流級被整合到所述分支裝置中。由于致冷劑分配和減壓的功能組合在一個部件中，因此減小了結構尺寸和制造成本。相對于已知的布置，可以明顯減小膨脹裝置(即減壓器)與各個冷卻支路中的分支裝置之間的距離，這導致特別是致冷劑的液體部分到各個冷卻支路的更均勻分配。因此，也確保了液體致冷劑到電池冷卻器回路的各個冷卻支路的均勻且足夠的供應。

在優選實施例中，節流級布置在到各個出口管線的分支點的上游，其中，節流級特別地直接位于分支點的上游。由于節流點與致冷劑流到各個出口管線的分流處的空間接近，致冷劑流中的液相和氣相在節流點的下游保持完全混合，因此確保致冷劑(包括致冷劑的液體部分)到各個出口管線的均勻分配。由于冷卻性能主要與致冷劑的液相的蒸發有關，因此可以在兩個冷卻支路中獲得高度均勻的冷卻性能。

通過在分支點的上游使用節流級，已經證明有利的是，直接在節流級的下游使用過濾器，以便保持液相及氣相和致冷劑良好混合，并在分流到各個出口管線期間實現兩相的最佳可能的均勻化。在另一優選實施例中，節流級布置在到兩個出口管線的分支點的下游。因此，分支裝置的進口壓強可繼續近似對應于致冷劑回路中的高壓側的壓強，并且致冷劑的熱力學狀態至少在存在高環境溫度的情況下保持為超臨界。在分支點本身處，致冷劑以單相狀態存在，并且因此能夠易于均勻分配到各個出口管線，而沒有遇到關于兩相混合物的分配的已知問題。

節流級優選具有每個出口管線的節流點，即流動橫截面的收縮部，所述節流點特別地具有相同的形式，使相同條件在所有出口管線中且在從所述出口管線供給的所有冷卻支路中占優。

節流級的節流點可以由校準的孔道形成。校準的孔道優選直接形成在分支裝置的主體中，并且形成在分支點上游的主管線的或在分支點下游的出口管線中的各個的整體組成部分。校準的孔道的長度和內徑可以非常精確地限定并且可再現地制造，使得可以精確地設定節流點兩側的壓降。此外，不需要使用額外的部件。