[發明專利]具有平行流動特征以增強熱傳導的熱交換器

有效

• 申請號: 201910451232.1
• 申請日: 2019-05-28
• 公開（公告）號: CN110763049B
• 公開（公告）日: 2023-08-08
• 發明（設計）人: F·瓦基利莫加達姆;N·拉希姆;A·K·索;L·M·金德;M·巴德勒本;B·A·肯內
• 申請（專利權）人: 達納加拿大公司
• 主分類號: F28D9/00
• 分類號: F28D9/00;F28F3/04;F28F3/08
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 顧峻峰

一種用于電池熱管理的冷板式熱交換器，具有限定多個流體流動通路的第一板和第二板，其中入口端口和出口端口接近其第一端。每個流體流動通路具有與相應的入口端口和出口端口連通的第一端和第二端。每個流體流動通路的一個或多個部分緊鄰并且非常接近另一個流體流動通路或通道的一部分，使得熱能將通過流體流動通路或通道之間的第一板和第二板的傳導而傳遞，從而提供增強的傳熱。流體流動通路或通道能以小于流體流動通路或通道之一的寬度的距離分開，并且可以通過單個肋分開，該肋部分地限定每個流體流動通路或通道。

相關申請的交叉引用

本申請要求2018年7月26日提交的美國臨時專利申請第62/703,734號和2017年8月17日提交的美國臨時專利申請第62/719,266號的優先權和權益，它們的內容以參見的方式納入本文。

技術領域

本公開涉及電池電動車輛(BEV)或混合動力電動車輛(HEV)的能量存儲系統內的可再充電電池的熱管理，并且具體地涉及適于冷卻可再充電電池的熱交換器。

背景技術

諸如那些在BEV和HEV中使用的能量存儲系統包括可再充電鋰離子電池。用于BEV或HEV的典型可再充電電池包括多個電池模塊，這些電池模塊串聯和/或并聯電連接在一起以為電池提供期望的系統電壓和容量。每個電池模塊包括多個電池單體，這些電池單體串聯和/或并聯電連接在一起，其中電池單體可以是軟包(pouch)單體、棱柱形單體或圓柱形單體的形式。

BEV和HEV中的可再充電車輛電池產生需要耗散的大量熱量，因此需要冷卻這些類型的電池或電池系統以延長其使用壽命。

液冷式熱交換器可用于管理這些可再充電車輛電池的熱負荷。這些電池熱交換器通常包括“冷板”熱交換器或“ICE”(“單體間元件”)板式熱交換器。冷板式熱交換器是具有平坦的上表面的熱交換器，在其上布置有一個或多個電池單體，其中與每個冷板相關聯的電池單體的數量是可變的，并且取決于冷板的面積，可以包括一個或多個電池模塊。通常，布置在冷板上的電池單體將是棱柱形單體或圓柱形單體，其容納在剛性容器中。例如，棱柱形單體可以容納在盒狀容器中，這些盒狀容器布置成彼此面對面接觸。

相反，ICE板式熱交換器布置或“夾在”相鄰的軟包單體或棱柱形單體之間，各個ICE板式熱交換器通過共同的入口和出口歧管流體連接在一起。冷板式熱交換器和ICE板式熱交換器的示例描述于共同轉讓的美國專利第10,263,301號、題為“用于電池熱管理應用的反向流動式熱交換器”，其全部內容以參見的方式納入本文。

電池熱交換器表面上的溫度均勻性是這些類型的電池單體或整個電池系統的熱管理中的重要考慮因素，因為橫跨熱交換器表面的溫度均勻性涉及確保在各個電池單體內以及在車輛電池的相鄰電池單體之間存在最小溫度差異。確保足夠的溫度均勻性是熱交換器設計的具有挑戰性的方面，因為傳熱流體的溫度在出口處比在入口處高。

需要一種電池熱交換器，其在橫跨與電池單體接觸的表面上實現改善的溫度均勻性。

發明內容

根據本公開的一方面，提供了一種熱交換器，包括：(a)具有內表面和外表面的第一板；(b)具有內表面和外表面的第二板，其中第一板和第二板利用它們處于相對的面向彼此的關系的內表面連結在一起，并且內表面的部分彼此間隔開；(c)多個流體流動通路，這些流體流動通路適于傳熱流體的流動，并位于第一板和第二板的內表面的間隔開的部分之間；(d)用于將傳熱流體供應到多個流體流動通路的入口端口；以及(e)

用于將傳熱流體從多個流體流動通路排出的出口端口；其中入口端口和出口端口位于熱交換器的第一端附近，并且多個流體流動通路沿著熱交換器的縱向軸線布置。