热交换器的制造方法与流程

1.本发明涉及热交换器的制造方法，并且涉及钎焊工具，该钎焊工具优选地被设计成用于执行该方法。本发明还涉及热交换器，通过执行这种方法来制造该热交换器，并且还涉及具有这样的热交换器的机动车辆。


背景技术：

2.已知的是，制造包括相互接合的部件的热交换器，这些部件在热交换器的制造过程中彼此钎焊。在此通常使用真空钎焊炉或可控气氛钎焊(cab)炉。
3.然而，在这种情况下通常将热交换器完全加热，也就是说加热热交换器的所有部件，从而当热交换器的部件的固相线温度低于炉的接合温度时，则热交换器的部件的部分能够被熔化，炉的接合温度也即是通常用于接合的焊料的熔化温度。
4.此外，由于所有部件被完全加热，这种方法需要高的能量消耗和长的制造时间。
5.因此，本发明的目的是提供一种用于热交换器的改进的、至少替换的制造方法。特别地，这种方法旨在制造具有高机械强度的热交换器，使得当所制造的热交换器用在机动车辆中并且暴露在高压和高温时，它们的使用寿命也将延长。另外，这种方法旨在实现特别低的能量消耗和特别短的制造时间。
6.本发明的目的通过独立权利要求的主题来实现。有利的实施例形成从属权利要求的主题。


技术实现要素：

7.本发明的基本思想是，热交换器的待彼此接合的两个部件例如热交换器板仅在接合区的区域中局部地被加热，也就是说，避免热交换器板在接合区外加热。以这种方式确保了通过充分熔化在钎焊期间使用的焊料来将部件最优地接合在一起以形成热交换器。同时，避免了部件的不希望的减少或甚至避免了部分熔化。此外，这种制造方法的特征在于低能量消耗和特别短的制造时间。
8.根据本发明的方法用于制造具有至少两个热交换器板的热交换器。根据该方法，提供热交换器的待彼此接合的两个热交换器板，并且用焊料润湿两个热交换器板的至少一个公共局部接合区。然后，通过借助于至少一个接合区的局部加热来钎焊两个热交换器板，从而形成热交换器。
9.根据一个优选的实施例，在钎焊期间或在钎焊之后，两个热交换器板在至少一个接合区的区域中被压制在一起。已经可以证明，在以这种方式制造的热交换器中能够实现改善的机械强度。
10.根据一个有利的实施例，借助于被构造为电感应装置的至少一个加热元件对至少一个接合区进行局部加热。这样，至少一个接合区被特别有效且局部地加热，也就是说，避免了在接合区之外对热交换器板进行加热。因此，当将热交换器板进行接合以形成热交换器时，大大减少或甚至完全避免了热交换器板的部分熔化。此外，制造方法的能量消耗和热
交换器的制造时间将显著减少。
11.根据另一有利的实施例，借助于被构造为电加热棒的至少一个加热元件对至少一个接合区进行局部加热。以此方式，热交换器的制造方法的能量消耗和制造时间也减少到不显著的程度。另外，接合区被特别有效地且仅局部地加热，从而特别地减少了或甚至完全避免了当将热交换器板进行接合以形成热交换器时发生的热交换器板的部分熔化。
12.同样有利的是，借助于被构造为辐射装置、尤其是被构造为红外辐射装置的至少一个加热元件对至少一个接合区进行局部加热。以此方式，至少一个接合区也被特别有效地加热，并且特别是以局部受限的方式被加热，从而避免了在接合区之外对热交换器板进行加热。以此方式，大大减少或甚至完全避免了当将热交换器板进行接合以形成热交换器时热交换器板的部分熔化，并且显著地减少了热交换器的制造方法的能量消耗和制造时间。
13.根据另一有利的实施例，借助于被构造为热空气装置的至少一个加热元件对至少一个接合区进行局部加热。
14.特别优选借助于钎焊工具的至少一个压制元件将两个热交换器板在至少一个接合区的区域中压制在一起，该钎焊工具被设计用于局部加热至少一个接合区。该实施例被证明是特别简单的并且因此能够以节省时间的方式来实施，并且通过在钎焊期间使用的焊料的充分熔化来确保特别有效且快速地将热交换器板接合在一起以形成热交换器。
15.根据另一优选的实施例，通过借助于冷却装置、尤其是冷却空气装置冷却至少一个接合区来固化焊料。借助于该实施例，实现了具有特别低的能量消耗和特别短的制造时间用于制造热交换器的制造方法。
16.本发明还涉及一种借助于根据本发明的方法来制造的热交换器。因此，上述的根据本发明的方法的优点适用于根据本发明的热交换器。
17.此外，本发明涉及一种具有电池模块并且具有如上所述的热交换器的机动车辆，该电池模块具有至少一个电池单元，该热交换器与该电池模块进行热相互作用以冷却该电池模块。因此，上述的根据本发明的方法和根据本发明的热交换器的优点适用于根据本发明的机动车辆。
18.本发明还涉及一种钎焊工具，其用于制造包括两个热交换器板的热交换器，该热交换器特别是用于冷却具有至少一个电池单元的电池模块。钎焊工具优选地被设计为执行如上所述的根据本发明的方法，因此，在这种情况下，根据本发明的方法的优点适用于根据本发明的钎焊工具。该钎焊工具包括：至少一个加热部分，用于局部加热待彼此接合的两个热交换器板的至少一个公共接合区；以及板接收部，能够以在加热部分的区域中分别布置接合区的方式将两个热交换器板布置在该板接收部中。这使得能够对至少一个接合区进行特别有效且局部地加热，并且避免了在接合区之外对热交换器板进行加热，结果是尤其大大减少了或甚至完全避免了当对热交换器板进行接合以形成热交换器时热交换器板的部分熔化。另外，显著减少了制造热交换器时的能量消耗和制造时间。
19.根据一个优选的实施例，钎焊工具包括至少一个、优选两个界定板接收部的压制元件，用于在至少一个接合区的区域中将两个热交换器板压制在一起。该实施例证明在制造热交换器时是特别有效和省时的，并且通过充分熔化在钎焊期间使用的焊料并且同时减少或甚至避免部件的部分熔化，确保了热交换器板特别有效地接合在一起以形成热交换
器。
20.根据一个有利的实施例，钎焊工具包括至少一个加热元件，该至少一个加热元件优选地布置在至少一个加热部分中并且被构造为电感应装置，用于局部地加热至少一个接合区。以这种方式，至少一个接合区被特别有效地加热，并且特别是以局部受限的方式加热，同时避免了在接合区之外对热交换器板进行加热。因此，尤其大大减少了或甚至完全避免了当将热交换器板进行接合以形成热交换器时热交换器板的部分熔化，并且显著地减少了制造热交换器时的能量消耗和制造时间。
21.根据另一有利的实施例，钎焊工具包括至少一个加热元件，该至少一个加热元件优选地布置在至少一个加热部分中并且被构造为电加热棒，用于局部地加热至少一个接合区。以这种方式，也显著地减少了制造热交换器时的能量消耗和制造时间，并且至少一个接合区被特别有效地加热，并且特别是以局部受限的方式加热，同时避免了在接合区之外对热交换器板进行加热，结果是尤其大大减少了或甚至完全避免了当将热交换器板进行接合以形成热交换器时热交换器板的部分熔化。
22.同样有利的是，钎焊工具包括至少一个加热元件，该至少一个加热元件优选地布置在至少一个加热部分中并且被构造为辐射装置、特别是红外辐射装置，用于局部地加热至少一个接合区。以这种方式，至少一个接合区也被特别有效地加热，并且特别是以局部受限的方式加热，同时避免了在接合区之外对热交换器板进行加热。因此，尤其大大减少了或甚至完全避免了当将热交换器板进行接合以形成热交换时热交换器板的部分熔化，并且显著地减少了制造热交换器时的能量消耗和制造时间。
23.根据另一有利的实施例，钎焊工具包括至少一个加热元件，该至少一个加热元件优选地布置在至少一个加热部分中并且被构造为热空气装置，用于局部地加热至少一个接合区。借助于该实施例，至少一个接合区同样被特别有效地加热，并且特别是以局部受限的方式加热，同时避免了在接合区之外对热交换器板进行加热。因此，尤其大大减少了或甚至完全避免了当将热交换器板进行接合以形成热交换器时热交换器板的部分熔化，并且显著地减少了制造热交换器时的能量消耗和制造时间。
24.根据一种有利的实施例，钎焊工具包括至少一个冷却装置，特别是冷却空气装置，其优选地布置在至少一个加热部分中，用于通过冷却来使润湿至少一个接合区的焊料固化。借助于该实施例，实现了具有特别低的能量消耗和特别短的制造时间的热交换器的制造过程，并且制造了具有特别高的机械强度的热交换器。
25.特别有利的是，钎焊工具包括至少一个温度测量装置，该至少一个温度测量装置布置在至少一个加热部分中，用于测量至少一个接合区的温度。这使得能够在至少一个接合区的局部加热期间控制接合温度，从而使得尽可能不超过或仅在较小程度上超出热交换器的待彼此接合的热交换器板的固相线温度。因此，特别有效地减少了或甚至避免了热交换器的热交换器板的部分熔化，并且将制造热交换器时的能量消耗保持得特别低。
26.本发明的其他重要的特征和优点将从从属权利要求、附图以及基于附图的相关联的描述中得出。
27.应当理解，在不脱离本发明的范围的情况下，上述特征和下面所要阐述的特征不仅能够以各自指定的组合使用，还能够以其他组合或单独使用。
附图说明
28.在附图中示出了本发明的优选的实施例，并且在下面的描述中更详细地阐述。
29.在附图中：
30.图1以透视图示意性地示出了根据本发明的其中布置有根据本发明的热交换器的钎焊工具，
31.图2示例性地示出了图1的钎焊工具的详细视图d。
具体实施方式
32.图1和图2示出了根据本发明的用于制造根据本发明的热交换器2的钎焊工具1的示例，该热交换器能够依次用于冷却具有多个电池单元的电池模块(图1和图2中未示出)。在此，图2是图1中用“d”表示的局部部分的详细视图。
33.在示例情况下，待制造的热交换器2包括两个热交换器板2a、2b。钎焊工具1被设计为执行根据本发明的方法。
34.为了该目的，钎焊工具1具有板接收部5，在该板接收部中能够布置待彼此接合的两个热交换器板2a、2b。此外，钎焊工具1例如包括三个加热部分41、42、43，用于分别局部地加热两个热交换器板2a、2b的公共局部接合区31、32、33。在此，接合区31布置在加热部分41的区域中，接合区32布置在加热部分42的区域中，并且接合区33布置在加热部分43的区域中。在此，接合区31、32、33由两个热交换器板2a、2b的局部彼此抵靠的区域限定。
35.此外，钎焊工具1包括用于在接合区31、32、33的区域中将两个热交换器板2a、2b压制在一起的两个压制元件6a、6b，其中，两个压制元件6a、6b垂直于压制方向p并且沿着两个热交换器板2a、2b的延伸方向e界定板接收部5。在此，延伸方向e垂直于压制方向p延伸。在图1和图2的示例中，三个加热部分41、42、43分别在第一压制元件6a和第二压制元件6b之上延伸并且垂直于压制方向p且沿着延伸方向e或沿着板接收部5彼此间隔一定距离布置。
36.此外，钎焊工具1例如包括被构造为电加热棒的六个加热元件7，其成对地布置在三个加热部分41、42、43中之一，并且分别用于局部地加热布置在相关联的加热部分41、42、43中的相应的接合区31、32、33。在此，在每种情况下，布置在各个加热部分41、42、43中的两个电加热元件7中的一个电加热元件布置在钎焊工具1的压制元件6a中，而两个加热元件7中的另一个加热元件布置在钎焊工具1的压制元件6b中的相应的加热部分41、42、43中。在此，电加热元件7成对地沿压制方向p彼此相对地位于加热部分41、42、43中。此外，电加热元件7沿延伸方向e彼此间隔开地布置。还能够想到，可选地或者附加地，钎焊工具1包括用于局部加热接合区31、32、33的至少一个加热元件7，该至少一个加热元件被构造为电感应装置、红外辐射装置或热空气装置(在每种情况下均未在图1和图2中示出)。该加热元件7能够以与如上所述的电加热棒类似的方式布置。
37.在图1和图2的示例中，钎焊工具1还具有其中能够流过冷却空气的两个冷却装置8，并且所述冷却装置被构造成热交换器，用于通过冷却相应的接合区31、32、33来使润湿接合区31、32、33的焊料固化。为此，热量从相应的接合区31、32、33传递到流过冷却装置8的冷却空气。在此，冷却装置8分别包括用于将冷却空气导入和导出的冷却空气入口8a和冷却空气出口8b。在此，两个冷却装置8中的一个布置在钎焊工具1的压制元件6a中。两个冷却装置8中的另一个布置在钎焊工具1的压制元件6b中。还能够想到，为了改善接合区31、32、33的冷
却，在加热部分41、42、43中分别布置冷却装置8。
38.此外，在图1和图2的示例中，钎焊工具1具有六个温度测量装置，用于测量相应的接合区31、32、33中的温度。在此，在每个加热部分41、42、43中布置两个温度测量装置9，其中，两个温度测量装置9中的一个布置在压制元件6a中，而两个温度测量装置9中的另一个布置在压制元件6b中。此外，钎焊工具1包括用于将压制元件6a、6b压制在一起的压杆10。在此，压杆10布置在压制元件6a上，并且被设计成使得其将压制装置(在图1和图2中未示出)的力传递到压制元件6a上，从而沿压制方向p朝压制元件6b的方向压制该压制元件。
39.借助于根据本发明的方法已制造布置在钎焊工具1的板接收部5中的热交换器2。下面将以示例方式说明此方法：
40.在根据本发明的用于制造由两个热交换器板2a、2b组成的热交换器2的方法中，首先提供热交换器2的待彼此接合的两个热交换器板2a、2b，其中，两个热交换器板2a、2b的公共接合区31、32、33被焊料润湿。在此也能够设想，仅两个接合部件之一，即两个热交换器板2a、2b之一被焊料润湿。可替代地，能够设想两个接合部件，即两个热交换器板2a、2b都被焊料润湿。
41.接下来，以如下方式将两个热交换器板2a、2b布置在钎焊工具1的板接收部5中，即，使得接合区31、32、33分别布置在加热部分41、42、43之一中。在图1和图2的示例中，界定板接收部5的压制元件6a在每个加热部分41、42、43中具有相应的突出部，该突出部接合在板2a中的多个凹部之一中并且用于在接合区31、32、33的相应区域中将两个热交换器板2a、2b压制在一起。
42.接下来，通过借助于压杆10传递的压力借助于压制元件6a、6b将两个热交换器板2a、2b在接合区31、32、33的区域中压制在一起。
43.在该示例的一个变型中，能够想到的是，仅在将两个热交换器板2a、2b布置在板接收部5中之后才用焊料润湿它们。
44.在将两个热交换器板2a、2b压制在一起期间，通过布置在相关联的加热部分41、42、43中的电加热元件7局部地加热接合区31、32、33，使得润湿这些接合区31、32、33的焊料熔化，并且两个热交换器板2a、2b被钎焊以形成热交换器2。
45.在加热接合区31、32、33期间，在此能够通过温度测量装置9测量相关联的接合区31、32、33的实际温度。因此，借助于钎焊工具1的开环控制/闭环调节装置(图1和图2中未示出)，能够在每种情况下控制/调节接合区31、32、33加热到所期望的目标接合温度。优选将接合区31、32、33分别加热到接合温度，该接合温度低于两个热交换器板2a、2b的固相线温度。
46.接下来，借助于冷却装置8冷却接合区31、32、33，并且因此润湿这些接合区31、32、33的焊料被固化。以这种方式，两个热交换器板2a、2b能够以加速的方式接合在一起，并且所制造的热交换器2能够比不进行冷却的情况更快地从钎焊工具1移除。
47.以上述方式制造的热交换器2具有用于引导冷却流体的两个冷却通道2c，这些冷却通道垂直于延伸方向e延伸。在此，冷却通道2c由两个热交换器板2a、2b与接合区31、32、33之间的间隙形成。以此方式制造的热交换器2尤其用于通过与机动车辆(在图1和图2中未示出)的具有多个电池单元的电池模块进行热相互作用来冷却该电池模块。在此，两个热交换器板2a、2b之一能够用作待冷却的电池模块的支承表面。