一种换热组件的制作方法

1.本技术涉及一种换热技术领域，尤其涉及一种换热组件。


背景技术：

2.在换热技术领域，换热装置通常设有换热流体通道，换热流体流经换热流体通道时与相邻换热流体通道内的其他流体换热，或者与换热流体通道外侧的待热交换的部件换热，或者与换热流体通道外侧的空气进行换热。
3.随着换热需求的越来越高，换热组件的应用环境也越来越复杂，当设置多个换热装置时，通常将多个换热装置串联或者并联，串联的多个换热装置，压降过大，影响换热流体的换热性能，并联设置的换热装置虽然压降小，但是各换热装置之间的换热流体容易分配不均，因此，在换热装置数量过多时，换热组件内的各换热装置间的换热流体的分配较为复杂，而且换热流体流经各换热装置时系统压降不易控制，难以实现不同换热装置的不同换热需求。


技术实现要素：

4.本技术的目的在于提供一种换热组件，以实现换热装置过多时换热装置的不同换热需求。
5.为实现上述目的，本技术采用如下技术方案：
6.一种换热组件，包括膨胀阀、多个换热装置和多个电池单元，所述换热组件至少包括第一换热单元和第二换热单元，所述第一换热单元包括第一膨胀阀和至少一个第一换热装置，所述第二换热单元包括第二膨胀阀和至少两个第二换热装置，所述第一换热装置的数量与所述第二换热装置的数量不等，至少一个所述第一换热装置或第二换热装置的一侧与所述电池单元换热，至少一个所述第一换热装置或第二换热装置的两侧与所述电池单元换热；
7.所述第一膨胀阀具有第一膨胀阀进口和第一膨胀阀出口，所述第二膨胀阀具有第二膨胀阀进口和第二膨胀阀出口，所述第一换热装置具有第一通道进口和第一通道出口，所述第二换热装置具有第二通道进口和第二通道出口，至少一个所述第一通道进口与所述第一膨胀阀出口连通，至少一个所述第二通道进口与所述第二膨胀阀出口连通。
8.本技术将换热组件分成至少两个换热单元，第一换热单元的换热装置的数量与第二换热单元的换热装置的数量不等，而且多个换热装置中至少有一个换热装置的换热需求不同，通过在每个换热单元中均设置膨胀阀，将两个换热单元进行分别控制，简化了每个换热单元的连接结构，便于控制每个换热单元内各换热装置的换热流体的分配以及换热组件的压降，以满足换热装置过多且换热需求较为复杂的应用环境。
附图说明
9.图1为本技术换热组件的两个换热单元的第一种连接示意图；
10.图2为本技术换热组件的两个换热单元的第二种连接示意图；
11.图3为本技术换热组件的两个换热单元的第三种连接示意图；
12.图4为本技术换热组件的两个换热单元的第四种连接示意图；
13.图5为本技术换热组件的两个换热单元的第五种连接示意图；
14.图6为本技术换热组件的两个换热单元的第六种连接示意图；
15.图7为本技术换热组件应用于电池冷却的一种结构示意图；
16.图8为本技术换热组件应用于电池冷却的又一种结构示意图。
具体实施方式
17.参见图1-图6，为本技术提供一种换热组件，应用在电池冷却系统中，特别是汽车的电池冷却系统中，至少包括第一换热单元和第二换热单元以及与第一换热单元和第二换热单元换热的电池组件从而降低电池组件的温度，电池组件包括多个电池单元，换热组件包括流体进口1、流体出口2，第一换热单元和第二换热单元分别与流体进口1和流体出口2连通，即换热流体从流体进口1分两路分别流入第一换热单元和第二换热单元，流经第一换热单元和第二换热单元后分别流向流体出口2，其中，第一换热单元包括第一膨胀阀3和至少两个第一换热装置5，第一膨胀阀3具有第一膨胀阀进口和第一膨胀阀出口，第一换热装置5具有第一通道进口和第一通道出口，至少一个第一通道进口与第一膨胀阀出口连通，第二换热单元包括第二膨胀阀4和至少一个第二换热装置6，第一换热装置5的数量与第二换热装置6的数量不等，至少一个第一换热装置5或第二换热装置6的一侧与电池单元7换热，至少一个第一换热装置5或第二换热装置6的两侧与电池单元7换热，第二膨胀阀4具有第二膨胀阀进口和第二膨胀阀出口，第二换热装置6具有第二通道进口和第二通道出口，至少一个第二通道进口与第二膨胀阀出口连通。
18.本技术将换热组件分成至少两个换热单元，第一换热单元的换热装置的数量与第二换热单元的换热装置的数量不等，而且多个换热装置中至少有一个换热装置的换热需求不同，通过在每个换热单元中均设置膨胀阀，将两个换热单元进行分别控制，简化了每个换热单元的连接结构，便于控制每个换热单元内各换热装置的换热流体的分配以及换热组件的压降，以满足换热装置过多且换热需求较为复杂的应用环境。
19.如图1-图5所示，第一换热单元包括第一子换热装置51和第二子换热装置52，第一子换热装置51的一个侧面与换热单元7换热，第二子换热装置52的两个侧面均与换热单元7换热，即第一子换热装置51的换热需求小于第二子换热装置52的换热需求，第一子换热装置51具有第一子通道进口和第一子通道出口，至少一个第一子通道进口与第一膨胀阀进口连通，当某一换热单元中设有不同换热需求的换热装置时，例如在第一换热单元中设有仅一侧面与电池单元换热的第一子换热装置51和两个侧面均与电池单元换热的第二子换热装置52时，通过将换热需求小的第一子换热装置51的第一通道进口与第一膨胀阀出口连通，将从第一膨胀阀3出来的气液两相态换热流体流入第一子换热装置51进行换热，此时换热流体绝大部分(质量)为液态，流过第一子换热装置51内的换热通道的压降较小，在实现第一子换热装置51的低换热需求下，第一子换热装置51后的换热流体压降较小，确保了电池单元表面均温性的技术要求，并为下游其他高换热需求的换热装置的流体分配和换热，提供了较好的技术基础。
20.如图1所示，换热组件包括两个换热单元，第一换热单元包括一个第一膨胀阀3和三个第一换热装置，其中，第一换热装置具体包括一个第一子换热装置51和两个第二子换热装置52，第一子换热装置51的一个侧面与电池单元换热，第二子换热装置52的两个侧面均与电池单元换热，即第一子换热装置51的换热需求小于第二子换热装置52的换热需求，第一膨胀阀进口连通流体进口1，第一膨胀阀出口连通第一子换热装置51的第一子通道进口，两个第二子换热装置52并联设置，两个第二子换热装置52的第二子通道进口均与第一子换热装置51的第一子通道出口连通，第二换热单元包括一个第二膨胀阀4和两个第二换热装置6，两个第二换热装6置串联设置，第二膨胀阀4进口与流体进口1连通，一个第二换热装置6的第二通道进口与第二膨胀阀出口连通，第二通道出口与另一个第二换热装置6的第二通道进口连通。
21.需要说明的是，本技术中的串联设置指的是换热流体先后流经两个以上换热装置，可以是依次流经，也可以在两者之间流经其他部件，并联设置指的是换热流体分成不同的支路分别流经对应的换热装置，每个支路中除了对应的换热装置外，还可以设置其他的部件。
22.本实施例将换热需求不同的换热装置设置在其中一个换热单元中，从而简化其他支路的分配，保证其他支路的换热性能和均匀性，例如第二换热单元的两个第二换热装置6串联设置，通过将换热流体的换热系数较高的阶段分布在位于上游的第二换热装置6的出口侧以及位于下游的第二换热装置6的进口侧，从而保证两个第二换热装置6具有相近的换热量，且控制与第二换热装置6换热的电池单元的表面的均温性，另外，重点解决具有不同换热需求的第一支路的换热流体的分配，在第一支路中，将换热需求小的第一子换热装置51的第一通道进口与第一膨胀阀出口连通，将从第一膨胀阀3出来的气液两相流体流入第一子换热装置51进行换热，此时参与流体的两相流中大部分(质量)为液态，低干度下两相流发生换热过程中，流动压降较低，同时由于第一子换热装置51的换热需求小，即第一子换热装置51与电池单元之间的换热量要求小，两相流换热流体在流过第一子换热装置51之后，虽然换热流体的干度增加，但是流体总干度并不大，平均流态上，液相比重较大，因此换热流体流经第一子换热装置51后的换热流体压降较小，没有在第一换热装置上形成较大的温度差，第一子换热装置51内的流体温度以及壁面温度较为均匀，能够有效的确保与其换热的电池单元的均温效果。
23.另外，通过第一子换热装置51换热后的换热流体的干度增加，即第一子换热装置51的第一通道出口处的气液两相换热流体，相对于第一子换热装置51的第一通道进口处的换热流体，其气相比重增加，流体之间的掺混效果增强，从流态上更为接近均质均相的流动状态，确保第一子换热装置51下游的换热流体在两个第二子换热装置52内的分配均匀性。
24.一方面，利用了低换热量的第一子换热装置51作为上游，在没有较大流道压降的情况下，完成第一子换热装置51在系统中的低换热任务，既保证了电池单元的表面温度均匀性，又节省了系统管路；另一方面，第一子换热装置51与电池单元换热后，在经过一定热量补给后，气液两相流状态发展到了更为稳定的均质均相流态，对于确保第一子换热装置51下游的流体分配问题，是非常重要的技术基础，此时将两个第二子换热装置52并联设置，提升换热流体在两个第二子换热装置52之间的分配均匀性，实现两个第二换热装置6的高换热需求以及每个第二子换热装置52内的换热流体的分配均匀性，并且，并联设置降低了
换热组件的压降，提升换热效率，从而很好的平衡了系统中制冷剂分配难度以及电池单元表面均温性的技术需求，而且实现了多个换热装置的不同换热功率的要求。
25.在一些具体实施例中，两个第二换热装置6也可以并联设置，如图2所示，第一换热单元包括一个第二膨胀阀4和两个第二换热装置6，两个第二换热装置6的第二通道进口均与第二膨胀阀出口连通，第二膨胀阀进口与流体进口1连通，两个第二换热装置6的第二通道出口均与流体出口2连通。由于第二换热单元内的换热装置的换热需求相近，且仅设置两个第二换热装置6，容易控制两第二换热装置6的分配均匀性，提高与第二换热装置6换热的电池单元的表面温度的均匀性，且采用并联设置减小了第二换热单元的压降。
26.如图3所示，本实施例与图2实施例的区别在于第一换热单元内的第一子换热装置51与第二子换热装置52的连通方式不同，如图3所示，第一换热之路包括一个第一膨胀阀3，一个第一子换热装置51和两个第二子换热装置52，第一子换热装置51的一个侧面与电池单元换热，第二子换热装置52的两个侧面均与电池单元换热，即第一子换热装置51的换热需求小于第二子换热装置52的换热需求，流体进口1连通第一膨胀阀进口，第一膨胀阀出口连通第一子换热装置51的第一通道进口，两个第二换子热装置52串联设置，其中一个第二子换热装置52的第二通道进口与第一子换热装置51的第一通道出口连通，第二通道出口与另一个第二子换热装置52的第二通道进口连通，将流经第一膨胀阀3后的低干度气液两相流体流入第一子换热装置51进行换热，换热流动压降较低，同时由于第一子换热装置51的换热需求小，通过第一子换热装置51换热后的换热流体的干度略有增加，其气相比重增加，流体之间的掺混效果增强，从流态上更为接近均质均相的流动状态，提升换热流体在第一子换热装置51下游的第二子换热装置52中的分配均匀性，从而提升与第二子换热装置52换热的电池单元的均温性，而且两个第二子换热装置52串联设置，保证换热流体依次流经两个第二子换热装置52，换热流体无需在两个第二子换热装置52中进行分配，减小了换热流体的分配难度，而且实现了多个换热装置的不同换热功率的要求。
27.在一些实施例中，可以设置多个第一子换热装置5，本实施例与图1所示实施例的区别在于，第一换热单元的下游增设了一个第一子换热装置51，如图4所示，换热组件包括第一换热单元和第二换热单元，第一换热单元包括一个第一膨胀阀3，两个第一子换热装置51和两个第二子换热装置52，第一子换热装置51的一个侧面与电池单元换热，第二子换热装置52的两个侧面均与电池单元换热，即第一子换热装置51的换热需求小于第二子换热装置52的换热需求，流体进口1连通第一膨胀阀进口，第一膨胀阀出口连通其中一个第一子换热装置51的第一通道进口，两个第二子换热装置52并联设置，第一子换热装置51的第一通道出口连通两个第二子换热装置52的第二通道进口，且两个第二子换热装置52的第二通道出口连通另一个第一子换热装置51的第一通道进口，另一个第一子换热装置51的第一通道出口与流体出口2连通，本实施例在并联设置的两个第二子换热装置52的下游还设有另一个第一子换热装置51，从而将流经第二子换热装置52后的换热系数降低的换热流体进一步与另一个低功率要求的第一子换热装置51进行换热，从而提升整个换热组件的换热量，进一步降低电池组件的温度。
28.在一些具体实施例中，第一子换热装置51和第二子换热装置52可以并联设置，如图5所示，换热组件包括第一换热单元和第二换热单元，第二换热单元设串联设置的两个第二换热装置6，第一换热单元包括一个第一膨胀阀3，一个第一子换热装置51和两个第二子
换热装置52，第一子换热装置51的一个侧面与电池单元换热，第二子换热装置52的两个侧面均与电池单元换热，即第一子换热装置51的换热需求小于第二子换热装置52的换热需求，第一膨胀阀进口连通流体进口1，两个第二子换热装置52并联设置，每个第二子换热装置52的第二通道进口以及第一子换热装置51的第一通道进口均与第一膨胀阀出口连通，将流经第一膨胀阀的低干度换热流体至少部分通向第一子换热装置51，以实现第一子换热装置51的低换热需求，而且使与第一换热装置5换热的电池单元的表面的均稳性好，并且通过设置节流器或者控制通向第一换热装置5及第二换热装置6的管路的管径控制换热流体在不同换热装置中的流量，从而在实现第二子换热装置52的高换热需求的同时保证各第二换热装置6换热流体的分配均匀性，提升与第二换热装置换热的电池单元的表面温度的均匀性。
29.在一些实施例中，如图6所示，换热组件包括第一换热单元和第二换热单元，第一换热单元设置一个第一膨胀阀3和一个第一换热装置5，第一换热装置5的一个侧面与电池单元8换热，流体进口1连通第一膨胀阀进口，第一换热装置5的第一通道进口连通第一膨胀阀出口，第一换热装置的第一通道出口连通流体出口2，第二换热单元设置一个第二膨胀阀4和四个第二换热装置6，第二换热装置6的两个侧面与电池单元换热，各第二换热装置6并联设置，每个第二换热装置6的第二通道进口均与第二膨胀阀出口连通，将低换热需求的第一换热装置5单独设置在第一换热单元中，将高换热需求的多个第二换热装置6设在第二换热单元中，从而通过不同的换热单元来实现换热装置的不同换热功率需求，并且将多个第二换热装置6并联设置，降低整个换热组件的压降，提升换热性能，从而通过控制换热流体的不同流通路径以实现换热功率的调整以及提升换热组件的换热效率。
30.在一些具体实施例中，第二膨胀阀4与多个第二换热装置6之间可以设置分配接头9，分配接头9具有接头进口和两个以上接头出口，第二膨胀阀出口与接头进口连通，第二换热装置6为两个以上，具体如图8所示，第二换热装置为4个，每个第二换热装置6的第二通道进口分别与对应的接头出口连通，当第二换热装置6的数量过多时，通过设置分配接头9保证各第二换热装置6的换热流体的分配均匀性，从而保证各第二换热装置6的换热功率的一致性，减小各第二换热装置6的换热功率的差异。
31.如图1-图5所示的实施例中，可以将第一子换热装置51、第二子换热装置52和第二换热装置6均设置成结构相同的换热装置，以简化整个换热组件的结构，且提升安装可靠性和安装效率。另外，将所有换热装置设置成相同结构，通过连接方式以及两换热单元中换热流体的流量的调整，例如第一换热单元的换热流体流量为第二换热单元的换热流体流量的比值的范围为1.1-1.3，控制第一子换热装置51的换热量为接近第二子换热装置52的换热量的一半，将第二换热装置6的换热量近似为第二子换热装置52的换热量，从而实现多个高换热需求和一个低换热需求，特别是当第一换热单元和第二换热单元中的换热装置的数量不同，且其中一个支路中具有低换热需求和高换热需求时，通过以上连接方式的巧妙设置实现第二子换热装置52的换热量近似第二换热装置6的换热量，而且保证与各换热装置换热的电池单元的表面的均温性要求。
32.在一些具体实施例中，如图7、图8所示，本技术提供的换热组件应用在电池冷却系统中，由于安装环境空间有限，电池单元7的排列方式受到限制，换热装置的安装位置受限，特别是当部分换热装置的换热需求与其他换热装置的换热需求不同时，通过调整换热组件
的各换热装置的连通关系，提升整个换热组件的换热效率及实现换热装置的不同换热需求。
33.如图7所示，换热组件包括两个电池组件，以及与电池组件换热的第一换热单元和第二换热单元，两个换热单元与对应电池组件进行换热，第一换热单元包括四个电池单元7、一个第一子换热装置51和两个第二子换热装置52，其中，三个电池单元7竖直设置，并且沿横向依次排列，相邻电池单元7之间设置第二子换热装置52，第二子换热装置52的两个侧面分别与其相邻的电池单元7换热，从而实现电池单元7的冷却，其中一个电池单元7横向设置，并且设置在竖直放置的三个电池单元7上方，从而实现多个电池单元7的结构的紧凑性，节省安装空间，横向设置的电池单元7的一侧设置第一子换热装置51，由于第一子换热装置51的一个侧面与电池单元7进行换热，第二子换热装置52的两个侧面与电池单元7进行换热，因而，第一子换热装置51的换热需求为第二子换热装置52的换热需求的一半，使各电池单元7基本保持相似的换热量。
34.第二换热单元包括三个电池单元7，三个电池单元7均竖直设置且沿水平方向排列，相邻两电池单元7之间设置第二换热装置6进行换热，第一子换热装置51的一个侧面与电池单元7换热，第二子换热装置52和第二换热装置6的两个侧面均与电池单元7进行换热，因而，为了使各电池单元7基本保持相似的换热量，第一子换热装置51的换热量为第二子换热装置52的换热量的一半，第二子换热装置52的换热量近似为第二换热装置6的换热量，将两个第二换热装置6设置在第二换热单元中，其中第二换热装置6可以串联设置也可以并联设置，便于控制数量较多的换热装置的换热功率。本实施例中具体为7个换热装置，在其他实施例中也可以设置其他数量的换热装置，例如6个或者8个甚至更多，当然，当电池单元的数量过多时，也可以设置2个以上换热单元，例如3个或4个换热单元。
35.可以理解的，电池单元7的数量可以进行调整，各电池单元7的放置位置可以按照安装空间进行调整，不限于上述具体实施例。
36.如图8所示，所述第二换热单元与图7所示实施例的换热单元可以相同，此处不在赘述，所述第一换热单元包括五个电池单元7、一个第一子换热装置51和两个第二子换热装置52，其中，四个电池单元7水平设置，一个电池单元7竖直设置，水平设置的电池单元7两两叠放后横向排列，竖直设置的电池单元7设置在一侧，其中，上下两个水平设置的电池单元7之间分别设置一个水平设置的第二子换热装置52，竖直设置的电池单元7的外侧设置一个竖直设置的第一子换热装置51，从而第一子换热装置51的一个侧面与竖直放置的电池单元7换热，水平设置的第二换热单元6的两个侧面均与相邻的水平设置的电池单元7换热，因而，第一子换热装置51的换热需求为第二子换热装置52的换热需求的一半，使各电池单元7基本保持相似的换热量。
37.图7、图8所示的实施例中，各换热装置可以采用如图1-图5中的连接方式，从而通过换热装置的连接方式实现换热装置的不同换热需求，具体使第一子换热装置51的换热量近似为第二子换热装置52的换热量的一半，第二换热装置6的换热量近似为第二子换热装置52的换热量，并且通过各换热装置的连接方式的调整，保证各电池单元7表面的均温性要求，提升电池单元7的寿命。
38.在一些具体实施例中，如图7或8所示的实施例中，第二换热装置6和第二子换热装置52采用相同结构的换热装置时，也可以采用如图6所示的连接关系，即第一换热单元中的
第一换热装置5设置在第一电池组件的最上方的电池单元7的一侧，第一换热装置5的一侧与换热单元7换热，将二换热单元中的2个第二换热装置6设置在第一电池组件的相邻两个电池单元7之间，使第二换热装置6的两个侧面与电池单元换热，将第二换热单元中的另外2个第二换热装置6设置在第二电池组件的相邻电池单元7之间使其两侧均与电池单元7进行换热，从而实现换热单元和电池组件无需一一对应，使换热单元的连通关系更加灵活。
39.在一些具体实施例中，换热装置与电池单元7之间设置导热件，导热件具体可以为导热胶或者导热垫等具有导热性和绝缘性的连接件，第一子换热装置51的一个换热面设置导热件与相邻电池单元7换热，第二子换热装置52和第二换热装置6的两个换热面设置导热件与相邻电池单元7换热，由于换热装置为了提升换热性能，通常为金属材质，换热装置与电池单元7之间设置具有绝缘性的导热件，提升安全性能且将换热装置通过导热件与对应电池单元贴合设置保证具有足够的换热面积进行换热，提升换热性能。
40.换热装置具体为板状结构，换热装置内部具有换热通道供换热流体流通，换热装置还设有连通换热通道的通道进口和通道出口，换热装置内的流道可以为从换热装置的一端流向另一端的单流程通道，或者将换热装置分成横向排列的多流程，换热流体在相邻流程之间迂回流动，本技术对换热装置的具体结构不做过多限制，在换热装置的不同应用环境中可以采用不同结构的换热装置。
41.可以理解的，第一子换热装置51、第二子换热装置52和第二换热装置6的数量可以根据具体应用环境和换热需求进行灵活调整。
42.需要说明的是：以上实施例仅用于说明本技术而并非限制本技术所描述的技术方案，尽管本说明书参照上述的实施例对本技术已进行了详细的说明，但是，本领域的普通技术人员应当理解，所属技术领域的技术人员仍然可以对本技术进行修改或者等同替换，而一切不脱离本技术的精神和范围的技术方案及其改进，均应涵盖在本技术的权利要求范围内。