[其他]具有内部歧管结构的热交换器

说明书

公开了一种具有内部歧管结构的热交换器。该热交换器包括相对面向彼此地设置的第一板和第二板，使得第一板和第二板的内表面的一部分与彼此间隔开。歧管区域被封围在第一板和第二板之间，用于接收进入的传热流体。主流体流动区域被封围在第一板和第二板之间，并且构造成用于接收从歧管区域排出的传热流体以及使传热流体通过热交换器传递到出口端口。用于在歧管区域与主流体流动区域之间建立流体连通的至少一个旁通端口设置在歧管区域内的处在歧管区域出口端口上游的位置处。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2018年6月29日提交的美国临时专利申请号62/692,184的优先权和权益，该申请的内容通过引用并入本文。

技术领域

本公开涉及电池电动车辆(BEV)或混合动力电动车辆(HEV)的能量存储系统内的可再充电电池的热管理，并且具体地涉及适于冷却可再充电电池的热交换器。

背景技术

诸如那些在BEV和HEV中使用的能量存储系统包括可再充电锂离子电池。用于BEV或HEV的典型可再充电电池包括多个电池模块，这些电池模块串联和/或并联地电连接在一起以为电池提供期望的系统电压和容量。每个电池模块包括多个电池单体，这些电池单体串联和/或并联地电连接在一起，其中电池单体可以是软包(pouch)单体、棱柱形单体或圆柱形单体的形式。

BEV和HEV中的可再充电车辆电池产生需要耗散的大量热量，因此需要冷却这些类型的电池或电池系统以延长其使用寿命。

液冷式热交换器可用于管理这些可再充电车辆电池的热负荷。这些电池热交换器通常包括“冷板”式热交换器或“ICE”(“单体间元件”)板式热交换器。冷板式热交换器是具有平坦的上表面的热交换器，在其上布置有一个或多个电池单体，其中与每个冷板相关联的电池单体的数量是可变的，并且取决于冷板的面积，可以包括一个或多个电池模块。通常，布置在冷板上的电池单体将是棱柱形单体或圆柱形单体，其容纳在刚性容器中。例如，棱柱形单体可以容纳在盒状容器中，这些盒状容器布置成彼此面对面地接触。

相反，ICE板式热交换器布置或“夹在”邻近的软包单体或棱柱形单体之间，各个ICE板式热交换器通过共同的入口和出口歧管流体地连接在一起。冷板式热交换器和单体间元件(或ICE板式热交换器)的示例描述于共同转让的美国专利申请第14/972,463号、题为“用于电池热管理应用的逆流式热交换器”(公开号US2016/0204486A1)，其全部内容以参见的方式纳入本文。

电池热交换器表面上的温度均匀性是这些类型的电池单体或整个电池系统的热管理中的重要考虑因素，因为跨越热交换器表面的温度均匀性涉及确保在各个电池单体内以及在车辆电池的邻近电池单体之间存在最小温度差异。确保足够的温度均匀性是热交换器设计的具有挑战性的方面，因为传热流体的温度会随着传热流体从入口到出口行进穿过热交换器且从电池中移除热量而升高。因此，经常发现传热流体的温度在出口处比在入口处高。

通过热交换器的流量分配在这些类型的电池组或整个电池系统的热管理中是另一个重要的考量，因为热交换器内的传热流体的流量分配与确保有足够的与电池单元或电池单体的热接触的流量穿过热交换器相关联，电池单元或电池单体与热交换器接触，以从电池或电池单元中移除热量。

包装也是电池热交换器的关注点，因为对BEV或HEV内的可用包装空间的限制不断变化。随着车辆变小的趋势，需要提供电池热交换器，其对安装在这些车辆中的电池系统提供充分的冷却，同时满足特定包装要求。具有外部歧管结构的电池热交换器是已知的，但是趋向于增加电池热交换器的整体高度，以及需要热交换器的较大部分延伸超越电池单体或电池模块所占据的区域。

因此，需要一种电池热交换器，其能满足电池的冷却要求并且其提供减小的总体包装空间。

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