本發(fā)明涉及一種熱交換裝置，應(yīng)用于電動汽車電池等的熱管理系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

一般的，在電動汽車的電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)中，電動汽車的電池工作時會產(chǎn)生熱量，為保證電池的正常工作，需要對電池進行冷卻，利用冷卻液冷卻是一種較常用的方式。通常的電池冷卻裝置包括換熱器和膨脹閥，液態(tài)制冷劑通過膨脹閥的節(jié)流作用后進入換熱器，制冷劑與冷卻液在換熱器中進行熱交換，冷卻液被冷卻，冷卻了的冷卻液流到電池組冷卻電池，冷卻液流經(jīng)電池組后溫度升高，需要回到換熱器進行冷卻，如此循環(huán)。通常，換熱器為板式換熱器。

現(xiàn)有熱管理系統(tǒng)中，換熱器和膨脹閥都是單獨的部件，通過管道等方式進行連接。換熱器與膨脹閥之間有較大的距離，經(jīng)過膨脹閥后的汽液兩相狀態(tài)的制冷劑會在這一段距離發(fā)生流動狀態(tài)的變化，如汽液分層，這樣會影響制冷效果。另外管路等連接部件會導(dǎo)致整個組件重量較重，還使整個組件的抗振性較差，容易出現(xiàn)連接管斷裂等現(xiàn)象，成本也較高。

因此，如何將換熱器和膨脹閥直接集成在一起，使得結(jié)構(gòu)緊湊、便于安裝、抗振性能好且使用成本較低，是本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的技術(shù)問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)簡單且性能可靠的熱交換裝置。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種熱交換裝置，包括換熱器、閥組件以及用于固定所述熱交換裝置的安裝板，其特征在于，所述安裝板包括配合部以及位于配合部外側(cè)的若干安裝孔，所述換熱器包括第一流道和第二流道，所述閥組件包括閥體、閥芯組件和線圈組件，所述閥體包括進口流道、出口流道以及閥芯組件容納腔，所述閥芯組件或部分閥芯組件位于所述閥芯組件容納腔；所述閥體與所述配合部相配合，所述閥體的出口流道 直接與所述第一流道連通或者通過所述安裝板的配合部與所述第一流道連通；

所述閥芯組件容納腔的中心線與所述安裝板的與所述閥體相配合的面大致平行或者所述出口流道與所述閥芯組件容納腔的中心線之間形成一夾角β，所述夾角β的取值范圍：90°≤β＜180°。

所述熱交換裝置還包括第一接管、第二接管和第三接管，所述配合部包括用于固定安裝所述第一接管的第一通孔、用于固定安裝所述第二接管的第二通孔、用于固定安裝所述第三接管的第三通孔、以及第四通孔；

在所述閥體的所述出口流道的出口所在一側(cè)的側(cè)壁上設(shè)置有凸出于所述側(cè)壁一定距離的第一臺階部，所述第一臺階部伸入所述第四通孔，所述出口流道直接通過所述第四通孔與所述第一流道連通。

在所述閥體的所述出口流道的出口所在一側(cè)的側(cè)壁上還設(shè)置有凸出于所述側(cè)壁一定距離的第二臺階部，所述第二臺階部包括一圓環(huán)形的端面，所述第一臺階部凸出于所述端面，所述第二臺階部的高度為X，X的取值范圍為：0.1mm≤X≤1mm，并且所述第二臺階部的外端部與第二臺階部所在閥體的一側(cè)壁的外端部之間保持一定的距離；

所述閥體與所述安裝板通過焊接固定，所述圓環(huán)形端面為焊接面。

在所述閥體的所述出口流道的出口所在一側(cè)的側(cè)壁上還設(shè)置有一凹坑，圍繞所述凹坑形成有第二臺階部，所述第二臺階部包括一圓環(huán)形的端面，所述第一臺階部凸出于所述端面，所述第二臺階部的高度為X，X的取值范圍為：0.1mm≤X≤1mm；

所述閥體與所述安裝板通過焊接固定，所述圓環(huán)形端面為焊接面。

所述閥體通過螺釘與所述安裝板固定安裝，所述第一臺階部的外壁與所述第四通孔的內(nèi)壁之間設(shè)置有密封圈，所述第一臺階部的外壁上開設(shè)有用于安裝所述密封圈的凹槽；或者所述安裝板的與所述閥體相配合的面與所述安裝板之間設(shè)置有密封圈，所述安裝板上設(shè)置有用于安裝所述密封圈的凹槽。

所述閥芯組件23的中心線與所述安裝板之間形成夾角α的取值范圍為：0°≤α≤90°，所述出口流道與所述閥芯組件容納腔的中心線垂直。

所述第一臺階部和/或第二臺階部為圓柱狀結(jié)構(gòu)或者多棱柱狀結(jié)構(gòu)；

所述閥體的閥芯組件容納腔的開口端所在一側(cè)的側(cè)壁為一斜坡面，所述閥芯組件容納腔的中心線垂直所述斜坡面，所述出口流道與閥芯組件容納腔的中心線之間的夾角β大于90°且小于等于165°。

所述第一通孔和第二通孔與所述換熱器的第二流道連通，所述第三通孔與所述換熱器的第一流道連通，所述第一流道包括制冷劑進口和制冷劑出口，所述第二流道包括冷卻液進口和冷卻液出口，所述第一通孔和冷卻液進口均為圓形且同軸或偏心設(shè)置，所述第一通孔的內(nèi)徑大于所述冷卻液進口的內(nèi)徑，以形成臺階；所述第二通孔和冷卻液出口均為圓形且同軸或偏心設(shè)置，所述第二通孔的內(nèi)徑大于冷卻液出口的內(nèi)徑，以形成臺階；所述第三通孔和制冷劑出口均為圓形且同軸或偏心設(shè)置，所述第三通孔的內(nèi)徑大于制冷劑出口的內(nèi)徑，以形成臺階。

所述第四通孔和制冷劑進口均為圓形且同軸設(shè)置，所述第四通孔的內(nèi)徑小于制冷劑進口的內(nèi)徑，并且所述第第四通孔的內(nèi)徑小于第三通孔的內(nèi)徑；

在所述第一通孔的邊上還設(shè)置有至少兩個定向凸點。

所述配合部包括一用于卡設(shè)固定所述閥體的槽，所述閥體通過焊接密封固定在所述換熱器上，所述閥體的出口通道直接與所述第一流道連通，并且所述閥體卡設(shè)在所述槽內(nèi)。

本發(fā)明將換熱器和閥組件集成一體結(jié)構(gòu)，可以實現(xiàn)閥組件的閥體直接固定安裝在安裝板上，不需要連接部件，結(jié)構(gòu)簡單、緊湊且性能可靠，便于安裝、抗振性能好且使用成本較低，同時又能夠有效的抑制氣液分層現(xiàn)象，便于系統(tǒng)的過熱度控制。提高系統(tǒng)的整體性能。

附圖說明

圖1是本發(fā)明熱交換裝置的一實施例的立體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是圖1所示熱交換裝置的爆炸示意圖。

圖3是圖1所述熱交換裝置的安裝板立體示意圖。

圖4是圖1所述熱交換裝置的閥體的剖視示意圖。

圖5是圖1所述熱交換裝置的局部剖視示意圖。

圖6是圖1所述熱交換裝置的剖視示意圖。

圖7是圖1所述熱交換裝置的閥體的另一結(jié)構(gòu)的剖視示意圖。

圖8是圖1所述熱交換裝置的閥組件繞第一臺階部轉(zhuǎn)動α的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖9是本發(fā)明熱交換裝置另一實施例的立體示意圖。

圖10是本發(fā)明熱交換裝置又一實施例的剖視示意圖。

圖11是圖10所示熱交換裝置的閥體的剖視示意圖。

具體實施方式

本發(fā)明的熱交換裝置不僅所需安裝空間少，而且結(jié)構(gòu)簡單、緊湊且可靠性強，便于安裝、抗振性能好且使用成本較低，還能夠有效的抑制氣液分層現(xiàn)象。

下面結(jié)合附圖和具體實施方式，對本發(fā)明進行具體說明。

圖1至圖6示出了本發(fā)明的一實施例的熱交換裝置，如圖1和圖2所示，熱交換裝置包括換熱器10、閥組件2、以及用以固定熱交換裝置的安裝板3，同時，安裝板3還用以固定連接換熱器10和閥組件2。其中，閥組件2為一節(jié)流裝置，可以實現(xiàn)高壓冷媒的節(jié)流降壓。

換熱器10可以作為蒸發(fā)器使用，所述換熱器10包括用于冷卻液流通的第一流道及用于制冷劑流通的第二流道，其中所述第一流道包括制冷劑進口及制冷劑出口，第二流道包括冷卻液進口及冷卻液出口。所述冷卻液進口可以與第二接管4連接，所述冷卻液出口可以與第一接管1連接，所述制冷劑出口可以與第三接管5連接，所述制冷劑進口通過安裝板上的連接孔32與閥組件2的出口流道2131連通。閥組件2的進口211可以與第 四連接管連接(圖中未示出)，也可以通過其他形式的連接件與系統(tǒng)連接。

換熱器10還包括換熱芯體、以及位于所述換熱芯體兩端的端板6和底板7。其中，換熱芯體包括相互間隔層疊設(shè)置的若干個第一流通板和若干個第二流通板，各第一流通板和相鄰的兩個第二流通板形成第一流通通道和第二流通通道，第一流通通道和第二流通通道相互間隔設(shè)置。其中，第一流通通道為第一流道的一部分，第二流通通道為第二流道的一部分。在本實施例中，第一流通板和第二流通板采用同一形狀結(jié)構(gòu)的流通板8，疊裝時，第一流通板相對于第二流通板旋轉(zhuǎn)180°進行疊裝。采用同一形狀結(jié)構(gòu)的流通板8，可以節(jié)省成本。

所述制冷劑進口與制冷劑出口、以及所述冷卻液進口與冷卻液出口可以設(shè)置于所述換熱器10的同側(cè)或者異側(cè)，并且可以是四個口子中的任意兩個。所述第一接管1、第二接管4及第三接管5均可以采用鋁合金管，且通過釬焊的方式與換熱器10連接在一起；另外三個接管中也可以有部分或全部是通過釬焊與安裝板3固定連接并通過安裝板3與換熱器10連接。

在上述實施方式中，所述換熱器10為板式換熱器，也可以是板翅式換熱器，其它類型的換熱器也同樣能夠適用。

如圖3所示，安裝板3可以由金屬板材經(jīng)沖壓形成，另外也可以由機械加工形成，板材可以采用鋁合金材料。所述安裝板3包括配合部及位于配合部外側(cè)的若干安裝孔35。在穿過安裝孔35的安裝方向上，安裝孔35完全暴露在所述換熱器10的外面，及安裝孔35與換熱芯體不發(fā)生干涉。如此設(shè)置，在用螺釘(未圖示)穿過所述安裝孔35而將熱交換裝置安裝固定時，不會碰到換熱器10。這種設(shè)計一方面降低了熱交換裝置的成本和安裝難度，另一方面也降低了在安裝時對換熱器10的損壞機率。

這里應(yīng)當(dāng)指出，可以根據(jù)熱交換裝置的具體安裝位置的需要來設(shè)置安裝板3的形狀結(jié)構(gòu)以及安裝孔35的具體位置和數(shù)量。

配合部包括用于固定安裝第一接管1的第一通孔341、用于固定安裝第二接管4的第二通孔342、用于固定安裝第三接管5的第三通孔343、以 及第四通孔32。其中第一通孔341和第二通孔342與換熱器10的第二流道連通，第三通孔342和第四通孔32與換熱器10的第一流道連通。在本實施例中，第一通孔341和第二通孔342分別與換熱器10的冷卻液進口和冷卻液出口連通，第三通孔342和第四通孔32分別與換熱器10的制冷劑出口和進口連通。

第一通孔341和冷卻液進口均為圓形且同軸或偏心設(shè)置，第一通孔341的內(nèi)徑大于冷卻液進口的內(nèi)徑，以形成臺階，從而便于與第一接管1的一端進行對接和定位，便于第一接管1的安裝。同樣的，第二通孔342和冷卻液出口均為圓形且同軸或偏心設(shè)置，第二通孔342的內(nèi)徑大于冷卻液出口的內(nèi)徑，以形成臺階，從而便于與第二接管4的一端進行對接和定位，便于第二接管4的安裝。同樣的，第三通孔343和制冷劑出口均為圓形且同軸或偏心設(shè)置，第三通孔343的內(nèi)徑大于制冷劑出口的內(nèi)徑，以形成臺階，從而便于與第三接管5的一端進行對接和定位，便于第三接管5的安裝。

第四通孔32和制冷劑進口均為圓形且同軸設(shè)置，第四通孔32的內(nèi)徑可以小于等于制冷劑進口的內(nèi)徑，并且第四通孔32的內(nèi)徑可以小于第三通孔的內(nèi)徑。閥組件2的出口流道2131通過第四通孔32與換熱器的制冷劑進口連通。為了便于閥組件2的定位和安裝，在安裝板3的第一通孔32的邊上還設(shè)置有至少兩個定向凸點31，安裝板3還設(shè)置有兩個定位孔。

如圖2至圖6所示，閥組件2包括閥體21、線圈組件22和閥芯組件23，閥體21包括進口流道211、出口流道2131以及閥芯組件容納腔212，閥芯組件容納腔212可以容納至少部分閥芯組件，其中閥芯組件容納腔212的一端開口，且閥芯組件容納腔212連通進口流道211和出口流道2131。進口流道211和出口流道2131均大致垂直于閥芯組件容納腔212的中心線，且在朝向閥芯組件容納腔212的開口端的方向上，進口流道211相對靠近閥芯組件容納腔212的開口端，出口流道2131相對遠離閥芯組件容納腔212的開口端。這樣，由于進口流道211和出口流道2131均大致垂直于 閥芯組件容納腔212的中心線，制冷劑從閥芯組件23中的節(jié)流孔流出的方向與制冷劑通過出口流道2131流入換熱器10的方向大致呈90°夾角，從節(jié)流孔噴射出的制冷劑不會直接沖射入換熱器中，可以有效的防止噴射狀的制冷劑直接沖射入換熱器中導(dǎo)致制冷劑在各流通板間的第一流通通道中分配不均的問題，能夠使制冷劑在各第一流通通道中較為均勻的分布，從而有效的提高換熱器的換熱性能。

而且制冷劑從出口流道2131流出后直接穿過第四通孔32流入換熱器，中間距離較短，可以很好的抑制制冷劑的在中間距離較長而在流動過程產(chǎn)生氣液分離的現(xiàn)象，提高換熱器的換熱性能，可以較好的控制過熱度。進一步的，閥體21直接與安裝板3固定安裝，能夠提高熱交換裝置的抗振性能。

在閥體21的出口流道2131的出口所在一側(cè)的側(cè)壁上還設(shè)置有凸出于側(cè)壁一定距離的第二臺階部214和第一臺階部213，第一臺階部213凸出于第二臺階部214的上平面。其中第二臺階部214為圓柱狀結(jié)構(gòu)或者多棱柱狀結(jié)構(gòu)，包括圓環(huán)形的端面2141，且其高度為X，X的取值范圍為：0.1mm≤X≤1mm，第二臺階部214的外端部與第二臺階部214所在閥體21的一側(cè)壁的外端部之間保持一定的距離。

當(dāng)然也可以如圖7所示，在閥體的側(cè)壁上開設(shè)有環(huán)狀的凹坑217以形成第二臺階部214。

第一臺階部213凸出于端面2141一定距離，在熱交換裝置上，第一臺階部213可以伸入第四通孔32，第一臺階部213起到定位和限位的功能。第一臺階部213可以是圓柱狀結(jié)構(gòu)也可以是多棱柱狀結(jié)構(gòu)，當(dāng)?shù)谝慌_階部213為多棱柱狀結(jié)構(gòu)時，第一臺階部213還能夠起到安裝時的限位作用，防止閥體21沿著第一臺階部213轉(zhuǎn)動導(dǎo)致的閥芯組件23和線圈組件22無法安裝，也能夠防止影響產(chǎn)品外觀的一致性和美觀性，更有利于夾具的設(shè)計。

在本實施例中，閥體21通過焊接與安裝板3固定。如圖5所示，端面 2141與安裝板3的端面直接接觸，端面2141為焊接面，由于第二臺階部214的高度為X，從而使第二臺階部214所在的閥體側(cè)壁與安裝板3之間形成有縫隙，由于X的取值范圍為0.1mm≤X≤1mm，在焊接時，一部分的焊液可以流向縫隙中，不僅有利于焊接，可以防止焊接時安裝板3與閥體21間的焊片融化溢出閥體而影響美觀，還能夠減小焊接面積，提高配合平面度，防止發(fā)生中間未完全焊接導(dǎo)致的中空帶來的抗震強度降低的問題。

當(dāng)然，閥體也可以通過螺釘固定安裝在安裝板3上，在通過螺釘固定安裝時，為了提高密封性能，可以在第一臺階部213的外壁與第四通孔32的內(nèi)壁之間設(shè)置密封圈(圖中未畫出)，為了便于密封圈的安裝，可以在第一臺階部213的外壁上開設(shè)凹槽(圖中未畫出)。

組裝時，流通板8、端板6、底板7、安裝板、第一接管1、第二接管4、第三接管5及閥體21先通過釬焊的形式焊接在一起。焊接前，首先將流通板8、端板6、底板7、安裝板、第一接管1、第二接管4、第三接管5及閥體21組裝完成，放入專用的工裝夾具進行壓緊固定；然后，再將壓裝好的流通板8、端板6、底板7、安裝板、第一接管1、第二接管4、第三接管5及閥體21放入爐中進行焊接。焊接的方式可以采用真空爐進行真空釬焊或者采用隧道爐進行氮氣保護焊。焊接好以后，將閥芯組件23和線圈組件22依次安裝于閥體21。

如圖8所示，當(dāng)安裝板3上的第三通孔343與第四通孔32之間的距離較短無法安裝閥芯組件23或線圈組件22時，可以將閥體21相對于第一臺階部213旋轉(zhuǎn)一定的角度，閥芯組件23的中心線與安裝板3之間的夾角α的取值范圍可以是：0°≤α≤90°，可以根據(jù)具體安裝需要來調(diào)整夾角α的值。

圖9示出了本發(fā)明的另一實施例，在本實施例中，安裝板3開設(shè)有用于卡設(shè)固定閥體21的槽，閥體21通過焊接密封固定在端板6上。在本實施例中，配合部包括該槽。由于閥體21卡設(shè)固定在安裝板3上，可以有效的提高熱交換設(shè)備的抗振性能。

圖10和圖11示出了本發(fā)明的又一實施例，在本實施例中，閥體的閥芯組件容納腔212的開口端所在一側(cè)的側(cè)壁為一斜坡面215，閥芯組件容納腔212的中心線垂直該斜坡面215，出口流道2131與閥芯組件容納腔212的中心線之間的夾角β大于90°且小于等于180°，進一步的，出口流道2131與閥芯組件容納腔212的中心線之間的夾角β大于90°且小于等于165°，這樣，可以有效的降低熱交換裝置的厚度W，便于熱交換裝置在系統(tǒng)的安裝，減小熱交換裝置的安裝空間。

以上實施例僅用于說明本發(fā)明而并非限制本發(fā)明所描述的技術(shù)方案，盡管本說明書參照上述的實施例進行了詳細的說明，但是，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員仍然可以對上述實施例進行修改或者等同替換，而一切不脫離本發(fā)明的精神和范圍的技術(shù)方案及其改進，均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍內(nèi)。