(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱交換器（１）であって、
−互いに平行に配置されたフラットチューブ（３）と、
−各々が、前記フラットチューブ（３）の端部（３１）に夫々配置された第１及び第２の熱伝達流体マニホールド（５）とを含む、熱交換器（１）において、
前記第１マニホールド（５）は、少なくとも一つの第１周囲チューブ（３ａ）を含む、熱伝達流体吸入部が連結された少なくとも一つの近位部分（５ａ）と、熱伝達流体排出部が連結された、前記近位部分（５ａ）の前記第１周囲チューブとは別個の少なくとも一つの第２周囲チューブ（３ｂ）を含む一つの遠位部分（５ｂ）とに分割され、前記部分（５ａ、５ｂ）は、前記第１マニホールド（５）内に、前記フラットチューブ（３）の二つの端部（３１）間に配置された少なくとも一つのスクリーン（７）によって分けられており、前記スクリーン（７）は、前記第１マニホールド（５）内で、前記二つのフラットチューブ（３）間の熱伝達流体の循環を遮断し、
前記熱交換器（１）は、更に、前記第１マニホールド（５）に固定された連結システム（１１）を含み、該連結システムは、前記第１マニホールド（５）の前記近位部分（５ａ）の熱伝達流体吸入部に連結された供給コネクタ（１３ａ）と、前記第１マニホールド（５）の前記遠位部分（５ｂ）の前記熱伝達流体排出部に連結された排出コネクタ（１３ｂ）とを含み、前記連結システム（１１）は、前記第１周囲チューブ（３ａ）が少なくとも部分的に挿入される予備位置決めスロット（３３）を含む、
ことを特徴とする熱交換器（１）。
【請求項２】
請求項１に記載の熱交換器（１）において、
前記連結システム（１１）は、前記第１マニホールド（５）の前記近位部分（５ａ）の端部に固定されており、前記供給コネクタ（１３ａ）は、前記第１マニホールド（５）の前記近位部分（５ａ）に設けられ、前記排出コネクタ（１３ｂ）は、カップリング（９）によって、前記第１マニホールド（５）の前記遠位部分（５ｂ）の前記熱伝達流体排出部に連結されている、ことを特徴とする熱交換器（１）。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の熱交換器（１）において、
前記第１マニホールド（５）及び前記連結システム（１１）は金属材料製であり、これらの固定が鑞付けによって行われる、ことを特徴とする熱交換器（１）。
【請求項４】
請求項１乃至３のうちのいずれか一項に記載の熱交換器（１）において、
前記連結システム（１１）は、少なくとも一つの保持爪（１５）を含む、ことを特徴とする熱交換器（１）。
【請求項５】
請求項１乃至４のうちのいずれか一項に記載の熱交換器（１）において、
前記フラットチューブ（３）の平らな表面は、前記第１及び第２のマニホールド（５）の軸線と平行である、ことを特徴とする熱交換器（１）。
【請求項６】
請求項１乃至５のうちのいずれか一項に記載の熱交換器（１）において、
前記供給コネクタ（１３ａ）及び前記排出コネクタ（１３ｂ）は、分枝形態が互いに異なる、ことを特徴とする熱交換器（１）。
【請求項７】
熱伝達流体が循環する熱管理回路と、請求項１乃至６のうちのいずれか一項に記載の熱交換器（１）とを含む、熱管理デバイス。
【請求項８】
請求項７に記載の熱管理デバイスにおいて、
前記連結システム（１１）を補完する、前記熱交換器（１）に連結するための分枝システム（２１）を含み、更に、
−供給チャンネル（２５ａ）によって前記熱管理回路に連結され、前記熱交換器（１）に熱伝達流体を供給するように前記供給コネクタ（１３ａ）に液密に連結する第１コネクタ（２３ａ）と、
−排出チャンネル（２５ｂ）によって前記熱管理回路に連結され、前記熱交換器（１）を通過した前記熱伝達流体を排出するように前記排出コネクタ（１３ｂ）に液密に連結する第２コネクタ（２３ｂ）とを含む、ことを特徴とする熱管理デバイス。
【請求項９】
請求項８に記載の熱管理デバイスにおいて、
前記供給コネクタ（１３ａ）及び前記排出コネクタ（１３ｂ）は開口であり、前記第１コネクタ（２３ａ）及び前記第２コネクタ（２３ｂ）は、前記開口に挿入した端部取付部品である、ことを特徴とする熱管理デバイス。
【請求項１０】
請求項８又は９に記載の熱管理デバイスにおいて、
前記連結システム（１１）と前記分枝システム（２１）との間の固定は、少なくとも一つのねじ（２７）によって行われる、ことを特徴とする熱管理デバイス。
【請求項１１】
請求項９又は１０に記載の熱管理デバイスにおいて、
前記デバイスは、前記第１コネクタ（２３ａ）及び前記第２コネクタ（２３ｂ）の前記端部取付部品の周囲に配置されたシールを含む、ことを特徴とする熱管理デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車輛における熱調節に関し、更に詳細には、熱交換器及び対応する熱管理デバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
エレメント、例えば電気自動車又はハイブリッド自動車のバッテリーの温度を調節するため、熱管理回路に連結された熱交換器をこれらのエレメントに取り付け、これにより、これらのエレメントの冷却及び加熱の両方を必要に応じて行うことが知られている。
【０００３】
自動車の分野、更に具体的には電気自動車及びハイブリッド自動車のバッテリーの温度調節は、重要な事項である。これは、バッテリーに過度の低温が作用した場合、バッテリーの動作範囲が大幅に低下し、過度の高温が作用した場合、バッテリーの破壊に至る熱暴走が生じる危険があるためである。
【０００４】
バッテリーの温度を調節するため、バッテリーモジュールに熱管理デバイスを追加することが一般的に行われている。これらのデバイスは、一般的には、例えばポンプによってダクト回路内を循環する熱伝達流体を使用する。こうしたダクト回路は、特に、バッテリーと直接的に接触した熱交換器の下側又は内側を通過する。
【０００５】
かくして、熱伝達流体は、一つ又はそれ以上のバッテリーを冷却するため、こうしたバッテリーが発した熱を吸収でき、この熱を、例えばラジエータ等の一つ又はそれ以上の熱交換器のところで、又は冷媒に放出できる。更に、熱伝達流体は、必要であれば、例えばバッテリーが電気抵抗器又は正温度係数（ＰＴＣ）加熱素子に連結された場合、前記バッテリーを加熱するために熱を提供できる。
【０００６】
一般的に使用されている熱伝達流体は、周囲空気又は例えば水等の液体である。液体が気体よりも良好な熱伝導体であるため、液体を使用することが好ましい解決策である。これは、液体の方が効果的であるためである。
【０００７】
それにも関わらず、これらの異なるエレメント、特に熱交換器を熱管理回路に固定し連結するのは困難であった。これは、組み立て時間及び製造時間に悪影響を及ぼす。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
かくして、本発明の目的の一つは、連結部及び分枝部を改良した熱交換器及びこれと関連した熱管理デバイスを提案することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
従って、本発明は、熱交換器において、
−互いに平行に配置されたフラットチューブと、
−フラットチューブの端部に各々が夫々配置された第１及び第２の熱伝達流体マニホールドとを含み、
第１マニホールドは、少なくとも一つの第１周囲チューブを含む、熱伝達流体吸入部が連結された少なくとも一つの近位部分と、熱伝達流体排出部が連結された、近位部分の周囲チューブとは別個の少なくとも一つの第２周囲チューブを含む一つの遠位部分とに分割され、部分は、第１マニホールド内に、フラットチューブの二つの端部間に配置された少なくとも一つのスクリーンによって分けられており、スクリーンは、第１マニホールド内で、二つのフラットチューブ間の熱伝達流体の循環を遮断し、
熱交換器は、更に、第１マニホールドに固定された連結システムを含み、該連結システムは、第１マニホールドの近位部分の熱伝達流体吸入部に連結された供給コネクタと、第１マニホールドの遠位部分の熱伝達流体排出部に連結された排出コネクタとを含む、熱交換器。
【００１０】
熱伝達流体吸入部及び排出部の両方を組み合わせるこの連結システムの存在により、熱管理デバイスでの熱交換器の分枝及び組み立てを簡単にできる。
【００１１】
本発明の一つの態様によれば、連結システムは、第１マニホールドの近位部分の端部に固定されており、供給コネクタは、第１マニホールドの近位部分に設けられ、排出コネクタは、カップリングによって、第１マニホールドの遠位部分の熱伝達流体排出部に連結されている。
【００１２】
本発明の別の態様によれば、第１マニホールド及び連結システムは金属材料製であり、これらの固定が鑞付けによって行われる。
【００１３】
本発明の別の態様によれば、連結システムは、近位周囲チューブが少なくとも部分的に挿入される予備位置決めスロットを含む、ことを特徴とする熱交換器。
【００１４】
本発明の別の態様によれば、連結システムは、少なくとも一つの保持爪を含む。
【００１５】
保持爪により、特に、分枝作業中に前記連結システムを保持できる。
【００１６】
本発明の別の態様によれば、フラットチューブの平らな表面は、第１及び第２のマニホールドの軸線と平行である。
【００１７】
本発明の別の態様によれば、供給コネクタ及び排出コネクタは、分枝形態が互いに異なる。
【００１８】
これらの様々な形態は、接続逆転(connection reversals)を回避するための対比構造(polarizing)の役割を果たす。
【００１９】
本発明は、更に、熱伝達流体が循環する熱管理回路を含み、上文中に説明した熱交換器を含む、熱管理デバイスに関する。
【００２０】
本発明によるデバイスの一態様によれば、連結システムを補完する、熱交換器に連結するための分枝システムを含み、更に、
−供給チャンネルによって熱管理回路に連結され、熱交換器に熱伝達流体を供給するように供給コネクタに液密に連結する第１コネクタと、
−排出チャンネルによって熱管理回路に連結され、熱交換器を通過した熱伝達流体を排出するように排出コネクタに液密に連結する第２コネクタとを含む。
【００２１】
本発明によるデバイスの別の態様によれば、供給コネクタ及び排出コネクタはオリフィスであり、第１コネクタ及び第２コネクタは、オリフィスに挿入した端部取付部品(end-fittings)である。
【００２２】
本発明によるデバイスの別の態様によれば、連結システムと分枝システムとの間の固定は、少なくとも一つのねじによって行われる。
【００２３】
本発明によるデバイスの別の態様によれば、デバイスは、第１コネクタ及び第２コネクタの端部取付部品の周囲に配置されたシールを含む。
【００２４】
本発明のこの他の特徴及び利点は、例示の非限定的例として与えられた以下の説明を、添付図面を参照して読むことにより、更に明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】図１は、本発明による熱交換器の一部の概略斜視図である。
【００２６】
【図２】図２は、熱交換器と熱管理回路との間の連結部の分解概略斜視図である。
【００２７】
【図３】図３は、本発明による熱交換器の、マニホールドのところでの概略斜視断面図である。
【００２８】
【図４】図４は、熱交換器と熱管理回路との間の連結部の概略斜視断面図である。
【００２９】
【図５】図５は、本発明による熱交換器の、マニホールドのところでの、異なる視認角度からの概略斜視図である。
【００３０】
【図６】図６は、二つのバッテリー間に設置した本発明による熱交換器の概略平面図である。
【００３１】
【図７】図７ａ及び図７ｂは、二つの実施例による熱交換器の概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
様々な図面において、同じエレメントには同じ参照番号が付してある。
【００３３】
本発明による熱交換器１の一部の概略斜視図である図１に示すように、熱交換器１は、
−互いに平行に配置されたフラットチューブ３と、
−各々がこれらのフラットチューブ３の端部３１に夫々配置された、第１及び第２の熱伝達流体マニホールド５（この図では第１マニホールドしか見えない）とを含む。
【００３４】
第１マニホールド５は、少なくとも一つの近位部分５ａを含み、この近位部分５ａは、少なくとも一つの第１周囲チューブ３ａを含み、ここには熱伝達流体吸入部が連結されている。周囲チューブという用語は、フラットチューブ３からなる構成の頂端部又は底端部に配置されたフラットチューブ３を意味するということは理解されるべきである。第１マニホールドは、更に、熱伝達流体排出部が連結された遠位部分５ｂを含む。遠位部分５ｂは、近位部分５ａの周囲チューブとは別個の少なくとも一つの第２周囲チューブ３ｂを含む。
【００３５】
部分５ａ、５ｂは、前記第１マニホールド内に、フラットチューブ３の二つの端部３１間に配置された少なくとも一つのスクリーン７によって分離されている。このスクリーン７は、前記第１マニホールド５内で、前記二つのフラットチューブ３間の熱伝達流体の循環作用を遮断する。
【００３６】
図１及び図３、及び更に詳細には図７ａに示す例では、第１マニホールド５に単一のスクリーン７が設けられている。熱伝達流体は、かくして、近位部分５ａに到達し、スクリーン７の上流の、第１周囲チューブ３ａを含むフラットチューブ３を通過する、即ちパスする。流体は、次いで、第２マニホールド（このマニホールドにはスクリーンは設けられていない）に入り、第２周囲チューブ３ｂを含む、スクリーン７の下流のフラットチューブ３内を通過する。
【００３７】
しかしながら、第１マニホールド５に複数のスクリーン７が設けられ、スクリーン７により、複数の他の部分を形成する実施例を想起することは完全に可能である。こうした実施例では、第２マニホールドにもスクリーンが設けられる。これは、近位部分５ａと遠位部分５ｂとの間の熱伝達流体のパス数を増大するためである。例えば、この実施例を図７ｂに示す。
【００３８】
どのような場合であっても、熱伝達流体の吸入及び排出は、一つの同じマニホールド５で行われる。
【００３９】
熱交換器１は、更に、第１マニホールド５に固定された連結システム１１を含む。この連結システム１１は、特に、第１マニホールド５の近位部分５ａの熱伝達流体吸入部に連結された供給コネクタ１３ａと、第１マニホールド５の遠位部分５ｂの熱伝達流体排出部に連結された排出コネクタ１３ｂとを含む。
【００４０】
熱伝達流体吸入部及び排出部の両方を組み合わせたこの連結システム１１の存在により、熱管理デバイスでの熱交換器の分枝及び組み立てを簡単に行うことができる。
【００４１】
供給コネクタ１３ａ及び排出コネクタ１３ｂは、分枝形態が互いに異なっていてもよい。この異なる分枝形態は、熱交換器１と熱管理デバイスとの連結を簡単にするため、ポラライザー(polarizer) として作用する。例えば、供給コネクタ１３ａ及び排出コネクタ１３ｂは、様々な図面に示すように、両方とも、直径が異なる円形をなしていてもよい。
【００４２】
連結システム１１は、第１マニホールド５の近位部分５ａの端部に固定でき、その場合、供給コネクタ１３ａは第１マニホールド５の近位部分５ａに設けられ、排出コネクタ１３ｂは、カップリング９によって、前記第１マニホールド５の遠位部分５ｂの熱伝達流体排出部に連結される。
【００４３】
様々な図面に示す例では、熱交換器１は、条件及び必要に応じて加熱又は冷却を行うため、少なくとも一つのバッテリー１００と接触するよう意図された熱交換器である（図６参照）。かくして、一つ又はそれ以上のバッテリー１００との接触を容易にするため、フラットチューブ３の平らな表面は、第１及び第２のマニホールド５の軸線と平行である。この種のバッテリー熱管理デバイスでは、使用される熱伝達流体は、特に、１，１，１，２−テトラフルオロエタン（Ｒ１３４ａ）、２，３，３，３−テトラフルオロプロペン（Ｒ１２３４ｙｆ）、又は場合によっては二酸化炭素（Ｒ７４４）であってもよい。
【００４４】
第１マニホールド５及び連結システム１１は、金属材料で形成されていてもよい。このため、これらの固定を鑞付けによって行うことができる。連結システム１１は、更に、図５に示すように、近位周囲チューブ３ａが少なくとも部分的に挿入される予備位置決めスロット３３を備えていてもよい。この予備位置決めスロット３３により、特に、連結システム１１を第１マニホールド５に対して最適に位置決めでき、フラットチューブ３を最適に位置決めでき、前記連結システム１１の固定時に或る程度支持できる。
【００４５】
熱交換器１は、熱伝達流体が循環する熱管理回路を含む熱管理デバイスに連結されるようになっている。
【００４６】
図２乃至図５に示すように、前記熱管理デバイスは、更に、熱交換器１に連結するための、連結システム１１を補完する分枝システム２１を含んでいてもよく、分枝システム２１は、
−供給チャンネル２５ａによって熱管理回路に連結された第１コネクタ２３ａであって、熱交換器１に熱伝達流体を供給するように供給コネクタ１３ａに液密に連結する第１コネクタ２３ａと、
−排出チャンネル２５ｂによって熱管理回路に連結された第２コネクタ２３ｂであって、熱交換器１を通過した熱伝達流体を排出するように排出コネクタ１３ｂに液密に連結する第２コネクタ２３ｂとを含む。
【００４７】
図１乃至図４に示す好ましい実施例によれば、供給コネクタ１３ａ及び排出コネクタ１３ｂはオリフィス（開口）であり、第１コネクタ２３ａ及び第２コネクタ２３ｂは、前記オリフィスに挿入した端部取付部品である。連結部の液密性を確保するため、デバイスは、第１コネクタ２３ａ及び第２コネクタ２３ｂの端部取付部品の周囲に配置したシールを含んでいてもよい。
【００４８】
連結システム１１及び分枝システム２１は、アッセンブリの良好な連結及び一体性を確保するため、互いに固定される。この固定は、分枝システム２１に通し、連結システム１１に配置されたタップ穴１７にねじ込んだ少なくとも一つのねじ２７によって行ってもよい。
【００４９】
連結システム１１は、更に、様々な図面に示すように、少なくとも一つの保持爪１５を含んでいてもよい。この保持爪１５は、図６に示すように、一つのエレメントに、更に具体的には一つ又は二つのバッテリー１００に当接するように配置される。これは、分枝システム２１を連結システムに固定するときに回転移動が起こらないようにするためである。
【００５０】
かくして、熱伝達流体の供給及び排出が一つの同じマニホールドで行われるため、及び連結システムが設けられているため、熱交換器の連結が簡単であり、特に熱管理デバイスが補足的分枝システムを含む場合、熱交換器の連結が更に簡単になるということは、明らかにわかる。
【符号の説明】
【００５１】
１      熱交換器
３      フラットチューブ
３ａ    第１周囲チューブ
３ｂ    第２周囲チューブ
５      熱伝達流体マニホールド
５ａ    近位部分
５ｂ    遠位部分
７      スクリーン
９      カップリング
１１    連結システム
１３ａ  供給コネクタ
１３ｂ  排出コネクタ
１５    保持爪
２１    分枝システム
２３ａ  第１コネクタ
２３ｂ  第２コネクタ
２５ａ  供給チャンネル
２５ｂ  排出チャンネル
２７    ねじ
３１    端部
３３    予備位置決めスロット
【図１】
0006752557.tif 000002
【図２】
0006752557.tif 000003
【図３】
0006752557.tif 000004
【図４】
0006752557.tif 000005
【図５】
0006752557.tif 000006
【図６】
0006752557.tif 000007
【図７】
0006752557.tif 000008