具有内部歧管结构的热交换器
1.相关申请的交叉引用
2.本技术要求于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
3.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：

4.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。
5.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。
6.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。
7.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。
8.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。
9.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。
10.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。
11.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。


技术实现要素：

12.根据本公开的一个方面，提供一种热交换器，该热交换器包括：第一板，其具有内表面和外表面；第二板，其具有内表面和外表面，其中，第一板和第二板设置成它们的内表面彼此相对地面对，并且它们的内表面的一些部分彼此间隔开。歧管区域，该歧管区域被封围在第一板和第二板之间，并且设置在内表面的彼此间隔开的部分之间，用于接收进入的传热流体；主流体流动区域，该主流体流动区域被封围在第一板和第二板之间，并且设置在内表面的彼此间隔开的部分之间，主流体流动区域构造成用于接收来自歧管区域的出口端的传热流体并且使所述传热流体传递通过热交换器；入口端口，该入口端口设置成与歧管区域的入口端流体连通，用于将传热流体供给至热交换器；以及出口端口，该出口端口设置成与主流体流动区域流体连通，用于从热交换器排放传热流体；其中：歧管区域包括至少一个旁通端口/开口，用于在歧管区域内位于歧管区域出口端上游的位置、在歧管区域和主流体流动区域之间建立流体连通。
附图说明
13.现在将通过示范的方式参考示出本技术的示范实施例的附图，并且附图中：
14.图1是电池热交换器的立体图，其中多个电池单体支承在其上表面上；
15.图2是图1的电池热交换器和电池单体的分解立体图；
16.图3是根据本公开的示范实施例的电池热交换器的立体图；
17.图4是图3的电池热交换器的分解立体图；
18.图5是图3的电池热交换器的底板的俯视立体图；
19.图6是图5的电池热交换器的底板的俯视平面图，包括示意性的流动方向箭头；以及
20.图7是热交换器的第一板的俯视立体图。
21.类似的附图标记可在不同的附图中使用来表示类似的部件。
具体实施方式
22.本文所述的热交换器通常是具有相对的外表面的大体平坦的平面流体承载板，至少一个外表面适于与bev或hev的可再充电电池的一个或多个电池单体和/或电池模块热接触。
23.在图1至图7中示出了根据本公开的示范实施例的热交换器10。热交换器10包括第
一板12和第二板18，第一板12具有内表面14和外表面16，第二板18具有内表面20和外表面22。在本主题的示范实施例中，热交换器10是“冷板”热交换器，其中，第一板12的外表面16提供平坦表面，一个或多个电池单体2和/或电池模块4支承在该平坦表面上。
24.第一板12和第二板18可以由铝或其合金构成，并且可以通过在铜焊炉中铜焊(brazing，亦可作“钎焊”)而结合在一起。尽管第一板12和第二板18被示出为具有相同或相似的厚度，但是第一板12和第二板18可以具有不同的厚度，这取决于热交换器10的特定结构和/或预期应用。
25.图1和图2示意性地示出了电池模块4，该电池模块4包括例如支撑在热交换器10的第一板12的外表面16上的四个棱柱形电池单体。每个电池单体2具有多个矩形表面，包括顶表面3、底表面5、成对相对的侧表面7和成对相对的端表面9。底表面5与热交换器10的第一板12的外表面16热接触。尽管未示出，但电池单体2电连接在一起，并且电池模块4电连接至车辆电池的其它电池模块。此外，支承在热交换器10上的电池单体2和电池模块4的数量和布置可以与所示的不同。因此，应当理解，本公开的内容不旨在限制于包括有四个棱柱形电池单体2的单个电池模块4，并且电池模块和电池单体2的其它构造都在本公开的范围内考虑。例如，在一些实施例中，电池单体2可以被安装在电池盒或壳体(未示出)内，该电池盒随后被支撑在热交换器10的第一板12的外表面16上，与第一板12的外表面16热接触。
26.在第一板12的外表面16和电池单体2的底表面5之间设置热界面材料(tim)的薄层11，以增强热交换器10和电池单体2之间的热接触。在图2中示意性地示出了热界面层11。在一些实施例中，例如，tim11可以包括导热的油脂、蜡或金属材料。
27.现在参考图5和图6，示出了热交换器10的第二板18的实施例。在一些实施例中，例如，第二板18例如通过冲压(stamping)、拉伸(drawing)或模制而定形，使得其具有总体上平坦且平面的基部分24，该基部分24在所有侧部上都被从基部分24延伸至平面或基本上平面的凸缘28的凸起的周缘侧壁26围绕，凸缘28在第二板18的内表面20上限定平面周缘密封表面30。
28.为了组装热交换器10，第一板12和第二板18以配合关系设置，使得第一板12和第二板18密封地结合在一起，并且它们的内表面14、20设置成相对面向彼此，使得第二板18的平面的周缘密封表面30被密封地结合至第一板12的内表面上的对应的平面的周缘密封表面32。第一板12和第二板18呈它们的配合关系的设置还具有的效果是，使第二板18的内表面20的部分与第一板12的内表面14间隔开。更具体地，第一板12和第二板18呈它们的配合关系的设置使得内表面14、20的被设置在各个密封表面32、30内侧的部分彼此间隔开。在一些实施例中，例如，当第一板12和第二板18呈它们的配合、面对面的关系设置时，第二板18的大体平坦且平面的基部分24的一些部分与第一板12的内表面14间隔开。
29.平面的基部分24包括歧管区域40和主流体流动区域42。歧管肋44向上延伸出大体上平坦且平面的基部分24的平面，并且限定将歧管区域40与热交换器10的主流体流动区域42分离的流体屏障。在一些实施例中，例如，歧管肋44平行或大体上平行于热交换器10的中心纵向轴线x-x，并且其在第二板18的相对的第一端46和第二端48之间延伸。歧管区域40因此沿着热交换器10的侧边缘50、52之一纵向地延伸。在图1至图7所示的示范实施例中，在图3至图6中最清楚地示出，歧管区域40沿着热交换器10的前侧边缘50延伸。
30.在一些实施例中，例如，歧管区域40是热交换器10的入口区域，构造成用于接收进
入的热交换流体，而主流体流动区域42是热交换器10的出口区域，构造成用于从热交换器10的入口区域的歧管区域40到热交换器出口端口82来传递热交换流体。
31.在一些实施例中，例如，歧管肋44包括歧管肋部分44(1)、44(2)、44(3)，它们沿着纵向轴线x1-x1延伸，纵向轴线x1-x1将歧管区域40与主流体流动区域动分开，并且平行于或基本平行于热交换器10的中心纵向轴线x-x延伸，歧管肋部分44(1)、44(2)、44(3)通过由限定旁通端口54的间隙部分或开口而沿纵向轴线x1-x1彼此间隔开。在本主题的示范实施例中，歧管肋44包括从周缘侧壁26的沿着热交换器10的端部之一46延伸的一部分延伸的第一歧管肋部分44(1)，使得第一歧管肋44(1)的第一端45与周缘侧壁26的该部分合并并且终止于自由的第二端47，该第二端47在相对于周缘侧壁26的、由热交换器板限定的、敞开的内部空间内向内设置。第二歧管肋部分44(2)在自由的第一端49和自由的第二端51之间纵向地延伸，第一端49通过第一旁通端口54而与第一歧管肋部分44(1)的第二端47间隔开。第三歧管肋部分44(3)在自由的第一端53和自由的第二端55之间纵向延伸，第一端53通过第二旁通端口54而与第二歧管肋部分44(2)的第二端51间隔开，第二端55与周缘侧壁26的限定热交换器10的第二相对端48的部分间隔开。每个歧管肋部分44(1)、44(2)、44(3)向上延伸出第二板18的大体上平坦且平面的基部分24的平面足够的高，使得每个歧管肋部分44(i)的上表面限定歧管肋密封表面56，在一些实施例中，该歧管肋密封表面56与第二板18的平面凸缘28的密封表面共面或基本共面。在一些实施例中，例如，歧管肋密封表面56是大体平坦且平面的表面，而在其它实施例中，例如，歧管肋密封表面56可以是略微圆钝的。歧管肋44或构成歧管肋44的歧管肋部分44(1)、44(2)、44(3)可限定歧管肋密封表面56，使得当第一板12设置在第二板18的顶部上时，第一板12的内表面设置成与歧管肋密封表面56以及与由平面凸缘28限定的密封表面密封接合，该密封接合限定热交换器10的歧管区域40和主流体流动区域42。
32.在本主题的示范实施例中，歧管区域40包括设置在歧管肋44和周缘侧壁26中间的分流肋58，该部分周缘侧壁26可限定热交换器10的对应的侧边缘50或称前侧边缘50。分流肋58大体上是直的，平行于或基本平行于热交换器10的歧管肋44和侧边缘50延伸，并且平行于或基本平行于热交换器10的中心纵向轴线xx以及相对于歧管肋44的纵向轴线x1-x1延伸。分流肋58在第一端60和第二端62之间延伸，第一端60和第二端62中的每一个与限定热交换器10的相应端46、48的周缘侧壁26的相应部分间隔开。分流肋58在歧管区域40内限定第一和第二(或称外部和内部)歧管流体分配通道64、66。因此，在本主题的示范实施例中，进入的传热流体经由入口端口进入热交换器，并且从歧管入口端65到歧管出口端67沿着第一歧管流体分配通道64和第二歧管流体分配通道66行进，歧管入口端65设置在热交换器的第一端46处，歧管出口端67设置在歧管区域40的一端处，该一端设置在热交换器10的第二端48处，在歧管出口端67处，流体从歧管区域40离开并且从歧管区域40过渡到热交换器10的主流体流动区域42。热交换流体随后穿过主流体流动区域42行进至热交换器出口。
33.主流体流动区域42包括多个间隔开的流体障碍肋或挡板肋70，其限定(与第一板或盖板12的内表面14相结合)多个流体流动通路部分72(i)，这些流体流动通路部分72(i)一起限定穿过热交换器10的主流体流动区域42的流体流动通路72。流体障碍肋70向上延伸出大体上平坦且平面的基部分24的平面并且足够的高，使得流体障碍肋70的上表面可限定与第二板18的平面凸缘28的密封表面30共面或基本共面的密封表面。因此，在组装的热交
换器10中，当第一板12和第二板18呈它们的配合面、面对面的关系设置时，流体障碍肋70的密封表面被密封地结合至第一板或盖板12的内表面14。流体障碍肋70被设置成使得它们横向于或基本横向于热交换器10的中心纵向轴线x-x延伸，同时沿平行于或基本平行于热交换器10的中心纵向轴线x-x的轴线以预定间隔彼此间隔开。
34.为了获得穿过热交换器10的多通道折返型(multi-pass,switch-back-style)流动路径，多个流体障碍肋70也沿着平行于或基本平行于热交换器10的中心纵向轴线x-x的轴线相对于彼此交错或偏移开，使得多个流体障碍肋70中的一些从第一端71到自由的第二端73横向于中心纵向轴线x-x延伸，第一端71与歧管肋部分44(i)之一合并，第二端73设置在主流体流动区域42内但是与形成热交换器10的侧边缘的周缘侧壁26间隔开，而多个流体障碍肋70中的其它那些从第一端74到自由的第二端75横向于热交换器10的中心纵向轴线x-x延伸，第一端74设置成靠近形成第二板18的相对侧边缘52的周缘侧壁26但与之间隔开，第二端75设置在流体流动区域42内，但是与歧管肋44间隔开预定距离dl。
35.因此，在一些实施例中，例如，多个流体障碍肋可包括具有第一端和第二端的第一组流体障碍肋，这里的第一端与歧管肋的一部分合并，第二端与第二板18的周缘侧壁26的对应部分间隔开，周缘侧壁26的对应部分限定热交换器的与歧管区域40相对的热交换器的侧边缘，以及，具有第一端和第二端的第二组流体障碍肋，这里的第一端设置成靠近第二板18的周缘侧壁26，该部分周缘侧壁26限定热交换器10的与歧管区域40相对的热交换器的侧边缘，并且第二端与歧管肋44间隔开，其中，第一组流体障碍肋与第二组流体障碍肋在整个热交换器10的主流体流动区域42上交替，限定多通道流体流动通路72。
36.在一些实施例中，例如，流体隔离肋70的自由的第二端75与歧管肋44间隔开的预定距离d1，或者流体隔离肋70的自由的第二端73与周缘侧壁26间隔开的预定距离d1为至少最小距离为10mm到至少最大距离为约60mm，周缘侧壁26形成第二板18的与歧管区域40相对的侧边缘52。在一些实施例中，例如，流体隔离肋70的自由的第二端75与歧管肋44间隔开，或者与周缘侧壁26间隔开的预定距离d1可以在最小距离为至少10mm到最大距离为至少60mm的范围里变化，周缘侧壁26形成第二板18的与歧管区域40相对的侧边缘52。
37.在一些实施例中，例如，流体障碍肋70沿着平行于或基本平行于热交换器10的中心纵向轴线x-x的轴线而与彼此间隔开的预定距离d2为最小距离75mm到最大距离约115mm的范围内。在一些实施例中，例如，流体障碍肋70沿着平行于或基本平行于热交换器10的中心纵向轴线x-x的轴线而与彼此间隔开的预定距离d2可以变化，其中，流体障碍肋70中的一些沿着平行于或基本平行于热交换器10的中心纵向轴线x-x的轴线而与彼此间隔开约115mm的距离，而流体障碍肋70中的其它那些则沿着平行于或基本平行于热交换器10的中心纵向轴线x-x的轴线而与彼此间隔开约75mm的距离。在一些实施例中，最外的流体障碍肋70与限定第二板18的端边缘46、48的周缘侧壁26间隔开约75mm的距离，而设置在两个最外的流体障碍肋70之间的流体障碍肋70沿着平行于或基本平行于热交换器10的中心纵向轴线x-x的轴线而与彼此间隔开约115mm的距离。
38.如图1至图7中所示，热交换器10在热交换器10的主流体流动区域42内可限定多通道流动路径。因此，在一些实施例中，例如，流体流动通路72包括多个流体流动通路部分72(i)(通常以附图标记72(i)指代，其中“i”表示指示这些流体流动通路部分的特定一个的整数)，其中，该多个流体流动通路部分72(i)包括与歧管区域40的出口端67流体连通的第一
流体流动通路部分，第一流体流动通路部分72(1)限定第一流体流动通路部分的宽度。多个流体流动通路部分72(i)的最后一个(或者例如流体流动通路部分72(5))与热交换器10的出口端口82流体连通，其中多个流体流动通路部分72(i)的最后一个可限定最后的流体流动通路部分的宽度。一个或多个中间流体流动通路部分，例如被设置在第一流体流动通路部分72(1)和最后流体流动通路部分72(5)之间的流体流动通路部分72(2)至72(4)，被布置在第一流体通路部分72(1)和最后流体通路部分72(5)之间，该一个或多个中间流体流动通路部分，例如流体通路部分72(2)至72(4)的每一个限定中间流体通路部分宽度，其中第一流体流动通路部分宽度小于最后流体流动通路部分宽度并且小于中间流体通路部分宽度中的每一个。
39.在一些实施例中，例如，中间流体通路部分宽度是相同的。
40.在一些实施例中，例如，最后流体流动通路宽度大于第一流体流动通路部分宽度并且小于中间流体通路部分宽度中的每一个。
41.在一些实施例中，例如，热交换器10具有总长度，并且第一流体流动通路部分宽度在热交换器10的总长度的大约10％至20％之间。
42.在一些实施例中，例如，第一流体流动通路部分宽度小于热交换器的总长度的15％。
43.在一些实施例中，例如，第一流体流动通路部分宽度小于或等于75mm。
44.在一些实施例中，例如，中间流体流动通路部分宽度为至少115mm。
45.在一些实施例中，例如，第二板18的主流体流动区域42包括多个表面突出部76，这些表面突出部76突伸出形成流体流动区域42的第二板18的大体平坦且平面的基部分24的表面或平面。在一些实施例中，表面突出部76包括分配在主流体流动区域42的流体流动通路部分72(i)的每一个的表面上的多个凹窝(dimple)。在一些实施例中，例如，表面突出部76延伸出大体上平坦且平面的基部分24的平面一定高度，使得当第一板12和第二板18呈它们的配合、面对面关系设置时突出部的每一个的上表面与热交换器10的第一板12(或盖板)的内表面共面或基本共面。因此，在一些实施例中，表面突出部的上表面与第一板12的内表面14之间的表面接触在流体流动通路部分72(i)的区域中对热交换器10提供结构支撑，在该处，第一板12跨越间隔开的流动阻挡肋70之间的区域。
46.热交换器10进一步包括入口端口80和出口端口82。在本主题的示范实施例中，入口端口80和出口端口82设置在热交换器10的第一端46处，并且入口端口80与热交换器10的歧管区域40流体连通，而出口端口82与热交换器10的主流体流动区域42流体连通。入口端口80构造成将传热流体供应至热交换器10的歧管区域40，而出口端口82构造成从热交换器10的主流体流动区域42排放传热流体。入口端口80和出口端口82各自包括在第一板12中的对应的小孔84、86，它们位于平面周缘密封表面32的内侧。由于穿过热交换器10的特定的流体流动路径或流动构造的缘故，入口端口80和出口端口82两者都定位成：沿着第一板12的边缘之一，并且靠近热交换器10的第一端46。
47.在一些实施例中，例如，热交换器10的第二板18包括对应的入口突出部85和出口突出部87，它们从第二板18的端部边缘沿平行于或基本平行于热交换器10的中心纵向轴线x-x的方向向外突出。入口突出部85和出口突出部87与第二板18的大体上平坦且平面的基部分24、周缘侧壁26和周缘密封表面30连续，并且形成第二板18的周缘的一部分。对应的入
口突出部88和出口突出部89从第一板12的端部边缘在平行于或基本平行于热交换器10的中心纵向轴线x-x的方向上向外突出，使得当第一板12设置成与第二板18呈配合的面对面关系时，第一板12上的入口突出部88和出口突出部89覆盖第二板18上的对应的入口突出部85和出口突出部87，并且第二板的周缘密封表面30密封地接合第一板12的内表面14的周缘密封表面32。在本主题的示范实施例中，小孔84、86定位在第一板12的入口突出部88和出口突出部89内，设置成相对于周缘密封表面30向内。
48.在一些实施例中，例如，入口端口80设置有管状入口配件90，并且出口端口82设置有管状出口配件92，配件90、92从第一板12的外表面16向上突出，以在热交换器10的歧管区域40和主流体流动区域42与车辆的流体循环系统(未示出)之间提供流动连通。端口80、82和配件90、92定位在第一板12的外表面16上的由电池单体2或电池模块4所占据的区域的外部，并且紧邻之。因此，通过使入口端口80和出口端口82以及配件90、92定位在第一板12和第二板18上的对应的入口突出部和出口突出部85、87、88、89内，这使得第一板12的外表面16的主要部分或大部分没有对在其上支撑电池单体2或电池模块4的障碍物。此外，通过使入口端口80和出口端口82以及配件90、92定位在第一板12和第二板18上的对应的入口突出部和出口突出部85、87、88、89内，在第一板12的外表面16的主要部分或大部分由电池单体2或电池模块4占据的区域外部，以及通过使将进入的传热流体分配至热交换器10的被封闭在第一板12和第二板18内的流体流动通路72中的歧管区域40，可减少热交换器10的总体包装空间，这与具有安装在热交换器10的第一板的外表面16上的外部歧管结构相反，例如在2015年12月17日提交的共同拥有的美国专利申请号14/972,463描述了后一种情况，该专利申请的内容通过引用并入本文。此外，可获得第一板12的更大的外表面16来与电池单体2或电池模块4接触，这是因为电池单体2或电池模块4现在可以在整个内部歧管区域40以及主流体流动区域42上延伸，而在这种类型的更常规的热交换器中使用的外部歧管结构通常要占据第一板12的外表面16的一部分。
49.尽管在本主题的示范实施例中入口配件90和出口配件92被示出为从第一板12的外表面16向上突出，但是应当理解，在其它实施例中，入口配件90和出口配件92可以从第二板18的外表面22向下突出。同样，尽管入口端口80和出口端口82已经示出为在热交换器10的一端处定位成邻近于彼此，但是应当理解，入口端口80和出口端口82的具体位置将取决于整个热交换器10的特定流体流动路径或流动构造。因此，应当理解，本公开不旨在被入口端口80和出口端口82或配件90的特定定向和/或位置限制
50.现在参考图5和图6，下文将更详细地描述多通道流动路径和热交换器的整体操作。热交换器10构造成多通道热交换器，其限定传热流体穿过流体流动通路72的转向或蜿蜒的流动图案，流体流动通路72由热交换器10的主流体流动区域42限定。更具体地，传热流体将通过入口端口80进入热交换器10，并且将在被排放到热交换器10的主流体流动区域42中之前行进通过歧管区域40。在歧管区域40内，传热流体将被分配至歧管区域40的第一歧管流体分配通道64和第二歧管流体分配通道66两者。流过第一或外部歧管流体分配通道64的传热流体将被引导热交换器10的第二端48和歧管区域40的出口端67，在该处,其将通过歧管区域出口57从歧管区域40过渡到热交换器的主流体流动区域42的第一流体流动通路部分72(1)。
51.如上所述，通过入口端口80进入热交换器10的一些传热流体将通过第二或内部歧
管流体分配通道66分配到歧管区域40的出口端67并且将朝向歧管区域40的出口端67行进。行进通过第二歧管流体分配通道66的传热流体有机会通过一个或多个间隙部分或旁通端口54以及通过设置在歧管肋44中的歧管区域出口端口57而从热交换器10的歧管区域40过渡到主流体流动区域42。因此，进入歧管区域40并且行进经过第二或内部歧管分配通道66的传热流体中的一些将穿过第一旁通端口54，与从主流体流动区域42的第四流体流动通路部分72(4)流出的传热流体混合，并且将行进到第五流体流动通路部分72(5)上，通过热交换器出口排放。类似地，进入歧管区域40并且行进通过第二或内部歧管分配通道66的传热流体中的一些将穿过第二旁通端口54，与从第二流体流动通路部分72(2)流动至第三流体流动通路部分72(3)的传热流体混合，该流体混合物将继续通过流体流动路径去至热交换器10的出口。最后，进入歧管区域40的传热流体中的一些将沿着歧管区域40的第二歧管通道一路行进，并且将与已经沿着第一或外部流体分配通道64行进的流体一起通过设置在歧管区域40的出口端67处的歧管区域出口57而从歧管区域40过渡到主流体流动区域42的第一流体流动通路部分72(1)。
52.在一些实施例中，例如，旁通端口54的每一个的最小长度为至少10mm且最大长度为25mm，这是沿着平行于或基本平行于热交换器的中心纵向轴线的轴线测量的。
53.在操作中，在本主题的示范实施例中，通过入口端口80进入热交换器10的传热流体中的大部分将沿着第一歧管流体分配通道64和第二歧管流体分配通道66一路行进，经由歧管区域40的出口端67处的歧管区域出口57去至第一流体流动通路部分72(1)，而进入的流体的仅一小部分将通过旁通端口54从歧管区域40过渡到主流体流动区域42。离开歧管区域40并且通过歧管区域出口57进入主流体流动区域42的传热流体将沿着第一流体流动通路部分72(1)在大体上横向于热交换器10的中心纵向轴线x-x的第一方向上行进，并且将穿过设置在第一流体障碍肋70(1)的自由端和限定主流体流动区域42的侧边缘的周缘侧壁26的一部分之间的第一转向区78(1)而从第一流体流动通路部分72(1)过渡到第二流体流动通路部分72(2)。一旦通过第一转向区78(1)，则传热流体将沿着第二流体流动通路部分72(2)沿大体上横向于热交换器10的中心纵向轴线x-x并且与穿过第一流体流动通路部分72(1)的第一方向相反的第二方向行进，并且将通过第二转向区78(2)从第二流体流动通路部分72(2)过渡到第三流体流动通路部分72(3)，第二转向区78(2)形成在第二流体障碍肋70(2)的自由的第二端和第三歧管肋部分44(3)的与第二流体障碍肋70(2)相对的部分之间。一旦通过第二转向区78(2)，则传热流体将沿着第三流体流动通路部分72(3)在与第一流体流动通路部分72(1)中相同的第一方向上行进，然后转向180度通过第三转向区78(3)，第三转向区78(3)形成在在第三流体障碍肋70(3)的自由的第二端与形成第二板18的侧边缘52的周缘侧壁26之间。一旦通过第三转向区78(3)，则传热流体将在与第二流体流动通路部分72(2)相同的第二方向上沿着第四流体流动通路部分72(4)行进，然后转向180度通过第四转向区78(4)，第四转向区78(4)形成在第四流体障碍肋70(4)的第二端和第二歧管肋部分44(2)之间，并且进入第五流体流动通路部分72(5)。传热流体沿着第五流体流动通路部分72(5)在与第一流体通路部分72(1)和第三流体通路部分72(3)中相同的第一方向上行进，然后通过出口端口82离开热交换器。因此，应当理解，热交换器10包括流体流动通路72，其包括由转向区78(i)互连的多个流体流动通路部分72(i)，使得流过流体流动通路部分72(i)中的一个的传热流体与流过多个流体流动通路部分72(i)中的相邻一个的传热流体沿
相反的方向流动。
54.当传热流体流过流体流动通路部分72(i)，其从被设置成与热交换器10的第一板12的外表面16热接触的电池单体2吸收热量。因此，流过热交换器10的流体的温度将随着其通过各种流体流动通路部分72(i)从入口端口80流至出口端口82来吸收由电池单体2产生的热量而逐渐升高。因此，通常地，对于常规的多通道热交换器，第一流体流动路径径部分中的流体的温度将小于或低于在更下游的流体流动路径部分中流动的流体的温度，因此，总体的传热率在热交换器的整个表面上减小。这可导致在第一板12的外表面16和/或tim 11上测量的、在入口端口80和出口端口82之间的各个位置处的温差。通常，热交换器10的温度均匀性(t
最大-t
最小
)由在第一板12的外表面16和/或tim11上的不同点处测量的这些温差的大小来限定。在一些场合，例如，为了避免对电池单体2的负面影响，必须将热交换器10的温度均匀性维持在预定范围内。在一些实施例中，例如，热交换器10的温度均匀性必须维持在3度或更小。在一些实施例中，例如，在热交换器的不同部分内变化的流体流可以有助于降低整个热交换器的外表面的温差或者可以有助于减少单个电池或电池单体内的温度变化。
55.由于穿过热交换器10的特定的流动路径或流动构造，通过入口端口80进入热交换器10的传热流体通常将具有最低的温度，这是因为其尚未与被支撑在热交换器10的第一板的外表面16上的电池单体2形成传热关系。一旦传热流体行进通过歧管区域40，并且传热流体中的大部分被分配或输送至第一流体流动通路部分72(1)，则传热流体的温度将随着其流过各种流体流动通路部分72(2)至72(5)而逐渐升高，这是因为流体会从电池单体2吸取热量。因此，应当理解，流过最靠近热交换器的出口的流体流动通路部分72(i)中的最后一个(在该示范性实施例中为第五流体流动通路部分72(5))的传热流体的温度将具有最高温度，这是因为其穿过所有各种流体流动通路部分72(i)，在通过热交换器10最长的流动路径上从与热交换器10热接触的所有电池单体2吸取热量。
56.为了协助确保在热交换器10的外表面16上的和/或通过tim11的温差不至于达到会对与热交换器20热接触的电池单体2有害的程度，设置在歧管肋44中的间隙部分或旁通端口或开口54允许进入热交换器10的传热流体旁通过第二歧管流体分配通道66的至少一部分和多通道流体流动通路72的一部分，由此允许较冷或较低温度的传热流体与行进通过流体流动通路72的一些较后部分或更下游的流体流动通路部分的较温热的传热流体混合。更具体地，第一旁通开口54定位成靠近歧管区域40的入口端，并且允许进入的传热流体被引导至最后的或第五流体通路部分72(5)，在该处，其将与流动进入到最后或第五流体通路部分72(5)的传热流体混合，并且其效果是会使在热交换器10的该区域中流动的传热流体的整体温度降低。因此，进入热交换器10的一些最低温度的流体将被允许与行进通过最后流体流动通路部分72(5)的最温热的流体混合。
57.在本主题的示范实施例中，第二旁通开口54定位在歧管区域40内，比第一旁通开口更下游，并且用于将进入的传热流体中的一部分从歧管区域40的第二分配通道66大约在流体流动通路72的中间处引导到热交换器10的主流体流动区域42的流体流动通路72中。在一些实施例中，例如，第二旁通开口定位在歧管区域40内，从而将进入的传热流体引导到中间部分(或者在本主题示范实施例中为流体流动通路72的第三流体流动通路部分72(3))，效果是会使流过热交换器10的这部分的传热流体的总体温度降低。
58.为了当较低温度的旁通流通过旁通端口54从歧管区域40过渡到主流体流动区域
42时促进较低温度的旁通流与流过流体流动通路72的传热流体的混合，第一旁通开口和第二旁通开口54分别设置在对应的流体障碍肋70的略微下游，使得较低温度的旁通流在转向区78之一内进入流体流动通路72。因为流过流体流动通路72的传热流体会由于流体流动通路72在转向区78的这些区域或者区内的面积较小或减小而趋向于加速通过转向区78，因此将较低温度的传热流体从歧管区域40注射到转向区78中有助于确保较低温度的流体与较高温度的流体的更完全地混合，效果是与进入过渡区78的流体的温度相比，从该过渡区78通过流体流动通路的流体的总体温度降低。
59.因此，应当理解，旁通开口54相对于歧管肋44和流体流动通路部分72(i)的确切布置或位置可以根据用于特定的应用和/或基于被设置成与热交换器10热接触的电池单体2的类型所要求的热交换器10的特定热特性(thermal profile)而变化。旁通端口54相对于构成多程通道流体流动通路72的流体流动通路部分72的特定布置也可以根据电池单体2或电池模块4在热交换器10的外表面16上的特定布置而变化，以确保较低温度的进入的传热流体被允许旁通过歧管区域40的部分和总体流体流动路径72的部分，并且被引导至热交换器10的主流体流动区域42内的被发现具有增加的温度的区域，从而有助于在热交换器10的整个表面上提供更均匀的温度特性，并且有助于确保在热交换器表面上的各个区域从电池中去除足够的热量，以确保适当的电池性能并且维持电池寿命。
60.在一些实施例中，为了确保进入的传热流体被分配在热交换器10的整个主流体流动区域42上，各个流体流动通路部分72(i)的宽度可以变化，其效果是使流过流体流动通路72的特定部分的热传递流体的速度增加(或减少)，这取决于通过热交换器的期望的流动图案或者热交换器的期望的总体性能。在本主题的示范实施例中，第一流体流动通路部分72(1)的宽度是所有流体流动通路部分72(i)中最窄的，而最后一个或第五流体流动通路部分72(5)的宽度是其余的流体流动通路部分72(i)中的第二最窄的。在本主题的示范实施例中，设置在最外的流体流动通路部分之间的三个内部的流体流动通路部分具有相同的宽度，该宽度大于两个最外的流体流动通路部分72(1)、72(5)的宽度。
61.因此，应当理解，热交换器10的主流体流动区域42内的流体流动通路部分72(i)和转向区78(i)的各个宽度和总体尺寸可以基于特定电池组或单元的特定传热要求、和/或电池单体2在热交换器10的外表面上的特定布置，而在各种流体流动通路部分72(i)和转向区78之间变化和/或不同。同样，可以调整旁通端口54相对于流体流动通路部分72(i)的特定布置和形成旁通端口54的开口的特定尺寸，以确保适当的较低温度的传热流体的量被允许与通过热交换器10的不同区域的较高温度的传热流体混合。因此，在一些实施例中，热交换器包括歧管区域10，歧管区域10具有至少一个旁通端口54，用于在歧管区域40和主流体流动区域42之间、在歧管区域40内的位于歧管区域40的出口端67的上游的位置处建立流体连通。
62.尽管本文描述的热交换器是冷板，但是应当理解，ice板式热交换器也被认为在本公开的范围内。在这方面，例如，ice板式热交换器可以由如上所述的以背对背关系设置的两个镜像的热交换器10构成。
63.虽然已经结合本公开描述了各种实施例，但是应该理解，可以在本公开的范围内对所描述的示范性实施例进行某些改变和修改。因此，以上讨论的实施例被认为是说明性的而非限制性的。