换热器、新能源汽车热泵系统及新能源汽车的制作方法

1.本实用新型涉及汽车空调技术领域，尤其涉及一种换热器、新能源汽车热泵系统及新能源汽车。


背景技术：

2.汽车上的换热器(又称冷凝器)通常设置于靠近车头的进风口处，用于制冷剂的换热。
3.目前，新能源汽车为了降低风阻，将进风口面积设计较小，一般都不足燃油车的1/3。使得换热器的换热效率相对下降，同时又因增加了给电池系统进行降温，导致换热器的负荷较燃油车有所提升，并导致空调系统制冷制热不良，进而影响整车舒适性。


技术实现要素：

4.基于此，本实用新型提供一种换热器、新能源汽车热泵系统及新能源汽车，换热器上扁管的倾斜设置使得正迎风面积增大，并将进风口处小口面的风朝后方大口面的方向输送，增大了热扩散范围，进而提升了换热的效率或性能。
5.第一方面，本实用新型提供一种换热器，应用于新能源汽车，包括：第一集流管、第二集流管、第一扁管组和第二扁管组，第一扁管组和第二扁管组沿第一集流管的上部至第一集流管的下部依次排布；
6.第一扁管组包括多个第一扁管，第二扁管组包括多个第二扁管，第一集流管和第二集流管通过第一扁管连通，第一集流管和第二集流管通过第二扁管连通，且各第一扁管和第二扁管沿第一集流管或第二集流管的延伸方向间隔设置；
7.各第一扁管朝向第一集流管的上部倾斜设置，相邻两个第一扁管之间形成第一换热风道；相邻两个第二扁管之间形成第二换热风道。
8.在一种可能的设计中，各第一扁管与水平面之间的夹角为13
°
～20
°
。
9.在一种可能的设计中，各第一扁管与水平面之间的夹角由第二扁管组至第一集流管的上部依次逐渐增加；
10.或者，各第一扁管的倾斜角度相同。
11.在一种可能的设计中，各第二扁管与水平面平行。
12.在一种可能的设计中，各第二扁管朝向第一集流管的下部倾斜设置。
13.在一种可能的设计中，各第二扁管与水平面之间的夹角为13
°
～20
°
。
14.在一种可能的设计中，各第二扁管与水平面之间的夹角由第一扁管组至第一集流管的下部依次逐渐增加；
15.或者，各第二扁管的倾斜角度相同。
16.在一种可能的设计中，相邻两个第一扁管和相邻两个第二扁管中的至少一者之间设有翅片。
17.第二方面，本实用新型还提供一种新能源汽车热泵系统，包括第一方面中提供的
任意一种可能的换热器，以及压缩机和蒸发器，换热器的出口与蒸发器的入口连通，蒸发器的出口与压缩机的入口连通，压缩机的出口与换热器的入口连通。
18.第三方面，本实用新型还提供一种新能源汽车，包括第一方面中提供的任意一种可能的换热器。
19.本实用新型提供一种换热器、新能源汽车热泵系统及新能源汽车，该换热器应用于新能源汽车。该换热器包括：第一集流管、第二集流管、第一扁管组和第二扁管组。其中，第一扁管组和第二扁管组沿第一集流管的上部至第一集流管的下部依次排布；第一扁管组包括多个第一扁管，第二扁管组包括多个第二扁管，第一集流管和第二集流管通过第一扁管连通，第一集流管和第二集流管通过第二扁管连通，且各第一扁管和第二扁管沿第一集流管或第二集流管的延伸方向间隔设置；各第一扁管朝向第一集流管的上部倾斜设置，相邻两个第一扁管之间形成第一换热风道；相邻两个第二扁管之间形成第二换热风道。由此，换热器上扁管的倾斜设置使得正迎风面积增大，并将进风口处小口面的风朝后方大口面的方向输送，增大了热扩散范围，进而提升了换热的效率或性能。
附图说明
20.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
21.图1为本实用新型实施例提供的一种应用场景示意图；
22.图2为本实用新型实施例提供的换热器的主视结构示意图；
23.图3为图2中a-a剖面结构示意图；
24.图4为图3中b处局部放大结构示意图；
25.图5为图3中c处局部放大结构示意图；
26.图6为本实用新型实施例提供的第一扁管组与第二扁管组的一种排布结构示意图；
27.图7为本实用新型实施例提供的第一扁管组与第二扁管组的另一种排布结构示意图。
28.附图标记：
29.10：换热器；
30.11：换热器出口；
31.12：换热器入口；
32.20：新能源汽车；
33.30：进风口；
34.100：第一集流管；
35.200：第二集流管；
36.300：第一扁管组；
37.310：第一扁管；
38.320：第一换热风道；
39.400：第二扁管组；
40.410：第二扁管；
41.420：第二换热风道。
具体实施方式
42.这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本实用新型相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本实用新型的一些方面相一致的方法和装置的例子。
43.本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本实用新型的实施例例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
44.现有汽车上的换热器(又称冷凝器)通常设置于靠近车头的进风口处，用于制冷剂的换热。
45.目前，新能源汽车为了降低风阻，将进风口面积设计较小，一般都不足燃油车的1/3。也就是说，一般家用新能源车型在车身设计成流线型的前提下，再将进风口处的口面更小，来进一步减小行进时的风阻。使得换热器的换热效率相对下降，但新能源车型空调系统性能要求并未降低，同时又因增加了给电池系统进行降温，导致换热器的负荷较燃油车有所提升。由于进风口面积的减小，换热器的换热效果变差，也导致空调系统制冷制热不良，进而影响整车舒适性。
46.针对现有技术中存在的上述问题，本实用新型提供一种换热器、新能源汽车热泵系统及新能源汽车。本实用新型提供的换热器的发明构思在于：通过换热器上扁管的倾斜设置使得正迎风面积增大，并将进风口处小口面的风朝后方大口面的方向输送，增大了热扩散范围，进而提升了换热的效率或性能。
47.以下，对本实用新型实施例的示例性应用场景进行介绍。
48.图1为实用新型实施例提供的一种应用场景示意图，如图1所示，本实用新型提供的换热器10可以应用于新能源汽车20，换热器10安装于新能源汽车20车头的进风口30(即进风格栅)后方位置，对于换热器10与进风口30处的具体位置，如横向、竖向距离等，都可以根据不同车型再做适应性调整，例如，换热器10中部位置可以对准进风口30处，本实施例中不作过多限制。其中，换热器10可以通过管路与新能源汽车20内的各组件得以连接，从而形成换热回路。例如，换热器10的入口与压缩机的出口连接，换热器10的出口与蒸发器的入口连接，而蒸发器的出口又与压缩机的入口连接以形成换热回路。
49.本实用新型实施例提供的换热器10，其中，通过换热器10上倾斜设置的扁管300，增大了正迎风面积，并将进风口30处小口面的风朝后方的大口面方向输送，增大了热扩散范围，进而提升换热器10的效率或性能。
50.下面以具体地实施例对本实用新型的技术方案进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例不再赘述。
51.图2为本实用新型实施例提供的换热器的结构示意图。图3为图2中a-a剖面结构示意图。图4为图3中b处局部放大结构示意图。图5为图3中c处局部放大结构示意图。本实用新型实施例提供的换热器10，应用于新能源汽车20，参照图2所示，该换热器10包括：第一集流管100、第二集流管200、第一扁管组300和第二扁管组400。第一扁管组300和第二扁管组400沿第一集流管100的上部至第一集流管100的下部依次排布。
52.参照图3-5所示，第一扁管组300包括多个第一扁管310，第二扁管组400包括多个第二扁管410，第一集流管100和第二集流管200通过第一扁管310连通，第一集流管100和第二集流管200通过第二扁管410连通，且各第一扁管310和第二扁管410沿第一集流管100或第二集流管200的延伸方向间隔设置。
53.其中，第一集流管100和第二集流管200可以为中空的管状结构，如圆管、方管等结构，用于对液态或气态制冷剂进行分配、收集控制。第一集流管100与第二集流管200可以平行且沿竖向设置。其中，第一集流管100与第二集流管200中至少一者的上部用于与制冷剂供给管连通，至少一者的下部用于与制冷剂排出管连通。示例性的，图2中所示，在第一集流管100的下部设有换热器出口11，换热器出口11用于与制冷剂排出管连通，在第二集流管200的上部设有换热器入口12，用于与制冷剂供给管连通。
54.第一扁管组300中的若干个第一扁管310可以沿第一集流管100或第二集流管200的上部至下部方向间隔设置，各第一扁管310的延伸方向可以与水平面平行布置。第二扁管组400位于第一扁管组300的下方位置，第二扁管组400中的若干个第二扁管410也可以沿第一集流管100或第二集流管200的上部至下部方向间隔设置，各第二扁管410的延伸方向也可以与水平面平行布置。这样，就形成了所谓的平行流式换热器10。
55.示例性的，第一扁管310、第二扁管410可以由铝或者铝合金材料挤压成型。第一扁管310、第二扁管410的截面可以呈长圆状或者矩形状，图中未示出。另外，第一扁管310、第二扁管410的上表面以及下表面为平整面。第一扁管310、第二扁管410的外部尺寸可以从厚度1.1～3.0mm、宽度6～20mm的范围内酌情设定。而且，第一扁管310、第二扁管410既可以是在其内部具有一条制冷剂流路的单孔管，也可以是具有多条制冷剂流路的多孔管。多孔管中的制冷剂流路的数量例如可以为4～10条，具体条数不作限定。
56.本技术实施例中，第一集流管100和第二集流管200通过第一扁管310连通。这样，制冷剂就可以从第一集流管100经过第一扁管310流至第二集流管200中，也可以从第二集流管200经过第一扁管310流至第一集流管100中。第一集流管100和第二集流管200通过第二扁管410连通。这样，制冷剂也可以从第一集流管100经过第二扁管410流至第二集流管200中，也可以从第二集流管200经过第二扁管410流至第一集流管100中。
57.具体的，从制冷剂供给管供给的高温高压的制冷剂经换热器入口12流入第二集流管200内部，并被分配给第一扁管组300、第二扁管组400，分别经过其中的第一扁管310、第二扁管410后流至第一集流管100中，经换热器出口11的制冷剂再经由制冷剂排出管排出，以供接下来的蒸发器使用。
58.值得说明的是，为了增加制冷剂在换热器10中流过的行程，还可以在第一集流管100中设置第一转向部，以及在第二集流管200中设置第二转向部。这样，从制冷剂供给管供
给的高温高压的制冷剂经换热器入口12流入第二集流管200内上部，并被分配给第一扁管组300中的上部分第一扁管310，经过这上部分第一扁管310后的制冷剂流入第一集流管100内上部的第一转向部，并被分配给第一扁管组300中下部分第一扁管310，制冷剂在这下部分第一扁管310中流动的方向与制冷剂在上部分第一扁管310中流动的方向反向，此后，制冷剂再回到第二集流管200内下部，又在第二转向部作用下制冷剂再次转向被分配给第二扁管组400中的第二扁管410，从第二扁管410流至第一集流管100内下部，经换热器出口11的制冷剂再经由制冷剂排出管排出供蒸发器使用。也就是所谓的三流程设计，让制冷剂在换热器10中呈蛇形路径流动，以增大换热的行程，可以使得制冷剂得到更加充分的换热，效果更佳。
59.当然，也可以设计成更多的流程，即在第一集流管100中设置更多的第一转向部，以及在第二集流管200中设置更多的第二转向部。这样，就可以使得制冷剂在换热器10中更加充分的换热。
60.各第一扁管310朝向第一集流管100的上部倾斜设置，相邻两个第一扁管310之间形成第一换热风道320；相邻两个第二扁管410之间形成第二换热风道420。继续参照图3所示，图中平行箭头代表着的进风口30处的风向，各第一扁管310沿着车头至车尾并朝上的方向倾斜设置。这样，相对于沿与水平面平行设置的扁管而言，倾斜设置的第一扁管310就增大了正迎风面积，换热面更大。而且，可以理解的是，当进风口30处的风经过第一换热风道320、第二换热风道420中时，风被朝着后方更大口面的方向导向输送，增大了热扩散范围，也在一定程度上减小了风阻，加快了空气的流动，进风量也有一定程度的提升，进而提升了换热器10整体的换热效率或性能。
61.另外，由于第一扁管310是倾斜设计，在集流管直径相同或者换热器10扁管前后之间的距离(即厚薄)一致的前提下，倾斜的第一扁管310势必增加了宽度，热交换面积进一步得以增加，换热性能也进一步得到提升。例如，与水平面平行设置的扁管宽度为16mm,第一扁管310根据同水平面的夹角不同，若夹角为13
°
～20
°
范围时，则第一扁管310的宽度在16.4mm～17.0mm范围内变动。
62.本实用新型提供的换热器10，该换热器10应用于新能源汽车20。该换热器10包括：第一集流管100、第二集流管200、第一扁管组300和第二扁管组400。其中，第一扁管组300和第二扁管组400沿第一集流管100的上部至第一集流管100的下部依次排布；第一扁管组300包括多个第一扁管310，第二扁管组400包括多个第二扁管410，第一集流管100和第二集流管200通过第一扁管310连通，第一集流管100和第二集流管200通过第二扁管410连通，且各第一扁管310和第二扁管410沿第一集流管100或第二集流管200的延伸方向间隔设置；各第一扁管310朝向第一集流管100的上部倾斜设置，相邻两个第一扁管310之间形成第一换热风道320；相邻两个第二扁管410之间形成第二换热风道420。由此，换热器10上扁管的倾斜设置使得正迎风面积增大，并将进风口30处小口面的风朝后方大口面的方向输送，增大了热扩散范围，进而提升了换热的效率或性能。
63.如图6所示，图中给出了第一扁管组300与第二扁管组400的一种排布结构示意图，在一种可能的设计中，各第一扁管310与水平面之间的夹角为13
°
～20
°
。图6中虚线代表水平面，各第一扁管310中以第一扁管310的上表面与下表面之间的中性平面来计第一扁管310与水平面之间的夹角，夹角范围落在13
°
～20
°
范围内。这样，有利于第一扁管310的规范
化设计、加工等。
64.进一步地，各第一扁管310与水平面之间的夹角由第二扁管组400至第一集流管100的上部依次逐渐增加。示例性的，如图6所示，第一扁管组300中处于最下位置的第一扁管310与水平面的夹角θ
11
＝13
°
，往上θ
12
＝13.1
°
，θ
13
＝13.2
°
，
……
，那么最上位置的第一扁管310与水平面的夹角θ
1n
＝20
°
。这样，使得第一换热风道320从进口至出口方向的截面逐渐增大，更加有利于气流中的在第一换热风道320中的流动，换热效果更佳。
65.或者，各第一扁管310的倾斜角度相同。继续如图6所示，第一扁管组300中各第一扁管310与水平面的夹角θ
11
＝θ
12
＝θ
13
＝θ
1n
，并落在13
°
～20
°
范围内，具体角度可以根据实际安装中的实际位置进行设置，对此，本实施例不作限定。
66.继续如图6所示，在一种可能的设计中，各第二扁管410与水平面平行。这样，进风口30处的风可以经过各第二换热风道420后沿与水平面平行的方向吹向后方。
67.在另一种可能的设计中，如图7所示，图中示出了第一扁管组300与第二扁管组400的另一种排布结构示意图，各第二扁管410朝向第一集流管100的下部倾斜设置。各第二扁管410沿着车头至车尾并朝下的方向倾斜设置。这样，相对于沿与水平面平行设置的扁管而言，倾斜设置的第二扁管410同样增大了正迎风面积，换热面更大。而且，可以理解的是，当进风口30处的风经过第二换热风道420中时，风被向后下方引导，也即风被朝着后方更大口面的方向导向输送，进一步增大了热扩散范围，进而提升了换热器10整体的换热效率或性能。
68.进一步地，各第二扁管410与水平面之间的夹角为13
°
～20
°
。图7中虚线代表水平面，各第二扁管410中以第二扁管410的上表面与下表面之间的中性平面来计第二扁管410与水平面之间的夹角，夹角范围同样落在13
°
～20
°
范围内。这样，也有利于第二扁管410的规范化设计、加工等。
69.另外，在一种可能的设计中，各第二扁管410与水平面之间的夹角由第一扁管组300至第一集流管100的下部依次逐渐增加。示例性的，如图7所示，第二扁管组400中处于最上位置的第二扁管410与水平面的夹角θ
21
＝13
°
，往下θ
22
＝13.1
°
，θ
23
＝13.2
°
，
……
，那么最下位置的第二扁管410与水平面的夹角θ
2n
＝20
°
。这样，使得第二换热风道420从进口至出口方向的截面也逐渐增大，也更加有利于气流中的在第二换热风道420中的流动，换热效果更佳。
70.或者，各第二扁管410的倾斜角度相同。继续如图7所示，第二扁管组400中各第二扁管410与水平面的夹角θ
21
＝θ
22
＝θ
23
＝θ
2n
，并落在13
°
～20
°
范围内，具体角度可以根据实际安装中的实际位置进行设置，对此，本实施例不作限定。
71.本实用新型实施例提供的换热器10，在一种可能的设计中，相邻两个第一扁管310和相邻两个第二扁管410中的至少一者之间设有翅片。用于进一步增大第一换热风道320或第二换热风道420的换热面积，图中未示出，作为翅片，可以用由铝或者铝合金材料制成的波纹状翅片。翅片的板厚可以设为0.06～0.12mm，上下方向上的翅片的波高可以设为5～8mm。示例性的，翅片可以与相邻两个第一扁管310二者之一的上表面、二者另一下表面接合，例如通过钎焊进行接合。翅片也可以与相邻两个第二扁管410二者之一的上表面、二者另一下表面接合，也通过钎焊进行接合。
72.需要说明的是，翅片的具体规格可以根据实际相邻扁管之间的实际空间进行设
定，对此，本实施例不作限定。
73.本实用新型实施例还提供一种新能源汽车热泵系统，包括上述任一实施例提供的换热器10，还可以包括压缩机和蒸发器。其中，压缩机具体为空调压缩机。
74.换热器10的出口与蒸发器的入口连通，蒸发器的出口与压缩机的入口连通，压缩机的出口与换热器10的入口连通。这样，换热器10的出口将高温高压液态状的制冷剂输送给蒸发器，制冷剂在蒸发器中减压后形成气态状的制冷剂，减压过程中吸热，得以制冷，然后蒸发器又将气态状或液态状的制冷剂输送给压缩机，重新压缩并在换热器10中进行换热，如此循环工作。
75.需要说明的是，上述新能源汽车热泵系统中形成换热回路的各组件的具体规格可以根据实际工况中的实际需求设置，对此，本实施例不作限定。
76.本实用新型实施例还提供一种新能源汽车，包括上述任一实施例提供的换热器10。
77.本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的实用新型后，将容易想到本实用新型的其它实施方案。本实用新型旨在涵盖本实用新型的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本实用新型的一般性原理并包括本实用新型未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本实用新型的真正范围和精神由权利要求书指出。
78.应当理解的是，本实用新型并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本实用新型的范围仅由所附的权利要求书来限制。

技术特征：
1.一种换热器，应用于新能源汽车，其特征在于，包括：第一集流管、第二集流管、第一扁管组和第二扁管组，所述第一扁管组和所述第二扁管组沿所述第一集流管的上部至所述第一集流管的下部依次排布；所述第一扁管组包括多个第一扁管，所述第二扁管组包括多个第二扁管，所述第一集流管和所述第二集流管通过所述第一扁管连通，所述第一集流管和所述第二集流管通过所述第二扁管连通，且各所述第一扁管和所述第二扁管沿所述第一集流管或所述第二集流管的延伸方向间隔设置；各所述第一扁管朝向所述第一集流管的上部倾斜设置，相邻两个所述第一扁管之间形成第一换热风道；相邻两个所述第二扁管之间形成第二换热风道。2.根据权利要求1所述的换热器，其特征在于，各所述第一扁管与水平面之间的夹角为13
°
～20
°
。3.根据权利要求2所述的换热器，其特征在于，各所述第一扁管与水平面之间的夹角由所述第二扁管组至所述第一集流管的上部依次逐渐增加；或者，各所述第一扁管的倾斜角度相同。4.根据权利要求1所述的换热器，其特征在于，各所述第二扁管与水平面平行。5.根据权利要求1所述的换热器，其特征在于，各所述第二扁管朝向所述第一集流管的下部倾斜设置。6.根据权利要求5所述的换热器，其特征在于，各所述第二扁管与水平面之间的夹角为13
°
～20
°
。7.根据权利要求6所述的换热器，其特征在于，各所述第二扁管与水平面之间的夹角由所述第一扁管组至所述第一集流管的下部依次逐渐增加；或者，各所述第二扁管的倾斜角度相同。8.根据权利要求1至7任一项所述的换热器，其特征在于，相邻两个所述第一扁管和相邻两个所述第二扁管中的至少一者之间设有翅片。9.一种新能源汽车热泵系统，其特征在于，包括如权利要求1至8任一项所述的换热器，以及压缩机和蒸发器，所述换热器的出口与所述蒸发器的入口连通，所述蒸发器的出口与所述压缩机的入口连通，所述压缩机的出口与所述换热器的入口连通。10.一种新能源汽车，其特征在于，包括如权利要求1至8任一项所述的换热器。

技术总结
本实用新型提供一种换热器、新能源汽车热泵系统及新能源汽车。该换热器包括：第一集流管、第二集流管、第一扁管组和第二扁管组，第一扁管组和第二扁管组沿第一集流管的上部至下部依次排布；第一扁管组包括多个第一扁管，第二扁管组包括多个第二扁管，第一集流管和第二集流管通过第一扁管或第二扁管连通，且各第一扁管和第二扁管沿第一集流管或第二集流管的延伸方向间隔设置；各第一扁管朝向第一集流管的上部倾斜设置，相邻第一扁管之间形成第一换热风道；相邻第二扁管之间形成第二换热风道。本实用新型换热器上扁管的倾斜设置使得正迎风面积增大，并将进风口处小口面的风朝后方大口面的方向输送，增大了热扩散范围，进而提升了换热的效率。了换热的效率。了换热的效率。


技术研发人员：董彦亮 张兴年 李长龙
受保护的技术使用者：浙江极氪智能科技有限公司
技术研发日：2023.04.04
技术公布日：2023/7/5