车用电池预热装置的制造方法
【专利摘要】一种车用电池预热装置，适用于预热一电池，车用电池预热装置包括可逆预热单元、触发件及加热件。可逆预热单元包括座体与过饱和溶液，其中座体内部形成有容置空间，过饱和溶液容置于容置空间中，且座体接触于电池。触发件连接于可逆预热单元，用以触发过饱和溶液由过饱和状态反应为结晶状态并释放热能，且热能经由座体传递至电池。加热件连接于可逆预热单元，用以加热过饱和溶液，使过饱和溶液由结晶状态还原成过饱和状态。
【专利说明】
车用电池预热装置
技术领域
[0001]本实用新型关于一种预热装置，特别是指一种车用电池预热装置。
【背景技术】
[0002]近年来，随着环保意识的抬头，混合动力车与电动车的发展逐渐获得重视。目前混合动力车与电动车启动时，主要是利用电池放电，借以提供电动机电力或驱使内燃机引擎启动，使车辆整体系统能顺利运作。
[0003]然而，前述电池在车辆启动时，必须在一定的工作温度范围才有办法进行放电。因此，若车辆处于低温环境中而使电池的温度低于工作温度范围时(如(TC以下)，即会造成车辆无法正常启动运作。目前在电池因温度过低而无法启动车辆的情况下，车主必须另外连接外部电源或加热装置以加热电池达到工作温度范围，实造成使用上的困扰与不便。
【实用新型内容】
[0004]有鉴于上述问题，于一实施例中，提供一种车用电池预热装置，适用于预热一电池，车用电池预热装置包括可逆预热单元、触发件及加热件。可逆预热单元包括座体与过饱和溶液，其中座体内部形成有容置空间，过饱和溶液容置于容置空间中，且座体接触于电池。触发件连接于可逆预热单元，触发件用以触发过饱和溶液由过饱和状态反应为结晶状态并释放热能，且热能是经由座体传递至电池。加热件连接于可逆预热单元，加热件用以加热过饱和溶液，使过饱和溶液由结晶状态还原成过饱和状态。
[0005]于一实施例中，车用电池预热装置更可包括处理单元，处理单元是对应触发讯号控制触发件触发过饱和溶液。
[0006]于一实施例中，处理单元连接一启动开关，启动开关可接收一输入而产生触发信号。
[0007]于一实施例中，车用电池预热装置可更包括电池管理单元，电池管理单元可取得电池的实时温度，处理单元于实时温度低于设定电池温度时，产生触发信号。
[0008]于一实施例中，车用电池预热装置可更包括一电池管理单元，连接于该处理单元与该电池，该电池管理单元取得该电池的一实时温度，处理单元更可于实时温度高于设定电池温度时，中断过饱和溶液反应为结晶状态。
[0009]于一实施例中，车用电池预热装置可包括温度感测单元，温度感测单元取得过饱和溶液的受热温度，处理单元于受热温度大于默认温度时，停止加热件加热过饱和溶液。
[0010]于一实施例中，车用电池预热装置可包括连动机构，连动机构在受制动时，可带动触发件动作而触发过饱和溶液。
[0011]于一实施例中，加热件可包括发热源与连接发热源的导热件，导热件可接触座体或过饱和溶液。
[0012]于另一实施例中，加热件可包括有供电源与连接供电源的电热件，电热件可接触座体或过饱和溶液。
[0013]于一实施例中，座体可包括基部与连接于基部周围的外环部，基部与外环部可包覆于电池表面。
[0014]综上，本实用新型实施例在电池的温度低于工作温度而无法启动车辆时，可通过触发件触发过饱和溶液反应而释放热能，以加热电池使其能顺利运作。且在加热完毕后，能够通过加热件加热过饱和溶液，使其还原回过饱和状态而能重复使用，达到不需另外连接外部电源或加热装置而更加便利，且使用上也没有消耗或污染的问题。
[0015]以下结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细描述，但不作为对本实用新型的限定。
【附图说明】
[0016]图1为本实用新型车用电池预热装置安装于车辆的示意图。
[0017]图2为本实用新型车用电池预热装置第一实施例的局部剖视图。
[0018]图3为本实用新型车用电池预热装置第二实施例的局部剖视图。
[0019]图4为本实用新型车用电池预热装置第三实施例的局部剖视图。
[0020]图5为本实用新型车用电池预热装置第四实施例的局部剖视图。
[0021]图6为本实用新型车用电池预热装置第五实施例的局部剖视图。
[0022]图7为本实用新型车用电池预热装置第六实施例的局部剖视图。
[0023]其中，附图标记:
[0024]I车用电池预热装置
[0025]2 车辆
[0026]10 电池
[0027]20可逆预热单元
[0028]21 座体
[0029]211 基部
[0030]212外环部
[0031]213 凹槽
[0032]22容置空间
[0033]23过饱和溶液
[0034]30触发件
[0035]40加热件
[0036]41发热源
[0037]42导热件
[0038]43电热件
[0039]50处理单元
[0040]51启动开关[0041 ]52电池管理单元
[0042]53温度感测单元
[0043]60连动机构
[0044]70遥控器
【具体实施方式】
[0045]请参图1及图2所示，在本实施例中，车用电池预热装置I适用于预热一电池10，其中电池10具体上可以是锂电池、镍氢电池或铅密电池等可充电式电池。如图1所示，在此，电池10是安装在车辆2中，举例来说，电池10可安装在电动车或混合动力车的引擎室或底盘中，且电池10是在一工作温度范围运作，例如，电池10是在-10°C至80 °C才能运作。当车辆2受到启动时，是通过电池10驱动车辆2中的电动机或内燃机引擎启动，使车辆2整体系统能顺利运行。如图2所示，车用电池预热装置I主要是包括有可逆预热单元20、触发件30及加热件40。且车用电池预热装置I也可安装于车辆2中并与电池10组接。
[0046]可逆预热单元20主要是包括有座体21与过饱和溶液23，其中座体21内部形成有容置空间22，例如，座体21为一中空壳体型态而具有容置空间22。过饱和溶液23是容置于容置空间22中，且座体21接触于电池10。请参图2所示，在本实施例中，座体21为一封闭的中空壳体而具有容置空间22，且座体21包括基部211与连接于基部211周围之外环部212，换言之，座体21可为一水槽形状的结构而具有一凹槽213，电池10可安装在凹槽213中，并构成座体21的基部211与外环部212包覆于电池10表面，也就是说，座体21是接触于电池10的底面与各个侧面。但本实用新型并不以此为限，于一些实施态样中，座体21也可仅包覆于电池10的局部表面，例如座体21仅接触于电池10的底面与局部侧面、或者座体21也可仅接触于电池10的底面或侧面。
[0047]过饱和溶液23是填充在座体21的容置空间22中，在一实施例中，过饱和溶液23于制造时是在较高的温度下将物质配制成饱和溶液，然后再使溶液的温度慢慢地下降到室温，此时的溶液中所溶解的溶质量已超过室温时的溶解度，但尚未析出晶体，即可形成过饱和的溶液状态。在一些实施例中，过饱和溶液23可为醋酸钠(CH3⑶ONa.3H20)、硫酸钠(Na2SO4.7H20,Na2SO4.1H2O)、硼砂(Na2B4O7.1H2O)、硫代硫酸钠(Na2S2O3.5H20)、硫酸铝(Al2(SO4)3.18H20)、硝酸铁(Fe(NO3)3.9H20)、硫酸锌(ZnSO4.7H20)、氯化钙(CaCl2.2H20,CaCl2.6H20)、氯化镁(MgCl2.6H20)或氯化锰(MnCl2.2H20,MnCl2.4H20)等过饱和盐类溶液，或者过饱和溶液23也可为过饱和非电解质溶液(如过饱和蔗糖溶液)。
[0048]请参图2所示，触发件30是用以触发座体21中的过饱和溶液23由过饱和状态反应为结晶状态。在一实施例中，过饱和溶液23可以外力触发而由过饱和状态反应为结晶状态，例如，触发件30可以是设置在过饱和溶液23中的震动源，以通过震动的方式触发过饱和溶液23反应。或者，触发件30也可为设置在过饱和溶液23中的金属片体(如铁片或铜片)，以通过弯折金属片体的方式触发过饱和溶液23反应。又或者，在一些实施例中，触发件30也可通过加入晶体的方式触发过饱和溶液23由过饱和状态反应为结晶状态，例如，触发件30在受到控制时可释放晶体(如醋酸钠晶体)进入过饱和溶液23中而触发其反应，此部分并不局限。
[0049]另外，当过饱和溶液23受到触发而由过饱和状态反应为结晶状态时，会释放一热能以加热电池10，以醋酸钠过饱和溶液为例，其受到触发件30触发后的化学反应式可为:CH3COO-(aq) +Na+ (aq)+3H20(aq)^CH3COONa.3H20+heat。在一实施例中，座体21 可为导热性佳的材质所制成，例如导热系数大于10W/mK或50W/mK的材质(如金属、导热硅胶或导热橡胶)。因此，当过饱和溶液23受到触发而由过饱和状态反应为结晶状态时，其所产生的热能可经由座体21传递至电池10，以提升电池10的温度。
[0050]借此，当电池10的温度在低于工作温度而无法启动车辆2时，可利用过饱和溶液23反应后所产生的热能加热而能顺利运作，达到不需另外连接外部电源或加热装置而更加便利，且使用上也没有消耗或污染的问题。
[0051 ]承上，触发件30具体上可通过机械式或电子式的方式控制，此分别说明如下。请参图2所示，在本实施例中，车用电池预热装置I可包括一处理单元50，处理单元50具体上可由微处理器、微控制器、中央处理器或特用芯片来实现，且处理单元50是连接于触发件30，以控制触发件30动作。在此，处理单元50是连接一启动开关51，启动开关51在接收一输入会产生触发信号，驱使处理单元50控制触发件30触发过饱和溶液23由过饱和状态反应为结晶状态。举例来说，启动开关51可以是启动车辆2的开关，当驾驶人通过启动开关51发动车辆2时，即会产生触发信号。或者，启动开关51也可为按压式的电子开关，以通过手动操作而产生触发信号。
[0052]请参图3所示，于本实施例中，车用电池预热装置I也可包括电池管理单元52(Battery Management System)，连接于电池10与处理单元50，电池管理单元52可取得电池10之一实时温度，处理单元50是在实时温度低于设定电池温度时，产生上述触发信号，以对应控制触发件30触发过饱和溶液23由过饱和状态反应为结晶状态。举例来说，假设电池10的工作温度范围为-10°C至80°C，处理单元50设定的设定电池温度为-10°C，当驾驶人发动车辆2时，电池管理单元52可取得电池10目前的实时温度并输出给处理单元50，处理单元50在电池1的温度低于-10 °C时(例如电池1为-15 °C )，即产生触发信号，以对应控制触发件30触发过饱和溶液23反应。在一实施例中，电池管理单元52与处理单元50可连接一辅助电源(如车辆2内建的铅酸电池)，当驾驶人发动车辆2时，辅助电源可提供电池管理单元52与处理单元50电力而进行上述处理流程。
[°°53]于一实施例中，在过饱和溶液23由过饱和状态反应为结晶状态的过程中，电池管理单元52可持续取得电池10的实时温度，处理单元50在电池10的实时温度高于设定电池温度时，可中断过饱和溶液23反应为结晶状态。举例来说，假设处理单元50设定的设定电池温度为30°C，当电池10受到过饱和溶液23反应释放的热能加热到30°C时，处理单元50可控制冷却装置冷却过饱和溶液23，使过饱和溶液23停止结晶。
[0054]于一实施例中，车用电池预热装置I是包括一连动机构60，连接于触发件30，连动机构60受制动时，会带动触发件30动作而触发过饱和溶液23，也就是说，触发件30可通过机械连动的方式控制而不需要处理单元50。请参图4所示，连动机构60在此为连接于触发件30的连杆，驾驶人可操控连动机构60以带动触发件30移动(如产生震动或带动金属片体弯折)而触发过饱和溶液23反应。
[0055]请参图5所示，触发件30除了上述通过机械式或电子式的方式触发之外，也可通过遥控的方式启动，举例来说，触发件30可内建有电池与无线通信模块，驾驶人在电池10温度过低而无法发动车辆2时，通过遥控器70遥控触发件30动作，以触发过饱和溶液23反应。[°°56]再请参图2所示，加热件40是用以加热过饱和溶液23，使过饱和溶液23由结晶状态还原成过饱和状态，以醋酸钠过饱和溶液为例，其受到加热的还原反应式为:CH3COONa.3H20+heat—CH3C00-(aq)+Na+(aq)+3H20(aq)。借此，当车辆2下次发动时，若电池10低于工作温度而无法启动时，即可再通过触发件30触发饱和溶液23由过饱和状态反应为结晶状态，以加热电池10，达到使用上能够重复利用、不需另外连接外部电源或加热装置而更加便利，且没有消耗或污染的问题。
[0057]于一实施例中，加热件40是包括发热源41与连接发热源41的导热件42，导热件42是接触座体21或过饱和溶液23。如图2、3、4所示，在此，发热源41为一热水栗，而导热件42则为导水管路且包覆在座体21的外部，发热源41可利用车辆2启动运作时的废热产生热水，并通过导热件42导送至座体21以加热过饱和溶液23使其由结晶状态还原成过饱和状态。
[0058]或者，如图5所示，在本实施例中，发热源41为一储热容器，而导热件42则为导引管路且包覆在座体21外部，发热源41可收集车辆2启动运作后所产生的废热，并通过导热件42导送至座体21以加热过饱和溶液23，使其由结晶状态还原成过饱和状态。但本实用新型并不以此为限，在一些实施态样中，发热源41也可为车辆2运作时所产生的废热，而导热件42可为金属件且位于过饱和溶液23中，以通过发热源41加热导热件42进而加热过饱和溶液23。或者，导热件42也可为出口朝向座体21的管路，以对座体21直接吹送发热源41所产生的热能而加热过饱和溶液23。
[0059]在一实施例中，加热件40可包括一供电源与连接供电源的电热件43，电热件43可接触座体21或过饱和溶液23 ο如图6所示，供电源可为车辆2内建的电瓶或电池10，而电热件43可为一电热棒或电热丝且位于过饱和溶液23中，以通过供电源供电于电热件43，使电热件43发出热能直接加热过饱和溶液23。在一些实施态样中，电热件43也可包覆在座体21外部，以通过座体21传导热能加热过饱和溶液23。
[0060]如图7所示，于一实施例中，车用电池预热装置I可包括温度感测单元53(如热电偶或热敏电阻器)，温度感测单元53连接于过饱和溶液23与处理单元50，温度感测单元53取得过饱和溶液23的受热温度(受热温度是指过饱和溶液23受到加热件40加热过程中的温度)，处理单元50于受热温度大于默认温度时，停止加热件40加热过饱和溶液23。举例来说，假设处理单元50设定的默认温度为40°C，当过饱和溶液23的温度因受到加热件40加热而超过40°C，处理单元50控制加热件40停止继续加热过饱和溶液23。
[0061]综上，本实用新型的实施例在电池的温度低于工作温度而无法启动车辆时，可通过触发件触发过饱和溶液反应而释放热能，以加热电池使其能顺利运作。且在加热完毕后，能够通过加热件加热过饱和溶液，使其还原回过饱和状态而能重复使用，达到不需另外连接外部电源或加热装置而更加便利，且使用上也没有消耗或污染的问题。
[0062]当然，本实用新型还可有其它多种实施例，在不背离本实用新型精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本实用新型作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本实用新型权利要求的保护范围。
【主权项】
1.一种车用电池预热装置，适用于预热一电池，其特征在于，该车用电池预热装置包括: 一可逆预热单元，包括一座体与一过饱和溶液，该座体内部形成有一容置空间，该过饱和溶液容置于该容置空间中，且该座体接触于该电池； 一触发件，连接于该可逆预热单元，该触发件触发该过饱和溶液由一过饱和状态反应为一结晶状态并释放一热能，且该热能经由该座体传递至该电池；以及 一加热件，连接于该可逆预热单元，该加热件加热该过饱和溶液，使该过饱和溶液由该结晶状态还原成该过饱和状态。2.根据权利要求1所述的车用电池预热装置，其特征在于，更包括一处理单元，连接于该触发件，该处理单元对应一触发信号控制该触发件触发该过饱和溶液。3.根据权利要求2所述的车用电池预热装置，其特征在于，该处理单元连接一启动开关，该启动开关接收一输入而产生该触发信号。4.根据权利要求2所述的车用电池预热装置，其特征在于，更包括一电池管理单元，连接于该处理单元与该电池，该电池管理单元取得该电池的一实时温度，该处理单元于该实时温度低于一设定电池温度时产生该触发信号。5.根据权利要求2所述的车用电池预热装置，其特征在于，更包括一电池管理单元，连接于该处理单元与该电池，该电池管理单元取得该电池的一实时温度，该处理单元更于该实时温度高于一设定电池温度时中断该过饱和溶液反应为该结晶状态。6.根据权利要求2所述的车用电池预热装置，其特征在于，更包括一温度感测单元，连接于该过饱和溶液与该处理单元，该温度感测单元取得该过饱和溶液的一受热温度，该处理单元于该受热温度大于一默认温度时，停止该加热件加热该过饱和溶液。7.根据权利要求1所述的车用电池预热装置，其特征在于，更包括一连动机构，连接于该触发件，该连动机构受制动时带动该触发件动作并触发该过饱和溶液。8.根据权利要求1所述的车用电池预热装置，其特征在于，该加热件包括一发热源与连接该发热源的一导热件，该导热件接触该座体或该过饱和溶液。9.根据权利要求1所述的车用电池预热装置，其特征在于，该加热件包括一供电源与连接该供电源的一电热件，该电热件接触该座体或该过饱和溶液。10.根据权利要求1所述的车用电池预热装置，其特征在于，该座体包括一基部与连接于该基部周围的一外环部，该基部与该外环部包覆于该电池表面。
【文档编号】H01M10/659GK205488415SQ201620115214
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年2月5日
【发明人】饶宪秋
【申请人】华创车电技术中心股份有限公司