用于加热车辆的热电池制造技术

一种用于加热电动车辆的组件的系统和方法在天气寒冷的地方和/或在冬天可是尤其有益的。该车辆可主要由主电池供电。所述系统可包括：补充电池，该补充电池为包括电解质的金属空气电池，用于延长电动车辆的行驶范围；以及蓄液罐，用于存放用于金属空气电池的电解质容量，该电解质可被加热到期望的温度。该系统可进一步包括热交换器，用于传输来自电解质容量的热量，该热量可传输到客舱。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
技术介绍
使用传统的空调系统加热电动车辆，特别是在较寒冷的地方，消耗大量储存在车辆的主电池中的电力，因此将可能减少车辆的行驶范围。在由内燃机提供动力的车辆中，使用燃烧期间产生的热量加热车辆的其他组件，诸如客舱或司机座位。这种使用车辆的发动机多余的热能的选择在电动车辆中不存在。金属空气电池单元(cell)在本领域已知。这样的金属空气电池单元或电池(battery)包括金属阳极，包括例如铝、锌、锂、铍、钙等；以及气体扩散阴极。在电池中产生电力的化学反应是金属阳极在含水电解质或不含水电解质中的氧化。所述电解质用于在阴极和阳极之间传输离子。在一些情况下，电解质也可用于洗掉覆盖在阳极上的反应的产物(也就是金属氧化物)，从而允许阳极的氧化反应继续以及电池供电。金属空气电池具有潜在地高容量，使得它们在电动车辆中的使用中有吸引力。但是，本领域已知的金属空气电池仍然缺乏足够的动力以操作为电动车辆的唯一电源。用于电动车辆的传统电池，例如锂电池，体积大且昂贵，并且具有有限的能源需要定期再充电，因此限制了电动车辆的行驶范围。在使用相对大且非常昂贵的锂电池时，在最佳的驾驶条件下并且不将储存在锂电池中的电能用作除驾驶车辆之外的其他目的时，特斯拉电动跑车(Tesla)的最大行驶范围是每次充电394千米。对于用储存在电池中的电力来加热或冷却车辆的客舱的任何使用都将显著减少行驶范围。可将金属空气电池与传统的锂电池结合，以在需要时延长电动车辆的行驶范围(就像储存能量单元)。这样的金属空气电池可包括用于存放电解质蓄液池的液罐，用于使电池中的电解质流通，从而减缓电解质的降解。
技术实现思路
本专利技术的一些实施方式可涉及一种加热电动车辆中客舱的系统和方法，其中，所述车辆可主要由主电池供电。所述系统可包括补充电池，该补充电池为包括电解质的金属空气电池，用于扩展电动车辆的行驶范围；以及蓄液罐，用于存放用于金属空气电池的电解质容量，电解质可被加热到期望温度。该系统可进一步包括热交换器，用于传输来自所述电解质容量的热量，所述热量可传输到所述客舱。本专利技术的一些另外的方面可涉及用于加热电动车辆中组件的系统和方法。该电动车辆由主电池供电。该系统可包括用于存放蓄热液体容量的液罐，该蓄热液体可被加热到期望温度，例如30℃-130℃或者55℃-95℃；以及热交换器，用于传输来自所述蓄热液体的热量，所述热量可传输至所述电动车辆中的所述组件。存放蓄热液体的液罐可用作保存蓄热池的热电池。蓄热液体可在车辆的非行驶期间被加热(例如，停在车主的车库和/或停在公共停车场)例如，通过将安装在液罐中或靠近液罐的加热元件插入城市电网，以加热蓄热液体。附加地或可替代地，为了实现将热能快速加载至液罐，可用来自例如加油站/服务站或公共停车场中的经加热蓄热液体的蓄液池中的经加热的蓄热液体填充/再填充液罐。附图说明在本说明书的总结部分具体指出并清楚地请求保护作为本专利技术的本主题。但是，在结合附图阅读时参照下面的的具体说明可最好地理解就操作的组织和方法而言的本专利技术及其目的、特征和优点，在附图中：图1A为根据本专利技术的一些实施方式的用于加热电动车辆的组件的系统的示意方框图；图1B为根据本专利技术的一些实施方式的用于加热电动汽车的一个或多个组件的系统的示意方框图；图2A为根据本专利技术的一些实施方式的加热电动汽车的组件的方法的流程图；图2B为根据本专利技术的一些实施方式的加热电动汽车的一个或多个组件的方法的流程图。将要理解的是，出于说明的简化和清楚，视图中示出的元件不一定按比例绘制。例如，出于清楚，一些元件的尺寸可相对于其他元件夸大。进一步地，在被认为合适的地方，参考标号在视图中可重复，以便表明对应的或相似的元件。具体实施方式在接下来的具体描述中，为了提供对本专利技术全面的理解，陈述许多具体的细节。但是，本领域的技术人员将理解的是本专利技术可在没有这些具体细节的情况下实践。在其他实例中，不详细描述已知的方法、程序和组件，以便不会使本专利技术晦涩不清。已知的用于电动车辆的电力源是锂电池，该电池具有许多益处。然而，储存在锂电池中的剩余能量单位(例如，千瓦时)的具体成本相对较高。本专利技术的一些方面可涉及一种用于通过增加补充的金属空气电池延长电动车辆(例如，电动汽车)的行驶范围的系统，所述金属空气电池相对(现有的)可充电主锂电池而言具有较低的单位能量具体成本。当主电池的容量降到预定阈值之下，例如其全部容量的70％之下时，所述金属空气电池可在需要时，例如在行驶中，用于给主电池再充电。这个布置可允许使用相对较小且较便宜的可再充电主电池，以便在平均日常行驶需要期间充分给车辆供电，例如在一个再充电点(例如，用户的家)到下一个再充电地点(例如，他的/她的工作地点)之间60千米的驾驶范围。当要求更长的行驶范围时，可在行程中使用补充的金属空气电池来给可再充电主电池再充电。行程的第一部分可仅由可再充电主电池供电直到主电池的容量降到预定阈值之下，之后在行程的第二部分可将补充的金属空气电池激活，以便为主电池再充电。在非限制的示例性实施方式中，在行驶的第一60千米中，车辆的电动机可仅由主锂电池供电，在另外的300千米，电动机可由锂电池供电，该锂电池在行程中由补充的金属空气电池再充电。用于存放电解质容量的蓄液罐可装配在电动车辆中，以将电解质提供至金属空气电池。用于使电解质在蓄液罐和金属空气电池单元之间流通的泵也可装配在电动车辆中。在一些实施方式中，液罐中的电解质的容量可在10升-1000升的范围，例如，20升-50升的小型电动汽车或50-250的电动公共汽车、电动船或较大的车辆，诸如轮船、飞机等。这个电解质容量可用作用于保存热量的热电池，例如，以加热车辆的客舱或电动车辆的其他组件，诸如司机座位或主电池(例如，锂电池)。液罐中的电解质可由加热元件提前加热(例如，在车辆启动前，停车时等)，该加热元件由外部电源，例如城市电网，供电。城市电网在三个电源——锂电池、金属空气电池和电网中是最便宜的。加热元件可位于电解质管路系统中的任何地方或接近电解质管路系统的任何地方，例如在蓄液罐中或接近蓄液罐。另外或可替代地，电解质可在金属空气电池的操作期间由于在金属空气电池中金属阳极表面发生的放热反应被加热。来自阳极氧化反应的热量被传递至电解质。随着反应的进行，电解质的温度升高，为了使电解质，从而金属空气电池保持在工作温度范围，可能需要将热量从电解质排出。预先加热的电解质可允许金属空气电池更好的操作。金属空气电池可在最佳条件操作，这时电池中的电解质的温度在30℃-100℃之间。在传统的金属空气电池操作中，发生在电池中的放热反应充当热源的功能，将电解质加热到最佳温度。但是，这个过程会需要一些时间，并且在电池操作的开始在达到最佳温度之前，会降低电池生成要求的量的电力的能力。因此，在一些实施方式中，在电解质进入电池之前提前加热蓄液池中电解质至期望的温度可导致允许空气金属电池在最佳条件下开始工作。来自被加热的电解质的热量可用于要求热源的某些使用中。例如，来自被加热的电解质的热量(例如，多余的热量)可经由热交换器传输至客舱，以便对该客舱加热。这个过程在天气寒冷的地方和/或冬天尤其有益，例如在北欧、北美、日本等。在传统的电动车辆中，主电能源(例如，锂电池)，其相对较昂贵，用于车辆本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于加热电动车辆中组件的系统，所述车辆主要由主电池供电，所述系统包括：补充电池，为包括电解质的金属空气电池；蓄液罐，用于存放所述金属空气电池的电解质容量，所述电解质能够被加热到期望温度；以及热交换器，用于传输来自所述电解质的热量，所述热量能够传输到所述组件。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.02.03 US 61/934,887;2014.03.05 US 61/948,0801.一种用于加热电动车辆中组件的系统，所述车辆主要由主电池供电，所述系统包括：补充电池，为包括电解质的金属空气电池；蓄液罐，用于存放所述金属空气电池的电解质容量，所述电解质能够被加热到期望温度；以及热交换器，用于传输来自所述电解质的热量，所述热量能够传输到所述组件。2.根据权利要求1所述的系统，进一步包括加热元件，所述加热元件由所述金属空气电池外部的电源供电，用于加热所述蓄液罐中的所述电解质。3.根据权利要求2所述的系统，其中，所述加热元件在所述主电池充电期间由所述电动车辆外部的电源供电。4.根据权利要求1所述的系统，其中，所述电解质在所述金属空气电池和所述蓄液罐之间能够流通，并且由于在所述金属空气电池中发生的放热反应在所述金属空气电池的操作期间能够被加热。5.根据前面任一项权利要求所述的系统，其中，所述期望温度高于55℃。6.根据前面任一项权利要求所述的系统，其中，所述金属空气电池为铝空气电池。7.根据前面任一项权利要求所述的系统，其中，所述金属空气电池电耦接至所述主电池并且被激活，以便给所述电动车辆的所述主电池再充电。8.根据前面任一项权利要求所述的系统，进一步包括替换系统，当所述液罐中的所述电解质当前的温度降到预定阈值之下时，所述替换系统替换所述电解质。9.根据前面任一项权利要求所述的系统，其中，所述电动车辆的所述组件为客舱。10.根据权利要求1至8中任一项所述的系统，其中，所述电动车辆的所述组件为所述主电池。11.根据权利要求1至8中任一项所述的系统，其中，所述电动车辆的所述组件为司机座位。12.一种加热包括主电池的电动车辆中的组件的方法，所述方法包括：加热包括电解质容量的蓄液罐，所述电解质容量能够在包括在所述电动车辆中的金属空气电池中使用，所述电解质被加热到期望温度，其中，所述金属空气电池被配置用于向所述主电池提供电力；使用热交换器将热量从经加热的电解质中排出；以及将所述热量传输到所述电动车辆中的所述组件。13.根据权利要求12所述的方法，其中，通过为加热元件供电来加热所述蓄液罐，其中，通过所述金属空气电池外部的电源供电。14.根据权利要求13所述的方法，其中，在所述主电池的充电期间从所述电动车辆的外部电源为所述加热元件供电。15.根据权利要求12所述的方法，其中，在所述金属空气电池的操作期间，通过在所述金属空气电池中发生的放热反应加热所述电解质。16.根据权利要求12至15中任一项所述的方法，其中，所述期望温度高于55℃。17.根据权利要求12至16中任一项所述的方法，其中，所述金属空气电池为铝空气电池。18.根据权利要求12至17中任一项所述的方法，进一步包括：将所述金属空气电池激活以给所述主电池充电，以及扩大所述电动车辆的行驶范围。19.一种用于加热电动车辆中组件的系统，所述车辆主要由主电池供电，所述系统包括：液罐，用于存放蓄热液体容量，所述蓄热液体能够被加热至期望温度；以及热交换器，用于传输来自所述蓄热液体的热量，所述热量能够传输到所述电动车辆中的所述组件。20.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：阿维夫·齐东，阿夫拉汉姆·亚德加尔，
申请(专利权)人：芬纳吉有限公司，
类型：发明
国别省市：以色列;IL