用于电动载具的潜热型热能储存装置、系统以及控制方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种用于电动载具(Electric?vehicle，EV)的潜热型热能储存(Latent?heat?thermal?energy?storage，LHTES)装置，该装置包含腔室、位于该腔室内的多个热导性增强单元以及填入该腔室内的相变材料(Phase?changematerial，PCM)，允许储存该EV充电时产生的冷度或热能，以及在该EV驱动时取得该冷度或热能来调节该EV乘客舱内的温度。此外，本发明专利技术也引入包含LHTES装置的系统及控制该系统的方法。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术一般涉及电动载具(EV)内用于加热、通风及/或空调(Heating,ventilating, and/or air-conditioning, HVAC)的潜热型热能储存(LHTES)装置，尤其涉及可使用热能和冷度回充并且使用或不使用热传递液体(Heat transferfluid, HTF)来运作LHTES装置。此外，本专利技术也提供包含该等LHTES装置的系统及控制该系统的方法。
技术介绍
全球暖化以及气候变迁都强迫人类采取某些严厉的手段，来保护我们赖以为生的地球环境。电动载具エ业为近年来重大的发展之一，提供有效、经济可施行的节能与环保载具。上升的燃油价格以及对减少ニ氧化碳(CO2)排放的迫切需要，都是汽车エ业必须面对并且迅速解决的两个议题。虽然有大量全新驱动概念正在发展，不过并无法迅速普及。因此，最重要就是改善内燃机的整体效率，并非对载具进行微幅变更，而是提出针对技术方面的量子步骤。因此，电动载具必须导入市场，成为整体运输与能源概念的一部分，而不是成为ー项独立的技木。对于电源供应与需求(来自电动载具)必须具有整合方法，以确保能源效率。电动载具内的其中ー个主要峰的负载需求就是空调(冷气)与加热运作(暖气)，这要耗用大量能源并且大幅缩短每次EV充电后的续航范围。因此，为了用于长途旅程，所以让电动载具节省能源并且具有高能源储存量就变成电源效率以及能源管理方面重要的议题。本专利技术的目的在于利用在EV充电模式中LHTES储存热能(或冷度)并且在EV驱动模式中从LHTES取得能源(或冷度)，使得毎次EV充电后的续航范围不受相同电池容量影响。专利技术内容鉴于上述问题，本专利技术的主要目的在于升高、降低或維持EV驾驶舱或乘客舱的温度，而不会大幅消耗EV电池组内储存的电能。本专利技术的另ー主要目的在于提供用于EV的LHTES装置，其用来储存EV充电时产生的冷度或热能，并且在EV运作时释放该冷度或热能，来调整EV乘客舱内的温度。本专利技术的又另ー主要目的在于提供一种空调解决方案，其可将EV驾驶舱或乘客舱内的温度调节至舒适程度，但不会大幅缩短续航范围。本专利技术的ー个具体实施例内，用于EV的LHTES装置包含腔室、位于该腔室内的多个热导性增强单元以及填入该腔室内的相变材料(PCM)。在本专利技术的另一具体实施例内，一种分离式低温LHTES系统包含 第一 LHTES装置，其包含腔室、位于该腔室内的多个热导性增强单元和填入该腔室内具有相变温度低于50C的PCM，以及与该第一 LHTES装置热连接的第二 LHTES装置，该第二 LHTES装置包含腔室、位于该腔室内的多个热导性增强单元、填入该腔室内具有相变温度低于0°C的PCM以及多个与该腔室热连接的散热片。在本专利技术的ー个具体实施例内，ー种提供热调节空气进入EV驾驶舱内的空调系、统包含热能产生设备 ，第一 LHTES装置，其填入PCM并且与该热能产生设备热连接，以储存因此产生的该热能；以及通风装置，其用于驱动空气通过该第一 LHTES装置，由此使该空气进行热调节并且进入该驾驶舱。本专利技术的又一具体实施例内，ー种提供热调节空气进入电动载具驾驶舱内的空调系统包含上述的该分离式低温LHTES系统；热能产生设备，其与该第一 LHTES装置热连接；以及通风装置，用于驱动空气通过该第二 LHTES装置，由此使该空气进行热调节并且进入该驾驶舱。在本专利技术的ー个具体实施例内，控制电动载具中内含PCM和热导性增强媒体的至少ー LHTES装置使用的方法包含(a)获得至少ー状态參数；(b)根据所收集的该状态參数来决定该LHTES装置的使用模式；以及(c)根据该LHTES的该使用模式，致动热能产生设备、风扇、空气通道门以及该电动载具的移动设备至少其中之一。从下列本专利技术的详细说明并且搭配附图，可对本专利技术的其它目的、优点与创新特征有全面了解。 附图说明为了对范例具体实施例和其特征及优点有更全面的了解，因此參照下列说明并且配合附图，其中相同的參考编号代表相同部件，其中图I为本专利技术ー个具体实施例内的LHTES装置的例示图；图2为本专利技术ー个具体实施例内的LHTES装置的部分分解图；图3为本专利技术ー个具体实施例内的空调系统的例示图；图4为显示在ー个具体实施例内使用两个LHTES装置用于空调的例示图；图5为本专利技术ー个具体实施例内的分离式低温LHTES系统的例不图；图6为在利用蒸发器作为热能产生设备的ー个具体实施例内的LHTES装置的例示图；图I为本专利技术ー个具体实施例内的分离式低温LHTES系统的例示图；图8为显示整合到EV内的本专利技术空调系统的具体实施例的方块图；图9为显示本专利技术ー个具体实施例的控制面板的前视图；图10为显示可用来控制本专利技术ー个具体实施例的空调系统的许多系统变量的表格；图11为显示用于决定本专利技术ー个具体实施例内系统模式的控制算法的流程图；图12为例示在不同系统模式下，PCM温度与时间之间关系的曲线图；图13为显示用于决定本专利技术ー个具体实施例内不同类型通风模式的控制算法的流程图；以及图14为显示不同系统模式下，不同致动器的运作状态的表格。主要组件符号说明I 空调系统10 LHTES 装置IOa LHTES 装置IOb LHTES 装置11第一盖板12腔室13可旋转接头13a可旋转接头13b可旋转接头14热导性增强单元15第二盖板 16相变材料17散热片19格栅板20热能产生设备22冷接合表面24热接合表面30通风装置50移动设备52散热装置60分离式低温LHTES系统62第一低温LHTES装置63可旋转接头64第二低温LHTES装置66散热片65鼓风机70蒸发器72管路74泵80能源90控制面板92PCM充电按钮94通风按钮96温度设定按钮具体实施例方式在探讨底下描述的具体实施例细节之前，某些词汇定义如下针对本专利技术目的，“热能” ー词表示一种例如可造成EV驾驶舱或乘客舱内温度上升、下降或維持的能量型态。当热能与冷或冷度(用于降低温度的能量)一起使用时，热能一般代表热或热度(用于提高温度的能量)，但本领域技术人员应该了解，除非有声明，否则单独使用时涵盖热、热度、冷以及冷度，例如热能产生设备为可以产生热能的设备，包含热、热度、冷或冷度(像是蒸气压缩冷冻循环、C02型压缩冷冻循环、二次回路系统、气体冷冻系统、热电式冷却器或加热器、正温度系数(Positive temperaturecoefficient, PTC))加热器或加热线圏。针对本说明书内所使用，“热传递”ー词用来描述从热源到散热体的热度传递，且可运用在加热与冷却(例如冷冻)系统。因此，热传递装置就是被调整可将热、热度、冷或冷度从像是LHTES装置这类热源传递至像是另ー LHTES装置这类散热体的装置，并且热传递流体包含液体、黏性材料以及蒸气或在热传递装置运作温度下流动的气相热传递材料。本说明书中使用“热电模块”ー词代表热电式冷却器、加热器或作为热泵的发电机。在电流施加于热电模块之后，热度会从其ー侧移动至另ー侧，然后传递至散热体或由散热体去除。在某些具体实施例内，冷侧可用来将热度抽离物体。此外，若使电流反向，则该装置可用来将热度抽至物体。在某些具体实施例内，热电模块可堆栈，以达成提高热度抽提的冷却与加热效果 在本专利技术当中，“热导性增强单元”可选自于热管、本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于电动载具的潜热型热能储存装置，其特征在于，该装置用于储存该电动载具充电时产生的冷度或热能，以及释放该冷度或热能来调节该电动载具乘客舱内的温度，该潜热型热能储存装置包含腔室、位于该腔室内的多个热导性增强单元以及填入该腔室内的相变材料。2.如权利要求I的潜热型热能储存装置，其特征在于，该腔室封闭并位于设有可旋转接头的第一盖板与设有多个散热片的第二盖板之间。3.如权利要求2的潜热型热能储存装置，其特征在于，该第一盖板以及该第二盖板分别附加第一格栅以及第ニ格栅，在其间纵向固定该等热导性增强单元。4.如权利要求I的潜热型热能储存装置，其特征在于，该腔室部分包围蒸气压缩冷冻循环的蒸发器或冷凝器。5.如权利要求4的潜热型热能储存装置，其特征在于，该腔室部分被多个散热片围绕。6.如权利要求I的潜热型热能储存装置，其特征在于，该等热导性增强单元选自于石墨、碳、导热金属及其组合所构成的群组之中。7.如权利要求I的潜热型热能储存装置，其特征在于，该等热导性增强单元为平板、线圈、丝、条、纤维、粉末、管或泡沫的形状。8.如权利要求I的潜热型热能储存装置，其特征在于，调整该相变材料用来储存冷度，并且具有范围从-100至20°C的相变温度。9.如权利要求I的潜热型热能储存装置，其特征在于，调整该相变材料用来储存热能，并且具有范围从20至500°C的相变温度。10.一种用于电动载具的潜热型热能储存系统，其特征在于，包含 第一潜热型热能储存装置，其包含腔室、位于该腔室内的多个热导性增强单元以及填入该腔室内并且具有相变温度低于5°C的相变材料；以及 第二潜热型热能储存装置，其与该第一潜热型热能储存装置热连接，该第二潜热型热能储存装置包含腔室、位于该腔室内的多个热导性增强单元、填入该腔室内并且具有相变温度高于0°C的相变材料以及与该腔室热连接的多个散热片。11.如权利要求10的用于电动载具的潜热型热能储存系统，其特征在于，该第一潜热型热能储存装置的该相变材料具有高于250焦耳/公克的熔化潜热。12.如权利要求10的用于电动载具的潜热型热能储存系统，其特征在于，该第一潜热型热能储存装置的该相变材料为水或具有低于或等于0°C的相变温度。13.如权利要求10的用于电动载具的潜热型热能储存系统，其特征在于，还包含ー热传递装置，用来从该第一潜热型热能储存装置将冷度传递至该第二潜热型热能储存装置。14.如权利要求13的用于电动载具的潜热型热能储存系统，其特征在于，该热传递装置包含与该第一潜热型热能储存装置和第二潜热型热能储存装置连接的循环管，以及在该循环管内循环的热传递流体。15.如权利要求10的用于电动载具的潜热型热能储存系统，其特征在于，该第一潜热型热能储存装置和第二潜热型热能储存装置的该等热导性增强单元分别选自于石墨、碳、导热金属及其组合所构成的群组之中。16.如权利要求15的用于电动载具的潜热型热能储存系统，其特征在于，该第一潜热型热能储存装置和第二潜热型热能储存装置的该等热导性增强单元分别为平板、线圈、丝、条、纤維、粉末、管或泡沫的形状。17.ー种提供热调节空气进入电动载具驾驶舱内的空调系统，其特征在于，包含 热能产生设备； 第一潜热型热能储存装置，其填入相变材料并且与该热能产生设备热连接，以储存因此产生的该热能；以及 通风装置，用于驱动空气通过该第一潜热型热能储存装置，藉此使该空气进行热调节并且进入该驾驶舱。18.如权利要求17的空调系统，其特征在于，还包含移动设备，其被调整用来携带该第一潜热型热能储存装置接触该热能产生设备，并且用于将该第一潜热型热能储存装置与该热能产生设备分离。19.如权利要求17的空调系统，其特征在于，该热能产生设备包含热电模块，该模块具有与该第一潜热型热能储存装置相対的ー侧，并且设有散热体。20.如权利要求17的空调系统，其特征在于，还包含第二潜热型热能储...

【专利技术属性】
技术研发人员：张建龙，林伯璋，魏建隆，陈正欣，苏靖媛，
申请(专利权)人：旭正隆股份有限公司，林伯璋，
类型：发明
国别省市：