CN109562673A - 温度操纵装置及其制备方法 - Google Patents

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CN109562673A CN201780046153.1A CN201780046153A CN109562673A CN 109562673 A CN109562673 A CN 109562673A CN 201780046153 A CN201780046153 A CN 201780046153A CN 109562673 A CN109562673 A CN 109562673A
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陈文杰
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Abstract

一种用于给车辆的不同部件提供热的温度操纵装置(400、1202、1302、1503、1901、2001、2500、2601、2900、3001)，其包括由刚性或柔性材料诸如玻璃、陶瓷、塑料片材、织物片材和皮革片材制作的基部媒介。温度操纵装置(400、1202、1302、1503、1901、2001、2500、2601、2900、3001)包括连接至多个导电电极(402、1402、1602、1702、2102、2502、2902、3102)的多个热生成元件(401)。温度操纵装置(400、1202、1302、1503、1901、2001、2500、2601、2900、3001)包括设置在热生成元件(401)和基部媒介(2100、2903、3103)上的多个导电电极(402、1402、1602、1702、2102、2502、2902、3102)。温度操纵装置(400、1202、1302、1503、1901、2001、2500、2601、2900、3001)可以从电动力源经由连接模块被供应电。该多个热生成元件(401)可以是以一个或多个层的导电元件的形式设置在基部媒介(2100、2903、3103)上。热生成元件(401)可以相对于导电电极(402、1402、1602、1702、2102、2502、2902、3102)布置在各种配置中以使加热效应最大化并且适合于有待被应用温度操纵装置(400、1202、1302、1503、1901、2001、2500、2601、2900、3001)的不同部件的不同形状。

Description

温度操纵装置及其制备方法
相关申请和优先权的交叉引用
本申请要求来自于2016年5月24日提交的美国申请号62/340,532的优先权。
技术领域
本专利申请大致上属于温度操纵装置，并且，具体地，属于用于车辆各种部件的热生成系统。
背景技术
在车辆(汽车)中可以存在各种部件，这些部件可能需要加热至某个温度以用于部件的工作的优化。这种部件的示例可以是电存储设备，诸如电池。其他示例可以包括后视镜、门把手、窗户、挡风玻璃和方向盘。
在寒冷的气候条件下，车辆电池的温度可能下降至低于需要的运行温度。结果，电池的性能可能遭受导致不适当的工作、更快的退化以及在一些情况下的电池故障。为了优化电池的性能，将电池保持在某个最低温度下可能因而变得必要。
而且，由于寒冷的温度，在车辆的挡风玻璃、外部后视镜或侧窗玻璃上可能形成结冰。这使得驾驶对于驾驶员来说变得困难和危险。现有解决方案包括加热线圈以提高这些零件的温度以便除冰。然而，这些解决方案缓慢并且低效。
另外，寒冷温度还使得难以握持方向盘并且车辆座椅就座不舒适。
因此，期望提供一种温度操纵装置，给车辆的不同部件提供加热，以便升高和保持用于舒适操作的最佳温度。
发明内容
本主题描述了一种温度操纵装置。温度操纵装置可以由电动力源供以动力。另外，来自电动力源的动力可以经由连接模块供应给温度操纵装置。温度操纵装置还包括基部媒介、设置在基部媒介上的多个热生成元件以及设置在热生成元件上的多个导电电极，该热生成元件连接至多个导电电极。连接模块适于将电动力源与温度操纵装置连接。
本主题还描述了一种制作温度操纵装置的方法。该方法包括：设置基部媒介、将多个热生成元件设置在基部媒介上以及在热生成元件和基部媒介上形成多个导电电极，其中，热生成元件连接至导电电极以接收动力供应以生成热能。
本申请也提供了一种温度操纵装置，包括：
基部媒介；
多个热生成元件，其中，该多个热生成元件设置在基部媒介上，其中，热生成元件另外包括嵌入的具有直径小于100nm的纳米管或纳米线材、金属基或碳基纳米颗粒；
多个导电电极，其中，该多个导电电极设置在热生成元件和基部媒介上，其中，该多个导电电极被配置成从电动力源接收电；
其中，另外，该多个热生成元件连接至该多个导电电极以接收电，其中，在接收电时，该多个热生成元件生成热。
如上所述的温度操纵装置，其中，基部媒介是刚性或柔性的。
如上所述的温度操纵装置，其中，柔性的基部由选自塑料、织物、皮革片材、透明膜片材和单面胶带的材料制作。
如上所述的温度操纵装置，其中，热生成元件由选自包括下述的组的源材料制作：锡、铟、镉、钒、银和碳。
如上所述的温度操纵装置，其中，热生成元件包括选自包括下述的组的前驱物：单丁锡三氯化物、N-甲基-2-吡咯烷酮、二甲基乙酰胺或二甲基甲酰胺。
如上所述的温度操纵装置，其中，该多个导电电极定位成彼此平行。
如上所述的温度操纵装置，其中，该多个导电电极定位成彼此倾斜。
如上所述的温度操纵装置，其中，该多个热生成元件是带条的形状。
如上所述的温度操纵装置，其中，带条定位成与多个导电电极垂直。
如上所述的温度操纵装置，其中，带条定位成与导电电极成角度，其中，该角度处于0度至90度的范围。
如上所述的温度操纵装置，其中，带条具有相等的长度和宽度，或者不相等的长度和宽度。
如上所述的温度操纵装置，其中，带条是弯曲的。
如上所述的温度操纵装置，其中，带条的曲率是相等的或者是可变的。
如上所述的温度操纵装置，其中，电动力源选自A.C.动力源、D.C.动力源以及A.C.动力源与D.C.动力源的组合。
如上所述的温度操纵装置，包括位于多个热生成元件之间的多个非热生成间隙。
如上所述的温度操纵装置，其中，该多个热生成元件与该多个非热生成间隙的宽度处于1:1至3:1之间的比例。
如上所述的温度操纵装置，其中，该多个热生成元件通过印刷工艺或层压工艺定位在基部媒介上。
本申请也提供了一种制作热操纵装置的方法，包括下述步骤；
设置基部媒介；
将多个热生成元件定位在基部媒介上；
将多个导电电极定位在热生成元件上，其中，将热生成元件连接至导电电极。
如上所述的制作热操纵装置的方法，还包括将具有纳米厚度小于100nm的层的多层绝缘涂层应用在基部媒介上。
附图说明
贯穿本说明书提及的“各种实施方式”、“一些实施方式”、“一个实施方式”或“一种实施方式”意味着与实施方式有关进行描述的特别的特征、结构或特性被包括在至少一个实施方式中。因此，贯穿本说明书某些地方出现的术语“在各种实施方式中”、“在一些实施方式中”、“在一个实施方式中”或“在一种实施方式中”未必都指的是同样的实施方式。此外，特别的特征、结构或特性可以以任何适合的方式被组合在一个或多个实施方式中。
图1示出了作为本主题的一个实施方式的具有温度操纵装置的电池升温系统的立体图。
图2示出了作为本主题的另一实施方式的沿着具有温度操纵装置的电池升温系统的区段A-A的截面图。
图3示出了作为本主题的另一实施方式的沿着具有温度操纵装置的电池升温系统的区段B-B的截面。
图4示出了作为本主题的一个实施方式的温度操纵装置的实施方式。
图5示出了作为本主题的一个实施方式的温度操纵装置的特性的图示。
图6示出了作为本主题的另一实施方式的具有温度操纵装置的电池升温系统的立体图，该温度操纵装置具有可替代的空气通道配置。
图7示出了作为本主题的实施方式的沿着具有温度操纵装置的电池升温系统的区段C-C的截面图，该温度操纵装置具有可替代的空气通道配置。
图8示出了作为本主题的实施方式的具有温度操纵装置的电池升温系统的立体图，该温度操纵装置处于使用柔性塑料渠道管构造的可替代的空气通道配置中。
图9示出了作为本主题的实施方式的沿着具有温度操纵装置的电池升温系统的区段D-D的截面图，该温度操纵装置处于使用柔性塑料渠道管构造的可替代的空气通道配置中。
图10示出了作为本主题的实施方式的具有温度操纵装置的电池升温系统的立体图，该温度操纵装置与电池壁直接接触。
图11示出了作为本主题的另一实施方式的具有温度操纵装置的电池升温系统的配置的立体图。
图12示出了作为本主题的另一实施方式的具有温度操纵装置的车辆侧后视镜的立体图，该温度操纵装置附接在车辆侧后视镜的前侧上。
图13示出了作为本主题的另一实施方式的具有温度操纵装置的车辆侧后视镜的立体图，该温度操纵装置附接在车辆侧后视镜的后侧上。
图14示出了作为本主题的另一实施方式的用于车辆侧后视镜的温度操纵装置的立体图。
图15示出了作为本主题的另一实施方式的具有运用在车辆中的加热的侧窗和挡风玻璃的车辆的立体图。
图16示出了作为本主题的另一实施方式的具有加热膜的温度操纵装置，该加热膜覆盖运用在车辆侧窗和挡风玻璃上的加热构件的整个面积。
图17示出了作为本主题的另一实施方式的具有加热膜的温度操纵装置，该加热膜形成为带条并且被非加热膜间隙分开，该加热膜与运用在车辆侧窗和挡风玻璃上的位于两个边缘上的导电电极连接。
图18示出了作为本主题的实施方式的具有加热的门把手和门边沿的车辆的立体图。
图19示出了作为本主题的实施方式的车辆的加热的方向盘。
图20示出了作为本主题的实施方式的车辆的加热的方向盘的温度操纵装置包裹。
图21示出了作为本主题的实施方式的温度操纵装置配置的实施方式。
图22示出了作为本主题的实施方式的温度操纵装置上的温度分布的热图像。
图23示出了作为本主题的实施方式的在不同功率密度下的温度操纵装置的加热性能的图示。
图24示出了作为本主题的实施方式的温度操纵装置的循环测试结果的图示。
图25示出了作为本主题的实施方式的温度操纵装置配置的另一实施方式，该温度操纵装置配置具有各种曲率和厚度的加热膜带条。
图26示出了作为本主题的实施方式的车辆的加热的扶手。
图27示出了作为本主题的实施方式的沿着具有温度操纵装置的加热的扶手的区段E-E的截面图，该温度操纵装置附接在扶手下面。
图28示出了作为本主题的实施方式的车辆的加热的座椅的立体图。
图29示出了作为本主题的实施方式的具有加热膜配置的温度操纵装置的另一实施方式。
图30示出了作为本主题的实施方式的车辆中的加热的门边沿。
图31示出了作为本主题的实施方式的具有各种曲率、长度和厚度的加热膜带条的温度操纵装置的另一实施方式。
图32是例示作为本主题的实施方式的制作温度操纵装置的方法的流程图。
具体实施方式
下文参考各种附图对所公开的实施方式的少许创造性方面进行详细解释。对实施方式进行描述以例示所公开的主题而不限制该主题由权利要求限定的范围。本领域普通技术人员将认识到在下文描述中所提供的各种特征的许多等同变型。
贯穿本说明书提及的“各种实施方式”、“一些实施方式”、“一个实施方式”或“一种实施方式”意味着与实施方式有关进行描述的特别的特征、结构或特性被包括在至少一个实施方式中。因此，贯穿本说明书某些地方出现的术语“在各种实施方式中”、“在一些实施方式中”、“在一个实施方式中”或“在一种实施方式中”未必都指的是同样的实施方式。此外，特别的特征、结构或特性可以以任何适合的方式被组合在一个或多个实施方式中。
对温度操纵装置进行了描述。温度操纵装置可以是电动力的并且可以被采用以给车辆的各种部件提供加热。例如，汽车的部件包括电池、侧后视镜、车门和方向盘。然而，本主题的范围可以不限制于前述部件并且可以延伸至其他部件和设备。
电动力源可以包括动力生成源或电存储源。另外，电动力源可以是交流电(AC)源或直流电(DC)源或AC和DC源的组合。
可以理解的是，如果温度操纵装置是DC兼容的，并且可用的电动力源是AC电源，那么温度操纵装置可以由AC-DC适配器供应动力。另外，DC兼容的温度操纵装置可以由各种其他源供应动力，诸如USB连接器、插入式车辆电池、锂电池、可再充电式电池、常规电池、太阳能动力垫或面板以及超级电容器。
温度操纵装置温度操纵装置可以适于通过将由电动力源供应的电能转换成热能来产生加热效应。
在本主题的实现方式中，温度操纵装置包括基部媒介。基部媒介可以由选自玻璃、陶瓷和任何其他适合的材料的刚性材料制作。另外，基部媒介可以由选自织物、皮革、塑料和任何其他适合的柔性材料的柔性材料制作。此外，基部媒介的形状和尺寸可以取决于需要进行变化。
温度操纵装置可以包括导电电极，在下文中被称为电极，其设置在热生成元件和基部媒介上。电极可以运载由电动力源供应的电流。电极可以通过印刷或层压工艺进行设置。
温度操纵装置还可以包括多个热生成元件。热生成元件可以与多个电极连接。另外，热生成元件可以适于将由电极供应的电流用于执行加热。
热生成元件可以是沉积、印刷或层压在基部媒介上的平面结构的一个或多个层的形式。该一个或多个层中的每个可以具有处于70纳米(nm)至500纳米(nm)的范围中的厚度。优选地，当沉积在陶瓷玻璃的基部媒介或者由塑料或织物或皮革制作的柔性基部媒介上时，层中每个的厚度可以被保持在100nm至300nm的范围中。热生成元件可以设置在平面结构的层中，使得热生成元件扩散(展开)遍及该层并且均匀地间隔开以确保电极与层和基板之间的最佳匹配。热生成元件相对于层的设置导致最小的电阻和改进的导电性和导热性。
在本主题的实现方式中，热生成元件掺杂有适合的材料以改进温度操纵的性能。热生成元件还可以包括刚性诱导材料，以允许层保持稳固的结构。此外，热生成元件可以掺杂有适合的材料用于改进层对非常低的温度和高的温度的传导性。
在实现方式中，多层绝缘涂层可以设置在温度操纵装置上。多层绝缘涂层可以包括溶胶-凝胶衍生二氧化硅。
此外，表面活性剂层可以沉积在基板上。表面活性剂可以包括具有浓度在大约0.1％w/w至大约0.01％w/w之间的磺代丁二酸二辛钠酯的浓度在大约0.01％w/w至大约0.001％w/w之间的全氟烷基表面活性剂。
在本主题的一个实现方式中，温度操纵装置包括连接模块并且由该连接模块供应的电供以动力。连接模块可以适于将电动力源与温度操纵装置连接。连接模块可以是连接线材或适配器的形式。
因此，由电源供应的电可以被连接模块引导到温度操纵装置，电从该温度操纵装置被供应给电极以由此被热生成元件转换成热。
另外，如果温度操纵装置是DC兼容的，并且可用的电动力源是AC电源，那么连接模块可以包括将AC动力转换成DC的AC-DC适配器，以将该动力供应给温度操纵装置。另外，DC兼容的温度操纵装置可以由连接模块供应动力，该连接模块可以包括USB连接器、插入式车辆电池、锂电池、可再充电式电池、常规电池、太阳能动力垫或面板以及超级电容器。
在温度操纵装置工作期间，电源经由连接模块将电流供应给温度操纵装置的电极。热生成元件可以从电极接收电流。如之前所提到的，热生成元件可以具有将电流转换成物理热的性质。因此，随着电流穿过热生成元件，由于热生成元件的性质，生成了热能。然后，可以运用该热能用于给各种部件提供热和执行各种各样的加热或升温功能。
另外，温度操纵装置可以采用温度控制系统。由热生成元件生成的热以及该热生成元件的温度可以由温度控制系统控制。温度控制系统还可以采用温度监测器，用于监测热生成元件的温度。基于热生成元件的需要的温度，温度控制系统然后可以控制电流供应以由此控制热生成元件的温度。因此，温度控制系统可以采用加热构件的控制电路或能量容量设计以保持电流供应与来自热生成元件的热输出之间的最佳平衡。
在平稳向热生成元件的动力供应以及优化加热效应和能量效率中，温度控制系统还可以采用各种其他系统，用于控制热生成元件中的热生成。这种系统的示例包括智能动力以及温度监测与控制系统、模拟到数字转换器(ADC)、脉冲宽度调制(PWM)驱动以及其他的温度控制设备。另外，可以设置伺服系统用于使用快速响应进行持续监测和控制，以及平稳向温度操纵装置的动力供应和优化该温度操纵装置的加热性能和能量效率。
如之前所提到的，热生成元件可以掺杂有适合的热生成元件，以将所需性质给予热生成元件。另外，热生成元件可以由各种金属基材料和碳基材料制作。热生成元件还可以嵌入有具有直径小于100nm的纳米管或纳米线材、金属基或碳基纳米颗粒。热生成元件可以由选自具有前驱物如单丁锡三氯化物、N-甲基-2-吡咯烷酮、二甲基乙酰胺或二甲基甲酰胺的锡、铟、镉、钒、银和碳的源材料制作。纳米颗粒、纳米管或纳米线材可以由选自银、碳或其他适合的材料的源制作。
热生成元件可以通过各种工艺中的任何工艺的方式沉积在基部媒介上，诸如处于受控工艺参数下的喷涂工艺、印刷工艺、卷对卷印刷工艺和真空沉积工艺。在考虑应用的材料的量以及沉积和反应速率的同时，这些工艺可以在受控的工艺温度和压力条件下执行。
如上所述的温度操纵装置可以在各种领域中找到应用。下面根据温度操纵装置的应用对该温度操纵装置的一些示例性实施方式进行描述。
示例性实施方式车辆电池升温系统
如在本专利申请中所描述的温度操纵装置的应用中的一个可以是在电池升温系统中。
可以领会到的是，最近，在汽车工业中存在以减少化石燃料消耗、和减少总体碳足迹(碳排放)以及因此减少对环境的污染为目的生产电动车辆和混合式电动车辆的向上趋势。可以理解的是，虽然电动车辆在正常的温度条件下可以执行良好，但是，电池容量在低的温度操作环境下会显著地降低。已知低的温度操作环境反作用影响电动车辆和混合式电动车辆的性能。观察到，电动车辆的电池性能在10℃下可以降低至80％的容量并且在1℃的低的温度下还可以低于70％的容量。为了克服由低的温度操作环境造成的问题，需要可以帮助将电池保持在最佳工作温度下的电池加热或升温系统。
在本专利申请中对自备式(self-contained)电池升温系统进行了描述。该电池升温系统可以能够快速加热以及迅速响应需求。另外，尽管电池升温系统可以采用单独的低压DC动力供应，但是所需的电池升温系统可以由诸如车辆的电池的DC动力供应供以动力。
另外，根据需要，电池升温系统设计要紧缩且微小以用于节省空间、具有大的加热面积以便使加热效应最大化、具有高动力输出和电池升温系统。
图1至图3示出了电池升温系统100的实施方式的不同视图。图1示出了电池升温系统100。电池升温系统100包括一起形成腔室102的多个边界壁101。电池升温系统100还包括设置在腔室102内部的多个温度操纵装置或一个温度操纵装置(未在图1至图3中示出)。腔室102还可以容置车辆的电池。
温度操纵装置，在下文中被称为温度操纵装置，可以包括薄的陶瓷材料的基部媒介。另外，温度操纵装置可以包括沉积在基板上方的热生成元件膜。热生成元件可以由具有可靠的高的温度加热容量并能够在高达600℃的加热温度下执行可靠且一致的功能的材料制作。温度操纵装置还可以包括设置在基部媒介和热生成元件上的电极。电极可以运载由电动力源供应的电流。
如之前所提到的，热生成元件可以是沉积、印刷或层压在基部媒介上的一个或多个层的形式。这些层中的每个可以具有处于70纳米(nm)至500纳米(nm)的范围中的厚度。优选地，层中的每个的厚度可以处于100nm至300nm的范围中。热生成元件可以遍及基部媒介进行设置，使得热生成元件均匀地且密集地扩散遍及基部媒介，以确保电极与热生成元件和基板之间的最佳匹配。热生成元件相对于基部媒介的设置导致最小的电阻和改进的导电性和导热性。
在本主题的实现方式中，热生成元件可以掺杂有适合的材料以改进温度操纵装置的性能。热生成元件还可以嵌入有刚性诱导材料用于提供稳固的结构。此外，热生成元件可以掺杂有适合的材料用于改进层对非常低的温度和高的温度的抵抗(抗性，阻力)。
返回到图1，温度操纵装置(未在图1中示出)可以定位在电池升温系统100的腔室102的壁101内。另外，可以采用尺寸和额定功率相同或不同的多于一个的温度操纵装置。电池升温系统100还可以包括电风扇103，该电扇可以放置在腔室内与温度操纵装置相邻。风扇103可以将由于由温度操纵装置生成的热而被加热的空气吹送贯穿电池升温系统100以给电池提供热。风扇103和温度操纵装置可以放置在电池升温系统100的不同位置。另外，可以使用多于一个的风扇103以根据需要将被加热的空气的流量最大化。
图2示出了沿着区段A-A的电池升温系统100的截面图。可以看到，壁101围住腔室102，可以将电池定位在该腔室内。风扇103可以定位成使热空气在电池升温系统100内流通。壁101可以包括中空渠道104，以使热空气贯穿电池升温系统100更好地流通。另外，风扇103与温度操纵装置可以通过电动车辆的电池或者通过单独的DC动力源进行连接和驱动。在电池升温系统100的实施方式中，电风扇103可以通过24V DC动力或者在具有8W或其他瓦数输出的其他电压下被驱动，和温度操纵装置可以通过24V DC动力或者在具有80W或其他瓦数能量输出的其他电压下被驱动。
图3示出了沿着区段B-B的电池升温系统100的截面图。如在图3中示出的，电池升温系统100包括腔室102和风扇103。风扇103可以相对于腔室定位在任何适合的位置，以便给腔室102内部的电池提供高效的热流通。
在电池升温系统100工作期间，电流由电源经由连接模块供应到温度操纵装置的电极。电流然后传到可以将电流转换成物理加热的热生成元件。因此，随着电流穿过热生成元件，生成了可以将热效应提供给电池升温系统100的电池的热。
可以注意到的是，在本文中使用的热生成原理不同于常规的线圈加热，在常规的线圈加热中，加热输出是经具有低的加热效率和高的功率损耗的金属线圈的电阻来实现的。然而，在本主题中，加热效应是由于平面结构的热生成元件的电阻而生成的，并且该热效应可以通过调整涂层的构成和厚度以及热生成元件的涂层面积得到控制。可以控制热生成元件的电阻并且可以提高传导性以生成具有最小能量损耗的高效率加热。随着电阻的减小，在使用DC电动力源的同时，电池升温系统100可以提供快速加热并且达到200℃的温度。电池升温系统100允许遍及大的表面积的均衡热生成以使加热效应最大化。在其他的加热技术中，由于热生成元件的高电阻，使用DC动力源实现高的温度可能是困难的。电池升温系统100能够有效地保持电池温度以优化电动车辆在寒冷气候中的性能。
在电池工作系统100工作期间，温度操纵装置在正常操作条件下可以切换为ON以将腔室102中的空气保持在所需温度。当电动车辆电池降低至低于预设温度并且需要升温时，电风扇103可以转为ON以将被加热的空气吹送并流通贯穿电池升温系统100直到达到所需温度。
可以理解的是，当电池升温系统100达到所需的预设温度时，温度操纵装置可以切换为OFF。然而，当电池或电池升温系统100的温度降低至低于预设温度并且需要再次升温时，温度操纵装置可以转为ON以加热空气。另外，电风扇103可以同时地或者在限定的时间间隔之后转为ON，以将被加热的空气吹送并流通通过电池升温系统100直到达到所需温度。
图4示出了温度操纵装置400的实施方式以及温度操纵装置400的热生成元件401和电极402的布置。如在图4中示出的，温度操纵装置可以包括一个或多个热生成元件401。每个热生成元件401可以是膜的形式。各种热生成元件401可以是相同的尺寸或不同的尺寸。另外，热生成元件401可以具备相同的或不同的涂层特性，诸如结构、构成和厚度。此外，热生成元件401可以彼此平行或者串联与电极402电连接。
在所有的实际应用中，取决于对加热输出的需要，可以将电池升温系统100配置成具有大的加热面积的小数目的热生成元件401或者具有带有较小加热面积的较大数目的热生成元件401。热生成元件401也可以根据加热需要被放置在电池升温系统100的不同位置处。另外，可以设置电极402用于将网(gin)电流供应到热生成元件401。
图5示出了温度操纵装置400在8V至24V的DC动力下的特性的图示。观察到，在24VDC下可以达到超过200℃的温度。另外，使用热生成元件的专有特性，温度操纵装置在DC动力下能够生成足够的能量输出以加热在电池升温系统100中流通的空气，以便加热和保持电池处于最佳的温度。
可以注意到的是，可以通过增加或减少温度操纵装置401的数目并且通过在一些热生成元件401中开槽或者从电池升温系统100取出一些热生成元件401来增加或减小电池升温系统100的功率输出或能量消耗。
图6在表现区段C-C的同时示出了电池升温系统100的另一实施方式。
图7独自地示出了如图6所示的电池升温系统100的实施方式的沿着区段C-C的截面图。图7示出了电池升温系统100的另一空气通道渠道配置。空气通道渠道104可以提供较大的加热面积。另外，电池升温系统100的内壁101可以被穿孔以允许被加热的空气在电池升温系统100内更好地流通并且流通到电池上。此外，空气通道渠道104可以是不同的形式，包括沿着电池升温系统100的每个壁的多个管渠道。
图8示出了具有交替的空气通道渠道，如渠道801的配置的电池升温系统100的又一实施方式。如图8所示的空气通道渠道801可以构造成具有围绕电池并连接至腔室102的柔性塑料渠道管802，该腔室容纳有风扇103和温度操纵装置。被加热的空气通过渠道801流通以加热并保持用于电池的最佳性能的所需温度。
图9示出了如图8所示的电池升温系统100的沿着区段D-D的截面图。图9示出了构造成具有柔性塑料渠道管802的空气通道渠道801。在实施方式中，如在图9中可以看到的，空气渠道管802具有圆形截面。
图10和图11示出了电池升温系统100的另一实施方式，其中，温度操纵装置与电池1001的壁直接接触。在图10中可以看到，温度操纵装置400如包裹在电池1001周围一样定位在电池1001周围。可以理解的是，在图10所示的实施方式中，电池升温系统100不包括由多个壁形成的腔室。由温度操纵装置400生成的热借助于传导被直接传递到电池1001。
图11示出了如图10所示的电池升温系统100的配置图，示出了电池升温系统100的各种部件，用于提供对电池升温系统100的构造的更透彻的理解。就其本身而言，电池升温系统100包括电池1001和温度操纵装置400。
在本主题的另一实现方式中，温度操纵装置400由选自塑料片材和织物的材料制作。塑料片材和织物可以包裹在部分的或整个的电池1001周围，以给电池提供热并且将电池的温度保持在最佳温度水平。另外，温度操纵装置400的热生成元件可以由其他的导电材料制作，诸如碳和碳基材料。
加热的车辆侧视镜
温度操纵装置的另一应用可以是提供具有除霜和冰融化能力的车辆的被加热的侧视镜。
可以领会到的是，在寒冷的气候条件下，车辆的侧视镜常常被霜或冰覆盖，特别是在清晨或深夜。霜和冰对镜的这种覆盖严重地影响了驾驶员的视线，由此危害着车辆中的驾驶者的安全。一些车辆采用了被加热的侧视镜，该侧视镜可以被由金属线材或厚膜加热元件供以动力的加热系统加热。然而，这种加热系统可能显现出缓慢的加热响应，这导致会花费相当长的时间用于侧视镜的除霜或除冰。
本主题提供了作为侧视镜加热系统实现的一种温度操纵装置。侧视镜加热系统包括具有一个或多个传导材料层的温度操纵装置，该一个或多个传导材料层具有纳米厚度，优选为70nm至300nm。温度操纵装置可以存放(deposited)在车辆侧视镜的后侧上。温度操纵装置可以由车辆电池或单独的DC动力源供以动力。在另一实施方式中，可以使用厚度在1mm至3mm的范围中的单独的温度操纵装置。温度操纵装置可以附接到侧视镜的前侧或侧视镜的后侧或侧视镜的该两侧上。另外，温度操纵装置可以通过热传递凝胶与侧视镜保持在一起，该热传递凝胶可以存放在镜与温度操纵装置之间。此外，加热构件可以由透明的陶瓷玻璃制作以使温度操纵装置透明，使得来自镜的视野不被阻挡。
图12和图13示出了被加热的车辆侧视镜的两个不同的实施方式。示出在图12中的车辆侧视镜组件1200的实施方式包括侧视镜本体1201、温度操纵装置1202和镜1203。在该实施方式中，温度操纵装置1202设置在镜1203后面，使得温度操纵装置1202定位在侧视镜本体1201与镜1203之间。
车辆侧视镜组件1300的另一实施方式示出在图13中。该实施方式的车辆侧视镜组件1300包括侧视镜本体1301、温度操纵装置1302和镜1303。在该实施方式中，温度操纵装置1302设置在镜1303的前侧上，使得镜1303设置在温度操纵装置1302与侧视镜本体1301之间。
图14示出了温度操纵装置1202的配置。温度操纵装置1202包括跨越温度操纵装置1202的范围延伸的加热膜元件1401。另外，设置电极1402用于给加热膜元件1401供应电流。温度操纵装置1202适于使用DC动力源操作。观察到，随着在最大为13.2V的电压和5A的电流下DC动力源供应动力，可以由温度操纵装置1202生成大约66W的动力输出，并且可以少于4分钟融化超过遍及车辆侧视镜的面积的80％的冰。另外，根据温度和加热需要并且避免车辆侧视镜1200过热，智能动力以及温度监测与控制系统可以与温度操纵装置1202一体化以平稳动力供应。另外，可以设置伺服系统用于使用快速响应进行持续监测和控制，以及平稳向温度操纵装置的动力供应并且优化温度操纵装置的加热性能和能量效率。
在本主题的另一实施方式中，为了提高加热性能，可以将温度操纵装置1202、1302设置成具有差分能量，这导致温度操纵装置1202、1302的底部区域的温度以及因此车辆侧视镜的底部区域的温度可以达到高于该镜顶部区域温度10℃至30℃。
车辆加热的侧窗和挡风玻璃
如由本主题所描述的，温度操纵装置的又一应用可以是提供车辆的加热的侧窗以及前和后挡风玻璃，以便提供除霜和冰融化能力。
观察到，在寒冷的气候条件下，车辆侧窗和挡风玻璃常常被霜或冰阻挡，特别是在清晨或深夜，这会影响驾驶员的能见度。
本主题提供了作为车辆被加热的侧窗和挡风玻璃加热系统实现的一种温度操纵装置。该加热系统可以采用通过使用电来提供加热效应的温度操纵装置。
图15示出了具有被加热的侧窗和挡风玻璃的车辆1500。车辆1500的侧窗1501和挡风玻璃1502可以设置成具有温度操纵装置1503。温度操纵装置1503可以附接在车辆1500的侧窗1501和挡风玻璃1502的表面上。另外，温度操纵装置可以是自然透明的，以允许通过应用在车辆1500的侧窗1501和挡风玻璃1502上的温度操纵装置1503进行观察。
在实施方式中，温度操纵装置1503可以具有在1mm至3mm的范围的厚度。温度操纵装置1503可以由车辆电池或单独的DC动力源供以动力。此外，温度操纵装置1503的构造可以包括作为基部媒介的透明的陶瓷玻璃基板，其中在该基部媒介上沉积加热膜元件。温度操纵装置还可以是不同的尺寸以覆盖部分的或整个的侧窗和挡风玻璃。
图16示出了温度操纵装置1503的实施方式，其中加热膜元件1601覆盖温度操纵装置1503的几乎整个面积。温度操纵装置1503包括电极1602，用于给加热膜元件1601供应电流。
图17示出了温度操纵装置1503的另一实施方式，其具有形成为加热膜带条1701并且被非加热膜间隙分开的多个加热膜元件。加热膜带条1701与沿着边缘的导电电极1702连接。
如之前提到的，被加热的车辆侧窗和挡风玻璃系统可以是前述温度操纵装置的改编。因此，被加热的车辆侧窗和挡风玻璃系统的温度操纵装置1503可以由陶瓷玻璃或其他适合作为基部媒介的材料制作，并且热生成膜元件由传导涂层的纳米厚度的一个或多个层制作，该纳米厚度优选为70nm至300nm。温度操纵装置1503可以由车辆电池或单独的DC动力源供以动力。温度操纵装置1503可以是在1mm至3mm的范围的厚度。另外，温度操纵装置可以通过热传递凝胶与窗户和挡风玻璃的表面保持在一起。温度操纵装置1503可以由透明的陶瓷玻璃制作以赋予透明的特性。
车辆加热的门把手和门边沿
温度操纵装置的另一应用可以是提供车辆的被加热的门把手和门边沿。
在寒冷的气候下，车辆门和门把手可能被雪和冰变得冰冻，这可以使得门把手难以触摸并且因此难以开门。为了应对该问题，描述了一种车辆被加热的门把手和门边沿系统。车辆被加热的门把手和门边沿系统可以包括温度操纵装置、动力源以及将动力源与温度操纵装置进行连接的连接模块。温度操纵装置可以包括由一个或多个传导材料层制作的加热膜元件。温度操纵装置可以存放在车辆1800的一些部分或整个的门把手或门边沿上。温度操纵装置还可以由车辆电池或单独的DC动力源供以动力。在温度操纵装置上，可以沉积电绝缘层以覆盖传导加热膜元件。
图18示出了采用车辆被加热的门把手1801的车辆1800。如图18中所示，车辆可以采用应用在车辆1800的门把手1801上的温度操纵装置(未在图18中示出)。温度操纵装置可以附接在门把手1801的表面上。另外，温度操纵装置可以是自然透明的，以便保持车辆的视觉美观。在实施方式中，温度操纵装置可以具有在1mm至3mm的范围的厚度，并且可以由车辆电池或单独的DC动力源供以动力。
车辆加热的方向盘、扶手、座椅和门边沿
温度操纵装置的另一应用可以是提供车辆中的被加热的方向盘、扶手、座椅和门边沿。如之前提到的，可以将温度操纵装置设置在车辆待被加热的各种部件部分上。
温度操纵装置可以具有与在以上的实现方式中所讨论的相同的构造特征。
温度操纵装置可以是不同的尺寸以覆盖一些部分或整个的车辆方向盘、扶手、座椅和门边沿。温度操纵装置可以包括沉积在基部媒介上的热生成膜。可以借助于各种工艺沉积加热膜，诸如喷涂工艺、印刷工艺、卷对卷印刷工艺和真空沉积工艺。根据动力输出需要，加热膜可以是不同的尺寸和图案。
图19示出了用于在车辆中使用的被加热的方向盘1900的实施方式。温度操纵装置1901可以由借助于包裹在方向盘1900的表面周围而被应用的柔性基部媒介制作。另外，温度操纵装置1901可以是透明的，以便不扭曲视觉美观。在实施方式中，温度操纵装置1901可以具有在1mm至3mm的范围的厚度，并且可以由车辆电池或单独的DC动力源供以动力。
图20示出了温度操纵装置包裹2000的大体实施方式。温度操纵装置包裹2000包括温度操纵装置2001。可以采用温度操纵装置包裹2000用于给车辆的各种部件提供加热，上述通过包裹在部件周围。
图21示出了如在图20中所示的用于使用在各种车辆部件中的温度操纵装置2001的实施方式。温度操纵装置2001包括基部媒介2100。在实施方式中，基部媒介2100可以是透明膜的形式。在其他实现方式中，温度操纵装置2001也可以是皮革片材、织物片材、单面胶带或塑料片材。另外，在当前的实施方式中可以看到，温度操纵装置2001包括多个热生成膜带条2101。在透明膜的情况下，多个膜带条2101可以通过丝网印刷工艺形成。另外，温度操纵装置2001包括被设置用于给膜带条2101供应电流的电极2102。电极2102可以由一般的导电材料制作。在实施方式中，加热膜带条2101被非加热膜间隙分开。加热膜带条2101可以与导电电极2102连接。加热膜带条2101可以适于当电穿过它们时传导热。在实施方式中，两个导电电极2102布置成彼此平行。在实施方式中，导电电极2102放置在基部媒介2100的边缘上。加热膜带条2101布置在两个电极2102之间，其中，加热膜带条2101被平行地电连接。为了实现遍及温度操纵装置2001以及因此遍及方向盘1900和如车辆座椅的其他部件表面的均衡加热，温度操纵装置2001的膜带条2101可以以一角度倾斜，优选地以45°的角度倾斜。
可以注意到的是，加热膜带条2101可以以在0°至90°的范围的角度相对于电极2102布置。在温度操纵装置2001的实施方式中，如在图21中所示，加热膜带条2101布置成与电极2102成45°角度。该布置允许形成温度操纵装置2001的不同形状以适合需要加热的各种部件的不同形状。
另外，加热膜带条2101可以布置成使得存在被创建并且保持在相邻加热膜带条2101之间的间隙。设置的间隙可以允许由温度操纵装置2001在来自车辆中的D.C.动力源的有限的动力供应下进行高效加热。另外，膜带条2101和非加热膜间隙的宽度可以根据需要被保持在特定的比例。可以理解的是，较高的比例暗示着加热膜带条2101的与温度操纵装置2001中的间隙相比较大的密度，由此，这暗示着由温度操纵装置2001实现的较大的加热效应。另一方面，较低的比例可以暗示着温度操纵装置2001中的加热膜带条2101的较低的密度，由此，这可以引起较低的加热效应。就其本身而言，加热膜带条2101与非加热膜间隙的宽度的比例可以处于1:1至3:1的范围内或者处于其他任何适合的比例。
另外，为了实现加热车辆方向盘1900和其他车辆部件的足够的热能，温度操纵装置2001的功率密度被设计成使用处于13.2V下的车辆电池生成1.0-2.0mW/mm2的功率密度。使用该功率密度，温度操纵装置2001可以达到一分钟内40-50℃的温度提升并且提供车辆部件的快速升温。在其他的实施方式中，温度可以保持在不引起用户不舒适的特别的温度下。在实施方式中，用户也可以能够根据他自己的舒适感控制温度。
借助于示例，温度操纵装置2001可以包括作为基部媒介2100的单面胶带。单面胶带可以是透明的形式。在该实施方式中，包括电极2102和加热膜带条2101的整个结构可以形成在没有胶的一侧上。这使得易于将温度操纵装置2001粘贴到任何表面。因此，温度操纵装置2001可以易于应用到需要温度操纵的任何表面。加热膜带条2101也可以被喷涂、印刷或真空沉积在诸如皮革、织物或塑料的其他柔性基部媒介上。
借助于另一示例，如之前也有描述，温度操纵装置的基部媒介2100可以是织物片材。织物片材可以放置在车辆的方向盘上并且可以被缝上。因为织物片材需要被缝上，所以需要注意将电极放置在距离织物片材的边缘适当的距离处。
借助于另一示例，如之前也有描述，温度操纵装置的基部媒介2100可以是皮革片材。皮革片材可以放置在车辆的方向盘上并且可以被缝上。在其他实现方式中，皮革片材可以使用像纽扣、拉链等的其他紧固工具放置在方向盘上。
图22示出了温度操纵装置2001上的温度分布的热图像2200。从热图像2200可以观察到，在温度操纵装置2001中心区域处的温度与温度操纵装置2001的周缘区域相比可以更高。另外，温度图案反映了加热膜元件2101的配置。
图23示出了处于不同功率密度下的温度操纵装置2001的加热性能的图示2300。可以对温度操纵装置或被加热部件在不同功率密度下随着时间(以秒)的温度(以℃)提升趋势进行研究。例如，当功率输入为2.01mW/mm2时，温度操纵装置或被加热部件的温度可以在500秒内达到55℃。
图24示出了温度操纵装置2001的循环测试结果的另一图示2400，其中，在每个周期中供电5分钟并且断电1分钟。在2mW/mm2的功率密度下，温度操纵装置2001达到超过75℃并且温度和加热性能在循环测试中是可重复的。另外，智能动力以及温度监测与控制系统可以与温度操纵装置2001一体化，以用于根据温度和加热需要平稳向温度操纵装置2001的动力供应并且避免像方向盘、门把手、窗户、挡风玻璃和电池的车辆部件的过热。
图25示出了温度操纵装置2500的另一实施方式。温度操纵装置2500包括基部媒介2503。在实施方式中，基部媒介可以是透明膜的形式。在其他实现方式中，温度操纵装置2503也可以是皮革片材、织物片材、单面胶带或塑料片材。另外，温度操纵装置2500包括各种曲率和厚度的多个加热膜带条2501，并且电极2502连接平行地加热膜带条2501。在透明膜的情况下，该多个膜带条2501可以通过丝网印刷工艺形成。电极2501可以由一般的导电材料制作。
可以理解的是，加热膜带条2501的曲率可以被设置成用于更好地适配在车辆部件如方向盘的形状的周围。为了使温度操纵装置2500的加热面积最大化，一些加热带条2501可以由适当曲率的结构制作以适配温度操纵装置2500的桶形几何形状。在实施方式中，导电电极2502放置在基部媒介2503的边缘上。
在温度操纵装置2500的实施方式中，如在图25中所示，温度操纵装置2500中心区域中的加热膜带条2501是具有直的配置，其中，该带条的曲率朝向温度操纵装置2500的外部区域逐渐增加。在该实施方式中，位于温度操纵装置2500中心处的加热膜带条2501具有无限半径的曲率。这暗示着，位于该中心处的这些加热膜带条2501在具有极小至零的曲率程度的形状中本质上是直的。然而，加热膜带条2501的曲率程度沿着温度操纵装置2500的长度从中心到外部区域逐渐增加。作为结果，加热膜带条2501的曲率半径从中心区域朝向温度操纵装置2500的外部区域将逐渐减小。
另外，在温度操纵装置2500的实施方式中，邻近的加热膜带条2501的曲率半径的改变比例可以限定在20％至99.9％的范围内，其中，曲率半径的改变比例从温度操纵装置2500中心区域处的99.9％逐渐降低至温度操纵装置2500的外部区域处的20％。
此外，为了在直的和弯曲的加热膜带条2501之间创建相等或相似的热能输出量，并且因此实现相同或接近的加热温度，每个加热膜带条2501的宽度可以从中心区域朝向外部区域降低。在加热2500的实施方式中，邻近的加热膜带条2501之间的宽度比例降低被限定在0％至20％内，其中，邻近的两个加热膜带条2501之间的宽度比例降低从中心区域处的0％逐渐增加至温度操纵装置2500外部区域处的20％。
在温度操纵装置2500的实施方式中，温度操纵装置2500是桶形的几何形状。还可以理解的是，温度操纵装置2500的这种桶形的几何形状可以允许温度操纵装置适合地适配到车辆的圆形部件中，诸如方向盘和门把手。
另外，为了实现加热方向盘、座椅、扶手和其他车辆部件的足够的热能，温度操纵装置2500的功率密度被设计成使用处于13.2V下的车辆电池生成1.0-2.0mW/mm2的功率密度。使用该功率密度，温度操纵装置2500可以达到一分钟内40-50℃的温度提升并且提供车辆部件的快速升温。在其他实施方式中，温度可以保持在不引起用户不舒适的特别的温度下。在实施方式中，用户也可以能够根据他自己的舒适感控制温度。
图26和图27示出了车辆的被加热的扶手2600的实施方式的不同视图。
图26示出了被加热的扶手2600。可以为扶手2600设置包裹在扶手2600表面周围的温度操纵装置2601。另外，温度操纵装置2601可以是透明的以保护视觉美观。在实施方式中，温度操纵装置2601可以具有在1mm至3mm的范围的厚度，并且可以由车辆电池或单独的DC动力源供以动力。
图27示出了被加热的扶手2600的沿着区段E-E的截面图。在给出的实施方式中，可以看到，温度操纵装置2601附接在扶手2600下面。
图28示出了车辆中的被加热的座椅2800的实施方式。被加热的座椅2800包括被设置用于生成加热效应的温度操纵装置(未示出)。在被加热的座椅2800的实施方式中，温度操纵装置被设置在座椅覆盖物下面。
图29示出了有待被运用以给车辆的被加热的扶手2600和被加热的座椅2800提供加热的温度操纵装置2900的实施方式。温度操纵装置2900包括基部媒介2903。在实施方式中，基部媒介2903可以是织物片材或皮革片材的形式。在其他实现方式中，温度操纵装置2900也可以是单面胶带或塑料片材。另外，在图29中可以看到，温度操纵装置2900包括多个电极2902和多个加热膜带条2901。电极2902可以为加热膜带条2901运载和供应电流，并且加热膜带条2901可以将由电极2902供应的电能转换成加热效应。
在温度操纵装置2900的实施方式中，如在图29中所示，具有规则的配置，该配置具有布置成彼此平行的多个加热膜元件2901。加热膜元件2901跨越温度操纵装置2900可以有相等的宽度和长度。另外，设置电极2902用于给加热膜元件2901供应电。电极2902可以由一般的导电材料制作。如在图29中所示，电极2902布置成彼此平行，使得该多个加热膜带条2901布置在电极2902之间。可以理解的是，加热膜带条2901的宽度可以根据加热需要进行变化。另外，可以在加热膜带条2901之间设置间隙以变化由温度操纵装置2900产生的加热效应的强度。膜带条2901与间隙的宽度可以根据需要被保持在特定的比例。可以理解的是，较高的比例暗示着加热膜带条2901与温度操纵装置2900中的间隙相比较大的密度，由此，这暗示着由温度操纵装置2900实现的较大的加热效应。另一方面，较低的比例可以暗示着温度操纵装置2900中的加热膜带条2901的较低的密度，由此，这可以引起较低的加热效应。就其本身而言，加热膜带条2901与非加热膜间隙的宽度的比例可以处于1:1至3:1的比例或者处于任何其他适合的比例。
另外，为了实现加热座椅、扶手和其他车辆部件的足够的热能，温度操纵装置2900的功率密度被设计成使用处于13.2V下的车辆电池生成1.0-2.0mW/mm2的功率密度。使用该功率密度，温度操纵装置2900可以达到一分钟内40-50℃的温度提升并且提供车辆部件的快速升温。在其他实施方式中，温度可以保持在不引起用户不舒适的特别的温度下。在实施方式中，用户也可以能够根据他自己的舒适感控制温度。
借助于示例，温度操纵装置2900可以包括作为基部媒介2903的单面胶带。单面胶带可以是以透明的形式。在该实施方式中，包括电极2902和加热膜带条2900的整个结构可以形成在没有胶的侧上。这使得易于将温度操纵装置2900粘贴到任何表面。因此，温度操纵装置2900可以易于应用到需要温度操纵的任何表面。单面胶可以放置并粘贴到扶手2600的内侧。
借助于另一示例，如之前也有描述，温度操纵装置2900的基部媒介2903可以是织物片材。织物片材可以放置在车辆的车座椅2800上并且可以被缝上或放置在座椅2800上。因为织物片材需要被缝上，所以需要注意将电极2902放置在距离织物片材的边缘适当的距离处。
借助于另一示例，如之前也有描述，温度操纵装置2900的基部媒介2903可以是皮革片材。皮革片材可以放置在车辆的座椅2800上并且可以被缝上。因为皮革片材需要被缝上，所以需要注意将电极2902放置在距离织物片材的边缘适当的距离处。在其他实现方式中，皮革片材可以使用像纽扣、拉链等的其他紧固工具放置在座椅上。
图30示出了车辆中的被加热的门边沿3000的实施方式。可以看到，门边沿3000的被加热区域3001是三角形的几何形状。温度操纵装置因此被应用在被加热区域3001上。可以理解的是，温度操纵装置可以包括由传导材料层制作的加热膜元件。加热膜元件可以运用电流生成加热效应以加热车辆的门边沿3000的区域3001。
图31示出了温度操纵装置3001的又一实施方式，出于加热门边沿3000的目的，该温度操纵装置适于应用在车辆的门边沿3000上。温度操纵装置3001包括基部媒介3103。在实施方式中，基部媒介可以是以透明膜的形式。在其他实现方式中，温度操纵装置3103也可以是皮革片材、织物片材、单面胶带或塑料片材。另外，温度操纵装置3001包括加热膜带条3101和电极3102。加热膜带条3101可以是各种曲率、长度和厚度。在透明膜的情况下，该多个膜带条3101可以通过丝网印刷工艺形成。电极3102可以由一般的导电材料制作。
在温度操纵装置3001的实施方式中，如在图31中所示，电极3102布置成彼此横切(横向)。换句话说，电极3102被布置成彼此成角度，使得两个电极3102之间的距离沿着温度操纵装置3001的长度变化。必然地，布置在两个电极之间的加热元件3101的尺寸也可以变化。温度操纵装置3001的布置允许适合于如门边沿的部件的形状并且使其加热面积最大化。然而，可以看到，该配置跨越每个加热膜带条3101在两个电极3102之间创建了不相等的分离。因此，为了能够从每个加热膜带条3101生成相等或相似量的热能，并且实现遍及每个加热带条面积的相似的温度，限定并应用加热膜带条3101的专有结构配置。在实施方式中，导电电极3102放置在基部媒介3103的边缘上。
因此，加热膜带条3101的长度沿着被加热面积的长度逐渐减小。邻近的两个加热膜带条3101之间的长度改变可以是处于5％至30％的范围中的比例，优选为处于被加热面积的长边处的5％朝向处于被加热面积的短边处的30％。为了保持相同或相似量的热能输出并且因此保持每个加热膜带条3101之间的一致的温度，加热膜带条3101的宽度可以从加热膜带条3101的长边朝向短边逐渐减小。沿着邻近的两个加热膜带条的宽度的减小可以是处于10％至30％的范围中的比例，优选为处于被加热面积的长边处的10％朝向位于被加热面积的短边处的30％。位于加热面积的短边端部处的加热膜带条3101可以根据需要是直的几何形状或者是弯曲的几何形状。
另外，为了实现加热门边沿和其他车辆部件的足够的热能，温度操纵装置3001的功率密度被设计成使用处于13.2V下的车辆电池生成1.0-2.0mW/mm2的功率密度。使用该功率密度，温度操纵装置3001可以达到一分钟内40-50℃的温度提升并且提供车辆部件的快速升温。在其他实施方式中，温度可以保持在不引起用户不舒适的特别的温度下。在实施方式中，用户也可以能够根据他自己的舒适感控制温度。
借助于示例，温度操纵装置3001可以包括作为基部媒介3103的单面胶带。单面胶带可以是以透明的形式。在该实施方式中，包括电极3102和加热膜带条3101的整个结构可以形成在没有胶的侧上。这使得易于将温度操纵装置3001粘贴到任何表面。因此，温度操纵装置3001可以易于应用到需要温度操纵的任何表面。
借助于另一示例，如之前也有描述，温度操纵装置的基部媒介3103可以是织物片材。织物片材可以放置在车辆的门边沿3000上并且可以被缝上。因为织物片材需要被缝上，所以需要注意将电极放置在距离织物片材的边缘适当的距离处。
借助于另一示例，如之前也有描述，温度操纵装置的基部媒介3103可以是皮革片材。皮革片材可以放置在车辆的门边沿3000上并且可以被缝上。因为皮革片材需要被缝上，所以需要注意将电极3102放置在距离织物片材的边缘适当的距离处。在其他实现方式中，皮革片材可以使用像纽扣、拉链等的其他紧固工具被放置在门边沿3000上。
本主题还描述了制作温度操纵元件或热生成元件的方法3200，该方法通过图32例示。该方法包括，首先，设置3201基板。如之前提到的，基板可以是选自玻璃、陶瓷和任何其他适合的材料的刚性材料。另外，基部媒介可以是选自织物、皮革、塑料、单面胶带、透明膜和任何其他适合的柔性材料的柔性材料。
此后，该方法包括将多个热生成元件3202沉积在基部媒介上。热生成元件可以被沉积、印刷或层压的一个或多个层的形式沉积在基部媒介上。该一个或多个层中的每个可以具有在70纳米(nm)至500纳米(nm)的范围的厚度。优选地，当沉积在陶瓷玻璃的基部媒介或由塑料或织物或皮革制作的柔性基部媒介上时，层中每个的厚度可以保持在100nm至300nm的范围中。热生成元件可以设置在平面结构的层中，使得热生成元件扩散遍及该层并且均匀地间隔开以确保电极与层和基板之间的最佳匹配。热生成元件相对于层的设置引起遍及层的最小的电阻和改进的导电性和导热性。
一旦设置基板和热生成元件，则该方法还包括借助于将电极沉积在热生成元件和基板上以在热生成元件和基板上形成多个导电电极3203。电极可以由导电材料制作并且适于运载由电动力源供应的电流。
以上描述的应用是示出可以由本专利的热生成系统应用在车辆和汽车工业中的宽范围应用的一些示例，并且涉及由玻璃或其他适合的材料制作的一种新型的温度操纵，这些材料具有在由DC动力源供以动力的同时提供高的性能和能量效率多功能加热的能力。所述温度操纵可以其他形式进行设计和建立，并且可以运用在包括但不限于其他的汽车应用和/或其他的工业和商业领域的应用中。
以上描述不提供各种部件的制造或设计的特定细节。本领域技术人员熟知这些细节，并且除非与提出的这些技术相背离，否则可以采用已知的技术、相关领域的或稍后开发的设计和材料。本领域技术人员能够选择适合的制造和设计细节。
使用在本文中的术语仅出于描述特别的实施方式的目的并且不旨在限制本公开内容。将领会到，若干以上公开的和其他的特征和功能及其可替代方案可以组合成其他的系统或应用。各种当前未预见或未预料的可替代方案、修改、变型或其改进随后可以由本领域技术人员在不背离由随附权利要求涵盖的本公开内容的范围的情况下做出。
如最初提出以及如可以被修改的权利要求涵盖了公开在本文中的实施方式和教导的变型、可替代方案、修改、改进、等同和基本等同，包括当前未预见或未领会到的那些以及例如可以从申请人/专利权人和其他人提出的那些。
将领会到，上述公开的和其他的特征和功能的变型或其可替代方案可以组合成许多其他不同的系统和应用。还旨在被随附权利要求涵盖的各种当前未预见或未预料的可替代方案、修改、变型或其改进可以随后由本领域技术人员做出。

Claims (19)

1.一种温度操纵装置，包括；
基部媒介；
多个热生成元件，其中，所述多个热生成元件设置在所述基部媒介上，其中，另外所述热生成元件包括嵌入的具有小于100nm直径的金属基或碳基纳米颗粒、纳米管或纳米线材；
多个导电电极，其中，所述多个导电电极设置在所述热生成元件和所述基部媒介上，其中，所述多个导电电极配置成从电动力源接收电；
其中，另外所述多个热生成元件连接至所述多个导电电极以接收电，其中，在接收电时，所述多个热生成元件生成热。
2.根据权利要求1所述的温度操纵装置，其中，所述基部媒介是刚性或柔性的。
3.根据权利要求2所述的温度操纵装置，其中，柔性的基部由选自塑料片材、织物片材、皮革片材、透明膜和单面胶带的材料制作。
4.根据权利要求1所述的温度操纵装置，其中，所述热生成元件由选自包括下述的组的源材料制作：锡、铟、镉、钒、银和碳。
5.根据权利要求4所述的温度操纵装置，其中，所述热生成元件包括选自包括下述的组的前驱物：单丁锡三氯化物、N-甲基-2-吡咯烷酮、二甲基乙酰胺或二甲基甲酰胺。
6.根据权利要求1所述的温度操纵装置，其中，所述多个导电电极定位成彼此平行。
7.根据权利要求1所述的温度操纵装置，其中，所述多个导电电极定位成彼此倾斜。
8.根据权利要求1所述的温度操纵装置，其中，所述多个热生成元件是带条的形状。
9.根据权利要求8所述的温度操纵装置，其中，所述带条定位成与所述多个导电电极垂直。
10.根据权利要求8所述的温度操纵装置，其中，所述带条定位成与所述导电电极成角度，其中，所述角度处于从0度至90度的范围。
11.根据权利要求8所述的温度操纵装置，其中，所述带条有相等的长度和宽度，或者不相等的长度和宽度。
12.根据权利要求8所述的温度操纵装置，其中，所述带条是弯曲的。
13.根据权利要求12所述的温度操纵装置，其中，所述带条的曲率是相等的或者是可变的。
14.根据权利要求1所述的温度操纵装置，其中，所述电动力源选自A.C.动力源、D.C.动力源以及A.C.动力源与D.C.动力源的组合。
15.根据权利要求1所述的温度操纵装置，包括位于所述多个热生成元件之间的多个非热生成间隙。
16.根据权利要求1所述的温度操纵装置，其中，所述多个热生成元件与所述多个非热生成间隙的宽度处于1:1至3:1之间的比例。
17.根据权利要求1所述的温度操纵装置，其中，所述多个热生成元件通过印刷工艺或层压工艺定位在所述基部媒介上。
18.一种制作热操纵装置的方法，包括下述步骤；
设置基部媒介；
将多个热生成元件定位在所述基部媒介上；
将多个导电电极定位在所述热生成元件和所述基部媒介上，其中，将所述热生成元件连接至所述导电电极。
19.根据权利要求18所述的制作热操纵装置的方法，还包括将具有纳米厚度小于100nm的层的多层绝缘涂层应用在所述基部媒介上。
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