TWI447762B - 裝載系統 - Google Patents

Description

裝載系統

本發明是有關於一種裝載系統，特別是有關於一種用以裝載磁電容儲能模組之系統。

能源的儲存部件在我們的生活之中佔了重要的一部分，例如用於電路中的電容以及用於可攜式裝置的電池之類的元件，電能儲存部件影響了電子裝置的執行效能以及作業時間。

然而，習知的能源儲存部件具有一些問題。舉例而言，電容具有因為漏電流而降低整體效能的問題，而電池則具有因為部分充/放電的記憶效應而降低整體效能的問題。

因此，一種新的儲能模組，磁電容儲能模組，被發展出來。本發明即是提供一種裝載系統用以裝載此種磁電容儲能模組。

本發明之一態樣提供一種裝載系統用以裝載一磁電容儲能模組至一裝置中。此裝載系統包括：一儲存單元以及一裝載單元。此儲存單元更包括一第一遮蔽部以及一封存部，其中此封存部係用以封存此第一遮蔽部。此第一遮蔽部包括四個側牆、一個底牆以及一第一開口。多個磁電容胞經由此第一開口被放入於此第一遮蔽部。一第一電極形成於此四個側牆中之一第一側牆。一第二電極形成於面對此第一側牆之一第二側牆。裝載單元包括一第二遮蔽部以及一封存部，其中此封存部係用以封存此第二遮蔽部。儲存單元可經由一第二開口被放入於此第二遮蔽部。

在一實施例中，每一磁電容胞包括多個形成於一基板上之磁電容。此多個磁電容以並聯之方式連接在一起。每一磁電容胞更包括形成淤一機板上之第一連接器。此些磁電容與此第一連接器相接。

在另一實施例中，此第一第一遮蔽部更包括多個第二連接器形成在此底牆上。當一磁電容胞被滑進此第一遮蔽部時，此磁電容胞之第一連接器會與對應之第二連接器耦接。一導體線形成與此底牆上，將此些第二連接器與第一電極和第二電極相接。

在另一實施例中，此第二遮蔽部更包括一裝載機制用以防止儲存單元與裝載單元間之碰撞。此裝載機制為一彈簧或一磁性機制。第一遮蔽部更包括一具有一特定磁偶極之磁性元件，此磁性元件形成於一側牆上。當此儲存單元被裝載入第二遮蔽部時，此裝載機制之磁偶極被調整成與此磁性元件之特定磁偶極相異來吸引此儲存單元。當此儲存單元被移出此第二遮蔽部時，此裝載機制之磁偶極被調整成與此磁性元件之特定磁偶極相同來排斥此儲存單元。

在另一實施例中，此裝置包括一放置部用以承載此儲存單元。此放置部更包括一第三電極以及一第四電極。當此儲存單元被放置於此放置部時，第一電極會與第三電極耦接，而第二電極會與第四電極耦接。其中第三電極與第四電極耦接此裝置之其他電子元件。

在另一實施例中，此放置部更包括一彈出機制。其中此彈出機制為一彈簧或一磁性機制。第一遮蔽部更包括一具有一特定磁偶極之磁性元件，此磁性元件形成於一側牆上。當此儲存單元被裝載入此放置部時，此彈出機制之磁偶極被調整成與此磁性元件之特定磁偶極相異來吸引此儲存單元。當此儲存單元被移出此放置部時，此彈出機制之磁偶極被調整成與此磁性元件之特定磁偶極相同來排斥此儲存單元。

本發明之另一態樣提供一種裝載系統用以裝載一磁電容儲能模組至一裝置中。此裝載系統包括：一儲存單元、一裝載單元以及一位於此裝置中之放置部。此儲存單元更包括一第一遮蔽部以及一封存部，其中此封存部係用以封存此第一遮蔽部。此第一遮蔽部包括一第一側牆、一第二側牆、一第三側牆、一第四側牆、一個底牆以及一第一開口。多個磁電容胞經由此第一開口被放入於此第一遮蔽部。一第一電極形成於此第一側牆上。一第二電極形成於面對此第一側牆之第二側牆。一第一磁性元件形成在此第三側牆上。一第二磁性元件形成在面對此第三側牆之第四側牆上。此第一磁性元件與此第二磁性元件具有一特定磁偶極。多個軌道組形成在此第一側牆與第二側牆之內表面。每一軌道組包括一軌道用以滑行一對應之磁電容胞進入第一遮蔽部。裝載單元包括一第二遮蔽部以及一封存部，其中此封存部係用以封存此第二遮蔽部。儲存單元可經由一第二開口被放入於此第二遮蔽部。一裝載機制與此第一磁性元件互動。放置部用以承載此儲存單元。此放置部更包括一第三電極以及一第四電極。當此儲存單元被放置於此放置部時，第一電極會與第三電極耦接，而第二電極會與第四電極耦接。一彈出機制與此第二磁性元件互動。

在一實施例中，當此儲存單元被裝載入此放置部時，此裝載機制之磁偶極被調整成與特定磁偶極相同，而此彈出機制之磁偶極被調整成與此特定磁偶極相異，具以利用第一磁性元件與裝載機制間產生之斥力將此儲存單元移出此裝載單元，以及利用彈出機制與第二磁性元件間產生之吸引力，將此儲存單元裝載進此裝置之放置部。

在另一實施例中，當此儲存單元被移出此放置部時，此裝載機制之磁偶極被調整成與特定磁偶極相異，而此彈出機制之磁偶極被調整成與此特定磁偶極相同，具以利用彈出機制與第二磁性元件間產生之斥力，將此儲存單元移出此裝置之放置部，以及利用第一磁性元件與裝載機制間產生之吸引力將此儲存單元放入此裝載單元。

綜合上述所言，本發明可增進高密度磁電容儲能元件之裝載安全以及裝載效率。並利用磁電容之模組方式，增加裝載密度。且藉由本發明之裝載系統可以快速的將耗盡電能之儲存單元移除，以及裝載充滿電之儲存單元。本發明之使用磁電容模組供應電能可大幅降低整體裝置之重量以及體積。

磁電容是一種能量儲存技術。此技術與傳統之能量儲存技術相較，在相同之儲存體積與重量下，可增加能量儲存能力十億倍。利用磁電容之儲存技術大幅提高了能量之使用效率。

第1圖繪示了符合本發明之一實施例之磁電容裝置。此磁電容裝置100具有一第一磁性區110、一第二磁性區120以及配置於第一磁性區110及第二磁性區120之間的一介電區130。介電區130具有儲存電能的作用，而第一磁性區110與第二磁性區120具有磁偶極，藉由安排第一磁性區110與第二磁性區120具有不同方向之磁偶極可防止電能洩漏的作用。介電區130為一層薄膜，並且其係由介電材料所構成，介電材料如鈦酸鋇(BaTiO3)或二氧化鈦(TiO3)。

如第2圖所示為多個磁電容共同形成於一基板上來構成一磁電容胞200。基板201上具有一第一連接器202用以連接一外部元件。此些磁電容100以並聯之方式連接，並耦接至第一連接器202。如第3圖所示多個磁電容胞200可被整合形成一磁電容模組300。

然而，當每一磁電容模組300被完全充電並移置至一裝置做為電源時，若在移置時不小心發生碰撞，造成其中某一電容模組發生損害，而至整體供電量不足，而影響此一裝置之工作效率。因此如何安全移置磁電容模組為使用磁電容作為供電主力之關鍵問題點。

第4A圖所示為根據本發明一實施例用以儲存磁電容模組之儲存單元概略圖示。第4B圖所示為從第4A圖AA’線看入之剖視圖。儲存單元400係用以放置一磁電容模組300於其中。儲存單元400包括一遮蔽部401以及一封存部402。其中此封存部402係用以封存此遮蔽部401。此遮蔽部401包括四個側牆401a,401b,401c以及401d、一個底牆401e以及一開口420。側牆401a面對側牆401c。側牆401a面對側牆401d。一第一電極407形成於側牆401a。一第二電極408形成於側牆401c。第一電極407和第二電極408作為陽極與陰極。換言之，當磁電容模組300經由開口420被放入於儲存單元400時，此磁電容模組300可經由第一電極407和第二電極408供應電能給一外部元件。因此，一外部元件可使用此磁電容模組做為電源。

在一實施例中，磁電容胞200是以平行於側牆401a和401c之方式被放進此遮蔽部401。其中，多個軌道組403形成在此側牆401b與401d之內表面。每一軌道組403包括一軌道用以滑行一對應之磁電容胞200進入遮蔽部401。在一實施例中，軌道組403包括兩軌道403a和403b，其長度約略與磁電容胞200之長度相當，且兩軌道403a和403b有一「L」形外觀，然此外觀並非用以限定本發明。

此外，多個第二連接器405與一導線406形成於底牆404之內表面。此導線406將此些第二連接器405連接在一起。且導線406與第一電極407和第二電極408連接。當磁電容胞200經由軌道組403被放入此遮蔽部401時，磁電容胞200之第一連接器202與第二連接器405連接。因為此多個第二連接器405是經由導線406連接在一起，因此與該些第二連接器405連接一起之磁電容胞200亦被連接在一起。此外因為導線406與第一電極407和第二電極408連接。因此磁電容胞200可經由第一電極407和第二電極408供電給一外部裝置，或由一外部裝置進行充電。在另一實施例中，兩額外之磁性元件410與412被分別形成於側牆410b和410d。磁性元件410與412用以幫助裝載儲存單元400至一系統或從一系統卸載儲存單元400。此部分將於其後描述。

當所有磁電容胞200被裝載入遮蔽部404，遮蔽部404會被封存不402封存，藉以保護其中之磁電容胞200。

另一方面，使用裝載單元500來包裝儲存單元400，藉以增進裝載磁電容模組之流程。第5A圖繪示一裝載單元之概略圖示，裝載單元500包括一遮蔽部501和一封存部502，封存部502用以封存遮蔽部501。在一實施例中，儲存單元400可放置在封存部502上，遮蔽部501蓋住儲存單元400而包覆整個儲存單元400。

第5B圖為從第5A圖BB’線看入之剖視圖。一裝載機制503被形成在裝載單元500之一表面504之內部，用以防止儲存單元400與裝載單元500間之碰撞，且此裝載機制502亦可幫主放置儲存單元400至裝載單元500。此裝載機制503為一彈簧或一磁性機制。在一實施例中，當此裝載機制503為一磁性機制時，一磁性元件410被形成在儲存單元之側牆401b上且具有一特定磁偶極。當此儲存單元400被裝載入裝載單元500時，此裝載機制504之磁偶極被調整成與此磁性元件410之特定磁偶極相異來吸引此儲存單元400。另一方面，當此儲存單元400要被移出此裝載單元500時，此裝載機制504之磁偶極被調整成與此磁性元件410之特定磁偶極相同來排斥此儲存單元400。

第6A圖所示為根據本發明一實施例放置一磁電容模組至一系統之概略圖示。在此實施例中，磁電容模組300提供電能給外接系統600，此系統600例如為一電動車。此系統600具有一放置部602用以承載此磁電容模組300。一頂蓋608用以覆蓋此放置部602，避免灰塵侵入此放置部602。此放置部602具有兩電極603以及604，分別形成在此放置部602之兩側壁602a和602b上。此外，兩外接導線605和606之一端連接系統600之電子元件(圖中未顯示出)，而另一端分別連接此兩電極603以及604，皆已提供電能給系統600之電子元件。兩電極603以及604之高度約略與儲存單元400之電極407和408等高，因此當儲存單元400被至入此放置部602中，兩電極603以及604分別連接儲存單元400之電極407和408。因此，磁電容模組300儲存之電能可透過電極407和408傳送至電極603以及604，並經由導線605和606提供電能給系統600之電子元件。

在另一實施例中，此放置部602之底部更包括一彈出機制607。其中此彈出機制607用以防止當儲存單元400被放進放置部602時，儲存單元400與放置部602之底部間之碰撞，換言之，彈出機制607具有類似緩衝之功能。彈出機制607，例如為一彈簧或一磁性機制。在一實施例中，此彈出機制607可與裝載機制503合作來裝載儲存單元400至放置部602，或將儲存單元400移出此放置部602。例如，當彈出機制607與裝載機制503均為磁性機制時，當此儲存單元400被裝載入此放置部602時，首先，裝載單元500之封存部502先被移開，然後，此裝載機制503之磁偶極被調整成與儲存單元400側牆401b上磁性元件410之特定磁偶極相同，而此彈出機制607之磁偶極被調整成與儲存單元400側牆401d上磁性元件412之特定磁偶極相異，藉以利用磁性元件410與裝載機制503間產生之斥力將此儲存單元400移出此裝載單元500，以及利用彈出機制607與磁性元件412間產生之吸引力，將此儲存單元400裝載進此裝置之放置部602。當儲存單元400被裝載進此裝置之放置部602後，如第6B圖所示，頂蓋608覆蓋此放置部602，避免灰塵侵入此放置部602。

第7A圖所示為根據本發明一實施例將一磁電容模組從一系統移除之概略圖示。當此儲存單元400要從放置部602移除時時，首先，裝載單元500之封存部502先被移開，然後，此裝載機制503之磁偶極被調整成與儲存單元400側牆401b上磁性元件410之特定磁偶極相異，而此彈出機制607之磁偶極被調整成與儲存單元400側牆401d上磁性元件412之特定磁偶極相同，藉以利用彈出機制607與磁性元件412間產生之斥力，將此儲存單元400從放置部602移除。以及利用磁性元件410與裝載機制503間產生之吸引力將儲存單元400裝載進裝載單元500。當儲存單元400被裝載進此裝載單元500後，如第7B圖所示，頂蓋608覆蓋此放置部602，避免灰塵侵入此放置部602。

在另一實施例中，當一系統要求多個磁電容模組來供應電能時，一連續裝載磁電容模組之機制被使用來裝載多個磁電容模組至該系統中。第8圖所示為一連續裝載磁電容模組之機制。在一實施例中，多個裝載單元500排成一列，並依箭頭802指示之方向進行移動。因此，儲存單元400可依序裝載進放置部802。其中，彈出機制807為一彈簧，此彈出機制807用以防止當儲存單元400被放進放置部802時，儲存單元400與放置部802之底部間之碰撞，換言之，彈出機制807具有類似緩衝之功能。

綜合上述所言，本發明至少提供下述之優點：

1.　本發明可增進高密度磁電容儲能元件之裝載安全以及裝載效率。

2.　本發明利用磁電容之模組方式，可增加裝載密度。

3.　藉由本發明之裝載系統可以快速的將耗盡電能之儲存單元移除，以及裝載充滿電之儲存單元。

4.　本發明之使用磁電容模組供應電能可大幅降低整體裝置之重量以及體積。

雖然本發明已以實施方式揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

100．．．磁電容裝置

110．．．第一磁性區

120．．．第二磁性區

130．．．介電區

200．．．磁電容胞

201．．．基板

202．．．第一連接器

300．．．磁電容模組

400．．．儲存單元

401．．．遮蔽部

402．．．封存部

401a,401b,401c以及401d．．．側牆

401e．．．底牆

403．．．軌道組

403a和403b．．．軌道

404．．．遮蔽部

405．．．第二連接器

406．．．導線

407．．．第一電極

408．．．第二電極408

420．．．開口

410與412．．．磁性元件

500．．．裝載單元

501．．．遮蔽部

502．．．封存部

503．．．裝載機制

504．．．表面

600．．．外接系統

602．．．放置部

602a和602b．．．側壁

603以及604．．．電極

605和606．．．導線

607．．．彈出機制

608．．．頂蓋

801．．．箭頭

802．．．放置部

807．．．彈出機制

為讓本發明之上述和其他目的、特徵、優點與實施例能更明顯易懂，所附圖式之說明如下：

第1圖繪示了符合本發明之一實施例之磁電容裝置。

第2圖所示為多個磁電容共同形成於一基板上來構成一磁電容胞。

第3圖所示多個磁電容胞被整合形成一磁電容模組。

第4A圖所示為根據本發明一實施例用以儲存磁電容模組之儲存單元概略圖示。

第4B圖所示為從第4A圖AA’線看入之剖視圖。

第5A圖繪示一裝載單元之概略圖示。

第5B圖繪示一裝載單元被放入一儲存單元之概略圖示。

第5C圖為從第5B圖BB’線看入之剖視圖。

第6A圖所示為根據本發明一實施例放置一磁電容模組至一系統之概略圖示。

第6B圖所示頂蓋覆蓋此放置部，避免灰塵侵入此放置部。

第7A圖所示為根據本發明一實施例將一磁電容模組從一系統移除之概略圖示。

第7B圖所示，頂蓋覆蓋此放置部避免灰塵侵入此放置部。

第8圖所示為一連續裝載磁電容模組之機制。

400．．．儲存單元

401．．．遮蔽部

402．．．封存部

401a,401b,401c以及401d．．．側牆

401e．．．底牆

407．．．第一電極

408．．．第二電極

420．．．開口

410與412．．．磁性元件

Claims (19)

1. 一種裝載系統，用以裝載一磁電容儲能模組至一裝置中，此裝載系統包括：一儲存單元，其中該儲存單元更包括：一第一遮蔽部，其中該第一遮蔽部包括四側牆，分別為一第一側牆、一第二側牆、一第三側牆、一第四側牆，一個底牆以及一第一開口，一第一電極形成於該第一側牆之外表面，一第二電極形成於面對該第一側牆之該第二側牆之外表面，複數個軌道組形成在該第一側牆與該第二側牆之內表面，每一軌道組包括一軌道用以滑行一對應之磁電容胞進入該第一遮蔽部，其中複數個磁電容胞可經由該第一開口被放入於該此第一遮蔽部，其中每一該些磁電容胞包括形成於一基板上之複數個磁電容，該些磁電容以並聯之方式連接在一起；以及一第一封存部，其中該第一封存部係用以封存該第一遮蔽部；以及一裝載單元，其中該裝載單元更包括：一第二遮蔽部，其中該第二遮蔽部具有一第二開口，該儲存單元可經由該第二開口被放入於此第二遮蔽部；以及一第二封存部，其中該第二封存部係用以封存該第二遮蔽部。
2. 如請求項第1項所述之裝載系統，其中每一該些磁電容胞更包括形成於該基板上之一第一連接器，該些磁電容與該第一連接器電性相接。
3. 如請求項第2項所述之裝載系統，其中該第一第一遮蔽部更包括複數個第二連接器形成在該底牆上。
4. 如請求項第3項所述之裝載系統，其中當其中一磁電容胞被滑進該第一遮蔽部時，該磁電容胞之該第一連接器會與對應之該第二連接器耦接。
5. 如請求項第3項所述之裝載系統，其中該第一遮蔽部包括一導體線形成與該底牆上，將該些第二連接器與該第一電極和該第二電極相接。
6. 如請求項第1項所述之裝載系統，其中該第二遮蔽部更包括一裝載機制用以防止該儲存單元與該裝載單元間之碰撞。
7. 如請求項第6項所述之裝載系統，其中該裝載機制為一彈簧或一磁性機制。
8. 如請求項第7項所述之裝載系統，其中該第一遮 蔽部更包括一具有一特定磁偶極之磁性元件，該磁性元件形成於該四側牆其中之一。
9. 如請求項第8項所述之裝載系統，其中當該儲存單元被裝載入該第二遮蔽部時，該裝載機制之磁偶極被調整成與該磁性元件之特定磁偶極相異來吸引該儲存單元。
10. 如請求項第8項所述之裝載系統，其中當該儲存單元被移出該第二遮蔽部時，該裝載機制之磁偶極被調整成與該磁性元件之特定磁偶極相同來排斥該儲存單元。
11. 如請求項第1項所述之裝載系統，其中該裝置包括一放置部用以承載該儲存單元。
12. 如請求項第11項所述之裝載系統，其中該放置部更包括一第三電極以及一第四電極，當該儲存單元被放置於該放置部時，該第一電極會與該第三電極耦接，而該第二電極會與該第四電極耦接。
13. 如請求項第12項所述之裝載系統，其中該第三電極與該第四電極耦接該裝置之其他電子元件。
14. 如請求項第11項所述之裝載系統，其中該放置部更包括一彈出機制，其中該彈出機制為一彈簧或一磁性機 制。
15. 如請求項第14項所述之裝載系統，其中該第一遮蔽部更包括一具有一特定磁偶極之磁性元件，該磁性元件形成於該四側牆其中之一上。
16. 如請求項第15項所述之裝載系統，其中當該儲存單元被裝載入該放置部時，該彈出機制之磁偶極被調整成與該磁性元件之特定磁偶極相異來吸引該儲存單元。
17. 如請求項第15項所述之裝載系統，其中當該儲存單元被移出該放置部時，該彈出機制之磁偶極被調整成與該磁性元件之特定磁偶極相同來排斥該儲存單元。
18. 一種裝載系統，用以裝載一磁電容儲能模組至一裝置中，此裝載系統包括：一儲存單元，其中該儲存單元更包括：一第一遮蔽部，其中該第一遮蔽部包括一第一側牆、一第二側牆、一第三側牆、一第四側牆，一個底牆以及一第一開口，，其中複數個磁電容胞可經由該第一開口被放入於該此第一遮蔽部；一第一電極形成於該第一側牆之外表面；一第二電極形成於面對該第一側牆之該第二側牆之外表面； 一第一磁性元件形成在該第三側牆上；一第二磁性元件形成在面對該第三側牆之第四側牆上，其中該第一磁性元件與該第二磁性元件具有一特定磁偶極；一第一封存部，其中該第一封存部係用以封存該第一遮蔽部；以及複數個軌道組形成在該第一側牆與該第二側牆之內表面，每一軌道組包括一軌道用以滑行一對應之磁電容胞進入該第一遮蔽部，其中該磁電容胞包括形成於一基板上之複數個磁電容，該些磁電容以並聯之方式連接在一起；以及一裝載單元，其中該裝載單元更包括：一第二遮蔽部，其中該第二遮蔽部具有一第二開口，該儲存單元可經由該第二開口被放入於此第二遮蔽部；一裝載機制與該第一磁性元件互動；以及一第二封存部，其中該第二封存部係用以封存該第二遮蔽部；以及一放置部位於該裝置上用以承載該儲存單元，其中該放置部更包括：一第三電極以及一第四電極，當該儲存單元被放置於該放置部時，該第一電極會與該第三電極耦接，而該第二電極會與該第四電極耦接；一彈出機制與該第二磁性元件互動； 其中當該儲存單元被裝載入該放置部時，該裝載機制之磁偶極被調整成與特定磁偶極相同，而該彈出機制之磁偶極被調整成與該特定磁偶極相異，具以利用該第一磁性元件與該裝載機制間產生之斥力將該儲存單元移出該裝載單元，以及利用該彈出機制與該第二磁性元件間產生之吸引力，將該儲存單元裝載進該裝置之該放置部；其中當該儲存單元被移出該放置部時，該裝載機制之磁偶極被調整成與特定磁偶極相異，而該彈出機制之磁偶極被調整成與該特定磁偶極相同，具以利用該彈出機制與該第二磁性元件間產生之斥力，將該儲存單元移出該裝置之該放置部，以及利用該第一磁性元件與該裝載機制間產生之吸引力將該儲存單元放入該裝載單元。
19. 如請求項第18項所述之裝載系統，其中該第三電極與該第四電極耦接該裝置之其他電子元件。