TWI530311B - Temperature control, fire extinguishing device - Google Patents

Description

溫控、滅火裝置

本發明係與電池保護技術有關，更詳而言之是指一種可作為電池箱安全裝置之溫控、滅火裝置者。

按，近年來基於節能減碳之環保需求，電動車輛(電動車、電動機車)逐漸受到人們的接受與青睞，目前世界各大車廠亦無不進行相關之研發與銷售。

電動車輛之系統設計百家爭鳴，不過，其動力來源主要係電池，電池之續航力及供電穩定性等特性對於電動車輛而言甚為重要。早期電動機車採用之電池係鉛酸電池，乃因鉛酸電池具有電動勢大、結構簡單、操作溫度廣、技術成熟及價格低廉等優點，不過，其有環保問題、重量重及使用壽命不長等需克服之缺點，近年來逐漸發展出的鋰電池(磷酸鋰鐵電池)其循環壽命為鉛酸電池的5倍，放電功率為鉛酸電池的6.6倍，且，充電時間不到2小時，僅需鉛酸電池的1/4，體積重量僅為鉛酸的50%，且無記憶效應，因此，目前電動車輛多採用鋰電池作為動力源。不過，目前鋰電池之製作成本仍不低，其占電動車輛的成本超過五成，電動車輛未來能否順利普及，電池技術提升與成本下降是關鍵之處。

其次，一輛電動車動輒需要數千顆的鋰電池(電 池芯)同時大電流放電，產生的溫度甚高，高熱不僅會造成鋰電池效能快速衰耗，更有引起電池爆炸之危險，目前控制電動車之電池不會過熱之技術，主要係設置以電路、電子元件控制避免電池過熱之電池管理系統，如中華民國第M374997號「高效能啟動電池」及第M423314號「車用鋰啟動電池保全裝置」等專利所示。

其次，影響電池效能之因素除了過熱外，若電動車所處之環境溫度甚低、過冷，亦會影響電池能量之輸出，而過熱或過冷的溫度皆會造成電池容量及壽命之縮減。再者，若電動車之電池不慎因短路或其他因素而起火，易產生燒掉電動車之危險。

不過，目前避免電池過熱、過冷及起火燃燒之安全機制均內建於電池控制系統，並無其他較佳之輔助安全裝置。

本發明之主要目的即在提供一種溫控、滅火裝置，其可作為電池箱安全裝置之用，係將空氣或滅火材料輸入電動車輛之電池箱，並對空氣進行調溫，俾可調整電池箱內部之溫度或萬一電池箱起火時進行滅火，實用價值甚佳者。

緣是，為達成前述之目的，本發明係提供一種溫控、滅火裝置，包含有一體，一端設有一進氣口、 另端設有一出氣口，該出氣口係連通電動車輛之電池箱；一迴風單元，設置於該盒體內並對應進氣口，包含一排風口與一迴風口，用以可供空氣進行迴風，一啟閉裝置，用以可開啟或封閉該排風口與迴風口；一溫度調控單元，設置於該盒體內對應出氣口之一端，用以可改變空氣溫度；一滅火裝置，設置於該盒體內並連通出氣口；一控制單元，連接各該迴風單元、溫度調控單元與滅火裝置，用以控制各該迴風單元、溫度調控單元與滅火裝置是否作動。

進一步地，更包含有一電池，設置於該盒體內並電性連接各該迴風單元、溫度調控單元與滅火裝置。

進一步地，該盒體內設有一立板，該氣道係位於氣道一側，一隔板，設置於該氣道內並抵接立板，該迴風單元與溫度調控單元係設置於隔板二端，該隔板上並開設有一通風口。

進一步地，該啟閉組件包含一控制馬達，電連接該控制單元，一風門片，設置於該控制馬達之動力輸出軸並對應排風口與迴風口，係可受該控制馬達驅動而旋轉至預定位置。

進一步地，該風門片旋轉至平行盒體底側之位置時係位於通風口上方，空氣僅可經由該通風口流動至溫度調控單元、出氣口輸出。

進一步地，該迴風單元更包含有一濾網，設置於 進氣口與啟閉組件之間，用以過濾空氣雜質。

進一步地，該溫度調控單元更包含一風扇裝置，係對應該調溫件，用以可提升空氣流經調溫件之速度。

進一步地，該調溫件與盒體內壁係相隔適當距離。

進一步地，該調溫件係電熱致冷晶片。

進一步地，該滅火裝置係設置於氣道一側，其滅火材料係透過若干噴射管自出氣口噴出。

以下，茲舉本發明二較佳實施例，並配合圖式做進一步之詳細說明如後：首先，請參閱第一圖至第三圖所示，本發明一較佳實施例之溫控、滅火裝置10，係設置於電動車輛之電池箱1一側，用以可調整電池箱1內部溫度或當電池燃燒時可進行滅火，包含有一盒體11、一迴風單元12、一溫度調控單元13、一滅火裝置14與一控制單元15。

該盒體11，包含一封閉部分22與一開放部分24，該封閉部分22內設有軸向延伸之一立板26，用以將該封閉部分22內部區隔為一氣道28與一容室30，該氣道28二端分別開設有一進氣口32與二出氣口34，該進氣口32係供空氣進入，該出氣口34係連通電動車輛之電池箱1，一隔板36，設置於該氣道28內並抵接立板26，其上開設有一通風口38，又，該封閉部分 22對應進氣口32一端之頂側設有一排風口40與一迴風口42，用以可供空氣進行迴風。

該迴風單元12，設置於該氣道28內對應進氣口32之一端，包含一濾網44與一啟閉組件46。該濾網44係對應進氣口32，可為海綿等過濾材質，用以可過濾自該進氣口32進入之空氣雜質，該啟閉組件46係介於隔板36與濾網44之間，由一控制馬達48與設於控制馬達48動力輸出軸(圖中未示)之一風門片50所構成，該控制馬達48係固定於一載板52，該載板52上開設有一通氣口54，由該盒體11側面觀之，該通氣口54係位於控制馬達48動力輸出軸延伸方向之下方，而由該盒體11頂側觀之，該通氣口54與通風口38恰位於控制馬達48動力輸出軸延伸方向之二側，該風門片50係邊緣具適當撓性之片體，介於架板52與隔板36之間並對應排風口40與迴風口42，其長度係相同於該載板52與隔板36之間距，當該風門片50受該控制馬達48驅動而旋轉至垂直盒體11底側之位置時，如第二、三圖所示，此時，該風門片50之頂、底側係分別抵接盒體11之內壁，且該風門片50之頂側係受壓而略為彎折變形，該進氣口32係連通通氣口54、排風口40，該迴風口42則連通通風口38，用以使自該進氣口32進入之空氣可自排風口40排出，該迴風口42則供外部空氣進入而經由通風口38流至溫 度調控單元13，藉由此等迴風設計可使該氣道28內部空氣之溫度與外部空氣相同(因控制馬達48運作會產生溫度)。而當該風門片50旋轉至平行盒體11底側之位置時係位於通風口38上方，如第五圖所示，此時，該風門片50係阻隔排風口40、迴風口42與進氣口32之連通狀態，使得該進氣口32僅連通通氣口54與通風口38。藉此，該啟閉組件46可利用風門片50同步開啟或阻隔排風口40、迴風口42與進氣口32之連通狀態，以控制是否進行迴風。

該溫度調控單元13，包含一調溫件56與一風扇裝置58。該調溫件56係習知電熱致冷晶片，設置於該氣道28內對應出氣口34之一端，用以可產生、改變溫度，其頂端並與該封閉部分22內壁相隔適當距離以供空氣流通。該風扇裝置58係習知加壓型風扇馬達，設置於該隔板36與調溫件56間之二架板60，用以可對空氣加壓、提升空氣之流速，使空氣可吹拂該調溫件56、改變溫度後自出氣口34輸送至電池箱1，該二架板60上係穿設有多數通孔62。

該滅火裝置14，係習知可噴出滅火泡沫或滅火粉之滅火器，設置於該容室30內，其二噴射管64係穿經立板26而伸入二出氣口34，用以使滅火泡沫或滅火粉可隨空氣輸入電動車輛之電池箱1。

該控制單元15，電性連接各該啟閉組件46、調溫件56、風扇裝置58與滅火裝置14，並內建於電動車輛之電腦、電池控制系統或單獨設置均可，用以可控制各該啟閉組件46、調溫件56、風扇裝置58與滅火裝置14是否作動。該控制單元15可為控制晶片或韌體程式等可接收、輸出控制訊號之構件，此為習知技術，此處不予贅述其詳細構成。

此外，各該啟閉組件46、調溫件56、風扇裝置58與滅火裝置14係電性連接電池箱1之電池，可由電池箱1之電池提供運作之電力。

藉此，本發明該溫控、滅火裝置10可由控制單元15驅動啟閉組件46、調溫件56、風扇裝置58或滅火裝置14，以產生三種運作模式：自然進氣、調溫與滅火，各模式之運作方式如下：自然進氣模式：如第四圖所示，當電動車輛之電池箱1運作正常、溫度無異常時，該控制單元15不會促使調溫件56、風扇裝置58與滅火裝置14作動，僅促使該風門片50旋轉至垂直盒體11底側之位置，使空氣可自該進氣口32進入氣道28後經過濾網44濾除雜質，再經由該通氣口54自排風口40排出，繼而再自該迴風口42進入氣道28，藉由此等迴風設計可使該氣道28內部空氣之溫度與外部空氣相同，而進入該迴風口42之空氣經由通風口38、通孔62及調溫件56 與盒體11內壁之間隙後，可由該出氣口34排出。基此，在自然進氣模式下，該溫控、滅火裝置10可輸送室溫之空氣至該電池箱1，用以降低該電池箱1運作中電池產生之熱度。

調溫模式：當電動車輛之電池控制系統感測到電池箱1內部溫度超過或低於預設值時，可輸送訊號至該控制單元15，則該控制單元15可促使控制馬達48與調溫件56、風扇裝置58作動，該風門片50係旋轉至平行盒體11底側之位置，如第五圖所示，該調溫件56係加熱或減溫，則空氣可直接經由各該通氣口54、通風口38、通孔62受風扇裝置58加速吹拂調溫件56而改變溫度後，俾可由該出氣口34吹送冷風或熱風至電池箱1內部，藉以調整該電池箱1內部之溫度。

滅火模式：當電動車輛之電池箱1控制系統感測到電池箱1內部溫度瞬間超過預設值時，該控制單元15可驅動滅火裝置14輸出滅火泡沫或滅火粉至電池箱1內部，以進行滅火。

由上可知，本發明該溫控、滅火裝置可作為電動車輛電池箱之安全裝置，亦即，當電池箱之運作正常而無溫度異常之情形時，該溫控、滅火裝置係自然進氣模式、可輸送室溫之空氣至電池箱，促進該電池箱內空氣之流動以排放電池產生之熱量；當電池箱產生溫度異常之情形時，該溫控、滅火裝置可自動調整為 調溫模式而輸送升溫或降溫之空氣至電池箱，使該電池箱內之溫度下降或上升至正常之狀態；而萬一電池箱發生起火燃燒之情形時，該溫控、滅火裝置可自動調整為滅火模式而將滅火泡沫或滅火粉噴出至電池箱內部以滅火。換言之，該溫控、滅火裝置具備可使電動車輛之電池箱散熱、調溫與阻燃之效果。

如第六圖所示，係本發明另一較佳實施例之溫控、滅火裝置70，其構成大體上與該溫控、滅火裝置10相同，不同處在於：其盒體72之開放部分74係可承置一電池76，用以可供應其他構件運作之電力，而不需耗費電動車輛電池之電力。

必須一提的是，前述可偵測電池箱溫度之電池控制系統係包含溫度感應裝置，該等溫度感應裝置亦可增設於該溫控滅火裝置而與控制單元電性連接。

綜上所述，本發明所提供之溫控、滅火裝置，其可將空氣或滅火材料輸入電動車輛之電池箱，並可對空氣進行調溫，俾可調整電池箱內部之溫度或萬一電池箱起火時予以滅火，以作為電池箱安全裝置之用，實用價值甚佳；緣是，本發明確實符合發明專利之要件，爰依法提出申請。

1‧‧‧電池箱

10‧‧‧溫控、滅火裝置

11‧‧‧盒體

12‧‧‧迴風單元

13‧‧‧溫度調控單元

14‧‧‧滅火裝置

15‧‧‧控制單元

22‧‧‧封閉部分

24‧‧‧開放部分

26‧‧‧立板

28‧‧‧氣道

30‧‧‧容室

32‧‧‧進氣口

34‧‧‧出氣口

36‧‧‧隔板

38‧‧‧通風口

40‧‧‧排風口

42‧‧‧迴風口

44‧‧‧濾網

46‧‧‧啟閉組件

48‧‧‧控制馬達

50‧‧‧風門片

52‧‧‧載板

54‧‧‧通氣口

56‧‧‧調溫件

58‧‧‧風扇裝置

60‧‧‧架板

62‧‧‧通孔

64‧‧‧噴射管

70‧‧‧溫控、滅火裝置

72‧‧‧盒體

74‧‧‧開放部分

76‧‧‧電池

第一圖係本發明一較佳實施例之系統圖。

第二圖係本發明一較佳實施例之側視圖。

第三圖係本發明一較佳實施例之頂視圖。

第四圖係本發明一較佳實施例之動作示意圖，顯示自然進氣模式之空氣流動路徑。

第五圖係本發明一較佳實施例之動作示意圖，顯示調溫模式之空氣流動路徑。

第六圖係本發明另一較佳實施例之頂視圖。

1‧‧‧電池箱

10‧‧‧溫控、滅火裝置

11‧‧‧盒體

12‧‧‧迴風單元

13‧‧‧溫度調控單元

14‧‧‧滅火裝置

15‧‧‧控制單元

Claims (8)

1. 一種溫控、滅火裝置，包含有：一盒體，其內部設有一氣道，一進氣口與一出氣口，連通於該氣道二端，該出氣口並連通車輛之電池箱；一迴風單元，設置於該氣道內並對應進氣口，包含一排風口與一迴風口，用以可供空氣進行迴風，一啟閉組件，用以可同步開啟或阻隔該排風口、迴風口與進氣口之連通狀態；一溫度調控單元，設置於該氣道內並對應出氣口，包含一調溫件，用以可改變流經其表面之空氣溫度；一滅火裝置，設置於該盒體內並連通出氣口，用以可噴出滅火材料；及一控制單元，連接各該啟閉組件、溫度調控單元與滅火裝置，用以控制各該啟閉組件、溫度調控單元與滅火裝置是否作動。
2. 如申請專利範圍第1項所述之溫控、滅火裝置，其中，更包含有一電池，設置於該盒體內並電性連接各該迴風單元、溫度調控單元與滅火裝置。
3. 如申請專利範圍第1或2項所述之溫控、滅火裝置，其中，該盒體內設有一立板，該氣道係位於氣道一側，一隔板，設置於該氣道內並抵接立板，該迴 風單元與溫度調控單元係設置於隔板二端，該隔板上並開設有一通風口。
4. 如申請專利範圍第1或2項所述之溫控、滅火裝置，其中，該迴風單元更包含有一濾網，設置於進氣口與啟閉組件之間，用以過濾空氣雜質。
5. 如申請專利範圍第1或2項所述之溫控、滅火裝置，其中，該溫度調控單元更包含一風扇裝置，係對應該調溫件，用以可提升空氣流經調溫件之速度。
6. 如申請專利範圍第5項所述之溫控、滅火裝置，其中，該調溫件與盒體內壁係相隔適當距離。
7. 如申請專利範圍第6項所述之溫控、滅火裝置，其中，該調溫件係電熱致冷晶片。
8. 如申請專利範圍第3項所述之溫控、滅火裝置，其中，該滅火裝置係設置於氣道一側，其滅火材料係透過若干噴射管自出氣口噴出。