CN103915874B - 一种卷轴式太阳能电池充电装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种卷轴式太阳能电池充电装置，属太阳能充电装置技术领域，解决卷偏和松散以及对输出端插口的保护问题。卷轴式太阳能电池充电装置包括由太阳能电池组件及所连接的控制电路板构成充电装置主体和对外输出口、承载部件，主要技术特点是柔性太阳能电池组件依托承载部件平面展开或卷绕在其上，控制电路板在承载部件腔体内，承载部件至少有一个端口，其端口上盖有一个多功能端盖，多功能端盖包括凸沿、管轴和防尘帽，以及预留给控制电路板对外输出的包括USB接口和透光孔等各种开口。本发明集充电控制、定位支撑、防尘于一体，设计巧妙，结构紧凑，使用方便，易于产业化。

Description

一种卷轴式太阳能电池充电装置

技术领域

本发明公开了一种便携式可卷曲的太阳能充电装置，属于太阳能充电技术领域。

背景技术

目前，可卷曲式太阳能电池充电装置主要以柔性太阳能电池为代表，将柔性太阳能电池卷绕在圆筒上，以往用柔性太阳能电池折叠，容易引起焊线断裂和封装起层等技术问题。卷筒式柔性太阳能电池充电装置，卷绕面积大、卷绕后体积小，集卷绕、便携于一身。

美国专利US20060028166A1公开了一种卷曲式的太阳能充电装置，将柔性太阳能电池组件的一端通过铆钉固定在圆筒外壁上，不用时将柔性太阳能电池组件紧紧卷绕在圆筒上，最后由魔术贴绷紧，圆筒的一头是点烟器输出接口，可以给电子产品充电，圆筒的另一头是辅助插头，辅助插头可插接在圆筒壁上的插座孔内，可以在几个充电装置之间互相插接进行扩容。但该专利存在以下有待于改进的技术问题。一，柔性太阳能电池组件在圆筒上卷绕时没有限位装置，很容易卷偏和松散；二在圆筒的输出端口没有设置防尘保护，容易进入杂物，造成插接不稳定和失效。

发明内容

本发明针对现有技术中存在的问题，解决现有充电装置卷绕柔性太阳能电池容易跑偏，不稳定等技术问题。

本发明目的之一，提供一种技术解决方案，能使柔性太阳能电池卷曲时得到定位和支撑。

目的之二，提供一种技术解决方案，发明一种充电装置和承载部件端口的多功能端盖。

目的之三，提供一种技术解决方案，专用于本发明的一种多功端盖，可安装充电控制电路，具有定位、支撑、防尘功能。

为实现本发明的目的，技术解决方案是：一种卷轴式太阳能电池充电装置，包括由太阳能电池组件连接的控制电路板所构成充电装置主体和对外输出口、承载部件，其特征在于所述的柔性太阳能电池组件依托承载部件平面展开，或卷绕在其上，呈圆筒状或其变形；控制电路板在承载部件腔体内，承载部件至少有一个端口，在端口上盖有一个多功能端盖。

所述的技术解决方案包括：一种专用本发明的多功能端盖，该端盖上有凸沿和管轴，凸沿具有定位和支撑功能，防止柔性太阳能电池组件在承载部件卷绕时跑偏，多功能端盖的管轴与承载部件的端口相适配。

所述的技术解决方案：还包括多功能端盖上有预留给控制电路板对外输出的各种开口，包括USB开口和透光孔。功能端盖上有防尘盖和该端盖为一体或是一个独立部件。

所述的承载部件还包括骨架、骨架上有压孔及压条、固定多功能端盖的孔、导线引入孔及凹槽。

所述的柔性太阳能电池组件由背板材料、柔性太阳能电池模块、前板材料、胶膜叠层而成，在柔性太阳能电池组件或组件的电池模块拼接处，由双层PET片和胶膜将涂锡带夹住，其正负极引出线从背板材料的同一端引出。

本发明产生的积极效果：本发明除具有现有技术体积小、隐蔽性好优点之外。本发明的多功能端盖所具有的凸沿和管轴，使端盖具有显著的技术特征和进步，它集充电控制、定位支撑、防尘于一体。由于本发明设计巧妙，结构紧凑，使用方便，易于产业化。极大地促进了柔性太阳能电池的推广和应用，能够带动上下游产业，具有很大的市场潜力。

附图说明

图1是本发明局部剖开的整体结构示意图。

图2是图1的炸开结构示意图。

图3是图1的卷曲状态结构示意图。

图4是图1中承载部件的炸开结构示意图。

图5是图1中多功能端盖的结构示意图。

图6是图1中控制电路板的结构及连接示意图。

图7是图1中控制电路板和多功能端盖的连接示意图。

图8是图5中USB输出端盖4的A向结构示意图。

图9是图5中USB输出端盖4的B向结构示意图。

图10是图5中防尘帽6的结构示意图。

图11是图1中柔性太阳能电池组件1的剖面炸开结构示意图。

图12是本发明的展开水平放置使用状态示意图。

图13是本发明的扩展使用示意图。

以下结合附图，进一步说明本发明的工作原理。

见图1中的柔性太阳能电池组件1、骨架2、压条3、USB输出端盖4、直流（DC）输出端盖5、防尘帽6、支撑架7、电路板8、USB接口9、直流（DC）输出接头10、LED显示灯11。

骨架2和压条3构成承载部件，多功能端盖包括USB输出端盖4、直流（DC）输出端盖5和防尘帽6，控制电路板包括电路板8、支撑架7、USB接口9、DC直流输出接头10和LED显示灯11。

柔性太阳能电池组件1由压条3压紧在骨架2上，USB输出端盖4及DC直流输出端盖5分别和骨架2的两端口适配，电路板8、支撑架7、USB接口9、直流（DC）输出接头10及LED显示灯11安装在USB输出端盖4上，并放置在骨架2的腔体内部，防尘帽6分别盖在USB输出端盖4及直流（DC）输出端盖5上。

见图3中的柔性太阳能电池组件1、魔术贴110、USB输出端盖4、直流（DC）输出端盖5、防尘盖6。

柔性太阳能电池组件1边缘由USB输出端盖4及直流（DC）输出端盖5限位并卷绕在骨架2上，由魔术贴110粘紧，防尘帽6扣在USB输出端盖4及直流（DC）输出端盖5上。

见图4中的柔性太阳能电池组件1、正负极导线106、骨架2、凹槽201、导线引入孔202、压孔203、固定端盖孔204、压条3、螺钉过孔301。

柔性太阳能电池组件1的正负极导线106从骨架2上的导线引入孔202引到腔体内部，然后螺钉穿过压条3上的螺钉过孔301将柔性太阳能电池组件1拧紧在骨架2的压孔203上。

见图5的USB输出端盖4、USB开口401、竖筋402、安装柱403、凸沿405、管轴406、内隔面408、透光孔409、凹槽410、通槽412、防尘帽6、圆片601、圆环602、盖带603、定位通槽604。

多功能端盖包括USB输出端盖4和防尘帽6，USB输出端盖4由凸沿405和管轴406组成，在管轴406内孔的内隔面408上开有USB开口401、透光孔409和安装柱403，在管轴406的外轴壁上有竖筋402，在凸沿405上有凹槽410和通槽412，防尘帽6由圆片601和圆环602组成，圆片601和圆环602由盖带603连接，在圆环602上开有定位通槽604。

定位通槽604插在竖筋402上，圆环602嵌入凹槽410内，盖带603位于通槽412上，固定柱403用来固定电路板支架7，USB接口401用来限位USB接口9，透光孔409用来LED显示灯11透光。

见图6中的柔性太阳能电池组件1、正负极导线106、支撑架7、通孔701、细槽702、固定柱703、电路板8、USB接口9、直流（DC）输出接头10、尾卡1001、公插头1002、母插孔1003、LED显示灯11。

支撑架7上的通孔701、细槽702和固定柱703，直流（DC）输出接头10的尾卡1001、公插头1002和母插孔1003。

USB接口9和LED显示灯11安装在电路板8上，柔性太阳能电池组件1的正负极导线106焊接在电路板8上，电路板8固定在固定柱703上，尾卡1001插在细槽702内，正负极导线106焊接在电路板8上，通孔701用来和USB接口4的固定柱403连接。

见图7中的USB输出端盖4、固定柱403、防尘帽6、支撑架7、通孔701、电路板8、USB接口9。

支撑架7的通孔701和USB输出端盖4的固定柱403通过螺钉连接将控制电路板固定在多功能端盖上，USB接口9卡在USB输出端盖4的USB开口401上。

见图8中USB输出端盖4的USB开口401、竖筋402、固定柱403、平面404、凸沿405、管轴406、螺纹孔407、内隔面408、透光孔409、凹槽410、通槽412。

见图9中USB输出端盖4的USB开口401、竖筋402、凸沿405、透光孔409，阶梯孔411、通槽412、抠片槽413。

见图10中防尘帽6的圆片601、圆环602、盖带603、定位槽604、抠片605。

见图11中柔性太阳能电池组件1的背板材料101、太阳能电池模块102、前板材料103、胶膜104、涂锡带105、正负极导线106、热塑管107、遮挡片108、改性复合纤维布料109、魔术贴110、PET条111。

见图12中的柔性太阳能电池组件1、太阳能电池模块102、魔术贴110、骨架2、压条3、USB输出端盖4、凸沿405、直流（DC）输出端盖5、防尘帽6。

平放使用时柔性太阳能电池组件1展开平放，USB输出端盖4的凸沿405做支撑。

见图13中的柔性太阳能电池组件1、直流（DC）输出接头10。

直流（DC）输出接头10的公插头1002和另一个的母插孔1003互相插接使用。

具体实施方式

实施例1：

本实施例用来给移动电子设备（如手机、移动电源、MP3、MP4等）充电使用，以及直流负载(如电瓶车、12V铅酸电池等)充电使用。

如图11所示，柔性太阳能电池组件1的前板材料103为EFTE，太阳能电池模块102为非晶硅锗/非晶硅双结叠层薄膜电池，胶膜104为EVA，背板材料101为改性复合纤维布料，前板材料103的尺寸小于背板材料101，正负极导线106为编织铜带，外部包裹有热塑管107，层压时，先铺垫背板材料101及胶膜104，将太阳能电池模块102排布在胶膜104的中间部位，在太阳能电池模块102上铺垫胶膜104，在背板材料101的下端部留出封装带有logo的改性复合纤维布料109位置，logo改性复合纤维布料109四边中前边伸入到前板材料103内部，其它三边与背板材料101对齐，封装后，在logo改性复合纤维布料109的前端和背板材料101的尾端分别粘贴一对魔术贴110，卷绕后魔术贴110可相互粘贴紧。

柔性太阳能电池组件1的总功率为13.5W，由5块工作电压18.72V、工作电流为0.144A的2.7W的太阳能电池102并联而成，5块太阳能电池102之间的并联采用涂锡带105焊接，在涂锡带105上下接缝处用PET条111保护，在正负极导线106上边覆盖遮挡布108，正极用红色热塑管107包裹，负极用黑色热塑管107包裹，正负极通过圆筒2上的导线引入孔202引进到骨架2内部，再和电路板8连接。

如图4所示，骨架2为挤出圆筒形铝型材，在内壁有挤出成形的一条凹槽201，在骨架2的筒壁上同一轴向位置开有太阳能柔性太阳能电池组件1的长条形的正负极引入孔202、自攻螺纹压孔203以及固定端盖孔204。

如图4所示，压条3为内面带棱条的半圆形挤出铝型材，面上开有和骨架2上的自攻螺纹压孔203配合的螺钉过孔301。

如图8、图9所示，USB输出端盖4由铝材铸造而成，由凸沿405和管轴406组成，凸沿405与管轴406外轴壁连接处有一圈凹槽410，凸沿405边为带缺口的三棱手柄形，三棱之间相互成120°，管轴406为圆管形，在管轴406内段的轴壁的两相对面上加工成加厚平面404，平面404上开有螺纹孔407，用于连接螺丝穿过骨架2的端盖固定孔204到螺纹孔407，在轴管406的外壁上加工竖筋402，在竖筋402上方的正对的凸沿405开有通槽412，在凸沿405上海开有和防尘帽6上的扣片605对应的抠片槽413，在管轴406的内面有内隔面408，在内隔面408上开有USB开口401、透光孔409和固定柱403，USB开口401为阶梯方孔形，固定柱403为带有自攻螺纹孔，和支撑架7的通孔701相对应，透光孔409位置和LED显示灯11相对应。

直流（DC）输出端盖5由铸铝而成，结构同USB输出端盖4一样，只是其内部没有内隔面408。

如图10所示，防尘帽6为软的硅胶制成，由圆片601和圆环602通过盖带603连在一起，圆片601面上带有一圈凸棱，凸棱和阶梯孔411为过盈配合，圆环602为环形，在圆环602上有定位槽604，在圆片601沿边有一抠片605。

如图6所示，支撑架7由铝板折弯成Z字形，Z字形的一头有通孔701和USB输出端盖4的固定柱403配合，另一头呈半圆形，开有细槽702，细槽702用来卡住直流（DC）输出接头10一端的尾卡1001，在Z字形的中间平面铆接有带有固定柱703。

如图6所示，直流（DC）输出接头10有尾卡1001、公插头1002和母插孔1003，公插头1002和母插孔1003为一体，和尾卡1001由导线连接。

组装时，将柔性太阳能电池组件1的正负极导线106穿过骨架2的导线引入孔202引入到骨架2的内部，由压条3通过螺丝穿过螺钉过孔301和压孔203配合，将柔性太阳能电池组件1固定在骨架2上，将正负极导线106与电路板8连接，USB接口9及LED显示灯11固定在电路板8上，将电路板8安装在支撑架7的固定柱703上，将电路板8上的USB接口9插在USB输出端盖4的USB开口401上，定位后再将支撑架7由螺钉通过通孔701固定在USB输出端盖4的固定柱403上，将直流（DC）输出接头10的尾卡1001卡在支撑架的细槽702上，正负极连接到线路板8上，将直流（DC）输出接头10放入骨架2内部，直到其深入到骨架2的另一端，将防尘帽6的圆环602套在USB输出端盖4的管轴406的凹槽410内，将定位槽604卡在竖筋402上，盖带403从通槽412翻到外侧，将USB输出端盖4的管轴406插入骨架2的端口，管轴406上的竖筋402插入骨架2内壁的凹槽201内，用螺丝穿过固定端盖孔204和螺纹孔407，将USB输出端盖4固定在骨架2一端，同样将另一个防尘帽6的套在DC输出端盖5上，DC输出端盖5同样插入骨架2的另一头固定在骨架2上，不用时，将柔性太阳能电池组件1卷绕在骨架2上，用魔术贴110粘好，两头USB输出端盖4和DC输出端盖5用防尘帽6的圆片601盖好，抠片605位于抠片槽413内；使用时，如图12，将柔性太阳能电池组件1展开，将防尘帽6的圆片601打开，将负载插在直流（DC）输出接头10或USB接口9上进行充电。

实施例2：

如图13所示，骨架2为挤塑成型的方管形状，压条3也为挤塑成型的板材，USB输出端盖4为注塑成型，凸沿405为四棱形状，棱之间夹角为90°，防尘帽6不需要圆环602，盖带603为与USB输出端盖4的凸沿405成一体，其它结构同实施例1。

当光照条件不好时或在弱光状态下，我们可以准备两个相同的充电装置，如图13所示，将其中一个的DC输出插头10的公插头1002插入另一个的输出插头10的母插孔2003内，将功率升高后即可实现给手机充电。

当光照好时，可同时给手机和笔记本电脑充电。

Claims (10)

1.一种卷轴式太阳能电池充电装置，包括由柔性太阳能电池组件及所连接的控制电路板构成充电装置主体和对外输出口、承载部件，其特征在于所述的柔性太阳能电池组件依托承载部件平面展开，或卷绕在其上，呈圆筒状或其变形；

控制电路板在承载部件腔体内，承载部件至少有一个端口，其端口上盖有一个多功能端盖；

所说的多功能端盖包括端盖的凸沿和管轴，及预留给控制电路板对外输出的各种开口，包括USB接口和透光孔。

2.如权利要求1所述的一种卷轴式太阳能电池充电装置，其特征在于所述的控制电路板是安装在多功能端盖上，还包括控制电路板的支撑架。

3.如权利要求2所述的一种卷轴式太阳能电池充电装置，其特征在于所述的多功能端盖的凸沿有定位和支撑功能，防止柔性太阳能电池组件在承载部件卷绕时跑偏，多功能端盖的管轴与承载部件的端口相适配。

4.如权利要求3所述的一种卷轴式太阳能电池充电装置，其特征在于所述的承载部件还包括骨架、骨架上有压孔及压条、固定多功能端盖的孔、导线引入孔及凹槽。

5.如权利要求1-4任意一项所述的一种卷轴式太阳能电池充电装置，其特征在于所述的多功能端盖还包括防尘盖，该防尘盖和多功能端盖为一体或是一个独立部件。

6.如权利要求1所述的一种卷轴式太阳能电池充电装置，其特征在于所述的柔性太阳能电池组件由背板材料、柔性太阳能电池模块、前板材料、胶膜叠层而成，在柔性太阳能电池组件或组件的电池模块拼接处，由双层PET片和胶膜将涂锡带夹住，其正负极引出线从背板材料的同一端引出。

7.一种用于太阳能电池充电装置的多功能端盖，包括由柔性太阳能电池组件连接控制电路板构成充电装置的主体及对外输出口、承载部件，其特征在于所说的多功能端盖具有凸沿及管轴，控制电路板嵌入多功能端盖的管轴内，与多功能端盖成一体；及

多功能端盖上有预留给控制电路板及对外输出的各种开口，包括USB接口和透光孔；

所说的多功能端盖，与承载部件相适配，还包括承载部件或骨架端口相适配。

8.如权利要求7所述的一种用于太阳能电池充电装置的多功能端盖，其特征在于所说的多功能端盖的凸沿有定位支撑功能，防止柔性太阳能电池卷绕在承载部件或骨架上所产生的偏离；

多功能端盖上有固定控制电路板的安装柱，在所说的端盖管轴上还开有控制电路板的定位口。

9.如权利要求8所述的一种用于太阳能电池充电装置的多功能端盖，其特征在于所说的多功能端盖还包括防尘帽，与多功能端盖成一体或分离，所说的防尘帽是一个带凸棱的圆片包括一个环形的圆环和盖带，在圆环的内孔壁上开有定位通槽。

10.如权利要求7-9任意一项所述的一种用于太阳能电池充电装置的多功能端盖，其特征在于所述的多功能端盖上预留的通孔和USB开口，分别与控制电路板的对外输出口、USB接口相对应，所说的对外输出口包括带有公母插头的直流DC输出接头。