CN202233693U - 一种多功能智能化太阳能背包 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种多功能智能化太阳能背包，该太阳能背包包括包体、设置在包体内的控制单元、蓄电装置，在包体的左右两侧和背部一侧设置有数块高配置的单晶硅太阳能板，能够满足不同规格大功率及小功率电子设备的电量需求；包体内设置有由轻质木板和PVC材质的套管构成的减震装置，可以有效地保护使用者和背包内的贵重物品；包体的顶部及侧面设有防水层，底部还设有导流口，以使背包免受雨水的浸湿。本实用新型的多功能智能化太阳能背包不仅能够满足多种电子设备的电量需求，而且具有良好的防护性，且使用者可以根据需要控制背包的工作模式、节电模式、工作状态等，使用上更为人性化。

Description

一种多功能智能化太阳能背包

技术领域

本实用新型涉及一种太阳能背包，特别是涉及一种多功能智能化的太阳能背包。

背景技术

对于旅游爱好者或其他野外工作的人来说，经常会遇到手机、相机等电量不足的情况，如果携带各式各样的充电器会造成额外的负担而且也不可能随处找到电源。此时，利用太阳能来充电无疑是最为有效且环保的方式，且随着太阳能技术的发展，太阳能做为人类最安全有效的能源模式，逐步成为人类的主要能源之一。

目前市场上已有了既具备收纳功能又能够利用太阳能充电的太阳能背包，这类太阳能背包的输出功率一般都比较小，输出电流基本为毫安级，输出电压在5V左右，仅适合于给手机、Mp3、数码相机等小功率电子设备充电；且该太阳能背包接口模式单一，不足以满足需要，充放电不能根据需要进行控制，使用起来也不方便。

中国西部北部多山和沙漠，通过电网送电路线长，能耗大，线路维护费用高，也容易遭到破坏。遇到极端自然灾害，如冰雪灾害，地震，泥石流都容易造成断电。另外，车载、野外作战用的大功率电子设备也需要可移动的电能供给。因此，有必要研究一种既能够满足大功率电子设备电量需求也能给小功率电子设备充电，而且能够根据需要控制充放电，同时具有防护功能的多功能智能化太阳能背包。

实用新型内容

鉴于以上原因，本实用新型的目的在于提供一种能够满足多种电子设备的功率需求且能够根据需要控制充放电，同时具有防护功能的多功能智能化太阳能背包。

为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种多功能智能化太阳能背包，它包括包体、设置在包体内的控制单元、蓄电装置，其特征在于：在所述包体的左右两侧和背部一侧设置有数块单晶硅太阳能板；

在所述包体内设置有减震装置；

所述包体还设置有防水层和导流口。

进一步地：

所述太阳能板设于包体背部一侧面，数目为9块；所述太阳能板设于包体左、右两侧面，分别为6块。

所述太阳能板的规格为：额定电压12V，峰值电流2.3A，峰值电压14V，额定功率1.5W。

所述每一侧面的数块太阳能板均相互串联。

所述减震装置包括上层减震件、下层减震件及中间层减震件，该上层减震件与下层减震件通过该中间层减震件连接。

所述上层减震件与下层减震件为轻质木材，所述中间层减震件为PVC材质的套管。

所述包体顶部设有防水层，与人体背部接触一侧面设有防水隔层，包体背部一侧面的太阳能板外侧设有收放式防水帘，包体底部设有导流口；所述控制单元与所述蓄电装置设于该防水隔层内。

所述控制单元包括手动控制模块、智能控制模块、报警模块、接口模块，该智能控制模块与手动控制模块、报警模块、接口模块电性连接，该手动控制模块与报警模块、接口模块电性连接。

所述接口模块包括USB接口，139接口，通用手机充电接口，汽车电源接口，可调节输出电压为4.5V，5.5V，9V，12-24V。

本实用新型的优点在于：

1)数块高配置的单晶硅太阳能板、多组蓄电装置及多种接口的设置使得该太阳能背包能够提供多种输出电压选择，可以为具有不同种输入电压标准的大功率、小功率电子设备充电；

2)使用者可以根据需要选择不同的模式控制充放电，了解充放电情况，并在不需要时最大限度地节约电能；

3)减震装置和防水层、导流口的设计大大增强了太阳能背包的防护性和实用性。

附图说明

图1为本实用新型的一具体实施例的结构示意图；

图2为本实用新型的控制单元的方块图；

图3为本实用新型的开关控制面板的实施例示意图；

图4为本实用新型的智能控制模块的部分电路图；

图5为本实用新型在自动模式下的系统工作状态图；

图6为本实用新型的减震装置实施例示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步地详细说明。

图1为本实用新型的一具体实施例的结构示意图。如图，该太阳能背包包括包体、背带、护腰9等，于包体处设有数块太阳能板1，包体内部设有控制单元2和蓄电装置3，太阳能板1通过控制单元2与蓄电装置3电性连接，太阳能板1将其采集转换后的电能通过控制单元2存储于蓄电装置3中。

为了能够满足大功率电子设备的电量需求，太阳能板1采用光电转换效率较高的单晶硅太阳能板，规格为：额定电压12V，峰值电流2.3A，峰值电压14V，额定功率1.5W。综合考虑背包者的承受能力，本实用新型的优选方案是于背包的背部一侧面设置9块相互串联的单晶硅太阳能板1，左、右两侧面各设置6块可拆卸的相互串联的单晶硅太阳能板1，这样，太阳能背包共使用21块高配置的单晶硅太阳能板1，能够达到充电最大功率31.5W，负载最大功率100W，可以满足军用电子设备、车载等大功率电子设备的电量需求，而且背包的总重量也控制在使用者能够承受的范围内。

图2为本实用新型的控制单元的方块图。如图，该控制单元2包括智能控制模块21、手动控制模块22、接口模块23与报警模块24，智能控制模块21与手动控制模块22、报警模块24、接口模块23电性连接，手动控制模块22与报警模块24、接口模块23电性连接。手动控制模块22还包括一开关控制面板221，用于通过开关控制选择背包的工作模式、节能模式、充放电模式、输出模式等。其中，背包的工作模式包括自动模式和手动模式，自动模式下，智能控制模块21控制蓄电装置3的充放电、电压及温度报警、是否节能等；手动模式下，可以根据需要通过手动控制模块22手动调节充放电模式、报警模式、节能模式等。

图3为本实用新型的开关控制面板实施例示意图，如图，该开关控制面板221设有总开关2211、自动/手动切换开关2212、手动多路选通开关2213、输出电压调钮2214、自动信号灯2215及电量显示灯2216。总开关2211打开时，可以根据需要通过自动/手动切换开关2212选择手动模式或是自动模式。

当选择自动模式时，手动控制模块22启动智能控制模块21用以控制太阳能背包的工作状态。图5为本实用新型在自动模式下的系统工作状态图。如图2及图5，选择自动模式时，智能控制模块21进入自动控制检测状态，当智能控制模块21检测到太阳能板1的电压达到其工作电压时，跳转至自动充电状态，对蓄电装置3进行充电，充电过程中智能控制模块21检测到蓄电装置3的温度高于一定值时启动报警模块24进行温度异常报警，报警一定时间，如10秒后自动跳转回自动充电状态，当智能控制模块21检测到太阳能板1电压低于其工作电压时，跳转回自动控制检测状态，不再对蓄电装置3充电；当有负载接入时，智能控制模块21跳转至自动负载输出状态，给负载充电，充电过程中若智能控制模块21检测到输出电流大于额定输出电流则进入过流保护状态，保护一定时间，如10秒后自动跳回负载输出状态，负载充电完成后，跳转回自动控制检测状态；当一定时间，如15秒内既无需对蓄电装置3充电也无负载接入，则跳转至节电控制状态，一定时间，如5分钟后跳转回自动控制检测状态，以检测是否需要对蓄电装置3充电或是有负载接入。

图4为本实用新型智能控制模块的部分电路图。如图所示，智能控制模块21包括主控制芯片P87LPC767、充电调节芯片MAX1758、温度采集芯片DS18B20。使用P87LPC767单片机作为主控制芯片，并通过编程实现上述的对背包工作状态，如自动控制检测状态、自动充电状态、自动负载输出状态等的控制，与该主控制芯片相连接的充电调节芯片MAX1785具有电压转换、温度检测及电压调节功能。这部分的电路设计属于公知技术，此处不再赘述。

为了实现使用者可以根据需要手动控制充放电的功能，如图3，通过开关控制面板221选择手动模式即可。此模式下，可以通过调节手动多路选通开关2213控制蓄电装置3的充放电状态。

由于本实用新型的目的在于满足大功率、小功率等不同规格电子设备的电量需求，所以，针对不同规格的电子设备也要设置多组不同规格的蓄电装置3。以三组(若根据上述的电路设计，每组可以是一至四块锂电池)为例，为了分别控制三组蓄电装置3的充放电，于手动多路选通开关2213中设置一个充放电模式选择开关①，三组蓄电装置3的充放电选择开关②、③、④。具体的使用方法为：当充放电模式选择开关①开启时，若开关②、③、④打开则三组蓄电装置3处于放电状态，关闭则处于充电状态；当充放电模式选择开关①关闭时，若开关②、③、④打开三组蓄电装置3处于充电状态，关闭则处于放电状态，这样设计的好处在于，当需要同时更改多组蓄电装置3的充放电状态时，可以直接调节充放电模式选择开关①而无需分别调节各组蓄电装置3的充放电选择开关。

此处需要说明的是，当选择手动模式时，手动控制模块22切断智能控制模块21的电源，通过单独的电压转换电路和电压、温度检测电路实现对蓄电装置3的充放电和电压、温度报警，以在实现正常功能的情况下充分节约电能。其中，电压转换电路及电压、温度检测电路部分属于公知技术不再赘述。

无论是在手动或是自动模式下，当通过接口模块23接入负载时，可以通过调节输出电压调钮2214来选择相应的输出电压。本实用新型的接口模块23包括USB接口，139接口，通用手机充电接口，汽车电源接口等，可调节输出电压为4.5V，5.5V，9V，12-24V。当接入手机、Mp3时，可以选择4.5V或是5.5V档；当接入摄像机时，可以选择9V档；当接入车载充电器时，可以选择12V或是24V档，以上仅为举例说明，实际中可根据需要配置不同的接口类型并根据接口类型配置相应的蓄电装置3以输出相应的输出电压。

另外，自动信号灯2215中的四个信号灯分别为快速充电信号灯、电满充信号灯、充电故障信号灯及温度异常信号灯。当通过USB接计算机方式等对蓄电装置3充电时，快速充电信号灯亮；接入的负载充电完成时，电满充信号灯亮；当输出电流大于额定输出电流，比如负载内部短路时，充电故障信号灯亮；当蓄电装置3温度大于一定阈值时，温度异常信号灯亮。电量显示灯2216的三个信号灯分别显示三组蓄电装置3的电量，灯光的强弱表示电量的多少。手动多路选通开关2213中的开关⑤为低压报警开关，打开时可以知道蓄电装置3的电量何时不足。

为了增加背包的使用安全性，整个背包的包体设置了减震装置4(如图1)，图6为本实用新型的减震装置实施例示意图。如图，该减震装置4包括上、中、下三层减震件41、42、43，上、下层减震件41、43通过中间层减震件42连接。其中，上、下层减震件41、43均为轻质木板，中间层减震层42为PVC材质的套管，该套管内含木塞44和泡沫塑料层45，具有良好的缓冲作用。该减震装置4一方面能够有效防止背包内尖锐物品对背包者的伤害，另一方面在一定距离内能够减小外部振动、撞击对背包的影响，进而可以保护背包内的贵重物品。在图1的具体实施例中，该太阳能背包的有效防摔距离为3米，总重量为2.5千克，在使用者能够承受的范围内。

如图1及图3，考虑到户外天气状况的多变性，本实用新型的太阳能背包于包体底部设有两个直径为5厘米的导流口5，用于导流雨水；于包体的顶部设有防水层6，与人体背部接触一侧面设有防水隔层8，用于防止雨水对背包内部物品的浸湿，同时将控制单元2与蓄电装置3设于防水隔层8内部，能够有效地防止控制单元2与蓄电装置3受潮，于包体背部设置的太阳能板1外设有可收放的防水帘7，用于保护太阳能板1免受潮。另外，当使用者进入涉水路段，夜间休息，或是遇到极端天气情况时，只要将开关控制单元221的总开关2211关闭，就可断开所有的输入输出电路，既能减少电量的损耗也能保护电路。

本实用新型的多功能智能化太阳能背包，通过使用高效的单晶硅太阳能板、多组蓄电装置和多种类型的接口，不仅能够满足手机、相机等小功率电子设备的电量需求，也可直接作为车载、野外作战用的军用设备、救灾抢险时用的设备等大功率电子设备的电源使用；通过控制单元，使用者可以根据需要使用自动或是手动模式，及时了解充放电情况，并在不需要的情况下节约能源，手动模式下可以自由控制蓄电装置的充放电；另外，在使用者能够承受的范围内，背包的减震装置能够有效的保护使用者和包内的物品，防水层和导流口能够防止背包受到雨水的浸湿，具有较强的防护性和实用性，充分体现了本实用新型太阳能背包的人性化设计。

以上所述是本实用新型的较佳实施例及其所运用的技术原理，对于本领域的技术人员来说，在不背离本实用新型的精神和范围的情况下，任何基于本实用新型技术方案基础上的等效变换、简单替换等显而易见的改变，均属于本实用新型保护范围之内。

Claims (9)

1.一种多功能智能化太阳能背包，它包括包体、设置在包体内的控制单元、蓄电装置，其特征在于：在所述包体的左右两侧和背部一侧设置有数块单晶硅太阳能板；

在所述包体内设置有减震装置；

所述包体还设置有防水层和导流口。

2.如权利要求1所述的多功能智能化太阳能背包，其特征在于，所述太阳能板设于包体背部一侧面，数目为9块；所述太阳能板设于包体左、右两侧面，分别为6块。

3.如权利要求2所述的多功能智能化太阳能背包，其特征在于，所述太阳能板的规格为：额定电压12V，峰值电流2.3A，峰值电压14V，额定功率1.5W。

4.如权利要求3所述的多功能智能化太阳能背包，其特征在于，所述每一侧面的数块太阳能板均相互串联。

5.如权利要求1或4所述的多功能智能化太阳能背包，其特征在于，所述减震装置包括上层减震件、下层减震件及中间层减震件，该上层减震件与下层减震件通过该中间层减震件连接。

6.如权利要求5所述的多功能智能化太阳能背包，其特征在于，所述上层减震件与下层减震件为轻质木材，所述中间层减震件为PVC材质的套管。

7.如权利要求6所述的多功能智能化太阳能背包，其特征在于，所述包体顶部设有防水层，与人体背部接触一侧面设有防水隔层，包体背部一侧的太阳能板外侧设有收放式防水帘，包体底部设有导流口；所述控制单元与所述蓄电装置设于该防水隔层内。

8.如权利要求7所述的多功能智能化太阳能背包，其特征在于，所述控制单元包括手动控制模块、智能控制模块、报警模块、接口模块，该智能控制模块与手动控制模块、报警模块、接口模块电性连接，该手动控制模块与报警模块、接口模块电性连接。

9.如权利要求8所述的多功能智能化太阳能背包，其特征在于，所述接口模块包括USB接口，139接口，通用手机充电接口，汽车电源接口，可调节输出电压为4.5V，5.5V，9V，12-24V。

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