CN210017955U - 柔性薄膜太阳能电池和锂电池混合供电的全天候发热服 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例公开了一种柔性薄膜太阳能电池和锂电池混合供电的全天候发热服，涉及发热服装技术领域，其技术方案要点包括发热服本体、设置在所述发热服本体上的电发热装置；所述发热服本体包括由外向里依次设置的面层、内胆式保暖层、里层，所述电发热装置包括设置在所述面层和内胆式保暖层之间的锂电池组件、设置在所述面层外侧向所述锂电池组件进行供电的太阳能电池组件、以及设置在内胆式保暖层和里层之间的碳纤维发热片。用以解决现有技术中发热服笨重并有外露导线缠绕拉扯不便穿戴实用性不强的问题。

Description

柔性薄膜太阳能电池和锂电池混合供电的全天候发热服

技术领域

本实用新型实施例涉及发热服装技术领域，具体涉及一种柔性薄膜太阳能电池和锂电池混合供电的全天候发热服。

背景技术

服装在人类社会发展的早期就已出现，古代人把身边能用的各种材料做成粗陋的“衣服”用以护身。人类最初的衣服是使用兽皮制成的，包裹身体的最早“织物”是使用麻类纤维和草制成。现代服装的标准定义为：缝制，且穿于人体起保护和装饰作用的产品，又称衣服。对现在社会来说，服装已经是每个人装饰自己，保护自己的必用品，不仅仅为穿，还是一个身份、一种生活态度、一个展示个人魅力的表现。服装能保护人体，维持人体的热平衡，以适应气候变化的影响。服装在穿着中要使人有舒适感，影响舒适的因素主要是用料中纤维性质、美容规格、坯布组织结构、厚度以及缝制技术等。

目前人们在冬天的基本上只能靠羽绒服来进行御寒，而羽绒服不仅看起来庞大，穿起来更加显得臃肿，大大的影响了人们的衣着美观性，另外，也不方便人们在室外进行活动。

目前在发热服的技术领域里电源供电系统，主要采取在衣服上附加衣袋装置蓄电池和钢化玻璃、PVC板等材料封装的单晶硅、多晶硅太阳能板，不仅极易破碎，而且笨重更无法弯曲，不便携带，而且增加了安全隐患，实用性较差。

实用新型内容

为此，本实用新型实施例提供一种柔性薄膜太阳能电池和锂电池混合供电的全天候发热服，以解决现有技术中发热服笨重并有外露导线缠绕拉扯不便穿戴，实用性不强的问题。

为了实现上述目的，本实用新型实施例提供如下技术方案：

根据本实用新型实施例中，公开了一种柔性薄膜太阳能电池和锂电池混合供电的全天候发热服，包括发热服本体、设置在所述发热服本体上的电发热装置；所述发热服本体包括由外向里依次设置的面层、内胆式保暖层、里层，所述电发热装置包括设置在所述面层和内胆式保暖层之间的锂电池组件、设置在所述面层外侧向所述锂电池组件进行供电的太阳能电池组件、以及设置在内胆式保暖层和里层之间的碳纤维发热片。

进一步地，所述太阳能电池组件包括设置在所述发热服本体前胸侧的前太阳能电池组、以及设置在所述发热服本体后背一侧的后太阳能电池组，所述前太阳能电池组和后太阳能电池组包括若干块柔性薄膜太阳能电池。

进一步地，所述柔性薄膜太阳能电池与面层之间通过魔术贴粘接固定，在粘接位置设置有导线接口供柔性薄膜太阳能电池连接，且柔性薄膜太阳能电池向所述锂电池组件供电。

进一步地，所述锂电池组件包括水平设置在内胆式保暖层靠近下摆边沿位置的水平锂电池、以及设置在内胆式保暖层两侧腋下部位的竖直锂电池，所述水平锂电池水平间隔设置有多组，所述竖直锂电池在竖直方向间隔设置有多组。

进一步地，所述碳纤维发热片包括设置在所述里层上且位于前胸一侧的前发热膜、以及设置在后背一侧的后发热膜。

进一步地，在所述里层内设置有对温度进行控制的温度感应控制装置，所述温度感应控制装置包括温度传感器和自动温控开关，所述温度传感器感应发热服温度低于体温时，所述自动温控开关控制锂电池组件供电。

进一步地，在所述发热服本体外侧设置有手动触摸开关。

进一步地，在所述发热服本体下摆边沿位置处设置有与所述水平锂电池或竖直锂电池电连接的多个充电插口。

本实用新型实施例具有如下优点：

1、本实用新型实施例通过，将柔性薄膜太阳能电池、锂电池与发热服整合为一体，省去了外置蓄电池重量大和有外接导线导致缠绕拉扯的不便利，使发热服更轻便、更安全，应用范围更广泛。

2、本实用新型实施例以锂电池为主，柔性太阳能电池为辅的供电模式，经反复试验测算，用多组聚合物锂电池轮歇充放电，能最大限度地保证在夜间户外作业者有足够长时间的供电。

3、本实用新型实施例采用柔性薄膜太阳能电池能够在白天太阳直射时为电压最高，试验电池能达到6.4v，自然散射光下最高能达到4.8v，能最大限度地利用晴天太阳光和阴天散射光为系统供电。

4、本实用新型实施例采用温度传感器实现温度控制，同时设置手动控制，在自动手动交替互补控制下更能发挥系统的便利性。

5、本实用新型随着柔性薄膜太阳能技术和锂离子电池技术的日益进步，特别是钙钛矿柔性太阳能电池和固态锂电池技术以及石墨烯发热材料性能的大幅提升后，逐步升级应用于本实用新型，其发热效果会显著提高。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。

本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。

图1为本实用新型实施例提供的一种全天候发热服中突出层结构的示意图；

图2为本实用新型实施例提供的一种全天候发热服中突出前太阳能电池组的示意图；

图3为本实用新型实施例提供的一种全天候发热服中突出后太阳能电池组的示意图；

图4为本实用新型实施例提供的一种全天候发热服中突出锂电池组件的示意图；

图5为本实用新型实施例提供的一种全天候发热服中突出温度感应控制装置的示意图；

图6为本实用新型实施例提供的一种全天候发热服中突出后发热膜的示意图；

图7为本实用新型实施例提供的一种全天候发热服中供电模块的示意图；

图8为本实用新型实施例提供的一种全天候发热服中突出升压模块的电路图；

图9为本实用新型实施例提供的一种全天候发热服中突出稳压模块的电路图；

图10为本实用新型实施例提供的一种全天候发热服中突出充电模块的电路图。

图中：1、发热服本体；11、面层；12、内胆式保暖层；13、里层；2、电发热装置；21、锂电池组件；211、水平锂电池；212、竖直锂电池；213、充电插口；22、太阳能电池组件；221、前太阳能电池组；222、后太阳能电池组；23、碳纤维发热片；231、前发热膜；232、后发热膜；3、温度感应控制装置；31、温度传感器；32、自动温控开关；33、手动触摸开关。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。

一种柔性薄膜太阳能电池和锂电池混合供电的全天候发热服，如图1至图6所示，包括发热服本体1、设置在发热服本体1上的电发热装置2；发热服本体1包括由外向里依次设置的面层11、内胆式保暖层12、里层13，电发热装置2包括设置在面层11和内胆式保暖层12之间的锂电池组件21、设置在面层11外侧向锂电池组件21进行供电的太阳能电池组件22、以及设置在内胆式保暖层12和里层13之间的碳纤维发热片23。在使用时，通过设置的锂电池组件21可以向碳纤维发热片23供电，从而进行发热，起到保温效果。

其中，内胆式保暖层12包括内部的保暖绒(棉)、以及设置在两侧的保温面层、和保暖里层，其中，保暖面层、保暖里层和保暖绒(棉)之间不可分离，而内胆式保暖层外侧的面层11和里层13与内胆式保暖层12可拆卸分离，在面层11和里层13之间连接设置有拉链，通过设置的拉链可以实现面层11和里层13的分离，从而对面层11和里层13进行清洗。

太阳能电池组件22包括设置在发热服本体1前胸侧的前太阳能电池组221、以及设置在发热服本体1后背一侧的后太阳能电池组222，前太阳能电池组221和后太阳能电池组222包括若干块柔性薄膜太阳能电池。

柔性薄膜太阳能电池采用铜铟硒化镓(CIGS)碲化镉(CdTe)钙钛矿薄膜电池均可使用，本实用新型试验用多晶硅电池，单片柔性薄膜太阳能电池功率为2.2-2.7w，尺寸设置为8*12cm-10*15cm，电压为5-5.5v。根据成人体型前后共可设置9组，每组可设置4片5V太阳能电池单体，以保证并联保证电流强度。

柔性薄膜太阳能电池与面层11之间通过魔术贴粘接固定，在粘接位置设置有导线接口供柔性薄膜太阳能电池连接，且柔性薄膜太阳能电池相互并联后向锂电池组件21供电。通过可拆卸连接方式，在使用过程中，可以方便拆卸后进行清洗。

锂电池组件21包括水平设置在内胆式保暖层12靠近下摆边沿位置的水平锂电池211、以及设置在内胆式保暖层12两侧腋下部位的竖直锂电池212，水平锂电池211水平间隔设置有多组，竖直锂电池212在竖直方向间隔设置有多组。水平锂电池211、竖直锂电池212与保温层之间的连接通过魔术贴进行固定连接。

具体的，竖直锂电池212可设置电压为3.7-4.2V的二组，每组并联4-5个容量为1000mA的竖直锂电池212。水平锂电池211可设置电压为3.7-4.2V，本实施例数量设置为20个单体水平锂电池211，每个容量为1000mA。

在内胆式保暖层1下摆边沿位置处设置有与水平锂电池211或竖直锂电池212电连接的多个Micro-B-USB2.0充电插口213。通过充电插口213可以向水平锂电池211和竖直锂电池212进行充电。

碳纤维发热片23包括设置在里层13上且位于前胸一侧的前发热膜231、以及设置在后背一侧的后发热膜232。前发热膜231和后发热膜232都采用目前成熟的碳纤维发热膜技术或正在小范围使用而技术快速进步的石墨烯材料，本实施例为6*8cm碳纤维发热片23，电阻9—11欧，电流0.50ma；前发热膜231设置有四片，后发热膜232设置有八片。

在里层13内设置有对温度进行控制的温度感应控制装置3，温度感应控制装置3包括温度传感器31和自动温控开关32，温度传感器31感应发热服温度低于体温时，自动温控开关32控制锂电池组件21供电。当温度传感器31感应发热服温度高于体温时，停止供电。其中，需要说明的是，温度传感器31和自动温控开关32设置在内胆式保暖层12上且位于靠近里层13一侧。

其次，在发热服本体1的面层11上设置有手动触摸开关33，可以实现人工控制，手动触摸开关33为三挡触摸开关。从而，可以实现对人工控制温度高低。

如图7至图10所示，为了更好的对本实施例进行理解，下面提供柔性薄膜太阳能电池、锂电池和发热装置电路结构。

在使用过程中，锂电池组件21既可通过太阳能电池组件22进行充电，也可卸下由外接电源充电，锂电池组件21由多组轮歇工作，充电时不工作，工作时不充电，太阳能电池组件22为锂电池充电时，柔性薄膜太阳能电池输出的电流首先经过充电装置，充电装置对输入电流进行稳压、升压之后向锂电池组件21充电，达到额定电压的锂电池组件21通过控制开关向碳纤维发热片23供电。

稳压模块包括充电插座J1和稳压芯片U1。充电插座J1用于外接电源来为充电管理模块内的充电电池充电。稳压芯片U1的型号为TPS54300DDA。充电插座采用Micro-B-USB2.0电源接口。稳压芯片U1的7引脚接二极管D1及二极管D3的负极。二极管D1的正极接充电插座J1的电压输出引脚。充电插座J1的地线引脚接地。二极管D3的正极接太阳能电池的正极。太阳能电池的负极及稳压芯片U1的6引脚均接地。稳压芯片U1的1引脚接第一电容C1的一端，8引脚接电容C1的另一端、电感L1的一端及二极管D2的负极。二极管D2的正极接地。二极管D2采用稳压管。电感L1的另一端接第四电阻R4的一端。电阻R4的另一端接电阻R7的一端及稳压芯片U1的4引脚。第七电阻R7的另一端接地。稳压芯片U1的其余引脚均悬空。电感L1与第四电阻R4连接的那端作为稳压模块的稳压输出端Vout。

升压模块包括升压芯片U。升压芯片U的型号为LM2577。升压芯片U的1引脚接电阻R2的一端。电阻R2的另一端接电容C3的一端。电容C3的另一端接地。升压芯片U的5引脚接电容C2、电感L的一端及充电管理模块的电压输出端Vcc。电容C4的另一端接地。电感L的另一端接二极管D的正极及升压芯片U的4引脚。二极管D的负极接电阻R1的一端及电容C1的正极。二极管D采用稳压管。升压芯片U的2引脚接电阻R1的另一端及电阻R3的一端。电阻R3的另一端、电容C1的负极及升压芯片U的3管脚均接地。二极管D的负极作为升压模块的升压输出端VH。

充电模块包括充电电池组和充电管理芯片。充电电池采用3.7V聚合物锂电池。充电管理芯片采用型号为BQ2057C的锂电池线性充电管理芯片。充电管理芯片的1引脚接电阻Rsns、电阻R1的一端及三极管Q1的基极。电阻R1的另一端接充电管理芯片的第七脚。连接三极管Q1的集电极，电阻Rsns的另一端连接充电管理芯片的3引脚，开关S1的另一个接线端、电阻RT1的一端及稳压模块的稳压输出端Vout。充电管理芯片的4引脚接电阻RT1的另一端及电阻RT2的一端，6引脚接第八电阻R8的另一端、第六电阻R6、电容C1的一端接充电电池的负极。电容C1的另一端接充电管理芯片的2引脚、充电电池BT1的正极接三极管Q1的集电极。电阻R2的另一端接发光二极管D1的负极。发光二极管D1的正极接充电管理芯片的5引脚。充电管理芯片的7引脚接电阻R1的一端。R1的另一端接三极管Q1的基极。充电电池的正极作为充电管理模块的电压输出端。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本实用新型作了详尽的描述，但在本实用新型基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本实用新型精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本实用新型要求保护的范围。

Claims (8)

1.一种柔性薄膜太阳能电池和锂电池混合供电的全天候发热服，其特征在于，包括发热服本体(1)、设置在所述发热服本体(1)上的电发热装置(2)；所述发热服本体(1)包括由外向里依次设置的面层(11)、内胆式保暖层(12)、里层(13)，所述电发热装置(2)包括设置在所述面层(11)和内胆式保暖层(12)之间的锂电池组件(21)、设置在所述面层(11)外侧向所述锂电池组件(21)进行供电的太阳能电池组件(22)、以及设置在内胆式保暖层(12)和里层(13)之间的碳纤维发热片(23)。

2.根据权利要求1所述的柔性薄膜太阳能电池和锂电池混合供电的全天候发热服，其特征在于：所述太阳能电池组件(22)包括设置在所述发热服本体(1)前胸侧的前太阳能电池组(221)、以及设置在所述发热服本体(1)后背一侧的后太阳能电池组(222)，所述前太阳能电池组(221)和后太阳能电池组(222)包括若干块柔性薄膜太阳能电池。

3.根据权利要求2所述的柔性薄膜太阳能电池和锂电池混合供电的全天候发热服，其特征在于：所述柔性薄膜太阳能电池与面层(11)之间通过魔术贴粘接固定，在粘接位置设置有导线接口供柔性薄膜太阳能电池连接，且柔性薄膜太阳能电池向所述锂电池组件(21)供电。

4.根据权利要求1所述的柔性薄膜太阳能电池和锂电池混合供电的全天候发热服，其特征在于：所述锂电池组件(21)包括水平设置在内胆式保暖层(12)靠近下摆边沿位置的水平锂电池(211)、以及设置在内胆式保暖层(12)两侧腋下部位的竖直锂电池(212)，所述水平锂电池(211)水平间隔设置有多组，所述竖直锂电池(212)在竖直方向间隔设置有多组。

5.根据权利要求1所述的柔性薄膜太阳能电池和锂电池混合供电的全天候发热服，其特征在于：所述碳纤维发热片(23)包括设置在所述里层(13)上且位于前胸一侧的前发热膜(231)、以及设置在后背一侧的后发热膜(232)。

6.根据权利要求1所述的柔性薄膜太阳能电池和锂电池混合供电的全天候发热服，其特征在于：在所述里层(13)内设置有对温度进行控制的温度感应控制装置(3)，所述温度感应控制装置(3)包括温度传感器(31)和自动温控开关(32)，所述温度传感器(31)感应发热服本体(1)温度低于体温时，所述自动温控开关(32)控制锂电池组件(21)供电。

7.根据权利要求1所述的柔性薄膜太阳能电池和锂电池混合供电的全天候发热服，其特征在于：在所述发热服本体(1)外侧设置有手动触摸开关(33)。

8.根据权利要求4所述的柔性薄膜太阳能电池和锂电池混合供电的全天候发热服，其特征在于：在所述发热服本体(1)下摆边沿位置处设置有与所述水平锂电池(211)或竖直锂电池(212)电连接的多个充电插口(213)。

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