DE10340462A1 - Solar chargeable mobile card systems for improved operating efficiency and increased variety of use supplies power to mobile current consumers like mobile telephones - Google Patents

Solar chargeable mobile card systems for improved operating efficiency and increased variety of use supplies power to mobile current consumers like mobile telephones Download PDF

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Abstract

Designed as a fold-away flap to turn outwards, a mobile self-charging card (1) has a solar module (SM) (2) as a charging element and a functional element with a planar accumulator (3) as an energy store. A fold (4) in the center means that the SM's energy-converting side points outwards when the card folds together.

Description

Die Erfindung betrifft solar ladbare mobile Kartensysteme, insbesondere zur besseren Betriebseffizienz und höheren Einsatzvariabilität mobiler Stromverbraucher.The The invention relates to solar loadable mobile card systems, in particular for better operational efficiency and higher deployment variability of mobile power consumers.

Es ist bekannt, daß alle mobilen Stromverbraucher, beispielsweise Mobiltelefone oder mobile datenverabeitende Systeme, für ihren Betrieb eine abrufbereite Speicherung elektrischer Energie benötigen. Diese wird von Batterien oder Akkumulatoren geliefert. Da konventionelle Batterien nach ihrer Leistungsabgabe insgesamt ausgetauscht werden müssen, erfolgt die Energiespeicherung zunehmend über regenerierbare Speichertechniken, über Akkumulatoren. Es ist bekannt, daß Akkumulatoren, infolge ihre begrenzten Ladungskapazität, aber auch nur für begrenzte Zeiten Betriebsstrom liefern können. Zur Aufrechterhaltung der Betriebsfähigkeit von mobilen Geräten müssen diese daher aus stationären Stromnetzen regelmässig und häufig elektrisch nachgeladen werden. Während dieser Ladevorgänge fallen die mobilen Geräte aber für den Nutzer zum Betrieb aus. Eine längere Nutzungsdauer mobiler Geräte durch eine geringere Zahl an Unterbrechungen durch Ladungsvorgänge der Akkumulatoren ist daher für den Anwender vorteilhaft.It is known that all Mobile power consumers, such as mobile phones or mobile data-processing Systems, for their operation a ready-to-call storage of electrical energy need. This is supplied by batteries or accumulators. Because conventional Batteries are exchanged according to their power output have to, The energy storage is increasingly using renewable storage technologies, accumulators. It is known that accumulators, due to their limited charge capacity, but only for a limited amount Times can supply operating current. In order to maintain the operability of mobile devices, they must therefore from stationary Power grids on a regular basis and often be recharged electrically. While these loads fall the mobile devices but for the user to operate. A longer service life more mobile equipment by a smaller number of interruptions due to charge processes of the Accumulators is therefore for the user advantageous.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine bessere Betriebseffizienz und höhere Einsatzvariabilität mobiler Stromverbraucher zu ermöglichen.Of the Invention is based on the object, a better operating efficiency and higher use variability mobile electricity consumers.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß kartenartig ausgebildete Vorrichtungen eingesetzt werden, die sich aus zwei technischen Einheiten zusammensetzen, wobei eine Einheit planate Akkumulatoren und eine zweite Einheit Solarmodule enthält, wobei diese Einheiten in einer Schicht oder in mehreren Schichten klappbar oder faltbar miteinander funktionell verbunden sind, wobei der solare Ladungsvorgang und der Ladungszustand der Akumulatoren mittels datenverabeitender elektronischer Vorrichtungen, die ihrerseits bei der ersten oder zweiten Einheit integriert sein können, ermittelt, angezeigt, und kontrolliert werden kann, und wobei die Kartensysteme über Vorrichtungen verfügen über die sie mit in ihnen selbst integrierten oder externen mobilen Stromverbrauchern elektrisch verbunden werden können.These Task is solved by that card-like trained devices are used, consisting of two technical units, with one unit planate Accumulators and a second unit contains solar modules, where These units fold in one or more layers or foldably interconnected with each other, the solar Charging process and the state of charge of the accumulators by means of data-processing electronic devices, which in turn at the first or second unit can be integrated, determined, displayed, and can be controlled, and wherein the card systems via devices have the with self-contained or external mobile power consumers can be electrically connected.

In einer weiteren Ausbildung der Erfindung erfolgt, um den praktischen Einsatz zu verbessern und auszuweiten, eine Kontrolle von Ladezustand und Ladevorgang über implementierte elektronische Mikrocontroller und Lastschutzschaltungen.In A further embodiment of the invention takes place to the practical Use to improve and expand a control of state of charge and Charging over implemented electronic microcontroller and load protection circuits.

In einer weiteren Ausbildung der Erfindung erfolgt, um den praktischen Einsatz zu verbessern und auszuweiten, der Einsatz solcher Mikrocontroller, die ausser Ermittlung und Kontrolle von Ladezustand und Ladevorgang der Akkumulatoren auch weitere Funktionen zur Datenspeicherung, Datenanzeige oder Datenverabeitung sowie zur Steuerung und Kontrolle von Aktoren übernehmen können.In A further embodiment of the invention takes place to the practical Use to enhance and expand the use of such microcontrollers, the except determination and control of state of charge and charging the accumulators also have further functions for data storage, Data display or data processing as well as for control and monitoring take over from actuators can.

In einer weiteren Ausbildung der Erfindung sind, um den praktischen Einsatz zu verbessern und auszuweiten, Vorrichtungen implementiert, die wahlweise alternativ oder gleichzeitig eine Ladung der Akkumulatoren durch Solarenergie und übliche elekrische Ladegeräte ermöglichen.In Another embodiment of the invention are the practical Use to enhance and expand, devices implemented, the alternatively or simultaneously a charge of the batteries by solar energy and usual electric chargers enable.

In einer weiteren Ausbildung der Erfindung sind, um den praktischen Einsatz zu verbessern und auszuweiten, die Karten in Material aus chemisch-synthetischen Polymeren eingebettet, eingeschweisst, eingeklebt, einlaminiert oder eingedeckelt.In Another embodiment of the invention are the practical Use to enhance and expand the cards in material embedded in chemical-synthetic polymers, welded in, glued in, laminated or lidded.

In einer weiteren Ausbildung der Erfindung werden, um den praktischen Einsatz zu verbessern und auszuweiten, die Karten reversibel in bereits vorgefertigte Einschübe eines externen Stromverbrauchers eingeführt oder über Vorrichtungen auf deren Oberfläche haftend angebracht, vorzugweise durch magnetische Vorrichtungen oder mechanische Steck- oder Flansch-Verbindungen.In Another embodiment of the invention to the practical Use to enhance and expand the cards reversible in already prefabricated inserts an external power consumer introduced or adhered via devices on the surface attached, preferably by magnetic devices or mechanical plug-in or flange connections.

In einer weiteren Ausbildung der Erfindung sind, um den praktischen Einsatz zu verbessern und auszuweiten, die Solarmodule mit integrierten Verbindungsvorrichtungen ausgestattet, über die weitere Solarmodule reversibel angefügt werden können.In Another embodiment of the invention are the practical To improve and extend the use of solar panels with integrated Connecting devices equipped over the other solar modules reversibly added can be.

In einer weiteren Ausbildung der Erfindung ist, um den praktischen Einsatz zu verbessern und auszuweiten, das Kartensystem selbst der mobile Stromverbraucher, inbesondere zur Energieversorgung einer eigenen Datenverarbeitung.In Another embodiment of the invention is to the practical To improve and expand the card system itself mobile power consumers, in particular for the energy supply of a own data processing.

Die Vorteile der Erfindung ergeben sich insbesondere durch die längere Gebrauchsdauer und damit höhere Nutzungflexibilität der mobilen Geräte. So können diese, über die in der Karte integrierten solaren Energiewandler, im Falle längerer Abwesenheit von elektrischen Ladestationen, oder auch deren Nichtverfügbarkeit, sowohl in Phasen der Nichtbenutzung als auch kontinuierlich schon während der Nutzung, mobil geladen werden, damit hierüber länger in Betrieb gehalten werden. Zudem kann durch die Vorrichtung das herkömmliche Akkumulatorvolumen veringert werden. Im Falle einer Eigennutzung der Energie für das Kartensystem selbst, stellt dieses dann ein mobiles und aktiv datenverarbeitendes System dar, das für zahlreiche Zwecke, beispielweise für den Zahlungsverkehr, eingesetzt werden kann.The Advantages of the invention result in particular by the longer service life and thus higher flexibility of use the mobile devices. So can this, about the solar energy converters integrated in the map, in case of prolonged absence of electrical charging stations, or even their unavailability, both in periods of non-use and continuously already while mobile, so that they are kept in operation longer. In addition, the device can reduce the conventional accumulator volume become. In case of own use of the energy for the card system itself, this then represents a mobile and actively data processing System that is for numerous purposes, for example for payment transactions can be.

Prinzipiell kann die Erfindung mit allen Formen derzeitiger Akkumulator-Technologien, vorzugsweise der von Lithium Polymer-Technologien, kombiniert werden. Relativ leistungstarke Karten mit ca. 1000 mAh lassen sich mit solchen Technologien schon in den Dimensionen üblicher Scheckkarten realisieren. Durch die Steckverbindungen der Solarmodule können diese zudem noch zu bestimmten Leistungseigenschaften ausgebaut werden.In principle, the invention with all For current accumulator technologies, preferably those of lithium polymer technologies. Relatively powerful cards with about 1000 mAh can be realized with such technologies already in the dimensions of conventional check cards. Due to the plug-in connections of the solar modules, these can also be expanded to specific performance characteristics.

Technische Ausführungsbeispiele der Erfindung sind, ohne es auf diese Beispiele beschränken zu wollen, nachfolgend erläutert:Technical embodiments without being limited to these examples want to explain below:

1 zeigt schematische die Aufsicht des Grundaufbaus einer mobilen, sich extern elektrisch selbstladenden Karte (1). Diese enthält auf ihrer einen Seite das als Ladelement dienende Solarmodul (2), auf der anderen Seite das als Energiespeicher dienende Funktionselement mit planarem Akkumulator (3). Wie hier beispielsweise dargestellt, kann die Karte dabei als eine nach aussen wendbare Klappvorrichtung ausgebildet sein, die mittig eine Falz (4) besitzt, so daß bei Zusammenklappen die energiewandelnde Seite des Sglarmoduls (2) nach hinten aussen weist. Ein, in diesem Beispiel, in das den planaren Akkumulator (4) enthaltende Element integriertes Energie-Kontrollmodul mit einem optionalen Schalter (5), einem Mikroprozessor (6), und einer Ladeschutzschaltung (7) kann, im Sinne eines Energie-Management, sowohl die akuten Leistungsdaten des Akkumulators (3) wie auch die Daten des Ladevorganges ermitteln, anzeigen steuern und kontrollieren. Über eine weitere Steckvorrichtung (8) kann die Karte auch an ein übliches elektrisches Ladegerät angeschlossen werden. An der Aussenseite des Solarmoduls (2) befindet sich ebenfalls noch eine Steckverbindung (9), welche die Anbringung eines weiteren Solarmoduls, zwecks höherer Energiegewinnung, ermöglicht. 1 1 schematically shows the top view of the basic structure of a mobile, externally electrically self-charging card ( 1 ). This contains on its one side serving as a charging element solar module ( 2 ), on the other hand, the functional element serving as energy storage with a planar accumulator ( 3 ). As shown here, for example, the card can be designed as an outwardly reversible folding device, the center of a fold ( 4 ), so that when folding the energy-transforming side of the Sglarmoduls ( 2 ) facing outward. A, in this example, in which the planar accumulator ( 4 ) containing element integrated energy control module with an optional switch ( 5 ), a microprocessor ( 6 ), and a charge protection circuit ( 7 ) can, in terms of energy management, both the acute performance data of the accumulator ( 3 ) as well as the data of the charging process, determine, control and control. Via another plug-in device ( 8th ), the card can also be connected to a standard electrical charger. On the outside of the solar module ( 2 ) is also still a plug connection ( 9 ), which allows the attachment of another solar module, for the purpose of higher energy production.

2 zeigt schematisch, in perspektivischer Sicht, einen gleichen Aufbau, wie 1, die aber die klappartige Schichtstruktur aus den beiden Funktionselementen besser verdeutlicht. Hierbei ist die Rückseite des Solarmoduls (2) klappenartig an der Längsseite des die Energiespeicherung bewirkenden Funktionselementes der Karte (1), das den planaren Akkumulator (3) trägt, angebracht. In der Endmontage liegen die beiden Funktionsteile der Karte plan aufeinander, was reversibel oder auch irreversibel sein kann, und woraus sich dann die funktionsfertige plane Kartenstruktur ergibt wie sie bei der Energienutzung oder -abgabe, beispielweise an einen mobilen externen Stromverbraucher, vorliegt. 2 shows schematically, in perspective view, a same structure as 1 , which better illustrates the fold-like layer structure of the two functional elements. Here, the back of the solar module ( 2 ) like a flap on the longitudinal side of the energy storage causing functional element of the card ( 1 ), the planar accumulator ( 3 ), attached. In the final assembly, the two functional parts of the card are flat on each other, which can be reversible or irreversible, and from which then the ready-plane card structure results as it is in the energy use or tax, for example, to a mobile external power consumers.

Claims (8)

Solar ladbare mobile Kartensysteme insbesondere zur besseren Betriebseffizienz und höheren Einsatzvariabilität mobiler Stromverbraucher, dadurch gekennzeichnet, daß kartenartig ausgebildete Vorrichtungen eingesetzt werden, die sich aus zwei technischen Einheiten zusammensetzen, wobei eine Einheit planare Akkumulatoren und eine zweite Einheit Solarmodule enthält, wobei diese Einheiten in einer Schicht oder in mehreren Schichten klappbar oder faltbar miteinander funktionell verbunden sind, wobei der solare Ladungsvorgang und der Ladungszustand der Akumulatoren mittels datenverabeitender elektronischer Vorrichtungen, die ihrerseits bei der ersten oder zweiten Einheit integriert sein können, ermittelt, angezeigt, und kontrolliert werden kann, und wobei die Kartensysteme über Vorrichtungen verfügen über die sie mit in ihnen selbst integrierten oder externen mobilen Stromverbrauchern elektrisch verbunden werden können.Solar loadable mobile card systems, in particular for better operating efficiency and higher versatility of mobile power consumers, characterized in that card-like devices are used, which are composed of two technical units, one unit planar accumulators and a second unit contains solar modules, said units in one layer or foldably or foldably interconnected with each other in a plurality of layers, wherein the solar charging process and the state of charge of the accumulators can be detected, displayed and controlled by means of data-processing electronic devices, which in turn may be integrated with the first or second unit, and wherein Card systems have devices that allow them to be electrically connected to self-integrated or external mobile power consumers. Vorrichtungen nach vorhergehendem Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß eine Kontrolle von Ladezustand und Ladevorgang über implementierte elektronische Mikrocontroller und Lastschutzschaltungen erfolgt.Devices according to the preceding claim, characterized characterized in that a Control of state of charge and charging via implemented electronic Microcontroller and load protection circuits takes place. Vorrichtungen nach vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß der Einsatz solcher Mikrocontroller erfolgt, die ausser Ermittlung und Kontrolle von Ladezustand und Ladevorgang der Akkumulatoren auch weitere Funktionen zur Datenspeicherung, Datenanzeige oder Datenverabeitung sowie zur Steuerung und Kontrolle von Aktoren übernehmen können.Devices according to the preceding claims, characterized characterized in that Use of such microcontroller takes place, which except determination and Control of state of charge and charging of the accumulators too additional functions for data storage, data display or data processing as well as to take over control and control of actuators. Vorrichtungen nach vorhergehenden Ansprüchen Vorrichtungen, dadurch gekennzeichnet, daß Vorrichtungen implementiert sind, die wahlweise alternativ oder gleichzeitig eine Ladung der Akkumulatoren durch Solarenergie und übliche elektrische Ladegeräte ermöglichen.Devices according to the preceding claims Devices, characterized in that devices implemented alternatively or simultaneously Charge the batteries by solar energy and conventional electric chargers. Vorrichtungen nach vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß die Karten in Material aus chemisch-synthetischen Polymeren eingebettet, eingeschweisst, eingeklebt, einlaminiert oder eingedeckelt sind.Devices according to the preceding claims, characterized characterized in that Cards embedded in material of chemically-synthetic polymers, welded, glued, laminated or lidded. Vorrichtungen nach vorhergehenden Ansprüchen Vorrichtungen, dadurch gekennzeichnet, daß die Karten reversibel in bereits vorgefertigte Einschübe eines externen Stromverbrauchers eingeführt werden oder über Vorrichtungen auf deren Oberfläche haftend angebracht sind, vorzugweise durch magnetische Vorrichtungen oder mechanische Steck- oder Flansch-Verbindungen.Devices according to the preceding claims Devices, characterized in that the Cards reversible in pre-made slots of a external power consumer or via devices on their surface are adhesively attached, preferably by magnetic devices or mechanical plug or flange connections. Vorrichtungen nach vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß die Solarmodule mit integrierten Verbindungsvorrichtungen ausgestattet sind, über die weitere Solarmodule reversibel angefügt werden können.Devices according to the preceding claims, characterized in that the solar modules are equipped with integrated connecting devices, reversible on the other solar modules can be joined. Vorrichtungen nach vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß, das Kartensystem selbst der mobile Stromverbraucher ist, inbesondere zur Energieversorgung einer eigenen Datenverarbeitung.Devices according to the preceding claims, characterized characterized in that the card system itself is the mobile power consumer, in particular for supplying energy to your own data processing.
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