一种服装式太阳能电池阵列装置的制作方法

本发明涉及一种穿着舒适的服装式太阳能电池阵列装置。

背景技术：

当今时代，电子产品越发普及，如平板、智能手机，无线设备等，但电源一直是其发展的短板，快速的电量消耗，频繁的充电行为给人们带来了不少的麻烦。移动电源虽然在一定程度上缓解了电量不足的窘境，但是也存在携带不方便的缺点，而且仍然存在电量消耗完毕的情况，尤其在野外电力不足的情况下就无法解决充电问题。太阳能作为一种清洁可再生能源在服装领域的应用还不广泛，达不到能源的有效利用。目前虽然也有一些太阳能服装设计，但还有一些不足之处，如专利号102524981A的太阳能式闪光发声童装及其缝制工艺中，采用柔性太阳能电池板并将其缝制在服装上，此种方法是不便于太阳能电池的拆卸和维修的，也不利于服装的清洗；专利号102132964A的可拆卸分散式太阳能毛针织服装领中，虽然可以拆卸，但输出方式单一，不利于多种用电设备使用。上述专利采用太阳能电池板数量不多，输出功率有限，也没有充放电管理电路，而且服装整体的美感欠缺，本设计总结以上技术，克服其缺点，采用电池板串并联的方式连接，选用高导电率的金丝线，并在电池板和用电设备增加充电管理电路。其次，本设计还设有玻璃纤维纱作为服装的外层来增加服装的美观性。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是提供一种服装式太阳能电池阵列装置，方便人们随时、便携的对电子产品充电，同时又不影响服装的美感。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是，服装式太阳能电池阵列装置，包括前片和后片；前片和后片包括同样的外层、中层和里层的三层结构；

外层由具有透光性的玻璃纤维织物构成；

中层由阵列式太阳能电池板构成；阵列式太阳能电池板由复数块太阳能电池通过金丝导线连接构成；

里层由纺织纤维织物构成；

里层缝有长条状的里层尼龙搭扣，里层尼龙搭扣的中间部分缝在里层的纺织纤维织物上面，且里层尼龙搭扣的连接面朝外，里层尼龙搭扣的两端通过塑料按扣与里层连接；阵列式太阳能电池板中用于连接太阳能电池板的金丝导线从里层尼龙搭扣两侧与里层纺织纤维织物之间的空隙中穿过；

外层缝有用于与里层尼龙搭扣相连接的外层尼龙搭扣，外层尼龙搭扣的连接面朝内且位置与里层尼龙搭扣的位置相对应；里层尼龙搭扣与外层尼龙搭扣相连接，使得构成外层的玻璃纤维织物将中层的阵列式太阳能电池板及里层覆盖；

前片和后片的两侧通过拉链连接，前片和后片的上侧通过缝制连接。

作为优选，复数块太阳能电池先并联构成电池组，电池组再并联构成阵列式太阳能电池板。

作为优选，阵列式太阳能电池板还包括充放电管理电路；

充放电管理电路包括稳压芯片和充放电管理芯片；

稳压芯片与充放电管理芯片连接，充放电管理芯片设有充电指示灯和两个输出端口，其中一个允许用电设备通过USB数据线充电的USB‘A’型接口，另一个是对锂电池进行充电的接口；

充放电管理电路装在设在里层下部的衣袋内。

作为优选，稳压芯片为LM390；充放电管理芯片为TP4221B。

作为优选，前片中的阵列式太阳能电池板与后片中的阵列式太阳能电池板均通过各自的充放电管理电路输出端口单独提供输出电流。

作为优选，太阳能电池为长度和宽度均不超过30mm的矩形；每块电池的输出电压不低于1V，且输出电流不小于100mA。

作为优选，玻璃纤维织物由透光率为90～95％的玻璃纤维织造而成。

作为优选，纺织纤维织物为透气且富有弹性的棉加氨纶的纺织织物。

作为优选，服装式太阳能电池阵列装置为带袖的衣服式样，且前片与后片分别覆盖于衣服的前胸与后背部分。

作为优选，服装式太阳能电池阵列装置的服装式样为背心式样，且前片与后片分别覆盖于衣服的前胸与后背部分。

本发明的有益效果是：

整个充电装置可以穿在身上且穿着舒适，轻便且方便携带，设有两种输出端口，方便人们对各种用电设备充电，并且采用可拆卸的设计，方便衣服的换洗和零部件的更换。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1是本发明服装式太阳能电池阵列装置实施例的前片结构示意图。

图2是本发明服装式太阳能电池阵列装置实施例的后片结构示意图。

图3是本发明服装式太阳能电池阵列装置实施例的阵列式太阳能电池板连接示意图。

图4是本发明服装式太阳能电池阵列装置实施例的单块太阳能电池板与里层连接示意图。

图5是本发明服装式太阳能电池阵列装置实施例的多块太阳能电池在里层的排列示意图。

图6是本发明服装式太阳能电池阵列装置实施例的外、中、里三层结构示意图。

图7是本发明服装式太阳能电池阵列装置实施例的电池充放电管理电路图。

图中标记：1-前片，2-后片，3-外层，4-里层，5-太阳能电池，6-金丝导线，7-尼龙搭扣，8-塑料按扣，9-缝制节点，10-充放电管理电路，11-电极扣，12-挂钩，13-衣袋，14-拉链。

具体实施方式

一种可以穿在身上的服装式太阳能电池阵列装置，其由前片1(图1)和后片2(图2)组成，并且前片和后片均由同样设有外层、中层、里层的三层结构构成。

外层3是由具有透光性的玻璃纤维织物构成。该玻璃纤维织物是由透光率为90～95％的玻璃纤维织造而成。

中层为阵列式太阳能电池板。该阵列式太阳能电池板是由多块小的太阳能电池5以先串联后并联的方式连接而成的。

每块太阳能电池的输出电压/输出电流为1V/100mA，各块太阳能电池的正负极通过金丝导线相互连接。

由于金丝导线具有柔性好，强度高，导电性能好的特点，能够确保相互连接的太阳能电池阵列具有较好的柔软性和连接强度。

在图3中，10块太阳能电池串联为一组输出为1V/1A的模块，5个此模块再串联组成输出为5V/1A的模块。

每块太阳能电池的尺寸为30mm×25mm，且各块太阳能电池按左右间隔30mm，上下间隔10mm排列。

里层4采用透气且富有弹性的棉加氨纶的纺织面料通过裁剪制成背心的式样，也可以根据需要制成带袖衣服的式样。

在图4中，为方便里层与阵列式太阳能电池板相互连接在一起，在里层朝外一面均匀分布地缝有尼龙搭扣7，尼龙搭扣是由尼龙钩带和尼龙绒带两部分组成的联接用带织物。取尼龙搭扣的其中一片(尼龙钩带或尼龙绒带)剪出长条形状，其中间部分通过缝制节点9与里层的面料连接，其两端通过塑料按扣8与里层连接(尼龙搭扣上设有塑料按扣的公头，在里层面料上设有塑料按扣母头)，这样尼龙搭扣的两侧与里层的面料之间构成了空隙，该空隙用于穿过连接小块太阳能电池的金丝导线6。以这样方式将整个阵列式太阳能电池板与里层连接在一起，使得整个阵列式太阳能电池板具有一定的柔性并在穿着上能与身体较好地服贴。

取出阵列式太阳能电池板时，只要拉开紧扣在里层4面料上的塑料按扣8即可释放被约束在其中的金丝导线6。

在图5中，为与太阳能电池的排列间距相适配，尼龙搭扣的尺寸采用长40mm，宽10mm，缝制节点位于尼龙搭扣的中间，并且各尼龙搭扣的缝制节点左右相距60mm，上下相距35mm。

为便于服装的前后片连接，在服装的前片1和后片2的两侧设置了拉链14，这样服装的前片和后片可以通过拉链在两侧相互连接或打开。而服装的前片1和后片2在服装肩部是相互缝制在一起的。

为了将服装的前片或后片的外层3固定在里层面料上面，在外层的朝里一面缀有与里层面料上的尼龙搭扣相适配的尼龙搭扣的另一片(尼龙钩带或尼龙绒带)，将外层3与里层4通过尼龙搭扣8相互连接(图6)。

由于阵列式太阳能电池板是分别连接在服装的前片和后片的，因此实际上整个服装式太阳能装置也分为了前片与后片。为保证太阳能电池板前后两部分通过连接成为牢固的一体，还必须将阵列式太阳能电池板前后两部分在肩部相互通过挂钩12物理连接(图1)。

前后两部分的阵列式太阳能电池板分别配有充放电管理电路10。由于前后两部分的阵列式太阳能电池板已经分别固定在服装的前后片上面，因此太阳能电池板也分为了前后两片的太阳能电池板。

在图7中，上面的是前面部分(或叫前片)的充放电管理电路，下面的是后面部分(或叫后片)的充放电管理电路。位于前后片上的两个充放电管理电路是同样的构成，只是输出端的电极扣11分为母扣和公扣。

充放电管理电路由稳压芯片LM390稳压与充放电管理芯片TP4221B连接构成。充放电管理芯片TP4221B还设有一个可通过USB直接充电的USB‘A’型接口、一个对锂电池进行充电的接口，以及充电指示灯。

锂电池可以放在一个设有电池接触片的电池槽内，通过充放电管理电路的充电接口即可实现对置于电池槽内的锂电池进行充电。

阵列式太阳能电池板输出经稳压芯片LM390稳压输出至充放电管理芯片TP4221B，充电指示灯的亮灭状态指示着当前充电状态。

另外，前片和后片的锂电池充电接口处还焊有用于扩充的电极扣11，可以通过前后片并联方式扩充增加电路的输出电流，提高用电设备的充电速度。

在前片和后片的下方还各设置了一个衣袋13，用于放置各自的充放电管理电路10。

使用时，先将服装穿在人体上，在阳光照耀下的太阳能电池板即可输出电流。如需输出的电流不大，可以只用前片或后片单独输出供电，并且通过适当的接口形式对用电设备进行充电。如果需要较大的输出电流，还可以将前后两片的太阳能电池板并联后同时供电。

本实施例通过缝制节点9、尼龙搭扣7和塑料按扣8来实现限制而不固定太阳能电池5的位置，使各块太阳能电池留有一定的位移空间，这样通过电池相互连接成太阳能电池板后，也具有与服装面料类似的柔性。当需要拆卸维修太阳能电池板时，先撕下与里层4通过尼龙搭扣7相连的外层3(即玻璃纤维层)，再打开塑料按扣8即可方便的取下太阳能电池5。

实际上，本实施例的前后两部分，除了服装前后片的式样为适应人体而有所不同外，其余的基本结构都是同样的，这样的设计在生产上就提供了很大的方便。

本实施例通过合理设计，使得阵列式太阳能电池板具有一定的柔性，能够像普通服装一样穿着在人体上，同时具有服装的舒适性和可穿着性。

以上所述的本发明实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的权利要求保护范围之内。