多能源联合发电的充电宝

本发明涉及充电宝，具体涉及一种多能源联合发电的充电宝。

背景技术：

1、科技发展使得手机等电子产品成为人们生活中最常使用的工具之一，电子产品的能量来源是靠其背后的电池提供，但较小的电池给予的电量难以支撑人们一天的使用时长，所以充电宝成为了主流的供能工具之一。而随着节能环保政策的不断实施推进，一些生活上常见的充电宝将会随着时代的发展而逐渐淘汰。目前市面上常用的充电宝都普遍采用聚合物锂电池和液态锂电池，这类充电宝虽然轻薄，循环使用寿命长，但需要佩戴保护板，同时也对环境有一定的污染。同时当普通充电宝没电时还需要额外充电接口进行充能，当在户外没有充电接口时，充电宝就毫无作用。

2、氢能以及太阳能来源广泛，而且氢能利用后产生的物质只有水，对环境不会造成污染。但同时目前市面上的氢能充电宝需要配对相应的锂电池为其电路提供能量，也会面临在户外锂电池消耗完后无法为充电宝内部其他需求电量的设备供电的问题，造成充电宝无法正常工作的情况。此外当充电宝内氢气泄露与其他气体混合时易发生爆炸，普通氢能充电宝不能及时检测出氢气泄露，可能会造成危险。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是，提供一种多能源联合发电的充电宝。将传统的氢能充电宝需要额外配对锂电池供给电解水制氢的不足转变为使用太阳能为充电宝内制氢和其它用电装置提供电能。

2、本发明解决所述技术问题采用的技术方案是:

3、一种多能源联合发电的充电宝，包括箱体1、折叠太阳能板2、升压稳压模块5、制氢系统、储氢系统和燃料电池8；所述折叠太阳能板通过升压稳压模块连接箱体1上的用电接口、制氢系统的阴极和阳极，用于为制氢系统供电，同时在太阳能充足时为外部待充电的电子设备供电；

4、所述燃料电池的电能输出端与所述用电接口连接，通过燃料电池为为外部待充电设备供电；

5、所述箱体的上部空间设置燃料电池8，在燃料电池8所在位置的箱体的外壳一侧开有散热孔，同时在散热孔对面的箱体内设有散热风扇7；在燃料电池的端面上设置有翅片，同时安装有温度传感器；

6、所述折叠太阳能板收纳在箱体1的外部；

7、所述制氢系统设置在箱体1内部的下部空间，所述储氢系统位于制氢系统上方的箱体1的内部空间，且位于燃料电池8的下方；所述储氢系统所在的箱体空间内设置氢气泄露检验仪，所述氢气泄露检验仪与箱体上的led灯电性连接，用于感知氢气是否泄漏；

8、制氢系统产生的氢气经氢气输入管进入储氢系统再连接燃料电池的氢气入口。

9、箱体1沿高度方向的一侧外侧面设有凹槽，用于为折叠太阳能板2的安放提供位置；所述折叠太阳能板为可折叠式太阳能板，由三块太阳能板并联结合，折叠安装在箱体1外围，太阳能板输出电路连接升压稳压模块5，升压稳压模块5的输出连接用电接口4；同时折叠太阳能板2经升压稳压模块输出的电能同时连接储氢系统所在箱体空间内的微型气泵电池11以及制氢系统的阴极和阳极；折叠太阳能板产生的电能在太阳光充足时一方面通过用电接口4为电子设备供能，另一方面与微型气泵电池11电性连接；

10、所述折叠太阳能板完全折叠后的厚度与箱体最大外侧面同平面；所述箱体下端设有注水孔3为制氢系统提供原料；注水孔外安装电解池密封垫；所述箱体表面设有若干数量的led灯。

11、所述制氢系统包括阴极19、阳极18以及电解池20，阴极19和阳极18分别连接着折叠太阳能板2经升压稳压模块的输出电路提供的正负电极；所述电解池20为一个密封的水槽，电解池的底面与箱体1的内表面相结合，在箱体1的壁面上开一个注水孔3，注水孔与电解池联通。

12、所述储氢系统包括气压传感器模块14、储氢罐13、微型气泵12、微型气泵电池11以及氢气泄露检验仪16，储氢罐13的进口与制氢系统的阴极19连接，储氢罐13的一侧外接微型气泵12，储氢罐的出口通过氢气通气管9直通燃料电池8；气压传感器模块14设置在储氢罐内；

13、所述微型气泵电池11连接折叠太阳能板2经升压稳压模块的输出电路的输出端，微型气泵电池11分别与微型气泵12、散热风扇电连接，由太阳能板为微型气泵电池11供电。

14、所述充电宝还包括控制系统，所述控制系统分别与气压传感器模块、氢气泄露检验仪、温度传感器、led灯、散热风扇、微型气泵电性连接。

15、所述气压传感器模块采用fks-111传感器，微型气泵的型号为yh8004 dc5.0v微型气泵，升压稳压模块的型号为lm7805。

16、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

17、本发明通过太阳能光伏发电制氢为燃料电池提供原料来产生电能供电器使用，将大自然中的太阳能通过折叠太阳板发电，无需额外从家用电为充电宝提供电能，充电宝内所需要的电能由阳光充足时太阳能产生，符合国家节能减排政策的要求。在户外同时具有两用型，当太阳充足的情况下可以采用太阳能进行充电，当太阳能不充足时候采用氢能进行发电，不需要额外配对专门的锂电池以及制氢剂等配件，有效解决了户外电量焦虑的问题。

18、本发明在燃料电池的端板布置散热翅片可以缓解微型气泵电池的能量损耗，能够缓解风扇启动导致的能量消耗，也就是说翅片的存在提高了风扇启动阈值，如本来30摄氏度的情况下完全依靠翅片被动散热即可，无需开启风扇。通过检测充电宝的工作温度来控制风扇的启停，在高温工作环境下可以加强空气的强制对流实现更佳的散热效果，在低于安全工作温度的工况下关闭风扇，采用被动散热的形式减少整个充电宝的能量损耗用以提升整个充电宝的工作效率。此外，本发明充电宝的使用环境一般在户外，而在户外一般不会随身带检测仪，此时如果氢气泄露可能导致发生爆炸，因此本申请在充电宝内部设置小型的氢气泄露检验仪，判断氢气是否发生泄漏，通过led显示灯直接反馈给使用者，进一步确保该充电宝的使用安全性。

19、本发明通过设备内电解水制氢为燃料电池提供原料，与常规的氢能充电宝不同的是：通过太阳能电解制氢，无需额外配对储氢罐或加入制氢剂等为燃料电池提供原料。因此在氢能充电宝内加入折叠太阳能板供给内部结构的耗电可以解决氢能充电宝在电量消耗完时的户外没有地方可以充电来保证其正常工作的问题，本申请充电宝只需要通过太阳能就能充电，使用更加方便持久。常规氢能充电宝内燃料电池模块的工作效率低导致其自身产热大、热量堆积和热量无法及时排出，本发明能够在不增加充电宝内部耗能的同时对其内部进行合理的热管理，合理热热管理就是使风扇在合理的温度范围内启动，而不是一直启动。

技术特征：

1.一种多能源联合发电的充电宝，包括箱体、折叠太阳能板、升压稳压模块、制氢系统、储氢系统和燃料电池；其特征在于，所述折叠太阳能板通过升压稳压模块连接箱体上的用电接口、制氢系统的阴极和阳极，用于为制氢系统供电，同时在太阳能充足时为外部待充电的电子设备供电；

2.根据权利要求1所述的充电宝，其特征在于，箱体沿高度方向的一侧外侧面设有凹槽，用于为折叠太阳能板的安放提供位置；所述折叠太阳能板为可折叠式太阳能板，由三块太阳能板并联结合，折叠安装在箱体外围，太阳能板输出电路连接升压稳压模块，升压稳压模块的输出连接用电接口；同时折叠太阳能板经升压稳压模块输出的电能同时连接储氢系统所在箱体空间内的微型气泵电池以及制氢系统的阴极和阳极；折叠太阳能板产生的电能在太阳光充足时一方面通过用电接口为电子设备供能，另一方面与微型气泵电池电性连接。

3.根据权利要求1所述的充电宝，其特征在于，所述折叠太阳能板完全折叠后的厚度与箱体最大外侧面同平面；所述箱体下端设有注水孔为制氢系统提供原料；注水孔外安装电解池密封垫；所述箱体表面设有若干数量的led灯。

4.根据权利要求1所述的充电宝，其特征在于，所述制氢系统包括阴极、阳极以及电解池，阴极和阳极分别连接着折叠太阳能板经升压稳压模块的输出电路提供的正负电极；所述电解池为一个密封的水槽，电解池的底面与箱体的内表面相结合，在箱体的壁面上开一个注水孔，注水孔与电解池联通。

5.根据权利要求4所述的充电宝，其特征在于，所述充电宝还包括控制系统，所述控制系统分别与气压传感器模块、氢气泄露检验仪、温度传感器、led灯、散热风扇、微型气泵电性连接。

6.根据权利要求5所述的充电宝，其特征在于，所述气压传感器模块采用fks-111传感器，微型气泵的型号为yh8004 dc5.0v微型气泵，升压稳压模块的型号为lm7805。

技术总结
本发明为多能源联合发电的充电宝，包括箱体、折叠太阳能板、升压稳压模块、制氢系统、储氢系统和燃料电池；折叠太阳能板通过升压稳压模块连接箱体上的用电接口、制氢系统的阴极和阳极；燃料电池的电能输出端与所述用电接口连接；箱体的上部空间设置燃料电池，在燃料电池所在位置的箱体的外壳一侧开有散热孔，同时在散热孔对面的箱体内设有散热风扇；在燃料电池的端面上设置有翅片，同时安装有温度传感器；制氢系统设置在箱体内部的下部空间，储氢系统位于制氢系统上方的箱体的内部空间，且位于燃料电池的下方。将传统的氢能充电宝需要额外配对锂电池供给电解水制氢的不足转变为使用太阳能为充电宝内制氢和其它用电装置提供电能。

技术研发人员：刘晓日,谭龙,陈袁,李孟涵
受保护的技术使用者：河北工业大学
技术研发日：
技术公布日：2024/4/17