一种太阳能头盔及其设计方法技术

本申请公开了一种太阳能头盔及其设计方法，其要点在于：包括：头盔壳体、太阳能电池阵列、柔性MPPT控制器、用电负载；所述太阳能电池阵列为若干柔性砷化镓太阳能电池组成的阵列；太阳能电池阵列与柔性MPPT控制器共同构成发电模块，用电负载中内置有储能模块；所述发电模块的输出端与储能模块、用电负载的输入端连接；所述太阳能电池阵列通过所述柔性MPPT控制器输出其峰值功率，将能量储存于锂电池；所述头盔壳体表面铺设轻质黏土底衬，黏土底衬上方通过PVC薄板固定柔性砷化镓太阳能电池，黏土底衬能够通过PVC薄板任意塑形。本申请旨在提出一种太阳能头盔及其设计方法，能够有效提高太阳能头盔的使用效果。太阳能头盔的使用效果。太阳能头盔的使用效果。

【技术实现步骤摘要】
一种太阳能头盔及其设计方法


[0001]本申请涉及可穿戴设备领域，具体而言，涉及一种太阳能头盔及其设计方法。

技术介绍

[0002]目前逐渐有民用太阳能头盔出现，如无线充电太阳能头盔(如：CN104161336B)、蓝牙太阳能头盔(如：CN108430248B)、以及太阳能风扇遮阳头盔(如：CN209473667U)等。然而上述设计要么侧重于外延性功能性设计，要么仅仅利用头盔最顶部的局部面积进行平面或类平面的铺设，简单粗犷，更偏重于概念性，缺少实用性。
[0003]现有的太阳能头盔一般采用单晶硅，多晶硅和非晶硅电池，理论效率只能达到23～27％左右，效率较低，且不能很好的贴合头盔表面，而柔性砷化镓电池，理论效率可达30％～50％，柔性材质可以贴合头盔曲面。
[0004]对于真正实用的太阳能头盔设计主要面临两大难点：
[0005](1)三维空间曲面高效利用问题，头盔外表面通常具有非规则的三维变曲率特点，而柔性太阳能电池仅具有单向弯曲能力，无法在三维空间任意向同时弯曲，否则将出现不可逆物理损伤。因此，如何进行柔性太阳能电池与本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种太阳能头盔，其特征在于，包括：头盔壳体、太阳能电池阵列、柔性MPPT控制器、用电负载；所述太阳能电池阵列为若干柔性砷化镓太阳能电池组成的阵列；太阳能电池阵列与柔性MPPT控制器共同构成发电模块，用电负载中内置有储能模块；所述发电模块的输出端与储能模块、用电负载的输入端连接；所述太阳能电池阵列通过所述柔性MPPT控制器输出其峰值功率，将能量储存于锂电池；所述头盔壳体表面铺设轻质黏土底衬，黏土底衬上方通过PVC薄板固定柔性砷化镓太阳能电池，黏土底衬能够通过PVC薄板任意塑形。2.根据权利要求1所述的一种太阳能头盔，其特征在于，所述储能模块为锂电池，所述储能模块能够为用电负载供能。3.根据权利要求1所述的一种太阳能头盔，其特征在于，所述用电负载为夜视仪、照明装置、摄像机中的任意一种或几种。4.根据权利要求1所述的一种太阳能头盔，其特征在于，太阳能电池阵列的数量为三个，在头盔顶部、头盔左侧、头盔右侧均设置1个太阳能电池阵列，且在头盔顶部的太阳能电池阵列、头盔左侧的太阳能电池阵列、头盔右侧均设置的太阳能电池阵列三者保持并联关系。5.根据权利要求1所述的一种太阳能头盔，其特征在于，所述MPPT控制器采用柔性电路基板；所述MPPT控制器DC/DC拓扑采用降压型拓扑，包括：MCU单元、芯片级电源模块、信号检测电路、功率级转换电路、数据交互接口；所述MPPT控制器能够跟踪太阳能电池的最大功率点，通过控制输出电压和输出电流管理锂电池；所述MCU作为能源控制器的核心单元，配有复位按键和判断故障的指示灯；所述芯片级电源模块将输入的太阳能电池阵列电压进行降压转换以为控制电路供电；所述信号检测电路对电流和电压信号进行检测；所述功率级转换电路为MPPT控制器的被控对象，用于变换输入到输出的功率；所述数据交互接口用于烧录代码与控制软件进行数据交互和调试。6.如权利要求5所述的一种太阳能头盔的设计方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1：头盔曲面快速造型；预先在头盔外壳表面覆盖轻质黏土，构建适合柔性太阳能电池片安装的头盔曲面造型；通过柔性PVC板分别在头盔的顶部和左、右两侧对粘土进行准单向曲率平整曲面造型，使其满足柔性太阳能电池的弯曲要求，从而预置了三个太阳能电池模块的贴片位置。步骤2：PVC柔性衬底造型选择PVC柔性薄板作为太阳能电池片的衬底，并基于头盔外形裁制头盔顶部和侧面的PVC薄板形状，使其满足预置的贴片曲面要求，能够分别贴附在头盔顶部和左、右两侧。步骤3：组建柔性太阳能电池阵列模块以相同的方式组建三组太阳能电池阵列模块，其分别满足头盔顶部、...

【专利技术属性】
技术研发人员：张晓辉，邵嘉琪，席涵宇，宋亚鑫，郑好银，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：