[发明专利]一种易展收的模块化大折展比太阳能电池结构

说明书

本发明公开一种易展收的模块化大折展比太阳能电池结构，由电池板模块、柔性铰链相互连接组成，运用折纸机构学的设计方法，得到具有良好折展特征的仿生结构折展单元，并进行厚板折纸理论分析，在考虑折展效果与加工工艺性的基础上设计结构的几何参数，在此基础上进行拓展，以增加面板数量，提高工作折展比。本发明的优点在于折展比大、收纳便捷、工艺性好、误差敏感性低、模块化加工装配等方面，适用范围广，主要解决了现有便携式太阳能电池中收纳过程繁琐的缺点，为大折展比便携式太阳能电池的设计提供了一个新的方案。

技术领域

本发明涉及可折展太阳能电池结构领域，特别涉及一种大折展比、易展收、模块化的便携式可折展太阳能电池结构。

背景技术

随着国民经济的快速发展和社会的不断进步，电子设备和数码产品已经成为人们工作和生活中不可或缺的工具，而这些产品对电力的需求及依赖程度非常高。太阳能是人类取之不尽用之不竭的可再生能源，具有清洁性、安全性、低成本、易获取等优点，利用太阳能电池发电技术将太阳能转变为电能是当今太阳能发电的主流，目前太阳能电池发电技术已经广泛应用与航天、交通、通信、建筑等领域，且随着技术的不断发展，在能源战略中会具有更重要的地位。

太阳能电池的应用场景很多，其功能决定了对其结构参数的要求，如航天设备的太阳能电池阵需要满足大折展比、自动且精确的展开要求，路灯等公共设施上的太阳能电池需要适应一些极端的天气条件。对于便携式太阳能电池，与人们的日常生活更为紧密，需要实现收纳尺寸小、功率足够、重量轻易携带等特点，主要应用于户外旅行等场景为电子设备供电。

目前的便携式太阳能电池仍存在着一些问题。大多便携式太阳能电池都在使用简单的一维或二维的简单矩形对折收纳，其展开和折叠过程步骤复杂，折展比有限，不方便携带和运输；运用特殊可展结构制作的太阳能电池只是展开过程良好，其收纳折叠时依旧十分繁琐，会发生机构处于死点状态等现象。同时便携式太阳能电池的折叠尺寸与展开尺寸是固定的，对于不同工作场景的泛用性不高。

综上所述，便携式太阳能电池以日常使用方便为目标，需要考虑较多功能需求，因此可折展结构的设计工作至关重要。

发明内容

本发明的目的是提供一种便携式太阳能电池的可折展结构，以解决目前存在的上述问题。本发明运用折纸机构学的研究方法，设计折痕分布形式，获得可折展结构的折展单元；在验证其具有良好的折展特征的基础上充分考虑加工工艺性，设计结构的几何参数，并进行拓展，在几乎不改变折叠投影面积的同时增加面板数量，提高工作面积。本发明为解决在大折展比便携式太阳能电池无法快速收纳的问题提供了一个新的解决方案，同时模块化的设计使其适用性得到了提升，对于便携式太阳能电池领域具有重要意义。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种易展收的模块化大折展比太阳能电池结构，由二十个电池板模块组成，太阳能电池结构分为上部单元和下部单元，上部单元和下部单元中的每个电池板模块之间均通过柔性铰链可拆卸的相连，所述上部单元和下部单元呈轴线对称，所述上部单元和下部单元均由两行五列的电池板模块组成，上部单元的第一行电池板模块之间的柔性铰链按照宽柔性铰链、窄柔性铰链交替设置，上部单元的第二行电池板模块之间的柔性铰链按照窄柔性铰链、宽柔性铰链交替设置，下部单元的第一行电池板模块之间的柔性铰链按照窄柔性铰链、宽柔性铰链交替设置，下部单元的第二行电池板模块之间的柔性铰链按照宽柔性铰链、窄柔性铰链交替设置；上部单元及下部单元中每列的各个电池板模块之间的倾斜方向不同；上部单元与下部单元通过三个等宽且宽度最大的柔性铰链相互连接。

进一步的，所述电池板模块依次分别为板一、板二、板三、板四、板五、板六、板七、板八、板九、板十、板十一、板十二、板十三、板十四、板十五、板十六、板十七、板十八、板十九、板二十；