带太阳能电池的卷帘的制作方法

1.本公开涉及用于电动交通工具的卷帘(roller shade)，该卷帘伸展以收集能量，并且在不收集能量时缩回到辊上，以允许阳光进入交通工具内部。
2.背景
3.太阳能电池从阳光中收集能量，并将太阳能转化为电能。太阳能电池可以使用晶体硅或非晶硅，其中非晶硅通常比晶体硅更薄且更柔韧。太阳能电池必须连接到电池或其他能量存储介质，但是在横杆上卷起载体织物(carrier fabric)会产生与太阳能电池的稳健性(robustness)以及太阳能电池与交通工具系统的连接相关的问题。用于将太阳能电池连接到交通工具系统的导体必须是柔性的，并且在卷帘伸展或缩回时保持有效的连接。现有技术中的太阳能电池、导体和载体面板的厚度需要相当大的封装空间，以在缩回时将卷帘容纳在壳体中。
4.电动交通工具的一个重要目标是通过使由辅助设备(accessories)消耗的电流最小化来节省电池功率。电动交通工具面临的一个问题是“吸血鬼消耗(vampire drain)”，这是由于当交通工具停放持续延长的时间段时，交通工具系统的电池不断消耗所造成的。当交通工具关闭时，许多辅助设备会消耗少量电流(例如，1毫安)。然而，消耗电流的不同系统和辅助设备的数量结合在一起，会随着时间的推移耗尽电池。如果电池耗尽，则门锁将被禁用、交通工具将无法启动、防盗系统可能变得禁用，并且其他系统将无法运行。
5.本公开针对解决以上问题以及如下文所概述的其他问题。
6.概述
7.根据本公开的一个方面，公开了一种用于交通工具的卷帘太阳能收集器(roller shade solar collector)，其包括可旋转地附接到交通工具的辊和一端附接到辊的载体织物面板。右导向件和左导向件附接到载体织物面板的右侧和左侧。多个太阳能电池串联连接并附接到载体织物面板。太阳能电池连接到电力存储系统。电引线附接到载体织物并电联接到太阳能电池。电导体与右导向件和左导向件中的至少一个一起设置，并且至少一个连接器将电导体电联接到电力存储系统。连接器可以是滑环式连接器(slip ring connector)。
8.根据本公开的其他方面，导体可以是设置在右导向件和左导向件中的至少一个内的薄膜母线(thin film busbars)。导体可以是嵌入右导向件和左导向件中的至少一个中的导线(wire)。在另一个实施例中，导体可以是附接到右导向件和左导向件中的至少一个的外表面的薄膜母线。导体也可以被设置为粘附到右导向件和左导向件中的至少一个的外表面或印刷在该外表面上的导电材料。
9.辊可以是具有在12mm和20mm之间的外径的管。辊可以被包含在附接到交通工具的壳体中。根据本公开的另一方面，太阳能电池可以是被包含在叠层中的非晶硅太阳能电池，其具有在0.05mm和0.5mm之间的厚度。
10.电力存储系统可以独立于交通工具的推进电池运行。
11.根据本公开的另一方面，公开了一种用于交通工具的卷帘太阳能收集器，其包括
可旋转地附接到交通工具的辊和一端附接到辊的载体织物面板。右导向件和左导向件附接到载体织物面板的右侧和左侧。多个太阳能电池串联连接并附接到载体织物面板。太阳能电池连接到设置在交通工具上的电力存储系统。电引线附接到载体织物并电联接到太阳能电池。电导体在太阳能电池与右导向件和左导向件中的至少一个之间附接到载体织物。设置在交通工具上的电力存储系统和至少一个连接器设置在辊上，以用于将电导体电联接到电力存储系统。
12.根据本公开的其他方面，电引线和电导体可以是附接到载体织物面板的顶部表面的具有平坦横截面的薄膜母线。可替代地，电引线和电导体可以由粘附到载体织物面板的导电聚合物制成。
13.至少一个连接器可以是滑环式连接器，其具有固定到辊的第一部分和固定到交通工具的第二部分。
14.当交通工具停放时，电力存储系统可以适于向选定的辅助设备提供电力。
15.根据本公开的另外的方面，公开了一种交通工具，其包括设置在交通工具的乘客舱上方的车顶和形成车顶的一部分的透光板(light transmissive panel)。辊可旋转地附接到车顶，并且载体织物面板在一端附接到辊。载体织物面板具有伸展位置和缩回位置，在伸展位置，载体织物在透光板下方展开，在缩回位置，载体织物面板围绕辊卷绕。多个太阳能电池被包括在附接到载体织物的至少一个层压太阳能板(laminated solar panel)中。电导体附接到载体织物并电联接到至少一个层压太阳能板。电力存储系统设置在交通工具上，并且连接器将电导体电联接到电力存储系统。
16.根据本公开涉及交通工具的其他方面，电力存储系统可以包括控制器和门锁系统。控制器可以可操作地连接到电力存储系统和门锁系统，以当电力存储系统的充电状态高于预定水平时，将收集在电力存储包(pack)中的电力提供给门锁系统。
17.根据本公开涉及交通工具的另一方面，电力存储系统可以包括控制器和安保系统。控制器可以可操作地连接到存储包和安保系统，以当电力存储系统的充电状态高于预定水平时，将收集在电力存储系统中的电力提供给安保系统。
18.根据本公开涉及交通工具的另外的方面，电力存储系统可以包括控制器和座椅热管理系统。控制器可以可操作地连接到存储系统和座椅热管理系统，以当电力存储系统的充电状态高于预定水平时，将收集在电力存储包中的电力提供给座椅热管理系统。
19.交通工具可以包括推进电池、控制器和可操作地连接到电力存储系统的dc/dc变换器，当电力存储系统的充电状态高于预定水平时，该dc/dc变换器选择性地向交通工具的推进电池提供电力。
20.本公开的以上方面和其他方面将在下文参考附图进行描述。
21.附图简述
22.图1是交通工具的透视图，该交通工具具有设置在车顶的透光板下方的多个层压太阳能板。
23.图2是层压太阳能板的分解局部透视图。
24.图3是附接到由右侧导轨和左侧导轨支撑的载体面板的四个层压太阳能板的透视图。
25.图4是图3中圆圈区域所示的部分的放大视图。
26.图5是卷帘太阳能收集器和卷取辊的一个实施例的局部透视图。
27.图6是沿图5中的线6
‑
6截取的横截面视图。
28.图7是类似于图6的横截面视图，示出了施加到载体织物的导电涂层。
29.图8是示出了保持条带的局部透视图，该保持条带具有包封在保持条带内的一对导线。
30.图9是示出了保持条带的局部透视图，该保持条带具有附接到保持条带的扁平导体。
31.图10是示出了保持条带的局部透视图，该保持条带具有施加到保持条带的导电涂层。
32.图11是示出了卷帘和太阳能收集器系统的电气部件的示意图。
33.图12是用于向可致动辅助设备供应电流的系统的流程图。
34.图13是用于向非能动系统(passive system)供应电流的系统的流程图。
35.详细描述
36.参考附图公开了所图示的实施例。然而，应理解的是，所公开的实施例意图仅仅是可以以各种各样的且可替代的形式实施的示例。附图并不一定是按比例的且一些特征可能被放大或缩小以显示特定部件的细节。所公开的特定结构细节和功能细节不应被解释为限制性的，而是作为用于教导本领域技术人员如何实践所公开的构思的代表性基础。
37.参考图1，图示了诸如电动交通工具的交通工具10，其包括多个太阳能板12，太阳能板12附接到车顶16下方的载体织物材料。车顶16包括透光板28(如图2所示)，诸如本领域众所周知的可以是固定的或可移动的天窗。卷取辊18在位于透光板28的后边缘附近的壳体21中附接在车顶下方。电引线20设置在载体织物材料14上，该电引线将电流从太阳能板12传导至能量存储装置(诸如，电池或电容器系统)。层压结构在保护太阳能板12的透光板28下方组装到交通工具。
38.参考图2，图示了太阳能板12的一个示例，该太阳能板12是包括一层光伏电池22(诸如非晶硅太阳能电池)的层压结构，该层光伏电池22被层压在上层封装材料24和下层封装材料24之间。光伏电池22和封装材料24由背衬片材26支撑。其他层(诸如，粘合层和类似的层)可以设置在层压结构中。
39.参考图3，太阳能板12被示出为附接到载体织物材料14。载体织物材料14被支撑在右导轨30和左导轨32之间。附接到载体织物材料的右侧34的保持条带38被接纳在右导轨30中，并且附接到载体织物材料的左侧36的另一保持条带38被接纳在左导轨32中。引线20附接到太阳能板12和载体织物材料14，以传导来自太阳能板12的电流。
40.参考图4，载体织物材料14示出为通过缝合或通过超声波焊接附接到保持条带38。保持条带38被示出为接纳在左导轨32内。应当理解，另一个保持条带38设置在载体织物材料14的右侧34上，该保持条带被接纳在右导轨30中。所示的保持条带38具有t形横向横截面，以防止保持条带38被移除。可以使用其他类型的保持条带构型，其可以是l形或球形，并且执行将载体织物材料14保持在导轨30和32中的相同功能。
41.参考图5和图6，带有附接的太阳能板12的载体织物材料14被示出为固定到卷取辊18。载体织物材料14由接纳保持条带38的左导轨32保持。载体织物材料14在其右侧被类似地保持。引线20电连接到附接到载体织物材料14的扁平导体40。扁平导体40可以是扁平导
线或薄膜母线。扁平导体40可以被缝纫、超声波焊接或以其他方式附接到载体织物材料14。扁平导体40的厚度应该小于0.5mm且大于0.05mm，以允许包括太阳能板12和扁平导线导体40的载体织物材料14在壳体21内部围绕卷取辊18卷绕。导体40通过由辊18界定的孔48连接到滑环式连接器50，滑环式连接器50部分地设置在辊18内部。
42.参考图7，公开了另一个实施例，该实施例基本上类似于图5和图6的实施例，但是代替扁平导体40，导电涂层42被施加到载体织物材料14。导电涂层42可以是导电墨水、导电聚合物涂层或金属涂层，或这样的材料的组合。
43.参考图8，公开了另一个可替代的实施例，其中载体织物材料14附接到具有嵌入或包封的导线46的保持条带44。引线20电连接到导线46。导线46延伸到卷取辊18，并进入由辊18界定的孔48中。导线连接到滑环式连接器50，滑环式连接器50又连接到电力存储系统56(如图11所示)。载体织物材料14由接纳保持条带44的左导轨32保持。
44.参考图9，公开了另一个实施例，其中扁平导体52附接到保持条带38。载体织物材料14由接纳保持条带38的左导轨32保持。太阳能板12的引线电连接到扁平导体52。如前所述，扁平导体52中的一个或更多个穿过卷取辊18中的孔48布设并到达滑环式连接器50。
45.参考图10，公开了又一个实施例，其中导电涂层54被施加到保持条带38。导电涂层材料54也可以被注入形成保持条带38的聚合物或与形成保持条带38的聚合物相结合。导电涂层材料54连接到导线58，导线58通过卷取辊18中的孔48将电流从导电涂层54传导到辊内部的滑环式连接器50。来自附接到载体织物材料14的太阳能板12的引线20的电流电连接到施加到保持条带38的导电涂层54。
46.参考图11，提供了太阳能板储能系统60的示意图。系统60包括光伏电池22，光伏电池22被包括在附接到载体织物材料14的至少一个层压太阳能板12中。电导体(20、40、42、46、52或54)附接到载体织物，并电联接到至少一个层压太阳能板12。(如图1
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图5所示)
47.太阳能板储能系统60设置在交通工具10上，以通过存储在太阳能板电池62中的滑环式连接器50从太阳能板12接收电流(如图8所示)。如本文所用，对太阳能板存储系统的提及包括电池或电容器系统。电动交通工具10可以包括交通工具储能系统，该系统包括高压推进电池78和辅助电池63。
48.交通工具10可以包括门锁系统/行李箱锁系统64、交通工具安保系统66和/或座椅热管理系统68(通常称为“致动辅助设备”)，这些由用户致动并由太阳能板控制器70控制。太阳能板控制器70在由密钥卡、电话或类似物致动时选择性地提供电力，以从太阳能板电池60向已致动的辅助设备提供电力。辅助电池63向电池控制模块72提供电力，电池控制模块72修改电流输出以向如下所述的致动辅助设备和非能动系统提供适当的电流水平。
49.交通工具10还可以包括娱乐系统74、辅助设备的存储电路或其他在交通工具停放时持续消耗低功率水平的幻影/吸血鬼消耗装置(phantom/vampire drains)76。(通常称为“非能动系统”)。太阳能板控制器70从太阳能板储能系统60向非能动系统提供电力。
50.太阳能板控制器还可以选择性地向交通工具10的推进电池78提供电力。dc/dc电压变换器79可以用于提高提供给推进电池的功率的电压水平。
51.参考图11和图12，提供了用于可致动辅助设备的控制系统80的一个示例的流程图。控制系统80响应于从开关接收的致动信号，该致动信号可能来自通过蓝牙、蜂窝系统、近场通信或类似物无线通信的密钥卡。在82处接收致动信号，并且在84处查询电池充电状
态(soc)，以确定太阳能板储能系统70是否具有充足的电力来操作选定的辅助设备。如果是，则太阳能板控制器70使太阳能板电池62在85处向一个或更多个选定的辅助设备提供电力。如果否，则太阳能板控制器70在86处请求由辅助交通工具电池63提供电力，该辅助交通工具电池63用于为电动交通工具中的交通工具的辅助设备供电。电动交通工具通常还包括用于移动交通工具的高压电池或推进电池。在常规的内燃机交通工具中，请求主电池而不是辅助电池提供电力。在88处操作选定的可致动辅助设备，直到关闭或者直到太阳能板储能系统70的soc不足以给辅助设备供电。如果否，则太阳能板控制器70请求在86处由辅助交通工具电池提供电力。如果在90处可从太阳能板控制器70获得充足电力，则选定的辅助设备将继续由太阳能板储能系统70供电。
52.参考图11和图13，提供了用于非能动系统的控制系统92的一个示例的流程图。当交通工具停放时，控制系统92通常是开启的(可能处于低功率模式)。在94处，控制系统检查太阳能板电池62的充电状态(soc)，以确定太阳能板电池62(如图11所示)是否具有充足的电力来操作非能动系统。如果是，则在96处，太阳能板控制器70使太阳能板电池62向一个或更多个非能动系统提供电力。如果否，则太阳能板控制器70在98处请求由辅助交通工具电池63提供电力。同样，在常规的内燃机交通工具中，请求主电池而不是辅助交通工具电池提供电力。在100处操作非能动系统，直到太阳能板储能系统70的soc不足以给非能动系统供电。如果太阳能板电池62的soc落到低于100处所需的水平，则太阳能板控制器70请求由辅助交通工具电池63或交通工具的另一电池提供电力。如果可从太阳能板电池62获得充足的电力，则非能动系统将继续由太阳能板电池62供电。
53.上文描述的实施例是特定示例，其未对本公开的所有可能形式都进行描述。所图示的实施例的特征可以被组合以形成所公开的构思的另外的实施例。说明书中使用的词语是描述性而不是限制性的词语。所附权利要求的范围比具体公开的实施例更宽，并且还包括对所图示的实施例的修改。