柔性太阳能电池的支撑框架和平流层飞艇制造技术

本发明专利技术提供一种柔性太阳能电池的支撑框架和一种平流层飞艇。本发明专利技术提供的柔性太阳能电池的支撑框架，包括多个子框架，多个子框架沿其宽度方向和长度方向拼接，以形成支撑框架，其中，每个子框架包括：多个碳纤维连接管和多个碳纤维接头，每个碳纤维接头的每个接头分别与碳纤维连接管连接，以形成子框架。本发明专利技术提供的柔性太阳能电池的支撑框架，通过将支撑框架的连接杆和连接接头设计成碳纤维连接管和碳纤维接头，最大程度地减轻了支撑框架的重量，克服了传统金属材料结构较重的问题，同时，碳纤维连接管具有较好的刚度性能和抗弯性能，解决了现有的支撑框架刚度太大或刚度太小带来的系列问题，为平流层飞艇实现能源循环提供了有效的技术支撑。

【技术实现步骤摘要】
柔性太阳能电池的支撑框架和平流层飞艇
本专利技术涉及柔性太阳能电池
，尤其涉及一种柔性太阳能电池的支撑框架及一种平流层飞艇。
技术介绍
目前，平流层飞艇主要采用柔性囊体材料总体设计，为了更好地实现平流层飞艇在临近空间高度跨昼夜可控飞行，其良好的能源供应和能源循环是必须的。传统的锂离子电池可以提供较大的比能量，其供电能力也较强，但是锂电池本身比较重，且不能实现能源循环，这对飞艇实现跨昼夜飞行带来了挑战。而柔性太阳能电池比较轻，技术比较成熟，可以将光能有效的转化为电能，在平流层飞艇飞行过程中，柔性太阳能电池在白天时可以通过太阳光照储能，在晚上时可以给飞艇提供所需的电能，在平流层飞艇上应用具有巨大优势，其较高的电能转化效率，可以为飞艇提供源源不断的电能输入，从而可以解决飞艇的能源循环问题。但是，柔性太阳能电池在飞艇上的结构设计和铺设技术却很大的影响了其使用效率，若用于铺设太阳能电池的支撑框架刚度太弱，则在较大风载作用下可能发生大面积的太阳能电池阵折断损伤，造成飞艇能源循环受阻，影响飞艇飞行寿命。若铺设太阳能电池的支撑框架刚度太大，则框架结构可能对囊体材料产生剥离损伤，导致飞艇受损影响飞行寿命。基于此，提供一种新型的柔性太阳能电池的支撑框架成为亟待解决的问题。
技术实现思路
本专利技术提供一种柔性太阳能电池的支撑框架及一种平流层飞艇，用以解决现有技术中柔性太阳能电池的支撑框架刚度不合适的缺陷。本专利技术提供一种柔性太阳能电池的支撑框架，包括多个子框架，多个所述子框架沿其宽度方向和长度方向拼接，以形成所述支撑框架，其中，每个所述子框架包括：多个碳纤维连接管和多个碳纤维接头，每个所述碳纤维接头的每个接头分别与所述碳纤维连接管连接，以形成所述子框架。根据本专利技术提供的一种柔性太阳能电池的支撑框架，多个所述碳纤维接头包括多个碳纤维直角接头，每个所述碳纤维直角接头的两端分别与所述碳纤维连接管连接，以形成所述子框架。根据本专利技术提供的一种柔性太阳能电池的支撑框架，多个所述碳纤维接头还包括：多个碳纤维三通接头，每个所述碳纤维三通接头的第一接头和第二接头分别将两个所述碳纤维连接管连接，以形成所述子框架的长边，每两个所述碳纤维三通接头的第三接头与一个所述碳纤维连接管连接，以形成所述子框架的中间支撑部。根据本专利技术提供的一种柔性太阳能电池的支撑框架，所述碳纤维接头与所述碳纤维连接管的连接处涂有环氧树脂胶。根据本专利技术提供的一种柔性太阳能电池的支撑框架，所述碳纤维连接管的外径为8-10mm，所述碳纤维连接管的壁厚为1-1.5mm。根据本专利技术提供的一种柔性太阳能电池的支撑框架，还包括多个柔性防护套，每个所述柔性防护套分别套设在所述碳纤维连接管和所述碳纤维接头的外部。根据本专利技术提供的一种柔性太阳能电池的支撑框架，所述柔性防护套沿其直径方向的截面包括第一截面和第二截面，所述第一截面的直径大于所述第二截面的直径。根据本专利技术提供的一种柔性太阳能电池的支撑框架，所述柔性防护套的壁厚为1.5mm。根据本专利技术提供的一种柔性太阳能电池的支撑框架，还包括多个柔性太阳能电池片，每个所述柔性太阳能电池片分别铺设在每个所述子框架。本专利技术还提供一种平流层飞艇，包括囊体搭扣和如上所述的柔性太阳能电池的支撑框架，所述支撑框架通过所述囊体搭扣与所述平流层飞艇的艇体连接。本专利技术提供的柔性太阳能电池的支撑框架，通过将支撑框架的连接杆和连接接头设计成碳纤维连接管和碳纤维接头，最大程度地减轻了支撑框架的重量，克服了传统金属材料结构较重的问题，同时，碳纤维连接管具有较好的刚度性能和抗弯性能，解决了现有的支撑框架刚度太大或刚度太小带来的系列问题，为平流层飞艇实现能源循环提供了有效的技术支撑。附图说明为了更清楚地说明本专利技术或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是平流层飞艇与柔性太阳能电池的支撑框架的铺设示意图；图2是图1中示出的柔性太阳能电池的支撑框架的结构示意图；图3是固定搭扣的结构示意图；图4是囊体搭扣的结构示意图；附图标记：10：子框架；11：碳纤维连接管；12：碳纤维直角接头；13：碳纤维三通接头；14：柔性防护套；15：固定搭扣；20：柔性太阳能电池片；100：支撑框架；131：第一接头；132：第二接头；133：第三接头；200：平流层飞艇；201：囊体搭扣。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术中的附图，对本专利技术中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。下面结合图1-图4描述本专利技术的柔性太阳能电池的支撑框架及平流层飞艇。如图2所示，在本专利技术的一个实施例中，柔性太阳能电池的支撑框架100包括多个子框架10，多个子框架10沿其宽度方向和长度方向拼接，以形成支撑框架100，其中，每个子框架10包括：多个碳纤维连接管11和多个碳纤维接头，每个碳纤维接头的每个接头分别与碳纤维连接管11连接，以形成该子框架10。具体来说，柔性太阳能电池的支撑框架100是由多个子框架10拼接在一起形成的整体框架，根据平流层飞艇200艇体的尺寸大小，支撑框架100可由不同数量的子框架10拼接而成。每个子框架10由多个碳纤维连接管11和多个碳纤维接头组成，每个碳纤维连接管11均为中空结构，采用碳纤维连接管，并将连接管设置为中空结构，其目的是实现支撑框架的最大程度轻量化，同时获得较好的刚度性能和抗弯性能。进一步地，根据柔性太阳能电池片20的尺寸大小和形状，子框架10可设置成多种形状。如所采用的柔性太阳能电池片20为矩形时，碳纤维接头可采用碳纤维直角接头12，通过多个碳纤维直角接头12将多个碳纤维连接管11连接，可得到矩形的子框架10。相应地，如所采用的柔性太阳能电池片20的形状为正六边形时，所采用的碳纤维接头两个接头之间呈120°。可以理解的是：根据柔性太阳能电池片20的形状，通过采用不同角度的碳纤维接头，可以组成多种形状的子框架10。进一步地，当所采用的柔性太阳能电池片20为矩形时，且其尺寸较小时，每个子框架10可以为由多个碳纤维连接管11和多个碳纤维直角接头12组成“口”字形结构，柔性太阳能电池片20铺设在“口”字形结构上。具体地，如子框架10的长边和短边均采用一个碳纤维连接管11。当所采用的柔性太阳能电池片20的尺寸较大时，也可在每个子框架10的长边的中部设置碳纤维三通接头13，碳纤维三通接头13的位于同一直线上的两个接头分别连接两个碳纤维连接管11，形成子框架10的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种柔性太阳能电池的支撑框架，其特征在于，包括多个子框架，多个所述子框架沿其宽度方向和长度方向拼接，以形成所述支撑框架，其中，每个所述子框架包括：/n多个碳纤维连接管和多个碳纤维接头，每个所述碳纤维接头的每个接头分别与所述碳纤维连接管连接，以形成所述子框架。/n

【技术特征摘要】
1.一种柔性太阳能电池的支撑框架，其特征在于，包括多个子框架，多个所述子框架沿其宽度方向和长度方向拼接，以形成所述支撑框架，其中，每个所述子框架包括：
多个碳纤维连接管和多个碳纤维接头，每个所述碳纤维接头的每个接头分别与所述碳纤维连接管连接，以形成所述子框架。


2.根据权利要求1所述的柔性太阳能电池的支撑框架，其特征在于，多个所述碳纤维接头包括多个碳纤维直角接头，每个所述碳纤维直角接头的两端分别与所述碳纤维连接管连接，以形成所述子框架。


3.根据权利要求2所述的柔性太阳能电池的支撑框架，其特征在于，多个所述碳纤维接头还包括：
多个碳纤维三通接头，每个所述碳纤维三通接头的第一接头和第二接头分别与两个所述碳纤维连接管连接，以形成所述子框架的长边，每两个所述碳纤维三通接头的第三接头与一个所述碳纤维连接管连接，以形成所述子框架的中间支撑部。


4.根据权利要求1至3中任一项所述的柔性太阳能电池的支撑框架，其特征在于，所述碳纤维接头与所述碳纤维连接管的连接处涂有环氧树脂胶。

<...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗海波，李兆杰，张衍垒，祝榕辰，张泰华，杨燕初，秦玉梅，才晶晶，
申请(专利权)人：中国科学院空天信息创新研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11