可穿戴柔性电加热模组的制作方法

1.本发明涉及日常生活品领域，具体是一种可穿戴柔性电加热模组，可应用在寒冷气候下为脚部提供热量的场景中。


背景技术：

2.随着经济的发展，人们的生活水平不断提高，人们对穿戴的衣物或者鞋子的使用性能有了更高的需求。现有技术中的衣服和鞋自身具有保暖的特性，然而，在寒冷的冬季，现有的衣物和鞋的御寒性能仍然无法满足一部分人的取暖需求。因此，如何提高穿戴衣物的御寒性能成为本技术领域人员所要解决的重要技术问题。
3.为此，一篇申请号为201120067766.3的实用新型专利，公开了一种半导体加热片式加热鞋，其包括鞋体、半导体加热片和半导体加热片加热电路；在鞋体底部内侧前部上固定安装有半导体加热片，在鞋体上安装有能加热半导体加热片的半导体加热片加热电路。现有技术的大部分加热鞋均是将加热片放置于鞋底，这种做法具有如下不足：加热片与加热电路通过较长的导线连接，加热鞋寿命非常依赖于导线的寿命以及加热时长，使得加热鞋的加热功能使用次数非常有限。现有其他应用于衣物上的加热模组同样也有上述问题，此外，现有技术中的加热模组的制作需要特殊工艺制作，不仅制作工序复杂，而且不使用加热功能时无法将加热电路去除，使得使用该加热模组的穿戴衣物仅能作为加热衣物或者加热鞋使用，无法做到一衣两用或者一鞋两用。


技术实现要素：

4.在下文中给出了关于本发明实施例的简要概述，以便提供关于本发明的某些方面的基本理解。应当理解，以下概述并不是关于本发明的穷举性概述。它并不是意图确定本发明的关键或重要部分，也不是意图限定本发明的范围。其目的仅仅是以简化的形式给出某些概念，以此作为稍后论述的更详细描述的前序。
5.本技术为解决可穿戴柔性电加热模组的使用寿命问题，提供一种具有可靠导电连接件以延长加热功能寿命的可穿戴柔性电加热模组，具体方案如下：
6.一种可穿戴柔性电加热模组，设置于可穿戴衣物或者鞋子本体上，其包括用于制热的加热片、用于给所述加热片供电的电池组以及用于将加热片和电池组电性连接的导电连接件；其中，所述导电连接件用于把电池组与加热片连接在一起，为加热片提供电力；所述导电连接件包括1组或者多组相互配合并电连接的公头和母座，所述公头与加热片相连，所述母座与电池组相连，使得公头和母座配合连接后所述加热片和所述电池组电性连接；或者，所述公头与电池组相连，所述母座与加热片相连，使得公头和母座配合连接后所述加热片和所述电池组电性连接。
7.优选的，所述公头和母座是通过普通的磁吸式固定结构或者通电自锁磁吸结构实现的磁吸结构件。
8.所述公头和母座是通过type
‑
c连接或者usb连接或者dc连接，也即是说，所述导电
连接件是type
‑
c公母座连接，或者usb公母座连接，或者dc公母座连接，也可以是其他电连接结构。优选的，所述导电连接件的母座在保证传输信号以及电流的同时，其高度降到最低；所述母座的出线口在背面，避免布线增加整体高度。母座可以通过车缝的方式将其固定在鞋子上，同时车缝工艺在紧固的同时也能使母座沉入鞋子一部分。
9.优选的，所述加热片包括弹性布料以及弹性布料上由多条编织导电股线按预定排列方式形成的发热部，构成所述发热部的多条编织导电股线整体排列为u形。优选的，所述预定排列方式包括但不限于波浪形、锯齿形、z字型、正弦曲线形、月牙形、半圆弧形和不规则形等形状。
10.进一步优选的，所述发热部的一端部具有用于连接输电导线的连接端头，所述连接端头具有如下绝缘保护处理：所述弹性布料上的发热部还覆盖有保护层，所述保护层包括但不限于热熔胶膜、弹性布料和弹性防水膜，其可以是全部覆盖弹性布料，也可以仅覆盖发热部及其周围部分。
11.进一步的，为提高加热片的安全性能，所述弹性布料为u形，其包括底部、由底部两端分别向外延伸的左侧部和右侧部，所述弹性布料的底部开设有倒v槽(也即∧形状槽)该倒v槽的开口远离左侧部和右侧部的方向，也即其尖端朝向左侧部和右侧部的方向，优选的，该倒v槽内涂覆有电阻值为5欧姆以下的金属导电镀膜层，通电使用时，加热片上按预定排列方式折弯分布的多条编织导电股线形成的发热部发热时，5欧姆以下的金属导电镀膜层可降低温度较低时整个导电回路的静电；而在发热部处于较高温度时，5欧姆以下的金属导电镀膜层还可分担整个加热片的散热，因此大大增加了加热片在实际使用中的安全性能。
12.进一步的，该可穿戴柔性电加热模组还包括用于固定加热装置的结构连接件。
13.作为一种优选的方案，所述结构连接件和所述导电连接件结合为一体实现。进一步优选的，所述结构连接件包括将导电连接件的母座固定在可穿戴衣物或者鞋子本体上的第一固定部、将导电连接件的公头与电池组电连接的第二固定部以及将所述第一固定部和所述第二固定部形成装配结构的装配部，通过装配部使导电连接件的母座和导电连接件的公头形成内部磁吸并导电。其中，导电连接件的母座具有母座导线，导电连接件的公头具有公头导线，母座导线以及公头导线与电池组电性连接。
14.优选的，所述结构连接件除了上述第一固定部、第二固定部、以及装配部实现的机械结构件来实现，还可采用魔术贴实现，或者采用魔术贴和机械结构件来组合实现。
15.作为一个具体的实施方案，该可穿戴柔性电加热模组应用于鞋子上，所述加热片可置于鞋子本体上的脚背处内侧、鞋底内侧或者脚踝处内侧。优选的，所述电池组置于鞋子本体上的脚背处外侧或者脚踝处外侧。实际应用中，导电连接件放置的位置决定了电池组出线口的最优位置，本技术针对实际应用中的使用寿命以及加热快慢等难题，针对电池组以及导电连接件的位置做了如下最佳限定：
16.所述电池组置于鞋子本体上的脚踝处，导电连接件放置于脚踝处后部的中间处，电池组出线口的最优位置就在电池组内侧中心处；
17.所述电池组置于鞋子本体上的脚踝处，导电连接件放置于脚踝处后部的上部，电池组出线口的较优位置就在电池组内侧中心处；
18.所述电池组置于鞋子本体上的脚踝处，导电连接件放置于脚踝处后部的上部，电
池组出线口的较为优秀位置就在电池组两侧bms模块处；
19.所述电池组置于鞋子本体上的脚踝处，导电连接件放置于鞋子内侧，电池组出线口的较为优秀位置就在鞋子内侧bms模块内侧处；
20.所述电池组置于鞋子本体上的脚踝处，导电连接件放置于鞋子外侧，电池组出线口的较为优秀位置就在鞋子外侧bms模块内侧处；
21.所述电池组置于鞋子本体上的脚踝处，导电连接件与结构连接件为同一个零部件，即同一个零部件既固定电池也传输电流，鞋子上就会少一个凸起的部件，导线全部在内部进行排布。
22.综上，作为一种优选的方案，为方便封装外壳的外观设计以及配重考虑，并避免整个电池组两侧受力不均而往一侧偏移，影响使用寿命，所述电池组设计为对称结构，所述电池组包括依次连接的第一电芯、填充模块、pcb板和第二电芯，所述第一电芯和第二电芯并接后与所述pcb板电连接，所述填充模块与pcb板的形状和大小基本相同，以使内部电芯模组以中部为中心形成左右对称结构。本技术的电池组可使用柔性电池实现，也可使用普通电芯实现。
23.其中的填充模块可以替换为电芯或者pcb板，作为另一种优选的方案，所述电池组设计为对称结构，其包括依次连接的第三电芯、第一bms控制板(或称第一bms模块)、第二bms控制板(或称第二bms模块)和第四电芯，第一bms控制板和第二bms控制板相互电连接，第三电芯和第一bms控制板连接作为第一电池模块，第二bms控制板和第四电芯连接作为第二电池模块，第一电池模块和第二电池模块构成电池组。此时，所述导电连接件可采用1组连接件实现，且基于使用寿命以及加热快慢等设计考虑，该连接件优选设置于第一bms控制板和第二bms控制板的连接线上，或者设置于第一bms控制板和第二bms控制板的连接线的上部(仍然位于第一bms控制板和第二bms控制板之间)。
24.此时，加热片设有两个，分别与第三电芯和第四电芯电连接，并分别通过第一bms控制板和第二bms控制板对输入电流大小以及时间的控制，来实现对与其连接的加热片的发热功率的控制。实际使用中，第一bms控制板和/或第二bms控制板设有控制按钮，控制按钮可设计为具有调节档位功能，每个档位代表着输入电流的大小以及占空比(通电的时间以及不同电的时间所占的比率)，例如可设计为三挡，一档90％的占空比(放电时间占九成)，二挡70％，三挡50％，可以随时调整，从而方便用户的使用。
25.此外，所述导电连接件还可采用2组相互电连接的连接件实现，且基于使用寿命以及加热快慢等设计考虑，该2组连接件分别设于第一bms控制板和第二bms控制板的上方。
26.此外，所述电池组还可置于鞋子本体上的脚腕处，并简单的通过魔术贴使电池组与鞋子固定在一起来使用。
27.本发明的可穿戴柔性电加热模组通过上述方案，与现有技术相比，具有如下优点：
28.1、特制的加热片设计，温度较低时，金属导电镀膜层可降低整个导电回路的静电；而在发热部处于较高温度时，金属导电镀膜层还可分担整个加热片的散热，因此大大增加了加热片在实际使用中的安全性能；
29.2、电池组的对称结构不仅方便了外观设计，还从穿戴衣物的配重方面考虑，避免整个电池组两侧受力不均而往一侧偏移，影响使用寿命；
30.3、独特设计的磁吸结构的导电连接件，使得整个可穿戴柔性电加热模组的拆卸变
得简单，不仅可作为连接结构与可穿戴衣物连接，还可以用于导电，因此可减少一个零部件的制作，简化了制作工艺，降低了制作成本；
31.4、本发明通过特制的加热片配合特制的电池组以及独特设计的磁吸结构的导电连接件，使得可穿戴柔性电加热模组在使用过程中更加安全以及快速增温的特性；此外，可穿戴柔性电加热模组的适用范围广泛，可以安装在衣服内，为寒冷地区的用户提供更加舒适的穿衣体验；也可置于鞋子上，使用户不再担心脚部的寒冷；且磁吸结构使得可拆卸更加简单，一衣两用或者一鞋两用不再是难题；
32.5、同时，电池组是模块化设计，根据需要可选1个或者多个电芯、1个或者多个控制板(pcb板或者bms控制板)，电芯和控制板相互之间通过导线连接，上述结构可使得整个电池组方便被折弯或者拉伸；该可穿戴柔性电加热模组应用于鞋子时，其可随着鞋子的运动进行拉伸弯折，以满足舒适性要求，具有很好的实用性。
附图说明
33.本发明可以通过参考下文中结合附图所给出的描述而得到更好的理解，其中在所有附图中使用了相同或相似的附图标记来表示相同或者相似的部件。所述附图连同下面的详细说明一起包含在本说明书中并且形成本说明书的一部分，而且用来进一步举例说明本发明的优选实施例和解释本发明的原理和优点。在附图中：
34.图1为本发明一种具体实施例的加热鞋的整体示意图；
35.图2为本发明的加热片的结构示意图；
36.图3为本发明的加热装置的结构示意图；
37.图4a为本发明实施例中导电连接件放置于脚踝处后部的中间处的示意图一；图4b为本发明实施例中导电连接件放置于脚踝处后部的中间处的示意图二；
38.图5a为本发明另一实施例中导电连接件放置于脚踝处后部的上部的示意图一；
39.图5b为本发明另一实施例中导电连接件放置于脚踝处后部的上部的示意图二；
40.图6为本发明另一实施例中导电连接件放置于脚踝处后部的上部的示意图；
41.图7a为本发明另一实施例中导电连接件放置于鞋子内侧的示意图一；
42.图7b为本发明另一实施例中导电连接件放置于鞋子内侧的示意图二；
43.图8a为本发明另一实施例中导电连接件放置于鞋子外侧的示意图一；
44.图8b为本发明另一实施例中导电连接件放置于鞋子外侧的示意图二；
45.图9a为本发明另一实施例中导电连接件和结构连接件为同一个零部件的示意图一；
46.图9b为本发明另一实施例中导电连接件和结构连接件为同一个零部件的示意图二；
47.图10为本发明另一实施例中电池组置于鞋子本体上的脚腕处的示意图；
48.图11为本发明一实施例中结构连接件的示意图；
49.图12a为本发明另一实施例中结构连接件的示意图一；
50.图12b为本发明另一实施例中结构连接件的示意图二；
51.图12c为本发明另一实施例中结构连接件的示意图三；
52.图13a为本发明的公头和母座连接为type
‑
c连接示意图；
53.图13b为本发明的公头和母座连接为dc连接示意图。
具体实施方式
54.下面将参照附图来说明本发明的实施例。在本发明的一个附图或一种实施方式中描述的元素和特征可以与一个或更多个其它附图或实施方式中示出的元素和特征相结合。应当注意，为了清楚的目的，附图和说明中省略了与本发明无关的、本领域普通技术人员已知的部件和处理的表示和描述。
55.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
56.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
57.本发明提供一种可穿戴柔性电加热模组应用于鞋子上的加热鞋，参见图1，包括鞋子本体5以及固定在鞋子本体5上的可穿戴柔性电加热模组，可穿戴柔性电加热模组包括用于制热的加热片1、用于给加热片1供电的电池组2、用于将加热片1和电池组2电性连接的导电连接件3、以及可选的设置的结构连接件4，结构连接件4用于将可穿戴柔性电加热模组固定于鞋子本体5上。其中，导电连接件3用于把电池组2与加热片1连接在一起，为加热片1提供电力。本实施例中，为方便设计和制作，加热片1直接设置于电池组2的底部。
58.参见图2，本实施例中，加热片1包括弹性布料101以及弹性布料101上由多条编织导电股线102按预定排列方式形成的发热部，构成该发热部的多条编织导电股线102整体排列为u形。预定排列方式包括但不限于波浪形、锯齿形、z字型、正弦曲线形、月牙形、半圆弧形和不规则形等形状。
59.本实施例中，编织导电股线102以不规则的锯齿形排列在弹性布料101上。其中，发热部的一端部具有用于连接输电导线的连接端头104，另一端部与电池组2电连接，并与电池组2形成导热回路。其连接端头104具有如下绝缘保护处理：弹性布料上的发热部还覆盖有保护层，保护层包括但不限于热熔胶膜、弹性布料和弹性防水膜，其可以是全部覆盖弹性布料，也可以仅覆盖发热部及其周围部分。
60.本实施例中，弹性布料101同样设计为u形，其包括底部、由底部两端分别向外延伸的左侧部和右侧部，弹性布料101的底部开设有倒v槽(也即∧形状槽)103，该倒v槽103的开口远离左侧部和右侧部的方向，也即其尖端朝向左侧部和右侧部的方向。该倒v槽内涂覆有电阻值为5欧姆以下的金属导电镀膜层，通电使用时，加热片1的折弯分布的多条导线形成的发热部发热时，5欧姆以下的金属导电镀膜层可降低温度较低时整个导热回路的静电；而在导电回路处于较高温度时，5欧姆以下的金属导电镀膜层还可分担整个加热片1的散热，
因此大大增加了加热片1在实际使用中的安全性能。
61.导电连接件3用于把电池组2与加热片1连接在一起，为加热片1提供电力；导电连接件3包括1组或者多组相互配合并电连接的公头和母座，公头与加热片1或者电池组2相连，母座与电池组2或者加热片1相连，使得公头和母座配合连接后加热片1和电池组2实现电性连接。
62.本实施例中，参见图3，可穿戴柔性电加热模组包括依次设置的第一电芯201、第一bms控制板202、第二bms控制板203和第二电芯204，第一电芯201和第一bms控制板202作为一个电池模块，第二bms控制板203和第二电芯204作为另一个电池模块，这两个电池模块构成电池组，本实施例中，导电连接件3采用2组相互电连接的连接件实现，且该2组连接件分别设于第一bms控制板和第二bms控制板的上方。
63.此外，导电连接件3还可采用1组连接件实现，此时该连接件可设置于第一bms控制板和第二bms控制板的连接线上，或者设置于第一bms控制板和第二bms控制板的连接线的上部(仍然位于第一bms控制板和第二bms控制板之间)。
64.实际使用时，可以采用如下具体实现方案：第一种方案：加热片连接母座，电池组连接公头，公头和母座连接即可，该方案的优点是：成本低，鞋子结构简单较为容易设计外观。
65.第二种方案：加热片连接公头，电池组连接公头，鞋子上车缝一个双母座连接件，优点是：电池组充电比较符合大众常用的，电池组线插入即可充电的特性；可以藏线(两个母座分别车缝在鞋子的不同位置，导线藏在鞋子内部，减少鞋子外露线的长度)；缩减电池组、加热片输出线的长度，使其更少的线裸露在外。
66.本实施例中，加热片设有两个，与第一电芯和第二电芯分别电连接，并分别通过第一bms控制板和第二bms控制板对输入电流大小以及时间的控制，来实现对与其连接的加热片的发热功率的控制。实际使用中，第一bms控制板和第二bms控制板可设计为具有调节档位功能，每个档位代表着输入电流的大小以及占空比(通电的时间以及不同电的时间所占的比率)，例如可设计为三挡，一档90％的占空比(放电时间占九成)，二挡70％，三挡50％，可以随时调整，从而方便用户的使用。
67.实际使用时，加热片可置于鞋子本体上的脚背处内侧、鞋底内侧或者脚踝处内侧，电池组置于鞋子本体上的脚背处外侧或者脚踝处外侧。其中，导电连接件放置的位置决定了电池组出线口的最优位置，以下结合图示分别对电池组以及导电连接件的位置进行设计：
68.参见图4a和图4b，导电连接件3放置于脚踝处后部的中间处，电池组出线口的最优位置就在电池组内侧中心处。
69.参见图5a和图5b，导电连接件3放置于脚踝处后部的上部，电池组出线口的较优位置就在电池组内侧中心处。
70.参见图6，导电连接件3放置于脚踝处后部的上部，电池组出线口的较为优秀位置就在电池组两侧bms模块处。
71.参见图7a和图7b，导电连接件3放置于鞋子内侧，电池组出线口的较为优秀位置就在鞋子内侧bms模块内侧处。
72.参见图8a和图8b，导电连接件3放置于鞋子外侧，电池组出线口的较为优秀位置就
在鞋子外侧bms模块内侧处。
73.参见图9a和图9b，导电连接件3与结构连接件为同一个零部件，即同一个零部件既固定电池也传输电流，鞋子上就会少一个凸起的部件，导线全部在内部进行排布。
74.参见图10，电池组2还可置于鞋子本体5上的脚腕处，通过魔术贴使电池组2与鞋子固定在一起。
75.结构连接件4可单独设置，结构连接件用于将该加热模组固定于鞋子上，其可由磁吸结构实现也可由魔术贴实现，也可由磁吸结构和魔术贴结合实现。该结构连接件采用磁吸结构时，也可与电连接件合二为一，一般置于鞋子脚背处外侧或者脚踝处外侧。
76.作为一种可行的方案，结构连接件采用图11的普通磁吸结构，具体的，结构连接件包括将导电连接件3的母座301固定在鞋子本体5上的第一固定部31、将导电连接件3的公头302与电池组2电连接的第二固定部32以及将第一固定部和第二固定部形成装配结构的装配部33，第一固定部和第二固定部均为磁吸件，第一固定部和第二固定部通过装配部固定并使导电连接件3的母座和导电连接件3的公头形成内部磁吸并导电。其中，本实施例中，第二固定部32具有相互配合的上固定部321和下固定部322，结构连接件的上固定部321和下固定部322之间可夹紧电池组2的外封装，本实施方式中，上固定部321和下固定部322通过螺纹323紧固在一起，母座则是通过车缝与鞋子固定在一起。
77.作为另一种方案，参见图12a、图12b和图12c，结构连接件包括导电连接件3的母座301固定在鞋子本体5上的第一固定部41、将导电连接件3的公头302与电池组2电连接的第二固定部42以及将第一固定部和第二固定部形成装配结构的装配部(图上未示出，其为现有技术，这里不再详述)，第一固定部和第二固定部均为磁吸件，第一固定部和第二固定部通过装配部固定并使电连接件的母座和公头形成内部磁吸并导电。此外，该装配部还具有自锁结构，当该第一电连接件通电后，自锁结构锁定母座和公头的连接。其中，本实施例中，第二固定部42具有相互配合的上固定部421和下固定部422，上固定部421和下固定部422之间用于夹紧电池组的外封装，上固定部421和下固定部422可通过螺纹旋接紧固在一起，公头302具有公头导线3021，母座301具有母座导线3011，母座301通过车缝工艺将第一固定部41与鞋子固定在一起。公头导线3021和母座导线3011与电池组2电性连接。该结构连接件是用于固定电芯以及导电的连接件，具体实现时，公头通过注胶和电芯固定在一起，使其与电池组连为一体，母座则是通过车缝与鞋子固定在一起；其中，公母座主要通过结构连接在一起，内部磁吸主要的作用是导电。
78.结构连接件除了上述的结构件(第一固定部、第二固定部、装配部)实现，还可采用魔术贴实现(例如图10)，或者采用魔术贴和结构件来组合使用。
79.此外，电池组还可置于鞋子本体上的脚腕处，并简单的通过魔术贴使电池组与鞋子固定在一起来使用。
80.综上，本技术通过设计了特殊结构的导电连接件，该导电连接件的结构可配合结构连接件来分别实现，导电连接件和结构连接件也可合二为一来实现(如图9a和图9b)，具有很好的适应性。
81.本实施例中的电池组可采用柔性电池组实现，当然也可采用普通电池组实现。
82.本实施例中的公头和母座可以是type
‑
c公头和母座连接(参见图13a)，也可以是usb公头和母座连接，还可以是dc公头和母座连接(参见图13b)，当然，也可以是其他电连
接，母座可通过车缝的方式固定在鞋子上。
83.目前市面上的主流鞋子并不具备主动发热动能，本技术通过上述方案实现一种具有主动发热功能的鞋子，该鞋子配合特制的发热片结构、电池组结构以及磁吸的导电连接件可以进行多种组合，具有很好的实用性。本技术的零部件(电池组、发热片、结构连接件、结构连接件、导电连接件)分布位置、排布方式以及组合而成的方案均在本发明的保护范围内。此外，本发明的可穿戴柔性电加热模组还可应用于其他可穿戴衣物上，其应用大体雷同，本实施例不再详述。
84.应该强调，术语“包括/包含”在本文使用时指特征、要素、步骤或组件的存在，但并不排除一个或更多个其它特征、要素、步骤或组件的存在或附加。
85.尽管上面已经通过对本发明的具体实施例的描述对本发明进行了披露，但是，应该理解，上述的所有实施例和示例均是示例性的，而非限制性的。本领域的技术人员可在所附权利要求的精神和范围内设计对本发明的各种修改、改进或者等同物。这些修改、改进或者等同物也应当被认为包括在本发明的保护范围内。