本發(fā)明屬于電致變色，特別是涉及一種變色器件及其溫度自適應(yīng)變色控制方法。

背景技術(shù)：

1、電致變色技術(shù)(electrochromic?technology)是一種利用電流控制材料光學(xué)屬性發(fā)生變化(反射、透過、吸收)的先進(jìn)技術(shù)，這一技術(shù)為實現(xiàn)自適應(yīng)電致變色面窗提供了一種可能。

2、而在現(xiàn)有技術(shù)中，申請?zhí)枮?02211249811.6的專利《一種全液態(tài)電致變色器件的控制裝置及其控制方法》，該發(fā)明涉及一種全液態(tài)電致變色器件的控制裝置及其控制方法，該控制裝置包括控制模塊、霍爾傳感器、光傳感器，光傳感器用于采集器件的環(huán)境光強信號并輸出至控制模塊，霍爾傳感器用于采集器件的電壓信號并輸出至控制模塊；控制模塊用于將光強信號與設(shè)定光強值比較，以及將電壓信號與目標(biāo)電壓值比較，并在光強信號大于設(shè)定光強值以及電壓信號小于或等于目標(biāo)電壓值時，輸出恒定工作電流至電致變色器件；控制模塊用于在光強信號小于或等于設(shè)定光強值時，停止輸出工作電流至電致變色器件；控制模塊用于在電壓信號大于目標(biāo)電壓值時，減小輸出工作電流至電致變色器件。該發(fā)明實現(xiàn)了全液態(tài)電致變色器件智能控制并解決了高電壓損害器件性能和壽命的問題。但是該發(fā)明使用的變色原理是全液態(tài)電致變色，有泄漏和有限循環(huán)穩(wěn)定性相關(guān)的安全問題，不能適應(yīng)溫度多變的復(fù)雜環(huán)境，且該發(fā)明需要經(jīng)常檢測電壓和光強，需要持續(xù)通電，導(dǎo)致控制方法繁瑣復(fù)雜，電致變色效率低下。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明旨在提供了一種變色器件及其溫度自適應(yīng)變色控制方法，解決了現(xiàn)有的電致變色器件不能適應(yīng)溫度多變復(fù)雜環(huán)境的問題。

2、為了達(dá)到上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

3、一方面，提供了一種變色器件，其包括電致變色器件、電源和控制模塊，所述電致變色器件包括兩層導(dǎo)電層和設(shè)置在兩層所述導(dǎo)電層內(nèi)的凝膠電解質(zhì)；所述電源的正負(fù)極分別與兩層導(dǎo)電層電性連接；所述控制模塊與電源電性連接，用于控制電源對兩層導(dǎo)電層施加電壓時間。

4、本發(fā)明中變色器件的基本原理為：當(dāng)不施加外電壓時，電致變色器件保持其初始透明狀態(tài)，金屬離子隨機均勻分散在凝膠電解質(zhì)中，導(dǎo)電層具有較高的透過率；當(dāng)對其施加負(fù)電壓后，凝膠電解質(zhì)中的金屬離子被還原為金屬離子，并沉積在導(dǎo)電層表面，且沉積的金屬粒子的密度不同，電致變色器件所呈現(xiàn)透過率、反射率不同的一系列光學(xué)狀態(tài)，隨著施加電壓持續(xù)時間的增加，沉積在導(dǎo)電層上的金屬離子密度逐漸增加，反射率增加。因此，控制模塊控制施加在電極上的負(fù)電壓的時間的不同，調(diào)節(jié)沉積在透明電導(dǎo)電層上的金屬納米粒子的密度，從而可根據(jù)需要，控制電致變色器件的透射率和反射率。要使電致變色器件恢復(fù)透明狀態(tài)，只需要通過控制模塊控制電源對電致變色器件加反向電壓，即正壓，即可將沉積的金屬粒子氧化，完成褪色過程。

5、在本發(fā)明中，電致變色器件中設(shè)置凝膠電解質(zhì)，凝膠電解質(zhì)易于封裝、生態(tài)友好、改善與泄漏和有限循環(huán)穩(wěn)定性相關(guān)的安全問題，同時具有快速的切換時間，以及出色的循環(huán)穩(wěn)定性，并在不同溫度下可靠運行。

6、進(jìn)一步地，每層所述導(dǎo)電層均為透明硬質(zhì)材料或透明柔性材料；具體地，透明硬質(zhì)材料可以選用堅硬的ito玻璃電極；透明柔性材料可以選用聚酯等材料。

7、進(jìn)一步地，每層所述導(dǎo)電層的內(nèi)表面均設(shè)有一層氧化銦錫，所述電源的正負(fù)極分別與兩層導(dǎo)電層中的鍍氧化銦錫電性連接，氧化銦錫是起到導(dǎo)電的作用。

8、進(jìn)一步地，所述凝膠電解質(zhì)為聚合物基電解質(zhì)，凝膠電解質(zhì)內(nèi)含有金屬離子。凝膠電解質(zhì)作為變色的核心材料，通過氧化還原反應(yīng)，實現(xiàn)從透明到不同透過率、反射率的調(diào)控。

9、進(jìn)一步地，所述電源對所述電致變色器件不施加電壓時，電致變色器件為透明狀態(tài)；所述電源對所述電致變色器件施加電壓，多檔調(diào)控電致變色器件的透過率和反射率。

10、進(jìn)一步地，所述凝膠電解質(zhì)的著色電壓和褪色電壓分別為-5v和2v。

11、進(jìn)一步地，所述控制模塊包括相互電性連接的第一控制器、第二控制器和存儲模塊，所述第一控制器電性連接有溫度傳感器，所述第二控制器電性連接有光敏傳感器；所述存儲模塊內(nèi)存儲有光強對應(yīng)檔位變色數(shù)據(jù)和一組25℃時的各檔位變色所需施加電壓時間數(shù)據(jù)，25℃時的各檔位變色所需施加電壓時間數(shù)據(jù)為參考數(shù)據(jù)?？刂颇K可以根據(jù)變色器件所處環(huán)境光強數(shù)據(jù)自動確定電致變色器件的對應(yīng)檔位，同時根據(jù)變色器件所處環(huán)境溫度數(shù)據(jù)，實現(xiàn)變色器件的溫度自適應(yīng)變色。

12、進(jìn)一步地，所述控制模塊還包括與所述存儲模塊電性連接的通信模塊，所述通信模塊與用戶移動終端通信連接；所述光強對應(yīng)檔位變色數(shù)據(jù)預(yù)先存儲或由用戶通過用戶移動終端存儲至存儲模塊中。在光強對應(yīng)檔位變色數(shù)據(jù)中，每個檔位對應(yīng)的電源對電致變色器件施加電壓時間閾值也可以改變，由用戶通過手機app遠(yuǎn)程無線設(shè)置，提高產(chǎn)品使用靈活性。

13、另一方面，本發(fā)明還提供一種變色器件的溫度自適應(yīng)變色控制方法，其包括：

14、步驟1、溫度傳感器實時采集變色器件所處環(huán)境溫度數(shù)據(jù)，光敏傳感器實時采集變色器件所處環(huán)境光強數(shù)據(jù)；

15、步驟2、根據(jù)變色器件所處環(huán)境光強數(shù)據(jù)和光強對應(yīng)檔位變色數(shù)據(jù)自動確定電致變色器件的對應(yīng)檔位；

16、步驟3、根據(jù)確定后的對應(yīng)檔位和變色器件所處環(huán)境溫度數(shù)據(jù)，計算電源對電致變色器件的實際施加電壓時間；

17、步驟4、第一控制器控制電源對電致變色器件施加著色電壓，施加時間為實際施加電壓時間，完成變色器件的溫度自適應(yīng)變色。

18、現(xiàn)有技術(shù)不太能適應(yīng)溫度多變的復(fù)雜環(huán)境，本發(fā)明的變色器件在溫度多變的復(fù)雜環(huán)境中，可以通過增加施加電壓時間的方式，達(dá)到與室溫環(huán)境下相同透光率和反射率等指標(biāo)。

19、進(jìn)一步地，在步驟3中，電源對電致變色器件的實際施加電壓時間的計算公式為：

20、

21、其中，ti?output為電源對電致變色器件的實際施加電壓時間；t為溫度傳感器實時采集變色器件所處環(huán)境溫度；ti?base為在25℃環(huán)境中，電致變色器件在對應(yīng)檔位時，電源對電致變色器件施加電壓的時間。

22、本發(fā)明的有益效果為：1、本發(fā)明中的一種變色器件，電致變色器件中設(shè)置凝膠電解質(zhì)，凝膠電解質(zhì)易于封裝、生態(tài)友好、改善與泄漏和有限循環(huán)穩(wěn)定性相關(guān)的安全問題，同時具有快速的切換時間，以及出色的循環(huán)穩(wěn)定性，并在溫度多變的復(fù)雜環(huán)境下可靠運行，有效解決了液體電解質(zhì)泄漏且不能適應(yīng)溫度多變的復(fù)雜環(huán)境的問題。

23、2、本發(fā)明中的一種變色器件的溫度自適應(yīng)變色控制方法，利用光敏傳感器和溫度傳感器相配合，對外界光強、溫度進(jìn)行感知，隨后利用控制模塊調(diào)整電壓施加到電致變色器件上的時間，精準(zhǔn)控制器件的透過率和反射率，以實現(xiàn)器件在不同溫度下可以達(dá)到所需的觀察狀態(tài)，滿足使用需求。

技術(shù)特征：

1.一種變色器件，其特征在于，包括電致變色器件、電源和控制模塊，所述電致變色器件包括兩層導(dǎo)電層和設(shè)置在兩層所述導(dǎo)電層內(nèi)的凝膠電解質(zhì)；所述電源的正負(fù)極分別與兩層導(dǎo)電層電性連接；所述控制模塊與電源電性連接，用于控制電源對兩層導(dǎo)電層施加電壓時間。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變色器件，其特征在于，每層所述導(dǎo)電層均為透明硬質(zhì)材料或透明柔性材料。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的變色器件，其特征在于，每層所述導(dǎo)電層的內(nèi)表面均設(shè)有一層氧化銦錫，所述電源的正負(fù)極分別與兩層導(dǎo)電層中的鍍氧化銦錫電性連接。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的變色器件，其特征在于，所述凝膠電解質(zhì)為聚合物基電解質(zhì)，凝膠電解質(zhì)內(nèi)含有金屬離子。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的變色器件，其特征在于，所述電源對所述電致變色器件不施加電壓時，電致變色器件為透明狀態(tài)；所述電源對所述電致變色器件施加電壓，多檔調(diào)控電致變色器件的透過率和反射率。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的變色器件，其特征在于，所述凝膠電解質(zhì)的著色電壓和褪色電壓分別為-5v和2v。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的變色器件，其特征在于，所述控制模塊包括相互電性連接的第一控制器、第二控制器和存儲模塊，所述第一控制器電性連接有溫度傳感器，所述第二控制器電性連接有光敏傳感器；所述存儲模塊內(nèi)存儲有光強對應(yīng)檔位變色數(shù)據(jù)和一組25℃時的各檔位變色所需施加電壓時間數(shù)據(jù)。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的變色器件，其特征在于，所述控制模塊還包括與所述存儲模塊電性連接的通信模塊，所述通信模塊與用戶移動終端通信連接；所述光強對應(yīng)檔位變色數(shù)據(jù)預(yù)先存儲或由用戶通過用戶移動終端存儲至存儲模塊中。

9.一種權(quán)利要求8所述的變色器件的溫度自適應(yīng)變色控制方法，其特征在于，包括：

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的變色器件的溫度自適應(yīng)變色控制方法，其特征在于，在步驟3中，電源對電致變色器件的實際施加電壓時間的計算公式為：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種變色器件及其溫度自適應(yīng)變色控制方法，屬于電致變色技術(shù)領(lǐng)域，該變色器件包括電致變色器件、電源和控制模塊，電致變色器件包括兩層導(dǎo)電層和設(shè)置在兩層導(dǎo)電層內(nèi)的凝膠電解質(zhì)；電源與兩層導(dǎo)電層電性連接；控制模塊與電源連接；電致變色器件中設(shè)置聚合物基凝膠電解質(zhì)。在應(yīng)用中，控制模塊利用光敏傳感器和溫度傳感器相配合，并根據(jù)外界光強變化和溫度的變化，精確、實時、自動調(diào)整電致變色器件的透過率和反射率，以實現(xiàn)變色器在不同溫度下可以達(dá)到所需的觀察狀態(tài)，滿足使用需求。

技術(shù)研發(fā)人員：徐輝,李娜,溫婷,袁瑞娟,劉圃,謝紅,杜冰冰
受保護(hù)的技術(shù)使用者：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/2