CN103944505B - 表面无汇流条接线窗的光伏电池组件接线盒 - Google Patents

Abstract

本发明涉及光伏技术领域，公开了一种表面无汇流条接线窗的光伏电池组件接线盒，包括将输出线缆密封接入的塑料盒体，该塑料盒体背面与光伏电池组件背板或玻璃贴合处具有开口，塑料盒体正面和侧面密闭无窗口，塑料盒体内排列有与光伏电池组件背板或玻璃引出汇流条数量相等的接线端子，相邻接线端子之间连接有旁路二极管，两端的接线端子分别与输出线缆的正、负极相连，接线端子分别具有散热导电金属片，所述二极管设置在散热导电金属片上。本发明结构简单，提供的塑料盒体表面密闭，无需开窗，散热理想，降低发电衰减损耗，防水可靠性更强，安装方便，显著降低了接线盒的制造和后续安装使用成本。

Description

表面无汇流条接线窗的光伏电池组件接线盒

技术领域

本发明涉及光伏技术领域，尤其是一种表面无汇流条接线窗的光伏电池组件接线盒。

背景技术

在光伏技术领域中，我们一般将光伏电池组件接线盒与光伏电池组件背板或玻璃贴合面称为接线盒的背面，背面的投影对称面则称为接线盒的正面，其他周向面可称为侧面，正面和侧面可统称为表面。

光伏电池组件接线盒的接线端子与太阳能电池板汇流带的连接方式一般有如下两种：一种是将接线盒背面贴合于光伏电池组件背板或玻璃，从接线盒正面的窗口将汇流带与端子锡焊连接；另一种是将接线盒背面贴合于光伏电池组件背板或玻璃表面后，从接线盒正面的窗口将汇流带***卡式端子，依靠卡式端子装置的压簧片弹力将汇流带与接电端子连接。

两种连接方式都要求接线盒正面开有接线窗口，待接线工作完成之后，加盖上装配有密封圈的塑料上盖，保证接线盒密封防水。另外还可先向接线盒正面窗口内部注入密封胶，而后再加盖塑料上盖，这种类型的接线盒称为灌胶式接线盒。上述现有技术中的接线盒制造成本较高，后续安装工序较为繁琐，耗费工时。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：克服现有技术中之不足，提供一种结构简单，安装方便，表面密闭，无需开窗，防水可靠性强且能显著降低制造和后续安装使用成本的表面无汇流条接线窗的光伏电池组件接线盒。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种表面无汇流条接线窗的光伏电池组件接线盒包括将输出线缆密封接入的塑料盒体，该塑料盒体背面与光伏电池组件背板或玻璃贴合处具有开口，塑料盒体正面和侧面密闭无窗口，塑料盒体内排列有与光伏电池组件背板或玻璃引出汇流条数量相等的接线端子，相邻接线端子之间连接有二极管，两端的接线端子分别与输出线缆的正、负极相连，接线端子分别具有散热导电金属片，所述的二极管设置在散热导电金属片上。

为了提高接线盒的散热效果，散热导电金属片的底面贴合于塑料盒体的内壁。二极管厚度方向的一部分及二极管的引脚嵌入塑料盒体，且二极管的引脚位于散热导电金属片与塑料盒体之间。工作时二极管产生的热量通过引脚传导至金属片表面，通过塑料盒体直接向外散热，显著提升了接线盒二极管的散热效果，极大地挽回了由于二极管工作时高温因素导致光伏发电效率的衰减，降低了二极管容易在高温下击穿的风险。

散热导电金属片的侧面部分贴合于塑料盒体内壁、即散热导电金属片沿自身厚度方向部分嵌入塑料盒体的内壁，加强了金属片在接线盒内的附着力，进一步提高了接线盒表面的抗冲击强度。

本发明由于采用盒体表面无窗口的结构设计，塑料盒体与输出线缆之间还设置有密封套，从而更好地保证了接线盒的密封状态，提升了接线盒在光伏电站应用的密封防水性能可靠性。

本发明的有益效果是：本发明提供的表面无汇流条接线窗的光伏电池组件接线盒，结构简单，安装方便，塑料盒体表面密闭，无需开窗，防水可靠性强，散热效果显著，降低发电衰减损耗，提升了光伏发电效率，降低了接线盒的制造和后续的安装使用成本并延长了接线盒的使用寿命。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是现有灌胶式接线盒的结构示意图。

图2是现有灌胶式接线盒的塑料上盖及装配在上盖内部的密封圈。

图3是本发明的主视图。

图4是图1中B-B的剖视图。

图5是图1中C-C的剖视图。

图6是图1中A-A的剖视图。

图7是实施例中插座部的结构示意图。

图8是实施例中接线端子的结构示意图。

图中1.输出线缆 2.塑料盒体 2-1.插头部 3.背板或玻璃 4.接线端子 4-1.散热导电金属片 5.二极管 5-1.引脚 6.密封套 7.汇流条 8.插座部 9.3M双面胶带 10.弹性压件 11.密封胶 12.汇流条接线窗 13.塑料上盖 14.密封圈

具体实施方式

现在结合附图和优选实施例对本发明作进一步的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。

如图1至图2所示的是现有技术中常见的一种灌胶式接线盒，该接线盒正面具有汇流条接线窗12，工作人员将接线盒固定在光伏电池组件背板或玻璃3上后，在汇流条接线窗12内操作，将接线端子4与汇流条7连接后，想汇流条接线窗12内灌胶并加盖塑料上盖13的灌胶式接线盒。为保证接线盒密封，塑料上盖13内还装配有密封条14。

如图3至图5所示的一种表面无汇流条接线窗的光伏电池组件接线盒，包括将输出线缆1密封接入的塑料盒体2。塑料盒体2与输出线缆1具有且不局限于如下三种密封接入的方式：塑料盒体2与输出线缆1为一体注塑结构；塑料盒体2与输出线缆1之间设置有密封套6；采用分体式安装结构，首先将输出线缆1安装入塑料盒体2，而后在输出线缆1上压入压块，通过压块将输出线缆1压紧于塑料盒体2后通过焊接工艺将塑料盒体2与压块焊接，最后向输出线缆、塑料盒体2和压块三者之间的空隙进行灌胶密封。优选的，塑料盒体2与输出线缆1之间通过注塑有密封套6进行密封。密封套6具有一定的弹性，注塑后有效地保证了输出线缆1接入塑料盒体2处的密闭性，提高了接线盒的防水性能。

塑料盒体2背面开口，塑料盒体2正面和侧面均密闭无窗口，塑料盒体2内排列有与光伏电池组件背板或玻璃3引出汇流条7数量相等的接线端子4，相邻接线端子4之间连接有二极管5，两端的接线端子4分别与输出线缆1的正、负极相连。

接线端子4分别具有散热导电金属片4-1，所述的二极管5设置在散热导电金属片4-1上，散热导电金属片4-1的底面贴合于塑料盒体2背面的内壁。优选地，散热导电金属片4-1沿自身厚度方向的二分之一厚度嵌入塑料盒体2背面内壁。二极管5厚度方向的一部分及二极管5的引脚5-1嵌入塑料盒体2，且二极管5的引脚5-1位于散热导电金属片4-1与塑料盒体2之间。二极管5嵌入塑料盒体2厚度优选为自身厚度的四分之一。

接线盒工作时，为了保证二级管5寿命，降低由于二极管5热衰减导致的电损耗，接线盒的内部温度是有一定标准的。普通的接线盒为了散热方便，一种是将接线盒采用散热迅速的铝合金等材料制成，但铝合金制成的接线盒不仅生产使用成本高，且对高电压的的防护要求较高；另一方面，为了满足接线盒内爬电距离认证标准的要求，必须加大接线盒的体积；或在灌胶接线盒内部开辟散热通道，并通过向内灌胶满足爬电距离和防水要求，二极管5产生热量首先传导至密封胶然后通过密封胶传导至塑料盒体2表面，经两次传导向外散热，且向内灌入的密封胶的散热系数较差，故传导散热效果并不理想，二极管容易击穿。而采用表面无汇流条接线窗的光伏电池组件接线盒，工作时，散热导电金属片4-1上的热量可直接传导到塑料盒体2后向外散出，有效提高了接线盒的散热效果，保证工作时接线盒内温度满足标准，提升了光伏发电效率及二极管的使用寿命。而二极管5的引脚5-1嵌入散热导电金属片4-1与塑料盒体2内壁之间，工作时二极管5产生的热量，则可通过引脚5-1、塑料盒体2直接向外散热，热量也可通过引脚5-1传导至散热导电金属片4-1，经由散热导电金属片4-1传导至塑料盒体2然后向外散热，进一步加强了接线盒的散热效果，使接线盒工作时的内部温度优于标准。

接线盒接线安装时，仅需将光伏电池组件背板或玻璃3上的待接线的汇流条7与接电端子电性连接，然后将塑料盒体2密封固定在光伏电池组件背板或玻璃3上即可。

考虑光顾电池盒的实际安装需求，可设计有如图6至图8所示的汇流条7与接线端子4通过接插方式接线的一种实施例，包括将光伏电池组件背板或玻璃3上的各汇流条7彼此绝缘接入的插座部8和将输电线缆1封闭接入的塑料盒体2。该塑料盒体2底面开口并能覆盖插座部8，表面密闭无窗口。塑料盒体2内一体注塑有与所述插座部8相配合的插头部2-1，插头部2-1排列有与汇流条7等数量的接线端子4，相邻接线端子4之间连接有二极管5，两端的接线端子4分别与输出线缆1的正、负极相连。

接线端子4分别具有散热导电金属片4-1，二极管5设置在散热导电金属片4-1上，散热导电金属片4-1沿自身厚度方向的二分之一厚度嵌入塑料盒体2内壁。二极管5厚度方向的一部分及二极管5的引脚5-1嵌入塑料盒体2，且二极管5的引脚5-1位于散热导电金属片4-1与塑料盒体2之间。二极管5嵌入塑料盒体2厚度为自身厚度的四分之一。

此实施例的接线安装过程具有如下步骤：

a、将光伏电池组件上自背板或玻璃3引出的待接线的汇流条7接入插座部8，将所述插座部8通过3M双面夹带9固定在光伏电池组件背板或玻璃3上。

b、将所述塑料盒体2覆盖所述插座部8并使其插头部2-1***插座部8，同时使各接线端子4与各汇流条7对应导通，在接线过程中，为了保证接线端子4与汇流条7导通且简化安装过程，各接线端子4与汇流条7导通部运用使两者可靠接触的弹性压件10。

c、将塑料盒体2的开口部打上密封胶11，并将塑料盒体2与插座部8插接后进一步向下按压在光伏电池组件背板或玻璃3上，并将其密闭固定，使塑料盒体2的内部与外部隔绝。此处采用密封胶11将塑料盒体2与背板或玻璃3密封固定，仅为优选的一种粘合固定手段，而塑料盒体2与背板或玻璃3密封固定也可采用双面胶粘合固定等多种手段达成。

接线过程在安装固定塑料盒体2前完成，无需在塑料盒体2上加开汇流条接线窗口12操作接线过程并加盖塑料上盖13实现接线盒内部密封。由于塑料盒体2表面均密封，塑料盒体2与输出线缆1处也有效密闭，只需在塑料盒体2背面开口处做好密封工作，就无需再为密封而向塑料盒体2内部加灌密封胶11，简化了安装流程，安装过程简单方便，且能有效降低后续的安装使用成本。

汇流条7与接线端子4的接线方式，不仅仅局限于上述接插方式，也可根据需求，直接通过焊接的方式实现。例如将接线端子4设计在塑料盒体2背面开口处，并加长接线端子4的接线部分，亦可根据需求加设绝缘护套。安装接线盒时，先将汇流条7与接线端子4接线处焊接，将塑料盒体2背面开口部自然下压固定在光伏电池组件背板或玻璃3上，汇流条7与接线端子4焊接接线部分则可自然弯折藏入塑料盒体2内部。相对于通过接插实现汇流条与接线端子的接线导通的方式，接线安装过程相对多了一步焊接过程，但由于不需要额外加工制作插座部8与插头部2-1，接线盒的原料成本和加工成本得到了降低，可有客户根据自身需要选用。

另外，根据光电模块用接线盒旁路二极管热试验标准的要求，技术人员对表面无汇流条接线窗的光伏电池组件接线盒并采用上述接插方式接线的接线盒内二极管5进行如下结温测试：

1.对接线盒内的二极管5施加正向的接线盒额定电流15A；

2.而后将接线盒放入立式电热恒温鼓风干燥试验箱，并将试验样品加热至(75±5)℃；

3.采集1小时内每个二极管5的温度和电压。

根据二极管5生产商提供的说明，依据测得的二极管5温度及二极管5本体功率损耗值，计算可知：表面无汇流条接线窗的光伏电池组件接线盒的在额定电流为15A的情况下，二极管结温的最大值为149.31℃，不超过150℃。

而现有技术下同类型的如图1所示灌胶式接线盒二极管5结温均不低于185℃。这一散热效果得到的显著提升，是光伏技术领域的重大技术突破，可保证接线盒的塑料塑料盒体2不会因承受过高温度而提早老化，发生故障，同时保证了二级管5寿命，降低由于二极管5热衰减导致的发电损耗，进一步提高了接线盒的可靠性和使用寿命。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (5)

1.一种表面无汇流条接线窗的光伏电池组件接线盒，其特征在于：包括将输出线缆(1)密封接入的塑料盒体(2)，该塑料盒体(2)背面与光伏电池组件背板或玻璃(3)贴合处具有开口，塑料盒体(2)正面和侧面密闭无窗口，塑料盒体(2)内排列有与光伏电池组件背板或玻璃(3)引出汇流条(7)数量相等的接线端子(4)，相邻接线端子(4)之间连接有二极管(5)，两端的接线端子(4)分别与输出线缆(1)的正、负极相连，接线端子(4)分别具有散热导电金属片(4-1)，所述的二极管(5)设置在散热导电金属片(4-1)上。

2.根据权利要求1所述的表面无汇流条接线窗的光伏电池组件接线盒，其特征在于：所述的散热导电金属片(4-1)的底面贴合于塑料盒体(2)的内壁。

3.根据权利要求2所述的表面无汇流条接线窗的光伏电池组件接线盒，其特征在于：所述的散热导电金属片(4-1)的侧面部分贴合于塑料盒体(2)内壁、即散热导电金属片(4-1)沿自身厚度方向部分嵌入塑料盒体(2)的内壁。

4.根据权利要求3所述的表面无汇流条接线窗的光伏电池组件接线盒，其特征在于：所述二极管(5)厚度方向的一部分及二极管(5)的引脚(5-1)嵌入塑料盒体(2)，且二极管(5)的引脚(5-1)位于散热导电金属片(4-1)与塑料盒体(2)之间。

5.根据权利要求1所述的表面无汇流条接线窗的光伏电池组件接线盒，其特征在于：所述塑料盒体(2)与输出线缆(1)之间还设置有密封套(6)。