CN210123964U - 一种接线盒及具有该接线盒的光伏板组件 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种接线盒，应用于光伏组件，光伏组件具有串联设置的第一电池串和第二电池串，第一电池串的第一端和第二电池串的第一端连接，接线盒包括分流电阻、第一电阻和第二电阻，分流电阻、第一电阻和第二电阻依次串联连接；分流电阻与第一电阻之间设有连接接口，用于连接第一电池串和第二电池串的连接点；分流电阻的另一端设有用于连接第一电池串的第二端的第一接口，第二电阻的另一端设有用于连接第二电池串的第二端的第二接口；分流电阻的两端和第二电阻的两端分别具有便于测量或输出电压的输出端口。接线盒上的接口可以配合光伏板组件上的原有的用于连接三极管的接口，无需进行改造。本申请还公开了一种包括接线盒的光伏板组件。

Description

一种接线盒及具有该接线盒的光伏板组件

技术领域

本实用新型涉及光伏设备技术领域，更具体地说，涉及一种接线盒。此外，本实用新型还涉及一种包括上述接线盒的光伏板组件。

背景技术

现阶段大型光伏电站装机量不断增加，如何评价其性能表现是业内重要的课题。

现在市场上通常使用辐照测试仪和温度传感器实现两者的监控，但是它们价格昂贵，且存在一些***误差。例如，常规的辐照测试仪基于热电堆传感器，与光伏组件存在较大的光谱响应差异；常规辐照测试仪的圆形结构使其入射角响应与光伏组件不同；温度传感器贴在组件背面，长期运行易脱落。

综上所述，如何便于获得光伏板组件性能，是目前本领域技术人员亟待解决的问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的是提供一种接线盒，该接线盒的使用能够方便获取光伏板组件中电池串所对应的电压值，以便进行光伏板组件性能的获取。

本实用新型的另一目的是提供一种包括上述接线盒的光伏板组件。

为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种接线盒，应用于光伏组件，所述光伏组件具有串联设置的第一电池串和第二电池串，所述第一电池串的第一端和所述第二电池串的第一端连接，接线盒包括分流电阻、第一电阻和第二电阻，所述分流电阻、第一电阻和第二电阻依次串联连接；

所述分流电阻与所述第一电阻之间设有连接接口，用于连接所述第一电池串和第二电池串的连接点；

所述分流电阻的另一端设有用于连接所述第一电池串的第二端的第一接口，所述第二电阻的另一端设有用于连接所述第二电池串的第二端的第二接口；所述分流电阻的两端和所述第二电阻的两端分别具有便于测量或输出电压的输出端口。

优选的，所述分流电阻的两端设有便于测量并输出其两端电压的第一电压测量装置；

所述第二电阻的两端设有便于测量并输出其两端电压的第二电压测量装置。

优选的，还包括控制装置，所述控制装置连接所述第一电压测量装置和所述第二电压测量装置，所述控制装置与存储所述分流电阻、第一电阻和第二电阻的阻值、第一电池串的短路电流、第二电池串的开路电压的存储器连接。

优选的，所述控制装置连接显示装置，用于显示所述第一电压测量装置和所述第二电压测量装置的检测结果。

优选的，用于输入所述第一电池串的短路电流和第二电池串的开路电压的输入装置连接所述控制装置。

优选的，用于检测所述第一电池串的短路电流和第二电池串的开路电压的检测装置连接所述控制装置。

优选的，所述控制装置包括电池温度获取模块和辐照强度获取模块；

所述电池温度获取模块连接所述第二电压测量装置和所述存储器，用以获取所述第二电压测量装置测量结果、所述第一电阻、所述第二电阻阻值、所述第二电池串的开路电压，以获取所述电池温度；

所述辐照强度获取模块与所述电池温度获取模块、所述第一电压测量装置连接，用以获取所述电池温度、所述分流电阻阻值、所述第一电压测量装置测量结果、第一电池串的短路电流、开路电压温度系数和短路电流温度系数，以获取所述辐照强度。

一种光伏板组件，包括光伏组件，所述光伏组件具有串联的第一电池串和第二电池串，所述第一电池串的第一端和所述第二电池串的第一端连接，还包括上述任一项所述的接线盒；

所述连接接口连接所述第一电池串和第二电池串的连接点；

所述第一接口连接所述第一电池串的第二端，所述第二接口连接所述第二电池串的第二端。

优选的，所述分流电阻满足公式：

其中，R_shunt为所述分流电阻的阻值，V_OC.stringA为所述第一电池串的开路电压，I_SC.stringA为所述第一电池串的短路电流；

和/或，所述第一电阻和所述第二电阻满足公式：

其中，R₁+R₂为所述第一电阻和所述第二电阻的阻值之和，V_OC.stringB为所述第二电池串的开路电压，I_SC.stringB为所述第二电池串的短路电流。

本实用新型提供的接线盒具有与第一电池串并联的分流电阻和与第二电池串并联的第一电阻和第二电阻，第一电阻和第二电阻串联连接，在分流电阻和第二电阻的两端均具有以便于测量或输出电压的输出端口。操作人员能够通过接线盒测量分流电阻的电压值、第二电阻的电压值，或者是第一电阻的电压值。因为将光伏板组件的电池串分别与不同的电阻并联，以电阻代替现有普通接线盒中的二极管结构，并通过得到电阻的端电压可以得到两个电池串的当前电压值，从而可以用于对电池温度和辐照强度的计算。

本申请相比于现有技术中通过特定的传感器进行测量的方式而言，能够通过接线盒得到对应电池串的电压，从而方便操作者通过已知的电池串的开路电压和短路电流以及各电阻的阻值计算得到电池温度和辐照强度，接线盒上的接口可以配合光伏板组件上的原有的用于连接三极管的接口，不用对光伏板组件进行改造，本申请提供的接线盒为操作人员得到电池温度和辐照强度提供了便利的前提和基础。

本申请还公开了一种包括接线盒的光伏板组件。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例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简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本实用新型所提供的一种接线盒与光伏板组件的电路连接图。

图1中：

1为接线盒、11为连接接口、12为第一接口、13为第二接口、14为第一电压测量装置、15为第二电压测量装置。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型的核心是提供一种接线盒，该接线盒的使用能够方便获取光伏板组件中电池串所对应的电压值，以便进行光伏板组件性能的获取。本实用新型的另一核心是提供一种包括上述接线盒的光伏板组件。

请参考图1，图1为本实用新型所提供的一种接线盒与光伏板组件的电路连接图。本申请的附图中，A为第一电池串，B为第二电池串，R_shunt为分流电阻，R₁为第一电阻，R₂为第二电阻。

本申请所提供的一种接线盒，主要应用于光伏组件的性能的获取过程中，进行竖直的测量和获取，光伏组件不同于常规组件，本申请设计的光伏组件的功能在于监测斜面有效辐照和组件温度。

针对的光伏组件通常需要具有串联设置的第一电池串和第二电池串，第一电池串的第一端和第二电池串的第一端连接。接线盒包括分流电阻R_shunt、第一电阻R₁和第二电阻R₂，分流电阻R_shunt、第一电阻R₁和第二电阻R₂依次串联连接；

分流电阻R_shunt与第一电阻R₁之间设有连接接口11，用于连接第一电池串A和第二电池串B的连接点；

分流电阻R_shunt的另一端设有用于连接第一电池串A的第二端的第一接口12，第二电阻R₂的另一端设有用于连接第二电池串B的第二端的第二接口13；分流电阻R_shunt的两端和第二电阻R₂的两端分别具有便于测量或输出电压的输出端口。

需要说明的是，本申请的接线盒可以仅为具有上述电阻、连接接口的电路结构，也可以在外部具有壳体结构，各个接口露出于壳体结构的表面，易于操作。

分流电阻R_shunt、第一电阻R₁和第二电阻R₂依次串联连接，分流电阻R_shunt的一端设有第一接口12，第二电阻R₂的一端设有第二接口13，在分流电阻和第一电阻R₁的连接线路上设置有连接接口11，该第一接口12、第二接口13和连接接口11均可以为普通的焊点结构，或者为具有连接线路插槽的接口，用于连接第一和第二电池串的连接位置。

当将接线盒1与光伏组件连接时，第一接口12连接第一电池串A的第二端，第二接口13连接第二电池串B的第二端，同时，连接接口11连接于第一电池串A与第二电池串B的连接点。因此，能够形成分流电阻R_shunt并联于第一电池串A，第一电阻R₁和第二电阻R₂的串联结构并联在第二电池串B上。

需要说明的是，分流电阻R_shunt的一端、分流电阻与第一电阻R₁的连接点、第一电阻R₁与第二电阻R₂的连接点、第二电阻R₂的一端，可以分别为第一焊点、第二焊点、第三焊点和第四焊点，或为对应名称的接口，在任意两个焊点或接口之间均可以设置电压测量装置以测量电压值，或电压值的输出接口以便直接获得电压值。

本申请提供的接线盒中的电阻可以分别与光伏板组件的电池串并联，以电阻代替现有普通接线盒中的二极管结构，并通过得到电阻的端电压可以得到两个电池串的当前电压值，从而可以用于对电池温度和辐照强度的计算。

本申请相比于现有技术中通过特定的传感器进行测量的方式而言，能够通过接线盒得到对应电池串的电压，从而方便操作者通过已知的电池串的开路电压和短路电流以及各电阻的阻值计算得到电池温度和辐照强度，接线盒上的接口可以配合光伏板组件上的原有的用于连接三极管的接口，不用对光伏板组件进行改造，本申请提供的接线盒为操作人员得到电池温度和辐照强度提供了便利的操作方式。

上述便于测量或输出电压的输出端口可以为测电点，方便使用者通过万用表等仪器进行测量，当然还可以直接在上述结构上设置测量设备。在上述实施例的基础之上，分流电阻的两端设有便于测量并输出其两端电压的第一电压测量装置14；第二电阻的两端设有便于测量并输出其两端电压的第二电压测量装置15。

请参考图1，其中，第一电压测量装置14测量得到第一电压V₁，第二电压测量装置15测量得到第一电压V₂。相比于通过外接测量设备的方式而言，更方便实际使用，避免实际测量时操作人员需要反复的插接的调试。

可选的，上述第一电压测量装置14和第二电压测量装置15均可以为万用表或其他测电设备。

在上述实施例的基础之上，还包括控制装置，控制装置连接第一电压测量装置14和第二电压测量装置15，控制装置与存储分流电阻、第一电阻和第二电阻的阻值、第一电池串的短路电流、第二电池串的开路电压的存储器连接。

需要说明的是，上述控制装置可以为中控***或计算机等结构，连接第一和第二电压测量装置有助于将测量结果导入其后台的计算模块，连接存储分流电阻、第一电阻和第二电阻的阻值、第一电池串的短路电流、第二电池串的开路电压的存储器，有助于实现数据的调取，以实现针对辐照强度和电池温度的计算。本实施例中的控制装置并不限定进行计算，也可以为第一和第二电压测量装置的测量结果的存储装置。

在上述实施例的基础之上，控制装置连接显示装置，用于显示第一电压测量装置14和第二电压测量装置15的检测结果。

可选的，当上述控制装置具有计算模块时，上述显示装置还可以显示计算得到的辐照强度和电池温度。

实际使用时，操作者将接线盒连接在光伏组件上，为了方便实现检测，还需要知道第一电池串的短路电流和第二电池串的开路电压，在针对某类特定光伏组件时，该数据可以为固定值，或者通过操作人员手动输入得到，因此，本申请提供的另一个实施例中，上述接线盒还包括输入装置，用于输入第一电池串的短路电流和第二电池串的开路电压的输入装置连接控制装置。

上述输入装置的操作比较复杂，当操作人员不了解该数值时，还需要进行额外的测量。因此在本申请的一个实施例中，还包括检测装置，用于检测第一电池串的短路电流和第二电池串的开路电压的检测装置连接控制装置。

在现有的测电设备中，如万用表，具有能够测量开路电压和短路电流的结构，在将接线盒与组件完成组装后，对组件进行充分的光照(>200kWh)，使其衰减稳定，随后在实验室环境下对开路电压和短路电流进行测试。

在上述任意一个实施例的基础之上，为了扩大接线盒的适用性，可以将分流电阻R_shunt、第一电阻R₁和/或第二电阻R₂设置为可变电阻。因为针对不同的光伏组件，上述电阻的阻值需要进行一定的调整，以避免测量不准确和超出安全范围等问题。

在上述任意一个实施例的基础之上，控制装置包括电池温度获取模块和辐照强度获取模块；

电池温度获取模块连接第二电压测量装置15并获取测量结果，用以通过测量结果获取电池温度T_c；

辐照强度获取模块与电池温度获取模块、第一电压测量装置14连接，用以通过获取的数值获取辐照强度I_rr。

本实施例中提供了一种能够进行计算的计算器，是将电池温度T_c和辐照强度I_rr计算通过计算器实现。

具体地，控制装置包括电池温度获取模块和辐照强度获取模块。

电池温度获取模块连接第二电压测量装置15和存储器，并获取数据，包括：第二电压测量装置15测量结果、第一电阻、第二电阻阻值、第二电池串的开路电压，并根据公式：

得到电池温度T_c；

辐照强度获取模块与电池温度获取模块、第一电压测量装置14连接，用于获取数据，包括：电池温度T_c、分流电阻阻值、第一电压测量装置14测量结果、第一电池串的短路电流、α为开路电压温度系数、β为短路电流温度系数，并用于根据公式：

得到辐照强度I_rr。

需要说明的是，上述V₁为第一电压测量装置14测量结果，V₂为第二电压测量装置15测量结果，均通过测量得到。

R_shunt为分流电阻阻值，R₁+R₂为第一电阻和第二电阻阻值之和，可以通过存储器获取；

I_{SC.stringA.STC}为第一电池串的短路电流，也就是在STC条件下的短路电流，V_{OC.stringB.STC}为第二电池串的开路电压，也就是在STC条件下的开路电压；可以通过测量得到，或者通过输入得到。

α为开路电压温度系数，β为短路电流温度系数，均可以通过预先存储输入得到。

需要说明的是，上述公式是通过欧姆定律、光伏组件温度与开路电压影响关系、光伏组件温度与短路电流影响关系得到，具体可以参考开路电压温度系数的获取方式以及短路电流温度系数的获取方式，当然也可以通过其他公式或获取方式得到。

除了上述各个实施例中所提供的接线盒的结构和连接以外，本实用新型还提供一种包括上述接线盒的光伏板组件。

一种光伏板组件，包括光伏组件，光伏组件具有串联的第一电池串和第二电池串，第一电池串的第一端和第二电池串的第一端连接，还包括上述接线盒1。

连接接口11连接第一电池串和第二电池串的连接点；

第一接口12连接第一电池串的第二端，第二接口13连接第二电池串的第二端。

需要说明的是，本实施例提供的接线盒1和光伏组件之间可以为固定连接，也可以为可拆卸的连接，现有技术中仍主要采用二极管并联电池串的方式以防止热斑效应，因此，在非测量和非调试状态下，还可以将接线盒1整体拆下，以便进行更换。

可选的，考虑到光伏组件设计的安全性和准确性要求，根据IEC 60904-2标准，需要上述分流电阻满足公式：

其中，R_shunt为分流电阻的阻值，V_OC.stringA为第一电池串的开路电压，I_SC.stringA为第一电池串的短路电流，二者均为STC状态下的取值；

和/或，第一电阻和第二电阻满足公式：

其中，R₁+R₂为第一电阻和第二电阻的阻值之和，V_OC.stringB为第二电池串的开路电压，I_SC.stringB为第二电池串的短路电流，二者均为STC状态下的取值。

需要说明的是，本实施例中仅限制了R₁+R₂的取值范围，根据实际使用需求第一电阻和第二电阻的阻值分配可以进行调整。

在上述实施例的基础之上，第一电阻和第二电阻的阻值可以具体满足下面的限制：

其中V_threshold为电压采集器(即图示的第二电压测量装置15)的最大输入电压，通常小于5V。

该光伏板组件的其他各部分的结构请参考现有技术，本文不再赘述。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

以上对本实用新型所提供的接线盒及光伏板组件进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。

Claims (9)

1.一种接线盒，应用于光伏组件，所述光伏组件具有串联的第一电池串和第二电池串，所述第一电池串的第一端和所述第二电池串的第一端连接，其特征在于，所述接线盒包括分流电阻、第一电阻和第二电阻，所述分流电阻、第一电阻和第二电阻依次串联连接；

所述分流电阻与所述第一电阻之间设有连接接口(11)，用于连接所述第一电池串和第二电池串的连接点；

所述分流电阻的另一端设有用于连接所述第一电池串的第二端的第一接口(12)，所述第二电阻的另一端设有用于连接所述第二电池串的第二端的第二接口(13)；所述分流电阻的两端和所述第二电阻的两端分别具有便于测量或输出电压的输出端口。

2.根据权利要求1所述的接线盒，其特征在于，所述分流电阻的两端设有便于测量并输出其两端电压的第一电压测量装置(14)；

所述第二电阻的两端设有便于测量并输出其两端电压的第二电压测量装置(15)。

3.根据权利要求2所述的接线盒，其特征在于，还包括控制装置，所述控制装置连接所述第一电压测量装置(14)和所述第二电压测量装置(15)，所述控制装置与存储所述分流电阻、第一电阻和第二电阻的阻值、第一电池串的短路电流、第二电池串的开路电压的存储器连接。

4.根据权利要求3所述的接线盒，其特征在于，所述控制装置连接显示装置，用于显示所述第一电压测量装置(14)和所述第二电压测量装置(15)的检测结果。

5.根据权利要求3所述的接线盒，其特征在于，用于输入所述第一电池串的短路电流和第二电池串的开路电压的输入装置连接所述控制装置。

6.根据权利要求3所述的接线盒，其特征在于，用于检测所述第一电池串的短路电流和第二电池串的开路电压的检测装置连接所述控制装置。

7.根据权利要求3所述的接线盒，其特征在于，所述控制装置包括电池温度获取模块和辐照强度获取模块；

所述电池温度获取模块连接所述第二电压测量装置(15)和所述存储器，用以获取所述第二电压测量装置(15)测量结果、所述第一电阻、所述第二电阻阻值、所述第二电池串的开路电压，以获取所述电池温度；

所述辐照强度获取模块与所述电池温度获取模块、所述第一电压测量装置(14)连接，用以获取所述电池温度、所述分流电阻阻值、所述第一电压测量装置(14)测量结果、所述第一电池串的短路电流、开路电压温度系数和短路电流温度系数，以获取所述辐照强度。

8.一种光伏板组件，包括光伏组件，所述光伏组件具有串联的第一电池串和第二电池串，所述第一电池串的第一端和所述第二电池串的第一端连接，其特征在于，还包括权利要求1至7任一项所述的接线盒；

所述连接接口连接所述第一电池串和所述第二电池串的连接点；

所述第一接口连接所述第一电池串的第二端，所述第二接口连接所述第二电池串的第二端。

9.根据权利要求8所述的光伏板组件，其特征在于，所述分流电阻满足公式：

其中，R_shunt为所述分流电阻的阻值，V_OC.stringA为所述第一电池串的开路电压，I_SC.stringA为所述第一电池串的短路电流；

和/或，所述第一电阻和所述第二电阻满足公式：

其中，R₁+R₂为所述第一电阻和所述第二电阻的阻值之和，V_OC.stringB为所述第二电池串的开路电压，I_SC.stringB为所述第二电池串的短路电流。

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