CN100511717C - 太阳能电池组件用端子盒 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种太阳能电池组件用端子盒，其包括一个盒主体，其还包括多个设在该盒主体内的端子板、连接相邻的两个端子板的旁路二极管、由多个重叠设置在该旁路二极管下的散热板组成的散热部。各散热部的散热板的总计的表面积变大，由各散热部的散热板的散热量也变大，能够抑制各散热部的散热板向二次元扩展，达到有效率的散热，由此使得太阳能电池组件用端子盒小型化，从而可以减少绝缘封闭用的硅酮树脂的填充量达到降低成本的要求，同时，端子板与太阳能电池组件一侧的输出端的连接作业更加方便。

Description

太阳能电池组件用端子盒

技术领域

本发明涉及一种太阳能电池组件用端子盒。

背景技术

近年来，人们对于环境问题的关心高涨，保护环境的发电系统，如使用太阳能电池组件进行发电的太阳能发电系统更加引人注目。众所周知，太阳能发电系统是由若干个太阳能电池组件按矩阵状敷设在建筑物的屋顶等处利用太阳能发电的。这种太阳能发电系统是由相邻的被敷设的太阳能电池组件的电能聚集而成的。为了把各太阳能电池组件发电的电能聚集起来，各太阳能电池组件就需要使用端子盒。

在这种太阳能电池组件用端子盒中，太阳能电池组件的太阳能电池元件的一部分为了防止在阴天时太阳能电池组件的电流逆流，设置了回路用的旁路二极管，旁路二极管配置在端子板间，与太阳能电池组件并联连接，详见日本特许厅公开的2004—589181号公报。

但是，上述的太阳能电池组件的太阳能电池元件的一部分在阴天时，因旁路二极管有电流通过，旁路二极管会发热。如果在端子盒里仅只是配置旁路二极管，由于旁路二极管的发热会引起旁路二极管的温度上升而使旁路二极管破损，使周边的材料恶化。因此为了避免温度上升，防止旁路二极管破损，以使旁路二极管的热量散发出去，就有必要在端子盒内设置热传导性好的金属板等散热用材料。

但组装型二极管是由合成树脂等成型而成形，有散热性不足的短处。为此，由于太阳能电池组件用端子盒里作为旁路二极管使用组装型二极管时，必须扩大散热板的表面积以避免旁路二极管的温度上升，即由于散热的需要散热板的散热的表面积也得变大些。因此就必须要有相当的放置散热板的空间，端子盒的大型化，会导致成本提高的问题。还有由于端子盒的大型化，用于绝缘封闭的硅酮树脂的使用量也要增多也会导致成本提高的问题。

一直以来，端子板与太阳能电池组件一侧的输出端的连接作业是比较困难的。具体的说，在太阳能电池组件一侧的输出端一般都设置薄薄的金属箔(例如铜箔)，使用这个金属箔焊在端子板的连接方法，需要一只手拿着小镊子等把金属箔固定在端子板的指定位置，另一只手操纵焊锡烙铁进行连接，因端子板与太阳能电池组件一侧的输出端的连接作业困难，需要熟练的技能。

发明内容

本发明的目的是为了克服上述现有技术的端子盒散热性能差、端子板与太阳能电池组件一侧的输出端的连接作业困难、成本高的缺陷，提供一种太阳能电池组件用端子盒。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种太阳能电池组件用端子盒，其包括一个盒主体，其还包括多个设在该盒主体内的端子板、连接相邻的两个端子板的旁路二极管、由多个重叠设置在该旁路二极管下的散热板组成的散热部。

其中，该端子板是一块板状体，其顶端设有焊锡层。

其中，该端子板包括上、下两块板状体，太阳能电池组件的输出端夹在该上、下两块板状体之间。

其中，该端子板包括上、下两块板状体，该两块板状体的顶端之间设有焊锡层，太阳能电池组件的输出端夹在该上、下两块板状体之间。

其中，该盒主体的底部设有多个固定用突起，各该固定用突起插入该散热板、该二极管对应设置的插入孔，加热该固定用突起使其变形以固定该散热板与该二极管。

其中，该盒主体内还设有为连接该端子板上的连接电线用的固定部件，该固定部件的一部分夹在该端子板与该端子板下方的散热板之间。

其中，至少有一个散热板是夹在该盒主体与该固定部件之间的。

本发明的积极进步效果在于：各散热部的散热板的总计的表面积变大，由各散热部的散热板的散热量也变大，能够抑制各散热部的散热板向二次元扩展，达到有效率的散热，由此使得太阳能电池组件用端子盒小型化，从而可以减少绝缘封闭用的硅酮树脂的填充量达到降低成本的要求，同时，端子板与太阳能电池组件一侧的输出端的连接作业更加方便。

附图说明

图1为本发明实施例一的端子盒平面图。

图2为本发明实施例一从连接电缆导入方向看的端子盒示意图。

图3为图1的A—A断面图。

图4为图1的B—B断面图。

图5为图1的C—C断面图。

图6为图1的D—D断面图。

图7为图1的E—E断面图。

图8为本发明实施例一的端子盒盒主体的底部的平面图。

图9为本发明实施例一的盒主体内配置的散热板的斜视图。

图10为本发明实施例二的端子盒平面图。

图11为图10的F—F断面图。

图12为本发明实施例二的端子板主要部分的侧面图。

图13为本发明实施例三的端子盒平面图。

图14为图13的G—G断面图。

图15为本发明实施例三的端子板主要部分的侧面图。

具体实施方式

下面结合附图给出本发明较佳实施例，以详细说明本发明的技术方案。

实施例一

关于本发明适用的太阳能电池组件用端子盒(以下简称“端子盒”)，一个端子盒设置的端子板数量是若干个，并无数量的限定，以下就以设置4个端子板进行说明。

图1-图7所示端子盒10安装在表面有互相用电能连接的若干个太阳能电池单元(图中未示)的太阳能电池组件(图中未示)的反面。使用这样的端子盒10，在建筑物的屋顶等处，如由敷设成矩阵状的若干个太阳能电池组件，由于可以利用太阳能发电的太阳能发电系统连接邻接设置的太阳能电池组件的电能，就可能聚集由各太阳能电池组件发电的电能。

端子盒10的盒主体11是由例如使用像变性PPO(polyphenylene oxide)，ABS(acryl-nitrile-butadiene-styrene)这样的具有耐候性，电性绝缘性，耐热性，难燃性等特性的合成树脂等成形成盒形。这个盒主体11的上一侧开口同时在底部由若干个(本实施例为4个)的接线用孔12形成，并且一侧壁上有两个电缆导入用的凹部13形成。还有，在盒主体11的底部有用于固定端子板18的固定台14，为固定端子板18用的固定突起16形成(如图8所示)。而且在上一侧开口处具有用于安装板状盒盖(图中未示)时可以锁定的构造。而且，盒主体11内部的空间里填充绝缘性树脂(例如硅酮等)，以封住电气的连接部分。

在盒主体11内部具有4个端子板18，这4个端子板18按照规定的间隔排列配置。各端子板18的一端(前端)面对盒主体的接线用孔12装配，而且各端子板的一端用焊锡连接在太阳能电池组件一侧的输出端(图中未示)。同时端子板18的一部分(后部)配置在用于固定电缆的固定部件24的突起部分24a上，与后面所述的散热板不接触(如图5，图6，图7所示)。而且，为了容易进行太阳能电池组件一侧的输出端的端子板18的连接作业，在各端子板18的基础部分18a的顶端部预先留有焊锡层19。

4个端子板18中，配置在左右两端的两个端子板18是由与太阳能电池组件的输出端连接的基础部分18a，从这个基础部分18a左右方任一方向延长的连接二极管用的二极管连接部18b，以及从基础部分18a向后方延长的电缆连接用的电缆连接部18c组成。在基础部分18a有固定用的安装孔18d。对此，4个端子板18里，除左右两端以外配置的两个端子板18是由基础部分18a与向左右双方向均延长的两个二极管连接用的连接部18b组成，在基础部分18a同样有固定用的安装孔18d。

各端子板配置在盒主体11的固定台14上，由各端子板18的安装孔18d插入固定用突起15固定在盒主体11上。把端子板18配置到盒主体11时，端子板18的安装孔18d插入盒主体11的固定用突起15里的同时把端子板18的基础部分18a嵌入固定台14的槽(凹部)14a里。然后加热从安装孔18d突出的固定用突起的顶部使他变形而使端子板18能够固定在盒主体11上。

盒主体11内部邻接的两个端子板18间，配置了旁路二极管20。本例为在一个端子盒10里使用了三个旁路二极管20。旁路二极管20是在两个端子板之间与太阳能电池组件并联连接的，由此防止电流逆向流到太阳能电池组件里。而本例的旁路二极管20使用的是合成树脂等成形的封装型二极管。

在盒主体11内装配旁路二极管20时，旁路二极管20的导线部分使用焊锡来连接端子板18的连接部18b。这时，旁路二极管20的顶端部分的插入孔20a插入盒主体11的固定用突起16，并且加热这固定用突起16的顶端使其变形以使旁路二极管20固定在盒主体11上。这旁路二极管20固定，如后陈述，是与固定于散热板的盒主体11同时进行的。

还有，盒主体11内部备置若干个散热板。本例中，对于各旁路二极管20设置了散热部30，40，50。散热部30，40，50是为了使旁路二极管20的热量散发出去而设置的，散热部的设置可以避免由于旁路二极管20发热引起的温度上升。散热部30，40，50是由作为散热用的散热板例如铝，铜，不锈钢等热传导性好的金属板制成。关于散热部30，40，50详细介绍见后陈述。

在盒主体11内部的左右两端的端子板18连接着连接电缆22。连接电缆22由盒主体11的侧壁的电缆导入用的凹部13导入盒主体11内部，连接到端子板18的电缆连接部18c。然后使用电缆固定用的固定部件24从上端把连接电缆22盖上(如图3，图7所示)。固定部件24是由盒主体相同的材质形成，这固定部件24通过使用超声波熔接固定于盒主体11，由此在盒主体11上固定连接电缆22。另一方面，各连接电缆22在盒主体外部连接在外部连接用连接器23上，通过外部连接用连接器23就有可能互相连接其他的在太阳能电池组件备置的端子盒10的连接电缆22等。另外，在固定部件24的顶端一侧设置了向前方突出的薄肉状突出部分24a。在这突出部分24a上搁置了端子板18的一部分。

下面根据图1，图8，图9详细说明散热部30，40，50。

如上所述，散热部是为了端子盒10所具有的各旁路二极管20而设置的。本例中，对于左侧的旁路二极管20设置了散热部30，对于当中的旁路二极管20设置了散热部40，对于右侧旁路二极管20设置了散热部50。左侧，当中，右侧的各散热部30，40，50具有互相上下重叠在一起配置的若干个散热板。各散热部30，40，50所具有的散热板的数量没有限制，本例具有上，中，下3块散热板。

在此，对于左侧的旁路二极管20设置的散热部30进行说明。在散热部30是由互相上下重叠在一起配设的上侧的散热板31与当中的散热板32以及下侧的散热板33设置而成。这上，中，下3个散热板31，32，33在盒主体11内顺次放置，并且在上侧的散热板31上放置了旁路二极管20。

上侧的散热板31以及下侧的散热板33从平面看为相同的L字形形状，并且从平面看是配置在一致的位置上的。上侧的散热板31是由向前后方向延伸的前后部分31a与从这前后部分31a的前端部分向左方突出的突出部分31b组成(下侧的散热板33也相同，有突出部分33b)。而前后部分31a是和由被上述盒主体11的固定用突起16插入的孔31c组成。

另一方面，当中的散热板32，平面看为L字形，由向前后方向延伸的前后部分32a与从这前后部分32a的前端部分向右方突出的突出部分32b组成。而前后部分32a上有用于插入盒主体11的固定用突起16的插入孔32c。这当中的散热板32的前后部分32a的一部分与上、下的散热板31，33的前后部分31a，33a的一部分互相上下重叠在一起配置。并且各散热板31，32，33的插入孔31c，32c，33c插入于盒主体11的固定用突起16里，由此把各散热板31，32，33固定在盒主体上。另外，当中的散热板32上，放有上述的电缆固定用固定部件24。

3个散热板31，32，33如下设置在盒主体11内形成散热部30。首先，下侧的散热板33配设在盒主体的底部，插入孔33c插入盒主体11的固定用突起16。接着，在下侧的散热板33的前后部分33a以及盒主体11的底部上，插入孔32c插入于固定用突起16里以放置当中的散热板32。然后把插入孔32c插入于固定用突起16里，使上侧的散热板放置在当中的散热板的前后部分32a上。并且把旁路二极管20的顶端部分的插入孔插入于固定用突起16，使旁路二极管20放置于上侧的散热板34的前后部分31a上。如此，盒主体11内顺次放置了上，中，下3个散热板31，32，33，旁路二极管20。然后从旁路二极管20的插入孔20a突出的固定用突起16的顶部加热变形，使旁路二极管20以及散热板31，32，33固定在盒主体11上。以这样单纯的固定方法，能够容易并且可靠地把散热部30的3个散热板31，32，33以及旁路二极管20一起固定在盒主体11上。

接着，对于右侧的旁路二极管20的散热部50进行说明。散热部50与上述的左侧的旁路二极管20的散热部30只是左右配设的差异，其他都相同。因此，省略详细的说明。散热部50由互相上下重叠在一起配置的上侧的散热板51与当中的散热板52以及下侧的散热板53构成。上，中，下3枚散热板51，52，53顺次放置在盒主体11之内。并且上侧的散热板51上放置了旁路二极管20。

然后，对于当中的旁路二极管20的散热部40进行说明。当中的散热部40设置在上述的左、右散热部30，50之间，与左、右的散热部30，50彼此不接触。散热部40由互相上下重叠在一起配置的上侧的散热板41与当中的散热板42及下侧的散热板43构成。上，中，下3枚散热板41，42，43顺次放置在盒主体11之内。并且在上侧的散热板51上放置了旁路二极管20。

上侧的散热板51以及下侧的散热板53从平面看为相同的L字形形状，并且从平面看是配置在一致的位置上的。上侧的散热板51是由向前后方向延伸的前后部分51a与从这前后部分51a的前端部分向右方突出的突出部分51b组成(下侧的散热板53也相同，有突出部分53b)。而前后部分51a上有上述插入盒主体11的固定用突起16的插入孔51c。

另一方面，当中的散热板52，平面看为L字形，由向前后方向延伸的前后部分52a与从这前后部分52a的前端部分向左方突出的突出部分52b组成。而前后部分52a上有插入盒主体11的固定用突起16的插入孔52c。这当中的散热板52的前后部分52a的一部分与上下的散热板51，53的前后部分51a，53a的一部分互相上下重叠在一起配置。并且各散热板51，52，53的插入孔51c，52c，53c插入于盒主体11的固定用突起16，由此把各散热板51，52，53固定在盒主体上。另外，当中的散热板52上，放有上述的电缆固定用固定部件24。散热部50的3块散热板51，52，53配设在盒主体的方法与上述的散热板30是同样的，在此省略详细的说明。

如上所所述的端子盒10，对于各旁路二极管20设置了散热部30，40，50。而且因各散热部30，40，50的上侧的散热板31，41，51直接于旁路二极管20相接，所以能够有效地散发旁路二极管20的热量。由此，即使使用散热性不强的组装型二极管作为旁路二极管20使用，也能够避免因旁路二极管20发热引起的温度上升。

另外，各散热部30，40，50分割成3片，由于上下重叠在一起，各散热部30，40，50的散热板的表面积变得大了，也就使各散热部30，40，50的散热板的散热能力增大。因此，与以1片散热板构成各散热部30，40，50相比，为配置散热所需要表面积的散热板的空间就可小得多。就是说，能够抑制各散热部30，40，50的散热板的2次元方向(前后左右方向)扩展，盒主体11内有限空间里有效地配置散热板，提高了散热的效果。由此，即使使用组装型二极管作为旁路二极管20使用，也能够避免因旁路二极管20发热引起的温度上升。以上的效果，可以实现盒主体11，端子盒10的小型化而能够降低成本。由于端子盒的小型化，可减少绝缘封闭所使用的硅酮的充填量，也能够降低成本。

在这里，各散热部30，40，50的当中的散热板32，42，52的一部分夹在电缆固定用固定部件24和盒主体11的底部之间。以前，固定部件24的下方是个死角，本例中，在以前形成死角的各散热部30，40，50的当中配置了散热板32，42，52的一部分，有效地利用了盒主体11的空间。并且，如上所述，在固定部件24的突出部分24a放置了端子板18的一部分(后部)，使端子板18不与各散热部30，40，50的散热板接触。如此，因固定部件24的突出部分24a夹在端子板18和各散热部30，40，50的散热板(当中的散热板32，42，52)之间配置，能够稳定地确保绝缘。同时，可以缩短稳定的绝缘所必需的端子板18与各散热部30，40，50的散热板的距离，以能够抑制盒主体11的上下方向的尺寸，由此能够谋求端子盒的小型化。

另外，以上只是在盒主体11的4个端子板18设置了3个旁路二极管20，对于各旁路二极管20仅说明了关于散热部30，40，50所设置的端子盒10，在一个端子盒中设置的端子板的数量没有特别的限制，例如端子板有2个也可。这时，在盒主体里设置2个端子板，这2个端子板之间配设旁路二极管，对于这旁路二极管设置具有互相重叠在一起配置的若干个散热板的散热部的端子盒。而这样的端子板的数量有2个的端子盒也可达到上述端子盒同样的作用效果。

实施例二

如图10-图12所示，端子板60与上述端子板18(参见图1，图4等)形状相同，并且具有在盒主体11相同配置位置的第1端子板61和这第1端子板61上设置的第2端子板62。就是说，端子板60是具有上、下2片板状体的第1，第2端子板61，62构成的，太阳能电池组件侧的输出端是夹在上、下2片第1，第2端子板61，62之间而连接着的。另外，各端子板60的第1端子板61的基础部分61a的顶端部(前端部)有预备焊锡63。这焊锡层63夹在第1，第2端子板61，62的顶端之间。

各第1端子板61与上述的端子板18是相同形状，也具有二极管连接用的连接部61b，电缆连接部61c，同样配设在盒主体11的固定台14上。各第2端子板62是矩形的金属板，与第1端子板61的基础部分61a配置在平面看略在一致的位置上。在第2端子板62上有固定用安装孔62a。而各端子板60是由插入在第1，第2端子板61，62的安装孔61d，62a的盒主体11的固定用突起15被固定在盒主体上。

端子板60配设在盒主体11时，首先，一边把盒主体11的固定用突起15插入第1端子板61的安装孔61d，一边把第1端子板61的基础部分61a嵌入固定台14的槽14a里。接着，一边把盒主体11的固定用突起15插入第2端子板62的安装孔62a，一边把第2端子板62放置在第1端子板61上。然后，从第2端子板62的安装孔62a突出的固定用突起15的顶部加热变形使第1，第2端子板固定在盒主体11上。

因此使用这样的端子板60，使提高端子板60与太阳能电池组件侧输出端的连接作业的作业性就成为可能。在此，太阳能电池组件侧输出端一般是由很薄的金属箔(例如铜箔)设置的，这金属箔可与端子板60的第1，第2端子板61，62的顶端部之间使用焊锡连接。这焊锡是把太阳能电池组件侧输出端的金属箔夹在端子板60的第1，第2端子板61，62的顶端部之间的状态下进行的。这时，可以使太阳能电池组件的输出端的金属箔的位置对准端子板60的连接位置，把金属箔插入第1，第2端子板61，62的顶端部分之间进行，此作业能够很容易进行。由于能够把金属箔夹在第1，第2端子板61，62的顶端部分之间的状态下进行焊锡，所以能够提高端子板60与太阳能电池组件侧的输出端的连接作业的作业性。还有，由于可以利用在第1端子板61上预先形成的焊锡层，也能够容易进行焊锡作业。

实施例三

上述的图10，图11，图12中表示的端子板60是利用焊锡与太阳能电池组件侧的输出端连接的，但是并非一定需要使用焊锡连接。如图13-图15所示，端子板70不用焊锡连接也是可能的。

图13，图14，图15所示的端子板70与上述的端子板60的结构略同，不同的是端子板70没有焊锡层63。就是说，端子板70与上述的端子板18(参见图1，图4等)形状相同，并且在盒主体11的配置位置也具有第1端子板71和在此相同位置的上设置的第2端子板。由此可使太阳能电池组件侧的输出端夹在上、下2片的第1，第2端子板71，72之间而连接起来。

各端子板71与上述的端子板18是相同的形状，也具有二极管连接用的连接部71b，电缆连接部71c，同样配设在盒主体11的固定台上。各第2端子板72是矩形金属板，第1端子板71的基础部分71a配设在平面看略在一致的位置上。各第2端子板72的顶端部(前端部)朝上方弯曲，在第1，第2端子板71，72的顶端部之间设置了空隙。还有，在第2端子板72上有固定用安装孔72a。由此，把第1，第2端子板71，72的端子孔插入盒主体11的固定用突起15中使各端子板70固定在盒主体11上。

端子板70配设在盒主体11时，首先，一边把盒主体11的固定用突起15插入第1端子板71的安装孔71d，一边把第1端子板71的基础部分71a嵌入固定台14的槽14a里。接着，一边把盒主体11的固定用突起15插入第2端子板72的安装孔72a，一边把第2端子板62放置在第1端子板71上。然后，从第2端子板72的安装孔72a突出的固定用突起15的顶部加热变形使第1，第2端子板固定在盒主体11上。

在端子板70上连接太阳能电池组件侧的输出端的金属箔只要把金属箔插入第1，第2的顶端部之间就行了。这样，可使金属箔夹在第1，第2端子板71，72而被固定。这时，能够容易对准金属箔的端子板70的连接位置，只要把金属箔插入第1，第2端子板，容易进行连接。因此，能够提高端子板70与太阳能电池组件侧的输出端的金属箔的连接作业的作业性。

Claims (6)

1、一种太阳能电池组件用端子盒，其包括一个盒主体，其特征在于，其还包括多个设在该盒主体内的端子板、连接相邻的两个端子板的旁路二极管、由多个重叠设置在该旁路二极管下的散热板组成的散热部，该盒主体的底部设有多个固定用突起，各该固定用突起插入该散热板、该二极管对应设置的插入孔，加热该固定用突起使其变形以固定该散热板与该二极管。

2、根据权利要求1所述的太阳能电池组件用端子盒，其特征在于，该端子板是一块板状体，其前端的上表面设有焊锡层。

3、根据权利要求1所述的太阳能电池组件用端子盒，其特征在于，该端子板包括上、下两块板状体，太阳能电池组件的输出端夹在该上、下两块板状体之间。

4、根据权利要求1所述的太阳能电池组件用端子盒，其特征在于，该端子板包括上、下两块板状体，该两块板状体的前端的上表面之间设有焊锡层，太阳能电池组件的输出端夹在该上、下两块板状体之间。

5、根据权利要求1所述的太阳能电池组件用端子盒，其特征在于，该盒主体内还设有为连接该端子板上的连接电线用的固定部件，该固定部件的一部分夹在该端子板与该端子板下方的散热板之间。

6、根据权利要求5所述的太阳能电池组件用端子盒，其特征在于，至少有一个散热板是夹在该盒主体与该固定部件之间的。

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