CN102007828A - 太阳能电池组件连接盒及其在组件的安装方法 - Google Patents

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Abstract

本发明是一种可以在所有市面常见的太阳能电池组件自动化安装的连接盒。此外，可以在连接盒进行自动装备。采用该方法，可以简易地将连接盒定位到太阳能电池组件的背面并且和太阳能电池组件进行电连接。连接盒包括其中有旁路二极管(12)以及必要的电连接的外壳(5)、其中有形状和太阳能电池组件(4)的扁形电缆(3)的形状相配的承载槽(2)的定位块(1)。电连接的特点是有和扁形电缆(3)相连接的连接端(7)。在外壳(5)或者其盖子上有压紧装置(10)，在连接盒安装之后，压紧装置将扁形电缆(3)和连接端(7)压到开槽(2)中。扁形电缆(3)和连接端(7)之间的电连接通过接触卡(8)实现，或者通过钎焊或者点焊实现。两个不同款式的连接盒采用的安装方法也不同。

Description

太阳能电池组件连接盒及其在组件的安装方法
技术领域
本发明是一种可以在所有市面常见的太阳能电池组件自动化安装的连接盒。此外，可以在连接盒进行自动装备。采用该方法，可以简易地将连接盒定位到太阳能电池组件的背面并且和太阳能电池组件进行电连接。
背景技术
从当前的技术状态来看，已经有用于对太阳能设备中的单个太阳能电池组件进行电连接的连接盒。连接盒是固定在太阳能电池组件的背面。在连接盒中安装有旁路二极管（或者有同样功能的功率半导体器件），作用是防止太阳能电池组件被部分遮蔽时防止太阳能电池组件因局部过热（热斑）而损坏。 
由于太阳能设备的应用越来越广泛，因此对连接盒的需求也越来越大。同时，由于根据再生能源法规定的太阳能发电的价格递减，生产连接盒的成本压力也越来越大。与此同时，在对连接盒的质量要求越来越高，因为投入使用的太阳能电池组件的功率越来越大。在较为大型的太阳能设备中，由于反向电流较大，这就需要通过连接盒有更好的旁路二极管散热作用。
目前，将连接盒安装到太阳能电池组件的方法往往是采用手工安装。对连接盒的装备也大多是采用手工安装。出于以上所说的时间压力和成本压力，急需找到可以全自动化地完成这两个工序的方法。但是生产的自动化也不能以降低连接盒质量作为代价，尤其是不能采用会影响旁路二极管散热的方法。
对连接盒的自动装备本来是可以考虑使用电路板的。但是由于在工作期间，连接盒内的温度波动很多，电路板有发生断裂的可能，或者最轻也会发生接触不良的情况，因此不能采用电路板。
从当前的技术状态来看，已经有将自动化装备的连接盒采用较少的工作量安装到太阳能电池组件的多种不同的方法。
例如在DE 101 54 234 A1中讲述了一种板状的太阳能电池组件和连接单元（连接盒）组成的结构，其中太阳能电池组件和连接盒彼此粘合到一块并且通过连接段相互电连接。在连接单元中有导电的冲裁格栅，其中有已经成形的连接段。冲裁格栅最初是整块的，其各个节段通过桥接而连成一体。电子元器件和连接电缆焊接到冲裁格栅。然后拆除桥接件。冲裁格栅和元器件一道用塑料浇注，连接段暴露在塑料之外。在将连接单元装配到太阳能电池组件时，将太阳能电池组件的导线焊接到连接段。
但是，这种对安装和装备的简化会负面地影响连接单元的质量：旁路二极管位于浇注体的内部，其产生的热量只能通过连接线和冲裁格栅散发。也就是说，通过连接单元的散热是不足的。此外，拆除冲裁格栅桥接件的工作也很麻烦。一旦浇注的电气元器件有一个发生损坏，则需要更换整个连接单元。
发明内容
本发明的任务是消除现有技术状态中存在的不足之处。 
尤其是要发明一种可以全自动化地安装到所有市面常见的太阳能电池组件的连接盒。采用该方法，可以简易地将连接盒定位到太阳能电池组件的背面并且和太阳能电池组件进行电连接。
根据发明，该任务已经由权利要求1和6的特征得到解决。发明的连接盒的其他优点见权利要求2至5以及10和11。
连接盒中安装有旁路二极管以及带有连接端的所有必要的电连接。根据本发明，连接盒有一定位块、点样能电池组件扁形电缆的沟槽，其中沟槽的形状和扁形电缆的形状相配。在外壳或者罩盖上安装有压紧装置，后者在安装好的连接盒将扁形电缆和固定在连接端的接触夹压到定位块的槽中。
定位块上有导销，在外壳中有供导销啮合的开口。这样，可以通过简便的插接即可对外壳进行定位。导销通过夹子啮合到连接盒的外壳中，由此建立可靠的连接。
在可以快速、简便地安装到太阳能电池组件的连接盒款式，连接端有夹持已经安装的连接盒扁形电缆的接触夹。在粘合连接盒外壳的同时，和太阳能电池组件之间的电连接自动建立。压紧装置将夹子和扁形电缆压紧在定位块的槽中。在每个槽中有两个开口，供接纳接触夹的两个舌部之用。
由于某些太阳能电池组件生产商在其要求规格中指明要将太阳能电池组件的连接线和连接盒的连接线进行焊接，因此在另一种款式的连接盒，连接端和扁形电缆位于定位块的槽中并焊接相连。在罩盖的内面有一个塑料盖，后者将定位块完全盖住。在塑料盖中有一个压紧装置，后者将连接端和扁形电缆压入到定位块的槽中。
连接盒的电连接由冲裁的包裹有塑料的导体电路构成。导体电路分别由两个塑料制成的半壳包绕。 
采用冲裁的导体电路可以实现连接盒装备的全自动化装备。和采用电路板不同的是，冲裁导体电路可以承受较大的温度波动。
根据本发明，将连接盒安装到太阳能电池组件的方法是首先将定位块粘合到太阳能电池组件上。扁形电缆铺设到预先准备好的开槽中。
下一步是定位块的导销被推入到外壳上有相应形状的开孔中，由此将连接盒的外壳和太阳能电池组件对齐。
最后是将外壳和太阳能电池组件粘合。在粘合之后，定位块被外壳完全包围。由此使其受到保护而不受气候影响。此外，由于保证了没有裸露的电线，因此也防止了由于意外接触而遭受电击的危险。 
根据连接盒款式的不同，连接端和太阳能电池组件扁形电缆之间的电连接有两种方式，一种是在粘合时通过接触卡而自动连接，另一种是通过后续焊接连接。
带有接触卡的连接盒外壳安装在罩盖闭合的状态进行。在粘合时，外壳被压到太阳能电池组件的背面。由此，接触卡被压紧装置压到位于定位块开槽中的扁形电缆。接触卡包裹扁形电缆，由此确保了良好的电连接。 
在需要焊接连接线的应用场合，将连接盒安装到太阳能电池组件的方法是，首先将不带盖罩的连接盒外壳粘合到太阳能电池组件。带有太阳能电池组件扁形电缆的定位块突出于外壳底部的开口中。焊接扁形电缆和连接盒的连接端。最后用盖子将外壳盖住。 
 
附图说明
在下例中对根据发明的连接盒较为详细地阐述，其中：
图1： 带有定位块的打开的连接盒的俯视图，
图2： 安装到太阳能电池组件的定位块的俯视图，
图3： 采用接触夹实现电连接的、带有扁形电缆和连接盒连接端的定位块侧面剖面图，
图4： 采用焊接方式实现电连接的、带有扁形电缆和连接盒连接端的定位块侧面剖面图，
附图标记说明：
1 定位块
2 开槽
3 扁形电缆
4 太阳能电池组件
5 外壳
6  导销
7 连接端
8  接触卡
9 舌部
10 压紧装置
11 开口
12 旁路二极管
13 半壳
14 插塞接头
具体实施方式
连接盒可以全自动地安装到所有市面常见的太阳能电池组件 (4)。为了可以满足各种不同构造形式的需要，可以采用相应的不同定位块 (1)。连接盒和太阳能电池组件 (4) 之间的电连接通过接触卡 (8) 实现。如上所述，和太阳能电池组件 (4) 之间的电连接亦可通过钎焊或者点焊实现。
通过接触卡 (8) 将连接盒安装到太阳能电池组件 (4) 的方法是，首先用有机硅粘合剂或者双面胶带将定位块 (1) 粘贴到太阳能电池组件 (4) 的背后（见图2/3）。将太阳能电池组件的扁形电缆 (3) 相应地弯曲，使其位于在定位块 (1) 准备好的开槽 (2) 中。接着，将闭合的外壳 (5) 通过定位块 (1) 的导销 (6) 定位到太阳能电池组件 (4)，将外壳 (5) 和太阳能电池组件 (4) 粘合。导销 (6) 通过卡夹啮合到外壳 (5) 的开孔中，这样既可确保可靠的连接，又不会给太阳能电池组件造成机械负荷。在安装外壳 (5) 时，接触卡 (8) 卡住扁形电缆 (3)，在此过程中接触卡 (8) 通过集成在罩盖内面的压紧装置 (10) 被压向扁形电缆 (3)。接触卡 (8) 的舌部 (9) 和开槽 (2) 中的开口 (11) 啮合（见图3）。
通过钎焊和点焊安装太阳能电池组件的方法是，首先粘贴定位块 (1)，将扁形电缆 (3) 铺设到定位块 (1) 的开槽 (2) 中。接着将（不带盖子的）外壳 (5) 用有机硅粘合剂或者双面胶带固定到太阳能电池组件 (4)。将扁形电缆 (3) 钎焊或者点焊到连接端 (7)。定位块 (1) 既保证了和太阳能电池组件之间有足够的间距，同时也保证了扁形电缆 (3) 之间的间距。在闭合外壳 (5) 时，扁形电缆 (3) 被集成在罩盖内面的压紧装置 (10) 压到定位块 (1) 的开槽 (2) 中而固定（见图4）。塑料盖安装在罩盖的内面，这样在关闭罩盖时，定位块 (1) 被塑料盖盖住。
连接盒的电接线由冲裁的铜质导体电路组成，除了连接端 (7) 之外，导体电路的整个长度都被两个塑料半壳 (13) 包裹。塑料半壳 (13) 可以集成在外壳 (5) 中，或者作为单独的部件。通过这种方式，连接盒的电防护等级可以达到2级。
旁路二极管 (12) 和冲裁导体电路通过插塞接头 (14) 相连，其中导体电路为插座，旁路二极管的连接线为插头。采用这种结构，可以简易地更换发生损坏的旁路二极管 (12)。更换时，只需在打开罩盖之后，将旁路二极管连同绝缘一道从插塞接头中拔出，让后插接新的。

Claims (6)

1.有外壳 (5) 的连接盒，外壳中安装有旁路二极管 (12) 和必要的电连接，其中电连接有连接端 (7)，用于连接太阳能电池组件 (4) 的扁形电缆 (3)，其特征是：连接端 (7) 和接触卡 (8) 相连，接触卡有两个舌部 (9)，在连接盒的安装状态，舌部包裹扁形电缆 (3)，连接盒有一个定位块 (1)，定位块 (2) 中有容纳太阳能电池组件 (4) 的扁形电缆 (3) 的承载槽 (2)，承载槽 (2) 的形状和扁形电缆 (3) 的形状相配，每一开槽 (2) 带有两个开口 (11)，在外壳 (5) 或者外壳盖子安装有一压紧装置 (10)，压紧装置将扁形电缆 (3)、连接端 (7) 和接触卡 (8) 压入到定位块 (1) 的开槽 (2) 中，接触卡 (8) 的两个舌部 (9) 分别和两个开口 (11) 中的一个啮合。
2.根据要求1的连接盒，其特征是：定位块 (1) 有导销 (6)，导销在安装的连接盒啮合到外壳 (5) 的开口中。
3.根据要求1和2的连接盒，其特征是：电连接有塑料包裹的冲裁导体电路。
4.根据要求1至3的连接盒，其特征是：导体电路有两个塑料制成的半壳 (13) 包裹。
5.根据要求3和4的连接盒，其特征是：旁路二极管 (12) 和导体电路通过插塞接头 (14) 相连。
6.将连接盒安装到太阳能电池组件的方法，其特征是：安装过程包括以下步骤
- 粘合定位块 (1) 和将扁形电缆铺设到开槽 (2) 中，以及
- 通过将导销 (6) 推入到外壳 (5) 的开口中定位对齐连接盒， 
- 将闭合状态的外壳 (5) 粘合到太阳能电池组件 (4)，定位块 (1) 被外壳 (5) 完全盖住，接触卡 (8) 被压紧装置 (10) 压到扁形电缆 (3) 使接触卡 (8) 卡住扁形电缆 (3)，由此建立扁形电缆 (3) 和连接端 (7) 之间的电连接。
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