CN103378203B - 用于太阳能模块的连接装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于太阳能模块的连接装置，包括壳体(2)、至少一个安置在所述壳体中的接触轨(100)，以及至少一个用于接触电导体(20)的接触装置(200)，所述接触装置(200)能够配合到接触轨(100)上，并能够至少在初始位置(AS)和最终位置(ES)之间运动。

Description

用于太阳能模块的连接装置

技术领域

本发明涉及用于太阳能模块的连接装置，其具有壳体、安置在壳体中的接触轨、和用于接触电导体的电接触装置。

背景技术

光伏太阳能模块或者太阳能面板典型地包括多个太阳能电池，其将辐射能直接转化为电能。在太阳能模块的后侧，通常设置有电连接装置，该电连接装置用于电连接太阳能模块的电导体，例如从其中伸出的箔（foil）或者平坦的导体或者条，到连接电缆。经由连接电缆，多个连接装置以及从而太阳能模块可以彼此电连接。例如，太阳能模块的串联是传统的以为了实现产生更高的电压。而且，太阳能模块可以经由连接电缆连接到其它的装置，例如，换流器。

在传统的结构中，电连接装置，其通常也称作太阳能箱，包括具有用于引入有关的太阳能模块的箔或者平坦导体的电接触区域的贯穿凹陷的壳体，以及安置在壳体内部用于电接触箔导体的接触装置。接触装置包括例如焊接到夹持件的导体轨，太阳能模块的箔导体可以电连接到导体轨，并且上方提到的连接电缆也可以电连接到导体轨。例如，从DE102005025632A1已知通过所谓的Ω弹簧或者Ω夹持件实现电接触。

这产生问题，即，该电接触打算通过相对冗长的方法来进行配置，并且接触质量在后来检测起来非常困难。

而且，Ω夹持件的特定的结构和/或组件本身具有特定的缺点。例如，利用这样的夹持件，难以执行太阳能箱尺寸的进一步减小。而且，生产这样的夹持件是复杂的。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于太阳能模块的连接装置，其具有紧凑的接触装置，该接触装置生产起来简单但仍能够实现箔导体的可靠接触。

本发明的目的通过用于太阳能模块的连接装置来实现。本发明的有利的发展、其它特征和/或优点将从下面的描述中变得明显。

根据本发明的连接装置包括壳体、安置在壳体中的至少一个接触轨、和用于接触电导体的至少一个接触装置，所述接触装置能够配合到接触轨，并能够至少在初始位置和最终位置之间移动。

接触轨尤其用作导体轨，并且当接触箔导体时，以已知的用于这种类型的连接装置的方式传递电流。接触轨包括例如至少一个二极管保持构件，这对于这样的装置是传统的。连接装置根据需求可以构造为具有一个或多个接触轨，每个导体轨能够通过二极管彼此电连接。接触轨例如为构造为冲压栅的导体轨。例如，接触轨在用于将箔导体引入连接装置中的插入开口和连接电缆的电缆连接区域之间延伸。

例如，初始位置可以是其中安装在接触轨上的接触装置不接触电导体以使得仅在最终位置才执行接触装置和导体之间的接触的位置。

最终位置是例如其中电导体依靠至少接触装置进行夹持的位置。在这样的优选实施例中，最终位置可以相应地也称作夹持位置。

优选地，安置在接触轨上的接触装置在初始位置和最终位置二者抵靠着接触轨施加夹持动作，但是仅在最终位置形成与导体的接触。这有助于形成紧凑的结构形式，因为接触轨以优化的方式使用，但是不仅具有传输电流的作用，还用于夹持或者接触箔导体。

接触装置优选地为分离的部件，也就是说，与接触轨分离的部件。这使得能够简单且成本有效地生产接触装置以及接触轨。

在连接装置的一个实施例中，接触装置构造为以使得接触空间形成在接触装置的内周边面和接触轨之间。这给予接触装置的紧凑结构的优点。接触装置的结构高度从而可以减低，因为接触空间部分地由接触轨形成。而且，这给予接触轨自身可以保持紧凑的优点。

根据另一优选实施例，接触装置包括上壁，该上壁的内侧与接触轨的表面相对。相应地，具有特别紧凑结构形式的连接装置是可能的，因为当从接触轨的纵向观察时，接触装置不必构造为在接触轨后面。也就是说，根据这个实施例的接触装置和接触轨不必一个安置在另一个后面即串联。这使得能够实现接触装置的特别紧凑的结构，由此实现连接装置的内部空间的优化使用。

根据优选实施例，上壁包括工具通孔。这使得能够有效利用空间并有利于接触装置的紧凑结构形式。

根据另一优选实施例，夹持装置从上壁突出到接触空间中。夹持装置例如为弹性臂，在初始位置，该弹性臂弹性地抵靠接触轨，从而与接触轨一起施加夹持作用。在最终位置，弹性臂同样抵靠接触轨，箔导体从而在最终位置夹持在弹性臂或者夹持装置的接触部分与接触轨之间。结果，接触轨以优化的方式被使用，由此减小了接触装置的结构形式。

至少一部分夹持装置可以，如果期望的话，延伸到接触空间外面，至少夹持装置的接触部分，即直接接触导体的部分，优选地位于接触空间中。弹性臂例如构造为薄片状的弹簧、弓形弹簧或类似物。

根据优选实施例，夹持装置进一步具有工具接合部分。

根据特别优选的实施例，在初始位置，夹持装置抵靠接触轨。相应地，可靠的接触得以保证，因为夹持装置的初始位置使得其准备好抵靠接触轨。结果，不需要复杂的验证或者检查以保证夹持装置位于夹持位置。

在本发明的另一实施例中，连接装置的接触装置包括至少一个侧壁，该侧壁具有定位装置，该定位装置在接触装置的纵向延伸。定位装置可以例如构造为位于侧壁中的凹陷的形式以使得该凹陷接收接触轨的纵向侧面。因此，可以实现接触装置在接触轨上的可靠的组装。例如，接触装置的两个相对的侧壁具有这样的定位装置。在组装接触装置后，接触轨相应地在接触空间中形成某种类型的底部，接触装置的侧壁从而形成侧壁，接触装置的与接触轨相对的上壁形成接触空间的盖。

接触装置的侧壁之间的最大间隔优选地选取为以使得它大致对应接触轨的宽度。在具有作为定位装置的凹陷的实施例中，例如，最大间隔为从一个侧壁的凹陷的底部到另一侧壁的凹陷的底部所测量的间隔。相应地，接触装置可以可靠地固定到接触轨。

而且，替代定位装置，或者除了定位装置之外，接触装置的侧壁可以具有至少一个接合装置。接合装置的一个优点在于，相对于接触轨特别可靠地保持接触装置，因为接合装置抵抗接合在夹持装置中的工具的力，以为了提升它。接合装置可以例如从侧壁突出，并包括例如多个突起，这些突起分布为以使得它们在接触装置组装后抵靠接触轨的上侧面和下侧面。接触轨的特定的适配不是必需的以使得可以实现接触装置的成本有效且可靠的固定。

根据另一优选实施例，接触装置可以由金属片材料构造为一体的，特别地形成为一件。这允许成本有效且简单地生产接触装置。接触装置为独立于接触轨的部件，从而可以以成本有效的方式生产。

附图说明

下面参照实施例和附图更详细地解释本发明，在附图中：

图1是根据第一实施例的连接装置的透视图；

图2是接触装置的第一实施例的透视底视图；

图3是准备好使用的接触装置的第一实施例的后部部分省略（broken away）的透视图；

图4是根据图2的接触装置的前端视图；

图5是用于提供接触装置中的平坦电导体的第一组装步骤的根据图3的接触装置的侧剖视图；

图6是在设置平坦导体在接触装置的过程中第二组装步骤的类似于图5的视图；

图7也是当平坦导体被固定在接触装置中时的第三组装步骤的类似于图5的视图；

图8是平坦导体与接触装置的第一实施例的配置的电连接的透视图；

图9是接触装置的第二实施例的后部部分省略的透视图；

图10是要根据图9形成的接触装置的第二实施例的前侧视图；

图11是用于具有根据第三实施例的接触装置的太阳能模块的连接装置的透视图；

图12是接触装置的第三实施例的透视图；

图13是来自图12的接触装置的组件的后部部分省略的透视图；

图14是准备好使用的接触装置的第三实施例的后部部分省略的透视图；

图15是来自图14的接触装置的侧视图，其示出在设置平坦导体在接触装置的过程中的第一组装步骤；

图16是在固定平坦导体在接触装置的过程中的第二组装步骤的类似于图15的视图；和

图17是平坦导体与接触装置的第三实施例的配置的电连接的透视图。

具体实施方式

图1(以及图11)示出用于太阳能模块的电连接装置1或者太阳能箱1，其具有四个电接触设备或者装置10，用于电接触太阳能模块的电导体20，特别地箔导体20(参见图6-8和15-17)。

接触装置200构造为以使得它可以形成用于电导体20与属于它的接触轨100的电夹持连接。

接触轨100构造为导体轨100，特别地具有二极管保持构件的Z导体轨100，在根据图1的实施例中示出了三个二极管D。二极管D的功能为本领域技术人员熟知的，在此不再赘述。在根据图1所示的实施例中，可以看到四个接触轨100，两个靠外的接触轨还具有用于连接电缆的电缆连接区域。

接触轨100(特别地参见图1、3、9、11、13)具有用于接触导体20的电接触部分110或者用于接触装置200的用来夹持导体20的组件部分110，以及更扩大的部分（moreextensive portion）120。更扩大的部分120在外接触轨的情形中用作用于连接电缆的接触区域，所述连接电缆通过设置在壳体2中的连接电缆引入开口15被引入连接装置的内部空间中。

壳体2具有用于将箔导体20引入到壳体2的内部空间中的引入开口3、与引入开口3相关联的导体轨100的末端安置在引入开口3上方(图1)。

导体轨100的接触部分110优选地构造为以使得为平坦的，特别地，矩形或者正方形的，并且具有窄的纵向侧面112和平坦的纵向侧面114。而且，更扩大的部分120可以具有衬套（collar）122或者台肩122，用于安装导体轨100上的接触装置200直接在接触部分110的旁边，优选地在窄的纵向侧面112处。衬套122具有这样的尺度以使得接触装置200不能被进一步推动到导体轨100上或者挤压在其上。附图分别进一步示出接触部分110以及任选的接触轨100的纵向范围L或者纵向轴L，以及接触装置200的纵向方向L。

在前两个实施例(参见图1-10)中，接触装置200包括罩201，其具有两个壁210和连接这两个壁的上壁230。两个侧壁210横向配置在罩201中，也就是说，它们固定在接触装置200到接触部分110的组装最终位置，特别地，接触部分110的窄的纵向侧面112，侧壁210安置为大致平行于窄的纵向侧面112。窄的纵向侧面112和侧壁210全部优选安置为彼此平行。而且，在接触装置200已经安装在导体轨100上后，上壁230为大致平行于接触部分110或者其表面111。

罩210优选地在三个侧面包围长方体或者立方体空间或者接触空间KR。特别地，接触装置200或者罩201的内周边面与导体轨100的接触部分110的表面111一起形成接触空间KR。在接触装置200被固定到导体轨100的接触部分110上后，接触部分110具有罩201的底壁的功能，这可以在图4中最好地看出。

从上壁230的后缘，接触弹簧260或者夹持装置260突出到接触空间KR中以使得夹持装置260的远端突出超过上壁230的前缘(见图8和9)。如可以在图6中看出的，接触弹簧260从上壁230的后缘刚开始稍微进一步向后延伸(在根据图6的箭头30的方向)，然后以例如延伸过110°和160°之间的弧度向下弯曲，并在罩201的下边界的方向成一定角度延伸。在罩201的中心区域，接触弹簧260再一次具有延伸过例如30°和90°之间的弧度，然后直线延伸远至超过罩201的外部边界或者上壁230的前缘的位置。

接触弹簧260在中心部分中具有多个从其切割或冲压而出的弹性板262或者肋262。也就是说，弹性板262在两个侧面处连接在接触弹簧260中，在一个侧面处连接在罩201的后部边缘的区域中，以及另一侧面处，连接到接触弹簧260的自由的纵向末端部分，该纵向末端部分优选地构造为以使得在接触弹簧260的横向方向闭合。在自由纵向末端部分，接触弹簧260具有促动装置264或者工具接合部分264，以为了致动，特别地提升，接触弹簧260。促动装置264优选地为凸片264形式，该凸片264从接触弹簧260切割或者冲压，并且弯曲出接触弹簧260的相应的平面。代替凸片264，例如，也可以使用贯穿凹陷。

接触弹簧260优选地配置为以使得它抵靠接触部分110，接触部分110至少在一个侧面具有凹槽，在组装接触装置200后具有机械预张紧。在此情况下，接触弹簧260的弧形成用于罩201的中心区域中的导体20的限定的接触区域263。当接触弹簧260位于机械释放位置，例如如图2所示，接触弹簧260可以构造为以使得它突出到用于接触部分110的组装区域中；在组装过程中，接触弹簧260然后滑动到接触部分110上以使得接触区域263在组装后直接抵靠接触部分110，也就是说在初始位置AS。

在图1-8所示的第一实施例中，接触装置200配置为以使得它在纵向L被推到接触轨100上(见图3)。这例如可以通过工具30或者用手执行。接触装置200被推到远至衬套122以使得保证正确的组装。在组装后，接触夹持装置200然后处于被夹持到接触部分110的状态，并处于初始位置AS。为此目的，两个侧壁210优选地具有大致相同的固定部分212或者区域212。侧壁210或者固定部分212在朝向侧壁210的自由端的下区域中具有定位装置213，该定位装置213主要或者大致在纵向L延伸，并且可以分别形成为例如珠子213或者凹陷213。

定位装置213延伸通过侧壁210，210，优选地平行于罩201的边缘和/或优选地在整个纵向范围L内。定位装置213优选地形成为以使得接触夹持装置200的金属片以半个管的形式或者通道的形式在侧壁210的自由纵向末端部分弯曲，这可以在图2-4和10中清楚的看出。

结果，在该第一实施例中，夹持装置或者弹性臂260，特别地弹性臂260的接触区域263，抵靠着接触轨110在初始位置AS和最终位置ES都预张紧，而箔导体20被夹在最终位置ES。通过工具接合在工具接收构件260中，弹性臂260移出它的初始位置AS以使得箔导体20可以被推到接触空间KR中。在箔导体20已经被引入后，弹性臂260移入最终位置ES，在其中，箔导体夹持在弹性臂260和接触轨100中。

相应地，上壁230安置为与导体轨100的表面相对以使得弹性臂260作用在导体轨上。这有利于形成紧凑的结构形态，因为导体轨100被优化使用，而不仅仅是实现传输电流的功能，还有利于箔导体的夹持效果。

在如图9和10所示的第二实施例中，接触装置200配置为以使得它可以在横向方向布置或者夹持配合在接触部分110上，也就是说，相对于纵向L（参见图10）成90°的偏置状态，以为了由此安装接触装置200在接触轨100上。为此，侧壁210具有类似于第一实施例的定位装置213。在接触装置200的组装过程中，定位装置213的功能类似于铰链213，这可以在图10中最好地示出。

第二侧壁210的另一个固定部分212具有接合装置214或者夹持配合装置214。接合装置214具有三个接合构件215，这三个接合构件215在接触夹持装置200已经安装在导体轨100上(参见图9)后将接触部分110的窄的纵向侧面112夹持在它们之间。在此情况下，接合装置214的至少两个接合构件215彼此相对。第二侧壁210的自由纵向末端部分具有两个接合构件215，所述两个接合构件215在接触装置200组装后与从侧壁210切出的接合构件215配合。切出的接合构件215安置在自由纵向末端部分的两个接合构件215之间，但是处于与其竖直偏置的状态中(参见图9)。

第二实施例的接触装置200如下组装。首先，具有第一侧壁210的定位装置213的接触装置200抵靠着接触部分110的第一窄的纵向侧面112倾斜布置，这示出在图10中。随后，整个接触装置200绕接触部分110的纵轴L向着所述部分枢转，第二侧壁210的接合装置214接合或者夹持配合接触部分110的第二窄的纵向侧面112，这示出在图9中。

在组装后，接触装置200然后以被锁定或者夹持的方式被固定到接触部分110以使得接触装置200处于它的初始位置AS。

结果，如在第一实施例中，夹持装置或者弹性臂260在这个第二实施例中同样在初始位置AS和最终位置ES抵靠着接触轨100预张紧，箔导体20被夹在最终位置ES。通过工具接合在工具接收构件260中，弹性臂260移出它的初始位置AS以使得箔导体20可以被推入接触空间KR中。在箔导体20已经引入后，弹性臂260移入到最终位置ES，在其中，箔导体20夹持在弹性臂260，特别地其接触区域263，与接触轨100之间。

上壁230相应地安置为以使得与接触轨或者导体轨100的表面111相对以使得弹性臂260作用在导体轨100上。这有利于形成紧凑的结构形态，因为导体轨100被优化使用，而不仅仅是实现传输电流的功能，而且还有利于箔导体20的夹持动作。

下面参照图5-7更详细地解释根据第一和第二实施例的箔导体20的接触。图5示出在初始位置AS的接触弹簧260，其中接触弹簧260抵靠接触轨100。首先，接触弹簧260的接触区域263必须被提升以使得箔导体20可以被引入接触装置200的接触空间KR中。为此，接触弹簧260通过促动装置264被提升，这可以例如通过螺丝刀30手动进行，或者自动进行，以使得相应的工具可以向着工具接合部分264移动(图5)，接触装置200的上壁230具有贯穿凹陷232，该凹陷232优选地构造为工具通孔232，工具30可以通过该通孔232向着工具接合部分264移动。

随后(图5=>6)，工具30定位在贯穿凹陷232的边缘上，并向下枢转(见图5)以使得接触区域263升高。导体20现在可以被引入由接触装置200和接触轨100形成的接触空间KR(图6)。如果导体20处于正确的位置，提升接触区域263的工具30被移除以使得接触弹簧260的接触区域263向后移动并抵靠着接触部分110的表面111夹紧导体20，由此接触装置200的最终位置ES也得以实现。

在第三实施例(见图11-17)中，不同于前两个实施例，罩201具有单一侧壁240，该单一侧壁240也可以称作底壁250和上壁230或者罩201的接触弹簧260(见下面)之间的过渡区域240。罩201或者接触装置200构造为以使得它可以在接触轨100的接触部分110上推动，接触装置200从而在最终位置与接触部分110接合。在此情况下，接触装置200在抽取（abstracted）状态构造为V状支架，其可以配合在接触部分110上并可以经由侧壁240中的贯穿凹陷242也就是V状支架的背面(见图13和14)安装在其上。

在接触装置200已经安装在接触部分110上后，如图15和16所示，贯穿凹陷242的上边缘243和优选地设置在下壁250上或者从下壁250切割或者冲压而出的前接合凸片252的内边缘253，在接触部分110的一个侧面上与下壁250，优选地下壁250的在接触部分110的另一侧上向内突入到罩210中的突起254，协作。也就是说，接触部分110夹持在贯穿凹陷242的上边缘243、接合凸片252的内边缘和下壁250的突起254之间，这可以在图15和16中最好地看出。在此情况下，突起254可构造为例如珠子254。

接触弹簧260优选地同样构造为薄片状的弹簧260或者肋弹簧260。在此情况下，优选地，接触弹簧260配置为上壁230中的薄片状的弹簧装置260或者肋弹簧装置260。接触弹簧260再一次地具有单独的弹性板262或者肋262，弹性板262或者肋262在中心部分具有至少一个为突起形式的接触区域263。优选地以双S状方式布置在弹性板262中的两个接触区域263，优选地分别被每个弹性板262使用。

取决于视角，在这个实施例中，接触弹簧260集成在上壁230中，或者上壁230自身为接触弹簧260。这是因为整个上壁230经由侧壁240或者过渡区域240从接触装置200的在接触部分110上的组件是可弹性移动的(图15)。在自由端，上壁230或者接触弹簧260优选地分别横向地，也就是在横向末端处横向地，具有接合装置236，接合装置236优选地构造为凸片236，凸片236在下壁250的方向延伸，并且在自由端上完全，优选地，弯曲通过至少大约90°，特别地通过大约180°。

上壁230或者接触弹簧260的自由端安置在凸片236之间，弯曲凸片从而能够在此情况下设置为用于导体20(仅图17)的简化引入。接合装置236配置为以使得它们可以在接触夹持装置200的夹持位置或者最终位置ES(见图16)接合在下壁250后面或者下面。为此，下壁250被向前拉动到相应程度，并优选地横向地具有突起256或者接合台肩256，用于与接合装置236接合。

从接触装置200的初始位置AS开始(见图15)，更详细地解释导体20在接触装置200的接触空间KR中的固定。在初始位置AS，接触装置200处于打开位置，也就是，在接触部分110上具有打开的接触弹簧260，导体20从而能够向前移动通过与侧壁240相对的开口，进入其接触夹持装置200或者罩201(接触空间KR)中。在此情况下，用于引入导体20的开口位于两个接合装置236之间，在接合凸片252上方以及在上壁230的自由端下面(见图15)。

导体20手动地或者以自动方式向前移动通过这个开口，进入到接触部分110和接触弹簧260之间的接触空间KR(见图15)。如果导体20处于其正确的位置，上壁230或者接触弹簧260在向着下壁250的方向仅向下移动，这可以手动地或者通过工具30进行。在此情况下，接合装置236接合下壁250上的突起256以使得接触装置200呈现在它的最终位置ES(图16)。同时，弹性板262向着下壁250移动，并抵靠着下壁250挤压导体20，由此它被夹持在接触夹持装置200中。

弹性板262优选地设置在接触装置200的内部以使得它们在横向方向延伸至少远至用于引入导体20的开口。优选地，弹性板262甚至在横向方向盖住比导体20或者用于引入导体20的开口更大的区域(见图17)。而且，接触装置200的可以横向地设置在接触部分110的外部侧面上的那些部分在接触装置200的内部形成实际夹持，两个夹持件中的单个夹持件能够由接合装置236及其突起256闭合。夹持件的弹性力源自于在贯穿凹陷242的另一侧处的横向壁240或者过渡区域240。

Claims (10)

1.一种用于太阳能模块的连接装置，包括：

壳体(2)；

安置在所述壳体(2)中的至少一个接触轨(100)；

用于接触电导体(20)的至少一个接触装置(200)，所述接触装置包括侧壁(210)，所述侧壁具有适于固定所述接触轨的侧边缘的固定部分(212)，所述接触装置还包括上壁(230)，所述上壁的内侧(231)与所述接触轨的表面(111)相对；以及

夹持装置(260)，所述夹持装置能够至少在初始位置(AS)和最终位置(ES)之间运动，

其中，所述夹持装置(260)在所述最终位置(ES)将所述电导体与所述至少一个接触轨夹持在一起。

2.如权利要求1所述的连接装置，其特征在于，所述接触装置(200)以这样的方式构造以使得在所述接触装置(200)的内周边面和所述接触轨(100)之间形成接触空间(KR)。

3.如权利要求1所述的连接装置，其特征在于，所述上壁(230)包括工具通孔(232)。

4.如权利要求2所述的连接装置，其特征在于，所述夹持装置(260)从所述上壁(230)突出到所述接触空间(KR)中。

5.如权利要求4所述的连接装置，其特征在于，所述夹持装置(260)具有工具接合部分(264)。

6.如权利要求4或者5所述的连接装置，其特征在于，所述夹持装置(260)在所述初始位置(AS)抵靠所述接触轨(100)。

7.如权利要求1所述的连接装置，其特征在于，所述侧壁具有定位装置(213)，所述定位装置在所述接触装置(200)的纵向(L)延伸。

8.如权利要求1所述的连接装置，其特征在于，所述侧壁具有至少一个接合装置(214、215)。

9.如权利要求1所述的连接装置，其特征在于，所述接触装置(200)构造为一体。

10.如权利要求1所述的连接装置，其特征在于，所述接触装置(200)由金属片材料形成为一件。