CN103765763A

CN103765763A - 接线盒

Info

Publication number: CN103765763A
Application number: CN201280042086.3A
Authority: CN
Inventors: 小保罗.D.罗曼; S.D.格拉蒂尼; M.E.劳尔曼; S.D.萨塔扎恩
Original assignee: Tyco Electronics Corp
Current assignee: TE Connectivity Corp
Priority date: 2011-08-29
Filing date: 2012-08-15
Publication date: 2014-04-30
Anticipated expiration: 2032-08-15
Also published as: EP2751849A1; EP2751849B1; CN103765763B; WO2013032704A1; US20130048334A1

Abstract

一种接线盒用于将光伏（PV）模块电连接至具有配合导体的配电系统。所述接线盒包括构造为将被安装于PV模块上的壳体，所述壳体包括配合接口以及形成于壳体用于接合PV模块的箔片的开口。所述壳体构造为与配电系统的配合导体在配合接口处配合。接合特征定位于壳体中以固定在PV模块的箔片和配合导体之间形成电连接的部件。

Description

接线盒

技术领域

这里描述的和/或图示的主题总体上涉及光伏（PV）模块，具体地涉及用于使得PV模块和配电系统相互连接的接线盒。

背景技术

为了从太阳能中产生电能，根据需要的电压和当前的参数，PV模块包括多个并行和/或串行互连的PV单元。PV单元本质上是大面积的半导体二极管。由于光伏效应，当PV单元被例如太阳光的光源照射时，在PV单元中光子的能量被转换为电能。在PV模块中，PV单元一般夹于透明面板和电介质基片之间。PV模块中的PV单元一般通过例如金属箔片的导电箔片互连。机械并且电性地连接在一起的多个PV模块有时被称作为PV面板。

多个PV模块和/或PV面板经常是串行地和/或并行地互连，以形成PV阵列。接线盒一般用于将PV模块和/或PV面板电性地彼此连接以及电性地连接至配电系统。每个接线盒包括安装于相应PV模块的电介质基片上的壳体。该壳体保持电触头，所述电触头接合箔片以电连接PV模块至接线盒，此箔片用于穿过电介质基片互连PV单元。接线盒通过电缆电连接至配电系统，电缆端接有电连接至接线盒的电触头的连接器。PV模块的箔片通过向上弯曲箔片穿过电介质基片内的开口并进入接线盒壳体中而电连接至接线盒。箔片然后在壳体中环绕接线盒的电触头包裹以将PV模块电连接至电触头。弯曲箔片穿过电介质基片的开口并使箔片环绕壳体内的电触头包裹会增加连接接线盒至PV模块的难度、耗时和/或成本。

发明内容

通过用于电连接光伏（PV）模块至具有配合导体的配电系统的接线盒提供了解决办法。此接线盒包括构造成安装在PV模块上的壳体，此壳体包括配合接口和形成于壳体上用于接合PV模块的箔片的开口。壳体构造为在配合接口处与配电系统的配合导体相配合。接合特征定位于壳体中以固定在PV模块的箔片和配合导体之间形成电连接的部件。

附图说明

以下以示例方式参照附图描述本发明，所述附图中：

图1示出了根据本公开的接线盒与光伏（PV）模块组件的示例性实施例的局部分解透视图。

图2示出了根据本公开的组装至光伏（PV）模块的接线盒的透视图。

图3示出了根据本公开的沿图2中线3-3截取的剖面图。

图4示出了根据本公开的沿图2中线4-4截取的放大的局部剖面图。

图5示出了根据本公开的沿图2中线5-5截取的放大的局部剖面图。

图6示出了根据本公开的接线盒的一个可选实施例的透视图。

图7示出了根据本公开的图6中接线盒的倒转的分解透视图。

图8示出了根据本公开的图7的组装的接线盒的透视图。

图9示出了根据本公开的与光伏（PV）模块组件组装前的图7的接线盒的透视图。

图10示出了根据本公开的与光伏（PV）模块组件组装之后的图9中的接线盒的透视图。

图11示出了根据本公开的围绕图9中接线盒的壳体的分解透视图。

图12示出了根据本公开的图11中组装壳体的透视图。

图13示出了根据本公开的组装至图12中的组装壳体的图9中的接线盒的透视图。

图14示出了根据本公开的包括顶部构件的图13中的接线盒/组装壳体的透视图。

图15示出了根据本公开的顶盖的一个示例性实施例的透视图。

图16示出了根据本公开的与图13中的接线盒/组装壳体组装的顶盖的透视图。

只要有可能，相同的附图标号将会在所有附图中用于表示相同的部件。

具体实施方式

在一个示例性实施例中，接线盒被提供用于将光伏（PV）模块电连接至具有配合导体的配电系统。接线盒包括构造为安装于PV模块上的壳体，壳体包括配合接口和形成于壳体上用于接合PV模块的箔片的开口。壳体构造为在配合接口处与配电系统的配合导体相配合。接合特征设置在壳体中以固定在PV模块的箔片和配合导体之间形成电连接的部件。

在另一个示例性实施例中，接线盒用于电连接光伏（PV）模块至具有配合导体的配电系统。接线盒包括具有构造为安装在PV模块上的安装侧面的壳体。壳体包括配合接口和在壳体内部穿过安装侧面延伸用于接合PV模块的箔片的开口。壳体构造为在配合接口处与配电系统的配合导体相配合。接合特征置于壳体中以固定在PV模块的箔片和配合导体之间形成电连接的部件。

在另一个示例性实施例中，接线盒被提供用于电连接光伏（PV）模块至具有配合导体的配电系统，接线盒包括构造为安装于PV模块上的壳体。壳体包括配合接口和形成于壳体上以接收从PV模块延伸的箔片的开口，壳体被构造为在配合接口处与配电系统的配合导体配合。接合特征置于壳体中以固定在PV模块的箔片和配合导体之间形成电连接的部件。

图1是接线盒和光伏（PV）模块组件10的示例性实施例的局部分解透视图。组件10包括PV模块12和接线盒14。仅PV模块12的一部分在此示出，并且在本申请人的名为″JUNCTION BOX FOR PHOTOVOLTAICMODULES″的美国专利7824189号中更为详细地讨论，该美国专利的全部内容通过引用结合于此。PV模块12包括串行地和/并行地通过例如但不限于金属箔片等的导电箔片16彼此电互连的PV单元（未示出）。如在图4中进一步示出的，PV模块12的箔片16通过形成于PV模块12的开口18而露出。在此示例性实施例中，箔片16包括4个电触头部分16a、16b、16c、16d，它们也单独地或是全体地称作箔片，并且通过开口18而露出。

返回图1，接线盒14安装于PV模块12上，以电连接PV模块12至配电系统（未示出）。配电系统将通过PV模块12产生的电力分配至电负载（未示出）、储电装置（未示出）和/或类似物。接线盒14也可电连接PV模块12至其他PV模块（未示出）。例如，多个PV模块可串行和/或并行地机械且电性地互连，以形成PV面板（未示出）。而且，多个PV模块和/或PV面板可电性地互连以形成PV阵列。

图2-5示出了接线盒14的示例性实施例的不同视图，其中图2示出接线盒组装至包括光伏（PV）模块12的光伏（PV）模块组件10。接线盒14包括壳体20和可选的封盖22。壳体20具有外部侧面24和安装侧面26。在此示例性实施例中，接线盒14的壳体20包括一对分别的配合接口28、30。壳体20构造为在各个配合接口28、30处与配电系统（未示出）的对应配合连接器（未示出）配合。配电系统的配合连接器的每一个端接配电系统的相应的电线或是电缆。在一个实施例中，配合连接器可为如图中示出的配合导体或连接器27，例如电缆或是电线，包括绝缘层34和导体36（图2）。为了本文的目的，术语“配合连接器”或“配合导体”可互换地使用。如以下将会描述的，壳体20与配和连接器或导体的配合在接线盒14和配电系统的电线和/或电缆之间建立了电连接。在与配合连接器或导体相反的末端（未示出），配电系统的每个电线或是电缆可被电连接至电负载（未示出）、储电装置（未示出）、另一PV模块（未示出）的接线盒（未示出）、配电系统的另一个部件、和/或类似物。

图3是沿图2中的线3-3截取的接线盒14的剖面图，图中示出了外部侧面24，以及形成于接线盒14中穿过安装侧面26的开口38，使得开口38在安装侧面26和外部侧面24之间成流体连通。图3进一步示出了接线盒14的安装侧面26安装于PV模块12上，位于形成于PV模块中的开口18之上。在图3中，封盖22已经从接线盒14上移除。壳体20的安装侧面26被构造为安装PV模块12（图1）上。在此示例性实施例中，壳体20的安装侧面26包括安装表面40，其当壳体20安装于PV模块12上时面向PV模块12。壳体20可以使用任何合适的方法、过程、手段、结构、连接形式等被安装于PV模块12上。在此示例性实施例中，壳体20使用例如但不限于室温硬化（RTV）硅等的粘接剂（未示出）安装于PV模块12上。在一些实施例中，粘接剂将壳体20密封至PV模块12。安装表面40包括可选的肋或支架肋42（图3），其可在将壳体20安装在PV模块12上期间容纳过多的粘接剂。在一些实施例中，当壳体20安装于PV模块12上时，壳体20的安装表面40接合PV模块12。然而，应当理解的是，当粘接剂用于将壳体20安装至PV模块12上时，安装表面40的一部分或者全部可能不接合PV模块12，而是粘接剂可能将安装表面40的一部分或是全部与PV模块12分隔开。

如在图3-5中进一步示出的，壳体20包括通过安装侧面26延伸进壳体20的开口38。在示出的示例性实施例中，开口38也穿过外部侧面24延伸使得开口38与安装侧面26和外部侧面24成流体连通。壳体20包括位于壳体20中的接合特征44（包括至少接合特征44a、44b、44c）以固定在PV模块12的箔片16之间形成电连接的例如二极管的部件46。如在图中进一步示出的，接合特征44能够固定在PV模块12的箔片16和配合连接器27之间形成电连接的部件46。

例如，如在图4中所示，配合连接器27的导体36被导向穿过配合接口28，配合接口28包括用于朝向PV模块12的箔片16a引导导体36的引导特征48。可选的，如在图4中进一步示出的，配合连接器27的导体36例如通过砧座（anvil）49与配合连接器27的绝缘层34的抵靠接触，被导向穿过配合接口30直到充分插入进配合接口30。在获得绝缘层和砧座49之间的抵靠接触后，导体36可在砧座49上塑性变形或弯曲，直到导体36被导向为紧邻PV模块12的箔片16d。如在图4-5中进一步示出，诸如二极管之类的部件46，被引导穿过形成于壳体20中的开口38并且朝向引导特征50以更容易地允许部件46安装在壳体20中。如在图4-5中进一步示出，二极管或部件46包括一对相对的引脚或导体52并且还包括形成在每个引脚或导体52中的弯曲部分54，其中部件46和导体52被整体固定于壳体20的内部。

在二极管或部件46充分插入进引导特征50后，从二极管或部件46延伸的并且位于二极管或部件46的主体和导体52的弯曲部分54之间的导体52的相应部分被导向进入形成于诸如接合特征44b之类的接合特征44中的槽口56中。接合特征44的槽口56包括保持特征58，例如一个或多个突起60和/或一个或多个凹进的区域62，保持特征58被构造为将相应的导体52保持于接合特征44的槽口56中。在一个实施例中，一个或多个保持特征58在诸如铸模过程之类的制造过程中形成于接合特征44中，但是在另一个实施例中一个或多个保持特征58可在将相应的导体52安装在槽口56中的时候或之后形成于接合特征44中。例如，诸如钳子或是自动工具之类的工具可用于在制造/安装过程中的任意阶段形成保持特征58，这样的保持特征形成技术有时称为“冷加桩（cold staking）”。

如在图4-5中进一步示出的，一旦二极管或部件46的导体52安装进接合特征44的保持特征58中，二极管或部件46能够绕由保持特征58限定的轴线在第一位置64和第二位置66之间转动。在第一位置64，与部件46相反的部件导体52的至少一个端部由接合特征45固定。接合特征45包括一个或多个渐缩形侧面45a和/或形成在其中的槽口45b。如在图4-5中所示，接合特征45包括由槽口45b分隔的一对相对的渐缩形侧面45a。取决于接合特征45的位置。部件导体52的一端可被渐缩形侧面45a或是槽口45b固定。在另一个实施例中，由于与各相对渐缩形侧面45a中的每一个的抵靠接触，接合特征45可固定每个邻近的部件46的部件导体52的一端。在又一另外的实施例中，如果接合特征44提供了对部件46的足够的转动阻力使得导体52的一端在制造后保留于所需的位置，例如第一位置64，则可以不需要接合特征45。

如在图3中进一步示出的，部件46的导体52位于第一位置64，在此处导体52与PV模块12的箔片16保留分隔开或是脱开接触。然而，一旦接线盒14的壳体20被恰当地相对于PV模块12定位，则希望部件46的导体52从第一位置64移动至第二位置66（图5），其中第二位置66使得导体52位于紧邻PV模块12的箔片16的位置。利用接合特征44、45以将导体52的端部固定于第一位置64，在此处接线盒14的壳体20充分地包围部件46，包括导体52，使得导体52保留于第一位置64直到需要将导体52从第一位置64移动至第二位置66。可利用一个简单的工具（未示出）以容易地从第一位置64至第二位置66移动导体52的方位。在之前由接合特征44、45固定的导体52从第一位置64这样移动到第二位置66，以及利用了如图4示出的配合接口28、30之后，部件46的导体52和配合导体或连接器27的相应导体36的末端被彼此紧邻地放置于各箔片上。也就是，例如，如在图4中示出的，延伸穿过配合接口28的导体36的端部、部件46的导体52的一端和箔片16a被定位为充分的互相紧邻，以允许进行焊接或其他合适的技术以固定其间的电连接。相似的，部件46的导体52的相应的端部、延伸穿过配合接口30的部件46的导体52的一端和箔片16b、16c、16d为定位为充分的互相紧邻，以允许进行焊接或其他合适的技术以固定其间的电连接。换句话说，在图1-5示出的示例性的实施例中，在导体36、52的相应端部和箔片16a、16b、16c、16d（在这个具体例子中，总共12个单独的部件）之间的电连接可通过4个焊点来获得，或是通过其他合适的可用于在形成与每个箔片相关联的电连接的而无需弯曲或其他方式操纵箔片以围绕或“包裹”相应的导体以获得其间的电连接的技术获得。可以理解的是在其他实施例中，导体和箔片的数量可大于或小于在该示例性实施例中公开的数量。

图6-16示出了接线盒78（图16）的一个可替代实施例。接线盒78包括壳体80（图6），壳体80有具有用于将壳体80定位于PV模块12上的安装表面91（图9）。安装表面91包括定位器86，例如双面胶带层以将安装表面91固定至PV模块12。壳体80包括对应于封壳112（图12）的对齐特征88、90和开口82，开口82包括并且进一步延伸至用于接收PV模块12的箔片16的渐缩形入口84。

图7示出了图6沿轴线124旋转了180度和诸如二极管之类的部件46的内含物，如在图7中进一步示出的，壳体80包括接合特征100，接合特征100包括与凹部101协作用于将部件46的主体固定于壳体80内的相对的接合构件102。从凹部101的相对侧面沿壳体80延伸的是各槽口92、94，其具有一定尺寸以当固定于壳体80内时接收从部件46延伸的引脚或导体52。尽管开口82和相应的渐缩形入口84在图7中没有示出，但是渐缩形入口包括并延伸至相应的形成于壳体80的通道96。此外，如在图7中进一步示出的，通道96包括部分延伸于通道96之上的相对的突起98，其中所述突起与通道96一起限定了底切的通道，其中相对的突起98的端部之间的空间小于PV模块12的相应箔片16的宽度（图9）。为了识别并理解此本公开，底切的通道包括底切的通道96a、96b、96c、96d。可选的，如果需要，可在通道96的一端处设置止挡件或突起108，以限制PV模块12的各箔片插入相应的通道96。相对的接合特征106形成于壳体80上以接收配合连接器27的导体36（图11）。

图8中图7的部件46已经安装于壳体80中，并且限定了部分组装的壳体组件81，如在图8中进一步示出的，邻近的部件46的导体52的端部包括与相应通道96相关联的重叠处110使得导体52的末端互相紧邻。在另一个实施例中，导体52的末端没有重叠处，而只要导体末端互相紧邻。此外，接合特征100的接合构件102被构造为使得接合构件102可弹性挠曲，允许部件46在形成于壳体80（和相应槽口92、94内的各导体52）中的各凹部101内移动以适应一定范围的箔片厚度。替代地，或与挠曲的接合构件102组合一起，通道96的深度可变化以适应一定范围的箔片厚度。

图9示出了在从PV模块12表面向外延伸的箔片16插入前的部分组装的壳体组件81。图10示出了箔片16插入之后的部分组装的壳体组件81，其中箔片16的插入使部分组装的壳体组件81成为互连的壳体组件83。箔片16a、16b、16c、16d插入至各通道96a、96b、96c、96d中。在此示例性实施例中，在箔片16插入之后，互连的壳体组件83旋转使得安装表面91与PV模块12的相应表面相接触。

图11示出了封壳112的分解透视图，其中封壳12包括对应于如图7示出的对齐特征90的对齐特征114。封壳112进一步包括用于引导和在其中接收各配合连接器27的相对的配合接口104。图12示出了配合连接器27插入之后的封壳112，其中配合连接器27的插入使封壳112成为部分组装的封壳组件113。

图13示出了部分组装的封壳组件112与互连的壳体组件83组装，其中利用对齐特征88和对齐特征114来方便组装，并且各配合连接器27的导体36接合互连的壳体组件83的各接合特征106。图14包括了覆盖构件118的添加。

图15示出了具有相对的保持特征122的顶盖120。图16示出了顶盖120在覆盖构件118（图14）上的安装，其中使顶盖120的保持特征122与引导部126接合。

这里描述和/或图示的实施例可提供相比至少一些已知的接线盒电连接至PV模块的难度更低、成本更低和/或耗时更少的接线盒。例如，这里描述和/或图示的实施例可提供相比至少一些已知的接线盒具有电连接至PV模块的难度更低、成本更低和/或耗时更少的电触头的接线盒。

Claims

1.一种接线盒，其用于将光伏模块电连接至具有配合导体的配电系统，所述接线盒包括：

壳体，其被构造为安装于所述光伏模块上，所述壳体包括配合接口和形成于所述壳体上用于接合所述光伏模块的接合箔片的开口，所述壳体被构造为与配电系统的配合导体在所述配合接口处配合，以及；

接合特征，其位于所述壳体中，以固定在所述光伏模块的箔片和配合导体之间形成电连接的部件。

2.如权利要求1所述的接线盒，其中所述壳体包括构造为将被安装于光伏模块上的安装侧面，所述壳体开口形成于所述壳体中用于穿过所述安装侧面接合所述光伏模块的箔片。

3.如权利要求2所述的接线盒，其中所述形成电连接的部件被包含于所述壳体内部。

4.如权利要求3所述的接线盒，其中在与所述光伏模块组装之前，所述部件由所述接合特征固定于第一位置。

5.如权利要求3所述的接线盒，其中在与所述光伏模块组装之时，所述部件由所述接合特征固定于第二位置。

6.如权利要求3所述的接线盒，其中在所述光伏模块的箔片和配合导体之间形成电连接的所述部件是二极管。

7.如权利要求6所述的接线盒，其中所述二极管的引脚在所述光伏模块的箔片和配合导体之间形成电连接。

8.如权利要求1所述的接线盒，其中形成于壳体中用于接合箔片的所述开口包括用于箔片的插入的渐缩形入口。

9.如权利要求8所述的接线盒，其中所述渐缩形入口延伸至通道。

10.如权利要求9所述的接线盒，其中所述通道是底切的通道。

11.如权利要求10所述的接线盒，其中所述底切的通道在突起处终止。

12.如权利要求1所述的接线盒，其中所述配合接口包括用于朝向所述光伏模块的箔片引导配合导体的引导特征。

13.如权利要求12所述的接线盒，其中所述引导特征包括砧座，当所述导体沿着该砧座的接触表面弹性变形时，该砧座允许导体朝向箔片导向。

14.如权利要求12所述的接线盒，其中所述引导特征包括通路。

15.如权利要求1所述的接线盒，其中所述接合特征是挠性的以适应一定范围的箔片厚度。