CN104821785A - 一种光伏接线盒 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种光伏接线盒，包括设置在盒体内的二极管模组和线路板、镶嵌在盒体外表面的散热器；二极管模组贴附于散热器背面，并与铜导体电连接；散热器为铝质材料；散热器内设一吸热层，该吸热层靠近二极管模组。铝质散热器可大大提高接线盒的散热能力，同时，金属耐温性高于常规塑料，盒体不易变形，安全可靠。本发明在散热器基体内设一吸热层，由于吸热层靠近二极管模组，因此，吸热层在快速吸热为接线盒降温的同时，铝质散热器靠近外界的部分可将吸热层吸收的热量向外界传导。进而避免与其直接接触的塑料盒体部分和二极管模组部分因处于高温状态而导致上述塑料盒体部分发生变形、二极管模组受到高温损伤。
Description
技术领域：
本发明涉及太阳能光伏组件技术领域，具体而言，涉及一种光伏接线盒。
背景技术：
太阳能光伏接线盒在太阳能组件中的地位非常重要，其主要作用是将太阳能电池产生的电力与外部线路进行连接。随着光伏行业日新月异的发展，越来越多的目光转向了接线盒身上，因为其不仅能将太阳电池产生的电力方便的传输到外部电路中去，同时还能对太阳电池组件起到有效的保护作用。
现有技术中的光伏接线盒，外部壳体使用塑料，塑料散热能力差，在特定条件下容易出现壳体变形，风险较高。
发明内容：
本发明所解决的技术问题：现有技术中的光伏接线盒，外部壳体使用塑料，塑料散热能力差，在特定条件下容易出现壳体变形，风险较高。
本发明提供如下技术方案：
一种光伏接线盒，包括盒体、设置在盒体内的二极管模组和线路板、镶嵌在盒体外表面的散热器；所述线路板包括铜导体，所述二极管模组贴附于散热器背面，并与铜导体电连接；
所述散热器为铝质材料；所述散热器包括散热器基体、设置在散热器基体上的散热片、设置在散热器基体两侧的镶嵌部，所述散热片按序分布在散热器基体上，按序分布在散热器基体上的散热片呈波纹状；所述散热器基体内设一空腔，该空腔内设有一吸热层，该吸热层靠近二极管模组。
按上述技术方案，将铝质散热器镶嵌在盒体外表面上，并将二极管模组与铝质散热器紧密接触，二极管模组发出的热量直接传导到铝质散热器上，由于铝质散热器具有较好的导热性能，因此，铝质散热器可大大提高接线盒的散热能力，同时，金属耐温性高于常规塑料，盒体不易变形，安全可靠。
散热器为铝质材料的接线盒在散热效果得到提升的同时，也存在一定的弊端，主要表现在如下两个方面：第一，由于铝质材料的导热性能较好，接线盒内部产生的热量集聚在散热器上，散热器的温度升高，处于高温状态的散热器极易使与其接触的塑料接线盒体发生变形，进而导致镶嵌在盒体外表面的散热器从盒体上脱落；第二，处于高温状态的铝质散热器在对与其直接接触的二极管模组进行散热的同时，也将其自身热量向二极管模组传导。为解决铝质散热器给接线盒带来的弊端，本发明在散热器基体内设一空腔，该空腔内设有一吸热层，该吸热层靠近二极管模组。靠近二极管模组的吸热层可吸收二极管模组散发的热量，而不会向二极管模组反向传导热量。由于吸热层靠近二极管模组，因此，吸热层在快速吸热为接线盒降温的同时，铝质散热器靠近外界的部分可将吸热层吸收的热量向外界传导。进而避免与其直接接触的塑料盒体部分和二极管模组部分因处于高温状态而导致上述塑料盒体部分发生变形、二极管模组受到高温损伤。
作为本发明对上述吸热层的一种说明，所述吸热层包括一密闭的容腔、充盈在容腔中的氦气或液氨。在现实生产中，水是作为一种吸热材料的常规选择，实际上，水的比热容为4.2KJ/(Kg·℃)，氦气和液氮的比热容均在水的比热容之上，氦气的比热容为5.193KJ/(Kg·℃)，液氨的比热容为4.609KJ/(Kg·℃)，因此，氦气或液氨可更好地吸收二极管模组及热线盒内的热量。所述密闭的容腔可以与散热器为一体结构，也可独立于散热器的空腔。若密闭的容腔与散热器的空腔相互独立，则密闭的容腔固定在散热器的空腔内。
在散热器的空腔内设置吸热层的基础上，所述散热器的空腔内还设有一层微热管阵列，该层微热管阵列紧贴吸热层，微热管阵列与吸热层呈上下叠加状，该层微热管阵列远离二极管模组。热管技术是1963年美国洛斯阿拉莫斯(Los Alamos)国家实验室的乔治格罗佛(George Grover)发明的一种称为“热管”的传热元件，它充分利用了热传导原理与相变介质的快速热传递性质，透过热管将发热物体的热量迅速传递到热源外，其导热能力超过任何已知金属的导热能力。微热管是一种等效直径在0～2mm、结构与传热效果均得到强化的热管。微热管阵列是一个外形为薄板状、内部布置有多根独立运行的微热管的金属体，是具有超导热性能的导热元件。微热管阵列尺寸可根据实际需要灵活改变。
本发明设置微热管阵紧贴在吸热层上，且微热管阵远离二极管模组而接近外界，如此，可将吸热层所吸收的热量迅速地向外界传导。
作为本发明对吸热层和微热管阵列形状的一种说明，所述吸热层和一层微热管阵列的外形可以均呈平板状，即吸热层和一层微热管阵列均为平层，上下叠加在一起，固定在散热器的空腔内；所述吸热层和一层微热管阵列的外形亦可均呈波浪状，以扩大吸热层的吸热面积和微热管阵列的散热面积。经微热管阵列散热的热量再由散热器向外扩散。
作为本发明对散热器的一种改进，所述散热器的散热片的外表面镀有纳米散热涂层。纳米散热涂层，系指涂料中使用的树脂、填料、助剂等组份，在溶剂中分散成纳米级，并且具有提高散热效率，降低发热体温度的特种涂料。在生活中，我们会看到许多光滑的表面，比如光滑的金属、光滑的漆面、光滑的大理石表面、光滑的塑料表面等等。但是把这些看似光滑的表面放到显微镜下，就能发现这些光滑的表面其实是不光滑的，表面布满坑洞。太阳光照射在不光滑的散热片表面，单位光线在散热片表面经多次反射，其传递给散热片热量将增多，如此，即使接线盒内部不发热，在太阳下工作的接线盒也会发热，而铝质散热片可集聚热量并向接线盒内部传导。在散热片外表面镀上纳米散热涂层，纳米散热涂层使散热片表面光滑，降低单位光线在散热片表面的反射次数，进而降低散热片从外界吸收的热量。同时，在散热片表面镀上纳米散热涂层并不影响散热片表面坑洼(散热面积相比于光滑表面要大)而带来的良好的散热效果，而且，纳米散热涂层可辅助其向外散热。因此，纳米散热涂层确有可将接线盒内热量向外散发，而阻挡外界热量进入接线盒的作用。
作为本发明对二极管模的一种说明，所述的二极管模组由金属背板、绝缘外壳以及三个串联的二极管构成，其中，二极管的焊脚伸出于绝缘外壳外，并与铜导体焊接在一起；所述的二极管模组的三个二极管横向并列分布，与二极管的焊脚焊接的铜导体数量与焊脚相同，亦呈横向并列分布，各铜导体底部具有焊接部。
基于上述对于二极管模组的说明，作为本发明对接线盒结构的具体说明，所述二极管模组的金属背板两侧设有安装孔，二极管模组经由穿过安装孔的螺栓与盒体连接。所述盒体两侧分别具有向外倾斜的接线部，与铜导体铆压在一起的电缆从接线部引出盒体外。
按上述对于二极管模组及接线盒结构的说明，二极管模组将各个二极管集成在一起，并贴附于盒体外部的散热器背面，与二极管模组焊接在一起的铜导体仅起电连接作用，使得铜导体及接线盒的尺寸大为减小，同时也提高了接线盒的散热效果。
附图说明
下面结合附图对本发明做进一步的说明：
图1为本发明一种实施例的结构示意图；
图2为图1中光伏接线盒的内部结构示意图；
图3为图2中二极管模组的结构示意图；
图4为图1中散热器的结构示意图；
图5为图4的仰视图；
图6为图5的全剖视图；
图7为图6中A处放大图；
图8为本发明另一种实施例的结构示意图；
图9为本图8中光伏接线盒的内部结构示意图；
图10为图9中二极管模组的结构示意图；
图11为图8中散热器的结构示意图；
图12为图11的仰视图；
图13为图12的全剖视图；
图14为图13中B处放大图。
图中符号说明：
10—盒体；11—接线部；
20—二极管模组；21—金属背板；211—安装孔；22—绝缘外壳；23—二极管的焊脚；
30—线路板；31—铜导体；311—焊接部；
40—散热器；41—散热器基体；42—散热片；43—镶嵌部；44—吸热层；441—密闭的容腔；442—氦气或液氨；45—微热管陈列；46—纳米散热涂层。
具体实施方式：
实施例1：
结合图1、图2，一种光伏接线盒，包括盒体10、设置在盒体内的二极管模组20和线路板30、镶嵌在盒体外表面的散热器40。所述线路板包括铜导体31，所述二极管模组贴附于散热器背面，并与铜导体电连接。如图3，所述二极管模组20由金属背板21、绝缘外壳22以及三个串联的二极管构成，其中，二极管的焊脚23伸出于绝缘外壳外，并与铜导体31焊接在一起，如图2所示；所述的二极管模组的三个二极管横向并列分布，与二极管的焊脚焊接的铜导体数量与焊脚相同，亦呈横向并列分布，各铜导体底部具有焊接部311，如图2所示。如图3，所述二极管模组20的金属背板21两侧设有安装孔211，二极管模组经由穿过安装孔211的螺栓与盒体10连接。如图2，所述盒体10两侧分别具有向外倾斜的接线部11，与铜导体31铆压在一起的电缆50从接线部引出盒体外。
所述散热器为铝质材料；结合图4、图5，所述散热器包括散热器基体41、设置在散热器基体上的散热片42、设置在散热器基体两侧的镶嵌部43，所述散热片按序分布在散热器基体上，按序分布在散热器基体上的散热片呈波纹状。
结合图6、图7，所述散热器基体内设一空腔，该空腔内设有一吸热层44、一层微热管阵列45。所述吸热层44和一层微热管阵列45的外形分别呈平板状；吸热层靠近二极管模组20，微热管阵列紧贴吸热层44，微热管阵列与吸热层呈上下叠加状，微热管阵列远离二极管模组20。其中，吸热层44包括一密闭的容腔441、充盈在容腔中的氦气或液氨442。
结合图6、图7，所述散热器40的散热片42的外表面镀有纳米散热涂层46。
实施例2：
结合图8、图9，一种光伏接线盒，包括盒体10、设置在盒体内的二极管模组20和线路板30、镶嵌在盒体外表面的散热器40。所述线路板包括铜导体31，所述二极管模组贴附于散热器背面，并与铜导体电连接。如图10，所述二极管模组20由金属背板21、绝缘外壳22以及三个串联的二极管构成，其中，二极管的焊脚23伸出于绝缘外壳外，并与铜导体31焊接在一起，如图9所示；所述的二极管模组的三个二极管横向并列分布，与二极管的焊脚焊接的铜导体数量与焊脚相同，亦呈横向并列分布，各铜导体底部具有焊接部311，如图9所示。如图10，所述二极管模组20的金属背板21两侧设有安装孔211，二极管模组经由穿过安装孔211的螺栓与盒体10连接。如图9，所述盒体10两侧分别具有向外倾斜的接线部11，与铜导体31铆压在一起的电缆50从接线部引出盒体外。
所述散热器为铝质材料；结合图11、图12，所述散热器包括散热器基体41、设置在散热器基体上的散热片42、设置在散热器基体两侧的镶嵌部43，所述散热片按序分布在散热器基体上，按序分布在散热器基体上的散热片呈波纹状。
结合图13、图14，所述散热器基体内设一空腔，该空腔内设有一吸热层44、一层微热管阵列45。所述吸热层44和一层微热管阵列45的外形分别呈波浪状；吸热层靠近二极管模组20，微热管阵列紧贴吸热层44，微热管阵列与吸热层呈上下叠加状，微热管阵列远离二极管模组20。其中，吸热层44包括一密闭的容腔441、充盈在容腔中的氦气或液氨442。
结合图13、图14，所述散热器40的散热片42的外表面镀有纳米散热涂层46。
以上内容仅为本发明的较佳实施方式，对于本领域的普通技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (9)
1.一种光伏接线盒，包括盒体(10)、设置在盒体内的二极管模组(20)和线路板(30)、镶嵌在盒体外表面的散热器(40)；所述线路板包括铜导体(31)，所述二极管模组贴附于散热器背面，并与铜导体电连接；其特征在于：所述散热器为铝质材料；所述散热器包括散热器基体(41)、设置在散热器基体上的散热片(42)、设置在散热器基体两侧的镶嵌部(43)，所述散热片按序分布在散热器基体上，按序分布在散热器基体上的散热片呈波纹状；所述散热器基体内设一空腔，该空腔内设有一吸热层(44)，该吸热层靠近二极管模组。
2.如权利要求1所述的一种光伏接线盒，其特征在于：所述二极管模组(20)由金属背板(21)、绝缘外壳(22)以及三个串联的二极管构成，其中，二极管的焊脚(23)伸出于绝缘外壳外，并与铜导体(31)焊接在一起；所述的二极管模组的三个二极管横向并列分布，与二极管的焊脚焊接的铜导体数量与焊脚相同，亦呈横向并列分布，各铜导体底部具有焊接部(311)。
3.如权利要求2所述的一种光伏接线盒，其特征在于：所述二极管模组(20)的金属背板(21)两侧设有安装孔(211)，二极管模组经由穿过安装孔(211)的螺栓与盒体(10)连接。
4.如权利要求3所述的一种光伏接线盒，其特征在于：所述盒体(10)两侧分别具有向外倾斜的接线部(11)，与铜导体(31)铆压在一起的电缆(50)从接线部引出盒体外。
5.如权利要求1所述的一种光伏接线盒，其特征在于：所述散热器(40)中的吸热层(44)包括一密闭的容腔(441)、充盈在容腔中的氦气或液氨(442)。
6.如权利要求1所述的一种光伏接线盒，其特征在于：所述散热器(40)的空腔内还设有一层微热管阵列(45)，该层微热管阵列紧贴吸热层(44)，微热管阵列与吸热层呈上下叠加状，该层微热管阵列远离二极管模组(20)。
7.如权利要求6所述的一种光伏接线盒，其特征在于：所述吸热层(44)和一层微热管阵列(45)的外形分别呈平板状。
8.如权利要求6所述的一种光伏接线盒，其特征在于：所述吸热层(44)和一层微热管阵列(45)的外形分别呈波浪状。
9.如权利要求1所述的一种光伏接线盒，其特征在于：所述散热器(40)的散热片(42)的外表面镀有纳米散热涂层(46)。
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