CN105185856B - 电池板自动解列装置及电池板串联阵列 - Google Patents

电池板自动解列装置及电池板串联阵列 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种电池板自动解列装置及电池板串联阵列，电池板自动解列装置包括：用于与第一电池板电气连接的第一连接部、热膨胀部、用于与第二电池板电气连接的第二连接部；第一连接部和第二连接部均为导电部件；在第一状态时，第一连接部和第二连接部通过热膨胀部紧固连接，且第一连接部和第二连接部导通；在第二状态时，热膨胀部受热膨胀，断开与第一连接部及第二连接部之间的紧固连接，且第一连接部和第二连接部之间处于非导通状态；第二状态时的环境温度大于第一状态时的环境温度。本发明在温度较高的情况下，自动将包括电池板自动解列装置的电池板串联阵列中相应的两块电池板间的电流通路断开，起到安全保护目的。

Description

电池板自动解列装置及电池板串联阵列
技术领域
本发明涉及电力电子技术领域，尤其涉及一种电池板自动解列装置及电池板串联阵列。
背景技术
光伏电池发电系统，是由一块块电池板串联之后，再进行并联以组成发电系统。每一块电池板的电压在32～40V之间，是安全电压。经过串联后的多个电池板形成的电压可以达到500～900V直流电压，这个电压是现在光伏系统中常用的系统电压。
在光伏建筑一体化(Building Integrated Photovoltaic，BIPV)项目中，光伏电池发电系统和建筑物紧密结合，当电池板出现坏点而发生火灾时，火灾会延续整个建筑物。电池板相对建筑物可视为具有几百伏电压的带电体，而这个带电体只要有光照就存在，致使火灾难以控制，消防队无法施救。
发明内容
本发明的实施例提供一种电池板自动解列装置及电池板串联阵列，以实现在电池板因温度较高或是发生火灾的情况下，自动将与电池板自动解列装置连接的电池板间的电流通路断开，起到安全保护目的。
为达到上述目的，本发明的实施例提供了一种电池板自动解列装置，包括：用于与第一电池板电气连接的第一连接部、热膨胀部、用于与第二电池板电气连接的第二连接部；所述第一连接部和所述第二连接部均为导电部件；在第一状态时，所述第一连接部和所述第二连接部通过所述热膨胀部紧固连接，且所述第一连接部和所述第二连接部导通；在第二状态时，所述热膨胀部受热膨胀，断开与所述第一连接部及所述第二连接部之间的紧固连接，且所述第一连接部和所述第二连接部之间处于非导通状态；所述第二状态时的环境温度大于所述第一状态时的环境温度。
可选地，所述电池板自动解列装置还包括：与所述第一连接部或/和所述第二连接部连接的伸缩部件；在所述第一状态时，所述伸缩部件处在压缩状态，所述伸缩部件沿伸缩方向的两端分别与所述第一连接部和所述第二连接部抵持；在第二状态时，所述伸缩部件处于非伸缩状态。
可选地，所述伸缩部件为伸缩油缸或弹簧。
优选地，所述热膨胀部为导电部件。
进一步地，所述第一连接部为中空腔体结构，所述第一连接部的腔体内壁上设置有第一凹槽；在所述第一状态时，所述第二连接部至少部分位于所述中空腔体结构内，所述热膨胀部的一端位于所述第一凹槽内，与所述第一凹槽的槽底抵持，且与所述第一凹槽的槽壁有预定间隙，所述热膨胀部的另一端与所述第二连接部抵持连接。
进一步地，所述第一凹槽为环形凹槽，所述热膨胀部为环形开口结构。
进一步地，所述第一连接部包括：第一支撑结构和用于与所述第一电池板电气连接的第一连接结构，所述第一支撑结构和所述第一连接结构连接；所述第二连接部包括：第二支撑结构和用于与所述第二电池板电气连接的第二连接结构，所述第二支撑结构和所述第二连接结构连接；所述第一支撑结构为环形腔体结构，其内壁上设置有所述第一凹槽；所述第二支撑结构为环形柱体结构。
进一步地，所述电池板自动解列装置还包括：密封结构和设置于所述第一支撑结构的内壁的第二凹槽；所述第二凹槽位于所述第一连接结构与所述第一凹槽之间；在所述第一状态时，所述密封结构至少部分位于所述述第二凹槽中，用于在密封所述中空腔体结构。
可选地，所述密封结构为橡胶材料。
本发明的实施例还提供了一种电池板串联阵列，包括：至少两个串联的电池板，在每两个相邻电池板之间的串联电路上设置有如上任一项所述的电池板自动解列装置。
本发明实施例提供的电池板自动解列装置及电池板串联阵列，利用电池板自动解列装置中，热膨胀部在高温下的膨胀变形，使其断开对第一连接部及第二连接部之间的紧固连接，从而断开了分别连接第一连接部及第二连接部的两块电池板之间的电路连接，达到在电池板因温度较高或是发生火灾的情况下保护电池板的目的。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明提供的电池板自动解列装置第一状态剖视图；
图2为本发明提供的电池板自动解列装置第二状态部分结构剖视图；
图3为本发明提供的电池板自动解列装置第二状态部分结构图。
附图标号说明
1-第一连接部、11-第一支撑结构、12-第一连接结构、2-热膨胀部、3-第二连接部、31-第二支撑结构、32-第二连接结构、4-伸缩部件、5-第一凹槽、6-密封结构、7-第二凹槽。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一
图1、图2和图3分别为本发明提供的电池板自动解列装置的第一状态、第二状态的结构示意图。结合图1、图2和图3所示，该电池板自动解列装置具体包括：用于与第一电池板电气连接的第一连接部1、热膨胀部2、用于与第二电池板电气连接的第二连接部3；第一连接部1和第二连接部3均为导电部件。本实施例示出的电池板自动解列装置具备两个状态，即第一状态和第二状态。
在第一状态时，第一连接部1和第二连接部3通过热膨胀部2紧固连接，且第一连接部1和第二连接部3导通；在第二状态时，热膨胀部2受热膨胀，断开与第一连接部1及第二连接部3之间的紧固连接，且第一连接部1和第二连接部3之间处于非导通状态；其中，第二状态时的环境温度大于第一状态时的环境温度。
在本实施例中，第一连接部1和第二连接部3通过热膨胀部2紧固连接的方式可以包括：第一连接部1和第二连接部3通过热膨胀部2的卡紧作用直接紧固连接，例如，热膨胀部2为“爪”形、凹槽形等类似可卡紧物体的结构，通过本身结构的卡紧功能将第一连接部1和第二连接部3卡接在一起实现连接；或是，第一连接部1和第二连接部3分别与热膨胀部2直接接触，以通过热膨胀部2实现间接的连接，例如图1中所示，热膨胀部2分别与第一连接部1和第二连接部3之间形成抵持连接，从而通过热膨胀部2实现间接连接，相对应的，此时的热膨胀部2也应为导电部件。第一连接部1和第二连接部3通过热膨胀部2紧固连接的同时，在电气性上也实现了导通。
对应于上述第二状态，由于第二状态的环境温度大于第一状态时的环境温度，因此，热膨胀部2在第二状态下受热，且较第一状态时自身对外界的形变应力变小(变软)，从而产生膨胀形变，致使其原本在第一状态下使第一连接部1和第二连接部3紧固连接的连接能力下降或消失，从而导致第一连接部1和第二连接部3无法实现紧固连接，甚至在外界作用力或第一连接部1和第二连接部3自身重力的加速作用下实现二者的快速分离，最终导致第一连接部1和第二连接部3之间处于非导通状态。
当把上述图1所示实施例中的电池板自动解列装置安装在两块电池板(如上述的第一电池板和第二电池板)之间的串联电路上，且遇到如电池板发生火灾导致环境温度上升时，热膨胀部2便会感知吸收环境温度，产生膨胀形变，使第一连接部1和第二连接部3断开，进而使得分别连接第一连接部1和第二连接部3的两块电池板之间的串联电路断开，保证电池板的安全，减少危险形势蔓延。
进一步地，在本实施例中，为了加快第一状态到第二状态的过程中，第一连接部1和第二连接部3断开分离的速度，如图1和图2所示，上述电池板自动解列装置中还可包括：与第一连接部1或/和第二连接部3连接的伸缩部件4(图中仅标出了伸缩部件4与第一连接部1连接的情形，对于另外两种连接情形未标出)。在第一状态时，伸缩部件4处在压缩状态，伸缩部件4沿伸缩方向的两端分别与第一连接部1和第二连接部3抵持；在第二状态时，伸缩部件4处非伸缩状态。具体地，伸缩部件4可为伸缩油缸或弹簧。当热膨胀部2吸热膨胀后，其对第一连接部1和第二连接部3连接能力的贡献变弱，而伸缩部件4由于处在压缩状态，则会推动第一连接部1和第二连接部3之间迅速分离。该伸缩部件4可以为伸缩油缸或弹簧等。当伸缩部件4同时与第一连接部1和第二连接部3连接时应尽可能使伸缩部件4分别与第一连接部1和第二连接部3绝缘连接，以保证第一连接部1和第二连接部3之间的导电通路随着热膨胀部2的受热膨胀而消失。
进一步的，上述热膨胀部2可为导电部件。
在此基础上，如图1、图2和图3相结合所示，第一连接部1可为中空腔体结构，第一连接部1的腔体内壁上设置有第一凹槽5；在第一状态时，第二连接部3至少部分位于中空腔体结构内，热膨胀部2的一端位于第一凹槽5内，与第一凹槽5的槽底抵持，且与第一凹槽5的槽壁有预定间隙，热膨胀部2的另一端与第二连接部3抵持连接。
具体地，如图1中所示，虽然热膨胀部2的一端位于第一凹槽5内，且与第一凹槽5的槽底抵持，但也要存在热膨胀部2与第一凹槽5正对但不抵持或者热膨胀部2与第二连接部3正对但不抵持连接的部分，以使得热膨胀部2在受热膨胀变形时能在第一凹槽5和第二连接部3之间自由移动，保证第一连接部1与第二连接部3之间在第二状态时能够断开导通连接。其中，如图2和图3所示，第一凹槽5可为环形凹槽，热膨胀部2可为环形开口结构。所述第一凹槽5用于在第一状态时，对热膨胀部2进行位置相对固定，使其不随着第一连接部1与第二连接部3之间的相对移动而移动。
进一步地，如图1、图2和图3所示，所述第一连接部1可包括：第一支撑结构11和用于与第一电池板电气连接的第一连接结构12，第一支撑结构11和第一连接结构12连接；第二连接部3可包括：第二支撑结构31和用于与第二电池板电气连接的第二连接结构32，第二支撑结构31和第二连接结构32连接。
具体地，本实施例的上述细化结构，是将第一连接部1、第二连接部3中各自与电池板连接的部分结构以及二者之间相互连接的部分结构分开设计。其中，将第一连接部1和第二连接部3之间采用间接通过热膨胀部2连接的方式进行呈现。这里说明，在第一状态时，热膨胀部2与第一支撑结构11以及第二支撑结构31分别抵持连接时，相互之间仍存在间隙；而该间隙足以满足在热膨胀部2受热膨胀时，使得第一支撑结构11与第二支撑结构31之间分离。
其中，上述第一支撑结构11和第二支撑结构31的具体形状结构不作限定。可如图中所示，第一支撑结构11为环形腔体结构，其内壁上设置有上述第一凹槽5；第二支撑结构31为环形柱体结构。在第一状态时，第二支撑结构31位于第一支撑结构11的环形腔体结构内，且通过与热膨胀部2的抵持实现电气连接。进一步地，上述电池板自动解列装置还包括：密封结构6和设置于第一支撑结构11的内壁的第二凹槽7；第二凹槽7位于第一连接结构12与第一凹槽5之间。在第一状态时，密封结构6至少部分位于第二凹槽7中，用于密封第一支撑结构11的中空腔体结构。具体地，密封结构6可为橡胶材料的环形结构。
如图1中所示，增加了密封结构6后，可有效防止第一支撑结构11的环形腔体内侧受外界灰尘等污染物的污染，延长电池板自动解列装置的寿命。
本发明实施例提供的电池板自动解列装置，通过热膨胀部在第一连接部和第二连接部之间建立导电通路，并利用热膨胀部在外界温度高于一定值时，自动实现断开上述导电通路，从而使通过本装置连接的两块电池板之间的串联电路断开，避免了潜在的危险，提高了电池板的工作安全性。
基于上述实施例示出的电池板自动解列装置，本发明还提供了一种电池板串联阵列，包括至少两个串联的电池板，在每两个相邻电池板之间的串联电路上设置有如上任一种所述的电池板自动解列装置。该电池板串联阵列通过电池板自动解列装置在火灾等温度过高的危险情况下实现自动解列，从而提高了电池板串联阵列的安全性。
本领域普通技术人员可以理解：附图只是一个实施例的示意图，附图中的模块或流程并不一定是实施本发明所必须的。实施例中的装置中的模块可以按照实施例描述分布于实施例的装置中，也可以进行相应变化位于不同于本实施例的一个或多个装置中。上述实施例的模块可以合并为一个模块，也可以进一步拆分成多个子模块。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种电池板自动解列装置，其特征在于，包括：用于与第一电池板电气连接的第一连接部(1)、热膨胀部(2)、用于与第二电池板电气连接的第二连接部(3)；所述第一连接部(1)和所述第二连接部(3)均为导电部件；
在第一状态时，所述第一连接部(1)和所述第二连接部(3)通过所述热膨胀部(2)紧固连接，且所述第一连接部(1)和所述第二连接部(3)导通；在第二状态时，所述热膨胀部(2)受热膨胀，断开与所述第一连接部(1)及所述第二连接部(3)之间的紧固连接，且所述第一连接部(1)和所述第二连接部(3)之间处于非导通状态；所述第二状态时的环境温度大于所述第一状态时的环境温度。
2.根据权利要求1所述的电池板自动解列装置，其特征在于，所述装置还包括：与所述第一连接部(1)或/和所述第二连接部(3)连接的伸缩部件(4)；
在所述第一状态时，所述伸缩部件(4)处在压缩状态，所述伸缩部件(4)沿伸缩方向的两端分别与所述第一连接部(1)和所述第二连接部(3)抵持；在第二状态时，所述伸缩部件(4)处于非伸缩状态。
3.根据权利要求2所述的电池板自动解列装置，其特征在于，所述伸缩部件(4)为伸缩油缸或弹簧。
4.根据权利要求1-3任一项所述的电池板自动解列装置，其特征在于，所述热膨胀部(2)为导电部件。
5.根据权利要求4所述的电池板自动解列装置，其特征在于，所述第一连接部(1)为中空腔体结构，所述第一连接部(1)的腔体内壁上设置有第一凹槽(5)；在所述第一状态时，所述第二连接部(3)至少部分位于所述中空腔体结构内，所述热膨胀部(2)的一端位于所述第一凹槽(5)内，与所述第一凹槽(5)的槽底抵持，且与所述第一凹槽(5)的槽壁有预定间隙，所述热膨胀部(2)的另一端与所述第二连接部(3)抵持连接。
6.根据权利要求5所述的电池板自动解列装置，其特征在于，所述第一凹槽(5)为环形凹槽，所述热膨胀部(2)为环形开口结构。
7.根据权利要求6所述的电池板自动解列装置，其特征在于，所述第一连接部(1)包括：第一支撑结构(11)和用于与所述第一电池板电气连接的第一连接结构(12)，所述第一支撑结构(11)和所述第一连接结构(12)连接；所述第二连接部(3)包括：第二支撑结构(31)和用于与所述第二电池板电气连接的第二连接结构(32)，所述第二支撑结构(31)和所述第二连接结构(32)连接；所述第一支撑结构(11)为环形腔体结构，其内壁上设置有所述第一凹槽(5)；所述第二支撑结构(31)为环形柱体结构。
8.根据权利要求7所述的电池板自动解列装置，其特征在于，所述装置还包括：密封结构(6)和设置于所述第一支撑结构(11)的内壁的第二凹槽(7)；所述第二凹槽(7)位于所述第一连接结构(12)与所述第一凹槽(5)之间；在所述第一状态时，所述密封结构(6)至少部分位于所述第二凹槽(7)中，用于密封所述中空腔体结构。
9.根据权利要求8所述的电池板自动解列装置，其特征在于，所述密封结构(6)为橡胶材料。
10.一种电池板串联阵列，其特征在于，包括：至少两个串联的电池板，在每两个相邻电池板之间的串联电路上设置有如权利要求1-9中任一项所述的电池板自动解列装置。
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