CN105850032A - 用于太阳能板电连接的壳体 - Google Patents

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CN105850032A CN201480070336.3A CN201480070336A CN105850032A CN 105850032 A CN105850032 A CN 105850032A CN 201480070336 A CN201480070336 A CN 201480070336A CN 105850032 A CN105850032 A CN 105850032A
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Abstract

用于电连接器的太阳能接线盒，所述电连接器用于太阳能板，所述太阳能接线盒包括底座元件、用于密封穿过底座元件的壁布设的电缆的套管、以及具有用于布设穿过电缆的孔的第一电缆引导部，其中所述第一电缆引导部附接至底座元件的外侧。

Description

用于太阳能板电连接的壳体
技术领域
本发明涉及太阳能接线盒。特别地，本发明涉及用于太阳能板和电缆系统之间的电连接的壳体。
背景技术
用于太阳能板的接线盒包括电连接和壳体(以保护连接不受环境影响，诸如湿气、灰尘和导电物体)。接线盒安装在太阳能板上并且电连接至板的太能电池。在安装太阳能板的时候，接线盒被打开，并在电缆系统和电缆的引至太阳能电池的电触头之间形成电连接。在此之后，接线盒被再次关闭，并且，除非需要维修，所述接线盒可保持几年甚至几十年不打开。
一个需求是壳体很好地保护电连接很长的时间。另一需求是安装、卸载和维修应是容易的。特别在包括上百个或甚至上千个太阳能板的当代安装中，价格也是问题。
发明内容
本发明计划提供满足所给出的需求中的至少一些的太阳能接线盒。本发明因此提出根据所附独立权利要求的特征的接线盒。从属权利要求给出有利实施例。
根据本发明，太阳能接线盒包括底座元件、用于密封穿过底座元件的壁布设的电缆的套管、以及具有用于布设穿过电缆的孔的第一电缆引导部，其中所述第一电缆引导部附接至底座元件的外侧。
通过将第一电缆引导部置于底座元件的外侧上，可保持套管免受电缆中的侧向张力，使得套管可提供电缆和底座元件之间的密封而不考虑侧向张力。接线盒的内侧因此可被更好地保护免受类似湿气或灰尘的影响，且位于接线盒内侧上的电连接更适于在很长时间内保持完好无损。
进一步优选的是，第一电缆引导部和底座元件一体形成。底座元件可特别地可通过模制工艺制造。在此情况下，提供第一电缆引导部所需要的努力是小的。
还优选的是，底座元件具有表面，该表面适于被粘接至太阳能板，其中第一电缆引导部朝向该表面开口。其他表面可关闭第一电缆引导部的该结构(否则该结构是开口的)，使得在安装后电缆的周围都被引导。同时这使得第一电缆引导部可通过模制工艺(所述模制工艺需要不多于两个模具)来制造成为可能。
在另一实施例中，第一电缆引导部沿着字母U的形状延伸。以此方式第一电缆引导部可以更好地适于与圆形电缆的外表面接触。电缆和第一电缆引导部之间的摩擦可因此被增大，使得第一电缆引导部可更好地适于保持电缆。
在另一实施例中，第一电缆引导部包括与套管的材料相比较不柔性(lessflexible)的材料。第一电缆引导部可因此提供刚性结构用于保持和引导电缆，同时套管包括更柔软的结构，其与保持相比更适于密封。组合在一起，电缆可相对于底座元件同时被很好地保持和很好地密封。
进一步优选的是，第一电缆引导部从接线盒的所述壁分隔开，以为套管的轴向端部留有余地。换句话说，套管可轴向地延伸超过底座元件的所述壁，且因此提供更好的密封。套管的轴向端部可邻接第一电缆引导部或者在第一电缆引导部和套管的轴向端部之间可留有空间。轴向空间优选地是小的，类似在1-5mm的范围中，特别地在2-4mm的范围中。此轴向空间允许套管的变形，所述变形归因于电缆上的轴向拉力、提高温度过程中的变形或是其他情况。
接线盒可进一步包括第二电缆引导部，其在接线盒的外侧上附接至底座元件，用于保持和/或引导电缆布设穿过第一电缆引导部。与第一电缆引导部一起，第二电缆引导部可为电缆提供更好的张力消除。电缆上的预定轴向力，例如在约60-80N的区域中，可以是可承受的、电缆不会穿过套管滑动。这还允许在安装期间穿过第二电缆引导部拉动电缆。
进一步优选的是，第二电缆引导部和底座元件一体形成。如以上关于第一电缆引导部所提到的，底座元件可通过模制工艺可制造，且用于提供第二电缆引导部的努力可以是小的。用于提供具有第一和第二电缆引导部的底座元件的制造成本可因此被保持在低水平。底座元件的价格可因此有助于在市场中推广产品，使得用于模制工艺的初始成本可被补偿。
底座元件可具有表面，该表面适于被粘接至太阳能板，其中第二电缆引导部朝向该表面开口。如以上关于第一电缆引导部所提到的，这可有助于更好地夹紧电缆和同时通过使用不多于两个模具的模制工艺制造第二电缆引导部。
进一步优选的是，第二电缆引导部沿字母L的形状延伸。这可以给第二电缆引导部一定的柔性，使得在电缆的安装处理中电缆可被穿过第二电缆引导部拉动。在安装后，第二电缆引导部可以是足够柔性的，以在电缆上足够强地侧向按压以牢固地夹紧电缆。
第一和第二电缆引导部的有利的组合可具有额外的特征。例如，所述第一和第二电缆引导部可具有轴线，电缆沿着所述轴线经过，所述轴线平行地偏移布置(shifted)。这可需要电缆在第一和第二电缆引导部之间沿着约180°的弯曲布设。第一和第二电缆引导部可有助于维持电缆的最小弯曲半径，使得电缆不被起折痕而损坏，且电缆可保持安装在接线盒处很长的时间段，例如几年或甚至几十年。轴线的对准也帮助分配第一和第二电缆引导部之间的力。电缆可因此被牢固地保持在接线盒处并通过套管被紧紧地抵靠接线盒密封。
在另一实施例中，底座元件具有适于被粘接至太阳能板的表面，且所述轴线位于与所述表面成锐角的平面中。这可帮助将电缆压下到所述表面。电缆的可选的内部扭力(inner torsion)可有助于维持电缆的刚性，特别地在第一和第二电缆引导部之间的部段中。
在另一优选的实施例中，接线盒进一步包括另一底座元件并且套管被保持在所述两个底座元件之间。这也有助于容易地通过模制工艺将底座元件，例如与第一和/或第二电缆引导部一体制造。另一底座元件也可通过模制工艺制造。特别优选的是，两个底座元件都可以用模制工艺生产，所述模制工艺对于所述元件中的每一个使用不多于两个模具。底座元件可使用总共仅两个模具被模制，特别地通过塑料注射模制工艺。
根据优选的实施例，套管被保持在所述两个底座元件之间。优选地套管的邻近凹部的部段具有沿着围绕套管的方向布设的侧向唇部。
根据进一步优选的实施例，有围绕套管布设的数个平行唇部。
根据另一优选的实施例，所有所述数个平行唇部优选地与所述第二底座元件的凹部接触。
根据优选的实施例，所述平行唇部的第一部分与所述第一底座元件的凹部接触，且所述平行唇部的第二部分与密封衬垫接触。
附图说明
现在将参考附图来更详细地描述本发明，其中：
图1示出了用于太阳能板的接线盒的分解视图；
图2示出了处于关闭状态的图1的接线盒；
图3示出了图1和2的接线盒的第一横截面；
图4示出了图1-3的接线盒的第二横截面；
图5示出了图1-4的接线盒的第三横截面；
图6示出了当接线盒安装在太阳能板的背部上时，图1-5的接线盒，以及
图7从不同的视角示出了图6的接线盒；
具体实施方式
图1示出了太阳能接线盒100的分解视图。在图1中描绘的示例性实施例的物理尺寸是约85×112mm。接线盒100包括第一底座元件102和第二底座元件104，其适于被保持在一起，使得有可用于电连接的有限空间。为了在接线盒100的内侧和外侧之间布设电缆108，接线盒100进一步包括套管110，其具有用于电缆108的轴向孔112。套管110优选地具有第一轴向端部段114、第二轴向端部段116和位于第一和第二轴向部段114和116之间的轴向中间部段118。优选的是轴向中间部段118具有比所述第一和第二轴向部段114、116更小的直径。套管110也沿其轴向长度可扩展，使得中间部段118的轴向长度在套管110的安装期间增加。在已安装状态中，即当套管110被安装在凹部120中时，中间部段118的轴向长度具有与凹部120的轴向长度相同的长度。
每个底座部段102、104包括至少一个凹部120，其中相应凹部120彼此面对以组成孔112。套管110适于位于孔120中，使得底座元件102、104位于套管110的相对侧上。孔112的直径最优地为大约与套管110的中间部段118的外直径一样大。如可在图1中看到的，在底座元件102、104中可以有两个或更多的套管110(其具有相关的孔112)，用于在接线盒100的外侧和内侧之间布设更多的电缆108。
优选的是在底座元件102和104之间形成有沟槽122。在一个实施例中，沟槽122仅形成在一个底座元件中，例如如图1所示的第一底座元件102。另一底座元件104用作当接线盒100被关闭时通过内侧的衬垫124关闭沟槽122。在另一实施例中，沟槽122至少部分形成在底座元件102和104二者中。还优选的是，在底座元件102和/或104中平行地形成有三个或者甚至更多沟槽122。
衬垫124可以是自包含(self contained)衬垫，例如由橡胶、硅胶(silicone)或聚合物制成。优选的是，衬垫124包括聚合泡沫(polymeric foam)且衬垫124可以由沟槽122内侧的液体制造。在示出的优选实施例中，衬垫124不被套管110中断；而是，衬垫124优选为基本在一个平面中布设且仅为了包围套管110才离开该平面。在包围的区域中，衬垫124可以布设为与套管110相邻。
为了当接线盒100被关闭时将底座元件102、104锁定在一起，优选的是底座元件中的一个，例如如图1中所示的第一底座元件102，包括卡入式(snap-in)鼻部126，而另一底座元件104包括相应凹部用于接收所述卡入式鼻部126。还可以有数个卡入式鼻部126和相应凹部128用于接线盒100的关闭力的均匀分布。卡入式鼻部126和相应凹部128优选地位于接线盒100的外侧上。进一步优选的是卡入式鼻部126配置为可以使用简单工具(诸如螺丝刀)或者手工不使用任何工具而解锁。
根据一个实施例，每个底座元件102、104还承载眼部130，用于将所述两个底座元件102、104固定在一起(如果期望的话)。
在一个选项中，底座元件中的一个，例如如图1中所示的第二底座元件104，包括第一电缆引导部132，其具有孔133用于电缆108布设穿过。第一电缆引导部132优选地沿着字母U的形状延伸，其中在图1的图像中的形状相对于字母U处于颠倒的位置。第一电缆引导部132位于接线盒100的外侧上，并且优选地被移位为使得可以与套管110产生轴向接触。在另一实施例中，可以有在1到5毫米范围内(优选地在2和4毫米之间)的小的轴向间隙。第一电缆引导部132当侧向力沿侧向方向牵拉电缆108的外侧部段时将阻止电缆108起折痕。第一电缆引导部132优选地与底座元件104成一体，并且第一电缆引导部132的材料优选地比套管110的材料更加刚性。
在另一优选实施例中，底座元件中的一个，例如图1中的第二底座元件104还包括用于保持电缆108的部段的第二电缆引导部134。如下文将进一步更详细解释的，电缆108优选地从接线盒100的内侧布设穿过套管110和第一电缆引导部132，转过约180°且然后布设穿过第二电缆引导部134。第二电缆引导部134优选地沿着字母L的形状延伸，其中在图1的图像中的形状相对于字母L颠倒过来。
底座元件102、104中的一个，例如图1中的第二底座元件104，可具有外表面136用于粘接至太阳能板。当表面136被抵靠另一表面按压时，打开第一电缆引导部132和第二电缆引导部134的结构的连接可被关闭，使得电缆108在所有侧部上被保持。
在另一优选实施例中，表面136是水平的(level)且可包括一个或多个孔138，使得孔138被粘接表面136的一些部段侧向围绕。当表面136抵靠在另一表面(特别地为太阳能板的背部表面)时，孔被关闭。优选的是，表面136被粘接至其他表面，使得孔138被密封。胶(glue)或接合剂(cement)可被用于将接线盒100粘接至其他表面。
在接线盒100内侧，可以有额外的结构用于支撑电缆108的电线之间的电连接。在一个实施例中，接线盒100包括导电轨道140用于制造电连接。底座元件中的一个，例如图1中的第二底座元件104，可承载用于轨道140的卡入式支撑142。优选的是，卡入式支撑142被配置使得轨道140可不使用工具插入底座元件104中并且通过卡入式支撑142被保持在那里。特别优选的是提供数个轨道140，例如如图1中所示的三个轨道140。
接线盒100可还包括电元件144用于连接至两个轨道140。电元件144可特别地包括肖特基二极管(Schottky diode)。包括卡入式支撑142的底座元件104可还包括引导部148用于夹紧元件144的电触头，使得元件144在底座元件104中的位置被固定。元件144和轨道140之间的电连接可单独通过此机构完成，或者连接的另一方式可以是适当的，诸如将元件144的电触头焊接至轨道140。
优选的是，底座元件102、104的重要特征被配置，使得模制底座元件102、104可以使用具有不多于两个部分的模具实施。
图2示出了处于关闭状态的图1的接线盒100。卡入式鼻部126已与凹部128的边界接合并且将底座元件102、104保持锁定在一起。在一个实施例中，卡入式鼻部126与相应凹部128的边界的接合需要使用预定的力压缩衬垫124。为了脱开卡入式鼻部126，其可通过例如螺丝刀的工具或者手工地被侧向弯曲。在此之后，底座元件102、104可以从彼此分离，且接线盒100可被打开。
截面线I-I和II-II示出了接线盒100被分别沿何方向剖切用于图3和5的例示。
图3示出了图1和2的接线盒100的第一横截面，其中横截面沿着图2中的线I-I截取。
在套管110的中间部段118与底座元件102中的凹部120相邻的地方，至少一个唇部305从套管110沿径向方向延伸并且沿围绕套管110的纵向轴线布设。在所示出的、优选的实施例中，三个唇部305平行定位。
图4示出了图1-3的接线盒100的第二横截面，其中横截面遵循图2中的截面线I-I。图4是图3在套管110的区域的放大细节。注意到第一电缆引导部132的大部分被切除，但是可以看到套管110的轴向端部和第一电缆引导部132之间的轴向距离可以是小的，如在1-5毫米的范围中，更优选地在2-4毫米的范围中。
如图4中最佳可见的，套管110的唇部305与上(即第一)底座元件102和下(即第二)底座元件104二者相互作用。
如图4中所示的第二底座元件104，即下底座元件104和所述三个唇部305之间的相互作用使得所有三个唇部与第二底座元件104的凹部120有干涉。可靠的密封接合因此在套管110和第二底座元件104中实现，因为唇部305密封且推挤凹部120的表面。
如图4中所示的第一底座元件102，即上底座元件102和所述三个唇部之间的相互作用是类似的。然而，中间唇部305接合密封衬垫124(也见图3)，使得此密封唇部305与密封衬垫124有干涉。由于在中间唇部305和密封衬垫124之间产生的压力，实现可靠的密封。
另外两个唇部305、305，即内和外唇部305、305与第一底座元件102接触，以实现与上底座元件102的凹部120的表面干涉。因此，可靠的密封通过唇部推挤第一底座元件102的凹部120的表面而实现。
图5示出了图1-4的接线盒100的第三横截面，所述横截面沿着图2中的截面线II-II。从第一底座元件102，卡入式鼻部的仅小部段是可见的。用于衬垫124的、第二底座元件104中的所指示的沟槽122是可选的。
图6示出了当接线盒100被安装在太阳能板605的背部侧上时的图1-5的接线盒100。第二底座元件104的平坦表面136被使用粘结剂紧固至太阳能板605的背部侧。粘结剂优选地在高达至少80℃或更高以上是稳定的，因为太阳能板605在运行期间可变热。
电缆108从接线盒100的内侧布设穿过套管110和第一电缆引导部132，然后转过约180度且穿过第二电缆引导部134的开口。在第一电缆引导部132处的电缆108的纵向轴线610可以比在电缆108布设穿过第二电缆引导部134位置的另一纵向轴线615更远离太阳能板605。在此实施例中，纵向轴线610、615位于一平面内，该平面与表面136和太阳能板605的背部所位于的平面成锐角α。
电缆108优选地具有与第二电缆引导部134和第一电缆引导部132的开口对准的直径，使得在接线盒100已被布置在太阳能板605的表面上时将电缆108穿过开口是可能的，但是同时在电缆108和第一电缆引导部132或第二电缆引导部134之间有足够的摩擦，使得可抵抗在约50-100、具体地60-80N的范围内的预定力的电缆108上的纵向张力。
图7从不同的视角示出了安装在太阳能板605上的图6的接线盒100。在此实施例中，设置两个电缆108且每个电缆108布设穿过相应的第二电缆引导部134。在此实施例中，电缆引导部132、134位于接线盒100的相对的侧向侧上。

Claims (15)

1.一种太阳能接线盒(100)，用于电连接太阳能板，所述盒(100)包括：
-底座元件(102)；
-套管(110)，用于密封穿过底座元件(104)的壁布设的电缆(108)；
-第一电缆引导部(132、134)，具有开口(133)，电缆(108)被引导穿过所述开口(133)，
-其中所述第一电缆引导部(132；134)被附接至底座元件(104)的外侧。
2.如权利要求1所述的接线盒(100)，其中所述第一电缆引导部(132)和底座元件(104)一体形成。
3.如权利要求1或2所述的接线盒(100)，其中所述底座元件(104)具有适于被粘接至太阳能板(605)的表面(136)，且所述第一电缆引导部(132)朝向该表面(605)开口。
4.如前述权利要求中的一项所述的接线盒(100)，其中所述第一电缆引导部(132)沿字母U的形状延伸。
5.如前述权利要求中的一项所述的接线盒(100)，其中所述第一电缆引导部(132)包括柔性比套管(110)的材料的柔性低的材料。
6.如前述权利要求中的一项所述的接线盒(100)，其中第一电缆引导部(132)从接线盒(100)的所述壁分隔开，来为套管(110)的轴向端部留有余地。
7.如前述权利要求中的一项所述的接线盒(100)，进一步包括在接线盒(100)的外侧上附接至底座元件(104)的第二电缆引导部(132；134)，用于引导电缆(108)穿过第二电缆引导部(132)的开口。
8.如权利要求7所述的接线盒(100)，其中所述第二电缆引导部(134)和底座元件(104)一体形成。
9.如权利要求7或8所述的接线盒(100)，其中所述底座元件(104)具有适于被粘接至太阳能板(605)的表面(136)，且所述第二电缆引导部(134)朝向该表面(605)开口。
10.如权利要求7-9中的一项所述的接线盒(100)，其中所述第二电缆引导部(134)沿字母L的形状延伸。
11.如权利要求7-10中的一项所述的接线盒(100)，其中所述第二电缆引导部(134)和所述第一电缆引导部(132)具有轴线，电缆(108)沿着所述轴线经过，所述轴线平行地偏移布置。
12.如权利要求11所述的接线盒(100)，其中所述底座元件(104)具有适于被粘接至太阳能板(605)的表面(136)，且所述轴线位于与所述表面(605)成锐角的平面中。
13.如前述权利要求中的一项所述的接线盒(100)，进一步包括另一底座元件(102)，其中套管(110)被保持在所述两个底座元件(102、104)之间。
14.如权利要求13所述的接线盒(100)，其中所述套管(110)的邻近凹部(112)的部段(118)具有侧向唇部(305)，所述侧向唇部(305)沿着围绕套管(110)的方向布设。
15.如权利要求14所述的接线盒(100)，其中存在围绕套管(110)布设的数个平行的唇部(305)。
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