CN111194521A

CN111194521A - 光伏模块的接线盒

Info

Publication number: CN111194521A
Application number: CN201880065823.9A
Authority: CN
Inventors: R·奥林施莱格; H·布塞
Original assignee: Hanwha Q Cells GmbH
Current assignee: Hanwha Q Cells GmbH
Priority date: 2017-08-10
Filing date: 2018-08-01
Publication date: 2020-05-22
Also published as: US20210119575A9; US20200186082A1; WO2019029771A1; DE102017118267A1; US11201584B2

Abstract

本发明涉及一种光伏模块电连接的接线盒，该接线盒包括插接模块(110)和壳体模块(120)。插接模块(110)包括插头元件(112)和连接元件(114)，其中插头元件(112)能够与外部电连接线进行插入式连接，并且连接元件(114)提供内部电源线到光伏模块的连接选择。壳体模块(120)可以与插接模块(110)连接和拆卸，并且还可以附接到光伏模块，以便保护光伏模块的连接区域免受外部影响。

Description

光伏模块的接线盒

技术领域

本发明涉及一种光伏模块电连接的接线盒。本发明还涉及一种接线盒的插接模块和壳体模块，尤其涉及一种具有一个或多个可更换插接模块的接线盒。

背景技术

光伏模块通常通过插入式连接相互连接或连接到外部电气连接单元。为此，常规的光伏模块具有接线盒，从接线盒中引出一根或多根带有插头的电缆，该电缆可用于上述的插入式连接。传统接线盒也可以具有集成插头。在这两种情况中，通常只有兼容的插头能够使用或插入。原则上，通常可以使用其他插头(至少在“可插入”的范围内，但是，这会增加安全风险)。由于这种基本可插拔的插头不是原装产品，因此通常不接受任何保证。

因此，此类传统接线盒仅可与各个制造商生产的插头完全兼容的插头连接。目前，当使用其他插入式连接时，需要更换完整的接线盒。并且由于现有的密封件构成了可观的额外支出，通常难以实施。因此，目前不可能为特定的接线盒配备其他插接模块，这大大限制了使用的灵活性。

因此，有改进必要光伏模块的接线盒，使其不具有上述问题。特别是不需要特定插头而可以灵活使用接线盒。

发明内容

通过根据权利要求1的接线盒、权利要求7的插接模块和权利要求9的壳体模块至少解决了部分上述的技术问题。从属权利要求涉及对独立权利要求所要保护主题的有利改进。

本发明涉及一种用于光伏模块电连接(在连接区域中)的接线盒。该接线盒包括一个插接模块和一个外壳模块。插接模块包括插头元件和连接元件，其中，插头元件实现与外部电连接线的插入式连接，并且连接元件提供了内部供电线到光伏模块中的连接选择。外壳模块可以连接到插接模块，也可以连接到光伏模块，以保护光伏模块的连接区域免受外部影响(雨水，湿气，腐蚀等)。安装之后，随后可再次拆卸外壳模块和插接模块，但这可能是例外情况。通常，这两个部件是牢固相互连接的(例如，焊接)，因此后续的拆卸并不容易。

插接模块和壳体模块可以分别由一种或不同种的塑料材料一体制造(例如，注塑成型工艺)。插接模块和外壳内均不需要设置任何类型的接线。插接模块具有一个或多个电贯穿连接，插接模块可以通过插头元件插入式连接，并经由连接元件实现电接触。这些电贯穿连接，例如可嵌入在插接模块的塑料材料中。

可选地，插接模块可包括二极管，该二极管附接到连接元件并且为光伏模块的至少一部分提供电旁路连接。

可选地，壳体模块包括开口，并且接线盒包括盖体元件，该盖体元件设计为封闭壳体模块的开口。

另外，插接模块和壳体模块可具有各自的连接装置，以便通过该连接装置将插接模块互锁地连接至壳体模块。连接装置，例如可包括凹槽和/或突出部。例如，插接模块可具有凹槽，而壳体模块可具有突出部。也有可能插接模块具有突出部，而壳体模块具有凹槽。通过所述连接装置，可以通过将插接模块插入到壳体模块中以实现互锁连接。互锁连接可防止在接线盒安装后插接模块与壳体模块分离。

因此，根据一些实施例，接线盒由两个部件形成，例如，仅当接线盒安装在光伏模块上时才彼此连接。因此，可以首先将插接模块连接到光伏模块相应的内部供电线，并且可选地将其附接到光伏模块；随后，可以利用凹槽连接壳体模块；最后，例如可以使用超声波焊接工艺将插接模块牢固地连接到壳体模块。可选地，也可以在壳体模块上形成盖子，该盖子最终完全将壳体封闭。例如，接线盒制造商可以将插接模块和外壳模块互连，以便将组装完成的接线盒连接到模块上。因此，将插接模块和壳体模块预先组装是有利的。但是，这并不是强制性的，也有可能仅在模块上进行组装。

可选地，连接元件设计成能够将插接模块牢固地连接到内部供电线上。这种牢固连接的方式可以是多样的，特别地，牢固连接可以包括钎焊连接、螺纹连接、压接、夹紧连接、铆钉连接或焊接接头(welded joint)。

插接模块和壳体模块为独立部件，两者具有可通过超声波焊接工艺彼此焊接的材料。例如，插接模块和/或壳体模块可在同一注塑成型工艺中制造。

本发明还涉及一种用于前文定义的光伏模块接线盒之一的插接模块。该插接模块包括能够与外部电连接线进行插入式连接的插头元件，以及提供用于内部供电线到光伏模块中连接选择(例如，用于钎焊，拧紧，夹紧)的连接元件。插接模块可以连接到壳体模块。

本发明还涉及一种前文定义的用于光伏模块的接线盒之一的壳体模块。如前所述，接线盒用于将光伏模块电连接到外部电连接线，并且包括用于与外部电连接线形成插入式连接的插接模块。壳体模块包括入口(也可以是凹部)，该入口具有用于插入并牢固固定插接模块的连接装置。壳体模块可以连接到插接模块(并且可选地，也可从插接模块上拆卸)，并且还可附接到光伏模块，以便保护光伏模块的连接区域不受外界影响。该壳体模块可另外包括盖，该盖可封闭壳体模块中的附加开口。

根据一些实施例，接线盒可特别地以完全无线的方式形成。在传统的接线盒中，插头主要附接到电缆，其中电缆形成在插头和接线盒之间，并建立从插头到光伏模块的电连接。新型接线盒不再需要此类电缆。由于电缆大多被焊接或压接在插头上，因此随后无法更换插头。相比之下，在本发明的实施例中，至少在牢固连接之前(例如，通过焊接)，插接模块可以灵活地更换，从而实现想要达到的与不同制造商之间的兼容性。

因此，一些实施例克服了传统接线盒具有固定插头单元(无线或单侧电缆)，并且只能使用特定制造商的插头实现可靠连接的缺点。因此，在将来自不同制造商的接线盒用于插入式连接时，一些实施例考虑到了明显更大的设计自由度和灵活性。另外，模块制造商可以选择在组装光伏模块的过程中或不久之前，或者根据客户需求自由地为产品使用不同的插接模块。

附图说明

通过下文的详细描述和附图，将更好地理解本发明的实施例，这些附图不应被解释为将本公开限制于特定实施例，而是仅用于解释和明确技术方案。

图1示出了根据本发明实施例的用于光伏模块的双组件接线盒；

图2示了接线盒连接到光伏模块之前图1中两个组件的连接关系；

图3示出了插接模块的另一实施例；

图4示出了具有盖体元件的壳体模块的实施例；

图5A-5D显示了图4中的各组件的连接过程。

具体实施方式

图1示出了用于光伏模块电连接接线盒的实施例。该接线盒包括插接模块110和壳体模块120。插接模块110包括插头元件112和连接元件114，其中，插头元件112通过插入式连接实现与外部电连接线(未示出)的连接，并且连接元件114为内部供电线提供接入光伏模块的连接选择。壳体模块120可以连接到插接模块110，并且也可以从其上拆卸。此外，壳体模块120可以连接到光伏模块，以便保护光伏模块的连接区域不受外部的影响。插接模块110和壳体模块120为接线盒的独立组件。

插接模块110的插头元件112，例如，形成为与连接元件114相对。在插头元件112和连接元件114之间，例如设置有电贯穿连接，电贯穿连接可以传导从光伏模块经由连接元件114流到插头元件112的电流。在图1中，插头元件112还包括可选的用于保持插入式连接的锁定元件117。

另外，插接模块110包括突出部118，该突出部形成为在接线盒牢固固定在光伏模块上之后，其平行于光伏模块表面延伸。它用于牢固连接光伏模块上的接线盒，该连接方式可以包括，例如层压，焊接或胶合。

壳体模块120具有可选地开口127，该开口可以由盖体元件(图1中未示出)封闭。另外，壳体模块120包括带有连接装置125(例如，突出部；同样参见图2)的入口或凹口124，并且插接模块110包括连接装置115(例如设计为凹槽)，该凹槽可以彼此啮合以形成示例性的凹槽连接，例如，这可以通过将插接模块110滑入壳体模块120。以此实现将插接模块110牢固保持在壳体模块120中。

入口124可形成在壳体模块120的侧表面上，并且因此垂直于或不平行于光伏模块的主表面方向。可选的开口127和入口124可限定彼此垂直的开口方向。

此外，壳体模块120还可以包括突出部128，该突出部128用于将接线盒牢固地固定在光伏模块上，并且形成为使接线盒牢固固定在光伏模块上之后，其平行于光伏模块延伸。如上所述，这种固定，例如可以通过层压连接、粘接或焊接的手段实现。

插接模块110和壳体模块120尤其可以通过注塑成型制造。与现有技术相比，由于所使用注塑模具的模块化结构，在一些实施例中使用更简单或可重复使用。

图2示出了插接模块110与壳体模块120的组合件，从而可以将该组合件安装或固定在光伏模块上。当将接线盒安装在光伏模块上时，可首先通过连接元件114将插接模块110电连接至光伏模块。随后，插接模块110可以通过示例性的凹槽连接115，125插入到壳体模块120的入口124中。插接模块110和壳体模块120通常通过预定的连接几何件(通过互锁连接)连接。除了所示的特定凹槽或突出部之外，其他合适的对应物也可以用于实现互锁连接(例如，通过插入或夹紧)的目的。

可选地，也可在形成凹槽连接之后将插接模块110焊接到壳体模块120上。为此，例如可以使用超声波焊接工艺。然而，插接模块110和壳体模块120也可以通过粘接的方式牢固且紧密地相互连接。尤其可以为气密和水密的连接，以防止空气湿度的渗透。原则上，任何接合工艺均可能使用。

最终，接线盒和光伏模块之间的牢固连接可以通过壳体元件120和插接模块110上的突出部128、118建立。最后，可以用盖体元件封闭壳体模块120的开口127。

显而易见地，安装接线盒的各个工作步骤可以以不同的顺序进行。例如，也可以首先将插接模块110插入到壳体模块120中，并将它们共同固定在光伏模块上。随后，可以建立起连接元件114与光伏模块供电线之间的电接触。

图3显示了插接模块110的另一个实施例。在所示的实施例中，连接元件114包括用于旁路组件的连接可选件，例如，用于桥接光伏模块至少一部分的二极管(例如，在具有阴影或缺陷的情况下)。插接模块110的所有其他特征均与图1和2中所述相同的方式设计。

图4示出了具有可选的盖体元件130(或盖130)的壳体模块120的另一实施例，该盖体元件130关闭了现有的开口127。插接模块110同样以图3所示的方式设计，在该实施例中，其中二极管140被固定在连接元件114上，该固定例如可以通过夹紧连接、钎焊连接、压接或焊接接头来实现。因此，即使在插接模块110和壳体模块120组装之前，二极管140也可以直接附接到插接模块110的连接元件114上。

图5A和5B示出了插接模块110和壳体模块120的连接过程，其中，同图1或图2的实施例，再次利用凹槽将插接模块110以互锁的方式连接到壳体模块120。所得的组合件如图5C所示。最后，壳体模块120中的开口127由盖130封闭。图5D示出了由此生产的接线盒，随后，其可以附接到光伏模块。

在其他实施例中，不仅提供了单个插接模块110，还可以形成多个不同的插接模块，以使它们可以与标准的壳体模块120连接。因此，接线盒可以与来自不同制造商的不同插头兼容。最终，可以根据规格灵活地选择和使用所需的插接模块110。这增加了安装和制造过程的灵活性(例如，可以更容易地引入金属触点)。

这些实施例的另一优点在于，仅需要更换插接模块110，便可与不同制造商的插头兼容。因此，不必更换整个接线盒。另外，对插接的认证可仅针对插接模块110，而无需针对整个接线盒进行。

另一个优点是可以选择在预制过程中分别生产各个模块。最终，可以为各种插接模块110制造大量的外壳模块120。然后，根据插接件的各个制造商的规格来制造插接模块110，仅需在安装过程中连接各个元件即可形成最终产品。

最后，这些实施例的益处还在于提供了可以批量生产并且可与来自不同插头制造商的不同插接件兼容的无线接线盒的选择。如前所述，多个组件包括插接模块110和壳体模块120，但是也可包括盖。显而易见的是，插接模块110不必一定是用于壳体模块120的盖子，或者仅当电流也通过该盖子提供或传导时其才是用于壳体模块120的盖子。

本发明在说明书，权利要求书和附图中公开的特征对于单独或以任何组合方式以实现本发明而言是必不可少的。

附图标记

110、插接模块；

112、插头元件；

114、连接元件；

115、125、凹槽连接；

117、锁定元件；

118、128、保持突出部；

120、壳体模块；

124、入口；

127、开口；

130、盖体元件；

140、二极管。

Claims

1.一种用于光伏模块电连接的接线盒，其特征在于：

插接模块(110)，所述插接模块(110)具有插头元件(112)和连接元件(114)，

其中，所述插头元件(112)能够与外部电连接线进行插入式连接，以及，所述连接元件(114)提供内部供电线到光伏模块的连接选择；和

壳体模块(120)，所述壳体模块(120)能够连接至所述插接模块(110)，并且也能够附接至所述光伏模块，以保护所述光伏模块的连接区域不受外界影响。

2.根据权利要求1所述的接线盒，其中，所述壳体模块(120)包括开口(127)，并且所述接线盒还包括盖体元件(130)，所述盖体元件(130)设计为封闭所述壳体模块(120)的开口(127)。

3.根据权利要求1或2所述的接线盒，其中，所述插接模块(110)和所述壳体模块(120)各自包括连接装置(115、125)，以便通过连接装置将所述插接模块(110)互锁地连接至所述壳体模块(120)，并且所述连接装置(115、125)特别包括凹槽(115)和凸起(125)。

4.根据前述权利要求中任一项所述的接线盒，其中，所述连接元件(114)设计成能够将所述插接模块(110)牢固连接到所述内部供电线，所述牢固连接特别包括焊接、螺钉连接、铆接、压接、焊接接头或夹紧连接。

5.根据前述权利要求中的任一项所述的接线盒，其中，所述插接模块(110)包括旁路组件(140)，特别是二极管，所述旁路组件附接到所述连接元件(114)。

6.根据前述权利要求中的任一项所述的接线盒，其中，所述插接模块(110)和所述壳体模块(120)为独立组件，所述插接模块(110)和所述壳体模块(120)包括能够通过超声焊接工艺焊接的材料。

7.一种用于光伏模块接线盒的插接模块(110)，其中所述接线盒用于将光伏模块电连接到外部电连接线并包括壳体模块(120)，包括以下特征：

插头元件(112)，所述插头元件(112)能够与外部电连接线实现插入式连接；和，

连接元件(114)，所述连接元件(114)提供用于内部供电线到光伏模块的连接选择；

其中，所述插接模块(110)能够连接到所述壳体模块(120)。

8.根据权利要求7所述的插接模块(110)，包括附接到所述连接元件(114)的二极管(140)。

9.一种用于光伏模块接线盒的壳体模块(120)，其中，所述接线盒用于将光伏模块电连接到外部电连接线，并且包括用于与外部电连接线形成插入式连接的插接模块(110)，包括以下特征：

带有连接装置(125)的入口或凹口(124)，用于插入并牢固地固定插接模块(110)；

其中，所述外壳模块(120)能够连接到插接模块(110)，并且能够附接到光伏模块，以便保护光伏模块的连接区域不受外界影响。