CN114189206A - 一种光伏组件接线盒 - Google Patents
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Abstract
本发明属于光伏组件技术领域，具体公开了一种光伏组件接线盒，包括盒体以及安装于所述盒体内的二极管，所述盒体内设有利用第一灌封胶灌装形成的第一灌封胶体以及利用第二灌封胶灌装形成的第二灌封胶体，所述第一灌封胶体包裹所述二极管，所述第二灌封胶体包裹所述第一灌封胶体，且所述第一灌封胶的导热系数大于所述第二灌封胶的导热系数。本方案可以有效的提高接线盒二极管的散热效果，而且该接线盒成本低，结构简单易实施，适合技术推广，特别适合大电流光伏组件使用。
Description
技术领域
本发明属于光伏组件技术领域，尤其涉及一种光伏组件接线盒。
背景技术
接线盒是太阳能组件的重要组成部分，其主要作用是将太阳能电池产生的电力与外部线路连接。接线盒通过硅胶与太阳能组件的背板粘在一起，太阳能组件引出线与接线盒内部的引出端子连接在一起，通过线盒线缆及连接器部分再与外部导通。接线盒内部一般设置有多个旁路二极管，旁路二极管反向并联在电池组串的两端，能够有效防止电池片因热斑效应造成的损坏。当遮挡发生时，二极管会起到分流的作用，二极管温度会随着分流电流的增大而逐渐增大，温度过高会造成二极管甚至太阳能组件的严重损坏。
因此，接线盒二极管的散热一直是影响光伏接线盒及太阳能组件安全性能的重要因素，为了保证25年以上的组件寿命及安全性，作为组件输出终端的接线盒必须具备良好的密封性能和散热性能，而具有导热密封双重功能的有机硅灌封胶是接线盒制造工艺的优化必选材料。特别是随着大电流光伏组件的诞生，二极管散热问题将变得越来越棘手，本领域技术人员对太阳能光伏组件的有机硅密封材料进行了积极研究以获得更好的性能，其中增加密封材料的导热性是较好的解决手段之一。但随着导热系数的增加，灌封胶与线盒的粘结性能及密封性也在变差，给组件长期户外使用带来了安全隐患。在此情况下，如何兼顾接线盒导热、密封、成本多方面的需求，是一个亟待解决的行业难题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种光伏组件接线盒，用于解决接线盒二极管散热、高导热灌封胶与盒体粘接性能差及组件安全问题。
为了达到上述目的，本发明的技术方案如下：
一种光伏组件接线盒，包括盒体以及安装于所述盒体内的二极管，所述盒体内设有利用第一灌封胶灌装形成的第一灌封胶体以及利用第二灌封胶灌装形成的第二灌封胶体，所述第一灌封胶体包裹所述二极管，所述第二灌封胶体包裹所述第一灌封胶体，且所述第一灌封胶的导热系数大于所述第二灌封胶的导热系数。
基于上述基础方案，本发明的使用原理为，第一灌封胶体包裹二极管形成快速导热区域，第二灌封胶体在快速导热区域周围形成一个散热区域，通过将二极管的热量进行层层传递，以此来提升二极管的散热效率。
同时，由于第一灌封胶的导热系数大于第二灌封胶的导热系数，并且根据导热系数与密封、粘结性能之间的关系，所以第二灌封胶粘结性能与密封性优于第一灌封胶，因此在接线盒中，高导热系数的第一灌封胶体用于提高二极管的散热效率，低导热系数的第二灌封胶体用于改善高导热灌封胶与接线盒的粘结性能及密封性能。
优选地，所述盒体内还设有导电结构，所述导电结构上设置有凹槽区域，所述二极管安装于所述凹槽区域内并与所述导电结构电性连接，所述第一灌封胶体设置于所述凹槽区域内，所述第二灌封胶体设置于所述盒体内非凹槽区域内。
优选地，所述导电结构上设置有阻隔部，所述阻隔部在所述导电结构上围成所述凹槽区域。通过设置阻隔部对盒体内的凹槽区域以及非凹槽区域进行边界划分，进而实现快速导热区域和散热区域的划分，使盒体内的散热结构层次分明，加强散热效果。
优选地，所述二极管端部与所述阻隔部接触，且所述二极管与所述阻隔部接触的端部设置有加厚部，所述二极管与所述加厚部将所述凹槽区域分隔为第一区域和第二区域。如此设置，通过加厚部和二极管结合实现对凹槽区域的分隔，分隔出来的两侧分别为导电结构的正极和负极，可以为操作人员起到提示作用，能够更直观更简单的分辨正负极方向。
优选地，所述导电结构的正极端和负极端上均设置有通孔。该通孔用于引入光伏组件的引出线，光伏组件的引出线穿过通孔分别与导电结构的正极端和负极端进行电性连接，相比于从外侧引入光伏组件的引出线，本结构的设置可以优化盒体内部的线路排版。
优选地，所述阻隔部的水平高度H1大于所述二极管的水平高度H2。如此设置，可以确保凹槽区域内的高导热灌封胶能够覆盖在二极管上，增加高导热灌封胶能与二极管的接触面积，增加导热效果。
优选地，所述阻隔部的水平高度H1大于所述二极管的水平高度H2的范围为0～30mm。
优选地，所述加厚部的水平高度H3大于所述阻隔部的水平高度H1。如此设置，可以确保凹槽区域内的高导热灌封胶能够覆盖在二极管上，增加高导热灌封胶能与二极管的接触面积，增加导热效果。
优选地，所述第一灌封胶的导热系数为1-100W/m·K，所述第二灌封胶的导热系数为0-10W/m·K。
优选地，所述第一灌封胶的导热系数为5W/m·K，所述第二灌封胶的导热系数为0.5W/m·K。
本方案的有益效果：
1.本方案根据导热系数与密封、粘结性能之间的关系，在接线盒内设置高导热系数的第一灌封胶体用于提高二极管的散热效率，设置低导热系数的第二灌封胶体用于改善高导热灌封胶与接线盒的粘结性能及密封性能，兼顾了接线盒导热、密封和稳定性等多方面的需求；
2.本方案通过进行凹槽区域与非凹槽区域的划分，使盒体内形成层次分明的快速导热区域和散热区域，快速导热区域负责快速将二极管的热量快速传递，而散热区域则负责将接线盒的热量导出，两个区域分工明确，可以大幅度提升二极管的散热效率；
3.本方案不仅可以有效的提高接线盒二极管的散热效果，而且该接线盒成本低，结构简单易实施，适合技术推广，特别适合大电流光伏组件使用。
附图说明
图1为本发明一实施例的拆分示意图；
图2为一实施例中凹槽区域与二极管的配合示意图；
图3为一实施例的阻隔部、二极管和加厚部的高度对比图。
说明书附图中的附图标记包括：盒体10、导电结构20、阻隔部21、正极端22、负极端23、二极管30、加厚部31、盒盖40、第一区域501、第二区域502、凹槽区域50、通孔60。
具体实施方式
将参照附图详细描述根据本发明的各个实施例。这里，需要注意的是，在附图中，将相同的附图标记赋予基本上具有相同或类似结构和功能的组成部分，并且将省略关于它们的重复描述。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
本说明书的附图为示意图，辅助说明本发明的构思，示意性地表示各部分的形状及其相互关系。
下面，参照图1-图3，详细描述根据本发明的优选实施方式。
本实施例提供了一种光伏组件接线盒，包括盒体10以及安装于盒体10内的二极管30，盒体10内设有利用第一灌封胶灌装形成的第一灌封胶体以及利用第二灌封胶灌装形成的第二灌封胶体，第一灌封胶体包裹二极管30，第二灌封胶体包裹第一灌封胶体，且第一灌封胶的导热系数大于第二灌封胶的导热系数。
其中，导热系数是指在稳定传热条件下，1米厚的材料，两侧表面的温差为1度，在一定时间内，通过1平方米面积传递的热量，导热系数越高的材料传热能力越好，其单位为瓦/米·度(W/(m·K))。
基于上述基础方案，本发明的使用原理为，第一灌封胶体包裹二极管30形成快速导热区域，第二灌封胶体在快速导热区域周围形成一个散热区域，通过将二极管30的热量进行层层传递，以此来提升二极管30的散热效率。
同时，由于导热系数与密封、粘结性能之间在一定温度区间内具有反比关系，而第一灌封胶的导热系数大于第二灌封胶的导热系数，所以第二灌封胶粘结性能与密封性要优于第一灌封胶，因此在接线盒中，高导热系数的第一灌封胶体用于提高二极管30的散热效率，低导热系数的第二灌封胶体用于改善高导热灌封胶与接线盒的粘结性能及密封性能，兼顾了接线盒导热、密封和稳定性等多方面的需求。
其中，盒体10为常规的方盒体、圆盒体或者椭圆盒体等，其内部用于排布导电结构20、二极管30以及导线等元器件。而盒盖40通过固定连接或者可拆卸连接的方式设置在盒体10上，并将盒体10内部进行封闭，参见图1，本实施例中，盒盖40通过卡扣连接的方式固定在盒体10上，可以理解的是，盒盖40和盒体10之间的连接方式还可以为螺钉连接、粘接等。
参见图1，盒体10内设置有导电结构20，导电结构20通过粘接、螺钉连接等方式固定在盒体10中，可以理解的是，导电结构20为光伏组件接线盒内的常规组件，其结构为本领域的公知技术，因此本实施例中对其结构不再进行赘述，图中仅为示意性的表述。
参见图1，二极管30安装于导电结构20上，而第一灌封胶体和第二灌封胶体产生过程中如下，在二极管30四周灌注第一灌封胶形成第一灌封胶体，具体地，灌注第一灌封胶时在导电结构20上放置方框状的模具，模具将二极管30围住，然后将第一灌封胶灌注在模具内即可，形成后的第一灌封胶体将二极管30包裹住。然后在第一灌封胶体四周灌注第二灌封胶形成第二灌封胶体，以形成边界分明的快速导热区域和散热区域。
在一些实施例中，导电结构20上设置有独立的凹槽区域50，本实施例中，凹槽区域50通过以下结构形成：导电结构20上设置有阻隔部21，阻隔部21在导电结构20上围成上述的凹槽区域50，具体地，参见图2，阻隔部21为设置在导电结构20上的围板，围板的轮廓与导电结构20的外轮廓对应，而围板通过焊接的方式固定在导电结构20的外轮廓上，参见图2，固定在导电结构20上的围板阻隔部21与导电结构20上表面之间的部分形成了上述的凹槽区域50。参见图1，凹槽区域50独立于盒体10中，具体体现在，盒体10内部以阻隔部21为边界划分为了位于阻隔部21内侧的凹槽区域50以及位于阻隔部21外侧的非凹槽区域50。
在一些实施例中，导电结构20上的凹槽区域50还可以通过其他方式形成，例如，在导电结构20上直接开设凹槽以形成凹槽区域50。
参见图2，二极管30通过焊接的方式固定在导电结构20中部并位于凹槽区域50内，二极管30还与导电结构20电性连接，具体表现为，导电结构20的正极端22与二极管30的负极电连接，导电结构20中的负极端23与二极管30的正极电连接。
针对上述结构，第一灌封胶体和第二灌封胶体的形成如下：第一灌封胶体由第一灌封胶灌装在凹槽区域50形成，使第一灌封胶体位于凹槽区域50内，而第二灌封胶体由第二灌封胶灌装在阻隔部21外侧的非凹槽区域50形成，使第二灌封胶体位于非凹槽区域50内。
在一些实施例中，二极管30两端端部均与阻隔部21接触，且二极管30与阻隔部21接触的端部设置有加厚部31，二极管30与加厚部31将凹槽区域50分隔为第一区域501和第二区域502。具体地，参见图2，二极管30两端均通过焊接等方式固定有加厚部31，本实施例中，加厚部31具体为加厚板，两块加厚板与二极管30整体的总长大于阻隔部21前后两侧之间的距离，加厚部31中部开设有左右贯穿的卡槽，且卡槽的宽度略大于阻隔部21的厚度，使阻隔部21能够嵌入该卡槽中，安装时二极管30两端的加厚板均通过卡槽卡在阻隔部21上，从而实现二极管30的初步定位。如此设置，通过加厚部31和二极管30结合实现对凹槽区域50的分隔，分隔出来的两侧分别为导电结构20的正极端22和负极端23，可以为操作人员起到提示作用，能够更直观更简单的分辨导电结构20的正负极方向。
在另一些实施例中，两加厚部31与二极管30组合在一起的总长略小于阻隔部21前后两侧之间的距离，使加厚部31和二极管30形成的整体能够嵌入阻隔部21前后两侧之间，且两侧的加厚部分别与阻隔部21相抵，同样可以实现对二极管30的初步定位。
在一些实施例中，导电结构20的正极端22和负极端23上均设置有通孔60，参见图2，两个通孔60分别位于二极管30的两侧，本实施例中，通孔60为条形孔，可以理解的是，通孔60还可以为方孔、圆孔等。该通孔60用于引入光伏组件的引出线，光伏组件的引出线穿过通孔60分别与导电结构20的正极端22和负极端23进行电性连接，相比于从外侧引入光伏组件的引出线，本结构的设置可以优化盒体10内部的线路排版。
参见图3，在一些实施例中，阻隔部21的水平高度H1大于二极管30的水平高度H2。如此设置，使凹槽区域50的深度大于二极管30的高度，从而可以确保凹槽区域50内的高导热灌封胶能够覆盖在二极管30上，增加高导热灌封胶能与二极管30的接触面积，增加导热效果。进一步的，阻隔部21的水平高度H1大于二极管30的水平高度H2的范围为0～30mm。
参见图3，在一些实施例中，加厚部31的水平高度H3大于或等于阻隔部21的水平高度H1。
本发明中，第一灌封胶为高导热灌封胶，而第二灌封胶为常规灌封胶，通过两者之间导热系数的差值，使盒体10内形成层次分明的快速导热区域和散热区域，提升二极管30的散热效率。进一步的，第一灌封胶的导热系数为1-100W/m·K，第二灌封胶的导热系数为0-10W/m·K，例如，第一灌封胶的导热系数为5W/m·K，第二灌封胶的导热系数为0.5W/m·K。
基于上述整体方案，本实施例的使用原理如下：
1、将本发明提供的光伏接线盒固定于光伏组件背面，光伏组件的引出线穿过通孔60分别与导电结构20的正极端22和负极端23进行电性连接；
2、在独立的凹槽区域50灌装高导热第一灌封胶形成第一灌封胶体，使得二极管30被高导热灌封胶包裹形成一个快速导热区域；
3、在盒体10的非凹槽区域灌装常规第二灌封胶形成第二灌封胶体，第二灌封胶的导热系数低于第一灌封胶，使得在快速导热区域周围形成一个散热区域；具体地，第一灌封胶的导热系数为5W/m·K，第二灌封胶的导热系数为0.5W/m·K；
4、待灌封胶固化后，将盒盖40安装于盒体10上即可。
以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。
Claims (10)
1.一种光伏组件接线盒，其特征在于：包括盒体(10)以及安装于所述盒体(10)内的二极管(30)，所述盒体(10)内设有利用第一灌封胶灌装形成的第一灌封胶体以及利用第二灌封胶灌装形成的第二灌封胶体，所述第一灌封胶体包裹所述二极管(30)，所述第二灌封胶体包裹所述第一灌封胶体，且所述第一灌封胶的导热系数大于所述第二灌封胶的导热系数。
2.根据权利要求1所述的一种光伏组件接线盒，其特征在于：所述盒体(10)内还设有导电结构(20)，所述导电结构(20)上设置有凹槽区域(50)，所述二极管(30)安装于所述凹槽区域(50)内并与所述导电结构(20)电性连接，所述第一灌封胶体设置于所述凹槽区域(50)内，所述第二灌封胶体设置于所述盒体(10)内非凹槽区域内。
3.根据权利要求2所述的一种光伏组件接线盒，其特征在于：所述导电结构(20)上设置有阻隔部(21)，所述阻隔部(21)在所述导电结构(20)上围成所述凹槽区域(50)。
4.根据权利要求3所述的一种光伏组件接线盒，其特征在于：所述二极管(30)端部与所述阻隔部(21)接触，且所述二极管(30)与所述阻隔部(21)接触的端部设置有加厚部(31)，所述二极管(30)与所述加厚部(31)将所述凹槽区域(50)分隔为第一区域(501)和第二区域(502)。
5.根据权利要求2、3或4所述的一种光伏组件接线盒，其特征在于：所述导电结构(20)包括正极端(22)和负极端(22)，所述正极端(22)和所述负极端(23)上均设置有通孔(60)。
6.根据权利要求3或4所述的一种光伏组件接线盒，其特征在于：所述阻隔部(21)的水平高度H1大于所述二极管(30)的水平高度H2。
7.根据权利要求6所述的一种光伏组件接线盒，其特征在于：所述阻隔部(21)的水平高度H1大于所述二极管(30)的水平高度H2的范围为0～30mm。
8.根据权利要求4所述的一种光伏组件接线盒，其特征在于：所述加厚部(31)的水平高度H3大于或等于所述阻隔部(21)的水平高度H1。
9.根据权利要求1所述的一种光伏组件接线盒，其特征在于：所述第一灌封胶的导热系数为1-100W/m·K，所述第二灌封胶的导热系数为0-10W/m·K。
10.根据权利要求9所述的一种光伏组件接线盒，其特征在于：所述第一灌封胶的导热系数为5W/m·K，所述第二灌封胶的导热系数为0.5W/m·K。
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