CN220915250U - 一种光伏接线盒 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种具有优良散热性能的轴向二极管光伏接线盒，属于光伏组件技术领域，解决了现有光伏接线盒易产生灌胶空洞、制备成本较高、散热性能较差的问题之一。该种光伏接线盒包括接线盒盒体，所述接线盒盒体中设有导电模块的安装位置，接线盒盒体侧壁设置有导热体安装槽；所述光伏接线盒还包括导热片，所述导热片设置于所述导热体安装槽。本实用新型公开的光伏接线盒结构简单，散热性能优良，组装简便，易于量产，能够广泛应用于各类光伏电路中旁路二极管的连接。
Description
技术领域
本实用新型涉及光伏组件技术领域，尤其涉及一种具有优良散热性能的轴向二极管光伏接线盒。
背景技术
光伏接线盒是太阳能光伏组件的保护器件，同时也是与外界互联的器件，采用光伏接线盒可以有效解决热斑下的安全问题，解决太阳能光伏组件的直流电输出问题，因此，光伏接线盒是太阳能光伏组件中不可缺少的一部分。
目前市面上的光伏接线盒种类繁多，其中模块化的二极管接线盒因其制备简单、适配性高等优势占据了大部分的市场份额，但该种二极管灌胶封装时易产生灌胶空洞，导致导热不良且成本较高。
专利申请号为202120514383.X的实用新型专利公开了一种采用轴向二极管的低成本分体式光伏组件接线盒，该接线盒采用标准化的轴向二极管作为旁路保护元件，并与导电端子构成旁路保护导电端子模块，过大电流能力优异，而且可以极大的降低生产成本，减小接线盒的体积。该技术采用轴向二极管替代模块化二极管，有效降低了灌胶空洞的产生，并且降低了经济成本。但是由于该接线盒仅仅提高了二极管及导电模块的散热性能，导致热量在接线盒体内部累积，无法及时快速地将热量通过盒体逸散到外环境中，进而接线盒体整体升温，影响了二极管元件的工作性能和整个电路安全性。
目前现有技术所公开的模块化二极管光伏接线盒普遍存在成本较高的问题；而采用轴向二极管的光伏接线盒则存在散热性能较差的问题，尤其是盒体内部热量无法快速传递给盒体外壳的问题，极大地影响了二极管元件的工作性能和整个电路安全性。
实用新型内容
鉴于上述的分析，本实用新型旨在提供一种光伏接线盒，用以解决现有光伏接线盒易产生灌胶空洞、制备成本较高、散热性能较差的问题之一。
本实用新型的目的主要是通过以下技术方案实现的：
本实用新型公开了一种光伏接线盒，所述接线盒包括接线盒盒体10，所述接线盒盒体10中设有导电模块20的安装位置，接线盒盒体10侧壁设置有导热体安装槽；所述光伏接线盒还包括导热片，所述导热片设置于所述导热体安装槽。
具体的，所述导热体安装槽为仅上端面开口的片状卡槽16。
具体的，所述导热体安装槽沿光伏接线盒长度或宽度方向设置。
具体的，所述导热体安装槽的长度不小于安装在所述接线盒盒体10中的导电模块20中的轴向二极管24的轴向长度。
具体的，所述导热体安装槽为一个或多个，设置在单侧盒体侧壁上或同时设置在两侧盒体侧壁上。
具体的，所述接线盒盒体10还包括接线盒盒体主体11和固定于接线盒盒体主体11上的固定柱；所述接线盒盒体主体11上设置有用于汇流条穿过的导向槽通孔15；导电模块20通过固定柱固定于接线盒盒体10上；可选地，所述固定柱为一个或多个。
具体的，所述导电模块包括导电模块主体21、设置于导电模块主体21上的轴向二极管24和汇流条开放型通孔23。
具体的，所述接线盒盒体主体11上设置有盒底散热通孔17，所述盒底散热通孔17对应安装在所述接线盒盒体10中的导电模块20中的轴向二极管引脚位置。
具体的，所述导电模块主体21上有导电片折弯设计25。
具体的，所述汇流条开放型通孔23与导向槽通孔15对齐，用于从导向槽通孔15穿出的汇流条穿过。
与现有技术相比，本实用新型至少可实现如下有益效果之一：
1、本实用新型通过在接线盒盒体侧壁单侧或双侧设置导热片安装槽，便于插入导热片，有效提高了盒体内部灌封胶体向接线盒盒体外壳导热效率，并且使传递到盒体的热量尽快地分散至较大的外表面，充分发挥了盒体的热逸散效率。
2、本实用新型通过在接线盒盒体底板上，轴向二极管引脚附近区域，设置盒底散热孔，提升了盒体内灌封胶体的散热效率。在实际装配时，盒体内胶体通过盒底散热孔直接与外部光伏玻片接触，充分利用光伏玻片协助散热。
3、本实用新型采用轴向二极管作为单向导通半导体材料，相比于采用常规的片状模块化二极管的光伏接线盒，本接线盒内无扁平狭长空间且设置了大量散热孔，进而灌胶过程中胶体流动更加顺畅，有利于气体排出，有效降低了灌装气泡的产生。与此同时，轴向二极管与模块化二极管相比，元件性能相近，但价格便宜，有效地降低了接线盒的制备成本。
4、本实用新型可通过采用导热材料制备导电模块主体和导电片折弯设计，使轴向二极管产生的热量尽快扩散至内部灌封胶体。
5、本实用新型所述的光伏接线盒结构简单，制备原材料易得，适于使用市面上常见的设备和成型工艺进行规模化生产。
本实用新型中，上述各技术方案之间还可以相互组合，以实现更多的优选组合方案。本实用新型的其他特征和优点将在随后的内容中阐述，并且，部分优点可从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点可通过文字以及附图中所特别指出的内容中来实现和获得。
附图说明
附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本实用新型的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。
图1为光伏接线盒装配示意图；
图2为接线盒盒体与导电模块装配示意图；
图3为接线盒盒体俯视示意图；
图4为接线盒盒体仰视示意图；
图5为导电模块俯视图；
图6为导电模块示意图；
图7为新标准温升实验电路示意图。
附图标记：
10-接线盒盒体；20-导电模块；11-接线盒盒体主体；12-圆形固定柱；13-矩形固定柱；14-方形固定柱；15-导向槽通孔；16-片状卡槽；17-盒底散热通孔；18-压块；21-导电模块主体；22-固定柱通孔；23-汇流条开放型通孔；24-轴向二极管；25-导电片折弯设计；30-接线盒盒盖。
具体实施方式
下面结合附图来具体描述本实用新型的优选实施例，其中，附图构成本申请一部分，并与本实用新型的实施例一起用于阐释本实用新型的原理，并非用于限定本实用新型的范围。
本实用新型公开了一种光伏接线盒，所述接线盒包括接线盒盒体10，所述接线盒盒体10中设有导电模块20的安装位置，接线盒盒体10侧壁设置有导热体安装槽；所述光伏接线盒还包括导热片，所述导热片设置于所述导热体安装槽。通过在接线盒盒体侧壁单侧或双侧设置导热片安装槽，并在安装槽中设置导热片，有效提高了盒体内部灌封胶体向接线盒盒体外壳导热效率，并且使传递到盒体的热量尽快地分散至较大的外表面，充分发挥了盒体的热逸散效率。
具体的，所述导热体安装槽为仅上端面开口的片状卡槽16。
具体的，所述导热体安装槽沿光伏接线盒长度或宽度方向设置。
具体的，所述导热体安装槽的长度不小于安装在所述接线盒盒体10中的导电模块20中的轴向二极管24的轴向长度。
具体的，片状卡槽16及配套导热片的面积不小于轴向二极管24水平投影面积。片状卡槽16的具体尺寸与导热片尺寸紧密相关，较大的导热片有利于提高导热效率，但是会提高接线盒的制备成本，因此片状卡槽16及配套导热片的尺寸应适宜，不宜过小或过大。
具体的，所述导热体安装槽为一个或多个，设置在单侧盒体侧壁上或同时设置在两侧盒体侧壁上。
具体的，所述导热片材质可以为由铜、铝、导热陶瓷等优良热导材料。
具体的，所述接线盒盒体10还包括接线盒盒体主体11和固定于接线盒盒体主体11上的固定柱；所述接线盒盒体主体11上设置有用于汇流条穿过的导向槽通孔15；导电模块20通过固定柱固定于接线盒盒体10上；可选地，所述固定柱为一个或多个。
具体的，所述导电模块包括导电模块主体21、设置于导电模块主体21上的轴向二极管24和汇流条开放型通孔23。
具体的，所述接线盒盒体主体11上设置有盒底散热通孔17，所述盒底散热通孔17对应安装在所述接线盒盒体10中的导电模块20中的轴向二极管引脚位置。通过设置盒底散热孔17，提升了盒体内灌封胶体的散热效率。在实际装配时，盒体内灌封胶体通过盒底散热孔17直接与外部光伏玻片接触，充分利用光伏玻片协助散热。
具体的，所述导电模块主体21上设置有导电片折弯设计25，且两者为一体化成型结构。导电模块主体21材质为铜、铝、金、铝等具有优异导热性能的金属。通过采用导热材料制备导电模块主体21和导电片折弯设计25，使轴向二极管24产生的热量尽快扩散至内部灌封胶体。
具体的，所述汇流条开放型通孔23与导向槽通孔15对齐，用于从导向槽通孔15穿出的汇流条穿过。
具体的，所述导电模块20设置有固定柱通孔22，所述固定柱通孔22与设置在接线盒盒体主体11上的圆形固定柱12尺寸匹配，通过圆形固定柱12与固定柱通孔22的配合实现导电模块20的定位和结构支撑。
下面结合合说明书附图详细说明本实用新型的一个具体实施例和对比例：
实施例1
如图1-4所示，一种光伏接线盒，接线盒包括接线盒盒体10，所述接线盒盒体10中设有导电模块20的安装位置，与所述安装位置对应的接线盒盒体10单侧侧壁设置有片状卡槽16，片状卡槽16内设置有KFC铜质导热片，厚度为1mm。导热片长度略大于轴向二极管24的轴向长度，面积略大于轴向二极管24的投影面积。
接线盒盒体10还包括接线盒盒体主体11和固定于接线盒盒体主体11上的固定柱，导电模块20通过固定柱固定于接线盒盒体10上；本实施例共设置三种类型的固定柱，圆形固定柱12、矩形固定柱13、方形固定柱14，用于支撑和定位导电模块20。
接线盒盒体主体11上设置有用于汇流条穿过的导向槽通孔15和盒底散热通孔17，所述盒底散热通孔17对应安装在所述接线盒盒体10中的导电模块20中的轴向二极管引脚位置。
导电模块包括导电模块主体21、设置于导电模块主体21上的轴向二极管24和汇流条开放型通孔23，汇流条开放型通孔23与导向槽通孔15对齐，用于从导向槽通孔15穿出的汇流条穿过。
导电模块主体21上设置有导电片折弯设计25，且两者为一体化成型结构，采用KFC铜材质制成。
导电模块20设置有固定柱通孔22，所述固定柱通孔22与设置在接线盒盒体主体11上的圆形固定柱12尺寸匹配，通过圆形固定柱12与固定柱通孔22的配合实现导电模块20的定位和结构支撑。
通过焊接将汇流带与导电模块连接并完成胶体灌封后制得光伏接线盒。
对比例1
未设置片状卡槽16及导热片，其他结构与实施例1完全相同。
试验例
通过新标准温升实验和热逃逸实验，对实施例1和对比例1的整体性能进行测试：
新标准温升实验原理及条件：
1、二极管的结温与二极管的正向压降VF是强相关的，在一定的温度范围内近似呈线性反比关系；
2、在二极管未通电的状态下，环境温度与二极管结温Tj相同。将二极管置于烘箱中，设定不同的温度，可以得到不同的结温Tj。此时用固定(瞬时)电流Io测试二极管的正向压降VF，则可以得到该电流下不同结温对应的正向压降VF；
3、通过上述实验，可以得到结温Tj与正向压降VF的对应关系，使用最小二乘法拟合即可以得到Tj＝k·VF+b；
4、设置烘箱环境温度为75℃，用恒流源给二极管持续通正向电流，待系统稳定后，使用万用表测出二极管两端的电压，根据上式即可算出结温Tj。
热逃逸实验原理及条件：
1、热逃逸实验为模拟组件的热斑效应消除后，旁路二极管由正向导通状态转换为反向截止状态，二极管的承受能力；
2、如果施加反向偏压后的发热功率高于散热功率，则注入的能量会高于接线盒的散热能力，所以结温会不停的升高直至二极管出现热逃逸:反之，如果施加反向偏压后的发热功率低于散热功率，则注入的能量会低于接线盒的散热能力，所以结温则会在环境温度中慢慢降低；
3、当二极管由正向导通状态切换为反向截止状态，恒流源会立刻显示一个反向漏电值，如施加反向偏压后的结温高于临界温度，则此漏电会不断增大直至二极管击穿，如果施加反向偏压后的结温低于临界温度，则此漏电值会不断降低并稳定。
实验条件：通电实验环境温度-75℃、爱斯佩克环境实验箱-3.5档位鼓风、通电时间为1小时。
表1实施例性能测试结果
表2对比例性能测试结果
由性能测试结果可以看出，温升能力方面对比，实施例的芯片结温比对比例芯片结温温度低22.7℃；热逃逸能力方面对比，实施例的热逃逸能力比对比例的能力高2A。可以证明本实用新型所公开的光伏接线盒能够解决现有光伏接线盒散热性能不佳的问题，且实施例灌封过程中未产生明显的灌胶空洞现象。
以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种光伏接线盒，其特征在于：所述接线盒包括接线盒盒体(10)，所述接线盒盒体(10)中设有导电模块(20)的安装位置，接线盒盒体(10)侧壁设置有导热体安装槽；所述光伏接线盒还包括导热片，所述导热片设置于所述导热体安装槽。
2.根据权利要求1所述的光伏接线盒，其特征在于：所述导热体安装槽为仅上端面开口的片状卡槽(16)。
3.根据权利要求1所述的光伏接线盒，其特征在于：所述导热体安装槽沿光伏接线盒长度或宽度方向设置。
4.根据权利要求3所述的光伏接线盒，其特征在于：所述导热体安装槽的长度不小于安装在所述接线盒盒体(10)中的导电模块(20)中的轴向二极管(24)的轴向长度。
5.根据权利要求1所述的光伏接线盒，其特征在于：所述导热体安装槽为一个或多个，设置在单侧盒体侧壁上或同时设置在两侧盒体侧壁上。
6.根据权利要求1-5任一项所述的光伏接线盒，其特征在于：所述接线盒盒体(10)还包括接线盒盒体主体(11)和固定于接线盒盒体主体(11)上的固定柱；所述接线盒盒体主体(11)上设置有用于汇流条穿过的导向槽通孔(15)；导电模块(20)通过固定柱固定于接线盒盒体(10)上；所述固定柱为一个或多个。
7.根据权利要求6所述的光伏接线盒，其特征在于：所述导电模块包括导电模块主体(21)、设置于导电模块主体(21)上的轴向二极管(24)和汇流条开放型通孔(23)。
8.根据权利要求6所述的光伏接线盒，其特征在于：所述接线盒盒体主体(11)上设置有盒底散热通孔(17)，所述盒底散热通孔(17)对应安装在所述接线盒盒体(10)中的导电模块(20)中的轴向二极管引脚位置。
9.根据权利要求7所述的光伏接线盒，其特征在于：所述导电模块主体(21)上有导电片折弯设计(25)。
10.根据权利要求7所述的光伏接线盒，其特征在于：所述汇流条开放型通孔(23)与导向槽通孔(15)对齐，用于从导向槽通孔(15)穿出的汇流条穿过。
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