用于太阳能接线盒的端子的制作方法

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用于太阳能接线盒的端子的制作方法

本文的主题总体上涉及用于太阳能板的太阳能接线盒。



背景技术:

光伏(PV)模块或阵列(例如太阳能板)从太阳能产生电力。由PV模块产生的电力减少了需要从不可再生资源(例如化石燃料和核能)获得的能量的量。太阳能生产也实现了显著的环境效益,例如减少了燃烧化石燃料造成的空气污染,减少了发电厂对水和土地的使用,并且减少了对废弃的副产品的储存。太阳能不产生噪音,并且具有很少的移动部件。由于其可靠性,PV模块还降低了消费者的住宅和商业电力的成本。

PV电池本质上是大面积的半导体二极管。由于光伏效应,当PV电池被例如阳光的光源照射时,光子的能量被转化为在PV电池内的电能。PV电池通常互连成为功率范围高达100W或更大的太阳能模块。对于大型PV系统,专门的PV模块被生产为典型功率范围为高达若干100W。光伏模块是光伏发电系统的基本元件。PV模块根据所需的电压和电流参数,具有串联或并联互连的许多太阳能电池。PV电池通过薄触头(例如箔片)串联连接。箔片端接到接线盒,该接线盒可以电连接PV电池和/或太阳能板的组。

接线盒通常连接到太阳能板的背侧,例如连接到背板。箔片端接到接线盒中的对应的端子。通常箔片经由机械弹簧夹连接到端子。弹簧夹可能会失去其机械性能,例如在太阳能应用的高温环境中。其他已知的太阳能接线盒具有锡焊或焊接到箔片的端子。然而,锡焊工艺可能是缓慢和繁琐的,并且焊接工艺需要特殊的装备以将箔片焊接到端子。此外,箔片可能在相对于太阳能板的各种不同的方向上布线,例如侧到侧、从上到下、从下到上等。接线盒必须在与箔片的箔片轴线方向对应的方向上取向,以正确端接到端子,因为端子被限制为在单一的方向上接收箔片。常规的太阳能接线盒仅从一个方向接收箔片。待解决的问题是需要一种能够克服常规的太阳能接线盒的缺点的太阳能接线盒。



技术实现要素:

一种用于太阳能板的太阳能接线盒提供了该解决方案,所述太阳能板具有至少一个光伏电池,以及电连接到所述至少一个电池的箔片。所述太阳能接线盒包括外壳,其具有限定腔的壁和基部。所述外壳配置为安装到所述太阳能板。所述基部具有至少一个箔片开口。保护装置接收在所述腔中。端子接收在所述腔中。所述端子具有端接到所述保护装置的保护装置触头,以及压接到所述箔片的箔片触头,以将所述端子电连接到所述箔片。

附图说明

现在将参考附图通过示例描述本发明,在附图中:

图1图示了根据示例性实施例形成的光伏(PV)系统。

图2是根据示例性实施例形成的PV系统的太阳能接线盒的局部分解图。

图3图示了接收对应的箔片的太阳能接线盒的正极端子和负极端子。

图4是太阳能接线盒的透视图,示出了太阳能接线盒的基部。

图5是太阳能接线盒的透视图,示出了装载到位以用于压接的压接工具。

图6是太阳能接线盒的透视图,示出了准备用于压接的压接工具。

具体实施方式

在一个实施例中,提供了一种用于太阳能板的太阳能接线盒,太阳能板具有至少一个光伏电池,以及电连接到至少一个电池的箔片。太阳能接线盒包括外壳,其具有限定腔的壁和基部。外壳配置为安装到太阳能板。基部具有至少一个箔片开口。保护装置接收在腔中。端子接收在腔中。端子具有端接到保护装置的保护装置触头,以及压接到箔片以将端子电连接到箔片的箔片触头。

在另一实施例中,提供了一种用于太阳能板的太阳能接线盒,太阳能板具有至少一个光伏电池,以及电连接到至少一个电池的箔片。太阳能接线盒包括外壳,其具有限定腔的壁和基部。腔沿着主轴线和与主轴线大致垂直的副轴线延伸。基部具有至少一个箔片开口。外壳配置为安装到太阳能板。保护装置接收在腔中。端子接收在腔中。端子具有端接到保护装置的保护装置触头,以及压接到箔片以将端子电连接到箔片的箔片触头。箔片开口和箔片触头配置为,当箔片沿着主轴线延伸时,箔片开口和箔片触头接收箔片,并且箔片开口和箔片触头配置为,当箔片沿着副轴线延伸时,箔片开口和箔片触头接收箔片。

图1图示了根据示例性实施例形成的光伏(PV)系统100。PV系统100包括一个或多个太阳能接线盒102(在图1中示出了一个),其可以通过连接器组件104(例如电缆连接器组件)电连接。PV系统100包括多个PV部件106。在示例性实施例中,PV部件106可以是任何类型的PV部件,例如用于发电的PV模块或阵列,例如太阳能板,或PV系统100内使用的其它PV部件,例如电力存储装置、传感器、控制器等。在图示的实施例中,PV部件106是太阳能板,并且在下文中可以称为太阳能板106。太阳能板106具有配置为发电的多个PV电池。

连接器组件104可以联接相同的太阳能板106的太阳能接线盒102,或不同的太阳能板106的太阳能接线盒102。连接器组件104沿着PV部件106之间的传输路径传输电力和/或数据。

在示例性实施例中,太阳能板106包括夹在玻璃层112与背板114之间的半导体层110。半导体层110包括电池108,以及将电池108串联连接的导体,例如导电箔片116(在图2中示出)。电池108的组可以电连接到对应的太阳能接线盒102。例如,箔片116可以端接到太阳能接线盒102中的对应的端子。在示例性实施例中,太阳能接线盒102可以安装到太阳能板106的背侧,在太阳能板106的边缘118处或附近,或在另一位置处,例如在太阳能板106的中心处或附近。箔片116可以从边缘延伸到太阳能接线盒102,或者可以在任何位置处通过背板114延伸,例如通过背板114中的开口或槽。

玻璃层112设置在半导体层110上方,并且允许阳光穿过其到电池108。背板114设置在半导体层110下方。背板114可以是塑料层。替代地,背板114可以由另一种材料制造。例如,背板114可以是另一玻璃层。例如,在一些不同的实施例中,太阳能板106可以是配置为从太阳能板106的两侧接收阳光的双面太阳能板。例如,背侧(背板114)可以接收反射的阳光。来自半导体层110的箔片116在箔片出口处离开太阳能板106。箔片出口可以在玻璃层112与背板114之间,或者可以通过背板114。箔片116布线到太阳能接线盒102,在图示的实施例中,太阳能接线盒102安装到太阳能板106的背侧,例如安装到背板114。每个箔片116沿着箔片轴线延伸,箔片轴线大致为箔片116的纵向轴线。箔片116可以沿着太阳能板106在任何方向上布线,例如从板向上、从板向下、侧到侧地跨越板、横跨板、纵向地、侧向地、或以其他方式布线。箔片轴线可以平行于边缘118中的一个;然而,在替代实施例中,箔片轴线可以横向于边缘118。另外,不同的箔片116可以在不同的方向上布线。

虽然图1是示出了安装到背板114的太阳能接线盒102的底部透视图,但是在使用中,玻璃层112将在顶部或面向上以面向太阳,并且太阳能接线盒102将安装到太阳能板106的背侧。其他取向是可能的,并且表示取向的术语(例如顶部、底部、上、下等)可以相对于特定图中示出的取向,而与使用中的取向相反。

图2是根据示例性实施例形成的太阳能接线盒102的局部分解图。太阳能接线盒102包括配置为安装到太阳能板106的外壳130。外壳130包括基部132和从基部132延伸的多个壁134。可以设置任何数量的壁134,从而为特定应用提供合适形状的外壳。在图示的实施例中,壁134包括侧壁136和在侧壁136之间延伸的端壁138。可选地,外壳130可以具有矩形截面,长且窄,侧壁136比端壁138长。在替代实施例中,其他形状是可能的。

侧壁136和端壁138限定外壳130的腔140。太阳能接线盒102还包括盖子或盖142(在图1中示出)。太阳能接线盒102保持电气部件,所述电气部件配置为在腔140中电连接到的箔片116中的一个或多个。盖142覆盖腔140和电气部件。

外壳130长且窄,并且大体沿着相互垂直的主轴线144和副轴线146延伸。主轴线144可以在纵向方向上延伸,并且可以限定纵向轴线144。副轴线146可以在侧向方向上延伸,并且可以限定侧向轴线146。在示例性实施例中,侧壁136大致平行于主轴线144,并且端壁138大致平行于副轴线146。

在示例性实施例中,太阳能接线盒102在腔140中包括正极端子150和负极端子152。在示例性实施例中,太阳能接线盒102包括电连接到端子150、152的保护装置154。保护装置154可以用于旁路或隔离太阳能电路。例如,保护装置154可以允许电力在一个方向上流动,并且限制电力在相反的方向上流动。可选地,在某些情况下,保护装置154可以限制电力在从太阳能电池106的方向上流动,并且限制电力流回到太阳能电池106中。例如,当太阳能电池106被遮挡或损坏并且不发电时,保护装置154可以阻止电力通过系统逆流回到电池108,该逆流可能引起电池108的损坏。如在图示的实施例中,保护装置154可以是旁路二极管,并且在下文中可以称为旁路二极管154;然而,保护装置154不限于旁路二极管。在替代实施例中,可以使用其他类型的保护装置154。例如,保护装置154可以是包括电路板和保护系统的其他部件的电路组件。保护装置154可以是隔离器,以隔离端子150、152。保护装置可以是MOSFET。保护装置154可以包括微处理器或其他部件,以控制和/或监测系统。可选地,旁路二极管154可以设置在正极端子150与负极端子152之间。旁路二极管154可以电连接到端子150、152中的每一个。可选地,旁路二极管154可以大约居中在端壁138之间。在替代实施例中,太阳能接线盒102可以包括其他电气部件。

正极端子150端接到对应的箔片116,并且负极端子152端接到对应的箔片116。在示例性实施例中,端子150、152配置为从不同的方向接收箔片116(例如当箔片116从板106向上或向下分布时,或当箔片116侧到侧地跨越板分布时)。端子150和/或152可以端接到其他部件,例如电连接器或电缆。

端子150、152设置在基部124中的对应的箔片开口160附近。箔片开口160接收对应的箔片116,并且允许箔片116穿入腔140中。箔片开口160配置为接收对应的箔片116,箔片116可以从各个不同的方向(例如纵向地或侧向地)进入外壳130。例如,箔片开口160的尺寸和形状设定为,当(如果)箔片沿着主轴线144延伸以及当(如果)箔片116沿着副轴线146延伸,箔片开口160接收箔片116。箔片开口160能够从任一方向接受箔片116。在图示的实施例中,箔片开口160为L形,以从任一方向接受箔片116。箔片开口160可以沿着基部132成斜坡和/或弯曲,以允许箔片116过渡到箔片开口160中,而不损坏箔片116。

正极端子150安装在腔140内,并且配置为电连接到正箔片116、旁路二极管154,并且可以电连接到另一部件,例如连接器组件104(在图1中示出)中的一个。在示例性实施例中,正极端子150包括配置为端接到旁路二极管154的保护装置触头170。正极端子150包括配置为端接到连接器组件104或其他部件的插头触头172。正极端子150包括配置为端接到箔片116的箔片触头174。端子150可以包括在保护装置触头170、插头触头172和/或箔片触头174之间延伸的中间区段。

箔片触头174配置为压接到箔片116,以将端子150电连接到箔片116。在图示的实施例中,箔片触头174包括第一压接板180和第二压接板182。箔片116配置为压接在第一压接板180和第二压接板182之间。

在示例性实施例中,压接板180、182是平面板,具有从其延伸的挤出元件184。压接板180、182通过带186机械地连接。带186可以是金属带。第一压接板180、带186和第二压接板182可以与端子150的其他部分一体地形成。例如,端子150可以由铜或其他金属片冲压并形成。

在示例性实施例中,挤出元件184具有由壁190限定的袋或杯188。可选地,挤出元件184可以包括配置为接合箔片116的齿192。空隙空间194限定在挤出元件184之间。当箔片触头174压接到箔片116时,箔片116在第一压接板180与第二压接板182之间挤出。当箔片触头174压接到箔片116时,挤出元件184接合箔片116并挤出箔片116。齿192可以掘到箔片116中,这可以使得箔片116挤出。箔片116可以挤出到杯188中。箔片116可以挤出到挤出元件184之间的空隙空间194中。

可选地,第一压接板180上的挤出元件184可以相对于第二压接板182上的挤出元件184偏移,使得箔片116可以在这些挤出元件184之间挤出。例如,第一压接板180的挤出元件184可以与第二压接板182的空隙空间194对准,反之亦然。可选地,当将箔片触头174压接到箔片116时,挤出元件184可以至少部分地变形。可选地,当将箔片触头174压接到箔片116时,压接板180、182可以至少部分地变形。

箔片触头174可以具有任何形状。在图示的实施例中,箔片触头174具有大致正方形的形状;然而,在替代实施例中,箔片触头174可以具有其他形状。箔片触头174在腔140内取向为使得箔片触头174配置为,当箔片116沿着主轴线144延伸到所述箔片开口160中时,箔片触头174端接到箔片116,并且使得箔片触头174配置为,当箔片116沿着副轴线146延伸到箔片开口160中时,箔片触头174端接到箔片116。因此,箔片触头174配置为端接到箔片116,而不论箔片轴线的方向。箔片触头174适应箔片116在系统内的不同的取向。

在示例性实施例中,箔片触头174具有第一侧面196和第二侧面198,第二侧面198可以大致垂直于第一侧面196。当箔片116沿着主轴线144延伸时,第一侧面196接收箔片116,而当箔片116沿着副轴线146延伸时,第二侧面198接收箔片116。例如,根据箔片116的取向,箔片116可以通过第一侧面196或通过第二侧面198延伸到压接板180、182之间的空间中。可选地,带186可设置在第一侧面196与第二侧面198之间。

在示例性实施例中,当箔片116延伸到第一侧面196时,第二侧面198可以是敞开的,并且可以由用于将箔片触头174压接到箔片116的压接工具接近。替代地,当箔片116接收在第二侧面198中时,第一侧面196可以是敞开的,并且配置为接收用于将箔片触头174压接到箔片116的压接工具。

在示例性实施例中,箔片开口160配置为,当箔片116沿着主轴线144延伸时,箔片开口160接收箔片116,并且箔片开口160配置为,当箔片116沿着副轴线146延伸时,箔片开口160接收箔片116。例如,在图示的实施例中,箔片开口160为L形,具有在转角204处交汇的第一部分200和第二部分202。可选地,箔片触头174的第一侧面196可以沿着第一部分200延伸,例如在第一部分200的竖直上方。箔片触头174的第二侧面198可以沿着第二部分202延伸,例如在第二部分202的竖直上方。带186可以设置在转角204上方。

当箔片116沿着主轴线144延伸时,第一部分200接收箔片116,使得箔片116经过到箔片触头174的第一侧面196,以端接并压接到箔片触头174。当箔片116沿着副轴线146延伸时,第二部分202接收箔片116,使得箔片116经过到箔片触头174的第二侧面198,以端接并压接到箔片触头174。可选地,箔片116可以卷绕(wrap)第一边缘206到第一部分200中,或者可以卷绕第二边缘208到第二部分202中。边缘206、208可以在转角204处交汇。边缘206、208可以成斜坡或弯曲以避免损坏箔片116。

图2图示了都在主方向上接收对应的箔片116的正极端子150和负极端子152(例如两个箔片116的箔片轴线都纵向地延伸)。箔片116经过箔片触头174的第一侧面196,然而,在其他各种实施例中,正极端子150和负极端子152可以都在副方向上接收对应的箔片116(例如两个箔片116的箔片轴线都侧向地延伸)。例如,图3图示了都在副方向上(例如沿着副轴线146)接收对应的箔片116的正极端子150和负极端子152。箔片116经过箔片触头174的第二侧面198。在其他各种实施例中,正极端子150可以从一个方向(例如侧向地或纵向地)接收对应的箔片116,并且负极端子152可以从另一方向(例如纵向地或侧向地)接收对应的箔片116。

图4是太阳能接线盒102的透视图,示出了基部132。箔片开口160在图4中图示。箔片开口160为大致L形,并且至少部分地由沿着第一部分200和第二部分202的第一边缘206和第二边缘208限定。箔片116(在图1中示出)可以在箭头A的方向上或在箭头B的上沿着主轴线144延伸到箔片开口160的任一个中,并且箔片116可以在箭头C的方向上或在箭头D的方向上沿着副轴线146延伸到箔片开口160的任一个中。在示例性实施例中,第一边缘206侧向地偏移(例如更靠近相对的侧壁136),以允许箔片116沿着平行的偏移路径(例如彼此相邻)布置。

图5是太阳能接线盒102的透视图,示出了相对于箔片触头174装载到位以用于压接的压接工具250。图6是太阳能接线盒102的透视图,示出了准备压接箔片触头174的压接工具250。压接工具250可压缩和压接箔片触头174和箔片116,以将箔片116电气地且机械地端接到箔片触头174。在压接工艺期间,箔片116可至少部分地挤出。挤出元件184可以挤出箔片116。

在压接期间,如果箔片116接收在箔片触头174的第一侧面196中,则压接工具250可以从第二侧面198与箔片触头174对准并接近箔片触头174。替代地,如果箔片116接收在箔片触头174的第二侧面198中,则压接工具250可以从第一侧面196与箔片触头174对准并接近箔片触头174。

压接工具250可以是任何类型的压接工具。例如,压接工具250可以包括固定构件252(例如砧座),以及可相对于固定构件252移动的可移动构件254(例如冲头)。替代地,在压接期间,两个构件252、254可以是朝向彼此可移动的。箔片触头174和箔片116在构件252、254之间被压接。可选地,可移动构件254可以是液压致动的、气动致动的、电子致动的、或以其他方式被迫使移动并压缩箔片触头174。

在示例性实施例中,侧壁136向内下陷,并且具有比端壁138更低的轮廓。侧壁136为压接工具250提供余隙以进入压接区域。可选地,侧壁136可以设置在箔片触头174下方,以允许容易接近箔片触头174。

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