一种低成本光伏组件接线盒的制作方法

1.本实用新型涉及太阳能光伏系统领域，尤其涉及一种低成本光伏组件接线盒。


背景技术：

2.为了应对传统化石能源的使用带来的日益严峻的环境污染问题，绿色可再生能源产业近年来得到了快速发展，利用光生伏特效应进行发电的太阳电池发电技术就是备一种重要的绿色能源技术。太阳电池是由能产生光伏效应的材料，如硅、砷化镓、铟硒铜等材料制成，可以将光能转化成电能。目前，由多片太阳电池组合而成的光伏组件作为基本的光伏发电单元被大量使用于建设各种光伏发电系统，在实际使用中，需要使用接线盒将光伏组件产生的电能引出与外部的负载连接。因此，光伏组件接线盒是光伏组件构建各种发电系统的关键部件，也是比不可少的部件。在光伏发电推广的过程中，成本是最重要的考量因素之一，因此，为了适应光伏发电的大范围推广，在保证发电效率、可靠性的基础上，不断降低光伏系统的建设成本就成了业内制造商的研究方向之一。
3.传统的光伏组件接线盒，一般包括盒体以及安装在盒体中的旁路保护模块，旁路保护模块一般包括正、负接线端子（一般为两块铜板）以及与正、负接线端子连接的旁路二极管，正、负接线端子是通过冲压工艺形成具有设定结构的铜板部件，再将二极管的两个管脚分别与正、负铜板端子焊接，然后将其安装到盒体中。此生产工艺过程中，焊接工艺是必须的，必须配置焊接设备，另外，如果采用传统的锡焊工艺，还会产生空气污染；为了降低光伏组件接线盒的制造成本，在中国专利公开号cn215581057u公开了一种光伏组件接线盒安装结构，其是直接将二极管的管脚拍扁形成平面部来替代原先的正、负铜板端子与电缆线和汇流带直接焊接，这种结构存在非常明显的缺陷，由于光伏组件的过电流比较大，另外也考虑到散热的需要，铜板端子需要具有一定的厚度和面积，而二极管的管脚比较细，拍扁之后形成的扁平部太薄，或者面积太小，无法满足大电流通过以及散热的需求；另外，拍扁的平面部还需要与组件汇流条、电缆线焊接连接，太薄的平面部无法进行有效可靠的焊接连接固定，如果为了满足拍扁的平面部具有一定的厚度，就需要将二极管的管脚的至少一部分做的很粗，这就改变了现有的二极管的生产工艺或者需要对设备进行定制改进；另外，将圆柱体的管脚拍扁时，比较难以形成规则的可以与盒体安装固定的形状，还需要进行冲切；故而这种结构的接线盒实际上其制备工艺并不能同时兼顾接线盒的性能使用需求和低成本生产；因此，需要提出一种可靠性更高而且又能确实降低生产成本的接线盒。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的是针对现有技术中存在的缺点以及接线盒大电流通过的使用需求，而提出一种低成本光伏组件接线盒，简化结构，降低成本，并保证接线盒能够满足大电流光伏组件的使用需求。
5.为实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：
6.一种低成本光伏组件接线盒，其包括盒盖、盒体以及安装于盒体中的旁路保护模
块，所述的旁路保护模块包括旁路二极管以及与二极管的两个管脚分别连接的作为正、负接线端子的扁平铜板部，所述的扁平铜板部是将铜块插到二极管的管脚上之后一起通过冲压拍平工艺成型而成。
7.优选的，所述的二极管的两个管脚与二极管本体构成s型构造，作为正、负接线端子的扁平铜板部分别位于二极管本体的两侧。
8.再优选的，所述的二极管管脚上具有铜块安装的限位结构对铜块的安装位置进行限位。
9.再优选的，二极管本体两侧的管脚上的扁平铜板部处于同一水平位置。
10.再优选的，所述的铜块安装到管脚上之后，铜块的一端由管脚上的限位结构限位，另一端与二极管管脚的端部齐平或者将二极管管脚端部容纳于铜块中。
11.再优选的，所述的铜块安装到管脚上之后，二极管管脚的端部凸出铜块一小段距离，凸出的端部为旁路保护模块安装时的定位结构。
12.再优选的，光伏组件汇流条穿过二极管管体与扁平铜板部之间的间隙与扁平铜板部焊接固定。
13.再优选的，所述的扁平铜板部上成型有成型定位孔，翻边散热结构，汇流带穿过孔、汇流带焊接储锡槽，电阻焊凸楞结构中的一个或几个。
14.再优选的，所述的扁平铜板部上成型有汇流带焊接储锡槽，储锡槽内预存有焊锡块。
15.再优选的，所述的接线盒为三分体式接线盒，或单体式接线盒，或两分体式的接线盒。
16.本实用新型的有益效果是，光伏组件接线盒中，将现有工艺制备的轴式二极管的管脚穿过一铜块后再与铜块一起通过冲压工艺拍扁后形成具有一定厚度、面积的扁平铜板部作为正、负接线端子，不仅保证了二极管管脚与铜块的结合程度，也可以保证扁平铜板部具有大电流通过的能力、良好的可焊接性能以及散热性能，满足大功率光伏组件的使用需求，在无需改变现有的二极管的制备工艺的情况下，简化了接线盒的制备工艺和整体结构，降低制造成本。
附图说明
17.图1所示为本实用新型的一实施例的低成本光伏组件接线盒的爆炸结构示意图；
18.图2所示为图1的接线盒的旁路保护模块的平面结构示意图；
19.图3所示为图1的低成本光伏组件接线盒的制备工艺流程图；
20.图4所示为图1的低成本光伏组件接线盒的工艺过程结构示意图；
21.图5所示为二极管管脚上套装铜块后的结构示意图。
22.图中，10-盒盖，20-旁路保护模块，30-盒体，41-正极连接器，42-负极连接器，35-电缆卡扣，50-电缆。
具体实施方式
23.为使对本实用新型的目的、构造、特征及其功能有进一步的了解，兹配合实施例详细说明如下。
24.结合参照图1至图5，图1所示为本实用新型的一实施例的低成本光伏组件接线盒的爆炸结构示意图，所述的接线盒包括盒盖10、盒体30以及安装于盒体中的旁路保护模块20，所述的旁路保护模块包括旁路二极管21以及与二极管的两个管脚分别连接的作为正、负接线端子的扁平铜板部22、23，所述的扁平铜板部是将铜块插到二极管的管脚上之后一起通过冲压拍平工艺成型而成。
25.在一优选的实施方式中，所述的二极管的两个管脚与二极管本体构成s型构造，作为正、负接线端子的扁平铜板部22、23分别位于二极管本体的两侧。
26.在一优选的实施方案中，所述的二极管的两个管脚上设有铜块安装的限位结构，参照图4中的放大部分的结构示意图。
27.在另一优选的实施方案中，所述的铜块安装到管脚上之后，二极管本体两侧的管脚上的铜块处于同一水平位置；另外，在铜块安装到管脚上之后，铜块的一端由管脚上的限位结构限位，另一端与二极管管脚的端部齐平或者将二极管管脚端部容纳于通孔中。
28.在一优选的实施方案中，所述的二极管的两个管脚的端部凸出于所述的扁平铜板部一段长度，凸出的端部可以方便旁路保护模块在后续冲压成型以及与接线盒盒体安装时的定位。
29.在另一优选的实施方案中，光伏组件汇流条是穿过二极管管体与扁平铜板部之间的间隙与扁平铜板部焊接固定。
30.在另一优选的实施方案中，参照图2，所述的扁平铜板部上成型有成型定位孔221、231，翻边散热结构222、232，汇流带穿过孔（未图示）、汇流带焊接储锡槽223、233，电阻焊凸楞结构（未图示）中的一个或几个。
31.为便于对本实用新型的接线盒的整体构造的清楚理解，下面结合图3至图5详细说明本实用新型的接线盒的制备过程，本实用新型的接线盒的制备工艺包括如下步骤：
32.二极管制备：采用常规二极管制备工艺生产轴式二极管21，将二极管的管脚211、212折弯使二极管的两个管脚与二极管本体构成s型构造，参见图2中（a）及图3，如此，在后续的接线盒中，可以使二极管处于盒体的中间，使接线盒的盒体构造简化并使散热更为均匀，避免二极管置于盒体的一侧造成接线盒单侧发热过高造成局部热涨问题；二极管的管脚上具有限位结构，如图2中（a）部分的局部放大示意图中的台阶结构；
33.将带有穿孔（通孔）的附加铜块202插到二极管的两个管脚上，由二极管管脚上的限位结构对铜块202的安装位置进行限位，保证二极管本体两侧的管脚上的铜块处于同一水平位置；附加的铜块可以是圆柱体或长方体型结构；在实际生产时，附加铜块的一端由管脚上的限位结构限位，另一端可以是与二极管管脚的端部齐平或者将二极管管脚端部容纳于穿孔中（此时，铜块上的穿孔可以做成盲孔形式）；或者更优选的，可以如图2中（b）及图3所示，将管脚的端部凸出附加铜块一小段距离，留出的端部可以作为后续冲压工艺以及二极管安装到盒体中时的定位部分，提供冲压工艺以及接线盒组装时的便利性和可靠性；
34.冲压拍平工艺：在冲压模具上将附加铜块与二极管管脚一起冲压拍平，形成面积较大的、具有一定厚度的、形状规则的扁平部22、23，与二极管结合在一起构成旁路保护模块。在另一优选的方案中，所述的冲压模具具有加热模块，在热压的条件下将铜块与二极管的管脚进行冲压，可以提高二者结合的可靠性；在优选的方案中，加热模块的温度在500-700℃；
35.旁路保护模块结构成型：将经过冲压拍平工艺后的旁路保护模块通过冲压模具进行最终的结构成型，包括整形裁切、成型定位孔221、231，成型翻边散热结构222、232，成型汇流带穿过孔（未图示）、冲压汇流带焊接储锡槽223、233、电阻焊凸楞（未图示）等结构，参见图2中（d）；应当理解的是，这些结构可以根据设计要求选择其中之一或其中几个成型；成型后的旁路保护模块的结构示意图请参见图4；
36.接线盒组装：将旁路保护模块安装到接线盒盒体中，将组件汇流带以及正、负连接器41、42的电缆50分别与铜块拍平后的扁平部焊接连接，电缆锁扣35与盒体固定；参见图2中（e）及图5；
37.接线盒封装：将盒盖与盒体组装，接线盒内部灌胶封装，完成组件接线盒的制备。
38.本实用新型的接线盒可以是如图1所示的三分体式接线盒，也可以是单体式的或两分体式的接线盒。当为三分体式结构时，正、负连接器的电缆分别与两端的接线盒进行连接固定，中间接线盒无连接器电缆连接；当为两分体式结构时，正、负连接器的电缆分别与两个接线盒进行连接固定；当为单体式接线盒时，正、负连接器的电缆分别与盒体中的旁路保护模块的两个扁平铜板部连接固定。
39.在一优选的实施方式中，在接线盒组装时，是将组件汇流带直接穿过二极管本体与扁平部之间的间隙后与扁平部焊接固定，如此，就无需在扁平部上开设供汇流带穿过的槽孔，增加铜板扁平部的面积，提高电流通过能力以及散热能力。
40.在另一优选的实施方式中，在旁路保护模块结构成型后，还包括在铜块拍平后的扁平部的汇流带焊接储锡槽中添加焊锡的步骤，如此，可以方便后续接线盒组装时汇流带与扁平部的焊接固定。
41.本实用新型的低成本光伏组件接线盒，将现有工艺制备的轴式二极管的管脚穿过一铜块后再与铜块一起通过冲压工艺拍扁后形成具有一定厚度、面积的扁平铜板部作为正、负接线端子，不仅保证了二极管管脚与铜块的结合程度，也可以保证扁平铜板部具有大电流通过的能力、良好的可焊接性能以及散热性能，满足大功率光伏组件的使用需求，在无需改变现有的二极管的制备工艺的情况下，制备低成本、高可靠性的光伏组件接线盒，简化了接线盒的制备工艺和整体结构。
42.本实用新型已由上述相关实施例加以描述，然而上述实施例仅为实施本实用新型的范例。必需指出的是，已揭露的实施例并未限制本实用新型的范围。相反地，在不脱离本实用新型的精神和范围内所作的更动与润饰，均属本实用新型的专利保护范围。