接線盒的製作方法
2023-10-29 20:20:32 2
接線盒的製作方法
【專利摘要】一種接線盒用於將光伏（PV）模塊電連接至具有配合導體的配電系統。所述接線盒包括構造為將被安裝於PV模塊上的殼體，所述殼體包括配合接口以及形成於殼體用於接合PV模塊的箔片的開口。所述殼體構造為與配電系統的配合導體在配合接口處配合。接合特徵定位於殼體中以固定在PV模塊的箔片和配合導體之間形成電連接的部件。
【專利說明】接線盒
【技術領域】
[0001]這裡描述的和/或圖示的主題總體上涉及光伏(PV)模塊，具體地涉及用於使得PV模塊和配電系統相互連接的接線盒。
【背景技術】
[0002]為了從太陽能中產生電能，根據需要的電壓和當前的參數，PV模塊包括多個並行和/或串行互連的PV單元。PV單元本質上是大面積的半導體二極體。由於光伏效應，當PV單元被例如太陽光的光源照射時，在PV單元中光子的能量被轉換為電能。在PV模塊中，PV單兀一般夾於透明面板和電介質基片之間。PV模塊中的PV單兀一般通過例如金屬箔片的導電箔片互連。機械並且電性地連接在一起的多個PV模塊有時被稱作為PV面板。
[0003]多個PV模塊和/或PV面板經常是串行地和/或並行地互連，以形成PV陣列。接線盒一般用於將PV模塊和/或PV面板電性地彼此連接以及電性地連接至配電系統。每個接線盒包括安裝於相應PV模塊的電介質基片上的殼體。該殼體保持電觸頭，所述電觸頭接合箔片以電連接PV模塊至接線盒，此箔片用於穿過電介質基片互連PV單元。接線盒通過電纜電連接至配電系統，電纜端接有電連接至接線盒的電觸頭的連接器。PV模塊的箔片通過向上彎曲箔片穿過電介質基片內的開口並進入接線盒殼體中而電連接至接線盒。箔片然後在殼體中環繞接線盒的電觸頭包裹以將PV模塊電連接至電觸頭。彎曲箔片穿過電介質基片的開口並使箔片環繞殼體內的電觸頭包裹會增加連接接線盒至PV模塊的難度、耗時和/或成本。
【發明內容】
[0004]通過用於電連接光伏(PV)模塊至具有配合導體的配電系統的接線盒提供了解決辦法。此接線盒包括構造成安裝在PV模塊上的殼體，此殼體包括配合接口和形成於殼體上用於接合PV模塊的箔片的開口。殼體構造為在配合接口處與配電系統的配合導體相配合。接合特徵定位於殼體中以固定在PV模塊的箔片和配合導體之間形成電連接的部件。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0005]以下以示例方式參照附圖描述本發明，所述附圖中:
[0006]圖1示出了根據本公開的接線盒與光伏(PV)模塊組件的示例性實施例的局部分解透視圖。
[0007]圖2示出了根據本公開的組裝至光伏(PV)模塊的接線盒的透視圖。
[0008]圖3示出了根據本公開的沿圖2中線3-3截取的剖面圖。
[0009]圖4示出了根據本公開的沿圖2中線4-4截取的放大的局部剖面圖。
[0010]圖5示出了根據本公開的沿圖2中線5-5截取的放大的局部剖面圖。
[0011]圖6示出了根據本公開的接線盒的一個可選實施例的透視圖。
[0012]圖7示出了根據本公開的圖6中接線盒的倒轉的分解透視圖。[0013]圖8示出了根據本公開的圖7的組裝的接線盒的透視圖。
[0014]圖9示出了根據本公開的與光伏(PV)模塊組件組裝前的圖7的接線盒的透視圖。
[0015]圖10示出了根據本公開的與光伏(PV)模塊組件組裝之後的圖9中的接線盒的透視圖。
[0016]圖11示出了根據本公開的圍繞圖9中接線盒的殼體的分解透視圖。
[0017]圖12示出了根據本公開的圖11中組裝殼體的透視圖。
[0018]圖13示出了根據本公開的組裝至圖12中的組裝殼體的圖9中的接線盒的透視圖。
[0019]圖14示出了根據本公開的包括頂部構件的圖13中的接線盒/組裝殼體的透視圖。
[0020]圖15示出了根據本公開的頂蓋的一個示例性實施例的透視圖。
[0021]圖16示出了根據本公開的與圖13中的接線盒/組裝殼體組裝的頂蓋的透視圖。
[0022]只要有可能，相同的附圖標號將會在所有附圖中用於表示相同的部件。
【具體實施方式】
[0023]在一個示例性實施例中，接線盒被提供用於將光伏(PV)模塊電連接至具有配合導體的配電系統。接線盒包括構造為安裝於PV模塊上的殼體，殼體包括配合接口和形成於殼體上用於接合PV模塊的箔片的開口。殼體構造為在配合接口處與配電系統的配合導體相配合。接合特徵設置在殼體中以固定在PV模塊的箔片和配合導體之間形成電連接的部件。
[0024]在另一個示例性實施例中，接線盒用於電連接光伏(PV)模塊至具有配合導體的配電系統。接線盒包括具有構造為安裝在PV模塊上的安裝側面的殼體。殼體包括配合接口和在殼體內部穿過安裝側面延伸用於接合PV模塊的箔片的開口。殼體構造為在配合接口處與配電系統的配合導體相配合。接合特徵置於殼體中以固定在PV模塊的箔片和配合導體之間形成電連接的部件。
[0025]在另一個示例性實施例中，接線盒被提供用於電連接光伏(PV)模塊至具有配合導體的配電系統，接線盒包括構造為安裝於PV模塊上的殼體。殼體包括配合接口和形成於殼體上以接收從PV模塊延伸的箔片的開口，殼體被構造為在配合接口處與配電系統的配合導體配合。接合特徵置於殼體中以固定在PV模塊的箔片和配合導體之間形成電連接的部件。
[0026]圖1是接線盒和光伏(PV)模塊組件10的示例性實施例的局部分解透視圖。組件10包括PV模塊12和接線盒14。僅PV模塊12的一部分在此示出，並且在本 申請人:的名為"JUNCTION BOX FOR PHOTOVOLTAIC MODULES"的美國專利7824189號中更為詳細地討論，該美國專利的全部內容通過引用結合於此。PV模塊12包括串行地和/並行地通過例如但不限於金屬箔片等的導電箔片16彼此電互連的PV單元(未示出)。如在圖4中進一步示出的，PV模塊12的箔片16通過形成於PV模塊12的開口 18而露出。在此示例性實施例中，箔片16包括4個電觸頭部分16a、16b、16c、16d，它們也單獨地或是全體地稱作箔片，並且通過開口 18而露出。
[0027]返回圖1，接線盒14安裝於PV模塊12上，以電連接PV模塊12至配電系統(未示出)。配電系統將通過PV模塊12產生的電力分配至電負載(未示出)、儲電裝置(未示出)和/或類似物。接線盒14也可電連接PV模塊12至其他PV模塊(未示出)。例如，多個PV模塊可串行和/或並行地機械且電性地互連，以形成PV面板(未示出)。而且，多個PV模塊和/或PV面板可電性地互連以形成PV陣列。
[0028]圖2-5示出了接線盒14的示例性實施例的不同視圖，其中圖2示出接線盒組裝至包括光伏(PV)模塊12的光伏(PV)模塊組件10。接線盒14包括殼體20和可選的封蓋22。殼體20具有外部側面24和安裝側面26。在此示例性實施例中，接線盒14的殼體20包括一對分別的配合接口 28、30。殼體20構造為在各個配合接口 28、30處與配電系統(未示出)的對應配合連接器(未示出)配合。配電系統的配合連接器的每一個端接配電系統的相應的電線或是電纜。在一個實施例中，配合連接器可為如圖中示出的配合導體或連接器27，例如電纜或是電線，包括絕緣層34和導體36 (圖2)。為了本文的目的，術語「配合連接器」或「配合導體」可互換地使用。如以下將會描述的，殼體20與配和連接器或導體的配合在接線盒14和配電系統的電線和/或電纜之間建立了電連接。在與配合連接器或導體相反的末端(未示出)，配電系統的每個電線或是電纜可被電連接至電負載(未示出)、儲電裝置(未示出)、另一 PV模塊(未示出)的接線盒(未示出)、配電系統的另一個部件、和/或類似物。
[0029]圖3是沿圖2中的線3-3截取的接線盒14的剖面圖，圖中示出了外部側面24，以及形成於接線盒14中穿過安裝側面26的開口 38，使得開口 38在安裝側面26和外部側面24之間成流體連通。圖3進一步示出了接線盒14的安裝側面26安裝於PV模塊12上，位於形成於PV模塊中的開口 18之上。在圖3中，封蓋22已經從接線盒14上移除。殼體20的安裝側面26被構造為安裝PV模塊12 (圖1)上。在此示例性實施例中，殼體20的安裝側面26包括安裝表面40，其當殼體20安裝於PV模塊12上時面向PV模塊12。殼體20可以使用任何合適的方法、過程、手段、結構、連接形式等被安裝於PV模塊12上。在此示例性實施例中，殼體20使用例如但不限於室溫硬化(RTV)矽等的粘接劑(未示出)安裝於PV模塊12上。在一些實施例中，粘接劑將殼體20密封至PV模塊12。安裝表面40包括可選的肋或支架肋42 (圖3)，其可在將殼體20安裝在PV模塊12上期間容納過多的粘接劑。在一些實施例中，當殼體20安裝於PV模塊12上時，殼體20的安裝表面40接合PV模塊12。然而，應當理解的是，當粘接劑用於將殼體20安裝至PV模塊12上時，安裝表面40的一部分或者全部可能不接合PV模塊12，而是粘接劑可能將安裝表面40的一部分或是全部與PV模塊12分隔開。
[0030]如在圖3-5中進一步示出的，殼體20包括通過安裝側面26延伸進殼體20的開口38。在示出的示例性實施例中，開口 38也穿過外部側面24延伸使得開口 38與安裝側面26和外部側面24成流體連通。殼體20包括位於殼體20中的接合特徵44 (包括至少接合特徵44a、44b、44c)以固定在PV模塊12的箔片16之間形成電連接的例如二極體的部件46。如在圖中進一步示出的，接合特徵44能夠固定在PV模塊12的箔片16和配合連接器27之間形成電連接的部件46。
[0031]例如，如在圖4中所示，配合連接器27的導體36被導向穿過配合接口 28，配合接口 28包括用於朝向PV模塊12的箔片16a引導導體36的引導特徵48。可選的，如在圖4中進一步示出的，配合連接器27的導體36例如通過砧座(anvil )49與配合連接器27的絕緣層34的抵靠接觸，被導向穿過配合接口 30直到充分插入進配合接口 30。在獲得絕緣層和砧座49之間的抵靠接觸後，導體36可在砧座49上塑性變形或彎曲，直到導體36被導向為緊鄰PV模塊12的箔片16d。如在圖4-5中進一步示出，諸如二極體之類的部件46，被引導穿過形成於殼體20中的開口 38並且朝向引導特徵50以更容易地允許部件46安裝在殼體20中。如在圖4-5中進一步示出，二極體或部件46包括一對相對的引腳或導體52並且還包括形成在每個引腳或導體52中的彎曲部分54，其中部件46和導體52被整體固定於殼體20的內部。
[0032]在二極體或部件46充分插入進弓I導特徵50後，從二極體或部件46延伸的並且位於二極體或部件46的主體和導體52的彎曲部分54之間的導體52的相應部分被導向進入形成於諸如接合特徵44b之類的接合特徵44中的槽口 56中。接合特徵44的槽口 56包括保持特徵58，例如一個或多個突起60和/或一個或多個凹進的區域62，保持特徵58被構造為將相應的導體52保持於接合特徵44的槽口 56中。在一個實施例中，一個或多個保持特徵58在諸如鑄模過程之類的製造過程中形成於接合特徵44中，但是在另一個實施例中一個或多個保持特徵58可在將相應的導體52安裝在槽口 56中的時候或之後形成於接合特徵44中。例如，諸如鉗子或是自動工具之類的工具可用於在製造/安裝過程中的任意階段形成保持特徵58，這樣的保持特徵形成技術有時稱為「冷加樁(cold staking)」。
[0033]如在圖4-5中進一步示出的，一旦二極體或部件46的導體52安裝進接合特徵44的保持特徵58中，二極體或部件46能夠繞由保持特徵58限定的軸線在第一位置64和第二位置66之間轉動。在第一位置64，與部件46相反的部件導體52的至少一個端部由接合特徵45固定。接合特徵45包括一個或多個漸縮形側面45a和/或形成在其中的槽口 45b。如在圖4-5中所示，接合特徵45包括由槽口 45b分隔的一對相對的漸縮形側面45a。取決於接合特徵45的位置。部件導體52的一端可被漸縮形側面45a或是槽口 45b固定。在另一個實施例中，由於與各相對漸縮形側面45a中的每一個的抵靠接觸，接合特徵45可固定每個鄰近的部件46的部件導體52的一端。在又一另外的實施例中，如果接合特徵44提供了對部件46的足夠的轉動阻力使得導體52的一端在製造後保留於所需的位置，例如第一位置64，則可以不需要接合特徵45。
[0034]如在圖3中進一步示出的，部件46的導體52位於第一位置64，在此處導體52與PV模塊12的箔片16保留分隔開或是脫開接觸。然而，一旦接線盒14的殼體20被恰當地相對於PV模塊12定位，則希望部件46的導體52從第一位置64移動至第二位置66 (圖5)，其中第二位置66使得導體52位於緊鄰PV模塊12的箔片16的位置。利用接合特徵44、45以將導體52的端部固定於第一位置64，在此處接線盒14的殼體20充分地包圍部件46，包括導體52，使得導體52保留於第一位置64直到需要將導體52從第一位置64移動至第二位置66。可利用一個簡單的工具(未示出)以容易地從第一位置64至第二位置66移動導體52的方位。在之前由接合特徵44、45固定的導體52從第一位置64這樣移動到第二位置66，以及利用了如圖4示出的配合接口 28、30之後，部件46的導體52和配合導體或連接器27的相應導體36的末端被彼此緊鄰地放置於各箔片上。也就是，例如，如在圖4中示出的，延伸穿過配合接口 28的導體36的端部、部件46的導體52的一端和箔片16a被定位為充分的互相緊鄰，以允許進行焊接或其他合適的技術以固定其間的電連接。相似的，部件46的導體52的相應的端部、延伸穿過配合接口 30的部件46的導體52的一端和箔片16b、16c、16d為定位為充分的互相緊鄰，以允許進行焊接或其他合適的技術以固定其間的電連接。換句話說，在圖1-5示出的示例性的實施例中，在導體36、52的相應端部和箔片16a、16b、16c、16d (在這個具體例子中，總共12個單獨的部件)之間的電連接可通過4個焊點來獲得，或是通過其他合適的可用於在形成與每個箔片相關聯的電連接的而無需彎曲或其他方式操縱箔片以圍繞或「包裹」相應的導體以獲得其間的電連接的技術獲得。可以理解的是在其他實施例中，導體和箔片的數量可大於或小於在該示例性實施例中公開的數量。
[0035]圖6-16示出了接線盒78 (圖16)的一個可替代實施例。接線盒78包括殼體80(圖6)，殼體80有具有用於將殼體80定位於PV模塊12上的安裝表面91 (圖9)。安裝表面91包括定位器86，例如雙面膠帶層以將安裝表面91固定至PV模塊12。殼體80包括對應於封殼112 (圖12)的對齊特徵88、90和開口 82，開口 82包括並且進一步延伸至用於接收PV模塊12的箔片16的漸縮形入口 84。
[0036]圖7示出了圖6沿軸線124旋轉了 180度和諸如二極體之類的部件46的內含物，如在圖7中進一步示出的，殼體80包括接合特徵100，接合特徵100包括與凹部101協作用於將部件46的主體固定於殼體80內的相對的接合構件102。從凹部101的相對側面沿殼體80延伸的是各槽口 92、94，其具有一定尺寸以當固定於殼體80內時接收從部件46延伸的引腳或導體52。儘管開口 82和相應的漸縮形入口 84在圖7中沒有示出，但是漸縮形入口包括並延伸至相應的形成於殼體80的通道96。此外，如在圖7中進一步示出的，通道96包括部分延伸於通道96之上的相對的突起98，其中所述突起與通道96 —起限定了底切的通道，其中相對的突起98的端部之間的空間小於PV模塊12的相應箔片16的寬度(圖9)。為了識別並理解此本公開，底切的通道包括底切的通道96a、96b、96c、96d。可選的，如果需要，可在通道96的一端處設置止擋件或突起108，以限制PV模塊12的各箔片插入相應的通道96。相對的接合特徵106形成於殼體80上以接收配合連接器27的導體36 (圖11)。
[0037]圖8中圖7的部件46已經安裝於殼體80中，並且限定了部分組裝的殼體組件81，如在圖8中進一步示出的，鄰近的部件46的導體52的端部包括與相應通道96相關聯的重疊處110使得導體52的末端互相緊鄰。在另一個實施例中，導體52的末端沒有重疊處，而只要導體末端互相緊鄰。此外，接合特徵100的接合構件102被構造為使得接合構件102可彈性撓曲，允許部件46在形成於殼體80 (和相應槽口 92、94內的各導體52)中的各凹部101內移動以適應一定範圍的箔片厚度。替代地，或與撓曲的接合構件102組合一起，通道96的深度可變化以適應一定範圍的箔片厚度。
[0038]圖9示出了在從PV模塊12表面向外延伸的箔片16插入前的部分組裝的殼體組件81。圖10示出了箔片16插入之後的部分組裝的殼體組件81，其中箔片16的插入使部分組裝的殼體組件81成為互連的殼體組件83。箔片16a、16b、16c、16d插入至各通道96a、96b、96c、96d中。在此示例性實施例中，在箔片16插入之後，互連的殼體組件83旋轉使得安裝表面91與PV模塊12的相應表面相接觸。
[0039]圖11示出了封殼112的分解透視圖，其中封殼12包括對應於如圖7示出的對齊特徵90的對齊特徵114。封殼112進一步包括用於引導和在其中接收各配合連接器27的相對的配合接口 104。圖12示出了配合連接器27插入之後的封殼112，其中配合連接器27的插入使封殼112成為部分組裝的封殼組件113。
[0040]圖13示出了部分組裝的封殼組件112與互連的殼體組件83組裝，其中利用對齊特徵88和對齊特徵114來方便組裝，並且各配合連接器27的導體36接合互連的殼體組件83的各接合特徵106。圖14包括了覆蓋構件118的添加。[0041]圖15示出了具有相對的保持特徵122的頂蓋120。圖16示出了頂蓋120在覆蓋構件118 (圖14)上的安裝，其中使頂蓋120的保持特徵122與引導部126接合。
[0042]這裡描述和/或圖示的實施例可提供相比至少一些已知的接線盒電連接至PV模塊的難度更低、成本更低和/或耗時更少的接線盒。例如，這裡描述和/或圖示的實施例可提供相比至少一些已知的接線盒具有電連接至PV模塊的難度更低、成本更低和/或耗時更少的電觸頭的接線盒。
【權利要求】
1.一種接線盒，其用於將光伏模塊電連接至具有配合導體的配電系統，所述接線盒包括: 殼體，其被構造為安裝於所述光伏模塊上，所述殼體包括配合接口和形成於所述殼體上用於接合所述光伏模塊的接合箔片的開口，所述殼體被構造為與配電系統的配合導體在所述配合接口處配合，以及； 接合特徵，其位於所述殼體中，以固定在所述光伏模塊的箔片和配合導體之間形成電連接的部件。
2.如權利要求1所述的接線盒，其中所述殼體包括構造為將被安裝於光伏模塊上的安裝側面，所述殼體開口形成於所述殼體中用於穿過所述安裝側面接合所述光伏模塊的箔片。
3.如權利要求2所述的接線盒，其中所述形成電連接的部件被包含於所述殼體內部。
4.如權利要求3所述的接線盒，其中在與所述光伏模塊組裝之前，所述部件由所述接合特徵固定於第一位置。
5.如權利要求3所述的接線盒，其中在與所述光伏模塊組裝之時，所述部件由所述接合特徵固定於第二位置。
6.如權利要求3所述的接線盒，其中在所述光伏模塊的箔片和配合導體之間形成電連接的所述部件是二極體。
7.如權利要求6所述的接線盒，其中所述二極體的引腳在所述光伏模塊的箔片和配合導體之間形成電連接。
8.如權利要求1所述的接線盒，其中形成於殼體中用於接合箔片的所述開口包括用於箔片的插入的漸縮形入口。
9.如權利要求8所述的接線盒，其中所述漸縮形入口延伸至通道。
10.如權利要求9所述的接線盒，其中所述通道是底切的通道。
11.如權利要求10所述的接線盒，其中所述底切的通道在突起處終止。
12.如權利要求1所述的接線盒，其中所述配合接口包括用於朝向所述光伏模塊的箔片引導配合導體的引導特徵。
13.如權利要求12所述的接線盒，其中所述引導特徵包括砧座，當所述導體沿著該砧座的接觸表面彈性變形時，該砧座允許導體朝向箔片導向。
14.如權利要求12所述的接線盒，其中所述引導特徵包括通路。
15.如權利要求1所述的接線盒，其中所述接合特徵是撓性的以適應一定範圍的箔片厚度。
【文檔編號】H02S40/34GK103765763SQ201280042086
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2012年8月15日 優先權日:2011年8月29日
【發明者】小保羅.D.羅曼, S.D.格拉蒂尼, M.E.勞爾曼, S.D.薩塔扎恩 申請人:泰科電子公司