专利名称：用于连接导电体到太阳能模块的连接装置及其生产方法以及具有这样的连接装置的太阳 ...的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于连接至少一个外部导电体到光伏太阳能模块的电连接系统的连接装置，其具有用于配置在太阳能模块上的连接器壳体并具有安置在连接器壳体中的汇流条。此外，本发明涉及具有这样的连接装置的太阳能模块和用于生产这样的连接装置的方法。
背景技术：
光伏太阳能模块典型地包括具有面板类型的多层配置，其具有安置在其间的通过光伏效应产生电力的太阳能电池。例如，这样的太阳能模块的多层配置包括在暴露到光线的侧面上的例如具有低吸收率的玻璃覆盖层形式的平的层以及安置在太阳能模块背面并采取例如后部玻璃覆盖层形式的平的第二层。太阳能电池安置在这些层之间的相应空间中并在该多层配置之内与电连接系统互连。太阳能电池模块的实施例是已知的，其中远离暴光的侧面的在太阳能模块的后部上的太阳能电池的电连接系统通过例如连接箔的形式的导电体在外侧上连接到例如消费装置。这些连接箔在例如端子盒或者接线盒的形式的连接装置中连接到连接引线或者“太阳能连接引线”的一个或多个导电体。为此，这样的连接装置包括布置在连接器壳体中的载流装置，一方面太阳能模块的一个或多个连接箔以及另一方面一个或多个连接电缆的一个或多个导电体连接到该载流装置上。此外，一个或多个二极管一般包含在这样的连接装置中，所述二极管提供来为了防止暴露到日光的太阳能电池和被遮挡的太阳能电池之间的环流，其供应不同的太阳能电流和太阳能电压。通过这样的 “旁路二极管”，可以继续操作所述模块，即使当模块被部分地遮挡并具有相应降低的功率时。
用于连接外部连接电缆到太阳能面板的连接装置例如从JP2004134717A是已知的。在那里描述的连接装置包括印刷电路板，多个导体迹线安置在其上，以便连接太阳能面板的电连接系统到各自的连接电缆。而且，多个二极管部件安装在印刷电路板上，其在每种情形中连接两个导体迹线在一起。连接到印刷电路板的连接电缆在每种情形中安置在施加到印刷电路板并连接到其上的一个导体迹线上，其是在壳体安装在以这种方式形成并连接到太阳能电池板的配置之前。壳体具有围绕它的壳体边缘，壳体边缘布置在太阳能模块上。 形成在印刷电路板和壳体之间的腔然后充填填充材料。上述连接装置具有的缺点为需要印刷电路板形式的主体，各个二极管通过弯曲的二极管引线定位在所述主体上。以这种方法，载流装置在壳体中获得，所述壳体处理起来相对不灵活，并且难以或者不可能适应不同的要求，例如适应不同数量的待连接的太阳能模块太阳能电池。
EP 0999601 Al描述一种可比较的连接装置，但是，在该连接装置中，在壳体与其底部开口在太阳能面板上的下连接配置上装配之前，多个旁路二极管在上壳体中连接到相应的端子，其中在所述下连接配置上太阳能模块的各导体引出并连接到相应的端子。在上壳体的应用中，其端子连接到下连接配置的各自的端子。在一个旁路二极管发生故障的情形下，通过更换整个上壳体来维修连接装置。
发明内容
本发明的目的之一是提供上述类型的连接装置，其利用尽可能最简单的部件相当简单且便宜地进行生产。
本发明涉及根据如权利要求1的特征的用于连接至少一个外部导电体到光伏太阳能模块的电连接系统的连接装置。此外，本发明涉及根据权利要求15的特征的具有这样的连接装置的太阳能模块。本发明进一步涉及用于生产具有权利要求17的特征的连接装置的方法和用于生产具有权利要求18的特征的连接装置的方法。
根据本发明的连接装置，其设计用于连接例如外部连接电缆的至少一个外部导电体到光伏太阳能模块的电连接系统，包括彼此挨着安置的多个单独组装的汇流条。汇流条包括至少第一汇流条和第二汇流条，第一汇流条具有用于连接到导电体的第一接触区和用于连接到太阳能模块的电连接系统的第二接触区，第二汇流条具有用于连接到太阳能模块的电连接系统的接触区。而且，提供至少一个支撑元件，汇流条附连到该支撑元件，支撑元件包括底面，通过该底面支撑元件可通过布置在其上而安置在太阳能模块上。此外，提供单独组装的外壳体，其可以安置在支撑元件和汇流条上面并包括在这个位置围绕支撑元件和汇流条的至少一个边缘，其可以通过放置在太阳能模块上而安置在其上并可以密封地连接到太阳能模块。可进一步提供装配到汇流条上并具有二极管引线的二极管部件，所述二极管引线在每种情形中装配到一个汇流条上并连接到各自的汇流条，以使得第一和第二汇流条经由二极管部件连接在一起。至少一个触头配置在用于与第一汇流条的第一接触区连接的第一区中和用于与外部导电体连接的第二区中。
由此，本发明提供的优点为通过这样的连接装置可以实现成本相对于传统的连接装置明显降低。这得以实现，特别是在于根据本发明的连接装置导致更小的尺度以及随之带来的材料的节省。此外，可以使用更少然而更简单的部件，从而导致部件制造和组装的尽可能高的自动化水平。此外，本发明使得可能从以前已知的方法修改的处理方法在连接装置的用户的前提下自动实行。
特别地，本发明允许使用大致一致配置的汇流条，其根据要求和需要以适当数量单独地组装。汇流条可例如由相应的金属源冲压，或者根据需要适当地产生和弯曲，以便产生各接触区。根据待连接的太阳能电池或者待连接的太阳能电池串的数量，可以使用相应数量的汇流条。以这种方法，连接装置可灵活地适于不同的要求。
在本发明的第一变体中，汇流条是通过例如将它们布置到支撑元件上而单独附连到支撑元件。这样由支撑元件和汇流条形成的配置根据需要通过连接二极管部件的各二极管引线到各汇流条而连接到一个或者多个二极管部件。以这种方法，功能单元得以获得，其包括支撑元件、汇流条和一个或者多个二极管部件，其可以通过支撑元件的底面布置到太阳能模块上。为了实现该连接装置，外壳体然后安置在支撑元件和汇流条上，围绕支撑元件和汇流条的外壳体的边缘从而布置在太阳能模块上并以周边密封的方式连接到太阳能模块。这可以例如通过利用适当的胶粘剂或者密封剂进行，所述胶粘剂或者密封剂适于密封与外部环境的影响相关的外壳体的内部。
在本发明的一个实施例中，设置在连接装置中的触头保持在外壳体中，其中通过所述触头第一汇流条与外部导电体相连。当外壳体布置到功能单元上时，该触头连接到在第一汇流条上的相应的配合触头。
触头采取例如插头插座式连接件的一部分的形式，该插头插座式连接件安置在第一汇流条和外部导电体之间。特别地，触头可以为插头插座式装置的一部分，其安置在外壳体的连接衬套上，以便与外部导电体上的相应的插头插座式装置配合。为了与插头连接，第一汇流条可包括在第一接触区中的配合触头，或者与这样的配合触头连接，其与所述触头操作连接以便连接外部导电体到第一汇流条。
为了单独附连汇流条到支撑元件，根据本发明的一个实施例，至少一个锁定元件设置在支撑元件上，以便在其组装在支撑元件上之后固定一个或多个汇流条到支撑元件。
根据本发明的另一方面，支撑元件由塑料壳体形成，塑料壳体围绕至少一部分汇流条和电连接两汇流条在一起的至少一个二极管部件，因此形成功能单元。例如，至少一部分汇流条和二极管部件通过注射模制或者陶制而封装在塑料壳体中。通过注射模制在例如模制为块的塑料壳体中而封装载流部件会改进二极管中产生的散热，以使得产生的热总体上可以向着连接的外面更好地散逸。
该改进的散热可以通过提供具有至少一个井或者升高部分的塑料壳体而额外地得以促进，所述井或者升高部分与外壳体内侧上的相应的升高部分或者井分别接触。特别地，井或者升高部分形成在塑料壳体上以使得在塑料壳体中产生的热经由在塑料壳体上的井或者升高部分至少部分地散逸到外壳体上的相应的升高部分或者井。在塑料壳体上的井或者升高部分可以尽可能远地设置在热源的附近并采取例如漏斗等的形式。以这种方法， 塑料壳体的壳体表面同样扩大，由此通过塑料壳体散逸的热量可以增多。在塑料壳体中的例如漏斗形式的井或者相应的升高部分还可在连接装置的最后组装时呈现导引和定中心功能，以使得它们允许提供完美地装配并且相对于支撑元件紧固外壳体，以使得功能单元和外壳体相对于彼此正确地取向。
在本发明的另一实施例中，至少一个二极管部件安置为以使得其二极管引线大致从二极管部件直地引出并根据它们的长度连接到各自的汇流条。以这种方法，各二极管引线可以不再必须弯曲，而是它们可以在它们已经从二极管部件直地引出并焊接、卷曲或者连接到各自的汇流条的过程中例如布置在汇流条中。这样，可以防止损坏二极管部件的风险，因为从二极管部件引出的二极管引线不再必须弯曲以便连接到各自的汇流条。
例如，各自的二极管部件纵向安置跨过汇流条并且安置为使它的二极管主体位于连接二极管部件在一起的各汇流条之间。在这种情况中，二极管主体可以以空间节省的方式在各汇流条上方和下方延伸。这是有利的，尤其是当二极管部件分别采取圆二极管时。
在本发明的一个实施例中，其中提供多个二极管部件，多个二极管部件挨着彼此安置为一排并由塑料壳体围绕，塑料壳体纵向围绕二极管部件并延伸跨过汇流条。
为了定位支撑元件在太阳能模块上，根据本发明的一个实施例，可以通过胶粘剂部件例如双面胶带将支撑元件设置在它的面对太阳能模块的底面上，其中所述双面胶带设计成固定支撑元件到太阳能模块。这样，在外壳体装配在支撑元件上之前，支撑元件可一定程度上固定到太阳能模块，其固定到太阳能模块导致连接装置最后固定到太阳能模块。
在本发明的另一方面，一种用于生产这样的连接装置的方法，包括以下步骤首先，第一和第二汇流条以及任选地进一步的汇流条被设置和附连到支撑元件。支撑元件通过布置支撑元件的底面在太阳能模块上而相应地附连到太阳模块。根据本发明的一个实施例，在支撑元件的底面布置到太阳能模块上之前，汇流条首先附连到支撑元件。而且，两汇流条根据需要通过各自的二极管部件连接在一起。这例如在汇流条已经安置在支撑元件上之后发生。
在进一步的步骤中，电连接系统的至少一部分，例如太阳能模块的一个或者多个连接箔连接到至少一个或者多个汇流条。而且，外壳体装配在支撑元件和汇流条之上，外壳体的至少一个边缘从而围绕支撑元件和汇流条布置在太阳能模块上，并密封地连接到太阳能模块。此外，安置在外壳体中的至少一个触头，其设计成与外部导电体连接，连接到第一汇流条的第一接触区。以这种方法，通过安置在连接器壳体中的触头，在第一汇流条和例如连接电缆形式的外部导电体之间产生连接。
根据本发明的另一方面，一种用于产生连接装置的方法，包括以下步骤在如上所述地提供至少第一和第二汇流条之后，第一和第二汇流条通过二极管部件电连接在一起。 在提供超过两个汇流条的场合，在每种情形中，两个汇流条经由各自的二极管部件连接在一起。至少一个支撑元件然后通过围绕塑料壳体中的二极管部件和汇流条的至少一部分而形成为塑料壳体的形式，从而形成功能单元。支撑元件例如通过注射模制或者陶制通过塑料材料封装二极管部件和汇流条的至少一部分而形成，以使得在二极管的端子区和二极管部件中的汇流条的相应的部分被由塑料材料形成的公共的壳体围绕。以这种方法，紧凑安置的功能单元可以由连接装置的导电部分产生。
支撑元件然后通过布置支撑元件的底面到太阳能模块上而附连到太阳能模块。而且，太阳能模块的电连接系统的至少一部分，例如一个或多个连接箔，与至少一个汇流条连接。这原则上可以在支撑元件附连到太阳能模块之前或者之后发生。而且，外壳体装配到支撑元件和汇流条之上，外壳体的至少边缘围绕支撑元件和汇流条布置在太阳能模块上， 并密封地连接到太阳能模块。此外，至少一个触头，其设计成连接到外部导电体，连接到第一汇流条的第一接触区。这样，该触头使得可以在第一汇流条和连接电缆之间产生连接。
例如，触头为了该目的连接到配合触头，配合触头安置在第一汇流条上或者连接到其上。根据一个实施例，在外壳体布置到太阳能模块上之前，触头附连到外壳体。这具有的优点为当外壳体装配在太阳能模块上时触头连接到相应的配合触头，以使得在联合运动中，外壳体布置在太阳能模块上并且触头连接到配合触头。
在外部导电体侧面上，触头可依次配置成用于与外部导电体或者与外部导电体上的相应的触头插座式装置插入连接。在这种情况中，外部连接电缆例如通过插头插座式连接仅通过外壳体中的相应的连接衬套而连接到触头。在另一个变体中，连接电缆可以在外壳体布置在太阳能模块上之前已经附连到外壳体。在这种情况中，在外壳体布置在太阳能模块上之前，触头已经与外部连接电缆的导电体牢固连接。在进一步的变体中，相应地，一旦外壳体已经布置在太阳能模块上，待附连到外部导电体的触头以及两个部件可以一起引入到外壳体上的相应的连接衬套中并连接到第一汇流条上的相应的配合触头。
这些连接变体，如上面描述，原则上独立于作为用于各个汇流条的支承元件或者作为塑料块的支撑元件的那种类型的实施例，其中所述支撑元件与二极管部件一起围绕汇流条。
本发明的进一步有利的构型和发展在从属权利要求中给出。
下面参照附图中所示的图更详细地解释本发明，所述附图示出本发明的示例性实施例。
图1示出根据本发明的连接到连接装置的示例性光伏太阳能模块的示意性横截面视图； 图2示出本发明的连接装置的第一实施例的示意性透视图； 图3示出如图2所示的根据本发明的连接装置的第一实施例的部件的示意性分解视图； 图4-7示出在根据图2的连接装置的生产的在不同阶段中根据本发明的连接装置的不同部件的实施例； 图8示出用于根据图2的连接装置的外壳体(overhousing)的实施例的底侧； 图9示出根据本发明的连接装置的第二实施例的示意性透视图； 图10示出根据图9的连接装置的多个部件的示意性分解视图； 图11和12是生产变体的示意图视图，根据该生产变体连接电缆连接到根据图9 的连接装置； 图13是根据本发明的连接装置的第三实施例的示意性透视图； 图14示出用于根据图13的连接装置中的部件的示意性分解视图； 图15-18示出用于生产根据图13的连接装置的不同的生产阶段和部件； 图19示出用于生产根据图13的连接装置的外壳体的实施例的底侧。
具体实施例方式图1是光伏太阳能模块的示意性横截面视图，该光伏太阳能模块设置有接线盒或者连接盒形式的连接装置。太阳能模块100包括多层配置，该多层配置具有在暴露到光线的侧面上的平的第一层101，该第一层采取玻璃片或者薄膜类型的层的形式。而且，太阳能模块100包括远离暴露到光线的侧面的平的第二层103，其同样可以采取玻璃片或者薄膜类型层的形式。在本实施例中层101和103分别采取玻璃片的形式。在两层101和103之间定位有至少一个太阳能电池102或者多个太阳能电池102的配置，其当暴露到光线时通过光伏效应供应电力。太阳能电池102连接到电连接系统104。电连接系统104在图1中仅示意性地示出并特别地用以电互连到太阳能电池并且连接它们到外部空间。电连接系统 104包括例如铜箔，铜箔一方面电接触太阳能电池102的背面，另一面形成到太阳能模块的一个或多个导电体3中并连接到太阳能模块的至少一个导电体3，所述至少一个导电体3采取例如连接箔或者连接带的形式。通过这样的箔导体3，太阳能模块100的电连接系统104 可以连接到例如太阳能连接电缆形式的外部连接引线2。
还如在图1中示出的，连接装置200、300或者400，如下面更详细地解释的，例如借助胶粘剂107通过粘连接合壳体边缘15或者65 (参照图2-19)附连到层103的背面，该背面形成太阳能模块的外表面。而且，层103包括引线通过开口 105，例如箔导体形式的导电体3可以通过该开口通到连接装置。
图2示出第一变体的根据本发明的连接装置的实施例的示意性透视图。当结合图3观察时，图2的组成和各个组件变得特别清楚，其中图3示出该实施例的分解视图。
根据这个实施例的连接装置200通过两个主要部件形成，也就是通过功能单元5 和装配在功能单元5上的外壳体10。为此，外壳体10包括围绕它的边缘15，其可以通过布置在太阳能模块100上而安置在其上，并可以密封地连接到太阳能模块。为了该目的，外壳体10的边缘15的下支承表面具有大致平的表面，其适于布置在类似的平的太阳能模块100 上并相应地区域接合。周围边缘15通过竖直壳体部分14的方式连接到板状的水平壳体部分13，其中竖直壳体部分14形成外壳体10的四个侧壁，当外壳体装配到太阳能模块时水平壳体部分13安置为大致平行于太阳能模块。在竖直壳体部分14的侧壁之一中，在图2和 3中，在指向前端的侧壁中，在此设置有两个套管11，套管11设置有各自的插头插座式的连接装置19，用于连接所述连接电缆(图2和3中未示出)到外壳体10中的导电部分。
安置在外壳体10中的功能单元5在此包括四个汇流条21-24，如将在下面更详细地解释的。汇流条21-M的配置在此仅视为例子，并可以根据需要而变化。特别地，使用的汇流条的数量可以根据需要变化。在本案中，两外汇流条21和M包括各自的接触区，其可以连接到外部导体。两外汇流条21和M可以通过安置在外壳体10上的连接套管11的方式连接到各自的连接电缆2。位于中央的两汇流条22和23在它们的末端区域中仅连接太阳能模块连接系统的相应的箔导体。在此情形中，汇流条21和M和连接套管11原则上可以安置在外壳体10的中间，而汇流条22和23可以安置在外壳体10的左右周边区域。在另一实施例中，如果需要并根据需要，仅两个汇流条21-M可以设置在外壳体10中，以形成功能单元5。汇流条21-M保持在支撑元件40上，支撑元件40包括底面41，支撑元件通过底面41通过布置在太阳能模块100上可以安置在太阳能模块100上。
下面参照图4-7更详细地解释如图2所示的为示例性实施例形式的根据本发明的连接装置200的生产。
如从图4更加详细地清楚示出的，首先，提供支撑元件40，其包括大致平的底面 41，以使得支撑元件40可以通过底面41布置在太阳能模块100上，太阳能模块100同样地为大致平的结构。在支撑元件40上设置用于汇流条21-M的座42和用于二极管部件31-33 的座44，座44连接到汇流条21-24。支撑元件40这样构造为以使得各个汇流条21- 可以以可单独组装的方式布置在支撑元件上。为此，汇流条21-M布置在各自的座42上并可以通过各自的锁定元件43固定到支撑元件40。为了该目的，可以为每一汇流条设置一个或多个锁定元件43。底面41在本案中通过底板45的底侧形成，座43和44安置在底板45 的底侧上。
如参照图5进一步描述的，载流部分采用大致一致和/或简单配置的汇流条21-24 的形式，汇流条21-24已经由例如金属条成形和任选地弯曲。这些汇流条21- 单独组装在支撑元件40上。为此，例如参照汇流条21解释的，汇流条21布置到相应的座42上并通过锁定元件43锁定在汇流条21的前部和后部区域中。锁定元件43可采取例如塑料凸出部等形式，其可以例如通过与加热元件热接触而软化并变形为蘑菇形状(所谓的“热桩式接合”)。或者，汇流条还可以咬合装配到各自的锁定元件43或者以一些其它方法紧固。
如在图6中进一步示出的，第一汇流条21包括如上所述的用于与例如连接电缆2 的外部导电体连接的第一接触区51以及设置成用于与太阳能模块的电连接系统或者其箔导体3连接的第二接触区52。在本示例性实施例中，汇流条21在第二接触区52中向上弯曲，以使得从太阳能模块的多层配置引出的太阳能模块的电连接系统的箔导体可以施加到接触区52中的向上弯曲部分。如参照图7描述的，箔导体等施加到接触区52内的向上弯曲部分并被固定到弹簧元件56，弹簧元件56在此采取Ω弹簧的形式。连接系统的箔导体并未在图6和7中示出。
此外，在本实施例中，汇流条21在接触区51中的一侧上延伸和改变以使得可以与电缆侧接触元件接触(插入或者断开)。在本实施例中，汇流条21的接触区51包括配合触头53，配合触头53可以连接到外壳体10上或者电缆2上的接触元件，如在下面更详细地解释的。配合触头53在本实施例中采取U形触头的形式，相应的管脚触头可以在水平或者竖直方向引入到该触头中。上面关于汇流条21的解释同样可以以类似的方式应用到汇流条 Μ，所述汇流条M连接到第二连接电缆2的导电体。
除汇流条21之外，第二汇流条22安置为大致平行于第一汇流条21，所述汇流条包括用于与太阳能模块的电连接系统的箔导体3连接的接触区52。二极管部件31包括二极管引线35，其分别装配到一个汇流条21、22并电连接到各自的汇流条。特别地，二极管引线 35之一施加到汇流条21并电连接到其上，而二极管31的另一相对二极管引线35施加到第二汇流条22并电连接到其上。这样，第一和第二汇流条21、22通过二极管部件31电连接在一起。除汇流条22之外，第三汇流条23和第四汇流条M每个安置为大致平行于汇流条 21和22。其它二极管部件32和33以类似于二极管部件31的方式设置，该其他二极管部件32和33通过它们各自的二极管引线35在每种情况下分别装配到一个汇流条22-24，并电连接到各自的汇流条。例如，二极管部件32连接汇流条22和23在一起，而二极管部件 33连接汇流条23和M在一起。在本实施例中，二极管部件31-33采取圆二极管的形式，安置在汇流条之间的各二极管主体36在每一情形下连接在一起并且在每一情形下以空间节省的方式在汇流条下面和上方延伸。以这种方法，可以实现汇流条和二极管的空间节省的配置。
二极管部件31-33和汇流条21-Μ安置为以使得各自的二极管引线35从各自的二极管部件31-33大致直地引出，并同样以这种直的引出的方式连接到各自的汇流条。为此，各二极管引线插入到例如相应设置的例如凹槽形式的接触部分中，并通过焊接或者卷曲连接到各汇流条。根据该实施例，不必弯曲用于与各汇流条接触的二极管引线，例如以便竖直地插入到各汇流条中。相反，各二极管可以在递送时通过直的二极管引线简单地插入到各自的接触部分中，并连接到相应的汇流条。通过该配置和通过各汇流条21-Μ之间的二极管主体36的配置，这些载流部分以整体空间节省的方式安置，以使得由载流部分占据的空间可以在连接装置的连接器壳体中减小。在根据图6和7的实施例中，二极管部件 31-33纵向地延伸跨过汇流条21-24，从而各二极管主体36安置在相应的汇流条之间。
如图7所示的功能单元5，其是例如按照连接装置的厂商的原样递送的(有或者没有Ω弹簧56)，可以通过支撑元件40定位在太阳能模块上。为了定位外壳体10在功能单元5上，可以提供额外的导引元件或者定心元件，其在图7中没有任何更详细地示出。或者，二极管部件可以首先焊接到汇流条，结果，预组装单元然后定位在支撑元件40上，例如夹持在那里或者通过热成形附连到其上。为了附连支撑元件40到太阳能模块，根据一个实施例，提供胶粘剂部件，用于一定程度地固定支撑元件40到太阳能模块。例如，双面胶带可以用作胶粘剂部件。
如在图8中另外示出的，触头M保持在紧固元件上的外壳体10中。在本实施例中，紧固元件采取外壳体10的水平壳体部分13的形式或者在外壳体10上的相应的其它形状的部分的形式。触头讨在此示出为弯曲的，以便与功能单元5上的配合触头53接触。但是，在另一实施例中，优选触头M采取直管脚触头的形式，其在当外壳体10布置到太阳能模块上时从上方挤压到各自的U形配合触头53中，以使得它们在各自的连接电缆的方向水平远离汇流条21和对延伸。当外壳体10布置到太阳能模块上时，功能单元5以及支撑元件40和汇流条21- 定位在外壳体10的开口 12中，以使得在该位置边缘15围绕支撑元件40和汇流条21-24。如描述的，在该生产步骤中，结合到外壳体10中的可以是直的或者弯曲的触头M电连接到各自的汇流条21或者M。这些触头M的其它端突入到插头插座式连接装置19的外部插入连接部中(如图2中示意性地示出的)，所述外部插入连接部例如容纳、锁定就位和接触在连接电缆2上的相应的电缆插头。
在定位外壳体10到太阳能模块上之前，其边缘15被设置成在其底侧上以及任选地在外壳体的进一步的相关表面上通过适当的胶粘剂部件或者密封部件(参照根据图1的胶粘剂107)，特别地硅树脂基的密封胶，与太阳能模块接触。在定位外壳体10在太阳能模块上之后，在边缘15的底侧上的胶粘剂固化之后，外壳体10内部的导电部分大大地密封屏蔽以防止受环境影响，并固定以防止接触。由于支撑元件例如通过双面胶带预固定在太阳能模块上，具有配合的连接装置200的太阳能模块原则上可以立即存储和转运，即使是在竖直位置，因为在这种情况中支撑元件40呈现预固定功能直到施加到边缘15的密封胶适当地固化。提供在支撑元件40上的胶粘剂部件应当在此呈现这样的粘着力以使得至少可以支撑连接装置200的自重。一发生固化，外壳体10就可以完全呈现它的保护功能以及吸收可能由于在连接电缆2上拉动而作用在连接装置200上的机械力。
图9示出根据本发明的连接装置300的进一步的实施例的透视图。连接装置300 大部分地对应于连接装置200的结构，如上参照图2-8解释的。特别地，安置在外壳体10的内部的功能单元5对应于根据图2-8的连接装置200的功能单元5。不同于连接装置200， 连接装置300包括用于连接电缆的连接套管17，其不同于参照图2和3说明的连接套管11。 连接套管17在这儿配置为以使得连接电缆2可以通过电缆压盖或者另一类型的电缆紧固附连到外壳体。在本实施例中，连接套管17包括相应的外螺纹，各电缆压盖18可以装配到该外螺纹，以便连接各连接电缆2到外壳体10。
如同样在图10中示出的，在本实施例中，连接电缆2在外壳体10定位在支撑元件 40上并布置到太阳能模块上之前装配到外壳体10。在本示例性实施例中，触头M安置在各连接电缆2的导电体上，如参照图11更详细地示出的。当外壳体10布置到太阳能模块上时，可以为弯曲的或者直的各触头M以类似于根据图2-8的连接装置的方式从上方引入到功能单元5上的相应的配合触头53中。
图12示出进一步的实施例，根据该实施例，电缆2以及配合的触头M随后通过连接套管17引入到外壳体10中，以便连接到功能单元5的相应的配合触头53。在这种情况中，触头M分别采取直管脚触头的形式，其水平地引入到各配合触头53中。U形触头或者管脚触头的触头和M的实施例应当视为仅仅是例子的形式，原则上在这个位置可以提供任何其它类型的插头插座式连接。这同样可以以类似的方式应用于连接装置200、300或者 400的另一实施例。在引入连接电缆2到各连接衬套17之后，连接电缆2通过相应的电缆压盖固定在外壳体10上，其中根据图9和10的电缆压盖18可以用作电缆压盖。
图13示出根据本发明的连接装置400的进一步的第一实施例的示意性透视图。根据图14的分解视图示出该实施例中使用的部件的结构。
以与上面描述的连接装置200和300的实施例相似的方式，在这个实施例中，也使用单独组装的汇流条21-24，其具有与连接装置200和300的汇流条21- 相同或大体上相似的结构。相比之下，连接装置400的支撑元件70具有不同的结构。在这个例子中，支撑元件70由塑料壳体72形成，塑料壳体72围绕汇流条21-24的至少一部分和至少一个二极管部件，所述至少一个二极管部件电连接两汇流条在一起，因此形成功能单元5。如果提供多个汇流条和多个二极管部件，塑料壳体相应地围绕这些汇流条的一部分和二极管部件的全部。关于各个汇流条21-M和二极管部件31-33的结构，将参照关于图2-8提供的解释。
如图13所示的连接装置400的生产将在下面参照图15-18更详细地说明。
首先，各个汇流条21和M以适当的工具定位为大致彼此平行，并连接到二极管部件31-33，如图16。以这种方法安置的载流部分然后通过注射模制或者陶制由塑料材料封装，以使得至少一部分汇流条21-M和二极管部件31-33被由塑料材料形成的公共的壳体 72围绕，因此形成功能单元5。以这种方法，支撑元件70得以形成，它包括在它的底侧上的底面71，其用作支承表面，通过该支承表面支撑元件70布置到太阳能模块上。在一排中彼此挨着安置的二极管部件31-33由塑料壳体72围绕，该塑料壳体72纵向围绕二极管部件 31-33并纵向延伸跨过汇流条21-24。塑料壳体72原则上可采用任何适当的形状，例如它还可在汇流条21- 之间向上延伸以使得汇流条之间的绝缘距离可以进一步减少。通过如图16所示的预组装的载流装置的注射模制或者陶制的封装产生紧凑的功能单元5，如图17 所示，其相对易于处理并展现出一定的机械稳定性。以这种方法，功能单元5可以定位在外壳体60中而没有损坏的风险。通过塑料壳体72形成的单元在需要维修时，也就是在一个或多个二极管31-33失效的情形下，原则上可总体替换。这从用户的立场来看简化了处理， 因为仅必须更换简单配置的部件。
在太阳能装置部分遮蔽的情形下，旁路二极管31-33促动，其在某种情况下会变得非常热。通过注射模制或者陶制封装载流部件以形成壳体块从而形成功能单元5，产生改进的散热，其对于连接装置的性能具有总的积极的效果。此外，就用户而言，可以实现部件制造、组装和搬运的最大可能程度的自动化，同时维持现有的标准。
图19示出外壳体60的底侧，在外壳体60的开口 62中安置有根据图18的功能单元5。以与连接装置200的外壳体10相似的方式，外壳体60包括水平壳体部分63和竖直壳体部分64，竖直壳体部分64以侧壁的形式将围绕外壳体60的边缘65连接到水平壳体部分63。此外，连接套管61设置在外壳体60上，其在结构上与连接装置200的连接套管11 是一致的。触头M相应地安置在外壳体60中，当外壳体60在功能单元5上方定位到太阳能模块上时所述触头M与功能单元5上的各自的配合触头53接触。在这种情形中，参照上面关于连接装置200和300进行的说明 关于从二极管部件散逸的热，在本示例性实施例中，功能单元5的塑料壳体72包括至少一个井76，其与外壳体60的内侧上的，更确切地说在外壳体60的水平壳体部分63 的内侧上的，相应的升高部分66接触，这可从一起观察图17-19清楚地看到。井76和升高部分66有助于改进热到连接器壳体外面的散逸。为了实现改进的散热，在塑料壳体72中的井76设置为尽可能靠近热源。井76在本示例性实施例中象征性地示出为漏斗。以这种方法，塑料壳体72的壳体表面同样被扩大，以使得可以通过扩大的过渡表面增大散热。设置在外壳体60的内侧上的升高部分66在跨度和直径上对应井76。在这种情形下，还可以替代井76，在塑料壳体72上设置相应的升高部分，其与外壳体60的内侧上的相应的井对应。
井76可与外壳体60上的升高部分66 —起在连接装置400的最后组装时同样呈现导引和定中心功能，其中它们允许提供完美地装配和紧固外壳体60。在该生产过程中，一体的触头M同样电连接到功能单元5的汇流条21和M上的相应的配合触头。这些触头的其它末端依次突入到外部插入连接部中，通过这可以接触、容纳和锁定就位相应的连接电缆触头。外壳体60以与上面参照连接装置200和300的外壳体10已经说明的方式相同的方式紧固到太阳能模块。对于不同的电缆连接变体，已经参照图2-12的实施例描述的那些实施例在此同样是可以想到的。
在定位外壳体60之前，太阳能模块的连接系统的箔导体附连到各汇流条21-24。 为此，例如使用Ω弹簧56，如图17所示，其装配到各汇流条21-M上。以这种方法，箔导体可拆卸地连接到汇流条。箔导体的可拆卸连接可以例如在自动化步骤通过Ω弹簧56由用户实施。但是箔导体还可通过锡焊或者焊接固定地接触各汇流条21-24。在这种情形下， 本发明提供的优点为箔导体可以在功能单元5是非常易于接近的情形下连接到功能单元 5或者汇流条21-24。这是这样的事实的结果即功能单元5仍没有安置在围绕的连接器壳体中，而是仅仅通过支撑元件40或者70的底侧预固定在太阳能模块上。在这种情形中， 功能单元5从所有侧面都非常容易地接近，以使得载流部分可以适当地快速地且容易地接触。在装配外壳体10或者60时，再一次地，可以在电缆连接侧上实现快速和可靠的接触， 并且在相同的步骤中在载流部分和外部环境影响之间实现真空密封。如果连接电缆已经装配到外壳体上，在此结束组装。否则，连接电缆可以通过简单的插入连接部紧固到外壳体并连接到安置在其中的载流部分。
因此，本发明的优点与背景技术部分描述的连接方法相比在于，明显减小生产连接装置的成本。而且，部件数量减少，部件简化，其组装步骤也简化。此外，连接装置结构简化，并且材料和组装成本节省。
权利要求
1.一种用于将至少一个外部导电体(2)连接到光伏太阳能模块(100)的电连接系统 (3，104)的连接装置(200，300，400)，包括:彼此挨着安置的多个单个组装的汇流条01- )，包括至少第一汇流条(21)，该第一汇流条具有用于连接到所述导电体O)的第一接触区(51)和用于连接到所述太阳能模块 (100)的电连接系统(3)的第二接触区(5 ；以及第二汇流条(22)，该第二汇流条具有用于连接到所述太阳能模块(100)的电连接系统的接触区(52)，至少一个支撑元件G0，70)，所述汇流条(21-24)附连到该支撑元件，并且所述支撑元件包括底面Gl，71)，通过该底面，所述支撑元件通过布置在所述太阳能模块上而能够安置在所述太阳能模块(100)上，可从所述支撑元件单独地安置的外壳体(10，60)，该外壳体(10，60)能够安置在所述支撑元件(40，70)和所述汇流条(21-24)上并包括围绕该配置中的所述汇流条和所述支撑元件的至少一个边缘(15，65)，该外壳体能够通过布置到太阳能模块上而安置在所述太阳能模块(100)上并可以密封地连接到所述太阳能模块，具有装配到所述汇流条(21,2 上的至少一个二极管部件(31)并具有二极管引线 (35)，所述二极管引线在每种情况下分别装配到一个汇流条(21,2 上并连接到各自的汇流条01，22)，以使得所述第一和第二汇流条经由所述二极管部件(31)连接在一起，具有至少一个触头(M)，该触头配置在用于与所述第一汇流条的所述第一接触区(51)连接的第一区中，并且配置在用于与所述外部导电体(2)连接的第二区中。
2.如权利要求1所述的连接装置，其中，所述触头(54)保持在紧固元件(13，6；3)上的所述外壳体(10,60)中。
3.如权利要求1或者2所述的连接装置，其中，所述触头(54)采取插头插座式连接 (19,69)的一部分的形式，该触头安置在所述第一汇流条和所述外部导电体( 之间， 并且特别地为安置在所述外壳体的连接衬套(61)上的插头插座式装置(19，69)的一部分， 以便与外部连接电缆( 上的相应的插头插座式装置配合。
4.如权利要求1-3的任何一项所述的连接装置，其中，所述第一汇流条包括在所述第一接触区(51)中的配合触头(53)，或者与这样的配合触头(5 连接，该配合触头与所述触头(54)操作相连，以便连接所述外部导电体( 到所述第一汇流条。
5.如权利要求1-4的任何一项所述的连接装置，其中，所述支撑元件00)配置为以使得所述汇流条(21-24)单独倚靠在所述支撑元件上。
6.如权利要求5所述的连接装置，其中，至少一个锁定元件设置在所述支撑元件 (40)上，以便在一个或多个汇流条(21-24)组装在所述支撑元件上之后固定所述一个或多个汇流条(21-24)到所述支撑元件。
7.如权利要求1-4的任何一项所述的连接装置，其中，所述支撑元件(70)由塑料壳体 (72)形成，该塑料壳体围绕所述二极管部件(31)和所述汇流条的至少一部分，从而形成功能单元(5)。
8.如权利要求7所述的连接装置，其中，所述二极管部件(31)和所述汇流条(21，22) 的至少一部分通过注射模制封装在所述塑料壳体(7 中，或者通过陶制封装在所述塑料壳体(72)中。
9.如权利要求7或者如权利要求8所述的连接装置，其中，所述塑料壳体(72)包括至少一个井(76)或者升高部分，该至少一个井或者升高部分与所述外壳体(60)内侧上的相应的升高部分(66)或者井接触。
10.如权利要求9所述的连接装置，其中，所述井(76)或者升高部分形成在所述塑料壳体m上以使得在所述塑料壳体内产生的热经由所述塑料壳体上的所述井(76)或者升高部分至少部分地散逸到所述外壳体(60)上的相应的升高部分(66)或者井。
11.如权利要求1-10的任何一项所述的连接装置，其中，所述二极管部件(31)安置为以使得所述二极管引线(3 从所述二极管部件(31)大致直地引出并根据它们的长度连接到各汇流条01，22)。
12.如权利要求1-11的任何一项所述的连接装置，其中，所述二极管部件(31)纵向延伸跨过所述第一和第二汇流条01，22)并配置为使其二极管主体(36)位于所述第一和第二汇流条(21,2 之间，特别地所述二极管主体在所述汇流条下面和上方延伸。
13.如权利要求1-12的任何一项所述的连接装置，其中，提供多个二极管部件(31-33)，在每种情形中所述二极管部件的一个将两个所述汇流条Ol-M)电连接在一起，所述二极管部件(31-3 在一排中彼此挨着地安置，并且所述支撑元件(70)由塑料壳体(7 形成，该塑料壳体纵向围绕所述二极管部件(31-3 并且纵向延伸跨过所述汇流条 (21-24)。
14.如权利要求1-13的任何一项所述的连接装置，其中，所述支撑元件(40，70)通过它的面对所述太阳能模块(100)的底面01，71)，特别地通过双面胶带，结合到胶粘剂部件， 所述双面胶带设计来固定所述支撑元件到所述太阳能模块。
15.一种具有根据前述权利要求的任何一项所述的连接装置000，300，400)的太阳能模块(100)，该连接装置装配到具有太阳能模块的至少一个太阳能电池(10 的多层配置 (101，102，103)并连接到所述太阳能模块的所述连接系统(3，104)。
16.如权利要求15所述的太阳能模块，其中，所述外壳体(10，60)通过它的围绕所述支撑元件和所述汇流条的边缘(15,6 定位在所述太阳能模块的外层(10 上，并通过特别地包括硅树脂的胶粘剂部件或者密封部件(107)密封地连接到所述太阳能模块(100)。
17.一种用于生产用于连接至少一个外部导电体(2)到光伏太阳能模块(100)的电连接系统(3，104)的连接装置O00，300)的方法，具有以下步骤提供至少第一汇流条和第二汇流条(22)，所述第一汇流条具有用于连接到所述导电体⑵的第一接触区(51)和用于连接到所述太阳能模块(100)的所述电连接系统(3) 的第二接触区(52)，所述第二汇流条0 具有用于连接到所述太阳能模块(100)的所述电连接系统(3)的接触区(52)，提供至少一个支撑元件GO)并将所述各汇流条(21-24)装配到所述支撑元件，通过将所述支撑元件的底面Gl)放置到所述太阳能模块上，而将所述支撑元件GO) 装配到所述太阳能模块(100)，将至少一个二极管部件(31)的各二极管引线(3 在每种情况下装配到一个汇流条 (21,22)并将它们电连接到各汇流条01，22)，以使得所述第一和第二汇流条经由所述二极管部件(31)彼此连接，将所述太阳能模块的所述电连接系统⑶的至少一部分连接到至少一个汇流条(21-24),将外壳体(10)装配在所述支撑元件GO)和所述汇流条(21-24)上，从而所述外壳体的至少一个边缘(1 布置在所述太阳能模块(100)上以使得围绕所述支撑元件GO)和所述汇流条(21-24)并与所述太阳能模块密封连接，以及至少一个触头(54)安置在设计成用于连接到所述外部导电体O)的所述外壳体中并连接到所述第一汇流条的所述第一接触区(51)。
18.一种用于生产用于将至少一个外部导电体(2)连接到光伏太阳能模块(100)的电连接系统(3，104)的连接装置000)的方法，具有以下步骤提供至少第一汇流条和第二汇流条(22)，所述第一汇流条具有用于连接到所述导电体⑵的第一接触区(51)和用于连接到所述太阳能模块(100)的所述电连接系统(3) 的所述第二接触区，所述第二汇流条0 具有连接到所述太阳能模块(100)的所述电连接系统(3)的接触区(52)，提供至少一个二极管部件(31)以使得它电连接两个汇流条(21,2 在一起，形成塑料壳体形式的至少一个支撑元件(70)，所述二极管部件(31)和所述汇流条的至少一部分围绕在所述塑料壳体(72)中，从而形成功能单元(5)，通过将所述支撑元件的底面(71)布置到所述太阳能模块上而将所述支撑元件(70)装配到所述太阳能模块(100)，将所述太阳能模块的所述电连接系统(3)的至少一部分连接到至少一个所述汇流条 (21-24),将外壳体(60)装配在所述支撑元件(70)和所述汇流条(21-24)上，从而所述外壳体的至少一个边缘(6 布置在所述太阳能模块(100)上以使得围绕所述支撑元件(70)和所述汇流条(21-24)并密封地连接于所述太阳能模块，至少一个触头(54)设计成用于连接到所述外部导电体O)并连接到所述第一汇流条的所述第一接触区(51)。
19.如权利要求18所述的方法，其中，所述支撑元件(70)例如通过注射模制或者陶制用塑料材料封装所述二极管部件(31)和所述汇流条(21-24)的至少一部分而形成，以使得所述二极管部件和所述汇流条的至少一部分被由所述塑料材料形成的公共的壳体(72)围绕。
20.如权利要求17-19的任何一项所述的方法，其中所述触头(54)连接到配合触头 (53)，所述配合触头安置在所述第一汇流条上或者连接到其上。
21.如权利要求17-20的任何一项所述的方法，其中，所述触头(54)在所述外壳体布置到所述太阳能模块(100)上之前装配到所述外壳体(10，60)。
22.如权利要求17-21的任何一项所述的方法，其中，在所述外壳体(10，60)布置到所述太阳能模块(100)上之前，所述外部导电体(2)装配到所述外壳体(10，60)并连接到安置在所述外壳体中的所述触头(54)。
全文摘要
一种用于光伏太阳能模块(100)的连接装置(200，300，400)，包括彼此挨着安置的多个单独组装的汇流条(21-24)，其包括至少第一汇流条(21)和第二汇流条(22)，该第一汇流条具有用于连接到外部导电体(2)的第一接触区(51)和用于连接到太阳能模块(100)的电连接系统(3)的第二接触区(52)，所述第二汇流条具有用于连接到太阳能模块(100)的电连接系统(3)的接触区(52)。提供至少一个支撑元件(40，70)，汇流条(21-24)附连到支撑元件，并且所述支撑元件包括底面(41，71)，支撑元件通过该底面通过布置到太阳能模块上而安置在太阳能模块(100)上。从支撑元件可分离地安置的外壳体(10，60)安置在支撑元件(40，70)和汇流条(21-24)上并包括围绕支撑元件和汇流条的至少一个边缘(15，65)，所述边缘密封地连接到太阳能模块。而且，第一和第二汇流条经由位于支撑元件上的二极管部件(31)连接在一起。提供至少一个触头(54)，其配置在用于连接第一汇流条(21)的第一接触区(51)的第一区中，并且配置在用于连接外部导电体(2)的第二区中。
文档编号H01L31/052GK102187475SQ200980141525
公开日2011年9月14日 申请日期2009年10月13日 优先权日2008年10月20日
发明者冈特·费尔德梅尔, 诺伯特·吉斯特, 曼弗雷德·沙尔施米特, 海因茨·P·谢勒, 安德烈亚斯·沃伯 申请人:泰科电子Amp有限责任公司