一种低成本模块化光伏组件旁路元件及具有其的接线盒的制作方法

1.本发明涉及太阳光伏发电技术领域，特别涉及一种应用于光伏组件接线盒的低成本模块化光伏组件旁路元件及应用此旁路元件的光伏组件接线盒。


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应用于建筑各种光伏发电系统，或将透明的薄膜组件作为建筑物幕墙材料来建成节能环保型建筑。为了提高单位面积的发电效率，各种新型高效结构的光伏组件不断被开发和应用，比如，可以双面发电组件、叠瓦组件等已被研发出来并开始商业使用。
3.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光伏发电系统的关键部件。在太阳能发电替代火力发电的过程中，发电成本是最大的问题，因此，降本增效是光伏发电领域的业者必须始终关注的重点。目前光伏组件用接线盒，根据不同的组件类型、输出功率等需要设计不同形状、尺寸的组件接线盒；甚至即使是用于同一个组件中的分体式接线盒，由于其安装位置不一样，接线盒的形状、尺寸也会有差异；组件接线盒中一般都包括两个必要元件，即与组件汇流条电连接的导电端子以及导电端子之间的旁路保护器件比如二极管。由于接线盒的形状、尺寸不同，置于其内部的导电端子的形状、尺寸也会随着发生变化，导电端子之间的旁路保护器件的连接位置也会发生变化；如此，就需要设计很多种不同结构的接线盒以及不同尺寸、不同形状的导电端子，由此带来的生产成本就要上升，比如设计费、模具费、组装费用等，不利于达到“降本增效”的目的。


技术实现要素：

4.针对上述现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种应用于光伏组件接线盒的低成本模块化光伏组件旁路元件，采用标准化的设计，使接线盒的生产成本大幅降低。
5.为达到本发明的目的，本发明的一种低成本模块化光伏组件旁路元件，其包括第一导电端子、第二导电端子以及设置于两个导电端子之间的旁路保护器件封装块，第一导电端子和第二导电端子的一端伸入到旁路保护器件封装块的内部，旁路保护器件封装于旁路保护器件封装块中且其两个导电极分别与第一导电端子和第二导电端子电连接；所述的旁路保护器件封装块包括上盖以及下盖；在所述的旁路保护器件封装块的两边，穿过所述的上盖、第一导电端子、第二导电端子以及下盖，分别设有汇流带穿过孔，第一导电端子和第二导电端子的上表面分别设有汇流带焊接区，所述汇流带焊接区位于旁路保护器件封装块的两侧，汇流带从汇流带穿过孔穿过后跨过旁路保护器件封装块的边缘与汇流带焊接区
焊接固定。
6.优选的，所述的旁路保护器件封装块的上盖为阶梯型构造，中间为厚度较厚的旁路保护器件封装区，两侧为厚度较薄的台阶结构，所述的汇流带穿过孔分别设于两侧的台阶结构上。
7.再优选的，所述的旁路保护器件封装块的上盖为对称的阶梯型构造。
8.再优选的，所述的第一导电端子和第二导电端子上设有多个与接线盒组装时的定位孔。
9.再优选的，所述的第一导电端子和第二导电端子两者中的一个的端部设有电缆线铆接部。
10.再优选的，所述的第一导电端子和第二导电端子的端部均设有电缆线铆接部。
11.再优选的，所述的电缆线铆接部为中间具有缺口的u形槽结构，且所述的电缆线铆接部与导电端子的平面部分之间设置有具有一定折起高度的连接部。
12.再优选的，所述的电缆线铆接部的端部还设有向外伸出的凸台。
13.根据本发明的另一目的，本发明还提出一种光伏组件接线盒，所述的接线盒包括盒盖、盒体以及设置在盒体中的上述的模块化光伏组件旁路元件。
14.再优选的，所述的接线盒是单体接线盒或分体式接线盒。
15.本发明的有益效果是，所述的模块化光伏组件旁路元件，采用标准化的设计，如此也可以使接线盒的结构设计标准化，也就不需要针对不同结构的接线盒制造不同的成型模具、冲压模具等，接线盒的组装工艺也可以最大程度的简化，降低接线盒生产过程中的材料和人工成本；另外，将封装块的封装面积适当扩大，将汇流带穿过孔也包围在封装块中，可以提高模块化光伏组件旁路元件的连接强度，而且汇流带在焊接时，需要越过封装块的边缘再与焊接区焊接，增加了电流爬电距离，具有更好的电气性能，值得在行业中推广。
附图说明
16.通过下面结合附图的详细描述，本发明前述的和其他的目的、特征和优点将变得显而易见。其中：图1所示为本发明的一实施例的一种低成本模块化光伏组件旁路元件的立体结构示意图；图2所示为图1所示的低成本模块化光伏组件旁路元件的主视结构示意图；图3所示为图1所示的低成本模块化光伏组件旁路元件的侧视结构示意图；图4所示为本发明的另一实施例的一种低成本模块化光伏组件旁路元件的主视结构示意图。
17.主要元件标号：100-第一导电端子
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110-第二导电端子
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11-汇流带穿过孔
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12-汇流带焊接区 13-电缆线铆接部 14-定位孔
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20-旁路保护器件封装块。
具体实施方式
18.结合附图及具体实施例对本发明的结构、特点及优点详述如下。
19.参照图1至图3所示的本发明的一实施例的一种低成本模块化光伏组件旁路元件
的立体结构示意图，其包括第一导电端子100、第二导电端子110以及设置于两个导电端子之间的旁路保护器件封装块20，第一导电端子100和第二导电端子110的一端伸入到旁路保护器件封装块20的内部，旁路保护器件（未图示）封装于旁路保护器件封装块20中且其两个导电极分别与第一导电端子100和第二导电端子110电连接；所述的旁路保护器件封装块20包括上盖201以及下盖202，在所述的旁路保护器件封装块20的两边，穿过所述的上盖201、第一导电端子100、第二导电端子110以及下盖202，分别设有汇流带穿过孔11，第一导电端子100和第二导电端子110的上表面分别设有汇流带焊接区12，所述汇流带焊接区12位于旁路保护器件封装块20的两侧，汇流带从汇流带穿过孔11穿过后跨过旁路保护器件封装块20的边缘与汇流带焊接区12焊接固定。在形成汇流带穿过孔时,需要在导电端子上开设槽孔，封装块塑封成型时也需要留出相应的槽孔，实际加工时，可以是导电端子上的槽孔尺寸大于封装块上的槽孔尺寸，此时，导电端子上的槽孔有部分是被封装块封装；也可以是导电端子上的槽孔尺寸小于封装块上的槽孔尺寸，此时，导电端子上的槽孔周围有部分铜片材料是未被封装块的封装材料覆盖（汇流带穿过孔11边缘露铜）。本实施例中的旁路保护器件可以是二极管芯片或者具有旁路保护功能的集成电路模块；当使用二极管芯片时，其两个导电极一个是p极一个是n极。
20.在一优选的实施方式中，所述的旁路保护器件封装块20的上盖201为阶梯型构造，中间为厚度较厚的旁路保护器件封装区2011，两侧为厚度较薄的台阶结构2012，所述的汇流带穿过孔11分别设于两侧的台阶结构2012上；在另一更优的实施方式中，所述的旁路保护器件封装块20的上盖201为对称的阶梯型构造。
21.在另一优选的实施方式中，所述的第一导电端子100和第二导电端子110上设有多个与接线盒组装时的定位孔14；定位孔14除了将模块化旁路元件迅速准确定位以外，还可以通过定位孔的形状和设置位置的设计达到防呆的功能，避免组装时安装方向发生错误。
22.在另一优选的实施方式中，由于这种模块化光伏组件旁路元件一般用于光伏组件分体式的接线盒中，这种分体式的接线盒一般包括左、中、右三个接线盒，只有左接线盒中的一个导电端子以及右接线盒的一个导电端子需要与电缆线铆接，其他的导电端子无需与电缆线连接，因此，在兼顾元件标准化以及成本的基础上，所述的模块化光伏组件旁路元件两个导电端子，即第一导电端子100和第二导电端子110，两者中的一个的端部设有电缆线铆接部13；比如在本实施例中，就是在第一导电端子100的端部向外延伸一体成型有电缆线铆接部13。参照图1及图3，所述的电缆线铆接部13为中间具有缺口130的u形槽结构，缺口130的设计既方便观察电缆的铆接情况，同时方便铆接出现瑕疵时进行额外的锡焊，使铆接部一分为二受力均匀，增加电缆线的连接牢固度；所述的铆接部13与导电端子的平面部分设置有具有一定折起高度的连接部1301，此连接部1301除了可以提高铆接部与平面部分的连接强度以及过电能力之外，还可以作为电缆线插入时的挡板，避免电缆线过度插入，方便电缆线端部的铆接固定，提高电缆线铆接固定效率；在另一更优的实施方式中，所述的铆接部13的端部还设有向外伸出的凸台1302，其可以防止电缆线铆接时压到电缆线的表皮对其造成破坏，杜绝漏电情况。
23.在有的实施方式中，比如应用于小型光伏组件接线盒，或者是忽略成本问题仅考虑元件标准化方便生产管理的情况下，可以在模块化光伏组件旁路元件的两个导电端子上均设置上述的铆接部13，此时，两个导电端子的结构可以设置成左右完全对称，如图4所示。
24.根据本发明的另一目的，提出一种光伏组件接线盒，所述的接线盒包括盒盖、盒体以及设置在盒体中的上述的模块化光伏组件旁路元件；所述的接线盒可以是单体接线盒或分体式接线盒。
25.本发明的光伏组件接线盒用模块化光伏组件旁路元件，采用标准化的设计，如此也可以使接线盒的结构设计标准化，也就不需要针对不同结构的接线盒制造不同的成型模具、冲压模具等，接线盒的组装工艺也可以最大程度的简化，降低接线盒生产过程中的材料和人工成本；另外，将封装块20的封装面积适当扩大，将汇流带穿过孔11也包围在封装块中，可以提高模块化光伏组件旁路元件的连接强度，而且汇流带在焊接时，需要越过封装块的边缘再与焊接区焊接，增加了电流爬电距离，具有更好的电气性能。
26.对于应用本发明的模块化光伏组件旁路元件的分体式光伏组件接线盒来讲，虽然部分存在一些设计冗余，比如，对于中间接线盒来讲，电缆线铆接部是多余的，而且，由于电缆铆接部的冗余，也会使接线盒盒体的内部的定位结构产生冗余，看起来像是增加了材料成本，然而实际上，由于导电端子的设计组件化和标准化，也可以使接线盒的结构设计标准化，也就不需要开发更多不同结构的接线盒盒体成型模具以及端子冲压模具等，接线盒的组装工艺也可以最大程度的简化，而且对于产品品质的控制更加简单有效，相比材料成本的些许增加，反而更显著的降低接线盒生产过程中的整体成本，经济效益更加显著，值得在行业中推广。
27.本发明并不局限于所述的实施例，本领域的技术人员在不脱离本发明的精神即公开范围内，仍可作一些修正或改变，故本发明的权利保护范围以权利要求书限定的范围为准。