光伏模块和用于光伏模块的接线盒.pdf

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1、(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202310114608.6(22)申请日 2023.02.14(30)优先权数据102022103543.3 2022.02.15 DE(71)申请人 威德米勒界面有限公司及两合公司地址 德国代特莫尔德(72)发明人 M.本施T.温舍T.荣格C.史密斯T.狄克曼(74)专利代理机构 北京方迪誉诚专利代理有限公司 11808专利代理师 宣力伟邓斐(51)Int.Cl.H02S 40/34(2014.01)(54)发明名称光伏模块和用于光伏模块的接线盒(57)摘要本发明涉及一种具有至少两个电芯装置的。

2、光伏模块(1)，所述电芯装置在连接触头(4)处可从外部接触，所述连接触头(4)沿光伏模块(1)的背面上的一条线布置成配属于所述电芯装置的组，每组两个连接触头(4)。光伏模块(1)的特征在于，恰好一个接线盒(11)布置在光伏模块(1)的背面(3)上，该接线盒具有壳体(111)，该壳体朝着所述背面(3)具有用于穿过所述连接触头(4)的至少一个开口，其中所述壳体(111)覆盖光伏模块(1)的所有连接触头(4)。本发明还涉及一种用于这种光伏模块(1)的接线盒(11)，其中所述壳体(111)具有细长的基本形状，其中所有连接触头(4)沿着壳体(111)的纵向布置在一条线上。权利要求书1页 说明书5页 附图。

3、4页CN 116614078 A2023.08.18CN 116614078 A1.一种具有至少两个电芯装置的光伏模块(1)，所述电芯装置在连接触头(4)处从外部能接触，所述连接触头(4)沿光伏模块(1)的背面上的一条线布置成配属于所述电芯装置的组，每组两个连接触头(4)，其特征在于，恰好一个接线盒(11)布置在光伏模块(1)的背面(3)上，该接线盒具有壳体(111)，该壳体朝着所述背面(3)具有用于穿过所述连接触头(4)的至少一个开口，其中所述壳体(111)覆盖光伏模块(1)的所有连接触头(4)。2.根据权利要求1所述的光伏模块(1)，具有矩形的基面，其中所述连接触头(4)所沿着布置的线平行。

4、于光伏模块(1)的侧棱边之一延伸，并且其中接线盒(11)的壳体(111)的长度大于所述侧棱边的长度的66，且优选大于所述侧棱边的长度的80。3.根据权利要求2所述的光伏模块(1)，具有由金属型材制成的外部的框架(2)，其中接线盒(11)的壳体(111)以至少一个端部区段(113)伸展到所述框架(2)。4.根据权利要求3所述的光伏模块(1)，其中所述接线盒(11)的壳体(111)在两侧以端部区段(113)伸展到所述框架(2)。5.根据权利要求1至4中任一项所述的光伏模块(1)，其中所述壳体(111)具有用作粘合面的底面(114)，所述接线盒(11)借助于该底面粘合到所述背面(3)上。6.用于光伏。

5、模块(1)的接线盒(11)，所述光伏模块具有至少两个电芯装置，所述电芯装置在至少各两个连接触头(4)处从外部能接触，其中所述接线盒(11)具有壳体(111)，该壳体具有用于穿过所述连接触头(4)的至少一个开口，并且其中在所述壳体(111)中布置了用于接触所述连接触头(4)的至少四个触头，其特征在于，所述壳体(111)具有细长的基本形状，其中所有连接触头(4)沿着壳体(111)的纵向布置在一条线上。7.根据权利要求6所述的接线盒(11)，其中所述触头在壳体(111)中布置在触头区域(112)中。8.根据权利要求7所述的接线盒(11)，其中所述壳体(111)在触头区域(112)中也向上分别具有开口。

6、，该开口能被盖子(12)封闭。9.根据权利要求6至8中任一项所述的接线盒(11)，具有至少一个触头载体(13)，其承载至少两个触头。10.根据权利要求9所述的接线盒(11)，其中所述至少一个触头载体(13)由冲压格栅(131)形成。11.根据权利要求9或10所述的接线盒(11)，其中所述至少一个触头载体(13)承载用于接触所述连接触头(4)的所有触头。12.根据权利要求6至11中任一项所述的接线盒(11)，其中所述触头是郁金香触头(133)。13.根据权利要求9至12中任一项所述的接线盒(11)，其中在所述至少一个触头载体(13)上布置有与两个触头平行连接的至少一个旁路二极管(134)。权利要。

7、求书1/1 页2CN 116614078 A2光伏模块和用于光伏模块的接线盒技术领域0001本发明涉及一种具有至少两个电芯装置(Zellanordnung)的光伏模块，所述电芯装置在连接触头处可从外部接触，所述连接触头沿光伏模块的背面上的一条线布置成配属于所述电芯装置的组，每组两个连接触头。本发明还涉及一种用于这种光伏模块的接线盒，其中所述接线盒具有壳体，该壳体具有用于穿过连接触头的至少一个开口，并且其中在所述壳体中布置了用于接触所述连接触头的至少四个触头。背景技术0002光伏模块，以下也简称为PV模块，例如用于安装在屋顶或露天设施中，通常具有多个光伏电芯(PV电芯)，这些光伏电芯串联和/或并。

8、联连接，以形成从外部经由接线电缆可接触的至少一个电芯装置。PV模块通常具有多个这样的电芯装置，这些电芯装置在PV模块内串联连接。在这种情况下，每个电芯装置通常以其终端接头从模块中引出，以便与每个电芯装置并联地分别接通所谓的“旁路二极管”。旁路二极管引导电流绕过被屏蔽或有故障的电芯装置。在没有旁路二极管的情况下，模块的电芯装置之一的遮蔽或故障也将会降低流过整个模块的电流，即使该模块的其它电芯装置或者与该模块串联的其它模块没有被遮蔽或没有故障。0003从现有技术中已知了PV模块，其中现有电芯装置(通常是三个电芯装置)的连接触头在PV模块的背面上彼此相邻地在公共连接区域中可接触。0004例如，在文献。

9、US 2016/0141435 A1中在一实施例中描述了具有这种接线装置的PV模块。在另一个实施例中，该文献描述了一种PV模块，其中不同电芯装置的接触面并未定位于PV模块背面上的一个公共的连接区域中，而是位于多个不同的位置处。PV模块的这种设计尤其在PV模块在每两个连接触头上具有PV电芯的两个并联的成排结构(所谓的串(String)的情况下是特别合适的。通过使公共连接触头沿着相对于PV模块的纵向延展方向在中央并由此平行于PV模块的较短横边延伸的中线定位，两个并联的串可以在几何上很好地集成到矩形的PV模块中。例如，当PV模块具有三个彼此独立地可接触的电芯装置时，则沿该中线布置三次两个彼此相邻的触。

10、头。具有两个连接触头的触头组在此大致在中央沿着中线定位，而另外两个触头组分别在一侧及另一侧靠近PV模块的纵边定位。在这种情况下，根据上述文献，每个连接区域都被容纳有旁路二极管的一个盒子覆盖。通过将用于外部连接PV模块的接线电缆分别引至其中每个盒子并在该盒子内与电芯装置之一连接，使所述盒子中的至少两个用作如前所述的接线盒。0005与所有连接触头彼此相邻定位并且使用一个公共接线盒的PV模块相比，为每个电芯装置使用多个单独的盒子导致在组装以及必要时密封盒子或接线盒的花费增加。发明内容0006本发明的任务是提供一种接线盒和具有这种接线盒的光伏模块，其中即使对于不同的电芯装置的触头不是彼此相邻地从PV模。

11、块中引出的模块来说，装配花费也很小。说明书1/5 页3CN 116614078 A30007该任务通过具有相应独立权利要求所述特征的接线盒或具有这种接线盒的PV模块来实现。有利的设计方案和改进方案是从属权利要求的主题。0008根据本发明的光伏模块的特征在于，恰好一个接线盒布置在光伏模块的背面上，该接线盒具有壳体，该壳体朝着所述背面具有用于穿过连接触头的至少一个开口，其中所述壳体覆盖光伏模块的所有连接触头。0009本发明基于这样的认知：通过接线盒的壳体的相应设计，即使对于电芯装置的连接触头不位于PV模块背面上的一个共同连接区域中的PV模块来说，也能够且有利的是，连接触头由一个唯一的接线盒覆盖并在。

12、接线盒内接触。相应地仅需要将这个接线盒安装在PV模块的背面，这简化并加速了PV模块的接触以及制造。0010此外，接线盒由于其纵向延伸尺度形成了PV模块的加强和稳固。PV模块通过接线盒提供的稳固例如可以承受更高的雪或风荷载。较大的PV模块在PV模块的生产、运输和组装中的能量效率方面是有利的。随着PV模块的尺寸变得越大，本发明所实现的加强和稳固效果在未来可能变得越重要。因此，通过在所有连接触头上延伸的接线盒提供的稳固性支撑了更大PV模块的可制造性。除了运行期间稳固和加固的积极特性外，PV模块更大的刚度也有利于生产、运输和安装期间的操作。0011在一种有利的设计方案中，PV模块具有矩形的基面，其中连。

13、接触头所沿着布置的线平行于光伏模块的侧棱边之一延伸并且其中接线盒的壳体的长度大于所述侧棱边长度的50，且优选大于所述侧棱边长度的66。利用所述壳体尺寸，PV模块的连接触头可以被两个或三个独立的电芯装置覆盖。因此，接线盒的长度是PV模块尺度的重要部分，由此提高了加固效果。连接触头所沿的线优选地大致在PV模块背面的中央延伸。在该位置中，尤其对于光伏模块的层堆叠的支撑特别有效。0012在另一有利的设计方案中，PV模块具有由金属型材制成的外部的框架，其中接线盒的壳体以至少一个、优选两个端部区段伸展直到框架处。在这种情况下，为了进一步提高加固效果，接线盒被延长超过用于覆盖PV模块的连接触头所需的长度直至。

14、框架并进而直至PV模块的边缘。0013在PV模块的另一有利设计方案中，接线盒的壳体具有用作粘合面的底面，借助于该粘合面将接线盒粘合到所述背面上。壳体的纵向延展尺度使得能够使用相对较大的粘合面，这导致接线盒和光伏模块的背面之间的连接具有高负荷能力。例如，这样可以阻止，连接到接线盒的接线电缆上的拉力无意地使接线盒与所述背面分离。0014根据本发明的用于开头所述类型的光伏模块的接线盒的特征在于，壳体具有细长的基本形状，其中所有连接触头沿壳体的纵向布置在一条线上。由于壳体的这种设计，这种结构类型的PV模块的所有连接触头都可以在接线盒内接触。获得结合PV模块阐述的优点。0015在接线盒的一种有利设计方案。

15、中，触头在壳体中布置在触头区域中。壳体可以在触头区域中也分别朝上具有开口，该开口能被盖子封闭。通过相应的密封，壳体空腔可以被盖子气密地密封，使得例如不必浇封该空腔。有利地，触头区域保持通过打开盖子可接近并且在回收情况下也更容易分离。0016在另一有利的设计方案中，接线盒具有至少一个触头载体，该触头载体承载用于与PV模块的连接触头接触的至少两个触头。触头载体可以有利地由冲压格栅形成。还可以设想，所述至少一个触头载体承载所有用于接触所述连接触头的触头，即其在所有触头区说明书2/5 页4CN 116614078 A4域上延伸穿过壳体。例如，郁金香触头可以用作触头。此外，可以在所述至少一个触头载体上布。

16、置至少一个旁路二极管，该旁路二极管与两个触头并联。在旁路二极管之一出现故障时，利用通过这个或这些盖子到触头载体的通路，旁路二极管能够容易地连同触头载体进行替换。附图说明0017下面借助附图基于实施例更详细地解释本发明。附图示出：0018图1a示出PV模块在其背面视角的等轴测视图；0019图1b示出图1a的PV模块在接线盒区域中的细节视图；0020图2a示出在第二实施例中PV模块在其背面视角的等轴测视图；0021图2b示出图2a的PV模块在接线盒区域中的细节视图；0022图2c示出根据图2a、b的接线盒在其背面视角的单独的等轴测视图；0023图3a示出PV模块的接线盒的部件在进行接触之前的等轴测。

17、视图；0024图3b示出根据图3a的接触元件在其背面视角的的等轴测视图；以及图3c示出处于接触状态的根据图3a的结构。0025附图标记列表00261 光伏模块(PV模块)00272 框架00283 背面00294 连接触头003010 接线装置003111 接线盒0032111 壳体0033112 触头区域0034113 端部区段0035114 底面003612 盖子003713 接触元件0038131 冲压格栅0039132 接头0040133 郁金香触头0041134 旁路二极管004214 接线电缆004315 触头载体0044151 底面0045152 触头引导槽具体实施方式0046图。

18、1a以等轴测视图示出了PV模块1。PV模块1具有框架2和实际的模块结构，该模块说明书3/5 页5CN 116614078 A5结构在本申请的框架内也称为层结构或层堆叠。在图1a的图示中只能看到该模块结构的背面3。0047在PV模块1中，模块结构包括一个或多个电芯装置(这里具体为三个)，电芯装置分别具有多个此处无法单个识别的PV电芯，所述PV电芯分别以两个串的形式布置。PV模块1的背面3覆盖有绝缘层，其中该绝缘层在选定的位置处被中断以允许电芯装置的连接触头露出。0048由于所述模块结构，在图1a的PV模块1中，连接触头沿着PV模块1的中线布置成组，对于每个电芯装置来说每组两个连接触头。PV模块1。

19、的中线平行于它的(较短的)横边延伸并且相对于PV模块1的(较长的)纵边在中央延伸，PV模块的基面是矩形的。0049沿着所述中线设有接线装置10，其在图1b中放大示出。接线装置10包括接线盒11和两个接线电缆14。0050根据本申请，接线盒11沿PV模块1的横向方向几乎在PV模块1的整个尺度上延伸，使得PV模块1的所有连接触头都被一个单个接线盒11覆盖，并且相应地在这个接线盒11内接触。接线盒11相应地具有连续且细长的壳体111。该壳体111在三个触头区域112中(PV模块1的此处不可见的连接触头位于所述触头区域112中)加宽并加高，并且向上分别被一个盖子12覆盖。0051以与图1a和1b中相同。

20、的方式，在图2a和2b中示出具有接线装置10的PV模块1的另一个实施例。PV模块1和接线装置10的构造基本上对应于第一实施例的构造。区别在于，特别是从图2b可以看出，接线盒11通过两个外侧的触头区域112利用延长的端部区段113引导至PV模块1的框架2。0052在两个实施例中，所述细长的接线盒11连同相应成形的壳体111能够通过单个接线盒11使得PV模块1的所有连接触头实现接触。相应地，只需将这个接线盒11安装到PV模块1的背面3上。这加快了所述接触并因此促进了PV模块1的生产。0053此外，接线盒11由于其在PV模块1的几乎整个宽度(图1a、1b)或整个宽度(图2a、2b)上的延伸形成对PV。

21、模块1的加强和稳固。PV模块1可以由于通过接线盒11的稳固而例如可以承受更大的雪或风负荷。除了运行期间稳固和加固的积极特性外，PV模块1更大的刚度也有利于生产、运输和组装期间的处理。0054在图2c中，接线装置10，即接线盒11和接线电缆14组成的装置，在朝其底面视角的视图中与PV模块1分开地示出。在该图中示出，壳体111在其底面114上提供了大的粘合面，接线盒11利用该粘合面粘合到PV模块1的背面3上并且由此也被密封。所述大的粘合面还导致了接线盒11和PV模块1的背面3之间的连接具有高负载能力，这例如阻止了，在接线电缆14上的拉力无意中使接线盒11从PV模块1的背面3脱离。0055在图2c中。

22、还可以看出，壳体111提供了在三个触头区域112上延伸的连续空腔。如果电芯装置彼此之间的接触不在PV模块1内进行，则存在于壳体111中的两个触头区域112之间的所述空腔可以用于在接线盒11内不同电芯装置的连接触头之间实施电连接。0056图3ac分别示出了在PV模块1的背面3上的两个连接触头4的区域。0057在图3a中可以看到电芯装置的两个连接触头4，它们以连接连接片的形式从PV模块1的背面3突出。在连接触头4上插入触头载体15，该触头载体15以其底面151粘合到PV模块1的背面3上。在连接触头4的区域中，触头载体15具有触头引导槽152，其引导连接触头4说明书4/5 页6CN 11661407。

23、8 A6并且防止连接触头4向侧面弯曲。0058在所示的实施例中，每两个连接触头4设置一个触头载体15。在图1a至2c中所示的PV模块1中，与三个电芯装置的数量对应地使用三个触头载体15。在备选实施方案中，也可以使用单个的细长的触头载体，该触头载体在所有电芯装置的连接区域上延伸并且容纳PV模块1的所有连接触头4，例如通过相应数量的触头引导槽152。0059然后将接线盒11的壳体111安放到这些或这个触头载体15上，其中壳体111完全包围触头载体15。如结合图2c所描述的，壳体111的底面114靠放在PV模块1的背面3上并且与其粘合。0060为接触一个电芯装置的各两个连接触头4分别设置有一个接触元。

24、件13，该接触元件已经插入到壳体111中。在图3a中示出了在安放到连接触头4或触头载体15上之前的这种接触元件13。在此未示出接线盒11的壳体111，因此触头载体15和接触元件13是可见的。0061例如基于冲压格栅131设计接触元件13。在冲压格栅131上在侧向形成接头132，其中接线电缆14之一例如以点焊工艺固定在接头132之一上。在对置的接头132上可以连接有连接电缆，该连接电缆通至下一个触头区域112。如果在PV模块1中在电芯装置之间设置了内部接触，则第二接头132也可以保持断开。0062在接触元件13上也设有两个用于与连接触头4接触的触头，它们在此被设计为郁金香触头133。此外，安装旁。

25、路二极管134，其电连接在两个郁金香触头133之间，从而该旁路二极管与连接触头4并联并因此与电芯装置并联。0063在图3b中，接触元件13再次以其底面视角视图被单独示出。为了能够将郁金香触头133和旁路二极管134安装、特别是熔焊或钎焊到冲压格栅131上，冲压格栅131最初仍然是一体的。因此，侧向接头132最初仍然彼此电连接。在组装了郁金香触头133和旁路二极管134之后，该连接在分离点135处分离。0064所安装的接触元件13在接线盒11中的固定可以通过形成在接线盒11的壳体111中的卡锁元件进行。备选地或附加地，可以使用壳体111的热冲压的保持元件。在此可以设想，分离点135的断开在具有热。

26、冲压的工作步骤中进行。0065在图3c中再次示出了图3a的结构处于组装状态中，在其中接触元件13压到连接触头4上，从而郁金香触头133接触连接触头4。0066如前所述，接触元件13优选已经集成到接线盒11中。备选地，如图3c中可见，接触元件13也可以首先在没有接线盒的情况下安放到触头载体15上，并且然后将接线盒11罩在其上。0067在任意情况下，通过将接线盒11以其底面114粘合到PV模块1的背面3上以及通过盖子12封闭触头区域12，使得在接线盒11的壳体111中形成的空腔被气密地密封，从而例如不需要对该空腔进行浇封。有利地，通过打开盖子12于是可以更换接触元件13，例如当在相关的旁路二极管134处出现故障时。如果没有设置元件更换，则盖子12也可以与接线盒11构造成整体的，也就是说接线盒11除了其底面114上的开口外可以完全封闭。说明书5/5 页7CN 116614078 A7图1a图1b说明书附图1/4 页8CN 116614078 A8图2a图2b说明书附图2/4 页9CN 116614078 A9图2c图3a说明书附图3/4 页10CN 116614078 A10图3b图3c说明书附图4/4 页11CN 116614078 A11。