CN110854209A - 一种基于接线盒应用的叠片组件电气结构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于接线盒应用的叠片组件电气结构，包括叠片电池串、串端汇流条、并联汇流条、旁路汇流条、拐角汇流条、引出线接线盒和中间体接线盒，所述叠片电池串是将若干电池小片通过导电介质采用叠瓦式排布形成无片间距的电池串，叠片电池串两端焊接串端汇流条，采用横排或竖排的模式，并联汇流条实现不同电池串同电位并联，旁路汇流条一端连接并联汇流条，一端引出组件，连接接线盒内二极管，通过拐角汇流条实现不同旁路汇流条引出，每个接线盒内有且只有一个二极管，接线盒之间实现组件二极管并联。通过改变引出线接线盒位置、改变中间体接线盒位置和数量，实现不同版型叠片组件接线盒通用，降低成本，实现叠片组件电路灵活设计。
Description
技术领域
本发明属于太阳能光伏电池领域，具体涉及一种基于接线盒应用的叠片组件电气结构。
背景技术
叠片技术通过导电胶或其他导电体连接，将激光切割后的长条形电池片通过“叠瓦”方式重叠焊接，形成一条无片间距的长条形电池串。叠片组件通过消除电池片片间距，提高组件有效发电面积，在组件尺寸不变或小幅增加的条件下大幅提高组件功率。叠片组件目前是高功率组件主要技术路线之一，具有组件有效发光面积大、高组件功率和效率、高电池片回收利用率等特点。
根据组件外观分类，叠片组件主要分为横排和竖排两种版型；根据二极管数量分类，叠片组件分为双二极管，三二极管和三二极管以上几种组件；根据接线盒数量分，分为一体式接线盒，二分体接线盒和三分体接线盒等。叠片组件二极管设计方式灵活多样，造成叠片组件二极管并联方法和接线盒安装方式不同。常见的横排叠片组件电气结构包括一分体双二极管，二分体双二极管；常见竖排叠片组件包括二分体接线盒双二极管，三分体接线盒三二极管，二分体接线盒四二极管，不同板型和电气结构造成叠片组件所用的接线盒尺寸和型号不同，造成接线盒种类众多，不便于生产制造过程中统一化管理。
发明内容
为解决上述问题，本发明公开了一种基于接线盒应用的叠片组件电气结构，通过设计带有折弯的汇流条组合，通过改变接线盒方向和数量，使一款接线盒适用于多种板型叠片组件，达到统一化管理，节能降本的目的。
一种基于接线盒应用的叠片组件电气结构，通过特殊拐角的汇流条和小体积分体接线盒，实现不同叠片组件电气结构串并联。本发明中，叠片组件电气结构包括叠片电池串、串端汇流条、并联汇流条、旁路汇流条、拐角汇流条、引出线接线盒和中间体接线盒组成。叠片电池串两端焊接串端汇流条，采用横排或竖排的模式，并联汇流条实现不同电池串同电位并联，旁路汇流条一端连接并联汇流条，一端引出组件，连接接线盒内二极管，通过设计特殊拐角汇流条实现不同旁路汇流条引出，连接接线盒实现组件二极管并联，每个接线盒内有且只有一个二极管，通过改变引出线接线盒位置、改变中间体接线盒位置和数量，实现不同版型叠片组件接线盒通用。
所述的叠片电池串，通过激光切片方式将电池片分割为不同小片，通过导电介质采用叠瓦式排布形成无片间距的电池串，导电介质可选择导电胶、超薄焊带、锡铅焊膏、导电胶膜等，叠片连接方式无特定要求。叠片电池片边长范围156.75-166mm，电池片切片数从1/3-1/8，电池片尺寸和切片数无特殊限制。
叠片电池串端头焊接串端汇流条，串端汇流条采用超薄汇流条冲压形成，超薄汇流条厚度0.1-0.15mm，汇流条宽度7-20mm，宽度15mm以上汇流条采用焊接后翻折模式。在满足焊接后电池串不变形的条件下，串端汇流条冲压形状不限。
并联汇流条垂直于电池串方向，连接叠片组件不同电池串同电位，实现同电位并联，并联汇流条可通过直接焊接叠片电池片背电极、电池串分段或采用超薄互联焊带引出，并联汇流条引出方式不限。并联汇流条厚度≤0.2mm，宽度≥5mm。并联汇流条将叠片组件等分为不同区域电池串，并联汇流条将叠片组件分为4个或4个以上区域，每个区域至少由一个二极管保护。
旁路汇流条平行于电池串，一端与并联汇流条相连，另一端引出组件，与接线盒相连，旁路汇流条可采用常规汇流条，也可采用超薄汇流条，采用超薄汇流条时需保证汇流条横截面积≥1mm²。
拐角汇流条采用带有拐角和分支的汇流条设计，将不同旁路汇流条从固定端口引出，与接线盒内部二极管相连，形成并联二极管结构，拐角汇流条根据组件板型设计，可采用常规汇流条，也可采用超薄汇流条，采用超薄汇流条时需保证汇流条横截面积≥1mm²。
本专利设计的叠片接线盒组包括引出线接线盒和中间体接线盒，引出线接线盒包括正极缆线和负极缆线接线盒，每个组件仅有2个引出线接线盒，至少由2个中间体接线盒，接线盒位置和缆线方向由组件电气结构设计决定。
本发明的有益效果是：
本发明通过设计带有特殊拐点的汇流条，配合统一尺寸的接线盒，通过设计不同接线盒组，实现同一款接线盒试用不同板型叠片组件，实现统一化管理，降低不同型号接线盒开模认证成本，提高叠片组件生产灵活性，提高企业市场竞争力。
附图说明
图1为背面EVA和背板（玻璃）开孔尺寸和汇流条引出方式设计图。
图2为汇流条穿过孔层压后翻起模式
图3位组件层压后汇流条翻起并链接接线盒模式
图4为同位平行接线盒汇流条排布和二极管接线图。
图5为错位平行接线盒汇流条排布和二极管接线图。
图6为同位平行接线盒外观排布。
图7为错位平行接线盒外观排布。
图8为同位平行接线盒外观与内部引出线排布示意图。
图9为错位平行接线盒外观与内部引出线排布示意图。
图10为采用同位平行接线盒组件图。
图11为图10的局部放大图。
图12为采用错位平行接线盒组件图。
图13为图12的局部放大图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式，进一步阐明本发明，应理解下述具体实施方式仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
图1体现了单接线盒的背板（玻璃）和胶膜冲孔设计模式，每个接线盒处背板和白面胶膜同位置处冲压一对方形孔1-1。玻璃背板可采用预先开圆孔方式，配合背面胶膜冲孔（与玻璃孔位置相同且尺寸略大于玻璃孔）实现双玻组件背面汇流条引出。汇流条采用穿过冲孔相对引出，向中心引出1-2，左右引出线1-2、1-3在两种中间区域部分重叠1-4，汇流条在保证熔断电流安全性前提下，可采用薄汇流条，可采用5*0.2mm汇流条，优选7*0.15mm汇流条。
组件层压后，汇流条裸露端翻起，与组件背板垂直，便于安装接线盒。图2显示了组件层压后汇流条引出端翻折方法，汇流条1-2’从孔1-1处穿过背板（背面玻璃）和背面胶膜，从开孔处引出，汇流条引出部分1-3’垂直于组件平面向上翻折。
图3 显示了汇流条翻折后接线盒安装模式，汇流条1-2’从孔1-1处穿过背板（背面玻璃）和背面胶膜，汇流条引出部分1-3’垂直于组件平面，向上翻折，穿过接线盒3-1插孔，通过汇流条和接线盒焊接安装接线盒。
实施例1采用同位平行接线盒模式，图4显示了同位平行接线盒组带拐点和分支的汇流条排布方法和二极管安装原理，实施例1中汇流条4-1链接电池片正极，汇流条4-2链接一级电位，汇流条4-3链接二级电位。电池片正极、一级电位和二级电位按照电压由高到低依次排列，汇流条4-1和4-2链接引出线二极管，缆线方向在汇流条4-1一端且与汇流条4-1垂直。汇流条4-2和汇流条4-3链接中间体二极管。图4显示同位平行二极管端头两对冲孔排布方向。
实施例2采用错位平行接线盒模式，图5显示了错位平行接线盒组带拐点和分支的汇流条排布方法和二极管安装原理。实施例2中汇流条5-1链接电池片正极，汇流条5-2链接一级电位，汇流条5-3链接二级电位。电池片正极、一级电位和二级电位按照电压由高到低排列，汇流条5-1和5-2链接引出线二极管，缆线方向在汇流条5-1一端且与汇流条5-1平行，汇流条5-2和汇流条5-3链接中间体二极管。图5显示错位平行二极管端头两对冲孔排布方向。
图6显示实施例1同位平行接线盒组外观，两个接线盒采用同位平行方式，接线盒长边垂直于电池串方向，引出线接线盒6-1位于组件外侧，中间体接线盒6-2位于引出线内侧。实施例1中每块组件包含两组图6接线盒组，一块组件共有四个接线盒，包括两个引出线接线盒和两个中间体接线盒，两端接线盒采取中心对称排布模式。
图7显示实施例2错位平行接线盒组外观，两个接线盒采用错位平行方式，接线盒长边平行于电池串方向，引出线接线盒7-1位于组件外侧，中间体接线盒7-2位于引出线内侧。实施例2中每块组件包含两组图7接线盒组，一块组件共有四个接线盒，包括两个引出线接线盒和两个中间体接线盒，两端接线盒采取中心对称排布模式。
图8为实施例1中同位平行接线盒外观和内部引出线示意图，4-1为连接组件正电极引出线，4-2为连接一级电位引出线，4-3为连接二级电位引出线，6-1和6-2分别为引出线接线盒和中间体接线盒，8-1为组件缆线。
图9为实施例2中错位平行接线盒外观和内部引出线示意图，5-1为连接组件正电极引出线，5-2为连接一级电位引出线，5-3为连接二级电位引出线，7-1和7-2分别为引出线接线盒和中间体接线盒，9-1为组件缆线。
图10和图11为实施例1中同位平行接线盒和汇流条在组件上排布，实施例1为竖排叠片组件，10-1为叠片电池串，10-2为旁路汇流条，10-3为同电位并联汇流条，10-4为引出线接线盒，10-5为中间体接线盒，组件电气结构采取中心对称排布，缆线与组件短边方向平行，垂直于长边方向，上下缆线引出方向相反。
图12和图13为实施例2中错位平行接线盒和汇流条在组件上排布，实施例2为竖排叠片组件，11-1为叠片电池串，11-2为旁路汇流条，11-3为同电位并联汇流条，11-4为引出线接线盒，11-5为中间体接线盒，组件电气结构采取中心对称排布，缆线与组件长边方向平行，垂直于短边方向，朝边框方向引出，上下缆线引出方向相反。
本发明方案所公开的技术手段不仅限于上述实施方式所公开的技术手段，还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。
Claims (8)
1.一种基于接线盒应用的叠片组件电气结构，其特征在于：包括叠片电池串、串端汇流条、并联汇流条、旁路汇流条、拐角汇流条、引出线接线盒和中间体接线盒，所述叠片电池串是将若干电池小片通过导电介质采用叠瓦式排布形成无片间距的电池串，叠片电池串两端焊接串端汇流条，采用横排或竖排的模式，并联汇流条实现不同电池串同电位并联，旁路汇流条一端连接并联汇流条，一端引出组件，连接接线盒内二极管，通过拐角汇流条实现不同旁路汇流条引出，每个接线盒内有且只有一个二极管，接线盒之间实现组件二极管并联。
2.根据权利要求1所述的一种基于接线盒应用的叠片组件电气结构，其特征在于：一块叠片组件至少拥有4个或4个以上接线盒，包括2个引出线接线盒和2个或2个以上中间体接线盒，接线盒等距离均分安装或区域聚集安装。
3.根据权利要求1所述的一种基于接线盒应用的叠片组件电气结构，其特征在于：引出线接线盒和中间体接线盒的箱体长度≤70mm，宽度≤25mm。
4.根据权利要求1所述的一种基于接线盒应用的叠片组件电气结构，其特征在于：所述叠片电池串端头焊接串端汇流条，串端汇流条采用超薄汇流条冲压形成，超薄汇流条厚度0.1-0.15mm。
5.根据权利要求1所述的一种基于接线盒应用的叠片组件电气结构，其特征在于：所述并联汇流条垂直于电池串方向，连接叠片组件不同电池串同电位，实现同电位并联，并联汇流条通过焊接叠片电池片背电极、电池串分段或采用超薄互联焊带引出，并联汇流条厚度≤0.2mm，宽度≥5mm，并联汇流条将叠片组件等分为不同区域电池串，并联汇流条将叠片组件分为4个或4个以上区域，每个区域至少由一个二极管保护。
6.根据权利要求1所述的一种基于接线盒应用的叠片组件电气结构，其特征在于：所述旁路汇流条平行于电池串，一端与并联汇流条相连，另一端引出组件，与接线盒相连，旁路汇流条为常规汇流条或超薄汇流条，采用超薄汇流条时横截面积≥1mm²。
7.根据权利要求1所述的一种基于接线盒应用的叠片组件电气结构，其特征在于：所述拐点汇流条，从电池串背面胶膜和背板引至组件外部，每个接线盒冲一对孔，每个孔长度≤10mm，宽度≤7mm，两孔间距≤50mm，汇流条穿过冲孔后相对重叠放置，层压后外露部分掀起形成拐点汇流条，与接线盒链接，拐角汇流条采用超薄汇流条，汇流条横截面积≥1mm²。
8.根据权利要求1所述的一种基于接线盒应用的叠片组件电气结构，其特征在于：所述引出线接线盒和中间体接线盒为同一款接线盒。
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| WO2022193845A1 (zh) * | 2021-03-17 | 2022-09-22 | 苏州阿特斯阳光电力科技有限公司 | 光伏组件 |
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2019
- 2019-08-20 CN CN201910767729.4A patent/CN110854209A/zh active Pending
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| WO2022193845A1 (zh) * | 2021-03-17 | 2022-09-22 | 苏州阿特斯阳光电力科技有限公司 | 光伏组件 |
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