CN111366456B - 一种电池片机械载荷能力的测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种电池片机械载荷能力的测试方法，包括，在电池片的主栅线上焊接焊带；将焊接有焊带的电池片放置于支撑杆上；支撑杆的数量至少为2个；相邻两支撑杆的端点或轴向延长线相交于一点，每一支撑杆均与水平面不共面，支撑杆为电池片提供非均匀的支撑力；对承载于支撑杆上的电池片施加压紧力，直至电池片断裂；测量电池片断裂时的参数。本发明将待测试的电池片进行焊带焊接，以模拟电池片在实际工况中受到的焊接应力，同时，测试过程中支撑杆为电池片提供非均匀的支撑力，使电池片本身产生扭曲力，以模拟电池片在实际工况中受到的扭曲力；能够提高测试结果的一致性，而且测试过程简单、易操作。

Description

一种电池片机械载荷能力的测试方法

技术领域

本发明涉及电池片制造领域，特别是涉及一种电池片机械载荷能力的测试方法。

背景技术

为了确保光伏组件具有20年以上的使用寿命，需要光伏组件长期具备良好的光电转换能力、稳定性和机械性能。

光伏组件的机械性能不仅与其封装材料相关，还与电池片自身的强度相关，因此，电池片机械载荷能力测试是评估光伏组件使用寿命的关键。

目前，电池片机械载荷能力的测试方法之一是，将电池片封装形成光伏组件，测试光伏组件的机械载荷以表征电池片的机械载荷，该方法能够客观反应电池片对应的机械载荷能力，但是步骤繁琐、费时费力。

为了克服上述机械载荷测试方法存在的步骤繁琐、费时费力的问题，本领域技术人员开发出一种针对电池片的三点弯曲强度测试方法，该方法将单个电池片放置于两根固定的平行支撑杆上，通过电池片上方的一根移动杆向下压迫电池片中间区域，使电池片发生形变并断裂，将过程中电池片断裂时的极限形变量以及断裂力表征电池片对应的机械载荷能力，操作简便。但是，三点弯曲强度测试方法仅仅评估了电池片沿单一弯曲方向断裂的机械性能，不能反映电池片处于封装体系中的复杂受力情况，处于封装体系中的电池片既受扭曲力，又受焊带应力，焊带应力包括挤压力和拉扯力，因此，三点弯曲强度测试未能体现扭曲力和焊带应力对电池片的影响，与实际电池片对应的机械载荷能力差距较大，测试结果的一致性差。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种电池片机械载荷能力的测试方法。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：电池片机械载荷能力的测试方法，包括：

在电池片的主栅线上焊接焊带；

将焊接有焊带的电池片放置于支撑杆上；支撑杆的数量至少为2个；相邻两支撑杆的端点或轴向延长线相交于一点，每一支撑杆均与水平面不共面，支撑杆能够为电池片提供非均匀的支撑力；

对承载于支撑杆上的电池片施加压紧力，直至电池片断裂；

测量电池片断裂时的参数。

采用了上述技术方案，主栅线上焊接焊带，能够模拟处于封装体系内电池片受到的焊带应力，即焊带对电池片产生的挤压力或拉扯力，使待测试的电池片受力与实际工况更加吻合，大大提升了电池片机械载荷能力测试结果的一致性；数量至少为2个的支撑杆的端点或轴向延长线相交于一点，即支撑杆在电池片的承载区域内即不平行，也不堆叠，且支撑杆与水平面不共面，即支撑杆所在的平面与水平面具有一定的夹角，支撑杆采用上述方式设置能够为电池片提供非均匀的支撑力，更进一步地，电池片由于受到的支撑力不均匀，其本身会因受力而扭曲，使待测试的电池片与实际工况更加吻合，进一步提升测试结果的一致性。

优选地，每一支撑杆与水平面的夹角为1-5度，以使支撑杆与水平面不共面。

采用了上述技术方案，支撑杆在设置时，与水平面的夹角为1-5度，既能够避免放置在支撑杆上的电池片在测试前从支撑杆上脱落，又能为电池片提供不均匀的支撑力，进而模拟电池片在实际工况中受到的扭曲力，结构简单，容易操作。

优选地，两相邻支撑杆几何重心共线，且其几何重心之间的距离为30-60毫米。

采用了上述技术方案，通过限定两相邻支撑杆的几何重心共线，以确保支撑杆的分布不过于杂乱无章，从而确保放置在支撑杆上的电池片不会因为受力不合理，在测试前或测试中从支撑杆上掉落；重心之间的距离为30-60毫米，确保能够承载常规规格的电池片。

优选地，采用移动杆对电池片施加压紧力。

采用了上述技术方案，通过移动杆对电池片施加压紧力，结构简单，易实现。

优选地，移动杆的数量至少为1个。

优选地，移动杆轴向和与其相邻的其中一支撑杆轴向相互平行。

优选地，支撑杆套装胶套，套装胶套后的直径为5毫米，长度大于160毫米。

采用了上述技术方案，避免下压电池片过程中，因支撑杆与电池片的刚性接触，导致测试结果存在误差；支撑杆套装胶套后的直径为5毫米，长度大于160毫米，上述规格的支撑杆在模拟电池片受到扭曲力的过程中可很好地对电池片从合适位置、合适角度提供支撑力，且可以提供足够的电池片受力形变后的形变行程。

优选地，移动杆套装胶套，套装胶套后的直径为5毫米，长度大于160毫米。

采用了上述技术方案，避免下压电池片过程中，因移动杆与电池片的刚性接触，导致测试结果存在误差；移动杆套装胶套后的直径为5毫米，长度大于160毫米，上述规格的移动杆在模拟电池片受到扭曲力的过程中可很好地对电池片从合适位置、合适角度提供压力。

优选地，参数包括极限形变量和极限断裂力。

采用了上述技术方案，在移动杆下压迫使电池片断裂过程中，通过仪器记录极限断裂力和电池片极限形变量，以表征电池片的机械性能。

综上所述，将电池片的主栅线上焊接焊带，模拟待测试电池片在封装体系或实际工况中所受的焊接应力，同时，通过与水平面不共面且不相互平行的支撑杆为电池片提供非均匀的支撑力，模拟电池片在实际工况中受到的扭曲力，整个测试过程操作简便，且测试结果的一致性高。

附图说明

图1是带有隐裂特征的光伏组件示意图；

图2是本发明的测试流程图；

图3是单个电池片焊带焊接示意图；

图4是本发明的一个实施例的机械载荷能力测试方法示意图；

图5是本发明的另一个实施例的机械载荷能力测试方法示意图。

其中：1为光伏组件，10为电池片，100为主栅线，11为焊带，12为隐裂位置；2为支撑杆；3为移动杆。

具体实施方式

下面结合附图说明根据本发明的具体实施方式。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明并不限于下面公开的具体实施例的限制。

为了解决现有电池片机械载荷能力的测试方法存在的步骤繁琐、费时费力及测试结果一致性差等技术问题，本发明提供了一种电池片机械载荷能力的测试方法。

参见图1，图1为带有隐裂特征的光伏组件示意图，在实际应用中发现，使用60片钝化发射极背面接触电池片10（PERC）进行焊带11焊接互联，封装形成的光伏组件1，对光伏组件1进行机械载荷能力测试时，电池片10的隐裂位置12与焊带11的位置一致，即通过焊带11串联的电池片10，焊带11对电池片10产生了焊接应力，包括挤压力和拉扯力；现有技术中采用的三点弯曲强度测试方法，只反映了电池片单体在单一力作用下的机械性能，而不能反映出电池片10在实际工况中的受力情况，因此，测试结果不能表征电池片10的机械载荷能力，即测试结果的一致性低。

如图2至图5所示，本发明提供一种电池片机械载荷能力的测试方法，包括：

S101、在电池片10的主栅线100上焊接焊带11；

测试之前，在电池片10的主栅线100上焊接焊带11；焊带11在形成过程中，会在电池片10上产生焊带应力，包括挤压力或拉扯力，挤压力、拉扯力的存在，克服了现有三点弯曲强度测试方法中，只能够反映电池片单体受单一作用力的限制，即在测试环境下，电池片10的受力情况与实际工况中复杂的受力情况吻合，以使测试结果具有较好的一致性。

S102、将焊接有焊带11的电池片10放置于支撑杆2上，支撑杆2的数量至少为2个；相邻两支撑杆2的端点或轴向延长线相交于一点，每一支撑杆2均与水平面不共面，支撑杆2为电池片10提供非均匀的支撑力；

具体见图4或图5，测试前，将焊接有焊带11的电池片10放置于支撑杆2上，支撑杆2的数量至少为2个，以确保放置在其上的电池片10在测试前和测试过程中不会从支撑杆2上掉落；相邻两支撑杆2的端点或轴向延长线相交于一点，即确保相邻两支撑杆2既不平行，也不堆叠；每一支撑杆2均与水平面不共面，即每一支撑杆2所在的平面与水平面之间具有一定的夹角，目的是，放置在支撑杆2上的电池片10，由于支撑杆2的非均匀支撑力作用，产生一定的扭曲，最终确保用于模拟的电池片10的受力与处于封装系统或者实际工况中的电池片受力吻合，以提高测试结果的一致性；具体操作过程中，支撑杆2的设置方向可以不平行于电池片10上主栅线100的方向，同时，也可以根据实际需求，将支撑杆2与主栅线100平行设置，在此不做具体的限定。

S103、对承载于支撑杆2上的电池片10施加压紧力，直至电池片10断裂；

具体见图4或图5，测试过程中，采用位于电池片10上方的移动杆3对其施加压紧力，直至电池片10断裂；移动杆3的数量至少为1个，移动杆3的数量适配支撑杆2，最优配置是，移动杆3的数量比支撑杆2的数量少一个，且每相邻两支撑杆2之间配置一个移动杆3，这样，电池片10在受力后，可形成类似“M”或“W”形的断裂纹路；移动杆3为电池片10提供压紧力，结构简单，容易实现。当然，电池片10的压紧力也可以通过其他方式施加，不限定于移动杆3。

S104、测量电池片10断裂时的参数。

测试过程中，采用本技术领域人员常规的测量工具测量电池片10断裂时的参数。

在上述实施例的基础上，进一步地，在步骤S102中，每一支撑杆2与水平面的夹角为1-5度，以使支撑杆2与水平面不共面；支撑杆2的支点可以位于支撑杆2的同一侧，也可以是支撑杆2的不同侧，即其中一支撑杆2的支点位于此支撑杆2的一侧，另一支撑杆2的支点位于这个支撑杆2的另一侧。

采用了上述技术方案，每一支撑杆与水平面的夹角为1-5度，既能够避免放置在支撑杆上的电池片在测试前从支撑杆上脱落，又能为电池片提供非均匀的支撑力，进而模拟电池片在实际工况中受到的扭曲力，结构简单，容易操作。

在上述实施例的基础上，进一步地，在步骤S102中，两相邻支撑杆2几何重心共线，且其几何重心之间的距离为30-60毫米。

采用了上述技术方案，通过限定两相邻支撑杆的几何重心共线，以确保支撑杆的分布不过于杂乱无章，从而确保放置在支撑杆上的电池片不会因为受力不合理，在测试前或测试中从支撑杆上掉落；重心之间的距离为30-60毫米，确保能够承载常规规格的电池片。

在上述实施例的基础上，进一步地，在步骤S103中，移动杆3的设置方向不限，移动杆3与水平面的夹角为0-5度，即移动杆3与水平面平行或者相对于水平面翘起；移动杆3与电池片10之间具有一定夹角的设置方式，能够确保移动杆3在压迫电池片10的过程中，提供非均匀的挤压力，即移动杆3与电池片10的接触过程中，先为点接触，后为线接触，移动杆3作用在电池片10的力，以及支撑杆2作用在电池片10上的作用力均为非均匀性，且变化的力；以此，在测试环境下，充分模拟电池片10在实际工况中，复杂的受力情况，以提升测试结果的一致性。

在上述实施例的基础上，进一步地，在步骤S104中，当电池片10被移动杆3压碎时，采用现有的任意一种测量工具及测量方法测量电池片10断裂时的参数，参数包括但不仅限于电池片10的极限形变量和极限断裂力。

在上述实施例的基础上，进一步地，支撑杆2和移动杆3均套装胶套，套装胶套后的直径为5毫米，长度大于160毫米，当然，套装胶套后的支撑杆2和移动杆3的直径、长度可以根据实际需求设定，不仅限于上述尺寸。

如图4所示，本发明提供一个具体的实施例，在本实施例中支撑杆2的数量设置为2个，移动杆3的数量设置为1个；采用上述步骤S101至步骤S104实现电池片机械载荷能力的测试。

如图5所示，本发明提供另一具体的实施例，与上一实施例的区别在于，在本实施中，支撑杆2的数量为3个，移动杆3的数量为2个，每相邻两支撑杆2之间设置一移动杆3；采用上述步骤S101至步骤S104实现电池片机械载荷能力的测试。

当然，本发明提供的电池片机械载荷能力的测试方法中涉及的支撑杆2和移动杆3的数量不仅限于具体实施例一和实施例二中的具体数字，可以依据待测电池片10的规格择优选择。

综上所述，本发明采用了上述技术方案，将电池片焊带焊接，模拟电池片实际工况的受力特征，并根据实际测试需求选择支撑杆、移动杆的数量、规格和排布，下压移动杆直至电池片断裂，检测极限断裂力和电池片极限形变量，通过这两个数据来表征电池片的机械性能，整个测试过程操作简便，且测试结果与电池片机械载荷能力一致性高。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种电池片机械载荷能力的测试方法，其特征在于，

在电池片的主栅线上焊接焊带；

将焊接有所述焊带的所述电池片放置于支撑杆上；所述支撑杆的数量至少为2个；相邻两所述支撑杆的端点或轴向延长线相交于一点，每一所述支撑杆均与水平面不共面，所述支撑杆为所述电池片提供非均匀的支撑力，以使所述电池片因受力而扭曲；

对承载于所述支撑杆上的所述电池片施加压紧力，直至所述电池片断裂；

测量所述电池片断裂时的参数；所述参数包括所述电池片的极限形变量和极限断裂力。

2.根据权利要求1所述的电池片机械载荷能力的测试方法，其特征在于，每一所述支撑杆与所述水平面的夹角均为1-5度，以使所述支撑杆与所述水平面不共面。

3.根据权利要求1所述的电池片机械载荷能力的测试方法，其特征在于，两相邻所述支撑杆的几何重心共线，且其几何重心之间的距离为30-60毫米。

4.根据权利要求1所述的电池片机械载荷能力的测试方法，其特征在于，采用移动杆对所述电池片施加压紧力。

5.根据权利要求4所述的电池片机械载荷能力的测试方法，其特征在于，所述移动杆的数量至少为1个。

6.根据权利要求4所述的电池片机械载荷能力的测试方法，其特征在于，所述移动杆轴向和与其相邻的其中一所述支撑杆轴向相互平行。

7.根据权利要求1所述的电池片机械载荷能力的测试方法，其特征在于，所述支撑杆套装胶套，套装胶套后的直径为5毫米，长度大于160毫米。

8.根据权利要求4所述的电池片机械载荷能力的测试方法，其特征在于，所述移动杆套装胶套，套装胶套后的直径为5毫米，长度大于160毫米。