CN111482692B - 一种用于电池串汇流带焊接的焊接压条和焊接系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于电池串汇流带焊接的焊接压条和焊接系统，属于太阳能应用领域，用以解决现有加热棒接触焊接局部容易出现虚焊或过焊的问题。本发明的用于电池串汇流带焊接的焊接压条，包括压条本体，压条本体设有焊接部，焊接部设有加热延伸部，且加热延伸部与汇流带的引脚一一对应。本发明通过在焊接部处设置与引脚一一对应的加热延伸部，以弥补由于汇流带引脚导热而散发的热量，避免引脚处的焊接温度下降，提高了电池串汇流带的焊接质量。

Description

一种用于电池串汇流带焊接的焊接压条和焊接系统

技术领域

本发明涉及太阳能应用技术领域，尤其涉及一种用于电池串汇流带焊接的焊接压条和焊接系统。

背景技术

叠瓦光伏组件由于其由于优越的叠瓦技术、发电效率备受关注，而叠瓦光伏组件在制作过程中对电池串汇流带焊接质量要求极高，现有的叠瓦焊接技术主要有加热棒接触焊接、红外焊接和导电胶焊接等。其中，红外焊接和导电胶焊接缺点明显，例如红外焊接的温度不易控制，常常会出现烧伤工作人员的现象，甚至出现待焊接件过热从而变色、变质；导电胶焊接具有电导率偏低、接触电阻稳定性差和粘结的力学性能较差等缺点。加热棒接触焊接因成本较低等优点，加热棒直接接触的焊接方式仍然是广泛使用的方法，但是加热棒也存在焊接时局部出现虚焊或过焊的缺点。

发明内容

鉴于上述的分析，本发明实施例旨在提供一种用于电池串汇流带焊接的焊接压条和焊接系统，用以解决现有加热棒接触焊接局部容易出现虚焊或过焊的问题。

一方面，本发明提供了一种用于电池串汇流带焊接的焊接压条，包括压条本体，压条本体设有焊接部，焊接部设有加热延伸部，且加热延伸部与汇流带的引脚一一对应。

进一步，所述焊接部位于所述压条本体的底部，焊接部的焊接面能够完全覆盖所述焊接端与引脚接触的位置。

进一步，所述焊接面为焊接部的底部端面。

进一步，所述压条本体还设有用于放置加热棒的凹槽。

进一步，所述焊接压条为分段式的。

进一步，所述压条本体能够被分割为N段，切割面垂直于所述焊接部的焊接面，且N≥2。

进一步，每段压条分体包括至少一个加热延伸部。

进一步，所述加热延伸部的总数为M；

当M为偶数时，N＝M/2，每段压条分体设有两个加热延伸部。

当M为奇数时，N＝(M+1)/2，位于中间的压条分体设有一个加热延伸部，其他压条分体设有两个加热延伸部。

进一步，每段压条分体设有温度传感器，用于实时检测每段压条分体的温度，并生成相应的信号。

另一方面，本发明提供了一种用于电池串汇流带焊接的焊接系统，包括上述的焊接压条、加热棒、控制单元和驱动单元；

加热棒的个数与焊接压条的段数相同，且加热棒的长度与压条分体的长度相同；

焊接压条内的温度传感器、加热棒分别与控制单元连接，温度传感器将检测到的压条分体的实时温度信号传送给控制单元，控制单元能够根据该信号实时控制加热棒的温度。

与现有技术相比，本发明至少可实现如下有益效果之一：

(1)通过在焊接部处设置与引脚一一对应的加热延伸部，以弥补由于汇流带引脚导热而散发的热量，避免引脚处的焊接温度下降，提高了电池串汇流带的焊接质量；

(2)通过增加加热延伸部和将焊接压条进行分段式处理，并为每段压条分体配备与其长度适配的加热棒，使得每段压条分体焊接温度趋于一致，压条分体的温度更好控制，最终获得焊接良好的电池串；

(3)每段焊接压条被加热时，由于焊接压条较小、加热棒长度与焊接压条的长度相当，使得焊接压条受热比较均匀，不会出现因离加热棒较远而导致的温度不均；

(4)分段式焊接压条焊接时，能够单独对任何一端进行焊接和温度调试，最终达到良好的焊接效果。

本发明中，上述各技术方案之间还可以相互组合，以实现更多的优选组合方案。本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分优点可从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过说明书以及附图中所特别指出的内容中来实现和获得。

附图说明

附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本发明的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。

图1为具体实施例的汇流带的结构图；

图2为具体实施例的焊接压条的左视图；

图3为具体实施例的焊接压条的俯视图；

图4为具体实施例的焊接压条的主视图。

附图标记：

1-汇流带；11-汇流端；12-引脚；13-焊接端；2-压条本体；21-凹槽；22-焊接部；221-焊接面；23-加热延伸部。

具体实施方式

下面结合附图来具体描述本发明的优选实施例，其中，附图构成本发明一部分，并与本发明的实施例一起用于阐释本发明的原理，并非用于限定本发明的范围。

在本发明实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接可以是机械连接，也可以是电连接可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

全文中描述使用的术语“顶部”、“底部”、“在……上方”、“下”和“在……上”是相对于装置的部件的相对位置，例如装置内部的顶部和底部衬底的相对位置。可以理解的是装置是多功能的，与它们在空间中的方位无关。

本发明通常的工作面可以为平面或曲面，可以倾斜，也可以水平。为了方便说明，本发明实施例放置在水平面上，并在水平面上使用，并以此限定“高低”和“上下”。

实施例一

如图1所示，汇流带1包括汇流端11、引脚12和焊接端13，汇流端11与焊接端13通过引脚12连接，汇流端11是连接其他电池串汇流带的汇流端，焊接端13是与电池串的正极或负极焊接的区域。汇流带1为涂锡铜带，电池的主栅宽度是0.5～1.2mm，焊接端13的宽度是2～3mm。

加热棒接触焊接是通过对加热棒通电加热，然后将热量传到焊接压条，通过焊接压条与汇流带1接触焊接，但是焊接压条是一个整体，若两端的加热棒的加热状态不一致可能出现焊接问题，如过焊或虚焊等焊接问题。

叠瓦电池串焊接汇流带1时，由于只针对焊接端13进行加热焊接，使用的汇流带的形状和宽度各异但是结构相似，都具有焊接的部分(即焊接端13)和汇流部分(即汇流端11)，两者之间有引脚12相连导电，两者之间有设计不同图案的冲切。

在焊接时，由于汇流带1良好的导热性能，引脚12处会传导出大量的热量，从而导致局部的焊接端13温度会有下降，达不到汇流带1的焊接温度，致使引脚12对应的焊接端13处出现虚焊，如果直接增加加热棒的温度，又可能会导致有引脚12的区域焊接良好，而其他区域出现过焊问题。

本实施例提供了一种用于电池串汇流带焊接的焊接压条(以下简称焊接压条)，如图2-图4所示，包括压条本体2，压条本体2设有用于放置加热棒的凹槽21和用于焊接的焊接部22，焊接部22设有加热延伸部23，且加热延伸部23与汇流带1的引脚12一一对应，即加热延伸部23与引脚12的数量相同，且加热延伸部23的位置与引脚12的位置一一对应。

与现有技术相比，本实施例的焊接压条，通过在焊接部22处设置与引脚12一一对应的加热延伸部23，以弥补由于汇流带1引脚12导热而散发的热量，从而保证与引脚12处的焊接温度下降的不多，甚至忽略不计，以提高电池串汇流带的焊接质量。

凹槽21位于压条本体2的顶部端面，凹槽21横贯压条本体2的顶部端面，即凹槽21从压条本体2的左侧面一直延伸至右侧面。具体地，压条本体2的长度与汇流带1的长度相同，凹槽21的长度与压条本体2的长度相同，且凹槽21与压条本体2的长轴平行。本实施例中，压条本体2的顶部端面为矩形，凹槽21与该矩形长边平行，且位于矩形的中央。

需要说明的是，凹槽21的形状为加热棒的形状相适配，且不妨碍加热棒取放，具体地，凹槽21的底部与侧壁与加热棒外壁相贴合，以便加热棒的热量快速导向焊接压条。若加热棒为圆柱形，则凹槽21底部为弧形，且弧形的半径与加热棒的外径相同，凹槽21的侧壁与加热棒相切，且与顶部端面垂直，凹槽21的深度大于加热棒的半径。

焊接部22位于压条本体2的底部，焊接部22的焊接面221与汇流带1的焊接端13形状相同，且焊接面221能够完全覆盖焊接端13与引脚12接触的位置。本实施例中，焊接端13的形状为矩形，焊接面221亦为矩形，且焊接面221的长、宽均大于焊接端13的长、宽。

需要说明的是，焊接面221为焊接部22的底部端面，如此焊接时，整个压条本体2的重力均施加在焊接端13上，使汇流带1焊接效果更平整。此外，为了避免热量的不必要散发，焊接部22的侧壁与焊接面221垂直，焊接端13的面积为S₁，焊接面221的面积为S₂，1<S₂:S₁<1.5，本实施例中，S₂:S₁＝1.2。

加热延伸部23与引脚12一一对应，以补偿由于引脚12导热散发的热量，提高焊接压条的焊接效果。加热延伸部23与焊接部22连接，焊接时，加热延伸部23能够覆盖引脚12与焊接端13连接的一端，具体地，加热延伸部23的长度与引脚12的长度比例不小于1:4，加热延伸部23底部端面的形状与引脚12的形状相同，加热延伸部23与焊接部22的夹角和引脚12与焊接端13的夹角相等。本实施例中，加热延伸部23底部端面形状为矩形，其侧壁与底部端面垂直，顶部端面与压条本体2侧壁连接，加热延伸部23与焊接部22垂直，加热延伸部23的长度与引脚12的长度比例为1:3。

需要说明的是，本实施例中，为了提高焊接效果，加热延伸部23与焊接部22的材质相同，与焊接部22一体成型，即加热延伸部23是由焊接部22延伸得到的。具体的，焊接压条的压条本体2、焊接部22、加热延伸部23的材质为模具钢。

由于工艺精度的原因，焊接压条的焊接面221不够平整的话，在焊接时出现汇流带1焊接端13与焊接面221之间有空隙，致使电池与汇流带1焊接出现问题，具体地，由于电池表面受到焊接压条的压力不均匀，这对焊接质量有着很大影响，且无法通过工艺进行调节，因为电池表面的压力不均匀，焊接时还会造成电池隐裂或者裂片。

此外，由于焊接压条的长度较长时，两个加热棒分别位于凹槽21的两端(即一个凹槽21的两端分别放置一个加热棒)，可能导致焊接压条中间的温度与两端的温度差值较大，即焊接面221的温度分布不均匀，致使焊接效果不均，可能出现部分焊接良好、部分过焊或虚焊。

再则，两个加热棒分布在凹槽21左右两端，加热时不能保证两个加热棒的加热状态完全一致，如果两个加热棒有差异，加热时会有温度差异，致使焊接时出现左右两侧的效果不一样，例如一侧虚焊另一侧焊接良好、一侧焊接良好另一侧过焊或者一侧虚焊另一侧过焊。

为了解决以上问题，将焊接压条进行分段处理，且每段焊接压条均配备一个单独控温的加热棒，多段式加热棒可以根据焊接情况合理的调整各个加热棒的温度，使每段焊接面能够达到合适的焊接温度，为电池串汇流带焊接提供良好的焊接条件。此外，多段式的焊接压条都可以独立调整行程，可以解决电池表面压力不均匀造成的温度不均，避免造成电池隐裂或裂片等问题。

将焊接压条分段后，若出现虚焊或过焊，通过虚焊或过焊位置来独立调整对应的焊接压条内的加热棒温度，增加或减小焊接压条内的加热温度来避免出现虚焊或过焊的问题。此外，出现隐裂时，适当减小对应焊接压条的下压的行程(下压行程通过驱动单元来调节，本实施例中驱动单元为手动调节气缸，能够独立调整每段焊接压条的下压位置)，以减小下压力度。

具体地，将压条本体2分割为N段，切割面垂直于焊接面221，N≥2，分割后的压条本体2称为第一压条分体、第二压条分体……第N压条分体。

每段压条分体均包括凹槽21、焊接部22以及至少一个加热延伸部23，凹槽21、焊接部22以及加热延伸部23的设置与前述相同，不再赘述。

压条本体2的分割为多少段，可以根据加热延伸部23的总数M进行分割，即根据汇流带1的引脚12的个数进行分割，具体地，分割规则如下所述：

当M为偶数时，N＝M/2，每段压条分体设有两个加热延伸部23。

当M为奇数时，N＝(M+1)/2，位于中间的压条分体设有一个加热延伸部23，其他压条分体设有两个加热延伸部23，即第(N+1)/2压条分体设有一个加热延伸部23，其他压条分体设有两个加热延伸部23。

本实施例中，加热延伸部23的个数为五个，因此，按上述分割规则压条本体2能够分为三段，第一压条分体设有两个加热延伸部23，第二压条分体设有一个加热延伸部23，第三压条分体设有两个加热延伸部23。

为了更好地控制每个加热棒的温度，在每段压条分体设有温度传感器24，用于实时检测每段压条分体的温度，并生成相应的信号，将生成的信号传送给控制单元。

温度传感器24的位置设置：纵向位置与凹槽21相对，本实施例中，温度传感器24的纵向位置位于凹槽21深度中央；横向位置与加热延伸部23的位置相关，具体地，当压条分体设有一个加热延伸部23时，温度传感器24与加热延伸部23相对，当压条分体设有两个加热延伸部23时，温度传感器24位于两个加热延伸部23中间。

为使温度传感器24检测的温度更准确，温度传感器24嵌设在压条分体内，且以可拆卸方式嵌设在压条分体内，以便更换、维护温度传感器24。

需要说明的是，焊接压条的分段方式并不限于上述的分割规则，可根据具体的汇流带、焊接压条、焊接条件、实际需求等情况进行分割，但是，一般分割时，分割面不会穿过加热延伸部23，即对焊接压条进行分段时，不破坏加热延伸部23的完整性。

此外，压条分体之间的间为d，1.0mm≤d≤1.5mm，本实施例中，d＝1.2mm。

在焊接之前，所有压条分体的焊接面221位于同一水平面，且沿同一直线对齐，位于汇流带1焊接端13的正上方。焊接时，通过驱动单元将所有的焊接压条推送至焊接端13上，焊接完成时，所有焊接压条随驱动装置回到待焊接位置。

实施例二

本实施例提供了一种用于电池串汇流带焊接的焊接系统，包括实施例一提供的焊接压条、加热棒、控制单元和驱动单元。

与现有技术相比，本实施例提供的用于电池串汇流带焊接的焊接系统与实施例一提供的焊接压条的有益效果基本相同，在此不再一一赘述。

具体地，加热棒的个数与焊接压条的段数相同，即每个压条分体配备一个加热棒，且加热棒的长度与压条分体的长度(也就是凹槽21的长度)相同，如此使得每个压条分体的焊接温度趋于一致，焊接效果更佳。

加热棒可拆卸安装在焊接压条的凹槽21内，焊接压条可拆卸安装在驱动单元上，使焊接压条、加热棒随驱动单元运行，实现对汇流带1的焊接。

驱动单元与控制单元连接，由控制单元控制其运行。驱动单元采用气动驱动或电力驱动等驱动方式。

焊接压条内的温度传感器24、加热棒与控制单元连接，温度传感器24将检测到的压条分体的实时温度信号传送给控制单元，控制单元能够根据该信号实时控制加热棒的温度，以实现更佳的焊接效果。

控制单元包括信息模块、温控模块和驱动模块，信息模块用于接收处理温度传感器24发送的信号，信息模块将处理后的信号数据传至温控模块，温控模块能够根据接收到的信号数据来控制加热棒的温度。温控模块和驱动模块根据使用者的操作指令，能够控制加热棒的温度、控制驱动模块的运行。

每段焊接压条被加热时，由于焊接压条较小、加热棒长度与焊接压条的长度相当，使得焊接压条受热比较均匀，不会出现因离加热棒较远而导致的温度不均。此外，分段式焊接压条焊接时，能够单独对任何一端进行焊接和温度调试，最终达到良好的焊接效果。

本实施例的焊接系统调试过程：将分段式的焊接压条、加热棒安装在驱动单元上，此时通过控制单元控制所有加热棒的温度范围为230～300℃，放置汇流带1的焊接底座的温度范围为0～70℃，焊接时间范围为0.1～2.0s，温度稳定时间为20～30min，焊接完成后通过拉力测试来观察是否存在虚焊或者过焊问题，再根据焊接结构对各个加热棒的温度进行调试。如果汇流带局部出现虚焊，增加虚焊对应区域的加热棒的温度；如果汇流带局部出现过焊，减小过焊对应区域的加热棒的温度；如果汇流带整体出现虚焊(过焊)，增加(减小)焊接时间。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于电池串汇流带焊接的焊接压条，其特征在于，包括压条本体(2)，压条本体(2)设有焊接部(22)，焊接部(22)设有加热延伸部(23)，且加热延伸部(23)与汇流带(1)的引脚(12)一一对应。

2.根据权利要求1所述的用于电池串汇流带焊接的焊接压条，其特征在于，汇流带(1)包括汇流端(11)、引脚(12)和焊接端(13)，所述焊接部(22)位于所述压条本体(2)的底部，焊接部(22)的焊接面(221)能够完全覆盖所述焊接端(13)与引脚(12)接触的位置。

3.根据权利要求2所述的用于电池串汇流带焊接的焊接压条，其特征在于，所述焊接面(221)为焊接部(22)的底部端面。

4.根据权利要求1所述的用于电池串汇流带焊接的焊接压条，其特征在于，所述压条本体(2)还设有用于放置加热棒的凹槽(21)。

5.根据权利要求1至4任一所述的用于电池串汇流带焊接的焊接压条，其特征在于，所述焊接压条为分段式压条。

6.根据权利要求5所述的用于电池串汇流带焊接的焊接压条，其特征在于，所述压条本体(2)能够被分割为N段，切割面垂直于所述焊接部(22)的焊接面(221)，且N≥2。

7.根据权利要求6所述的用于电池串汇流带焊接的焊接压条，其特征在于，每段压条分体包括至少一个加热延伸部(23)。

8.根据权利要求7所述的用于电池串汇流带焊接的焊接压条，其特征在于，所述加热延伸部(23)的总数为M；

当M为偶数时，N＝M/2，每段压条分体设有两个加热延伸部(23)；

当M为奇数时，N＝(M+1)/2，位于中间的压条分体设有一个加热延伸部(23)，其他压条分体设有两个加热延伸部(23)。

9.根据权利要求6所述的用于电池串汇流带焊接的焊接压条，其特征在于，每段压条分体设有温度传感器(24)，用于实时检测每段压条分体的温度，并生成相应的信号。

10.一种用于电池串汇流带焊接的焊接系统，包括如权利要求1至9任一所述的焊接压条、加热棒、控制单元和驱动单元；

加热棒的个数与焊接压条的段数相同，且加热棒的长度与压条分体的长度相同；

焊接压条内的温度传感器(24)、加热棒分别与控制单元连接，温度传感器(24)将检测到的压条分体的实时温度信号传送给控制单元，控制单元能够根据该信号实时控制加热棒的温度。

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