CN115249753A - 一种电池组件的电路连接方法 - Google Patents

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Abstract

一种电池组件的电路连接方法，步骤包括：将若干电池组上下并联连接设置；其中，每个所述电池组均具有相同奇数个电池串；在每个所述电池组中，有其中一个所述电池串与外设汇流条串联连接形成一个电池串组，其它所有所述电池串均两两相邻串联连接构成偶数个所述电池串组；再在每个并联连接的所述电池组中上下相对应的所述电池串组的并联连接位置处均设有旁路二极管。本发明不仅可实现不同电流、电压、组件尺寸的输出，满足不同客户的多样化需求；而且可减小了电池组的宽度范围的占用面积，节约整个电池片正面组件的宽度范围，改善了电池片的排布方式，提高电池片面积的利用率，提升组件整体输出功率。

Description

一种电池组件的电路连接方法
技术领域
本发明属于太阳能电池技术领域，尤其是涉及一种电池组件的电路连接方法。
背景技术
现有光伏全片组件通用版型为6串电池串组成，且常规全片组件的电路均为串联连接的结构，全片组件之间通过焊带连接。组件的工作电流流经组件内部的焊带时会产生功率损耗，损耗的功率使得组件内部温度升高，使得组件的开路电压下降，从而降低组件的输出功率。但由于功率损耗与电流的平方成正比，故降低组件的工作电流是有效减少功率损耗的最佳方式。
全片电池经过切片后电流被减少为原来的一半，通过串并联的排布方式，半片电池组件可以与全片电池组件的输出电压、电流一致，电阻损耗却大幅度降低。
中国公开专利CN201910558249.7一种内接式串并半片组件，其结构与目前流行的结构相同，采用半片组件形成的组件，半片组件为电池片1切2，电路为电池串6串串联。而采用该结构的组件，按照现有小尺寸直径的硅片的形状，6串电池串通过两并三串形成的组件的宽度为992-1050mm。而对于边长尺寸大于192mm的大尺寸硅片电池，若同样使用6串电池串形成的两并三串版型，获得的组件宽度在1250-1310mm，超出现有组件生产线的尺寸极限，无法实现兼容与量产，亦同时无法实现与行业通用的玻璃、背板、边框、运输、电站端支架等匹配。
发明内容
本发明提供一种电池组件的电路连接方法，尤其适应于大尺寸硅片制成的电池片，解决了现有常用结构的电池组件版型不适用边长大尺寸硅片的电池组件，而导致组件整体输出功率低的技术问题。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
一种电池组件的电路连接方法，步骤包括：
将若干电池组上下并联连接设置；
其中，每个所述电池组均具有相同奇数个电池串；
在每个所述电池组中，有其中一个所述电池串与外设汇流条串联连接形成一个电池串组，其它所有所述电池串均两两相邻串联连接构成偶数个所述电池串组；
再在每个并联连接的所述电池组中上下相对应的所述电池串组的并联连接位置处均设有旁路二极管。
进一步的，同一所述电池组中的所有所述电池串组均串联连接设置。
进一步的，每个所述电池串均包括若干个串联连接的电池片，每个所述电池串中的所述电池片的数量均相同；且每个所述电池片是整片硅片尺寸被均分为若干等份中的其中一份。
进一步的，所述整片硅片尺寸边长不小于为192mm。
进一步的，所述整片硅片尺寸边长为192mm或200mm或210mm；所述电池片分别对应的是所述整片硅片尺寸的1/2或1/3或1/4。
进一步的，与所述汇流条串联连接的所述电池串的位置在每个所述电池组上的位置均相同；与所述汇流条串联连接的所述电池串被置于沿每个所述电池组宽度方向上的任一位置处。
进一步的，与所述电池串串联的所述汇流条与所有所述电池串均位于同一侧面；且所述汇流条被置于与其串联连接的所述电池串的旁侧。
进一步的，与所述电池串串联的所述汇流条与所有所述电池串异面设置；且所述汇流条被置于与其串联连接的所述电池串的背面且通过绝缘条连接叠放设置。
进一步的，每个所述电池组中与所述汇流条连接的所述电池串的结构均相同。
进一步的，沿所述电池串长度方向上的相邻的所述电池组，所有上下对应的所述电池串组均并联连接。
采用本发明设计的一种电池组件的电路连接方法，尤其适用于边长不小于192mm的大尺寸硅片配置的电池片，不仅可实现不同电流、电压、组件尺寸的输出，满足不同客户的多样化需求；而且可减小了电池组的宽度范围的占用面积，节约整个电池片正面组件的宽度范围，改善了电池片的排布方式，提高电池片面积的利用率，提升组件整体输出功率；相应地，本结构可使整个组件电池串的宽度排布数量增加，进而可提升有效受光面积。
附图说明
图1是本发明一实施例的电池组件正面排布的结构示意图；
图2是本发明实施例一的电路结构的示意图；
图3是本发明实施例二的电路结构的示意图。
图中：
1、电池组一 11、电池串一 12、汇流条
13、电池组一 2、电池组二 21、电池串二
22、汇流条 23、电池组二 3、二极管
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
硅片尺寸的增加，可以提升电池和组件生产线的产出量，降低每瓦生产成本，同时能直接提升组件功率，是降低度电成本的有效途径。现有常规的电池组的结构都是采用小尺寸硅片设计的偶数个即6个电池串，先串联再并联的结构进行设计。但对于边长不小于192mm的大尺寸硅片而言，仍采用全尺寸硅片结构的电池串排布，形成的电池组则宽度较宽，无法与现有通用的玻璃、背板、边框及电站端支架，尤其是于现有生产线的尺寸宽度无法匹配。因此，本实施例即是提出一种电池片的版型结构，以解决基于大尺寸硅片组成的电池片，在提升组件效率的前提下，满足现有组件生产尺寸布局以及与通用电池辅件的兼容，并最大限度地提升组件生产的产出量。
本实施例提出一种电池片版型结构，如图1所示，包括若干并联设置的电池组；且每个电池组均具有相同奇数个电池串，每个电池串是由若干个电池片串联连接而成的。且在每个电池组中，有其中一个电池串与外设的一个汇流条串联连接形成一个电池串组，其它所有电池串均两两相邻串联连接构成偶数个所述电池串组，也即是每个电池组中有奇数个电池串组。并同一电池组中的所有电池串组均串联连接。
也即是若每一个电池组均具有奇数(2n+1)个电池串，n≥1且为整数，且n均相同；其中有2n个电池串是两两相邻串联连接后获得n个电池串组；剩余的一个电池串与外设的汇流条串联连接形成一个电池串组；则，每个电池组共有(n+1)个电池串组。相应地，相邻的电池组为并联连接的结构，且同一个电池组中的(n+1)个电池串组均串联连接；也可以说相邻的两个电池组中，上下对应的电池串组先并联后再串联连接。
具体地，在本实施例中，选择n为2，即包括两个电池组，分别为位于上方的电池组1和下方的电池组2，电池组1和电池组2中的电池串的数量均相同且均为奇数，优选地，选择为五个电池串；电池组1中的电池串11和电池组2中的电池串21的数量和结构都相同。
即每个电池串均包括若干个串联连接的电池片，每个电池串中的电池片的数量均相同；且每个电池片是整片硅片尺寸被均分为若干等份中的其中一份。也即是每个电池组的长度与电池串中的电池片的数量有关，而每个电池串中的电池片的数量可自由设定；进而每个电池组的长度可根据电池片的数量自由选择，其长度分布为5×8、或5×9、或5×10、或5×11、或5×12等，即电池串的数量×单片电池片的数量。在本实施例中，所有整片硅片尺寸边长不小于为192mm。
由于现有电池组中的硅片尺寸越来越大，则其宽度也较现有的常规尺寸大，现有边长为156mm的小尺寸硅片设计的6串整片硅片形成的电池串通过两并三串形成的组件的电池片的宽度为992-1050mm。而对于硅片边长尺寸不小于192mm的大尺寸硅片而言，或甚至更大尺寸的硅片，则还采用原来的6串电池串形成的两并三串版型，获得的组件宽度在1250-1310mm或更大。故需要缩短其排布电池串的数量，改为奇数个电池串进行先并后串的连接方式进行设计。
优选地，整片硅片尺寸边长为192mm或200mm或210mm，相应地，电池串中的每个电池片对应的是整片硅片尺寸的1/2或1/3或1/4，也即是在满足现有生产尺寸布局以及与通用电池辅件的兼容，当整片硅片尺寸边长为192mm时，每个电池串中的电池片是整片硅片尺寸的1/2；当整片硅片尺寸边长为200mm时，每个电池串中的电池片是整片硅片尺寸的1/3；整片硅片尺寸边长为210mm时，每个电池串中的电池片是整片硅片尺寸的1/4。也即是，随着电池片中所对应的整片硅片的边长尺寸增加，则相应整片硅片需均分成若干等份，电池串中的电池片是整片硅片的若干等份之一。当然，具体需要等分成多少份，也可以根据实际情况而定。
进一步的，与汇流条串联连接的电池串的位置在每个电池组上的位置均相同；与汇流条串联连接的电池串被置于沿每个电池组宽度方向上的任一位置处，且每个电池组中与汇流条连接的电池串的结构均相同。
也即电池组1和电池组2中的结构相同，其中与汇流条12串联连接的电池串11的位置和与汇流条22串联连接的电池串21的位置相同，且上下对应设置，每个电池组中有5个电池串，每个电池串中有10电池片。
每个电池组的结构相同，以电池组1为例，其中一实施方式，与电池串11串联的汇流条12与所有电池串11均位于同一侧面，即都位于电池片的正面。且汇流条12被设置在与其串联连接的电池串11的旁侧(附图省略)，即位于玻璃板上的缝隙内设置，并与电池串11串联连接，形成电池串组13。
另一实施方式，与电池串11串联的汇流条12与所有电池串异面设置，即汇流条12设置在电池片的背面，所有电池串11设置在电池片的正面，且汇流条12与其串联连接的电池串11是叠放设置(附图省略)。为了防止汇流条12与电池串11连接短路，则必须在电池串11和汇流条12之间设置绝缘条隔离。这一结构不仅减小了整个电池组1的宽度范围的占用面积，节约整个电池片正面组件的宽度范围，不仅改善了组件的排布方式，而且可提高电池片面积的利用率，提升组件整体输出功率；相应地，本结构可使整个组件电池串11的宽度排布数量增加，进而可提升有效受光面积。
与汇流条连接的电池串可位于电池组的外侧边、或中间位置、或在外侧边与中间位置之间的任一位置，汇流条与该电池串并排串联连接形成一电池串组。且沿电池串长度方向上的相邻的电池组，所有上下对应的电池串组均并联连接；且在每个上下对应的电池串组的并联连接的位置处均设有旁路二极管。无论与汇流条12连接的电池串11的位置如何设置，电池组1和电池组2并联设置的电路连接结构图，均包括如图2和图3所示的两种连接结构方式。
具体地，如图2所示，上下设置的电池组1和电池组2并联连接，其中，电池组1中的与汇流条12串联连接的电池串11位于电池组1的外侧边，电池串11与汇流条12串联组成一个电池串组13；其它四个电池串11两两相邻串联连接，形成两个电池串组13，则共有三个电池串组13。相应地，电池组2中的与汇流条22串联连接的电池串21也位于电池组2的外侧边，且和与汇流条12串联连接的电池串11的位置上下对应设置；其它四个电池串21组成两个电池串组23。上下对应设置的三组电池串组13和三组电池串组23相互并联连接，且获得三组并联连接的电池串组13和电池串组23后再相互串联连接，从而使得电池组1和电池组2并联连接。
进而可知，电池组1和电池组2可被认为每一个电池组中的电池串先串联获得三个串联连接设置的电池串组，再分别与另一个电池组的串联设置的电池串组上下并联之后再串联；或被认为电池组1和电池组2中上下对应的电池串先串联形成电池串组后再并联，获得三组两两并联连接的电池串组，这三组两两并联连接的电池串组再串联连接，从而形成并联连接的电池组1和电池组2。
为了防止在输电过程中任一侧的电池组1或电池组2出现问题，使得电路连接不畅通，则必须在电池组1和电池组2的并联连接位置处设置旁路二极管3，即在任一组电池串组13和电池串组23并联连接的位置上设置一个二极管3，且在与汇流条若干并联连接的电池组1和电池组2相互连接形成电池片，即电池组1和电池组2共有三个二极管3，且二极管3均串联连接。
则，对于位于右侧两组并联连接的电池串组中，同一个二极管3可控制两个串联连接的电池串11和两个串联连接的电池串21；对于设有汇流条的一组并联连接的电池串组中，同一个二极管3可控制一个电池串11和一个电池串21。
如图3所示，与图2的最大区别在于与汇流条串联连接的电池串位于中间位置设置，其它结构均相同，详细内容在此省略。
一种叠瓦组件，采用如上所述的电池片版型进行连接配制，且既适于双玻叠瓦组件，也适于单玻叠瓦组件。
一种电池组件的电路连接方法，步骤包括：
先将若干电池组上下并联连接设置。
具体地，每个电池组均具有相同奇数个电池串；且在每个电池组中，有其中一个电池串与外设汇流条串联连接形成一个电池串组，其它所有电池串均两两相邻串联连接构成偶数个电池串组。
且同一个电池组中的所有电池串组均串联连接设置。
并每个电池串均包括若干个串联连接的电池片，每个电池串中的电池片的数量均相同；且每个电池片是整片硅片尺寸被均分为若干等份中的其中一份。
进一步的，即每个电池串均包括若干个串联连接的电池片，每个电池串中的电池片的数量均相同；且每个电池片是整片硅片尺寸被均分为若干等份中的其中一份。也即是每个电池组的长度与电池串中的电池片的数量有关，而每个电池串中的电池片的数量可自由设定；进而每个电池组的长度可根据电池片的数量自由选择，其长度分布为5×8、或5×9、或5×10、或5×11、或5×12等，即电池串的数量×单片电池片的数量；且整片硅片尺寸边长不小于为192mm。
优选地，整片硅片尺寸边长为192mm或200mm或210mm；电池片分别对应的是整片硅片尺寸的1/2或1/3或1/4。也即是在满足现有生产尺寸布局以及与通用电池辅件的兼容，当整片硅片尺寸边长为192mm时，每个电池串中的电池片是整片硅片尺寸的1/2；当整片硅片尺寸边长为200mm时，每个电池串中的电池片是整片硅片尺寸的1/3；整片硅片尺寸边长为210mm时，每个电池串中的电池片是整片硅片尺寸的1/4。
进一步的，与汇流条串联连接的电池串的位置在每个电池组上的位置均相同；与汇流条串联连接的电池串被置于沿每个电池组宽度方向上的任一位置处，且每个电池组中与汇流条连接的电池串的结构均相同。
进一步的，与电池串串联的汇流条与所有电池串均位于同一侧面；且汇流条被置于与其串联连接的电池串的旁侧。即位于玻璃板上的缝隙内设置，并与电池串串联连接，形成电池串组。
进一步的，与电池串串联的汇流条与所有电池串异面设置；且汇流条被置于与其串联连接的电池串的背面且通过绝缘条连接叠放设置。
无论与汇流条连接的电池串的位置如何设置，上下并联连接的电池组的电路连接结构图相同，且均包括如图2和图3所示两种电路连接结构方式。
进一步的，沿电池串长度方向上的相邻的电池组，所有上下对应的电池串组均并联连接。
具体地，如图2所示，上下设置的电池组1和电池组2并联连接，其中，电池组1中的与汇流条12串联连接的电池串11位于电池组1的外侧边，电池串11与汇流条12串联组成一个电池串组13；其它四个电池串11两两相邻串联连接，形成两个电池串组13，则共有三个电池串组13。相应地，电池组2中的与汇流条22串联连接的电池串21也位于电池组2的外侧边，且和与汇流条12串联连接的电池串11的位置上下对应设置；其它四个电池串21组成两个电池串组23。上下对应设置的三组电池串组13和三组电池串组23相互并联连接，且获得三组并联连接的电池串组13和电池串组23后再相互串联连接，从而使得电池组1和电池组2并联连接。
进而可知，电池组1和电池组2可被认为每一个电池组中的电池串先串联获得三个串联连接设置的电池串组，再分别与另一个电池组的串联设置的电池串组上下并联之后再串联；或被认为电池组1和电池组2中上下对应的电池串先串联形成电池串组后再并联，获得三组两两并联连接的电池串组，这三组两两并联连接的电池串组再串联连接，从而形成并联连接的电池组1和电池组2。
如图3所示，与图2的最大区别在于与汇流条串联连接的电池串位于中间位置设置，其它结构均相同，详细内容在此省略。
再在每个并联连接的电池组中上下相对应的电池串组的并联连接位置处均设有旁路二极管。
具体地，为了防止在输电过程中任一侧的电池组1或电池组2出现问题，使得电路连接不畅通，则必须在电池组1和电池组2的并联连接位置处设置旁路二极管3。对于图2和图3而言，即在任一组电池串组13和电池串组23并联连接的位置上设置一个二极管3，且在与汇流条若干并联连接的电池组1和电池组2相互连接形成电池片，即电池组1和电池组2共有三个二极管3，且二极管3均串联连接。
则，对于由四个电池串组成的两组并联连接的所有电池串组，同一个二极管3可控制两个串联连接的电池串11和两个串联连接的电池串21。而对于包括与汇流条串联连接的电池串所组成的一组并联连接的电池串组，同一个二极管3可控制一个电池串11和一个电池串21。
采用本发明设计的电池片版型及叠瓦组件，尤其适用于直径为192mm或200mm或210mm大尺寸硅片的配置，本结构的电池片版型既可适应于双玻叠瓦组件，也适于单玻叠瓦组件。同时该版型结构的组件不仅与现有组件生产线设备兼容，而且还与现有玻璃、背板、边框等通用的辅材兼容，以及现有集装箱、运输车、电站端支架等常规的运输或终端工件兼容。
本发明提出的一种电池组件的电路连接方法，不仅可实现不同电流、电压、组件尺寸的输出，满足不同客户的多样化需求；而且可减小了电池组的宽度范围的占用面积，节约整个电池片正面组件的宽度范围，改善了电池片的排布方式，提高电池片面积的利用率，提升组件整体输出功率；相应地，本结构可使整个组件电池串的宽度排布数量增加，进而可提升有效受光面积。
以上对本发明的实施例进行了详细说明，所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。

Claims (10)

1.一种电池组件的电路连接方法，其特征在于，步骤包括：
将若干电池组上下并联连接设置；
其中，每个所述电池组均具有相同奇数个电池串；
在每个所述电池组中，有其中一个所述电池串与外设汇流条串联连接形成一个电池串组，其它所有所述电池串均两两相邻串联连接构成偶数个所述电池串组；
再在每个并联连接的所述电池组中上下相对应的所述电池串组的并联连接位置处均设有旁路二极管。
2.根据权利要求1所述的一种电池组件的电路连接方法，其特征在于，同一所述电池组中的所有所述电池串组均串联连接设置。
3.根据权利要求1或2所述的一种电池组件的电路连接方法，其特征在于，每个所述电池串均包括若干个串联连接的电池片，每个所述电池串中的所述电池片的数量均相同；且每个所述电池片是整片硅片尺寸被均分为若干等份中的其中一份。
4.根据权利要求3所述的一种电池组件的电路连接方法，其特征在于，所述整片硅片尺寸边长不小于为192mm。
5.根据权利要求4所述的一种电池组件的电路连接方法，其特征在于，所述整片硅片尺寸边长为192mm或200mm或210mm；所述电池片分别对应的是所述整片硅片尺寸的1/2或1/3或1/4。
6.根据权利要求1-2、4-5任一项所述的一种电池组件的电路连接方法，其特征在于，与所述汇流条串联连接的所述电池串的位置在每个所述电池组上的位置均相同；与所述汇流条串联连接的所述电池串被置于沿每个所述电池组宽度方向上的任一位置处。
7.根据权利要求6所述的一种电池组件的电路连接方法，其特征在于，与所述电池串串联的所述汇流条与所有所述电池串均位于同一侧面；且所述汇流条被置于与其串联连接的所述电池串的旁侧。
8.根据权利要求6所述的一种电池组件的电路连接方法，其特征在于，与所述电池串串联的所述汇流条与所有所述电池串异面设置；且所述汇流条被置于与其串联连接的所述电池串的背面且通过绝缘条连接叠放设置。
9.根据权利要求7或8所述的一种电池组件的电路连接方法，其特征在于，每个所述电池组中与所述汇流条连接的所述电池串的结构均相同。
10.根据权利要求9所述的一种电池组件的电路连接方法，其特征在于，沿所述电池串长度方向上的相邻的所述电池组，所有上下对应的所述电池串组均并联连接。
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