CN206412984U - 一种切片电池组件 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种切片电池组件，包括：接线盒及通过汇流条串联的正、负电池串组，每个电池串组包括至少一组并联的子串组，每个子串组由若干等面积切割的电池片串联构成；电池片的反面沿子串组的方向设置有跨接汇流条，在跨接汇流条与电池片中间设置有用于实现绝缘的绝缘垫条；所述的接线盒的三个电极分别连接正电池串组、中间电池串组及负电池串组。所述的接线盒设置在电池组件靠近短边的一侧中央。本实用新型解决了现有版型半片电池组件生产与检测效率低，不适合屋顶安装，以及组件抗外部机械载荷的能力低等问题。

Description

一种切片电池组件

【技术领域】

本实用新型属于太阳能电池技术领域，特别涉及一种切片电池组件。

【背景技术】

太阳能电池是一种利用光生伏特效应将光能直接转化为直流电的器件。根据光电转换材料的不同，太阳能电池包括单晶硅，多晶硅，非晶硅薄膜，碲化镉薄膜，铜铟镓锡薄膜，砷化镓，燃料敏化，钙钛矿，叠层等多个种类。其中最常见的是晶体硅太阳能电池，包括单晶硅太阳能电池和多晶硅太阳能电池。

将多个太阳能电池电学互连后封装在玻璃或有机聚合物中，得到的可以长期使用的光伏设备，被称之为光伏组件。组件内太阳能电池的互连方式包括串联，并联和两者的混合使用。

切片电池是用完整的电池片切成的更小面积的电池单元。切片的方式包括激光切割，机械切割，激光划片后用机械方式裂片等多种方式。由于电池片的形状通常为正方形或者4个角有倒角的准正方形，所以切片电池的形状通常为长方形或有1到2个倒角的准长方形。

由若干个切片电池连接后封装制成的组件被称为切片电池组件。例如将电池沿垂直于主栅线方向分成两个半片，再将双倍数量的半片电池封装后制成的半片电池组件，由于每根焊带上通过的电流只有常规组件的一半，因此降低了组件内部由于焦耳效应导致的功率损耗，提升了组件的转换效率。

现在常见的半片电池组件版型，较早见于碧辟普瑞太阳能有限公司的专利，一根汇流条位于组件的中央，将组件分成上下两个对称的单元，两个单元的电流在汇流条处4次汇流，每相邻两个汇流点之间连接一个旁路二极管。

这种版型的缺点在于：生产与检测效率低，不适合屋顶安装，组件抗外部机械载荷的能力降低。

生产与检测效率低。以常规的120半片电池组件为例，这种版型的组件，共含有12个电池串，每串10个半片电池，其中6串的电池片首尾正负极朝向与另外6串相反。这意味着一块组件排版时需要电池片排串机排布12次，包括6次反向，而常规组件只需要排布6次，包括3次反向，该版型半片组件排串效率仅为常规组件的50％。此外在电池片排版后需要人工焊接汇流条并叠层。该版型的组件汇流条在组件中间，给站在组件两端的焊接人员操作带来不便，影响了工作效率。在组件制造完成进行伏安特性检测和电致发光检测时，由于接线盒位于组件中间，在检测设备上接线比较繁琐，需要增加工序或设计专门的工装，并且降低了检测的速度。

不适合屋顶安装。在斜屋顶或彩钢瓦屋顶安装的组件，由于组件与屋顶平行且二者间距小，组件接线盒的线缆以容易被安装者从2排组件间的过道处伸手摸到为佳。由于绝大多数组件采用长边安装，位于组件长边中间的接线盒实际上是夹在2根垂直于长边的横梁中间，如果组件纵向安装，安装者在过道处很难摸到接线盒上的线缆或连接器(图1)。如果是横向安装，安装者很难将一块组件的正极与相邻组件的负极在组件背面相连接，因为相邻组件的负极在另一个过道上(图2)。

组件抗外部机械载荷的能力降低。该版型的3个接线盒，均位于4个相邻电池片的中央位置，且4个电池片各有一个角与接线盒重叠(图3)。接线盒所在的位置位于组件长边中间位置，在外部机械载荷(如风载荷，雪载荷)的作用下是形变最大的位置。由于接线盒壳体为工程塑料，且壁厚较厚，所以在外部机械载荷下接线盒体比背板与EVA更不易发生形变，导致接线盒与电池片间产生一定的压力，虽然有硅胶，背板，EVA缓冲，但由于相邻电池片仅一个角受到该压力，其它与接线盒不重叠的部分不受该压力，所以造成电池片整体受力的不均衡，导致电池片更易产生碎片或隐裂。

另一种切片电池组件的版型较早见于日本三菱公司的半片组件，半片电池串的方向与组件短边方向一致，接线盒位于组件长边的一侧。

该版型同样有电池串数量较多，因而排串机工作效率低的缺点，以及不适合屋顶纵向安装的缺点。

【实用新型内容】

本实用新型针对现有半片电池组件的版型缺陷，提出了一种切片电池组件。解决了原版型半片电池组件生产与检测效率低，不适合屋顶安装，以及组件抗外部机械载荷的能力低等问题。

本实用新型目的是通过以下技术方案来实现的：

一种切片电池组件，包括：接线盒及三个电池串组，三个电池串组并排设置，且第一电池串组的负极连接第二电池串组的正极；第二电池串组的负极连接第三电池串组的正极；每个电池串组由一个或多个电池串组成，每个电池串由若干等面积切割的电池片串联构成；所述的接线盒设置在组件背面短边侧的中部，接线盒内部有三个电极，第一电极连接第一电池串组的正极，第二电极连接第二电池串组的正极或负极，第三电极连接第三电池串组的负极，第一电极与第一电池串组的正极不在同一侧时，第一电极与第一电池串组的正极通过跨接汇流条连接，或者第三电极与第三电池串组的负极不在同一侧时，第三电极与第三电池串组的负极通过跨接汇流条连接；第一电极和第二电极之间、第二电极和第三电极之间分别通过旁路二极管连接；所述的三个电池串组并排设置且串联连接：极性相反的两个相邻电池串组的电极之间通过汇流条连接，极性相同的两个相邻的电池串组的电极之间通过跨接汇流条连接；所述的跨接汇流条设置在组件背面且沿电池串方向设置。

优选地，第一电极连接第一电池串组的正极，第一电池串组的负极连接第二电池串组的正极；第二电极连接第二电池串组的负极，第二电池串组的负极连接第三电池串组的正极；当第三电池串组的正极和接线盒设置同侧时，第三电池串组的负极通过跨接汇流条与第三电极连接；当第三电池串组的负极和接线盒设置同侧时，第三电池串组的正极通过跨接汇流条与第二电极连接。

优选地，第一电极连接第一电池串组的正极，第二电极连接第一电池串组的负极和第二电池串组的正极；第二电池串组的负极连接第三电池串组的正极；第三电极连接第三电池串组的负极；当第一电池串组的正极和接线盒设置同侧时，第一电池串组的负极通过跨接汇流条与第二电极连接；当第一电池串组的负极和接线盒设置同侧时，第一电池串组的正极通过跨接汇流条与第一电极连接。

所述的跨接汇流条与电池片之间设置有用于绝缘的绝缘垫条，所述的跨接汇流条宽度小于绝缘垫条的宽度。

每个电池串组中的多个电池串并联设置。

所述的旁路二极管的正负极与电池串组的正负极反接。

所述的电池片为半片电池。

相对于现有技术，本实用新型具有以下优点：

本实用新型重新设计了组件的电路与版型，使用与常规组件类似的单一接线盒，该接线盒位于组件短边一侧靠上方的中央位置。因此解决了原版型半片电池组件生产与检测效率低，不适合屋顶安装，以及组件抗外部机械载荷的能力低等问题。由于接线盒位置与常规单体接线盒类似，因此该版型半片组件在屋顶安装便利性和机械载荷能力方面均优于现有半片电池组件的版型，与常规整片电池组件相当。在焊接汇流条时本版型的汇流条位于组件两端，因此焊接员操作较原版型简单。由于接线盒位于组件短边一端，因此组件伏安特性检测和电致发光检测也比现有半片电池组件版型简单。采用跨接汇流条的方式连接不在同一侧的电极，跨接汇流条设置在组件背面且沿电池串方向设置，便于组件生产和安装，且不影响组件正面的电池排布。

进一步，在组件生产流程方面，由于该版型半片电池组件一共6个电池串，其中2串反向，因此排串机排串效率优于现有半片电池组件和常规整片组件。

【附图说明】

图1为现有的组件纵向安装图；

图2为现有的组件横向安装图；

图3为现有的组件中的电池片连接图；

图4为本实用新型中的一种切片电池组件的电路图；

图5本实用新型中对应图3的半片电池组件版型图；

图6为本实用新型中的另外一种切片电池组件的电路图；

图7为本实用新型中的接线盒内部的电路图。

其中：1、电池组件，2、支架，3、接线盒，4、电池片，5、汇流条，6、旁路二极管，7、电池串，8、半片电池，9、跨接汇流条，10、绝缘垫条，11、正极线缆，12、负极线缆，51、52、53分别为接线盒的左、中、右电极，71、72、73分别为左、中、右电池串组。

【具体实施方式】

下面结合附图，对本实用新型的具体实施方式进行详细阐述，但本实用新型不限于该实施例。为了使公众对本实用新型有彻底的了解，在以下本实用新型优选施例中详细说明具体的细节。

本实用新型中的半片电池组件电路图如图4和图6所示，共6串电池串7，每串电池串7包含有若干块半片电池8，电池串的正负极方向如图4和图5所示。2个旁路二极管6分别与左边的4串和右边的2串电池串7并联，旁路二极管6的正负极与电池串7的正负极反接。右边的旁路二极管6的一端通过一根跨接汇流条9跨过整个组件1的长度，与其并联的2串电池的另一端相连接。

本实用新型中的半片电池组件版型如图5所示，跨接汇流条9位于电池片4的反面，在跨接汇流条9与电池片4中间通过一根比跨接汇流条9更宽的绝缘垫条10实现绝缘。绝缘垫条10可以采用并且不局限于含有聚对苯二甲酸乙二醇酯的复合材料。电池串7的电流汇流后，经过3根引出线进入接线盒。接线盒3的位置在组件靠近短边的一侧中央。

本实用新型中的接线盒内部的电路图如图7所示，3根引出线分别连接到3个电极上(其中2个分别为正极和负极)，2个二极管6位于3个电极之间，2根线缆11和12分别接到正极和负极上。

实施例1

如图4和图5所示，接线盒3内部有三个电极51、52、53，第一电极51连接第一电池串组71的正极，第一电池串组71的负极连接第二电池串组72的正极；第二电极52连接第二电池串组72的负极和第三电池串组73的正极，第三电极53连接第三电池串组73的负极；第一电极51和第二电极52之间、第二电极52和第三电极53之间分别通过旁路二极管6连接。第三电池串组73的正极和接线盒3设置同侧，第三电池串组73的负极通过跨接汇流条9与第三电极53连接。左侧电池串组的端部连接正极线缆11，右侧电池串组的端部连接负极线缆12。

实施例2

如图6所示，接线盒3内部有三个电极51、52、53，第一电极51连接第一电池串组71的正极，第一电池串组71的负极连接第二电池串组72的正极；第二电极52连接第二电池串组72的负极和第三电池串组73的正极，第三电极53连接第三电池串组73的负极；第一电极51和第二电极52之间、第二电极52和第三电极53之间分别通过旁路二极管6连接。第三电池串组73的负极和接线盒3设置同侧，第三电池串组73的正极通过跨接汇流条9与第二电极52连接。左侧电池串组的端部连接正极线缆11，右侧电池串组的端部通过跨接汇流条9连接负极线缆12。

实施例3

第一电极(51)连接第一电池串组(71)的正极，第二电极(52)连接第一电池串组(71)的负极和第二电池串组(72)的正极；第二电池串组(72)的负极连接第三电池串组(73)的正极；第三电极(53)连接第三电池串组(73)的负极；第一电池串组(71)的正极和接线盒(3)设置同侧，第一电池串组(71)的负极通过跨接汇流条(9)与第二电极(52)连接。左侧电池串组的端部连接正极线缆11，右侧电池串组的端部通过跨接汇流条9连接负极线缆12。

实施例4

第一电极51连接第一电池串组71的正极，第二电极52连接第一电池串组71的负极和第二电池串组72的正极；第二电池串组72的负极连接第三电池串组73的正极；第三电极53连接第三电池串组73的负极；第一电池串组71的负极和接线盒3设置同侧，第一电池串组71的正极通过跨接汇流条9与第一电极51连接。左侧电池串组的端部连接正极线缆11，右侧电池串组的端部通过跨接汇流条9连接负极线缆12。

本实用新型的工作原理及优点为：

该版型半片组件在屋顶安装便利性和机械载荷能力方面均优于现有半片电池组件的版型，与常规整片电池组件相当。在组件生产流程方面，由于该版型半片电池组件一共6个电池串，其中2串反向，因此排串机排串效率优于现有半片电池组件和常规整片组件。在焊接汇流条时本版型的汇流条位于组件两端，因此焊接员操作较原版型简单。由于接线盒位于组件短边一端，因此组件伏安特性检测和电致发光检测也比现有半片电池组件版型简单。

以上，仅为本实用新型的较佳实施例，并非仅限于本实用新型的实施范围，凡依本实用新型专利范围的内容所做的等效变化和修饰，都应为本实用新型的技术范畴。

Claims (7)

1.一种切片电池组件，其特征在于，包括：接线盒(3)及三个电池串组(71、72、73)，三个电池串组并排设置，且第一电池串组(71)的负极连接第二电池串组(72)的正极；第二电池串组(72)的负极连接第三电池串组(73)的正极；每个电池串组由一个或多个电池串(7)组成，每个电池串(7)由若干等面积切割的电池片(8)串联构成；所述的接线盒(3)设置在组件背面短边侧的中部，接线盒(3)内部有三个电极(51、52、53)，第一电极(51)连接第一电池串组(71)的正极，第二电极(52)连接第二电池串组(72)的正极或负极，第三电极(53)连接第三电池串组(73)的负极，第一电极(51)与第一电池串组(71)的正极不在同一侧时，第一电极(51)与第一电池串组(71)的正极通过跨接汇流条(9)连接，或者第三电极(53)与第三电池串组(73)的负极不在同一侧时，第三电极(53)与第三电池串组(73)的负极通过跨接汇流条(9)连接；第一电极(51)和第二电极(52)之间、第二电极(52)和第三电极(53)之间分别通过旁路二极管(6)连接；所述的三个电池串组(71、72、73)并排设置且串联连接：极性相反的两个相邻电池串组的电极之间通过汇流条(5)连接，极性相同的两个相邻的电池串组的电极之间通过跨接汇流条(9)连接；所述的跨接汇流条(9)设置在组件背面且沿电池串(7)方向设置。

2.根据权利要求1所述的一种切片电池组件，其特征在于，第一电极(51)连接第一电池串组(71)的正极，第一电池串组(71)的负极连接第二电池串组(72)的正极；第二电极(52)连接第二电池串组(72)的负极，第二电池串组(72)的负极连接第三电池串组(73)的正极；当第三电池串组(73)的正极和接线盒(3)设置同侧时，第三电池串组(73)的负极通过跨接汇流条(9)与第三电极(53)连接；当第三电池串组(73)的负极和接线盒(3)设置同侧时，第三电池串组(73)的正极通过跨接汇流条(9)与第二电极(52)连接。

3.根据权利要求1所述的一种切片电池组件，其特征在于，第一电极(51)连接第一电池串组(71)的正极，第二电极(52)连接第一电池串组(71)的负极和第二电池串组(72)的正极；第二电池串组(72)的负极连接第三电池串组(73)的正极；第三电极(53)连接第三电池串组(73)的负极；当第一电池串组(71)的正极和接线盒(3)设置同侧时，第一电池串组(71)的负极通过跨接汇流条(9)与第二电极(52)连接；当第一电池串组(71)的负极和接线盒(3)设置同侧时，第一电池串组(71)的正极通过跨接汇流条(9)与第一电极(51)连接。

4.根据权利要求1至3中任意一项所述的一种切片电池组件，其特征在于，所述的跨接汇流条(9)与电池片(8)之间设置有用于绝缘的绝缘垫条(10)，所述的跨接汇流条(9)宽度小于绝缘垫条(10)的宽度。

5.根据权利要求1至3中任意一项所述的一种切片电池组件，其特征在于，每个电池串组中的多个电池串(7)并联设置。

6.根据权利要求1至3中任意一项所述的一种切片电池组件，其特征在于，所述的旁路二极管(6)的正负极与电池串组的正负极反接。

7.根据权利要求1至3中任意一项所述的一种切片电池组件，其特征在于，所述的电池片(8)为半片电池。