CN207909895U - 电池串焊温控装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种电池串焊温控装置，属于太阳能电池制造技术领域。所述装置包括：加热单元，设置于温度护罩内部，用于加热焊接区内的待焊元件，并分别根据接收到的功率指令调整加热功率；在所述温度护罩内部、在所述加热单元与所述待焊元件之间设置导热档板，在所述导热档板上设置与所述加热单元对应的导热通孔；在所述温度护罩上安装设置有与所述加热单元对应的吹风装置，所述吹风装置将所述加热单元产生的热量通过导热通孔传送给所述待焊元件；温度传感器，用于检测所述待焊元件的温度；和温控器，分别与所述温度传感器和所述加热单元相连接，根据所述温度传感器的传感信号获得所述待焊元件的温度，通过预定算法确定与所述待焊元件对应的加热单元的加热功率信息，并根据所述加热功率信息向所述加热单元发送对应的功率指令。本实用新型通过分区域温度控制，保证了焊接场温度的均匀性，因而减少了过焊和虚焊的现象，提高了串焊设备的生产效率和电池组件的良品率。
Description
技术领域
本实用新型涉及太阳能电池制造技术领域，特别地，涉及一种电池串焊温控装置。
背景技术
随着太阳能光伏行业的兴起，太阳能电池片串焊设备得到了越来越多的应用。太阳能电池片串焊设备主要是将焊带和主栅焊接在一起。目前常用的串焊方法是，采用红外灯管作为发热元件，其发出的热量形成温度场，在该温度场中，通过焊压设备将低温焊带压焊到主栅上。在现有设备中，温度场中还设有热风循环设备，由风扇等设备将红外灯管产生的热量输送到待焊元件上。设有温度传感器，用于测量红外灯管处的温度，人工根据实际焊接情况进行经验性调整。
上述串焊设备及其串焊方法会带来以下几个问题：
第一、当热风循环设备将热量送到焊带位置时，热风循环设备风向正对应的处的温度显然高于其他焊接区域，即温度场的热量循环不均匀。第二、对温度场的温度调整的是人工依据红外灯管处的温度及焊接实际情况，进行经验性调整。
第三、对于红外灯管老化以后发热量不足的温度调整，依然是经验型调整。
由于温度场热量不均匀，会使焊带产生过焊和虚焊等现象，从而造成芯片隐裂或焊带拉力不够，从而产生电池残次品。并且温度场的经验型调整，缺乏操作性，不但费时费力，也不能对焊带的焊接温度情况进行精确的控制。
实用新型内容
针对现有技术中存在的技术问题，本实用新型提出了一种电池串焊温控装置，实现串焊设备温度场的温度均匀性控制，提高串焊质量。
本实用新型提供的电池串焊温控装置包括：加热单元，设置于温度护罩内部，用于加热焊接区内的待焊元件，并分别根据接收到的功率指令调整加热功率；在所述温度护罩内部、在所述加热单元与所述待焊元件之间设置导热档板，在所述导热档板上设置与所述加热单元对应的导热通孔；在所述温度护罩上安装设置有与所述加热单元对应的吹风装置，所述吹风装置将所述加热单元产生的热量通过导热通孔传送给所述待焊元件；温度传感器，用于检测所述待焊元件的温度；和温控器，分别与所述温度传感器和所述加热单元相连接，根据所述温度传感器的传感信号获得所述待焊元件的温度，通过预定算法确定与所述待焊元件对应的加热单元的加热功率信息，并根据所述加热功率信息向所述加热单元发送对应的功率指令。
本实用新型提供的温控装置将形成温度场的加热单元分为多个，配合各自的热风循环设备，使得温度场的热量分布更加均匀，因而温度场的温度均匀性好。并且，在控制加热单元的热量时，通过检测所述待焊元件的温度来控制加热单元的发热量，提高了对焊带的焊接温度控制精确，因而减少了过焊和虚焊现现，提高了产品串焊的良率。
优选地，所述加热单元包括加热元件和功率控制器，其中，所述功率控制器与所述加热元件相连接，根据接收到的功率指令，调整所述加热元件的加热功率。
优选地，所述温控器包括：
温度值处理模块，用于处理温度传感器发送来的传感信号，获得对应待焊元件的温度值；
PID算法模块，根据所述温度值，通过PID算法获得功率控制值；和
功率控制模块，根据所述功率控制值和所述功率控制器，生成对应加热元件的功率指令。
优选地，所述加热元件为红外加热管，所述功率控制器为可控硅电路。
优选地，所述功率控制模块为可控硅控制电路，所述功率指令包括可控硅导通占空比信息。
优选地，所述温度传感器设置在所述待焊元件的焊接区。
优选地，包括多个加热单元和多个吹风装置，在所述导热档板上设置与所述多个加热单元对应的多个导热通孔。
优选地，包括多个待焊接区域和多个温度传感器，多个温度传感器分别设置在多个待焊接区域的下方。
优选地，所述温度传感器为热电偶或热敏电阻。
优选地，所述多个加热单元为三个加热单元。
本实用新型通过分区域温度控制，保证了焊接场温度的均匀性；采用PID温控算法，温控精度高；配合各区域的热风循环设备，温度场的温度变化速度快，在短时间内便可达到温度均匀；因而减少了过焊和虚焊的现象，提高了串焊设备的生产效率和电池组件的良品率。
附图说明
下面，将结合附图对本实用新型的优选实施方式进行进一步详细的说明，其中：
图1是本实用新型一个实施例中的温控装置设备原理图；
图2是本实用新型一个实施例中的温控装置控制原理框图；以及
图3是本实用新型一个实施例中的温控器的原理框图。
具体实施方式
为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
在以下的详细描述中，可以参看作为本申请一部分用来说明本申请的特定实施例的各个说明书附图。在附图中，相似的附图标记在不同图式中描述大体上类似的组件。本申请的各个特定实施例在以下进行了足够详细的描述，使得具备本领域相关知识和技术的普通技术人员能够实施本申请的技术方案。应当理解，还可以利用其它实施例或者对本申请的实施例进行结构、逻辑或者电性的改变。
如图1所示，为本实用新型一个实施例中的温控装置设备原理图。在本实施例中，支撑台101提供焊接区及设备等的支撑。焊接区可以为支撑台101的上经定义用于实施焊接操作的区域。举例而言，图1中虚线A所示的区域即为支撑台101的焊接区。传送带201设置在支撑台101上，沿X方向运动，用于传送焊接元件。在焊接区A的传送带201上表面放置待焊接的电池片401，本实施例中，可以同时焊接三个电池片，因而焊接区A分为三个焊接分区。在每一个焊接分区，对应电池片401的位置设置热电偶501。举例而言，热电偶501可以设置在支撑台101上三个焊接分区下方，用于采集该电池片401焊接分区的温度(测温前需校准热电偶，精度需达到要求，并且所有热电偶的安装都需要安装到同一水平面上)。温度护罩301在焊接区A的上方空间形成温度场。在温度护罩301内安装有三个红外灯管302作为发热元件。在红外灯管302和焊接区之间设置有导热档板303，在所述导热档板303上开设有与红外灯管302数量相同的导热通孔304。在温度保罩301上还安装有与红外灯管302数量相同的风扇305，作为热风循环设备。风扇305将所述红外灯管302产生的热量通过热风循环传送给焊接区A的电池片401。
图2为本实用新型一个实施例中的温控装置控制原理框图。在本实施例中，由于焊接区共有三个电池片，因而，本实例中共有三个加热单元，对应地，每一个加热单元有一个热电偶用于感测焊接分区的温度。本实施例采用红外灯管作为发热元件，其发热量通过其功率控制器控制。在以下的加热单元的温度控制说明中，以其中一个为例。
红外灯管302a的功率控制器采用可控硅电路，通过设定可控硅的导通占空比，改变红外灯管302a的发热量。热电偶501a可以精确的测量投射在电池片焊接分区(即电池片定位处)的温度分布，并将传感信号发送给温控器502。
作为一个实施例，如图3所示，为温控器502的原理框图包括：温度值处理模块5021、PI D算法模块5022和功率控制模块5023。其中，温度值处理模块5021接收热电偶501a、501b、501c发送来的对电池片焊接分区402a、402b、402c的传感信号，经过处理后得到对应焊接区域电池片401a、401b、401c的温度值。PID算法模块5022的数量为一个或对应加热单元的数量，如果为一个，则顺序计算，如果为多个，则可以同时计算。PI D算法模块5022根据所述温度值，通过PID算法获得功率控制值。功率控制模块5023根据所述功率控制值和所述可控硅电路，得到可控硅的导通占空比，并将其作为功率指令输出给对应的可控硅电路503a、503b、503c。可控硅电路503a、503b、503c根据所述的功率指令中的导通占空比信息，改变其导通与关断的时间，从而改变与其连接的红外灯管301a、301b、301c的发热量。
同时，温控制器501将实时调整的温度、检测后得到温度发送给给设备主控器，如PLC控制器601，并通过显示屏701显示。
在本实施例中，使用热电偶作为温度传感器检测焊接分区的温度，作为另一种实施方式，也可以使用热敏电阻来替换热电偶，对应地，温控器中的温度值处理模块5021使用与热敏电阻对应的处理算法来获得温度值。
本实施例中的加热单元为三个，本领域人员应当知道，加热单元的数量不受三个的限制，可以根据设备规模、成本预算等因素设置适当的数量。
本实用新型中的每个加热单元实现独立的温度反馈及控制，可以根据温度高低对不同温度区域进行加热功率的控制，以达到工艺需求的均匀温度。
本实用新型通过热电偶得到的温度值对温度进行PID闭环控制，并通过对红外灯管的功率调整，实现温控闭环控制。由于红外灯管的热辐射和热风循环产生的温度场存在一定的热惯性，PID算法模块需进行一定的试验次数得出最优化设置，从而消除热惯性引起的温度过冲问题。同时也可以优化设计导热通孔的尺寸，使热惯性引起的影响值降低。
上述实施例仅供说明本实用新型之用，而并非是对本实用新型的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本实用新型范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此，所有等同的技术方案也应属于本实用新型公开的范畴。
Claims (10)
1.一种电池串焊温控装置，其特征在于，包括：
加热单元，设置于温度护罩内部，用于加热焊接区内的待焊元件，并分别根据接收到的功率指令调整加热功率；
在所述温度护罩内部、在所述加热单元与所述待焊元件之间设置导热档板，在所述导热档板上设置与所述加热单元对应的导热通孔；在所述温度护罩上安装设置有与所述加热单元对应的吹风装置，所述吹风装置将所述加热单元产生的热量通过导热通孔传送给所述待焊元件；
温度传感器，用于检测所述待焊元件的温度；和
温控器，分别与所述温度传感器和所述加热单元相连接，根据所述温度传感器的传感信号获得所述待焊元件的温度，通过预定算法确定与所述待焊元件对应的加热单元的加热功率信息，并根据所述加热功率信息向所述加热单元发送对应的功率指令。
2.根据权利要求1所述的电池串焊温控装置，其特征在于，所述加热单元包括加热元件和功率控制器，其中，所述功率控制器与所述加热元件相连接，根据接收到的功率指令，调整所述加热元件的加热功率。
3.根据权利要求2所述的电池串焊温控装置，其特征在于，所述温控器包括：
温度值处理模块，用于处理温度传感器发送来的传感信号，获得对应待焊元件的温度值；
PID算法模块，根据所述温度值，通过PID算法获得功率控制值；和
功率控制模块，根据所述功率控制值和所述功率控制器，生成对应加热元件的功率指令。
4.根据权利要求3所述的电池串焊温控装置，其特征在于，所述加热元件为红外加热管，所述功率控制器为可控硅电路。
5.根据权利要求4所述的电池串焊温控装置，其特征在于，所述功率控制模块为可控硅控制电路，所述功率指令包括可控硅导通占空比信息。
6.根据权利要求1所述的电池串焊温控装置，其特征在于，所述温度传感器设置在所述待焊元件的焊接区。
7.根据权利要求1所述的电池串焊温控装置，其特征在于，包括多个加热单元和多个吹风装置，在所述导热档板上设置与所述多个加热单元对应的多个导热通孔。
8.根据权利要求7所述的电池串焊温控装置，其特征在于，包括多个待焊接区域和多个温度传感器，多个温度传感器分别设置在多个待焊接区域的下方。
9.根据权利要求1，6，或8所述的电池串焊温控装置，其特征在于，所述温度传感器为热电偶或热敏电阻。
10.根据权利要求1所述的电池串焊温控装置，其特征在于，所述多个加热单元为三个加热单元。
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| CN201820677533.7U CN207909895U (zh) | 2018-05-08 | 2018-05-08 | 电池串焊温控装置 |
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| CN201820677533.7U CN207909895U (zh) | 2018-05-08 | 2018-05-08 | 电池串焊温控装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
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| CN207909895U true CN207909895U (zh) | 2018-09-25 |
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ID=63558497
Family Applications (1)
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| CN201820677533.7U Active CN207909895U (zh) | 2018-05-08 | 2018-05-08 | 电池串焊温控装置 |
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109175575A (zh) * | 2018-09-27 | 2019-01-11 | 君泰创新（北京）科技有限公司 | 一种下加热系统、串焊设备及其加热控制方法 |
| CN109282908A (zh) * | 2018-11-05 | 2019-01-29 | 连云港神舟新能源有限公司 | 一种串焊机焊接温度均匀性检测装置 |
| CN114669928A (zh) * | 2022-05-27 | 2022-06-28 | 深圳光远智能装备股份有限公司 | 一种串焊机用多点联动、高精度温度控制系统及方法 |
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2018
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