CN214848647U - 一种电池组件 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供一种电池组件，涉及光伏电池领域。电池组件包括若干个依次串联的电池集，每个电池集包括两组并联的电池组，每组电池组由一串电池串组成或至少两串电池串并联组成，每串电池串是由若干个电池片串联组成，每个电池集中的两组电池组的一并联端通过第一汇流条连接，另一并联端通过第二汇流条连接，且第一汇流条和第二汇流条之间并联一个二极管，每个二极管对应一个电池集。电池组件在保证正常输出功率的前提下，能够减少因避免热斑效应而带来的功率损耗，还能够降低二极管被击穿的风险，提高组件的可靠性。

Description

一种电池组件

技术领域

本申请涉及光伏电池领域，具体而言，涉及一种电池组件。

背景技术

目前，光伏组件的电池片尺寸不断加大，伴随电池电流不断增加，以210mm大尺寸电池为例，其单片电池电流达到18A以上，在封装组件时，高电流会带来高损耗，从而降低组件输出功率。为了降低单片电池的电流，降低组件功率损失，提升组件输出功率，在制作大尺寸电池片的光伏组件组件时，通常会将电池片切成多个小片。光伏组件在使用过程中，难免会出现一个或多个电池片受到遮挡或隐裂，导致该电池片电阻增大产生热斑效应，为了避免热斑效应，通常需要在每串电池片都对应旁路一个二极管。

目前光伏组件的电池片排列及电路连接方式一般是设置6串或其他偶数串数的电池片串，每两串电池片串对应旁路一个二极管。参见图1所示，该光伏组件的电池片排列方式是布置6串左右对称的电池片串01，并设置连接3个二极管02，每个二极管02负责旁路左右对称的两串电池片串01，例如，方框标识内的二极管02负责旁路方框标识内的两串电池片串01。

由于每个二极管对应旁路两串电池片串，当为了避免热斑现象，该二极管对应的两串电池片串直接被屏蔽，导致损失的电池片数量较多，输出功率降低明显。而且对于多切片电池，每串电池片串中的电池片数量相较于不切片的电池片串中的电池片数量成倍增加，电池片串的串联电压也会相应成倍增加，若还是保持一个二极管对应旁路两串电池片串，会极大提升二极管反向击穿的风险，给组件产品的应用带来隐患。

因此，电池组件需要进行新的电路设计，以解决以上提到的技术问题。

实用新型内容

本申请实施例的目的在于提供一种电池组件，在保证正常输出功率的前提下，能够减少因避免热斑效应而带来的功率损耗，还能够降低二极管被击穿的风险，提高组件的可靠性。

第一方面，本申请实施例提供了一种电池组件，其包括若干个依次串联的电池集，每个电池集包括两组并联的电池组，每组电池组由一串电池串组成或至少两串电池串并联组成，每串电池串是由若干个电池片串联组成，每个电池集中的两组电池组的一并联端通过第一汇流条连接，另一并联端通过第二汇流条连接，且第一汇流条和第二汇流条之间并联一个二极管，每个二极管对应一个电池集。

在上述实现过程中，各电池片串联成电池串，各电池串并联成电池组，各电池组并联成电池集，各电池集之间再串联在一起，使各电池片产生的电流输出。对于电池片数量多的电池，能够不显著增加电流和电压，从而保证正常输出功率。

而且每个电池集中的两个电池组通过第一汇流条和第二汇流条并联，第一汇流条和第二汇流条之间再并联一个二极管，形成虚拟串，使二极管能够旁路单组电池组。当电池集中的任意一个或多个电池片受到遮挡或隐裂，为了避免热斑现象，该二极管只会屏蔽受到遮挡或隐裂的电池片所在的电池组，而不会屏蔽其他的电池组，即在电池片总量一定的前提下，这种电池片排布及连接设置方式能够减少与二极管并联的电池片数量，从而能够减少二极管屏蔽的电池片数量，降低组件功率损耗。

而且在电池片总量一定的情况下，本申请实施例的这种电池片排布及连接设置方式能够减少每串电池串中电池片的数目，即二极管并联的电池串的电压降低，降低二极管被击穿的风险，提高可靠性。

在一种可能的实现方式中，每个电池集中的第一汇流条和第二汇流条之间连接有第三汇流条，相对应的二极管设置于第三汇流条上。

在上述实现过程中，通过第一汇流条和第二汇流条实现同一电池集中电池组之间的并联，通过第三汇流条实现二极管与同一电池集中的电池组并联，即使每组电池组都能够旁路一个二极管。

在一种可能的实现方式中，每串电池串中的所有电池片沿第一方向排列，每个电池集中的两组电池组沿第一方向排列，所有电池集沿第二方向排列，第一方向和第二方向相互垂直。

在上述实现过程中，所有的电池片按照上述方式排列，能够尽可能减少占用面积，即能够实现单位面积内较为密集的电池片布置，而且便于实现电池片之间按照特定方式走线。

在一种可能的实现方式中，相邻的两个电池集共用一个汇流条。

在上述实现过程中，相邻的两个电池集共用一个汇流条，不仅满足电流输出及二极管屏蔽特定电池串的需求，而且能够节约电路材料，避免复杂走线。

在一种可能的实现方式中，还包括正极输入线和负极输出线，正极输入线和负极输出线分别对应连接最外侧的两个电池集中的汇流条。

在上述实现过程中，通过正极输入线和负极输出线，能够实现将所有电池片正常工作产生的电流输出。

在一种可能的实现方式中，所有电池组中的电池串的串数相等，所有电池串中的电池片的片数相等。

在上述实现过程中，所有电池组的电压相等，所有电池串的电流相等，从而保证正常输出功率。

在一种可能的实现方式中，每组电池组中的电池串数量为1～10串，每串电池串中的电池片数量为2～30个。

在上述实现过程中，满足常规尺寸，尤其是大尺寸电池的制作需求。

在一种可能的实现方式中，电池片为1/2切片、1/3切片、1/4切片、1/5切片、1/6切片、1/7切片、1/8切片、1/9切片、1/10切片或1/11切片；和/或，每串电池串中的电池片通过焊带或导电胶连接。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为背景技术中的一种电池片排列及电路连接方式示意图；

图2为本申请第一实施例提供的一种电池组件的结构示意图；

图3为图2所示的电池组件在正常工作时的结构示意图；

图4为图2所示的电池组件在二极管屏蔽电池串时的结构示意图；

图5为本申请第二实施例提供的另一种电池组件的结构示意图；

图6为本申请第三实施例提供的一种电池组件的结构示意图；

图7为本申请第四实施例提供的一种电池组件的结构示意图；

图8为本申请第五实施例提供的一种电池组件的结构示意图。

图标：01-电池片串；02-二极管；100-电池组件；110-电池集；120-电池组；130-电池串；140-电池片；150-二极管；161-第一汇流条；162-第二汇流条；163-第三汇流条；171-正极输入线；172-负极输出线；200-电池组件；210-电池集；220-电池组；300-电池组件；310-玻璃板；320-正面封装胶膜；330-背面封装胶膜；340-背板；400-电池组件；410-电池集；420-电池组；430-电池串；500-电池组件。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行描述。

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”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，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

第一实施例

请参看图2，本实施例提供的一种电池组件100，其包括正极输入线171、负极输出线172和若干个依次串联的电池集110，串联的两端分别连接设置正极输入线171、负极输出线172；每个电池集110包括两组并联的电池组120，每组电池组120由一串电池串130组成或至少两串电池串130并联组成，每串电池串130是由若干个电池片140串联组成。通常情况下，所有电池组120中的电池串130的串数相等，所有电池串130中的电池片140的片数相等。每组电池组120中的电池串130数量为1～10串，即每组电池组120中并联的电池串130的数量可以为1～10中的任意数量；每串电池串130中的电池片140数量为2～30个，电池片140的尺寸相等，具体地，电池片140可以为电池切片，例如1/2切片、1/3切片、1/4切片、1/5切片、1/6切片、1/7切片、1/8切片、1/9切片、1/10切片或1/11切片。本实施例中的具体设置方式为：每串电池串130是由22个电池片140串联而成，每个电池组120是由2串电池串130并联而成，每两个电池组120的两端分别通过第一汇流条161和第二汇流条162并联组成一个电池集110，每个电池集110并联对应一个二极管150。本实施例设置了3个电池集110，共6组电池组120，12串电池串130，264个电池片140，3个二极管150。

本申请实施例中，每串电池串130中的电池片140可以通过焊带或导电胶连接；电池片140可以叠瓦设置，也可以间隔设置，对此不作限制，本实施例中，每串电池串130中的电池片140间隔设置，并通过焊带连接。

为了实现单个二极管150可以对应旁路一个电池集110中的任意一组电池组120，本实施例中，每个电池集110中的两组电池组120的一并联端通过第一汇流条161连接，另一并联端通过第二汇流条162连接，实现同一个电池集110中的两组电池组120之间并联；第一汇流条161和第二汇流条162之间并联一个二极管150，具体地，每个电池集110中的第一汇流条161和第二汇流条162之间连接有第三汇流条163，相对应的二极管150设置于第三汇流条163上。正极输入线171和负极输出线172分别对应连接最外侧的两个电池集110中的第一汇流条161。

本申请实施例通过构建虚拟串的方式，使每个二极管150可以对应旁路电池集110中的任意一组电池组120，即任意一组电池组120中的电池片140发生异常，二极管150可以屏蔽该电池组120，而在电池片140总数量一定的前提下，能够减少与二极管150并联的单组电池组120中电池片140的设置数量，从而能够减少二极管150工作时屏蔽的电池片140数量，降低因避免热斑效应而带来的功率损耗。

本申请实施例中，相邻的两个电池集110可以共用一个汇流条，例如共用第一汇流条161或第二汇流条162，但需要保证二极管150能够旁路对应的电池组120，即二极管150可以与对应的电池组120构成回路。

本实施例中，每串电池串130中的所有电池片140沿第一方向(水平方向)排列，每个电池集110中的两组电池组120沿第一方向排列，所有电池集110沿第二方向(竖直方向)排列，第一方向和第二方向相互垂直。从电池片140整体排布方式上看，单组电池组120中的电池串130为上下并联结构，单个电池集110中的电池组120为左右并联结构，第二汇流条162连接的是对应电池集110中的两组电池组120同极端部位置的汇流条，不需要从电池串130的中部电池片140背后另外引出汇流条进行焊接。

参见图2和图3所示，本申请实施例中，电池片140电流流动方向和二极管150电流流动方向需要能够保证电池片140的电流输出和二极管150屏蔽对应的电池组120，即电池片140的正负极和二极管150的正负极按照一定的方式排列。本实施例中，从下往上布置了三个电池集110，最下方的电池集110中的第一汇流条161直接连接正极输入线171，最上方的电池集110中的第一汇流条161直接连接负极输出线172。电池片140产生的电流需要能够由负极输出线172输出，具体地，从连接距离上看，每个电池集110中的每个电池片140的正极(图2所示的电池片140中的纵向短线条)靠近正极输入线171，负极(图2所示的电池片140中的纵向矩形框)靠近负极输出线172，即串联在一起的电池片140产生的电流会按照箭头所示的方向流向负极输出线172；而二极管150中的正极(图2所示的二极管150中的三角形横边)靠近负极输出线172，负极(图2所示的二极管150中的横向短线条)靠近正极输入线171，即电池片140产生的电流通常无法通过对应的二极管150。

参见图2和图3所示，电池组件100在正常工作时，电流不会流经二极管150，因此二极管150及第三汇流条163可以认为是不存在的。单从左半部分看，最下方电池组120产生的电流由右端(可以认为是该电池组120的正极)汇集至左端(可以认为是该电池组120的负极)，通过最下方的第二汇流条162，进入中间电池组120的右端(可以认为是该电池组120的正极)，并与中间电池组120产生的电流汇集流入中间电池组120的左端(可以认为是该电池组120的负极)，再进入最上方电池组120的左端(可以认为是该电池组120的正极)，并与最上方电池组120产生的电流汇集流入最上方电池组120的右端(可以认为是该电池组120的负极)，最后由负极输出端流出。单从右半部分看，电流也按照同样的方式流动，而不会流经二极管150。

结合图4所示，如果电池组件100在最下方电池集110左半部分电池组120中上方的电池串130中的电池片140(虚线框中的电池片140)发生遮挡，最下方的二极管150屏蔽该电池串130时，单从左半部分看，虚线框所在的电池组120中的电池片140被屏蔽，但其上方的两组电池组120正常工作产生电流，并按照上述同样的方式流动汇集，并最终由输出端流出，而虚线框所在的电池组120与最下方的二极管150形成回路，达到屏蔽该电池组120的目的；单从右半部分看，电流仍按照同样的方式流动，未受影响。因此，从整体上看，只有虚线框所在电池组120内的电池片140未正常工作，因此整体的输送功率降低较小。

第二实施例

请参看图5，本实施例提供的一种电池组件200，其布置方式与第一实施例大致相同，不同之处在于：本实施例中，由下至上设置了2个电池集210，共4组电池组220，每组电池组220由三串电池串130并联而成，共12串电池串130，每串电池串130仍由22片电池片140串联而成，共264个电池片140，另外还设置2个二极管150，且电池片140的正负极设置和二极管150的正负极设置需要适应性调整。

第三实施例

请参看图6，本实施例提供的一种电池组件300，其与第一实施例提供的电池组件100结构大致相同，在此基础上，还包括依次叠加于电池片140正面上方的正面封装胶膜320、玻璃板310或其他透明前板，以及依次叠加于电池片140背面下方的背面封装胶膜330和背板340。封装胶膜的材料为EVA或POE等；背板340的材料可以为耐候聚合物，也可以为玻璃。

本申请实施例中，电池组件300还包括接线盒(图未示)，二极管150设置于接线盒内。因此，虽然图2中所有第一汇流条161和第二汇流条162均沿第一方向布置，所有二极管150沿第二方向布置，但实际布置并非如此，需要能够连接至电池组件300外部的接线盒内。

电池组件300的制作方法如下：

将电池片140按照第一实施例中的排布方法排列到铺设由正面封装胶膜320的玻璃板310上并焊接好，再用汇流条将电池串130之间焊接连接；

在电池片140背面依次铺设背面封装胶膜330，然后铺背板340；

将铺装好的叠层放入层压机，通过加热层压将玻璃板310、电池片140、背板340等层压成一个整体，得到电池组件300。

第四实施例

请参看图7，本实施例提供的一种电池组件400，其布置方式与第一实施例大致相同，不同之处在于：本实施例中，由下至上设置了3个电池集410，共6组电池组420，每组电池组420由三串电池串430并联而成，共18串电池串430，每串电池串430由15片电池片140串联而成，共270个电池片140，另外还设置3个二极管150，且电池片140的正负极设置和二极管150的正负极设置需要适应性调整，需要保证电流输出和每个二极管150可以对应旁路一个电池组420。

第五实施例

请参看图8，本实施例提供的一种电池组件500，其布置方式与第一实施例大致相同，不同之处在于：本实施例中，由下至上设置了4个电池集110，共8组电池组120，每组电池组120由两串电池串130并联而成，共16串电池串130，每串电池串130仍由22片电池片140串联而成，共352个电池片140，另外还设置4个二极管150，下方的两个电池集110分别对应不同的第二引流条162，上方的电池集110共用相同的第二引流条162，且电池片140的正负极设置和二极管150的正负极设置需要适应性调整，需要保证电流输出和每个二极管150可以对应旁路一个电池组420。

综上所述，本申请实施例的电池组件在保证正常输出功率的前提下，能够减少因避免热斑效应而带来的功率损耗，还能够降低二极管被击穿的风险，提高组件的可靠性。

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

Claims (8)

1.一种电池组件，其特征在于，其包括若干个依次串联的电池集，每个电池集包括两组并联的电池组，每组所述电池组由一串电池串组成或至少两串电池串并联组成，每串所述电池串是由若干个电池片串联组成，每个所述电池集中的两组所述电池组的一并联端通过第一汇流条连接，另一并联端通过第二汇流条连接，且所述第一汇流条和所述第二汇流条之间并联一个二极管，每个所述二极管对应一个所述电池集。

2.根据权利要求1所述的电池组件，其特征在于，每个所述电池集中的所述第一汇流条和所述第二汇流条之间连接有第三汇流条，相对应的所述二极管设置于所述第三汇流条上。

3.根据权利要求1所述的电池组件，其特征在于，每串所述电池串中的所有所述电池片沿第一方向排列，每个所述电池集中的两组电池组沿所述第一方向排列，所有所述电池集沿第二方向排列，所述第一方向和所述第二方向相互垂直。

4.根据权利要求1或3所述的电池组件，其特征在于，相邻的两个所述电池集共用一个汇流条。

5.根据权利要求1所述的电池组件，其特征在于，还包括正极输入线和负极输出线，所述正极输入线和负极输出线分别对应连接最外侧的两个所述电池集中的所述汇流条。

6.根据权利要求1所述的电池组件，其特征在于，所有所述电池组中的所述电池串的串数相等，所有所述电池串中的所述电池片的片数相等。

7.根据权利要求1或6所述的电池组件，其特征在于，每组所述电池组中的电池串数量为1～10串，每串所述电池串中的所述电池片数量为2～30个。

8.根据权利要求1所述的电池组件，其特征在于，所述电池片为1/2切片、1/3切片、1/4切片、1/5切片、1/6切片、1/7切片、1/8切片、1/9切片、1/10切片或1/11切片；和/或，每串所述电池串中的所述电池片通过焊带或导电胶连接。

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