電池串組與玻璃分離的匯流條與焊帶互聯焊接設備及方法與流程

2023-06-10 11:54:21 4

本發明涉及晶矽太陽能電池串組件製造技術領域，尤其涉及一種電池串組與玻璃分離的匯流條與焊帶互聯焊接設備及方法。

背景技術：

太陽能光伏發電產業以每年30%以上的速度迅猛增長，光伏發電累計安裝量保持40%以上的年增長率，中國光伏產業已經成為全球最大的光伏組件製造和應用大國。

光伏組件的製造工藝，首先是將單片的電池片焊接成6個一組或10個一組等的電池串，焊接成串的電池串的兩端都會有留有一定長度的焊帶，即稱為電池串的留長焊帶；而電池組件的製造是在一塊玻璃上先放置一塊tpt背板，再在tpt背板上放置eva膜，之後再將多組電池串鋪設於eva膜上，為了得到能夠使用的電流，再通過匯流條將鋪設好的電池串進行串聯焊接，即將電池串的留長焊帶與匯流條進行焊接，然後進行封裝成為能發電的光伏組件。

在光伏組件製造行業，高效產品的推廣應用將成為今年行業發展的重點，而且技術路線更加多元化。特別是隨著光伏「領跑者」計劃的推出，「高效組件」已經成為業內關注的焦點。半片電池組件就是「高效組件」之一，它是將一般的電池對切後串聯起來，電池片電流失配損失減小，且電流在組件內部的自身損耗減少，因此半片電池組件的輸出功率比同版型整片電池組件高約10w，而且熱斑溫度比同版型整片電池組件的溫度低約25℃。鑑於以上優勢，大部分光伏組件企業開始量產並銷售高功率半片電池組件。

經過大量的實驗研究，半片組件製作成電池片部分串聯再整體並聯的版型，可提高組件效率，該版型主要是匯流條在組件玻璃長邊的中間三分體出線（平行於玻璃短邊），因其版型是近期才新發展起來的，市場上還沒有焊接設備出現，只能是採用純手工焊接方式來完成，手工焊接操作為：組件流入焊接工位後進行定位，操作人員位於玻璃長邊一側，需手動提起電池串頭後手工布置墊板、匯流條，手工電烙鐵焊接，手工撤去墊板等，由於匯流條與留長焊帶焊接的位置位於兩組電池串組的中間位置，即焊接工位位於兩組電池串組的中間位置，焊接完成後兩組電池串組連接為一體，墊板位於中間位置的下方，人工撤離墊板時，因空間位置受限,不僅墊板撤離操作非常困難,而且存在碰撞電池片的風險，萬一碰撞，則會造成不良組件大量出現,使產品質量極不穩定。

技術實現要素：

有必要提出一種能夠將電池串組與玻璃分離的、懸空焊接的電池串組與玻璃分離的匯流條與焊帶互聯焊接設備。

還有必要提出一種能夠將電池串組與玻璃分離的、懸空焊接的電池串組與玻璃分離的匯流條與焊帶互聯焊接方法。

一種電池串組與玻璃分離的匯流條與焊帶互聯焊接設備，包括傳輸機構、提串機構、墊板機構、施焊機構，傳輸機構用於將其承載的待焊組件傳送至施焊工位，提串機構設置在傳輸機構的上方，提串機構包括第一提串機構和第二提串機構，第一提串機構用於提起第一電池串組，第二提串機構用於提起第二電池串組，以使第一電池串組和第二電池串組與玻璃在高度方向內分離，進而形成墊板機構向施焊工位移動的空間，墊板機構設置於機架的第一端，墊板機構包括運送裝置、墊板架和墊板，墊板設置於墊板架上，墊板架與運送裝置傳動連接，以通過運送裝置帶動墊板架和墊板向施焊工位移動，墊板架的底面的高度高於傳輸機構的高度，以通過墊板架和墊板支撐匯流條與被提串機構提起的待焊組件的第一電池串組的第一留長焊帶和第二電池串組的第二留長焊帶焊接，施焊機構設置於傳輸機構上方的機架上，且施焊機構設置於第一提串機構和第二提串機構之間，以通過施焊機構對待焊組件的第一留長焊帶和第二留長焊帶與匯流條進行互聯焊接。

優選的，所述提串機構包括驅動裝置、過渡連接件、提起裝置，過渡連接件用來連接驅動裝置和提起裝置，驅動裝置通過過渡連接件帶動提起裝置上下移動，提起裝置包括提起座、若干吸附單元，若干吸附單元均勻設置在提起座的下表面上，吸附單元和提起座內均設置連通的負壓通道，負壓通道與外部負壓系統連接。

優選的，所述吸附單元的下表面設置為平面。

一種電池串組與玻璃分離的匯流條與焊帶互聯焊接方法，包括以下步驟：

s1：傳輸機構運送待焊組件到施焊工位；

s2：提串機構提起待焊組件中的電池串組向上移動，使電池串組與玻璃分離，並在電池串組與玻璃之間形成墊板機構向施焊工位移動的空間；

s3：墊板機構的運送裝置運送已裝載完畢的匯流帶從機架的第一端向施焊工位運送；

s4：提串機構提著電池串組下移，使電池串組上的第一留長焊帶和第二留長焊帶與裝載在墊板上的匯流條貼合；

s5：施焊機構移動到施焊工位，對匯流帶分別與第一留長焊帶和第二留長焊帶實施焊接；

s6：施焊機構退回原位，提串機構將焊接完成的匯流帶與電池串組上移，墊板機構撤回原位；

s7：提串機構下移，將焊接完畢的電池串組放回到玻璃上，之後提串機構上移撤回；

s8：傳輸機構將焊接完畢的待焊組件輸出。

優選的，在「提串機構提起待焊組件中的電池串組向上移動」的步驟中，提串機構的驅動裝置驅動過渡連接件和提起裝置下移，至吸附單元與電池串組接觸，再由吸附單元將電池串組吸附上移，至與玻璃分離。

本發明提供的電池串組與玻璃分離的匯流條與焊帶互聯焊接方法及焊接設備，通過提串機構將傳輸到施焊工位的電池串組提起與玻璃實施分離，使載有匯流條的墊板機構能夠移入到玻璃長邊的中位施焊工位，提串機構下移將電池串組留長焊帶與匯流條完全貼合，施焊機構在墊板上對匯流條與留長焊帶實施焊接，提串機構提起焊接完成的電池串組和匯流條向上移動，墊板機構撤回，提串機構下移將焊接完成的電池串組和匯流條放置回玻璃上，即完成電池串組與玻璃分離的匯流條與焊帶互聯焊接，即實現了電池串組與玻璃在高度方向進行分離，即將玻璃上的所有的電池串提至玻璃上方一定高度後懸空進行互聯焊接操作，方便了焊帶與匯流條焊接墊板的塞入與撤回操作，解決了人工焊接後墊板難以撤出的難題及人工焊接質量不穩定情況。

附圖說明

圖1為半片電池組件的一種版型圖。

圖2為半片電池組件的中出線匯流條與電池串組留長焊帶的局部放大圖。

圖3為電池串組與玻璃分離的匯流條與焊帶互聯焊接設備的一簡化結構示意圖。

圖4為隱藏焊接設備機架後，傳輸機構、提串機構、墊板機構和施焊機構的一簡化結構示意圖。

圖5為隱藏焊接設備機架及墊板機構的運動裝置後，提串機構提著電池串組上移一定位置，載有匯流條的墊板機構的墊板及墊板架運動到施焊工位與提串機構和傳輸機構的位置關係的簡化主視結構示意圖；圖中水平箭頭表示墊板機構移動方向，豎直箭頭表示提串機構移動方向。

圖6為隱藏焊接設備機架及墊板機構的運動裝置後，提串機構提著電池串組使電池串的留長焊帶與墊板上的匯流條完全貼合的簡化主視結構示意圖。

圖7為隱藏焊接設備機架及墊板機構的運動裝置後，施焊機構運動到施焊工位並下移對匯流條和電池串留長焊帶實施焊接的簡化主視結構示意圖；該圖中的豎直箭頭表示焊頭移動方向。

圖8為焊接完成後，在隱藏焊接設備機架及墊板機構的運動裝置情況下，施焊機構撤回原位，提串機構提著焊接完成的匯流條與電池串組上移，墊板機構撤回的簡化主視結構示意圖。該圖中的中間豎直箭頭表示焊頭移動方向，兩側豎直箭頭表示提串機構移動方向，水平箭頭表示墊板機構移動方向。

圖9為隱藏焊接設備機架及墊板機構的運動裝置情況下，提串機構提著焊接完成的匯流條與電池串組下移，將焊接完成的匯流條與電池串組放到傳輸機構的玻璃上，一組匯流條與電池串組焊接完成的簡化主視結構示意圖。

圖10為圖4的另一個角度的示意圖。

圖11為圖10中表達吸附單元的局部放大圖。

圖中：機架10、機架第一端11、機架第二端12、機架第三端13、機架第四端14、施焊工位15、傳輸機構20、傳送帶21、傳動帶驅動裝置22、定位裝置23、提串機構30、第一提串機構31、第二提串機構32、驅動裝置33、過渡連接件34、提起座35、吸附單元36、墊板機構40、運送裝置41、墊板架42、墊板43、施焊機構50、移動裝置51、焊頭52、控制機構60、待焊組件300、電池串組310、第一電池串組311、第一留長焊帶3111、第二電池串組312、第二留長焊帶3121、焊接完成的電池串組313、玻璃320、匯流條600。

具體實施方式

為了更清楚地說明本發明實施例的技術方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單的介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發明的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

請參見圖示1和圖示2，以半片電池串組中出線盒組件焊接方式為例，請參見圖示3至圖示9，本發明實施例提供了一種電池串組與玻璃分離的匯流條與焊帶互聯焊接設備，包括機架10、設置在機架10上的傳輸機構20、提串機構30、墊板機構40、施焊機構50和控制機構60；傳輸機構20設置於機架10的第一端11與第二端12間，包括傳送帶21、傳動帶驅動裝置22及定位裝置23，傳動帶驅動裝置22與傳送帶21傳動連接，傳動帶驅動裝置22驅動傳送帶21傳輸待焊組件300，待焊組件300的運動方向是從機架10的第三端13到第四端14或相反，定位裝置23設置於傳動帶21的四周，用於對傳輸到施焊工位15的待焊組件300實施定位；待焊組件300包括電池串組310和玻璃320；提串機構30設置於機架10的第一端11與第二端12間，並位於傳輸機構20的上方，提串機構30包括第一提串機構31和第二提串機構32，第一提串機構31用於提起第一電池串組311，第二提串機構32用於提起第二電池串組312；墊板機構40設置於機架10的第一端11，包括運送裝置41、墊板架42和墊板43，墊板43設置於墊板架42上，墊板架42和墊板43與運送裝置41垂直設置，墊板架42和墊板43可沿運送裝置41設置的軌道運動至施焊工位15，墊板架42設置有一定高度，墊板架42底面的高度高於傳輸機構20的高度，墊板架42和墊板43用於支撐待焊組件300的第一電池串組311和第二電池串組312的第一留長焊帶3111和第二留長焊帶3121與匯流條600的焊接；施焊機構50設置於機架10的施焊工位15，並位於傳輸機構20的上方，設置於第一提串機構31和第二提串機構32間，施焊機構50包括移動裝置51和焊頭52，焊頭52固定安裝於移動裝置51上，移動裝置51用於帶動焊頭52移動到施焊工位15，並對待焊組件300的電池串組310與匯流條600進行焊接；控制機構60與傳輸機構20、提串機構30、墊板機構40和施焊機構50電連接，用於控制各機構，實現電池串組310與玻璃320在高度方向上分離，懸空進行匯流條600與焊帶互聯焊接的操作。

本發明的設備區別於整片電池片組成的電池串組串焊設備在於，施焊工位位於兩組電池串組之間，而對於整片電池串組串焊時，電池串組的留長焊帶位於該電池串組的的兩端，即位於串焊設備的第一端和第二端，再由匯流條的墊板機構也位於串焊設備的第一端和第二端，焊接時，墊板機構向上移動將匯流條與留長焊帶貼合，再由焊頭完成焊接即可；而本發明中，由於電池片結構的改變，導致電池串組串焊時焊接工位由位於串焊設備的第一端和第二端改變為位於串焊設備的中間，所以原有的墊板機構無法移入至串焊設備的中間位置實時焊接，鑑於此，本發明設計了能夠提起電池串組310與玻璃320分離的提串機構30，進而為墊板機構40預留空間，還提出了能夠在機架的第一端11和第二端12之間自動往返移動的、並將匯流條600送至與留長焊帶貼合的墊板機構40，以及二者及與其他結構之間的配合連接關係，從而解決了現有技術中的難題。

參見圖10、11，進一步，所述提串機構30包括驅動裝置33、過渡連接件34、提起裝置，過渡連接件34用來連接驅動裝置33和提起裝置，驅動裝置33通過過渡連接件34帶動提起裝置上下移動，提起裝置包括提起座35、若干吸附單元36，若干吸附單元36均勻設置在提起座35的下表面上，吸附單元36和提起座35內均設置連通的負壓通道，負壓通道與外部負壓系統連接。

進一步，所述吸附單元36的下表面設置為平面，以使吸附單元36的下表面與電池片緊密接觸或形成真空吸附的腔。所述吸附單元可以優選為海綿或類似於海綿的柔性多孔材質壓制形成的如圖11中的吸附單元的具體形狀，海綿或類似於海綿的柔性多孔材質內部的多孔形成了與提起座35內的負壓通道連通的負壓通道，以與電池片吸附，還在海綿的側壁上包裹密封層，以將延伸至海綿側壁的負壓通道封堵，海綿的下端面與電池串組的電池片間形成負壓，實現吸附。

本發明實施例不限於半片電池組件中出線盒匯流條的焊接，對於任何將電池串組與玻璃分離進行空中互聯焊接的方式都在本權利要求保護的範圍。

本發明還提出一種電池串組310與玻璃320分離的匯流條600與焊帶互聯焊接方法，其包括：

s1：傳輸機構20運送待焊組件300到焊接設備的施焊工位15；

s2：提串機構30提起待焊組件300中的電池串組310，使電池串組310與玻璃320分離，其提起電池串組310高度大於墊板機構40的墊板架42與墊板43的高度；

s3：墊板機構40的運送裝置41運送已裝載完畢的匯流條600從機架10的第一端11向第二端12運送，並停止在施焊工位15；

s4：提串機構30提著電池串組310下移，使電池串組310上的第一留長焊帶3111、第一留長焊帶3121與裝載在墊板上的匯流條600貼合；

s5：施焊機構50的移動裝置51帶動焊頭52移動到施焊工位15，使焊頭52對匯流條600分別與第一留長焊帶3111、第一留長焊帶3121實施焊接；

s6：施焊機構50退回原位，提串機構30將焊接完成的匯流條600與電池串組310上移，墊板機構40撤回原位；

s7：提串機構30將焊接完畢的電池串組313放回到玻璃320上並撤回；

s8：傳輸機構20將承載著焊接完畢的待焊組件輸出，下一待焊組件300被輸送到焊接設備。

進一步「提串機構提起待焊組件中的電池串組向上移動」的步驟中，提串機構的驅動裝置驅動過渡連接件和提起裝置下移，至吸附單元與電池串組接觸，再由吸附單元將電池串組吸附上移，至與玻璃分離。

本發明所介紹的將電池串組與玻璃分離，實際上是電池串組與eva膜及以下的部分分離。

本發明實施例方法中的步驟可以根據實際需要進行順序調整、合併和刪減。

本發明實施例裝置中的模塊或單元可以根據實際需要進行合併、劃分和刪減。

以上所揭露的僅為本發明較佳實施例而已，當然不能以此來限定本發明之權利範圍，本領域普通技術人員可以理解實現上述實施例的全部或部分流程，並依本發明權利要求所作的等同變化，仍屬於發明所涵蓋的範圍。