CN115066834A - 电通路间歇性故障检测 - Google Patents

Abstract

本发明描述了用于检测间歇性电通路的测试。可使所施加的电流反向以全面测试工件的所有部件。可以采用各种测试方法。这些方法可以包括：时域反射法(TDR)；机械搅动；暗电流/电压测试(暗IV)，即使用所施加的电对工件进行电测试；以及热成像法，例如红外热成像法。可将搅动期间感测到的电压与基准电压进行比较以确定是否存在间歇性失效。

Description

电通路间歇性故障检测

背景技术

光伏(PV)电池(常称为太阳能电池)是用于将太阳辐射转化为电能的装置。一般来讲，照射在太阳能电池基板表面上并进入基板内的太阳辐射在基板主体中形成电子和空穴对。电子和空穴对迁移至基板中的p型掺杂区和n型掺杂区，从而在掺杂区之间形成电压差。将掺杂区连接至太阳能电池上的导电区，以将电流从电池引导至外部电路。当将PV电池组合在诸如PV模块的阵列中时，从所有的PV电池收集的电能可以按串联和并联布置加以组合，以提供具有某一电压和电流的电源。

PV模块中存在众多电通路。这些通路包括：电部件本身，包括它们的内部子部件；从电部件发出的引线；***迹线；***总线；以及它们之间的连接。***、部件和子部件连接可为焊接连接或无焊料的连接，诸如卡扣式机械连接。当这些通路中的任一通路失效时，PV模块的操作和输出可能会受到阻碍或完全丢失，这取决于通路失效的数量和/或严重性。这些失效可为永久性失效或间歇性失效。间歇性通路失效可认为是在某些时间段期间可操作而在其他时间段期间无意中无法操作的电通路。

附图说明

图1示出了根据一些实施例的在正向偏置测试下的层压板光伏工件的示意图。

图2示出了根据一些实施例的在反向偏置测试下的层压板光伏工件的示意图。

图3示出了如在一些实施例中可以采用的用于工件测试的过程要素。

图4示出了如在一些实施例中可以采用的用于时域反射法(TDR)工件测试的过程要素。

图5示出了如在一些实施例中可以采用的用于非照明电流/电压(暗IV)工件测试的过程要素。

图6示出了如在一些实施例中可以采用的用于红外工件测试的过程要素。

图7示出了如在一些实施例中可以采用的用于机械搅动工件测试的过程要素。

图8示出了根据一些实施例的示例性测试***管理器。

图9示出了如在一些实施例中可以采用的层压板光伏工件的示意图。

具体实施方式

以下具体实施方式在本质上只是说明性的，而并非意图限制本申请的主题的实施例或此类实施例的用途。如本文所用，词语“示例性”意指“用作实例、例子或举例说明”。本文描述为示例性的任何实施方式未必理解为相比其他实施方式是优选的或有利的。此外，并不意图受前述技术领域、背景技术、发明内容或以下具体实施方式中提出的任何明示或暗示的理论的约束。

本说明书包含对“一个实施例”或“某个实施例”的参考。短语“在一个实施例中”或“在某个实施例中”的出现不一定是指同一实施例。特定的特征、结构或特性可以任何与本公开一致的合适方式加以组合。

术语。以下段落提供存在于本公开(包括所附权利要求书)中术语的定义和/或语境：

“包括”。该术语是开放式的。如在所附权利要求书中所用，该术语并不排除其他结构或步骤。

“构造成”。各个单元或部件可描述或声明成“构造成”执行一项或多项任务。在此类语境下，“构造成”用于通过指示所述单元/部件包含在操作期间执行一项或多项那些任务的结构而暗示结构。因此，可以说是将所述单元/部件构造成即使当指定的单元/部件目前不在运作(例如，未开启/激活)时也可执行任务。描述某一单元/电路/部件“配置为”执行一项或多项任务，明确地意在对该单元/部件而言不援用35U.S.C.§112(f)。

“第一”、“第二”等。如本文所用，这些术语用作其之后的名词的标记，而并不暗示任何类型的顺序(例如，空间、时间和逻辑等)。例如，提及“第一”机械振动测试并不一定暗示该机械振动测试是某一序列中的第一测试；相反，术语“第一”用于区分该机械振动测试与另一机械振动测试(例如，“第二”机械振动测试)。

“基于”。如本文所用，该术语用于描述影响确定结果的一个或多个因素。该术语并不排除可影响确定结果的另外因素。也就是说，确定结果可以仅基于那些因素或至少部分地基于那些因素。考虑短语“基于B确定A”。尽管B可以是影响A的确定的因素，但这样的短语并不排除A的确定结果还基于C。在其他实例中，A可以仅基于B来确定。

“耦接”-以下描述是指元件或节点或结构特征“耦接”在一起。如本文所用，除非另外明确指明，否则“耦接”意指一个元件/节点/特征直接或间接连接至另一个元件/节点/特征(或直接或间接与其连通)，并且不一定是机械连接。

“阻止”-如本文所用，阻止用于描述减小影响或使影响降至最低。当组件或特征描述为阻止行为、运动或条件时，它完全可以彻底地防止某种结果或后果或未来的状态。另外，“阻止”还可以指减少或减小可能会发生的某种后果、性能和/或效应。因此，当部件、元件或特征被称为阻止结果或状态时，它不一定完全防止或消除该结果或状态。

此外，以下描述中还可能仅为了参考的目的使用了某些术语，因此这些术语并非意图进行限制。例如，诸如“上部”“下部”“上方”和“下方”之类的术语是指附图中提供参考的方向。诸如“前面/正面”“背面”“后面”“侧/侧面”“外侧”和“内侧”之类的术语描述部件的某些部分在一致但任意的参照系内的取向和/或位置，通过参考描述所讨论的部件的文字和相关的附图可以清楚地了解该取向和/或位置。此类术语可包括上面具体提及的词语、它们的衍生词语以及类似意义的词语。

在以下描述中，给出了许多具体细节，诸如具体的操作，以便提供对本公开的实施例的透彻理解。对本领域的技术人员将显而易见的是，可在没有这些具体细节的情况下实践本公开的实施例。在其他实例中，没有详细地描述熟知的技术，以避免不必要地使本公开的实施例难以理解。

本说明书描述了对于间歇性电通路的示例性测试，随后是对测试方法以及当测试时可以采用的装置和***的各种实施例更详细说明。本文通篇提供了各种实施例。这些示例可与其他示例以及与本文未明确描述但与本公开的教导一致的其他特征或过程部分地或全部地组合。

实施例可包括线上或线端的电通路测试***，其使用具有快速电压感应频率的监测电流来测量光伏电池电路、层压太阳能模块或其他工件之间的互连，用于测量间歇性电通路，如焊点连接和二极管的功能性。实施例中的测试可在部分组装的以及完全组装好的工件上进行。因此，即使需要添加更多的电连接，也可以对工件的电连接进行测试—一个完全组装好的工件，其每个预定的连接也可以进行测试。例如，可在光伏层压板的最终装配之前以及在光伏层压板的最终装配之后测试光伏层压板的电池组。同样，在采用本文所述的技术和***时，可以在装配过程中测试支持性元件，如电阻、二极管、电容器和/或逆变器或转换器。实施例的间歇性测试的更优目标为光伏电池或其他组件之间的连接，而不是电池本身或其他组件内的连接。

在实施例中可采用各种测试方法。这些方法可包括：时域反射法(TDR)；机械搅动；暗电流/电压测试(暗IV)，即使用所施加的电流对工件进行电测试；或使用高灵敏度或是低灵敏度的电路拓扑结构，以及热成像，例如红外线热成像。这些方法可单独地应用以及以各种组合进行应用，并且可以各种顺序应用。这些方法可在工件的正向偏置电负载条件以及工件的反向偏置电负载条件下应用。从一次测试到另一次测试或在测试方法内反转工件上的电负载可允许测试或以其他方式隔离工件的电连接，以用于进行以其他方式无法测试的测试以及确定哪个(如果有的话)电连接已失效。例如，具有二极管的光伏层压板可包含仅在遮蔽条件下才变为激活状态的单向电通路，这些单向通路可能不会在每种测试条件下均得以激活，因此可进行测试，除非在测试期间以正向偏置或在测试期间以反向偏置施加电流。因此，实施例中的测试可首先使用在一个方向上流动的电流来进行，并且在电流反转的情况下再次进行测试。例如，在某些PV电路中，所测层压板或模块均可在反向偏置下运行，以测量接线盒中的二极管功能和焊点状况。然后，可在正向电流偏置方向上进行测试，以测试中心通道上的例如与总线带接头以及其他电通路的焊料连接是否缺失或断开。

如上面所指出的，实施例中的测试***或过程可使用时域反射法(TDR)以测试电连接并隔离失效的或通过的电连接的位置。在TDR实施例中，可将变化的电信号置于工件上，并随后测量在通过或以其他方式与一个或多个连接接合之后经历的所得反射信号。所得信号被认为是由经过或通过太阳能电池和其他二极管而引入的高阻尼效应引起的。可测量所得的衰减反射信号，并使用其以确定工件中是否有任何电连接失效以及哪些电连接失效。实施例中的过程可测量从待测连接反射回来的电信号，就像在水下发送声信号并监听反射的信号一样。实施例中的过程可采用激活的二极管，该二极管已打开或以其他方式使用电源进行偏置。换句话讲，在测试期间，待测二极管可从电源接收施加的电压或电流，以便在TDR测试期间放大反射信号。当测试时，实施例还可在频率频谱上施加不同的电频率。该扩频TDR测试可用于通过提供多种测试频率的测试来提高测试准确性。因此，该扩频可增强确定反射信号以及测试电连接的能力，该电连接测试可在一个测试频率而不是另一频率上提供失效标记。无论收集反射信号还是下游信号，实施例都可采用这些信号以确定工件是否包含运转的或受损的电连接。

同样如上面所指出的，实施例中的测试***或过程可使用来自振动发生器的冲击搅动，以在存在正测试的间歇性连接期间刺激电信号的变化。可使用正向电流和反向电流执行示例性搅动测试，以便测试所测工件中的单向电通路。如上面所指出的，具有二极管的光伏层压板可包含仅在遮蔽条件下才变为激活状态的单向电通路，这些单向通路可能不会激活，因此可进行测试，除非在测试期间以正向偏置或在测试期间以反向偏置施加电流。因此，冲击搅动测试可首先使用在一个方向上流动的电流来进行，然后在电流反转的情况下再次进行测试，或者进行第三次或第四次测试。

如上面进一步指出的，实施例中的测试***或过程可采用暗电流/电压测试(暗IV或非照明IV)。这种暗IV施加的电也可施加在工件的正向偏置以及反向偏置中。因此，可使用正向偏置电流和反向偏置电流两者来进行未施加照明的电流和电压测试。在每种情况下，可测量电阻变化、电流变化或其他可测量的电性质，以确定电连接故障和失效。在这些和其他实施例中，通过正向偏置测试可以更容易地确定开口接头，而反向偏置测试可更适合于确定间歇性或部分完整的电连接。当测试PV模块时，无论是部分组装的还是完全组装的，用于瞬间高压测试PV模块的硬件也可用来感测和测量来自实施例的暗IV测试的所得电阻。

同样如上面所指出的，实施例中的测试***或过程可采用红外成像或其他热成像。在此，当使用一个或多个红外相机或其他热成像传感器观察工件时，可在正向偏置和/或反向偏置中向工件施加电流。可使用热特征的存在和/或不存在或者数量来识别故障电连接。在一些实施例中，电流可施加几分之一秒以及一秒、二秒、五秒、十秒或更长时间。所施加的电流可为几分之一安培，也可为一安培、二安培、五安培、十安培、I_max安培或更多安培。因此，当使用红外传感器或其他热成像传感器进行测试时，可在实施例中各自采用工件最大电流的几分之一或工件的子部分的最大电流的几分之一，以及最大电流本身，甚至最大电流的倍数。也可采用锁定热成像技术。

实施例以及其他实施例的电流/电压负载，可以有针对性地测试高灵敏度或低灵敏度的电路拓扑结构。当测试高灵敏度低电阻的电路拓扑结构时，即在低应用电压或电流和低电阻的情况下对故障具有高灵敏度的电路拓扑结构，可以采用4线电阻测量技术。这种4线电阻测量技术可用于测试任何互连。可以采用4线电阻测量技术来避免因测试设备的线电阻而产生的误差。在示例性的4线电阻测量技术的测量过程中，可以使例如5安培的相对高的电流通过待测试的互连，并且可以测量所经历的电压降以确定待测试的互连的电阻。应使用适当稳健的测试电流表，因为被测互连所呈现的低电阻可以模拟接近短路的情况。此外，考虑到这种接近短路的测试和高的预期电流消耗，对互连的测试最好进行较短时间，例如一秒钟或更短。由于持续时间短，测试电路的书面输出有助于记录所流经的电流，以计算电阻。这种4线电阻测试方法可用于测试电阻远低于测试设备电阻的互连。

在一些实施例中，可以采用其中使用4线电阻测试方法来施加正向和反向电流的过程。以此处为例，可以将正向电流偏置施加到光伏层压板，并且可以将反向电流偏置施加到光伏层压板。这些施加电流的值可以使用4线电阻测量设备或***来确定。因此，测试设备可以设置相对较高的测试电流，例如5安培，以隔离相对于测试设备的固有电阻的小的电阻变化，然后进行正向和反向偏置测试。实际电流测试值可以在考虑待测互连的参数后自动设置，也可以使用进行测试的技术人员所识别的参数来设置。

在测试期间，控制臂150可以将4线电阻装置以及其他任何测试装置的测试探针摆动到用于测试的位置。此外，来自4线电阻测量方法的测试探针以及其他所采用的测试技术也可以定位为手动测试或使用其他技术进行测试。测试***管理器140或其他测试管理器可以包括4线电阻测试电路，其被配置为进行4线测试和/或报告来自4线电阻测试技术的结果，以及没有其他，任何或所有本文所述的测试和报告技术、过程和***。

在热测试以及其他实施例中，例如，当识别模块级电连接时，可在正向偏置方向上在某个时间段(例如，五秒钟)内发送电流，然后在反向偏置方向上在某个时间段(例如，五秒钟)内发送电流。然后，红外传感器或其他热成像传感器可读取模块工件中的电连接的红外特征或其他热特征，并报告是否有任何连接故障以及哪些连接有故障(如果有的话)。在一些实施例中，所测电连接可在灌封材料内，诸如灌封在接线盒中。

可采用实施例以识别在工件的子部件的装配期间形成的间歇性连接或其他连接故障。例如，在使用热成像的实施例中，可不测试PV电池的内部。相反，可使用热成像或本文教导的其他技术来测试接线盒、PV电池组与总线的连接等。可采用热成像测试(诸如红外测试)以利用低电阻分流器或其他已知的连接性质。这些低电阻区域可具有较高的电流，以及对应的较高的热输出。通过使用正向偏置电流和反向偏置电流，可使用热成像或实施例的其他技术来对更多的互连进行封锁和测试。

在实施例中，测试***管理器以及操作员可观察红外特征、其他热特征或其他测试方法结果(TDR、Dark IV、机械观察)，并使用它们以确定工件中的一个或多个电连接的操作状态。这些观察可包括实时的以及来自所存储数据的热观察、电阻测量、电感测量。可将这些观察结果与已知基准进行比较，以确定所测结是满足还是不满足预期性能标准。例如，可将预期温度额定值或预期电阻或预期阻抗与来自所进行测试的一个或多个输出进行比较。

同样如上面所指出的，可在有或没有冲击搅动或其他测试方法的情况下进行测量。可在没有冲击搅动或其他测试方法的情况下进行测量，以提供正常操作的工件的基线或目标电压读数。然后，可将这些目标值用于比较的目的，以使用本文教导的一种或多种测试技术来确定所测工件是否满足这些目标值或者是否示出某种类型的间歇性通路。

当确定目标值或用于其他测试目的时，工件的测量采样可能会以快于搅动频率或其他测试频率的频率进行。为了在单个搅动周期、TDR电信号振荡或其他测试周期期间获得多个样品，采样优选地快于测试频率。一旦对电压或电流进行采样，则可由微处理器使用采样数据以针对工件或其中的某些部件输出通过/失效指示符。通过/失效指示符可为可听音指示符以及可见指示符。也可使用其他通过/失效指示符。

可虑及工件的拓扑结构，并使用其以确定间歇性失效的类型。例如，可在PV模块中选择性地使用某些电通路。当仅反向偏置测试失效时，可指示选择性使用的通路。如果二极管或接线盒是选择性使用的通路的一部分，则可采用对其中的连接进行返工以维修或以其他方式修理工件。

***实施例可包括电源、移动搅动装置、热成像传感器和电压测量***。这些装置可集成到太阳能模块工厂的线端测试器中，以在完成瞬间高压测试和电致发光(EL)测试之后执行间歇性连接和二极管测试。在使用中，可在模块或其他工件上以反向偏置施加电源，并且可测量电压。电源也可用于暗IV测试和TDR测试。然后，可使用触觉反馈装置或其他机械振动源来搅动模块或其他工件，并且可再次测量电压，足够迅速地采样以识别由于模块的振动而引起的任何电路断开情况。然后可将在特定时间间隔处测得的电压与基线值进行比较，并可应用通过/失效标准。在某些光伏电池电路、层压板和/或模块测试实施例中，模块在约100mA反向电流下的电压约为2.5V。如果这个值远远低于或高于2.5V，那么可以推断出二极管存在故障，如果电压在加入振动运动后有明显的变化，那么可以断定接线盒的一个焊点是间歇性的。在一些实施例中，也可以应用100mA左右的正向偏置。可测量电压并且可将振动施加到模块(通过使用触觉反馈装置或其他振动源接触框架)。如果在搅动时电压发生显著变化，则可认为通向总线带焊料接头或其他电通路的中心通道是间歇性的。

可校准实施例以测试各种电通路，该电通路包括焊料接头和机械连接。可在一个或多个PV层压板和/或PV模块或其他工件上执行该测试，这些部件可能很大并且具有嵌入在玻璃层之间的电路。当发现失效时，指示符在某些实施例中可指定PV层压板的一部分或部件，或者在其他实施例中可使整个PV层压板失效。因此，实施例可提供线端模块测试以识别间歇性连接，并且还可提供二极管屏幕，该二极管屏幕可屏蔽二极管的100％或约100％或其他部分。

在实施例中，可在与电致发光(EL)测试相同的方向上采用正向偏置负载，但电流较小。当使用反向偏置负载进行测试时，可在搅动之前进行测量作为基准，并在搅动之后进行测量以感测间歇性连接。如上面所指出的，感测的采样率应允许在每个搅动周期或电周期期间采集多个样品。在实施例中，用于EL测试的电源也可用来为机械搅动测试供电。搅动的频率可在从每分钟数十个周期到每秒数千个周期或者更大或更小的范围内。所采用的电压可在从微伏到数十伏或者更大或更小的范围内。

在实施例中，当使用自动焊接时，可减少生产线上的测试站的数量，并且可在进行焊接之后立即进行测试。实施例可提供在注入灌封之前或之后测试PV层压板。当进行测试时，可能已经安装了其他部件，诸如框架和接线盒。

如上面所指出的，实施例可采用快速电压感测。该感测可包括使用施加到工件的恒定电流并在机械施加搅动之前和之后检测电压。当直接施加搅动时，电压信号发生变化，并且应以比搅动频率更快的速率进行采样。例如，如果以19Hz的频率施加搅动，则可以在190Hz或大于19Hz的一些其他采样率下进行采样。可使用10倍于搅动频率的采样率作为测量电压或电流波动频率波形的起点，尽管也可使用其他倍数，诸如2倍、3倍、4倍、5倍、6倍、15倍、20倍等。

实施例可采用可移动的控制臂，使得可移动电通路测试器以接触PV电路、层压模块或其他所测工件。控制臂的运动可以是自动控制的、半自动控制的和手动控制的。电通路测试器可包括暴露的直接接触振动发生器、热成像传感器、红外传感器、多频电压发生器、直接电阻测量装置和/或其他测试设备。

实施例的传感器可在电路完好无损时感测电压大约几毫伏的变化，并且当连接为间歇性时感测电路断开(例如，60v)。所感测到的几十或几百毫伏的电压偏差，也可能表明有电路为间歇性。这些毫伏或更大的变化可通过屏幕或读数在视觉上显示，也可通过扬声器听到。例如，音频信号失真可能表示连接间歇或工件以其他方式失效。

如所指出的，过程可包括使用正向电流和反向电流进行测试。正向扫描(即，在第一二极管方向上使用电流进行测试)可包括测量电压以创建基线。该基线电压可为是交流电压以及稳定电压。然后，可在初始基线上搅动所测工件(例如，PV层压板)，进行暗IV测试、TDR测试或以其他方式进行测试。然后，可在快于基线测试频率的频率下进行所得电压信号的测量。为了在搅动后对所得电压进行采样，该采样可进行十次或更多次。当检测到足够的电压变化时，可认为已识别出间歇性连接。采样电压与预期电压之间的差异可位于大约15％、20％、25％等数量级或者更大或更小。检测到的该百分比差异可能取决于所测工件、施加的测试电流以及搅动频率、暗IV测试、TDR和/或采样。

如上面所指出的，也可进行反向扫描。该反向扫描可提供在相反方向(即，与第一二极管方向相反)上流动的电流。测试可以相同的方式进行，但当检测到失效时，可能表明工件的不同部分具有间歇性连接。换句话讲，通过改变电流流动的方向，可在反向电流情况下测试工件的不同部分，该不同部分由于二极管或其他电路拓扑结构而在第一电流流动下可能无法接近。并且，通过对工件(例如，PV层压板)的正向偏置部分和反向偏置部分进行测试，可将其识别为失效。例如，可使用反向偏置测试来识别在正向偏置测试下无法接近的接线盒连接。同样，当中心总线的拓扑结构在正向电流偏置流和反向电流偏置流下提供不同的电流流动时，可使用正向偏置流和反向偏置流来确认存在中心总线焊料接头问题。

实施例可提供一种电通路间歇性故障检测***，该电通路间歇性故障检测***包括：电通路测试器，该电通路测试器具有外露的直接接触振动发生器、热传感器或多频电压发生器中的至少一者；外露的电传感器；电力电源；以及微控制器。微控制器可配置为使用来自电通路测试器的输出以确定在光伏层压板的灌封接线盒中是否存在间歇性电通路并在检测到间歇性电通路时提供信号。在一些实施例中，振动发生器可配置为生成跨一定频率范围的振动，并且电源可配置为向振动发生器提供电力。在一些实施例中，微控制器可配置为当振动发生器与光伏层压板接触时虑及振动发生器的当前振动频率，并且进一步配置为当振动发生器与光伏层压板接触时虑及从光伏层压板采样的电压，所虑及的电压的采样率快于当前振动频率。在一些实施例中，微控制器可进一步配置为将所采样的电压与目标电压进行比较以确定在光伏层压板中是否存在间歇性电通路并在检测到间歇性电通路时提供信号。

实施例有时可包括共享总线，该共享总线耦接至以下项中的两个或更多个：振动发生器、电压传感器、电源和微控制器。在一些实施例中，可将预设振动频率设定为所虑及的电压的采样率的频率的十分之一或更小，并且在一些实施例中，目标电压是预定的、针对光伏层压板校准的并且在0.002伏至60伏的范围内。

在一些实施例中，从光伏层压板采样的电压首先由正向偏置电流和反向偏置电流产生，电流由电源提供，正向偏置电流用于检测光伏层压板中的焊接失效，反向偏置电流用于检测光伏层压板中的二极管失效。并且，当检测到间歇性电通路时，该信号可处于20Hz至20000Hz的听觉频率范围内。更进一步，在一些实施例中，振动发生器可安装在自动臂上。

一些实施例可包括一种电通路间歇性故障检测装置，该电通路间歇性故障检测装置包括：热成像传感器；电传感器；电力电源；以及微控制器。该微控制器可配置为在第一时间段内通过灌封电连接施加正向偏置电流，以及在第二时间段内通过灌封电连接施加反向偏置电流。在实施例中，微控制器还可配置为报告在第一时间段期间和第二时间段期间由热成像传感器观察到的信息。

在一些实施例中，工件为光伏层压板，并且灌封电连接位于接线盒中。并且在一些实施例中，热成像传感器为红外传感器。更进一步，在一些实施例中，所测电连接具有最大电流，并且正向偏置电流和反向偏置电流不超过最大电流。在一些实施例中，第一时间段和第二时间段不重合，并且在一些实施例中，第一时间段和第二时间段各自不超过十秒。有时，第一时间段发生在第二时间段之后，有时，第一时间段发生在第二时间段之前。

实施例还可包括一种电通路间歇性故障检测的过程，该电通路间歇性故障检测的过程包括：提供外露的直接接触振动发生器、热传感器或多频电压发生器；提供多个电传感器；提供电力电源；以及提供微控制器。微控制器可配置为确定在光伏层压板的灌封接线盒中是否存在间歇性电通路，并且当检测到间歇性电通路时至少提供听觉信号或视觉信号。在实施例中，振动发生器和热传感器可安装在自动臂上。在一些实施例中，该自动臂可配置为从微处理器接收指令。

实施例还可包括向光伏层压板施加正向电流偏置，以及向光伏层压板施加反向电流偏置。在一些实施例中，可将正向电流偏置和反向电流偏置施加相同的持续时间，但并非在同一时间段期间施加。

图1和图2示出了如在实施例中可用于测试的光伏层压板100工件。每个工件均具有六个平行的超能电池101，以构成层压板100。这些超能电池101分为三个二极管部分，该部分在迹线102与103之间、迹线103与104之间以及迹线104与105之间。这些部分通过二极管106-108进行电分离。这些部分可连接至接线盒(未示出)，并通过接线盒连接至中心通道110。若干个非冗余焊点与中心通道和电连接至中心通道的接线盒相关联。二极管结111可以是实施例中要测试的目标区域。这些结可包括在层压板100的装配期间进行的电连接，该电连接之前未经测试。

图1示出了根据一些实施例的在正向偏置测试下的层压板光伏100工件的示意图。粗线120表示用于不同类型的测试的电通路。在图1的正向偏置测试中，电流通过所有电池，并且击中模块四个焊料接头中的四个接头。如果接头不运转，则不存在并行或冗余。图2示出了根据一些实施例的在反向偏置测试下的层压板光伏100工件的示意图。也示出了振动发生器的位置。位置A指示与工件层压板接触，位置B指示工件层压板与振动发生器之间的间距。在图2所示的反向偏置测试中，当测试结是否存在间歇性连接或其他故障连接时，避免使用电池。

在图1和图2中示出振动发生器的位置A和B。在这些图中还标记出二极管结111、旁路带126、端接二极管106、焊料接头125、测试***管理器140、传感器输入141、输入/输出142、控制臂150、热/红外相机/传感器160、输入/输出161、正极传感器引线128和负极传感器引线127。

在图1和图2中，位置A指示与工件层压板接触，并且位置B指示工件层压板与振动发生器之间的间距。示意性地示出控制臂150。控制臂150可定位成在测试协议期间移动实施例的一个或多个传感器，并且还可用于移动或装载测试***管理器。测试***管理器140可以被配置为进行和/或控制部分或全部的加载、传感和移动操作的实施例和本文描述或教导的其他特征。***管理器可在单个装置中进行配置，也可跨多个装置进行配置。在实施例中，***管理器可控制施加到层压板100或其他工件的电流，并且可接收来自相机/传感器的输出。管理器可使用这些接收到的输出来识别层压板或其他工件中的任何间歇性故障或完全故障。这些故障可位于灌封接线盒内外的焊料接头或其他连接处。因此，测试***管理器140可以包括4线电阻测量装置以及一些实施例的机械、红外线和其他测试装置。

作为另一示例，图9示出了如在一些实施例中可以采用的层压板光伏900工件的示意图。具体地，图9示出了PV模块900的背面，并且包括PV电池982的阵列(例如，6×8阵列)。在电池982的每一列的一个端部处，汇流条900和920将电池982的列耦接至接线盒984，该接线盒耦接至PV模块980。在电池982的每一列的相对端部处，所形成的电池连接件902将列对耦接在一起，以将两个电池列连接成串联连接的电池串。这些串联连接的电池串可连接至接线盒984。这些电池连接件或汇流条900和920和/或接线盒984的二极管可以是实施例中要测试的目标区域。在实施例中，可从测试中跳过或选择性地测试具有并行冗余连接的连接件902，因为冗余连接可用于阻止单个连接的特定测试。例如，在一些实施例中，寻求将单个连接点隔离以用于测试，以便可将测试通过或失效归因于单个连接。当一个部件具有两个或更多个不能单独隔离的连接时，这些部件可以是也可以不是实施例的目标，这取决于为进行测试而寻求的特异性水平。因此，例如，如果可重新连接整个部件，则可测试该部件，即使不能隔离部件的每个连接以用于使用本文教导的技术来进行测试。

图3示出了如在一些实施例中可以采用的工件测试过程要素。标签310规定实施例可包括将工件定位到测试区域中。该定位可手动完成或自动完成，并且可在制造期间、制造接近完成时以及在安装之前完成。工件可为具有多个焊接电连接或机械电连接的光伏层压板，以及具有焊接电连接或机械电连接的其他装置。标签320规定，实施例可包括使用一种或多种测试方法(例如，时域反射法(TDR)、机械搅动、电流/电压负载(暗IV)和热/红外检查)对工件进行正向电流偏置测试。这些测试方法可以各种序列进行，并且在一些实施例中，可使用仅一种或两种或三种方法。正向电流偏置可由测试***管理器提供和管理。同样，测试和分析可由测试***管理器进行。标签330规定，实施例可包括使用一种或多种测试方法(例如，时域反射法、机械搅动、电流/电压负载和红外检查)进行反向电偏置测试。与320一样，可使用测试方法中的一种或多种由测试***管理器来进行反向电偏置测试。标签340规定，实施例可包括确定所测工件中的一个或多个电连接的充分性，并且标签350表明这些确定可使用一种或多种测试方法导致工件中的一个或多个电连接通过或失效。如在360处所示，如果在一种或多种测试方法下发生失效，则测试***管理器可对是否要修复或丢弃工件提出建议或确定。如在370处所示，如果工件通过，则该工件可识别为适合于下一制造步骤、装运和/或安装。

图4示出了如在一些实施例中可以采用的用于时域反射法(TDR)工件测试的过程要素。如在400处所示，实施例可以连接一个工件以开始进行TDR测试之后，如在410处所示，可生成一个或多个单频率的振荡信号或不同频率(即，扩频)的多个振荡信号并将它们置于工件上。如在420/430处所示，实施例还可包括将正向电偏置置于工件上并观察反射信号，以及将反向电偏置置于工件上并观察反射信号。如在440处所示，可使用观察到的反射信号以确定工件中一个或多个电连接的操作状态，并且如果发生失效，则可在一种或多种测试方法下确定是否修复或丢弃工件，如在450处所示。相比之下，如在460处所示，如果工件通过，则该工件可识别为适合于下一制造步骤、装运和/或安装。

图5示出了如在一些实施例中可以采用的用于非照明电流/电压(暗IV)工件测试的过程要素。如在500处所示，可连接工件以进行非照明电流/电压测试。一旦连接，就可跨工件的一个或多个二极管施加测试电流或测试电压，如在510处所示。如在520处所示，可将正向电偏置置于工件上，随后观察所施加的电流或电压的任何变化。类似地，但相反地，如在530处所示，也可将反向电偏置置于工件上，随后观察在这种类型的负载期间所施加的电流或电压的任何变化。如在540处所示，可观察电流或电压的观察到的变化，以便确定工件中一个或多个电连接的操作状态。如在550处所示，如果在一种或多种测试方法下发生失效，则可确定是否要修复或丢弃工件。如在560处所示，如果工件通过，则该工件可识别为适合于下一制造步骤、装运和/或安装。

图6示出了如在一些实施例中可以采用的用于红外工件测试的过程要素。如在600处所示，可连接工件以进行红外或其他热谱测试。一旦连接，如在610处所示，就可将正向偏置电流置于工件上，并且可观察一个或多个所测电连接的红外特征或其他热特征。而且，在不同的时间，如在620处所示，也可将反向偏置电流置于工件上，并且可观察一个或多个所测电连接的红外特征或其他热特征。测试***管理器以及操作员可观察红外特征或其他热特征，并使用它们以确定工件中的一个或多个电连接的操作状态。这些观察可包括实时的以及来自所存储数据的热观察、电阻测量、电感测量。可将这些观察结果与已知基准进行比较，以确定所测结是满足还是不满足预期性能标准。例如，预期温度额定值或预期电阻或预期阻抗。如在640处所示，如果在一种或多种测试方法下发生失效，则可确定是否要修复或丢弃工件。相比之下，如在650处所示，如果工件通过，则该工件可识别为适合于下一制造步骤、装运和/或安装。

图7示出了如在一些实施例中可以采用的用于机械搅动工件测试的过程要素。该图示出了实施例可包括：施加正向偏置(710)；测量所得电压(720)；以及确定基线电压(730)。然后，可施加测试方法，在此为机械搅动(740)，随后以比所施加的电压频率大至少10倍的采样频率进行测试，并且观察电压变化(760)。还可施加反向偏置(770)，随后进行测量(780)，并且确定基线电压(790)。作为反向偏置方向，基线电压反映了二极管功能。来自本文的机械搅动(791)或其他测试方法可遵循基线确定。以比所施加的电压频率大至少10倍的采样频率进行测试，并且观察电压变化(793)。

图8示出了根据一些实施例的示例性测试***管理器800。测试***管理器800可在单个装置中采用，也可跨多个装置采用。***管理器800可包括一个或多个连接总线894以及多频电压发生器810、电源820、微控制器830、RAM/ROM 840、电压和电流传感器输入/输出891、电压测量模块850、电流测量模块850、输出和读出部件892、输入/输出控件860、热/红外传感器输入/输出870、存储装置880、振动发生器890和运动控制模块893。输出和读出部件可包括光学显示器、屏幕和音频扬声器。存储装置880可存储用于微控制器830执行本文所描述的动作中的一个或多个的指令。这些动作可包括发送偏置电压和电流、读取传感器输入、向传感器提供指令、提供用于移动的指令、提供输出以及本文教导的各种其他动作、过程和功能。

尽管上面已经描述了具体实施例，但即使相对于特定的特征仅描述了单个实施例，这些实施例也并非旨在限制本公开的范围。除非另有说明，否则本公开中所提供的特征的实例旨在为示例性的而非限制性的。以上描述旨在涵盖将对本领域的技术人员显而易见的具有本公开的有益效果的那些替代形式、修改形式和等效形式。

本公开的范围包含本文所公开的任何特征或特征组合(明示或暗示)，或其任何概括，不管它是否减轻本文所解决的任何或全部问题。因此，可以在本申请(或要求其优先权的申请)的审查过程期间针对任何此类特征组合提出新的权利要求。特别地，参考所附权利要求书，来自从属权利要求的特征可与独立权利要求的那些特征相结合，来自相应的独立权利要求的特征可以按任何适当的方式组合，而并非只是以所附权利要求中枚举的特定形式组合。

Claims (20)

1.一种电通路间歇性故障检测***，其包括：

电通路测试器，所述电通路测试器包括外露的直接接触振动发生器、热传感器或多频电压发生器中的至少一者；

外露的电传感器；

电力电源；以及

微控制器，

其中使用来自所述电通路测试器的输出，所述微控制器配置为：确定在光伏层压板的灌封接线盒中是否存在间歇性电通路，并在检测到间歇性电通路时提供信号。

2.根据权利要求1所述的***，其中所述振动发生器配置为生成跨一定频率范围的振动，

其中所述电源配置为向所述振动发生器提供电力，

其中所述微控制器进一步配置为虑及当所述振动发生器与光伏层压板接触时所述振动发生器的当前振动频率，并且进一步配置为虑及当所述振动发生器与所述光伏层压板接触时从所述光伏层压板采样的电压，所虑及的电压的采样率快于所述当前振动频率，并且

其中所述微控制器进一步配置为将所述采样的电压与目标电压进行比较，以确定在所述光伏层压板中是否存在间歇性电通路，并在检测到间歇性电通路时提供信号。

3.根据权利要求2所述的***，其还包括共享总线，所述共享总线耦接至以下项中的两个或更多个：所述振动发生器、所述电压传感器、所述电源和所述微控制器。

4.根据权利要求2所述的***，其中预设振动频率为所述所虑及的电压的采样率的所述频率的十分之一或更小。

5.根据权利要求2所述的***，其中所述目标电压是预定的、针对所述光伏层压板校准的，并且在0.002伏至60伏的范围内。

6.根据权利要求2所述的***，其中所述从所述光伏层压板采样的电压首先由正向偏置电流和反向偏置电流产生，所述电流由所述电源提供，所述正向偏置电流用于检测所述光伏层压板中的焊接失效，所述反向偏置电流用于检测所述光伏层压板中的二极管失效。

7.根据权利要求2所述的***，其中当检测到间歇性电通路时，所述信号处于20Hz至20000Hz的听觉频率范围内。

8.根据权利要求2所述的***，其中所述振动发生器安装在自动臂上。

9.一种电通路间歇性故障检测装置，其包括：

热成像传感器；

电传感器；

电力电源；以及

微控制器，

其中所述微控制器配置为在第一时间段内通过灌封电连接施加正向偏置电流，以及在第二时间段内通过所述灌封电连接施加反向偏置电流，

其中所述微控制器进一步配置为报告由所述热成像传感器在所述第一时间段期间和所述第二时间段期间观察到的信息。

10.根据权利要求9所述的装置，其中工件为光伏层压板，并且所述灌封电连接位于接线盒中。

11.根据权利要求9所述的装置，其中所述热成像传感器为红外传感器。

12.根据权利要求9所述的装置，其中所述电连接具有最大电流，并且所述正向偏置电流和所述反向偏置电流不超过所述最大电流。

13.根据权利要求9所述的装置，其中所述第一时间段和所述第二时间段不重合并且各自时长不超过十秒。

14.根据权利要求9所述的装置，其中所述第一时间段在所述第二时间段之后发生。

15.根据权利要求9所述的装置，其中所述第一时间段在所述第二时间段之前发生。

16.一种电通路间歇性故障检测的过程，其包括：

提供外露的直接接触振动发生器、热传感器或多频电压发生器；

提供多个电传感器；

提供电力电源；以及

提供微控制器，

其中所述微控制器配置为：确定在光伏层压板的灌封接线盒中是否存在间歇性电通路，并在检测到间歇性电通路时提供听觉或视觉信号中的至少一者。

17.根据权利要求16所述的过程，其中所述振动发生器和所述热传感器安装在自动臂上。

18.根据权利要求17所述的过程，其中所述自动臂配置为从所述微处理器接收指令。

19.根据权利要求16所述的过程，其进一步包括向所述光伏层压板施加正向电流偏置以及向所述光伏层压板施加反向电流偏置，并且其中所述正向电流偏置的值和所述反向电流偏置的值是使用包括4线电阻测量电路的测试***管理器来确定的。

20.根据权利要求19所述的过程，其中施加所述正向电流偏置和所述反向电流偏置达相同的时间量，但并非在同一时间段施加。

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