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组件电气布局

电气布局定义组件内电池的接线方式。 这包括电路拓扑(电池串如何连接)、连接器行配置、旁路二极管配置以及任何附加的电阻元件。 这些输入位于输入 → 组件标签页的电路部分。

电池的物理排列(电池形状、尺寸、间距和电池组)在同一标签页的几何形状部分中配置,详见组件电池布局页面。 几何输入中的电池间距也会影响用于串联电阻计算的带状导线长度。仅包括电池间距——由电池分组产生的额外空白不会影响串联电阻。

电路类型决定了组件内电池的接线拓扑。以下选项可用:

  • 垂直串:晶硅组件的标准布局。电池排列在列中,每列被分成串联连接的子串。连接器行分隔子串并定义旁路二极管保护区域。这是默认和最常用的选项。

  • 水平串:电池在水平串中串联连接,多个串并联连接的布局。这通常用于薄膜组件。

垂直串电路布局

水平串电路布局

左:垂直串——电池在垂直列中串联连接。右:水平串——电池在水平行中串联连接。

对于垂直串电路类型,会显示连接器行输入。这定义了电路中水平连接器行的数量,决定了列中的电池如何被分成子串。

具有 NN 个连接器行的组件,每列有 N1N - 1 个子串。例如,具有 2 个连接器行的组件有一行连接器将每列分成 2 个子串,每个子串受其自身旁路二极管保护。

下图显示了 6 列组件的两种常见配置:

2 个连接器行的电路
3 个连接器行的电路

左:2 个连接器行(橙色高亮)——每列有 1 个子串。右:3 个连接器行(橙色高亮)——每列被分成 2 个子串,每个子串受旁路二极管保护。

该值通过递增/递减按钮调整。最小值为 2(不分割)。最大值为组件中的电池行数 + 1。

对于垂直串布局,会显示一个交互式电路图,展示组件的接线拓扑。该图显示:

  • 电池串:带有箭头指示电流流向(向上或向下)的垂直电池列
  • 连接器:串之间的接线元件,显示为旁路二极管、电阻器、开路或端子

电路图是交互式的。不同元件对点击的响应如下:

内部连接器 — 点击内部连接器将其选中,以橙色边框高亮显示。电路图下方会出现编辑面板,其中包含类型下拉菜单,提供以下选项:

  • 旁路二极管 ← / 旁路二极管 → — 连接器用作旁路二极管。箭头表示正向偏置下的电流流向。二极管使用旁路二极管部分中配置的相同模型参数。
  • 开路 — 连接器断开,无电流通过。
  • 电阻器 — 连接器用作纯电阻连接。电阻输入固定为 0 Ω,反映短路条件。

再次点击已选中的连接器将取消选中并隐藏编辑面板。

电池串可以点击以切换电流流向。

端子指示组件电路的正极和负极连接点。正极端子出现在连接器网格的第一列,负极端子出现在最后一列。要重新定位端子,请在同一列中点击不同的连接器——端子移动到点击的位置,之前的位置重置为开路。电路中始终恰好有一个正极端子和一个负极端子。

当组件每个子串有很多电池时,电路图默认显示压缩视图。选中显示完整电路可展开图表以显示每个单独的电池。对于非常大的电池数量,可能无法良好渲染。

对于垂直串布局,可以在电路中插入或删除短路列:

  • 选中添加列以在现有列之间的插入点显示”+“按钮
  • 选中删除列以在现有短路列上显示”−“按钮

这些短路列代表电路中的附加电流路径(例如,用于模拟互连汇流条或替代接线方案)。

点击添加列中的串元件将其选中,以橙色边框高亮显示。电路图下方会出现串组件编辑面板,其中包含类型下拉菜单,提供以下选项:

  • 总线电阻器 — 串用作纯电阻连接。电阻输入设置欧姆电阻值。电阻为 0 Ω 代表完美短路(理想汇流条)。这是新列的默认值。
  • 旁路二极管 ▲(向上)/ 旁路二极管 ▼(向下)— 串用作带有关联串联电阻的旁路二极管。二极管使用旁路二极管部分中配置的相同模型参数。显示串联电阻输入以设置与二极管串联的电阻。
  • 开路 — 串断开,无电流通过。

再次点击已选中的串将取消选中并隐藏编辑面板。

添加了短路列并显示电阻输入的电路

在电池列之间插入的短路列,显示了所选串的串组件编辑器。

组件中的每个子串都受到旁路二极管的保护。旁路二极管模型可以配置为简单SPICE level 1。有关完整方程,请参阅旁路二极管模型技术参考。

简单旁路二极管模型使用两个参数:

参数符号描述饱和电流, ISBI_{SB}, 二极管饱和电流理想因子, NBN_B, 二极管理想因子

SPICE level 1 模型提供更多参数以实现更准确的二极管表征:

参数符号描述饱和电流, ISBI_{SB}, 二极管饱和电流理想因子, NBN_B, 二极管理想因子串联电阻, RSBR_{SB}, 二极管串联电阻击穿电压, BV, 二极管反向击穿电压击穿电流, IBVI_{BV}, 击穿电压处的电流带隙电压, EG, 半导体带隙电压IS 温度指数, XTI, 饱和电流的温度指数

点击 → get bypass diode IV(T) 以计算并导出多个温度下的旁路二极管 IV 曲线为 CSV 文件。这包括正向和反向偏置特性。