一种基于高频脉冲焊接的电池组及启动电源的制作方法

本发明涉及一种基于高频脉冲焊接的电池组及启动电源。

背景技术：

电池出厂后，端部设有极耳，使用电池时，需要将极耳与外部导线连接，或者将多片电池进行串并联形成电池组后再与外部导线焊接，这就涉及到电池极耳的焊接问题。

现有常用的电池组，是采用电烙铁和焊锡进行人工焊接，这种焊接方法存在的最大的问题是焊接时间较长，在操作过程中，电池本体必需承受烙铁焊接时的高温传导，极容易使电池受到内部伤害，从而影响产品整体(如移动电源，启动电源等)的寿命。

另外，这种采用焊锡焊接的方式，效率较低，且容易造成虚焊，从而影响产品质量。

传统焊锡工艺操作时难控制，需要由熟炼的操作员工才能操作，操作不当，会对电池造成高温伤害(高温由焊接的烙铁经极耳传导而进)。

另外，现有技术中还存在一种基于铆钉连接极耳的方式，参见中国专利公开号为cn204204977u的一种锂离子电池组(申请号201420736383.4)；该专利中，极耳之间通过铆钉连接，极耳与引出导线也通过铆钉连接，这种方法虽然解决了电芯耐受高温的问题，但是工艺较为复杂，需要开设通孔，需要使用铆钉部件，因而实施成本高，效率低。不适合推广使用。

因此，有必要设计一种新的电池组及启动电源。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种基于高频脉冲焊接的电池组及启动电源，该基于高频脉冲焊接的电池组及启动电源易于实施，质量稳定。

发明的技术解决方案如下：

一种基于高频脉冲焊接的电池组，所述电池组包括多个电池单体，每一个电池单体具有两个极耳；

电池组整体的正极耳和负极耳分别通过2个连接片接2条引出导线；

相邻电池单体的极耳基于高频脉冲方式焊接。具体为采用hantech-ii型高频焊接设备焊接，该设备又称为碰焊机。

引出导线上焊接或压接有连接片，连接片与正极耳以及连接片与负极耳均通过高频脉冲方式焊接。

连接片为合金片或镍片。

连接片与引出导线之间通过焊锡焊接。

相邻电池单体之间设有用于隔开极耳的绝缘片。

绝缘片为软质的绝缘片，具体可以采用耐高温的橡胶或耐高温的海绵，

绝缘片粘接在相邻的电池单体之间。

多个电池单体串联。电池为锂离子电池或铅酸电池，或其他可充电电池。

电池组还连接有恒流充电电路。

所述的电池组由多块电池单体串联而成。一般是2-10块电池串联。

一种启动电源，包括所述的电池组。

这种电池组的连接方法如下：

(1)电池的连接方法如下；将引出导线与连接片焊接或压接后再将连接片与电池的极耳焊接；

(2)电池组的连接方法

包括极耳之间的焊接以及极耳与引出导线与极耳之间的焊接；

引出导线与极耳之间的焊接是指将引出导线与连接片焊接或压接后再与电池的极耳焊接。

所述的连接片与极耳之间的焊接是采用高频脉冲焊接，采用高频焊接设备实施焊接。

所述的极耳与极耳之间的焊接是采用高频脉冲焊接。

所述的连接片为合金片，优选为镍片。

连接片与引出导线之间的焊接采用焊锡焊接。

组成电池组的电池单体之间设有用于隔开极耳的绝缘片。

绝缘片为软质的绝缘片，绝缘片粘接在相邻的电池单体之间。

所述的电池组由多块电池单体串联而成。一般是3-5块电池串联。

所述的电池单体为锂离子电池或铅酸电池。

电池组还连接有恒流充电电路。

如图2，绝缘片为l型，竖向伸出的那一部分挡住极耳，防止极耳短路，横向的部分设有粘胶，粘结相邻的电池单体之间，起固定作用。

有益效果：

本发明的基于高频脉冲焊接的电池组及启动电源，具有以下优点：

(1)焊接时间短，先将引出导线与镍片用焊锡焊接后再将镍片与极耳采用高频脉冲焊接，由于高频碰焊时间短，一般1-2秒内解决问题，且不会产生高温，避免电池耐受高温，保障电池受到损伤，提高产品的良品率。

(2)采用高频焊接可靠性高，能有效避免虚焊，保障焊接质量，焊接部内阻小，稳定性好。有利于电池组稳定工作。

(3)本发明的电池组的连接端子的连接效率高，相比人工电烙铁焊接以及铆接的方式，效率有极大的提升。

总而言之，这种电池组及启动电源易于实施，可靠性高，能避免电池受到伤害，效率高，适合推广实施。

附图说明

图1为电池组焊接示意图；

图2为绝缘片结构示意图；

图3为引出导线与极耳焊接前时的示意图；

图4为引出导线与极耳焊接后的示意图；

图5为恒流电路示意图；

图6位恒流电路原理图。

标号说明：1-电池单体，2-极耳，3-连接片，4-焊锡点，5-导线金属端，6-引出导线，7-绝缘片。

具体实施方式

以下将结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明：

实施例1：如图1～4，一种基于高频脉冲焊接的电池组，所述电池组包括多个电池单体，每一个电池单体具有两个极耳；

电池组整体的正极耳和负极耳分别通过2个连接片接2条引出导线；

相邻电池单体的极耳基于高频脉冲方式焊接。

引出导线上焊接或压接有连接片，连接片与正极耳以及连接片与负极耳均通过高频脉冲方式焊接。

连接片为合金片或镍片。

连接片与引出导线之间通过焊锡焊接。

相邻电池单体之间设有用于隔开极耳的绝缘片。

绝缘片为软质的绝缘片。

绝缘片粘接在相邻的电池单体之间。

电池组还连接有恒流充电电路。

一种启动电源，包括所述的电池组。

所述的电池组由多块电池单体串联而成。一般是3-5块电池串联。

如图2，绝缘片为l型，竖向伸出的那一部分挡住极耳，防止极耳短路，横向的部分设有粘胶，粘结相邻的电池单体之间，起固定作用。

如图3-4，焊接步骤如下：

1.先将电线剥出约2mm-20mm的金属端

2.将连接片(如镍片或合金片)与金属端对接并使用电烙铁和焊锡焊接

3.将连接片的另一端与极耳重叠；

3.用脉冲金属点焊治具(高频脉冲焊接机)将极耳与连接片焊接在一起。步骤2中，也可以是电线端部直接压接一个作为金属端子的连接片；再将连接片通过高频脉冲焊接到极耳上。

如图5-6，恒流充电电路中，各元件或标号说明：

vin+-----输入电源正极。

vin------输入电源负极。

vout+-----输出电源正极。

vout-----输出电源负极。

vref+-----参考电源的正极

c1为输入滤波电容。

c2为输出滤波电容。

c3为电流采样反馈滤波。

r1，r2，r5，c3组成电流采样反馈线路。

r3，r4，为电压采样反馈电路。

d1为隔离二级管。

工作原理说明：

采用稳定参考电源作为基准电压，采用r1，r2，r5分压得到与fb相等的电压，从而通过fb去调整dcdcic的内部pwm而控制输出电流的大小。例如，当输出电流变大，在取样电阻r5上的电压就会升高，由于vrfe+是固定的值，从而是fb电压变大，fb变大，占空比就会减少，从而是输出电流减少，而完成一个完整的反馈，达到稳定电流输出的目的。

恒流计算：

设r5上流过电流产生的电压为vio，输出电流为io

参考电压为vref+＝2.5v，

fb电压为vfb＝0.6v，

r5＝0.1ω，r1＝40kω，r2＝10kω

则：

vio＝io*r5

vfb＝vio+((vref+-vio)*r2/(r1+r2))

计算得：

io＝(vfb*(r1+r2)-r2*vref+)/ri*r5

如果取k＝(vfb*(r1+r2)-r2*vref+)/r1则等式

io＝k/r5

从计算公式看，io输出电流与输出电压和输入电压没有任何关系，只与vfb.r1，r2，vref有关，而这些参数在具体的设计中，它们都是固定的(vfb在稳态时是固定的，对于芯片fp7192恒压芯片，其稳态值为0.6v)，所以k必然为一个固定的值，所以算式：

io＝k/r5具有极好的线性度，及具有优良的可控性。

把上面的参数赋予上面设定的具体值可得：

io＝(vfb*(r1+r2)-r2*vref+)/r1*r5

＝(0.6*(40+10)-10*2.5)/40*0.1

＝1.25a

从以上的等式中可以看到，此方案引入固定的vref+，从而使io变成一个只与r5取样电阻成线性关系的等式，使io变成恒定，从而达到恒流的目的。

本方案中的恒流电路的特点如下：

1.使用稳定固定vref+电压，便于精度的控制和稳定性控制。

2.使用将电流采样变成电阻分压反馈，更简单可靠。

3.适用性广，任何需要恒流的线路都可以使用。

成本大幅降低，成本为使用ic恒流方案的1/3。