盖板、焊接系统及焊接方法与流程

本发明涉及电池技术领域，具体而言，涉及一种盖板、焊接系统及焊接方法。

背景技术：

目前电池模组是新能源汽车的核心零部件，电池模组焊接过程中涉及的技术十分广泛，比如，电阻焊、超声焊、激光焊等。焊接方法的选用直接影响电池的生产成本、使用的安全性和质量的可靠性。新能源电池模组中单体电池的焊接方法成为一个重点研究问题。

其中，激光焊接具有焊材损耗小、被焊工件变形小、设备性能稳定易操作、焊接质量高及自动化程度高等特点，其工艺上的优势是其他焊接方式无法比拟的，因而激光焊接方案已经成为电池模组焊接主流方案。然而目前的激光焊接方案中，存在焊接缺陷、需要中途更换盖板等不足。

技术实现要素：

为了克服现有技术中的上述不足，本发明实施例的目的在于提供一种盖板、焊接系统及焊接方法，其能够在将盖板置于需要焊接的电池模组上时，压头在重力作用下移动，从而将电池模组中的电极片及单体电池吸附在一起，进而进行激光焊接。由此，避免焊接缺陷，保证产品焊接品质的一致性，中途不需要更换不同种类的焊接盖板，提高了生产效率，并降低了制造成本。

本发明实施例提供一种盖板，所述盖板包括盖板本体及压头，

所述压头活动设置在所述盖板本体上，可沿与所述盖板本体垂直的方向运动；

所述压头远离所述盖板本体的一端设置有磁铁，所述磁铁用于将单体电池与电极片吸附在一起，以进行激光焊接。

在本发明实施例中，所述盖板还包括轴套，

所述盖板本体上设置有轴套固定孔，所述轴套设置在所述轴套固定孔内与所述盖板本体固定连接；

所述压头活动设置在所述轴套内，所述压头可相对于所述轴套沿与所述盖板本体垂直的方向运动。

在本发明实施例中，所述压头为锥形，所述压头包括第一连接部、第二连接部，

所述第一连接部与所述轴套内壁接触；

所述第二连接部设置于所述压头远离所述盖板本体的一端，所述磁铁设置在第二连接部的自由端。

在本发明实施例中，所述第一连接部及磁铁的中空形状为圆柱形，

所述第一连接部的内径大于所述磁铁的内径，所述第一连接部的外径小于所述轴套固定孔的孔径；

所述第二连接部一端的内径与所述第一连接部的内径相同，所述第二连接部另一端的与所述磁铁的内径相同；

所述第一连接部、第二连接部及磁铁之间连通。

在本发明实施例中，所述磁铁的外径与所述单体电池的直径匹配。

在本发明实施例中，所述盖板本体由绝缘材料制成。

本发明实施例还提供一种焊接系统，所述系统包括电池模组及上述任一项所述的盖板，

所述电池模组包括电极片及单体电池，所述电极片设置在所述单体电池表面；

所述单体电池包括金属外壳；

所述盖板与所述电池模组接触，所述压头在重力作用下沿与所述盖板本体垂直的方向运动，所述压头上的磁铁将所述电极片及单体电池吸附在一起，以进行激光焊接。

在本发明实施例中，轴套固定孔设置在与所述电池模组中的单体电池对应的位置处，所述轴套固定孔的数量与所述电池模组的单体电池的数量匹配。

在本发明实施例中，所述电池模组还包括固定板及集流板，

所述电极片设置在所述单体电池与所述固定板之间；

所述固定板上设置有多个用于固定所述单体电池的第一通孔；

所述磁铁的外径小于所述第一通孔的孔径；

所述集流板设置在所述固定板与所述电极片之间；

所述集流板上设置有多个第二通孔，所述磁铁的外径小于所述第二通孔的孔径。

本发明实施例还提供一种焊接方法，应用于上述任一项所述的焊接系统，所述方法包括：

将所述盖板置于所述电池模组上，以使所述压头上的磁铁在重力作用下朝向所述单体电池移动，将所述单体电池与所述电极片吸附在一起；

利用焊接仪器将所述单体电池与所述电极片焊接在一起。

相对于现有技术而言，本发明具有以下有益效果：

本发明实施例提供一种盖板、焊接系统及焊接方法。所述盖板包括盖板本体及压头。所述压头活动设置在所述盖板本体上，可沿与所述盖板本体垂直的方向运动。所述压头远离所述盖板本体的一端设置有磁铁，所述磁铁用于将单体电池与电极片吸附在一起，以进行激光焊接。将所述盖板置于需要焊接的电池模组上，所述压头在重力作用下移动，所述压头上的磁铁将电池模组中的电极片及单体电池吸附在一起，进而进行激光焊接。由此，避免焊接缺陷，保证产品焊接品质的一致性，中途不需要更换不同种类的焊接盖板，提高了生产效率，并降低了制造成本。

为使发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举本发明较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对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发明的某些实施例，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是本发明实施例提供的盖板的结构示意图。

图2是图1中I部的放大示意图。

图3是本发明实施例提供的压头的结构示意图。

图4是本发明实施例提供的焊接系统的示意图。

图5是本发明实施例提供的电池模组的示意图。

图6是本发明实施例提供的电极片的结构示意图。

图7是本发明实施例提供的焊接方法的流程示意图。

图标：10-焊接系统；100-盖板；110-盖板本体；112-轴套固定孔；120-压头；121-第一连接部；122-第二连接部；125-磁铁；130-轴套；200-电池模组；201-单体电池；220-电极片；221-焊接位置；230-固定板；240-集流板。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明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发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

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。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“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，或者是该发明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发明和简化描述，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发明的限制。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”、“悬垂”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。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“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发明中的具体含义。

下面结合附图，对本发明的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

请参照图1及图2，图1是本发明实施例提供的盖板100的结构示意图，图2是图1中I部的放大示意图。所述盖板100可以包括盖板本体110及压头120。所述压头120活动设置在所述盖板本体110上，可沿与所述盖板本体110垂直的方向运动。所述压头120远离所述盖板本体110的一端设置有磁铁125，所述磁铁125用于将单体电池201与电极片220吸附在一起，以进行激光焊接。通过所述磁铁125的吸附作用，可以避免由于单体电池201与电极片220装配间隙精度达不到要求造成的焊接缺陷，保证了产品焊接品质的一致性。同时，在焊接过程中不需要由于电池模组200形状不同、集流板240不同等原因更换不同种类的焊接盖板100，因此，提高了生产效率，降低了制造成本。

其中，所述盖板本体110由绝缘材料制成。由于电木具有较高的机械强度、良好的绝缘性，耐热、耐腐蚀，因此在本实施例的一种实施方式中，所述盖板本体110采用电木制成。

在本实施例中，所述盖板100还可以包括轴套130。所述盖板本体110上设置有轴套固定孔112。所述轴套130为环状结构，所述轴套130的外径小于所述轴套固定孔112的孔径。所述轴套130设置在所述轴套固定孔112内，与所述盖板本体110固定连接。所述压头120设置在所述轴套130内，所述压头120可以相对于所述轴套130沿与所述盖板本体110垂直的方向运动。

请参照图3，图3是本发明实施例提供的压头120的结构示意图。所述压头120为锥形。所述压头120可以包括第一连接部121及第二连接部122。所述第一连接部121与所述轴套130的内壁接触，所述第二连接部122设置在所述压头120远离所述盖板本体110的一端。其中，所述磁铁125设置在所述第二连接部122的自由端，也就是说，所述磁铁125设置在所述压头120的锥度面。

在本实施例的实施方式中，所述压头120可以是实心结构、中空结构等，所述磁铁125可以为实心结构、环状结构等。所述压头120及所述磁铁125的结构可以根据实际需求进行设定。

在本实施例的一种实施方式中，所述压头120为薄壁压头，可节省制作压头120的材料，同时依然可以保证吸附效果。所述第一连接部121及所述磁铁125为中空结构，中空形状为圆柱形。

所述第一连接部121的内径大于所述磁铁125的内径。其中，所述第一连接部121的外径小于所述轴套固定孔112的孔径，以便将所述压头120活动设置在所述盖板本体110上。所述第二连接部122与所述第一连接部121相连的一端的内径与所述第一连接部121的内径相同，所述第二连接部122与所述磁铁125连接的一端的内径与所述磁铁125的内径相同。所述第一连接部121、第二连接部122及磁铁125之间连通。

其中，所述磁铁125的外径与单体电池201的直径匹配。通过设置所述磁铁125的外径与单体电池201的直径匹配，使得所述磁铁125将单体电池201与电极片220吸附在一起的效果更好，从而更好地保证激光焊接效果。

请参照图4及图5，图4是本发明实施例提供的焊接系统10的示意图，图5是本发明实施例提供的电池模组200的示意图。所述焊接系统10包括电池模组200及所述盖板100。所述电池模组200可包括电极片220及单体电池201，所述电极片220可以设置在所述单体电池201的负极表面。所述单体电池201包括金属外壳。所述盖板100与所述电池模组200接触，其中，所述盖板100上的压头120朝向所述电池模组200。

将所述盖板100置于所述电池模组200上后，所述压头120在重力作用下朝向所述单体电池201移动。由于所述电极片220设置在所述单体电池201表面，因此，所述压头120上的磁铁125自动将所述电极片220与所述单体电池201的待焊接面吸附在一起，再利用焊接仪器将所述电极片220与单体电池201焊接在一起，从而保证焊接产品质量得到双重防护。在焊接完成后，将所述盖板100移除，以利用所述盖板100对其他电池模组200进行激光焊接。

在本实施例中，所述轴套固定孔112设置在于所述电池模组200中的单体电池201对应的位置处。通过上述设置，使得所述压头120可以正对所述单体电池201的待焊接面，从而使得所述磁铁125将所述电极片220与所述单体电池201吸附在一起。

在本实施例中，所述轴套固定孔112的数量与所述电池模组200的单体电池201的数量匹配。在图4中，所述盖板100上轴套固定孔112的数量与两个电池模组200包括的单体电池201的数量相同。在实际应用中，可以根据实际情况设置所述盖板100的轴套固定孔112的数量。

请再次参照图5，所述电池模组200还可以包括固定板230。所述电极片220设置在所述单体电池201与所述固定板230之间。所述固定板230上设置有多个用于固定所述单体电池201的第一通孔。可选地，所述固定板230为两个，通过所述第一通孔，可使所述单体电池201卡固在两个固定板230之间。其中，所述磁铁125的外径小于所述第一通孔的孔径，以使所述磁铁125可以穿过所述固定板230吸附所述单体电池201及电极片220。

可选地，比如所述单体电池201为圆柱状电池，所述第一通孔可以为阶梯孔。优选地，靠近所述单体电池201的一侧的阶梯孔的孔径略大于所述单体电池201的直径，远离所述单体电池201一侧的阶梯孔的孔径略小于所述单体电池201的直径。由此可以使得固定效果更好。

请参照图6，图6是本发明实施例提供的电极片220的结构示意图。所述电极片220上包括焊接位置221。所述磁铁125将所述焊接位置221与所述单体电池201的待焊接面吸附在一起。其中，所述焊接位置221设置在与所述电池模组200中的单体电池201对应的位置处，以保证焊接效果。

请再次参照图5，所述电池模组200还可以包括集流板240。所述集流板240设置在所述固定板230与所述电极片220之间。所述集流板240上设置有多个第二通孔。所述磁铁125的外径小于所述第二通孔的孔径，以便所述磁铁125可以穿过所述集流板240吸附所述单体电池201及电极片220。

由于所述盖板100、集流板240等上的通孔均与电池模组200中的单体电池201对应设置，因此，在焊接时，不需要由于模组形状、单体电池201正负极、集流板240等不同而更换不同类型的焊接盖板100，盖板100的通用性强。通过上述设置，使得焊接操作过程简便效率高，同时大大提高了激光焊接产品的质量，避免了传统工艺无法有效控制激光焊接率不良的情况。

请参照图7，图7是本发明实施例提供的焊接方法的流程示意图。所述方法应用于所述焊接系统10。所述方法可以包括步骤S110及步骤S120。

步骤S110，将所述盖板100置于所述电池模组200上，以使所述压头120上的磁铁125在重力作用下朝向所述单体电池201移动，将所述单体电池201与所述电极片220吸附在一起。

步骤S120，利用焊接仪器将所述单体电池201与所述电极片220焊接在一起。

在本实施例中，将所述盖板100置于所述电池模组200需要焊接的电池组面。所述盖板100上的所述压头120顺着所述轴套130在重力作用下移动。所述压头120上嵌设的磁铁125感应至所述单体电池201的待焊接面的金属外壳时会自动将所述电极片220与所述单体电池201吸附在一起。再利用焊接仪器(比如，激光焊接机)将所述电极片220与单体电池201焊接在一起。整个焊接过程简单明了，操作方便，大大提搞了激光焊接产品的质量以及焊接效率。

综上所述，本发明实施例提供一种盖板、焊接系统及焊接方法。所述盖板包括盖板本体及压头。所述压头活动设置在所述盖板本体上，可沿与所述盖板本体垂直的方向运动。所述压头远离所述盖板本体的一端设置有磁铁，所述磁铁用于将单体电池与电极片吸附在一起，以进行激光焊接。将所述盖板置于需要焊接的电池模组上，所述压头在重力作用下移动，从而将电池模组中的电极片及单体电池吸附在一起，进而进行激光焊接。由此，避免焊接缺陷，保证产品焊接品质的一致性，中途不需要更换不同种类的焊接盖板，提高了生产效率，并降低了制造成本。

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