电池模组的焊接方法与流程

本发明涉及电池技术领域，尤其是涉及一种电池模组的焊接方法。

背景技术：

相关技术中，在电池包中，多个电池模组通过汇流排串联起来，以输出更高的电压。汇流排与电芯的连接，可以采用铆接、螺栓连接、焊接等方式。铆接和螺栓连接的接头可靠性不够，可能因振动而出现松动，进而造成电池包内阻增大，引起热失效等安全性问题。

也就是说，电池模组更多的采用焊接的方式将多个电池模组电连接成电池包，但是在电池模组的焊接过程中，需要焊接数十道甚至上百道焊缝，对焊接质量的稳定性以及一致性的要求极高，且一旦多到焊缝中的任一道出现焊接不良，都可能导致整个电池模组的不良、甚至于报废。

技术实现要素：

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出.一种电池模组的焊接方法，所述焊接方法可以兼顾焊接质量与焊接效率，保证焊接质量的稳定性和一致性。

根据本发明实施例的电池模组的焊接方法包括至少如下步骤：将与电池的第一极柱连接的第一汇流排和与电池的第二极柱连接的第二汇流排划分为多个区域；依次将每个区域中的第一汇流排与对应的第一极柱焊接、第二汇流排与对应的第二极柱焊接；直至所有的区域中的第一汇流排与对应的第一极柱焊接、第二汇流排与对应的第二极柱焊接。

根据本发明实施例的电池模组的焊接方法，不仅可以提高焊接效率、简化焊接程序，而且可以使第一汇流排与第二汇流排相对的区域的焊接一致性、稳定性更高。也就是说，兼顾焊接效率与焊接质量。

根据本发明的一些实施例，每个所述区域中焊接的第一极柱的数量相同，每个所述区域中焊接的第二极柱的数量相同。

在一些实施例中，所述第一极柱上设置有与所述第一汇流排焊接的第一焊接件，所述第二极柱上设置有与所述第二汇流排焊接的第二焊接件。

进一步地，所述第一汇流排的厚度为t1，所述第一焊接件的厚度为t2，所述t1和所述t2满足：t1≤t2≤2t1；所述第二汇流排的厚度为t3，所述第二焊接件的厚度为t4，所述t3和所述t4满足：t3≤t4≤2t3。

进一步地，所述第一汇流排与所述第一焊接件之间的间隙为t5，所述t5满足：t5≤0.3mm且t5≤0.2t1；所述第二汇流排与所述第二焊接件之间的间隙为t6，所述t6满足：t6≤0.3mm且t6≤0.2t3。

根据本发明的一些实施例，所述第一焊接件与所述第一汇流排之间的焊缝形状、所述第二焊接件与所述第二汇流排之间的焊缝形状相同且均构造为折线。

进一步地，所述第一焊接件与所述第一汇流排之间的焊接方式、所述第二焊接件与所述第二汇流排之间的焊接方式为激光焊。

进一步地，所述激光的划线长度为n，所述第一焊接件和所述第二焊接件的长度均为l，所述n与所述l之间满足：0.9l≤n≤1.1l；所述激光的划线宽度为w，所述第一焊接件和所述第二焊接件的宽度均为w，所述w与所述w之间满足：0.4w≤w≤0.6w。

可选地，所述折线的间距为d，所述d满足：0.9w≤d≤1.1w。

根据本发明的一些实施例，用于激光焊的激光焊接机的输出功率为4800w-5800w，焊接速度为180mm/s-220mm/s，离焦量为0-1mm。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本发明实施例的电池模组的示意图；

图2是根据本发明实施例的电池模组的区域划分示意图；

图3是根据本发明实施例的电池模组的第一汇流排(第二汇流排)与第一焊接件(第二焊接件)的位置关系示意图；

图4是根据本发明实施例的电池模组在焊接过程中的焊接路径的示意图；

图5是根据本发明实施例的电池模组的第一极柱与第二极柱的分布示意图。

附图标记：

第一汇流排10，第二汇流排20，第一焊接件30，第二焊接件40，

激光的划线长度n，激光的划线宽度w，

折线间距d，总正极a，总负极b。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面参考图1-图5描述根据本发明实施例的电池模组的焊接方法。

如图1和图2所示，根据本发明实施例的电池模组的焊接方法包括至少如下步骤：将与电池的第一极柱连接的第一汇流排10和与电池的第二极柱连接的第二汇流排20划分为多个区域；依次将每个区域中的第一汇流排10与对应的第一极柱焊接、第二汇流排30与对应的第二极柱焊接；直至所有的区域中的第一汇流排10与对应的第一极柱焊接、第二汇流排20与对应的第二极柱焊接。

具体而言，将多个区域依次命名为a区域、b区域、c区域…，以便于本领域技术人员对本申请进行理解，将a区域中的第一汇流排10与对应的第一极柱焊接、第二汇流排20与对应的第二极柱焊接；将b区域中的第一汇流排10与对应的第一极柱焊接、第二汇流排20与对应的第二极柱焊接；将c区域中的第一汇流排10与对应的第一极柱焊接、第二汇流排20与对应的第二极柱焊接…；直至所有的区域中的第一汇流排10与对应的第一极柱焊接、第二汇流排20与对应的第二极柱焊接。

可以理解的是，在电池的第一极柱外设置第一汇流排10并在电池的第二极柱外设置第二汇流排20，从而将第一汇流排10与多个电池的第一极柱焊接、将第二汇流排20与多个电池极柱的第二极柱焊接，以使多个电池串联或者并联以构成电池模组。

其中，先将第一汇流排10以及第二汇流排20均划分为多个区域，被划分的第一汇流排10与被划分的第二汇流排20相对的区域共同组成依次连接的a区域、b区域、c区域…，从而使对汇流排以及电池极柱进行焊接的焊接机器，依次完成对a区域、b区域、c区域…的焊接。

需要说明的是，如图5所示，多个软包锂离子电池构成一个电池小模组，多个电池小模组依次串联组成本实施例中的电池模组，进而将位于同一侧的第一极柱焊接到第一汇流排10上，将位于另一侧的第二极柱焊接到第二汇流排20上。

也就是说，在一些实施例中，第一极柱中包括至少部分正极极柱和至少部分负极极柱，第二极柱中包括另一部分正极极柱以及另一部分负极极柱，从而通过设置多个汇流排使相邻的两个电池小模组中的一个电池小模组的正极与另一个电池小模组的负极连接，以实现多个电池小模组之间的串联，并使电池模组的一端形成为总正极a，另一端对应的形成为总负极b。在另一些实施例中，单个汇流排焊接固定的第一极柱或者第二极柱的个数较少，进而每一个第一汇流排或者第二汇流排上仅焊接有正极极柱或者负极极柱。

换言之，在一些实施例中，多个区域中的任一个区域内的第一汇流排10上焊接有相等数量的正极极柱和负极极柱(即同一个区域内的第一极柱和第二极柱均即包含正极极柱也包含负极极柱)，该区域上的第二汇流排20上焊接有对应的相等数量的负极极柱和正极极柱；在另一些实施例中，多个区域中的任一个区域内的第一汇流排10上仅焊接有正极极柱或者负极极柱(即同一个区域内的第一极柱只包含正极极柱或者负极极柱，第二极柱只包含负极极柱或者正极极柱)，相邻的另一个区域的第一汇流排10上焊接有相等数量的负极极柱或者正极极柱，且该区域上的第二汇流排20上焊接有与该区域的第一汇流排10相等数量的负极极柱或者正极极柱。

根据本发明实施例的电池模组的焊接方法，将第一汇流排10、第二汇流排20划分区域以限定出a区域、b区域、c区域…从而使焊接机可以依次对多个区域进行焊接，不仅可以提高焊接效率、简化焊接程序，而且可以使第一汇流排10与第二汇流排20相对的区域的焊接一致性、稳定性更高。也就是说，兼顾焊接效率与焊接质量。

在图2所示的具体的实施例中，每个区域中焊接的第一极柱的数量相同，每个区域中焊接的第二极柱的数量相同。

具体而言，每个区域中的第一极柱对应着第一汇流排10上所形成的焊缝数量，每个区域中的第二极柱的数量对应着第二汇流排20上所形成的焊缝数量，从而使多个区域中的第一极柱数量以及第二极柱数量均相同，可以使多个区域上的焊缝数量相同。这样，使焊接机在每一区域上进行焊接时的工序均相同，在保证焊接质量的一致性以及稳定性的前提下，使焊接机在对不同区域进行焊接时的焊接次序、焊接速度均一致，可以进一步地提高焊接效率。

如图2所示，第一极柱上设置有与第一汇流排10焊接的第一焊接件30，第二极柱上设置有与第二汇流排20焊接的第二焊接件40。

也就是说，第一焊接件30的一个侧面与第一极柱连接，第一焊接件30的另一个侧面与第一汇流排10焊接连接，第二焊接件40的一个侧面与第二极柱连接，第二焊接件40的另一个侧面与第二汇流排20焊接连接。

这样，通过设置第一焊接件30以及第二焊接件40，可以分别是第一极柱与第一汇流排10、第二极柱与第二汇流排20电连接时的可接触面积更大，可以有效地提高第一汇流排10与第一极柱、第二汇流排20与第二极柱的连接稳定性。

在图3所示的具体的实施例中，第一汇流排10的厚度为t1，第一焊接件30的厚度为t2，t1和t2满足：t1≤t2≤2t1；第二汇流排20的厚度为t3，第二焊接件40的厚度为t4，t3和t4满足：t3≤t4≤2t3；第一汇流排10与第一焊接件30之间的间隙为t5，t5满足：t5≤0.3mm且t5≤0.2t1；第二汇流排20与第二焊接件40之间的间隙为t6，t6满足：t6≤0.3mm且t6≤0.2t3。

这样，使第一汇流排10与第一焊接件30、第二汇流排20与第二焊接件40的厚度更加合理、并第一汇流排10与第一焊接件30、第二汇流排20与第二焊接件40之间具有合理的间隙，从而可以有效地避免焊接过程中，焊缝出现穿孔等缺陷，进一步地提高第一汇流排10与第一焊接件30、第二汇流排20与第二焊接件40的焊接质量。

如图4所示，第一焊接件30与第一汇流排10之间的焊缝形状、第二焊接件40与第二汇流排20之间的焊缝形状相同且均构造为折线。这样，使第一焊接件30与第一汇流排10之间所形成的焊缝的总长度、第二焊接件40与第二汇流排20之间所形成的焊缝总长度均更长，从而可以避免第一焊接件30与第一汇流排10或者第二焊接件40与第二汇流排20之间接触不良，以提高电池模组的质量，避免电池模组不良、甚至报废。

进一步地，第一焊接件30与第一汇流排10之间的焊接方式、第二焊接件40与第二汇流排20之间的焊接方式为激光焊。基于激光焊具有较高的焊接精度，且可以通过计算机编程后，自动化进行焊接。由此，采用激光焊对第一焊接件30与第一汇流排10、第二焊接件40与第二汇流排20进行焊接，可以进一步地提高焊接效率以及焊接质量。

在图4所示的具体的实施例中，激光的划线长度为n，第一焊接件30和第二焊接件40的长度均为l，n与l之间满足：0.9l≤n≤1.1l；激光的划线宽度为w，第一焊接件30和第二焊接件40的宽度均为w，w与w之间满足：0.4w≤w≤0.6w，折线的间距为d，d满足：0.9w≤d≤1.1w。

这样，使折线形的焊缝的长度、宽度以及间距均更加合理，并进一步地使用于激光焊的激光焊接机的输出功率为4800w-5800w，焊接速度为180mm/s-220mm/s，离焦量为0mm-1mm，使焊接机的输出功率、焊接速度以及离焦量均更加合理，从而使焊缝具有0.4mm-0.5之间的熔深、具有1.5mm-2.0mm的焊缝，进一步地提高焊接质量。

下面，以电池模组一共有60道焊缝的具体的实施例，详细描述本发明的电池模组的焊接方法的具体过程。

在该具体的实施例中，电池模组为10个小电芯串联形成，第一汇流排10第一极柱之间具有30道焊缝、第二汇流排20与第二极柱之间具有30到焊缝。

首先，将该电池模组的汇流排划分为a-e5个区域，每个焊接区域有12道焊缝。

其中，第一汇流排10以及第二汇流排20的厚度0.5mm，第一焊接件30与第二焊接件40的厚度为0.5mm，二者均为铜合金材质，并且二者之间间隙为0～0.1mm。

并设定激光焊接机的输出功率为4800±50w，焊接速度设定为210mm/s。离焦量设定为+0.5mm，设定激光划线长度n＝38mm，激光划线宽度w＝0.8mm，激光划线折线间距d＝0.8mm。

进而，依照上述设定焊接参数，将该电池模组放入焊接车间或者焊接工作站内，利用焊接夹具将电池模组固定，再利用焊接压紧工装将第一汇流排10以及第二汇流排20分别压紧在第一焊接件30、第二焊接件40上，开始焊接区域a，激光焊接机输出的激光依照设定的焊接路径照射在第一汇流排10以及第二汇流排20上，依次焊接好区域a中的12条焊缝。

松开焊接压紧工装，并将激光焊接机移动至焊接区域b上，再次压紧依照相同方法焊接区域b以及其他焊接区域，直至完成整个电池模组的焊接。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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，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。

在本发明的描述中，“第一特征”、“第二特征”可以包括一个或者更多个该特征。

在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，第一特征在第二特征“之上”或“之下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。

在本发明的描述中，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。