盖板组件及其制备方法、电池与电池模组与流程

1.本申请涉及电池技术领域，特别涉及一种盖板组件及其制备方法、电池与电池模组。


背景技术：

2.在电池模组的组装过程中，为了实现不同电池间的串并联连接，通常将需要进行串并联连接的多个电池焊接于同一汇流排，以达到不同电池间串并联连接的目的。电池与汇流排焊接时，将电池上的极柱焊接于汇流排。在自动化生产过程中，为了保证焊接位置的准确性，防止出现偏焊等问题，在焊接前，需要对电池与汇流排的相对位置进行检测，当两者的位置偏差在规定范围内时，才进行焊接。
3.通常电池的盖板组件在装配时会在极柱的朝向汇流排的端面形成铆接孔，为了实现汇流排与极柱的准确定位，汇流排设有定位孔，该定位孔与极柱的铆接孔对应设置。在电池模组的自动生产过程中，先利用ccd(charge coupleddevice，电荷耦合器件)拍照定位技术检测极柱与汇流排的定位孔的相对位置是否在允许误差范围内，若是则进行焊接，否则，流向返工工序，重新进行汇流排与极柱的对位。
4.现有的铆接孔为圆锥孔，由于电池模组各种装配尺寸以及装配强度的限制，铆接孔的开口孔径稍小于汇流排的定位孔的孔径，由于铆接孔和定位孔的尺寸差异较小，各部件因尺寸公差、人工安装等原因极易导致汇流排遮挡铆接孔。因此，在拍照检测的过程中，会因汇流排遮挡铆接孔的部分特征边缘线，造成无法准确抓取铆接孔的边缘特征信息，不能准确判断电池与汇流排的相对位置关系，易造成偏焊，进而造成电池模组的返工，甚至电池模组报废等问题。


技术实现要素：

5.本申请公开了一种盖板组件，用于解决现有技术中铆接孔易被汇流排遮挡进而造成焊接定位不准确导致电池模组返工或报废的问题。
6.为达到上述目的，本申请提供以下技术方案：
7.一种盖板组件，包括极柱，所述极柱的端面设有铆接孔；其中，
8.在所述铆接孔的孔深方向，所述铆接孔包括连通设置的第一子孔和第二子孔，所述第一子孔靠近所述极柱的端面设置，所述第二子孔远离所述极柱的端面设置；所述第一子孔的最小内径大于所述第二子孔的最大内径，以在所述第一子孔与所述第二子孔之间形成环形结构的过渡面；所述第二子孔为盲孔。
9.采用本申请的技术方案产生的有益效果如下：
10.本申请提供的盖板组件，包括极柱，该极柱设有铆接孔，其中，该铆接孔由连通设置的第一子孔和第二子孔组成，第一子孔与第二子孔之间形成环形结构的过渡面。其中，第一子孔的孔径较大，可为极柱的铆接提供较高的铆接强度。第二子孔的孔径较小，第一子孔和第二子孔间可形成有过渡面，因此，第二子孔的开口边缘线可作为定位拍照时的特征边
缘线，以减少被汇流排遮挡的几率，便于拍摄相机准确获取特征边缘线的信息。由此，本申请提供的盖板组件，在不降低盖板组件铆接强度的前提下，能够提高对位检测的准确性，提高焊接工序的成品率，降低次品率和报废率。
11.一种电池，包括电池本体和本申请的盖板组件，所述盖板组件设于所述电池本体的上方。
12.由于本申请的电池包括本申请上述盖板组件，因此，本申请的电池在组装电池模组时，具有便于与线束板的汇流排进行定位焊接的特点。
13.一种电池模组，包括多个本申请的上述电池，其中，所述盖板组件的远离所述电池本体的一侧设有汇流排，所述汇流排的与所述铆接孔对应的位置设有定位孔。
14.由于本申请的电池模组包括本申请上述电池，在上述电池具备方便定位的特点下，本申请的电池模组具有极柱与汇流排焊接精度高、成品率高的特点。
15.一种盖板组件的制备方法，包括以下步骤：
16.s1：将极柱依次穿过盖板和压块；
17.s2：使用顶针对所述极柱施加铆接力，以将所述极柱、所述压块和所述盖板进行铆接装配，并在所述极柱上表面形成内部具有过渡面的铆接孔；
18.其中，在施压方向，所述顶针包括依次设置的第一顶压部和第二顶压部，所述第二顶压部靠近所述压块设置，所述第一顶压部的最小外径大于所述第二顶压部的最大外径，所述第一顶压部与所述第二顶压部之间形成有环形结构的连接面。
19.利用本申请的制备方法得到的铆接孔的结构与本申请上述盖板组件中的铆接孔的结构相同，因此，利用本申请制备方法得到盖板组件，在不降低盖板组件铆接强度的前提下，能够提高对位检测的准确性，提高焊接工序的成品率，降低次品率和报废率。
附图说明
20.图1为本申请实施例提供的一种盖板组件的结构示意图；
21.图2为本申请实施例提供的一种电池模组的结构示意图；
22.图3为本申请实施例提供的一种极柱中铆接孔的剖视结构示意图；
23.图4为本申请实施例提供的一种极柱中铆接孔的俯视结构示意图。
24.附图标记：10
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盖板组件；11
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盖板；12
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极柱；120
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铆接孔；121
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第一子孔；122
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第二子孔；123
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过渡面；13
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压块；20
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电池串；21
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线束板；22
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汇流排；221
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定位孔；23
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电池。
具体实施方式
25.下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
26.图1为本申请一种实施例的盖板组件10的结构示意图。如图1所示，在本申请一种实施例中，盖板组件10包括盖板11、极柱12和压块13。其中，盖板11为板状结构，其具有用于安装极柱12的安装孔，极柱12穿过盖板11的安装孔与压块13铆接固定。极柱12用于连接电池23的极耳，压块13与极柱12连接后，用于与外部电路连接。
27.可以理解的是，极柱12可分为正极极柱和负极极柱。其中，正极极柱与电池23的正极极耳连接，负极极柱与电池23的负极极耳连接。相应地，压块13可分为正极压块和负极压块，正极压块与正极极柱连接，负极压块与负极极柱连接。
28.其中，极柱12与压块13的连接方式可为铆接。该连接方式中，压块13设有极柱孔，极柱12穿设于压块13的极柱孔后，对极柱12与压块13进行铆接。在铆接的过程中，需要对极柱12的端面施加压力，以将极柱12与压块13铆接固定。在对极柱12的端面施加压力进行铆接的过程中，施加压力的顶针会在极柱12的端面形成铆接孔120。为了保证极柱12与压块13的铆接强度，使极柱12与压块13之间具有一定的抗拉强度，形成的铆接孔120的孔径不能过小，否则，极柱12的排开金属体积较小，不能有效保证极柱12与压块13之间的铆接强度。
29.为方便理解本申请的技术方案以及相对应的技术效果，在此先对铆接孔120的定位作用做如下解释说明。
30.图2为本申请一种电池模组的结构示意图。如图2所示，该电池模组包括电池串20和设置于电池串20上方的线束板21。其中，电池串20包括多个依次排列设置的电池23。线束板21设有汇流排22。在组装该电池模组的过程中，需要将多个电池23分别焊接于汇流排22，利用汇流排22的电路设置实现多个电池23间的串并联连接。
31.在焊接前，需要将电池串20与汇流排22进行对位。在现有的自动化生产线中，电池串20与线束板21为自动对位，对位完成后，流向焊接工序。在焊接前，需要再次检验电池串20与汇流排22的对位是否满足焊接的工艺要求，若满足则进行焊接，若不满足则流向返工工序，重新进行两者的对位。
32.其中，在焊接的过程中，需要检测电池串20与汇流排22的对位是否满足焊接的工艺要求，例如，利用ccd相机拍照定位技术检测电池串20与汇流排22的对位是否满足工艺要求。在进行对位检测时，需要利用铆接孔120以及设置于汇流排22的且与铆接孔120对应的定位孔221进行检测，通过拍照获取两者的特征边缘线信息，以判断铆接孔120与定位孔221是否满足设定位置要求。
33.具体的检测过程如下：利用ccd拍照定位检测汇流排22的定位孔221与极柱12的铆接孔120是否对应，该过程中，ccd抓取铆接孔120的特征边缘线信息与定位孔221的特征边缘线信息进行比较，检测两者的误差是否在允许范围内，若是，则认定电池串20与汇流排22的对位是满足焊接工艺要求的。
34.为了在检测的过程中准确获取铆接孔120的特征边缘线信息，防止铆接孔120的特征边缘线被汇流排22遮挡导致数据获取不准，本申请实施例提供的一种铆接孔120的结构可参照图3和图4。如图3和图4所示，在本申请的一种实施例中，该铆接孔120包括连通设置的第一子孔121和第二子孔122，在铆接孔120的孔深方向，所述第一子孔121靠近所述极柱12的端面设置，所述第二子孔122远离所述极柱12的端面设置；所述第一子孔121的最小内径大于所述第二子孔122的最大内径，以在所述第一子孔121与所述第二子孔122之间形成环形结构的过渡面123；所述第二子孔122为盲孔。
35.本申请实施例的铆接孔120中，第一子孔121的孔径较大，可为极柱12与压块13之间的铆接提供较高的铆接强度。第二子孔122的孔径的减小，也不会影响极柱12与压块13之间的铆接强度。其中，由于第二子孔122的孔径较小，第一子孔121和第二子孔122间可形成有过渡面123，因此，第二子孔122的开口边缘线可作为定位拍照时的特征边缘线，以减少被
汇流排22遮挡的几率，便于定位相机准确获取特征边缘线信息。由此，本申请提供的盖板组件10，在不降低盖板组件10铆接强度的前提下，提高对位检测的准确性，提高焊接工序的成品率，降低次品率和报废率。
36.其中，在拍照定位的过程中，相机拍照获取图形信息时，例如可以物体的反光程度进行明暗区分，当过渡面123的倾斜角度与第一子孔121和第二子孔122的倾斜角度不同时，在获取的铆接孔120的图像上，会形成不同明暗程度的区域，其中，第二子孔122与过渡面123的相交线会形成特征边缘线。第二子孔122与过渡面123的倾斜角度差异越大，两者的明暗差异越明显，特征边缘线也越清晰。
37.在本申请的一种实施例中，所述过渡面123为平面结构的台阶面。当过渡面123为平面结构时，过渡面123的反射光最强，其与第二子孔122的明暗差异更为明显，所形成的特征边缘线也更为清晰，由此，可提高特征边缘线获取的准确性，进而进一步提高电池模组焊接工艺的成品率。
38.需要说明的是，本申请实施例的盖板组件10并未对第一子孔121和第二子孔122的形状做具体的限定，可根据需要进行设定。其中，第一子孔121例如可为圆柱孔、圆台孔、棱柱孔或棱台孔等，第二子孔122可为圆台孔、圆锥孔、棱台孔等。
39.在本申请的一种实施例中，所述第二子孔122为锥形孔。第二子孔122采用锥形孔，ccd获得的图像中，第二子孔122的图像均为颜色较暗的图形，以与过渡面123形成鲜明对比色。
40.在本申请的一种实施例中，第二子孔122为圆锥孔，采用圆锥孔，可方便制备用于形成铆接孔120的顶针，降低加工难度，同时，在ccd拍照时，获取的第二子孔122的明暗度也更为均匀一致。
41.在本申请的一种实施例中，自所述第一子孔121至所述第二子孔122方向，所述第一子孔121的内径逐渐减小。其中，第一子孔121可采用圆台孔，可方便制备用于形成铆接孔120的顶针，同时可方便挤压形成铆接孔120。
42.其中，第一子孔121和第二子孔122之间形成的过渡面123可为圆环形结构、矩形环结构或其他多边形环结构，具体可根据第一子孔121和第二子孔122的具体结构而定。
43.在本申请的一种实施例中，所述第一子孔121、所述第二子孔122与所述极柱12共轴线设置。当第一子孔121、第二子孔122与极柱12共轴线设置时，可使作用于极柱12各方向的铆接力更均匀；同时，可以极柱12的轴线作为铆接孔120的中心，便于铆接孔120与定位孔221的之间的定位计算。
44.当第一子孔121采用圆台孔，第二子孔122采用锥形孔，且第一子孔121、第二子孔122与极柱12共轴线设置时，所形成的过渡面123为圆环形过渡面123。
45.在本申请的一种实施例中，所述过渡面123与所述第二子孔122的开口的相交线形成所述过渡面123的内环，所述过渡面123与所述第一子孔121的侧壁的相交线形成所述过渡面123的外环，所述内环与所述外环之间的距离差为0.4
‑
1mm。该距离差可保证拍摄的图像中，内环和外环之间互不干扰，均能够清晰成像，同时，还可使内环与定位孔221边缘线之间允许的位错和偏差增大，便于识别，避免作为特征边缘线的内环被汇流排22遮挡。
46.为了验证铆接孔120的尺寸稳定性，本申请提供以下检测数据。
47.抽取铆接后的盖板组件10个，使用ccd分别测量各个样品的铆接孔120的尺寸，其
中，该测试样品中铆接孔的形状例如图3和图4所示结构。测试的铆接孔120的尺寸有小圆、中圆以及大圆，其中，小圆对应环形过渡面123的内环、中圆对应环形过渡面123的外环，大圆对应第一子孔121的开口圆，测试结果列于表1。
48.表1
[0049][0050][0051]
从表1中的测试数据可以看出，中圆和小圆的直径尺寸相较于大圆的直径尺寸更加稳定，在以小圆为特征边缘线时，获取的信息也会更加稳定。出现该现象的原因可能为：在利用顶针对极柱进行铆接时，通过限位机构限制铆针运行的距离，然而物料高度的变化、工装平台的倾斜等都会导致顶针在极柱表面下压的距离不一致，因此得到的大圆尺寸也会存在偏差，造成大圆的直径尺寸公差较大。
[0052]
由此，本申请提供的铆接孔，通过设置在第一子孔和第二子孔的套设以形成过渡面，通过过渡面可利用小圆作为对位检测过程中的特征边缘线，以减少大圆尺寸公差大造成的影响，提高检测精度，降低焊接返修率和报废率。
[0053]
第二方面，本申请提供一种的电池。在本申请一种实施例中，电池包括电池本体和第一方面实施例的盖板组件，所述盖板组件设于所述电池本体的上方。其中，在本申请的一种实施例中，电池本体的极耳可自电池本体的上方引出，此时，盖板组件设于电池本体的极耳侧，所述极耳与极柱连接。
[0054]
其中，极耳包括正极极耳和负极极耳，极柱包括正极极柱和负极极柱，在极耳与极柱连接时，正极极耳与正极极柱连接，负极极耳与负极极柱连接。
[0055]
由于本申请实施例的电池包括本申请第一方面实施例的盖板组件，因此，本申请实施例的电池在组装电池模组时，具有便于与线束板的汇流排进行定位焊接的特点。
[0056]
第三方面，本申请提供一种电池模组，参照图2，在本申请的一种实施例中，电池模组包括多个本申请第二方面实施例的电池23，其中，所述盖板组件10的远离所述电池23本体的一侧设有汇流排22，所述汇流排22的与所述铆接孔120对应的位置设有定位孔221。
[0057]
由于本申请的电池模组包括本申请第二方面的电池23，在上述电池23具备方便定
位的特点下，本申请的电池模组具有极柱12与汇流排22焊接精度高、成品率高的特点。
[0058]
在本申请的一种实施例中，在所述铆接孔120的孔深方向的正投影面内，所述第二子孔122位于所述定位孔221围设的范围内，所述定位孔221的轮廓线与所述第二子孔122的开口处的轮廓线的间距为1.5
‑
2mm。
[0059]
参照本申请第一方面关于定位检测的说明，在获取的铆接孔120的图像中，本申请第二子孔122的开口边缘对应铆接孔120的特征边缘线，定位孔221的轮廓线为定位孔221的特征边缘线，通过限定定位孔221的特征边缘线与铆接孔120的特征边缘线之间的距离，可进一步降低汇流排22遮挡铆接孔120特征边缘线的几率，提高检测精度，同时，可进一步提高相对位置的容错距离，降低返工率。
[0060]
为了验证在生产过程中该铆接孔120对位的有效性，特做以下识别验证。
[0061]
将定位孔221与铆接孔120共轴线设置，获取此时的铆接孔120的特征边缘线信息，记为标准线信息，然后移动铆接孔120与定位孔221的相对位置关系，使两者的轴线分别偏差0.5mm，1mm，以及1.5mm，分别获取偏差后的铆接孔120的特征边缘线信息，之后与标准线信息进行对比，判断偏移前后的相似度。具体相似度列于表2。
[0062]
表2
[0063]
偏移量相似度0.5mm100％1mm100％1.5mm93％
[0064]
其中，测量36个极柱相似度始终保持在90％以上，大多数能够维持在100％。
[0065]
由表2的数据可以看出，偏移量在1mm以内时，偏移前后的相似度为100％，说明定位孔与铆接孔在该偏移量的情况下，可准确无误地确定铆接孔的特征边缘线。当偏移量为1.5mm时，偏移前后仍具有较高的相似度，此时的识别精度仍然能够满足实际的生产条件。
[0066]
通过上述分析可知，通过在盖板组件中设置本申请实施例的铆接孔，可达到以下有益效果：
[0067]
铆接孔的用于定位的特征边缘线尺寸的减小，能够避免被汇流排遮挡，可实现铆接孔的准确定位，减少偏焊。同时，第一子孔的孔径未减小，使极柱保持了原有的铆接强度。另外，铆接孔的特征边缘线与汇流排定位孔的间距变大，允许的位错和偏差增大，便于识别。此外，铆接孔的特征边缘线尺寸公差小，第二子孔的开口形成的特征圆尺寸稳定性好，检测结果的可靠性高。
[0068]
第四方面，本申请第一方面实施例盖板组件的制备方法，该制备方法包括以下步骤：
[0069]
s1：将极柱依次穿过盖板和压块；
[0070]
s2：使用顶针对所述极柱施加铆接力，以将所述极柱、所述压块和所述盖板进行铆接装配，并在所述极柱上表面形成内部具有过渡面的铆接孔；
[0071]
其中，在施压方向，所述顶针包括依次设置的第一顶压部和第二顶压部，所述第二顶压部靠近所述压块设置，所述第一顶压部的最小外径大于所述第二顶压部的最大外径，所述第一顶压部与所述第二顶压部之间形成有环形结构的连接面。
[0072]
可以理解的是，本申请中顶针的形状与铆接孔的形状是相互配合的，利用该顶针
施加压力于极柱后，可在极柱的表面形成本申请第一方面中铆接孔。
[0073]
其中，第一顶压部和第二顶压部之间的连接面的可为斜面也可为平面。当连接面为斜面时，相对应地，用该顶针顶压出的铆接孔的过渡面也为斜面；当连接面为平面时，相对应地，用该顶针顶压出的铆接孔的过渡面为平面。连接面的形状例如可为圆环形结构、矩形环结构或其他多边形环结构，在此不做具体的限定。
[0074]
为了实现加压，自第一顶压部至第二顶压部方向，第一顶压部至第二顶压部的外径尺寸均逐渐减小。为了便于加工，其中，第一顶压部的形状例如可为圆柱、圆台、棱柱或棱台等，第二顶压部的形状例如可为圆台、圆锥、棱台或棱锥等。
[0075]
为了使顶针在施压过程中，在轴向方向受力更均衡，第一顶压部和第二顶压部可共轴线设置。
[0076]
利用本申请实施例的制备方法得到的铆接孔的结构与本申请第一方面实施例的铆接孔的结构相同，因此，具有本申请第一方面中铆接孔的全部优点，在此不再赘述。
[0077]
显然，本领域的技术人员可以对本申请实施例进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。