用于对电池单元的端子与电极元件之间的焊口进行评估的方法和设备技术

一种用于对焊缝进行评估的方法和测试夹具，焊缝将电池单元的电极箔元件与端子结合起来，该方法和测试夹具包括：将焊缝分割为多个区域，焊缝将电极箔元件与端子结合起来。对于每个区域，在该区域中的端子与电极箔元件之间施加电流，并且确定该区域中的端子与电极箔元件两端的电阻。对于每个区域，基于在该区域中的端子与电极箔元件之间的电阻来评估焊缝的完整性。

Method and apparatus for evaluation of solder joints between terminals and electrode elements of a battery unit

A method for evaluation of weld and weld the test fixture, electrode foil element and the terminals of the cell together, the method and the test fixture includes: the weld is divided into a plurality of regions, the weld will combine the element and the terminal electrode foil. For each region, current is applied between terminals in the region with the electrode foil element, and determine the resistance in the region of the terminal and the electrode foil at both ends of the element. For each region, the integrity of the weld is evaluated based on the resistance between the terminals in the region and the electrode foil elements.

【技术实现步骤摘要】
用于对电池单元的端子与电极元件之间的焊口进行评估的方法和设备
电池组通常包括多个可充电电池单元，该多个可充电电池单元串联或者并联连接以便储存电力以及向配电系统供应电力。每个电池单元包括多个电极箔，该多个电池箔具有交替放置的正电荷部分和负电荷部分。电极箔由分离材料分离并且被封装在填充有电解质溶液的密封外部袋子内。分离材料(例如，聚乙烯和/或聚丙烯薄膜)帮助防止短路条件，同时允许在电极箔之间自由地传递电荷。正端子和负端子可以被焊接至相应正电极箔和负电极箔。由于焊机变化以及其它因素，所以焊接过程的形成内部焊接的处理能力可能易于发生变化。
技术实现思路
描述了一种用于对焊缝进行评估的方法和测试夹具，该焊缝将电池单元的电极箔元件与端子结合起来。这包括：将焊缝分割为多个区域，该焊缝将电极箔元件与端子结合起来。对于每个区域，在该区域中的端子与电极箔元件之间施加电流，并且确定该区域中的端子与电极箔元件两端的电阻。对于每个区域，基于该区域中的端子与电极箔元件之间的电阻来评估焊缝的完整性。当结合附图来看下文对用于执行如所附权利要求书所定义的本教导的一些最佳模式以及其它实施例的详细描述时，本教导的上述特征和优点、以及其它特征和优点将变得显而易见。附图说明现在将参照附图通过示例的方式对一个或多个实施例进行描述，在附图中：图1示意性地图示了根据本专利技术的单个电池单元的选择元件的正视图；图2示意性地示出了根据本专利技术的测试夹具的选择元件的部分等距视图，该测试夹具用于对与电池单元的正端子和负端子相关联的焊缝进行评估；以及图3示意性地示出了根据本专利技术的电气测试电路的实施例，该电气测试电路电气地连接至多个电流探针以及相应电压探针，该多个电流探针和相应电压探针可以设置在测试夹具中以便对与电池单元的正端子和负端子相关联的焊缝进行评估。具体实施方式现在参照附图，附图仅仅被提供用于图示某些示例性实施例的目的并且不是为了限制这些示例性实施例的目的，图1示意性地图示了单个电池单元10的选择元件的正视平面图。在多个附图中，相似附图标记表示相似或者相应部件。本领域的普通技术人员将意识到，诸如“水平的”、“垂直的”、“上方”、“下方”、“顶部”、“底部”等术语是用于针对附图进行描述，并且不表示对如由所附权利要求书定义的本专利技术的范围构成限制。在一个实施例中，电池单元10包括多个交替的正电极箔12和负电极箔52，该多个交替的正电极箔12和负电极箔52被制造为板形式并且布置在垂直堆栈中，该垂直堆栈被容纳在填充有电解质流体的密封袋子(未示出)内。为了便于图示，示出了单个正电极箔12和单个负电极箔52。在一个实施例中，正电极箔12可以由铜制造，并且负电极箔52可以由铝制造。正电极箔12包括突片部分13，如所示出的，该突片部分13向上突出并且被焊接至正端子14，从而形成第一焊缝20。第一焊缝20可以是搭焊口的形式，该搭焊口将突片部分13和正端子14机械地和电气地结合起来。同样，负电极箔52包括突片部分53，如所示出的，该突片部分53向上突出并且被焊接至负端子54，从而形成第二焊缝60。第二焊缝60也可以是搭焊口的形式，该搭焊口将突片部分53和负端子54机械地和电气地结合起来。与电池单元10有关的其它细节对于本领域的普通技术人员而言是已知的。在一个实施例中，单个电池单元10被配置为可充电的锂离子电池单元，但本文所描述的概念也可以适用于按照本文所描述的方式进行制造的其它电池单元配置。合适的电池技术可以包括：例如，铅酸电池、镍金属氧化物(NiMH)电池、锂离子(Li-离子)电池、Li-离子聚合物电池、锂空气电池、镍镉(NiCad)电池、包括吸附式玻璃纤维棉(AGM)的阀控式铅酸(VRLA)电池、镍锌(NiZn)电池、熔盐电池(ZEBRA电池)、镍锰钴(NMC)电池、磷酸铁锂(LFP)电池、锂锰氧化物(LMO)电池以及其它合适的电池技术和/或其组合。第一焊缝20和第二焊缝60被描绘为水平的，并且优选地完全延伸通过相应突片部分13和53的宽度。第一焊缝20和第二焊缝60被描述为搭焊口的形式，但本文所描述的概念不限制于此。第一焊缝20和第二焊缝60可以形成为任何合适的焊口配置，并且可以通过任何合适的焊接技术来形成，作为非限制性示例，包括：超声波焊接、激光焊接、离子束焊接、电阻焊接、摩擦焊接等。第一焊缝20和第二焊缝60可以标称地被划分为多个区域以用于评估的目的，其中，该区域是表示相应焊缝的识别部分的标称构造。作为非限制性示例，第一焊缝20可以被分离为三个区域，包括：左侧区域26、中心区域24、以及右侧区域22。同样，第二焊缝60可以被分离为三个区域，包括：左侧区域66、中心区域64、以及右侧区域62。区域的数量可以是任何合适的数量，并且区域的名称可以是任何合适的名字。电池单元10被描述为多个交替的正电极箔12和负电极箔52，该多个交替的正电极箔12和负电极箔52被制造为板形式并且布置在垂直堆栈中。可替代地，电池单元10可以被配置为圆柱形装置，该圆柱形装置具有从其端部中的一个延伸出去的端子。可替代地，电池单元10可以被配置为砖形装置，该砖形装置具有从其端部中的一个延伸出去的端子。本文描述的概念适应于电池单元10的任何几何配置。电池组件可以由多个独立的组成电池单元构成。电池组件或者组成电池可以配置为提供足以使与车辆相关联的多个系统(例如，包括车辆传动系统)操作的电力量。独立的电池单元可以电气地连接以形成电池单元组。在某些实施例中，多个电池单元组可以被并入在电池模块中。多个电池模块可以类似地被包含在电池组件的一个或多个电池单元中。在某些实施例中，包含在电池组件中的独立的电池单元可以包括棱柱状袋子电池单元。独立的电池单元可以被布置在堆栈配置中，并且可以包括形成电池单元端子的突片，该突片可以合适地进行电气连接以便向负载提供电功率以及/或者为电池单元充电和/或放电。在一些实施例中，多个独立的电池单元可以经由相关联的突片电气地并联连接以便形成电池单元组。多个电池单元组可以经由一条或多条常见总线(诸如，L形通道)电气地串联连接，以便形成包含在电池组中的电池模块。图2示意性地示出了测试夹具200的实施例，测试夹具200用于对工件上的焊缝进行评估，其中，工件是参照图1描述的电池单元10的实施例，并且焊缝包括第一焊缝20和第二焊缝60，第一焊缝20设置用于将突片部分13和正端子14结合起来，第二焊缝60设置用于将突片部分53和负端子54结合起来。测试夹具200包括：基部75、第一末端执行器30和第二末端执行器70、以及控制器100。术语“末端执行器”是可以被控制以响应于控制命令完成预定义任务的任何装置，并且可以被机械地致动、机电地致动、气动地致动，或者可以采用另一种致动系统。如所示出的，电池单元10布置在水平方位上，其中，正端子14位于向左侧上并且负端子54位于向右侧上。第一末端执行器30和第二末端执行器70优选地是相同的装置，其配置为对第一焊缝20或者第二焊缝60进行评估。现在将对第一末端执行器30进行详细描述。本领域的普通技术人员应理解，与第一末端执行器30相关联的描述也适应于第二末端执行器70。第一末端执行器30配置为单独地对焊缝20的左侧区域26、中心区域24、以及右侧区域22进本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于对焊缝进行评估的方法，所述焊缝将电池单元的电极箔元件与端子结合起来，所述方法包括：将所述焊缝分割为多个区域，所述焊缝将所述电极箔元件与所述端子结合起来；对于每个所述区域：在所述区域中的所述端子与所述电极箔元件之间施加电流，以及确定在所述区域中的所述端子与所述电极箔元件上的电阻；以及对于每个所述区域，基于在所述区域中的所述端子与所述电极箔元件之间的所述电阻来评估所述焊缝的完整性。

【技术特征摘要】
2016.05.06 US 62/332662;2016.10.14 US 15/2941111.一种用于对焊缝进行评估的方法，所述焊缝将电池单元的电极箔元件与端子结合起来，所述方法包括：将所述焊缝分割为多个区域，所述焊缝将所述电极箔元件与所述端子结合起来；对于每个所述区域：在所述区域中的所述端子与所述电极箔元件之间施加电流，以及确定在所述区域中的所述端子与所述电极箔元件上的电阻；以及对于每个所述区域，基于在所述区域中的所述端子与所述电极箔元件之间的所述电阻来评估所述焊缝的完整性。2.根据权利要求1所述的方法，其中，对于每个所述区域评估所述焊缝的所述完整性包括：当所述相应区域的所述电阻大于阈值电阻时，检测在所述区域中的所述焊缝中的故障。3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述阈值电阻与所述焊缝的所述相应区域的最小阈值抗张强度相关。4.根据权利要求1所述的方法，其中，施加电流包括：在所述区域中的所述端子与所述电极箔元件之间施加恒定电流。5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述焊缝将所述电极箔元件的突片部分与所...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·A·卢皮恩斯基，R·W·查尔方特，J·E·凯特威尔，
申请(专利权)人：通用汽车环球科技运作有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国,US