用于对电池模块的部件进行焊接的方法技术

一种用于对电池模块的部件进行焊接的方法。本发明专利技术涉及一种使用激光焊接系统(200)来将凸片焊接至端子的方法。该激光焊接系统包括单模红外激光器。该方法包括将凸片(402)安置成与单池的端子(100P)接触，并且通过对激光光束进行控制以产生具有预定形状的焊接路径(404)来将凸片焊接至端子。在焊接期间，系统配置成将光束控制成围绕预定形状的中心线以椭圆形的方式进行振荡，其中，振荡包括在切向平行于焊接路径的方向上的第一分量以及在正交于焊接路径的方向上的第二分量。有利的是，这产生了一种将凸片焊接至单池端子的有效且可靠的方法，尤其是在将连接至汇流条部件的若干个凸片焊接至相应的单池端子时亦是如此。个凸片焊接至相应的单池端子时亦是如此。个凸片焊接至相应的单池端子时亦是如此。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于对电池模块的部件进行焊接的方法


[0001]本专利技术总体上涉及用于对电池模块的部件进行焊接的方法。特别地但非排他性地，本专利技术涉及将汇流条部件的凸片焊接至电化单池的端子，尤其是焊接至圆柱形单池的端子的方法。本专利技术的各方面涉及将凸片激光焊接至电化单池的端子的方法，涉及电池模块、电池组以及车辆。

技术介绍

[0002]最近人们对提供由电池供电的车辆越来越感兴趣，这使得车辆电池技术、特别是车辆牵引电池技术得以发展。在车辆牵引电池的制造中，通常需要将大量单池焊接至一个或更多个汇流条组件。通常期望尽可能快速且可靠地进行这样的焊接。此外，电池模块的某些设计要求焊接部位于单池上相对小的区域上，这可能使可靠的焊接更加困难。
[0003]已知红外激光焊接系统提供了有效且快速的焊接能力。然而，使用红外激光焊接系统来对某些材料例如铜进行焊接可能是困难的，这是因为这些材料在红外波长下具有高的反射率。
[0004]本专利技术的实施方式的目的是至少减轻现有技术的问题中的一个或更多个问题。

技术实现思路

[0005]根据寻求保护的本专利技术的一方面，提供了一种使用激光焊接系统将多个单池端子高速焊接至一个或更多个汇流条部件的多个凸片的方法，该激光焊接系统包括：焊接激光器，该焊接激光器布置成发射用于焊接的激光光束；以及扫描头，该扫描头包括布置成对激光光束进行引导的多个可移动的镜，该方法包括：
[0006]将凸片中的每个凸片定位成与端子中的一个或更多个端子接触；
[0007]将扫描头相对于凸片定位在第一位置处；
[0008]通过使多个镜移动以使激光焊接系统的激光光束依次指向第一组中的凸片中的每个凸片而将第一组的凸片焊接至相应的端子，以产生第一组焊接部，其中，在产生第一组焊接部期间，扫描头保持在第一位置处；
[0009]将扫描头相对于凸片定位在第二位置处；以及
[0010]通过使多个镜移动以使激光焊接系统的激光光束依次指向第二组中的凸片中的每个凸片而将第二组的凸片焊接至相应的端子，以产生第二组焊接部，其中，在产生第二组焊接部期间，扫描头保持在第二位置处。有利的是，这允许焊接比使用现有技术方法所能够实现的焊接更快地进行，这是因为在每次焊接之后不需要使扫描头移动。
[0011]将理解的是，将扫描头相对于凸片定位的步骤可以通过使扫描头或凸片及相关联的单池移动或者使两者移动来实现。
[0012]在实施方式中，该方法包括对成组的凸片的位置进行测量。有利的是，这允许准确地确定扫描头的所需位置，以实现相对于凸片的所需的第一位置和第二位置。
[0013]在实施方式中，该方法包括对成组的凸片内的每个相应凸片的位置进行测量并且
根据凸片的位置来调节光束的焦点。
[0014]在实施方式中，第一组凸片和第二组凸片中的每组凸片均焊接到至少10个单池。将理解的是，第一组和第二组内的每个凸片通常将焊接至对应的单池。然而，在一些实施方式中，单个凸片可以焊接至多于一个的单池。例如，单个凸片可以焊接至两个相邻单池的肩部区域。
[0015]在实施方式中，镜由相应的电流计来控制。
[0016]在实施方式中，激光光束在凸片上的聚焦光斑尺寸为10微米至50微米，优选地为20微米至40微米。这种光斑尺寸可以提供所需的能量密度，以可靠地产生合适深度的熔池，并且还确保在焊接部上具有足够的接触面积。激光光束的功率可以为500W至1000W。
[0017]在实施方式中，焊接系统布置成将光束控制成围绕预定路径的中心线进行振荡以产生每个焊接部，其中，振荡包括在平行于预定路径的方向上的第一分量以及在正交于预定路径的方向上的第二分量。振荡的幅度可以为0.1mm至0.5mm，优选地为0.2mm至0.4mm，并且振荡的频率可以为300Hz至700Hz。有利的是，使光束振荡有助于使焊接期间沉积的能量分散并增大焊接面积。
[0018]在实施方式中，预定路径是周缘长度为8mm至12mm的环，以及/或者焊接路径是直径为2mm至4mm的圆。这种焊接路径可以非常适于将商业上可获得的单池、比如21700单池焊接至汇流条凸片。
[0019]在实施方式中，焊接路径是不完整的环或圆，可选地，其中，环的周缘长度为6.5mm至8.5mm，并且/或者圆或环的直径为2mm至4mm。有利的是，不完整的环避免了在路径的起点和终点非常接近或重叠的区域中发生过度穿透或过热的风险。
[0020]可选地，预定路径具有恒定的曲率。
[0021]在实施方式中，产生每个焊接部所花费的时间为80毫秒或更少。
[0022]在实施方式中，端子是钢制端子。
[0023]在实施方式中，凸片包括铜。可选地，铜镀有镍或钛。
[0024]在实施方式中，单池是圆柱形单池。因此，单池的端子，通常是正极端子，可以由第一端部表面的中央区域中的盖限定。另一端子，通常是负极端子，可以由圆柱形单池的外壳限定，该圆柱形单池的外壳覆盖了第二端部表面、第一端部表面与第二端部表面之间的圆柱形表面以及第一端部表面的周缘区域。在第一端子与第二端子之间通常设置有不导电的垫圈。
[0025]根据寻求保护的本专利技术的另一方面，提供了一种将汇流条部件机械连接且电连接至多个单池的方法，其中，汇流条组件包括多个凸片，该方法包括根据如上所述的方法将凸片中的每个凸片焊接至单池中的一个或更多个单池。
[0026]根据寻求保护的本专利技术的另一方面，提供了一种电池模块，该电池模块包括根据如上所述的方法机械连接且电连接至多个圆柱形单池的汇流条部件。
[0027]根据寻求保护的本专利技术的另一方面，提供了一种电池组，该电池组包括多个如上所述的电池模块。
[0028]根据寻求保护的本专利技术的另一方面，提供了一种车辆，该车辆包括如上所述的电池模块或电池组。
[0029]根据寻求保护的本专利技术的另一方面，提供了一种使用包括单模红外激光器的激光
焊接系统来将凸片焊接至单池端子的方法，该方法包括：
[0030]将凸片安置成与单池的端子接触；以及
[0031]通过对由激光焊接系统产生的激光光束进行控制以产生包括预定形状的焊接路径来将凸片焊接至端子，
[0032]其中，激光焊接系统配置成将光束控制成围绕焊接路径进行振荡，
[0033]其中，振荡包括在平行于焊接路径的方向上的第一分量以及在正交于焊接路径的方向上的第二分量。有利的是，这样的振荡有助于使焊接能量分散在较宽的区域上，由此确保产生牢固的焊接部，而没有端子被过度穿透的风险。
[0034]在实施方式中，激光光束在凸片上的光斑尺寸为10微米至50微米，优选地为20微米至40微米。有利的是，这种光斑尺寸有助于确保振荡光束达到所需的能量密度，同时避免过度穿透或过热的风险。
[0035]在实施方式中，焊接路径基本上是连续的。
[0036]在实施方式中，焊接路径是连续的环。
[0037]在实施方式中，振荡的第一分量和/或第二分量的幅度为0.1mm至0.5本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种使用包括单模红外激光器的激光焊接系统来将凸片焊接至单池的端子的方法，所述方法包括：将所述凸片安置成与所述单池的所述端子接触；以及通过对由所述激光焊接系统产生的激光光束进行控制以产生包括预定形状的焊接路径来将所述凸片焊接至所述端子，其中，所述激光焊接系统配置成将所述光束控制成围绕所述焊接路径进行振荡，其中，所述振荡包括在平行于所述焊接路径的方向上的第一分量以及在正交于所述焊接路径的方向上的第二分量。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述激光光束在所述凸片上的光斑尺寸为10微米至50微米，优选地为20微米至40微米。3.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，其中，所述焊接路径基本上是连续的；可选地，所述焊接路径是连续的环。4.根据任一项前述权利要求所述的方法，其中：所述振荡的所述第一分量和/或所述第二分量的幅度为0.1mm至0.5mm，优选地为0.2mm至0.4mm；并且/或者所述振荡的频率为300Hz至700Hz。5.根据任一项前述权利要求所述的方法，其中，所述焊接系统包括一个或更多个镜，所述镜布置成进行旋转以对所述光束进行引导，其中，所述镜中的至少一个镜布置成以足以使所述光束在所述凸片上的位置以100mm/s至200mm/s移动的速度进行旋转。6.根据任一项前述权利要求所述的方法，其中，所述端子为钢制端子。7.根据任一项前述权利要求所述的方法，其中，所述凸片包括铜；可选地，所述凸片镀有镍。8.根据任一项前述权利要求所述的方法，其中，所述单池为圆柱形单池。9.根据任一项前述权利要求所述的方法，其中，所述焊接路径具有恒定的曲率。10.根据任一项前述权利要求所述的方法，其中，所述焊接路径是周缘长度为8mm至12mm的环，并且/或者其中，所述焊接路径是直径为2mm至4mm...

【专利技术属性】
技术研发人员：莫，
申请(专利权)人：捷豹路虎有限公司，
类型：发明
国别省市：