本發(fā)明涉及一種操作靈活的模組焊接工藝，屬于動(dòng)力電池組制造設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著鋰離子電池技術(shù)的飛速發(fā)展，鋰離子電池已廣泛應(yīng)用到車載動(dòng)力系統(tǒng)上。目前我國(guó)的汽車鋰電池產(chǎn)業(yè)在全球范圍內(nèi)占據(jù)的比例越來(lái)越大，對(duì)于車用動(dòng)力鋰離子電池的要求也越來(lái)越高，如何高效實(shí)現(xiàn)模組中單體電芯之間的連接問題成為重中之重，即采用何種電芯極耳焊接工藝將成為整個(gè)動(dòng)力電池產(chǎn)品生產(chǎn)工藝環(huán)節(jié)中最重要的一環(huán)。
目前動(dòng)力電池模組中單體電芯的極耳之間焊接方式主要有超聲波焊接、激光焊接。激光焊接投入成本高，焊接材料需緊密接觸，激光焊前需壓緊焊接材料。超聲波焊接主要優(yōu)點(diǎn)：適用多種組合材料的焊接；不會(huì)對(duì)半導(dǎo)體等材料引起高溫污染及損傷；易焊接高熱導(dǎo)率及高電導(dǎo)率的材料；耗用功率小，僅為電阻點(diǎn)焊的5%左右，焊件變形小于3~5%，焊點(diǎn)強(qiáng)度及強(qiáng)度穩(wěn)定性平均提高15~20%；焊接后導(dǎo)電性好，引入電阻小，電阻系數(shù)極低或近乎為零；焊接時(shí)間短，不需要任何助焊劑、氣體、焊料；焊接無(wú)火花，環(huán)保安全。針對(duì)模組焊接工藝來(lái)講，目前主要存在以下幾個(gè)方面的問題：生產(chǎn)過程中如何實(shí)現(xiàn)快速、高精度、高一致性的模組焊接；如何做到不破壞電芯極耳材料、電芯內(nèi)部反應(yīng)層；焊接質(zhì)量如何控制等等，這些成為本領(lǐng)域技術(shù)人員努力研究的方向，但是現(xiàn)有技術(shù)中方案并不理想。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明正是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題，提供一個(gè)接觸式可調(diào)控操作靈活的模組焊接工藝, 該工藝簡(jiǎn)單、容易操作，實(shí)現(xiàn)快速、高精度、高一致性的模組焊接。
為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：一種操作靈活的模組焊接工藝，其特征在于，所述焊接工藝具體步驟如下：
（1）采用極耳折彎工裝進(jìn)行電芯極耳折彎；
（2）采用堆疊工裝進(jìn)行模組堆疊，兩片電芯并聯(lián)堆疊在一起，構(gòu)成1組，共8組，正負(fù)相間；
（3）安裝ICB（連接電路板），并進(jìn)行塑焊，內(nèi)嵌的U型連接片與堆疊好的電芯極耳緊貼，將8組電芯串聯(lián)；
（4）進(jìn)行超聲測(cè)試，檢測(cè)超聲發(fā)生是否正常；
（5）焊頭下壓，用塞尺測(cè)量焊接間隙0.1mm，并確認(rèn)其他焊接參數(shù)；
（6）做焊接樣片應(yīng)用拉力機(jī)側(cè)樣片拉力值，連續(xù)3個(gè)樣片達(dá)到2KN，可進(jìn)行焊接生產(chǎn)；
（7）超聲波焊接機(jī)與自動(dòng)化焊接平臺(tái)匹配，進(jìn)行自動(dòng)化焊接，焊接監(jiān)控軟件進(jìn)行焊接數(shù)據(jù)監(jiān)控與記錄；
（8）通過焊點(diǎn)外觀檢查、薄紙片塞焊點(diǎn)進(jìn)行模組焊接質(zhì)量檢查；
（9）采用電壓內(nèi)阻測(cè)試儀測(cè)量模組電壓、內(nèi)阻。
作為本發(fā)明的一種改進(jìn)，所述堆疊工裝上的極耳定位條確保堆疊后電芯極耳處在同一高度，模組中16片電芯兩側(cè)極耳的中心處于同一水平線上。保持焊接位置坐標(biāo)的一致性，提高焊接速度與焊接的穩(wěn)定性；
相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，該技術(shù)方案的優(yōu)點(diǎn)如下：模組焊接的目的是為了將模組中各個(gè)單體電芯的極耳焊接在一起，實(shí)現(xiàn)串并聯(lián)，最終實(shí)現(xiàn)單體電芯導(dǎo)通過流，根據(jù)過流要求，1處焊接，即2片極耳與1片U型連接片焊接在一起的有效焊；接面積必須要達(dá)到5.2×3.2×6=99.84mm2；由于焊接動(dòng)作空間較小，模組焊接的極耳與U型連接片盡量緊密貼合 在一起；超聲波焊接工藝引入的焊接阻值盡可能小，且保持一致；焊接表面及周圍平整，無(wú)開焊、過焊、開裂等現(xiàn)象；焊接的強(qiáng)度高，耐震，穩(wěn)定性好；模組焊接生產(chǎn)前的焊接樣片拉力值峰值大于2KN；焊接后不破壞電芯極耳材料、電芯內(nèi)部反應(yīng)層；焊頭焊齒保持清潔及冷卻；高效快速的進(jìn)行模組焊接生產(chǎn)，滿足大批量生產(chǎn)要求。
具體實(shí)施方式
為了加深對(duì)本發(fā)明的認(rèn)識(shí)和理解，下面結(jié)合具體實(shí)施方式，進(jìn)一步介紹本發(fā)明。
實(shí)施例1：一種操作靈活的模組焊接工藝，所述焊接工藝具體步驟如下：
（1）采用極耳折彎工裝進(jìn)行電芯極耳折彎；
（2）采用堆疊工裝進(jìn)行模組堆疊，兩片電芯并聯(lián)堆疊在一起，構(gòu)成1組，共8組，正負(fù)相間；
（3）安裝ICB（連接電路板），并進(jìn)行塑焊，內(nèi)嵌的U型連接片與堆疊好的電芯極耳緊貼，將8組電芯串聯(lián)；
（4）進(jìn)行超聲測(cè)試，檢測(cè)超聲發(fā)生是否正常；
（5）焊頭下壓，用塞尺測(cè)量焊接間隙0.1mm，振幅45μm，壓力46PSI，能量450J；小間隙利于待焊工件的穩(wěn)固夾持，超聲波焊接時(shí)穩(wěn)定，不會(huì)出現(xiàn)待焊工件滑動(dòng)的現(xiàn)象。這些焊接參數(shù)都是為了滿足焊接質(zhì)量要求而設(shè)定的。
（6）做焊接樣片應(yīng)用拉力機(jī)側(cè)樣片拉力值，連續(xù)3個(gè)樣片達(dá)到2KN，可進(jìn)行焊接生產(chǎn)；
（7）超聲波焊接機(jī)與自動(dòng)化焊接平臺(tái)匹配，進(jìn)行自動(dòng)化焊接，焊接監(jiān)控軟件進(jìn)行焊接數(shù)據(jù)監(jiān)控與記錄；
（8）通過焊點(diǎn)外觀檢查、薄紙片塞焊點(diǎn)進(jìn)行模組焊接質(zhì)量檢查；
（9）采用電壓內(nèi)阻測(cè)試儀測(cè)量模組電壓、內(nèi)阻。
上述步驟中，極耳折彎工裝，保證電芯的極耳折彎的角度和位置尺寸極高的一致性，并聯(lián)電芯極耳可以緊密貼合，從而縮小焊接行程，即焊頭下降的距離減小，加快焊接作業(yè)；堆疊工裝上的極耳定位條確保堆疊后電芯極耳處在同一高度，模組中16片電芯兩側(cè)極耳的中心處于同一水平線上，保持焊接位置坐標(biāo)的一致性，提高焊接速度與焊接的穩(wěn)定性；安裝ICB（連接電路板）并塑焊，U型連接片的位置固定，電芯極耳緊貼U型連接片，待焊接件全部固定，焊接時(shí)，不會(huì)發(fā)生位移，提高焊接的穩(wěn)定性；每天焊接作業(yè)前，確認(rèn)超聲發(fā)生正常及焊接參數(shù)設(shè)置，再進(jìn)行焊接樣片拉力測(cè)試，必須要在連續(xù)3個(gè)焊接樣片的拉力峰值大于2KN的條件下，才可以進(jìn)行焊接生產(chǎn)，這充分保證了焊接質(zhì)量的穩(wěn)定性，包括焊點(diǎn)強(qiáng)度的的提高及焊點(diǎn)強(qiáng)度穩(wěn)定性的提高；目前超聲波焊接應(yīng)用比較廣泛的3點(diǎn)焊頭一次性焊接面積只有一半，完成1處焊接需要2次焊接動(dòng)作，而1個(gè)模組焊接有16處。因此，使用3點(diǎn)焊頭進(jìn)行焊接需要32次焊接動(dòng)作，主要缺點(diǎn)：a. 焊接耗時(shí)增加1倍，無(wú)法達(dá)到量產(chǎn)要求；b. 不能1次焊接成型，完成1處焊接需要進(jìn)行2次超聲波焊接，第2次超聲波焊接在一定程度上會(huì)破壞第1次焊接，導(dǎo)致第一次焊接位置出現(xiàn)開裂等問題，而且一致性差；c.引入焊接電阻值大小差別大。因此，本發(fā)明采用6點(diǎn)焊頭進(jìn)行焊接的焊接工藝，焊接耗時(shí)短，發(fā)熱量小，對(duì)焊頭和材料的損傷極微，延長(zhǎng)焊頭使用壽命；焊接面積大，1次焊接動(dòng)作便可完成1處焊接，不會(huì)產(chǎn)生二次破壞，一致性好；每完成1處極耳焊接，會(huì)有冷卻氣流對(duì)焊頭及焊點(diǎn)進(jìn)行降溫，進(jìn)一步減小焊頭發(fā)熱量，延長(zhǎng)焊頭使用壽命，保持焊點(diǎn)處于常溫，保護(hù)電芯；每完成1個(gè)模組焊接，會(huì)有軟銅刷進(jìn)行焊頭清理，保證焊頭的清潔，防止材料粘結(jié)在焊頭上，影響焊接作業(yè)；超聲波焊接機(jī)與自動(dòng)換焊接平臺(tái)實(shí)現(xiàn)通訊匹配，焊接自動(dòng)走位，完全自動(dòng)化焊接，節(jié)約人工成本，提高產(chǎn)能；焊接監(jiān)控軟件記錄每一次焊接數(shù)據(jù)，通過數(shù)據(jù)分析，可以監(jiān)控焊接質(zhì)量，反過來(lái)，也可以優(yōu)化焊接參數(shù)，提高焊接質(zhì)量；檢查焊點(diǎn)外觀，薄紙片檢查是否開焊，進(jìn)一步確保焊接質(zhì)量；測(cè)量焊接后的模組的電壓（16片電芯串并聯(lián)之后的總電壓），電阻（包含電芯本身的內(nèi)阻、連接片引入的阻值、焊接引入的阻值），將16片電芯串并聯(lián)之后理論電壓與理論內(nèi)阻計(jì)算公式及其與電壓、內(nèi)阻實(shí)際測(cè)量值的比較判定編寫到軟件程序中，可以得出連接片引入的阻值、焊接引入的阻值是微乎其微的，跟理論上計(jì)算的阻值基本一致。
需要說(shuō)明的是上述實(shí)施例，并非用來(lái)限定本發(fā)明的保護(hù)范圍，在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上所作出的等同變換或替代均落入本發(fā)明權(quán)利要求所保護(hù)的范圍。