CN111106298A - 电芯模组、电芯总成及电芯模组的连接方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电池以及电池的安装技术领域，具体地涉及一种电芯模组、电芯总成及电芯模组的连接方法。一种电芯模组，包括汇流排和多个电芯，所述电芯包括极耳，所述汇流排设置在所述极耳上方并与所述极耳相连接。本发明所述的电芯模组，汇流排位于极耳上面，汇流排减少了开极耳折边槽的工序，使得汇流排的制作工艺更加简单，减少汇流排的制作成本，提高电芯模组的生产效率。

Description

电芯模组、电芯总成及电芯模组的连接方法

技术领域

本发明涉及电池以及电池的安装技术领域，具体地涉及一种电芯模组、电芯总成及电芯模组的连接方法。

背景技术

目前软包电芯极耳与汇流排焊接基本都是极耳在上汇流排在下压紧后用激光焊接形成牢固连接，这种机构会使得汇流排面积及厚度值比较大，增加模组体积及成本。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术存在的汇流排面积及厚度值比较大，模组体积及成本较高的问题。

为了实现上述目的，本发明一方面提供一种电芯模组、电芯总成及电芯模组的连接方法。

本发明一方面提供一种电芯模组，包括汇流排和多个电芯，所述电芯包括极耳，所述汇流排设置在所述极耳上方并与所述极耳相连接。

优选的，所述汇流排覆盖与该汇流排相连的极耳之间的缝隙和与该汇流排相连的极耳。

优选的，所述极耳呈90°弯折并包括从所述电芯延伸出的第一部分和相对于所述第一部分弯折的第二部分，所述第二部分贴合于所述汇流排底部。

优选的，所述极耳与所述汇流排通过激光焊接连接。

优选的，堆叠相连的所述电芯之间设置有泡棉。

本发明第二方面提供一种电芯总成，上述任意一种电芯模组。

优选的，所述电芯模组堆叠相连，所述电芯模组之间设置有防火片。

优选的，所述方法包括将汇流排设置在极耳上方并与所述极耳相连接。

本发明第三方面提供一种电芯模组的连接方法，包括以下步骤：

使所述汇流排定位在所述极耳上方；

焊接所述极耳和所述汇流排。

优选的，电芯模组的连接方法，包括以下步骤：

S1、所述电芯模组通过激光焊接工装进行辅助焊接，所述激光焊接工装包括用于吸收激光能量的第一激光治具、设置在所述第一激光治具上方以使得激光透射的耐极耳融化温度的第二激光治具和用于支撑固定所述第一激光治具、所述第二激光治具的辅助件；将极耳的所述第二部分、所述第二激光治具和所述第一激光治具从上到下依次设置；

S2、使所述汇流排定位在所述极耳上方；

S3、使用激光从上往下焊接所述极耳和所述汇流排。

本发明所述的电芯模组，汇流排位于极耳上面，汇流排减少了开极耳折边槽的工序，使得汇流排的制作工艺更加简单，减少汇流排的制作成本，提高电芯模组的生产效率。

附图说明

图1是本发明一种实施方式的电芯模组的结构示意图；

图2是本发明一种实施方式的电芯模组的结构示意图；

图3是本发明一种实施方式的激光焊接工装和电芯模组安装中的结构示意图；

图4是本发明一种实施方式的激光焊接工装部分结构和电芯模组安装后的结构示意图。

附图标记说明

1-极耳，2-汇流排，3-电芯，4-第二左治具，5-第一左治具，6-第二右治具，7-第一右治具，8-左推板，9-右推板，10-后夹板，11-前夹板，12-底板。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

本发明一方面提供一种电芯模组，包括汇流排2和多个电芯3，所述电芯包括极耳1，所述汇流排2设置在所述极耳1上方并与所述极耳1相连接。

汇流排2设置在极耳1的上方，如图1所示，汇流排2不用按照尺寸开有相应的槽使得极耳1从槽中伸出覆盖在汇流排2的上方；使得汇流排2的制作工艺更加简单，减少汇流排2的制作成本，提高电芯模组的生产效率。

优选的，所述汇流排2覆盖与该汇流排2相连的极耳之间的缝隙和与该汇流排2相连的极耳。如图2所示，汇流排2覆盖极耳和极耳之间的空隙增大了汇流排2的载流面积，在保证安全通过一定载流值的时候，汇流排2的厚度可以减小，减少了物料的使用，进而减少了成本；间接减小了模组在汇流排厚度方向的尺寸，增加电芯模组安装空间。

优选的，所述极耳1呈90°弯折并包括从所述电芯3延伸出的第一部分和相对于所述第一部分弯折的第二部分，所述第二部分贴合于所述汇流排2底部。极耳1按照90°弯折可以增大极耳1和汇流排2的接触面积，使得极耳1和汇流排2承受更大的载流。

优选的，所述极耳1与所述汇流排2通过激光焊接连接。激光可以轻易焊透汇流排2，将汇流排2和极耳1焊接到一起。

优选的，堆叠相连的所述电芯3之间设置有泡棉。泡棉在电芯3之间起到了缓冲作用，避免电芯3之间的撞击摩擦损坏，同时因为各个电芯3之间在厚度上存在差异，泡棉用于填补厚度差异，对于控制电芯模块的平整度起到了积极作用；同时泡棉用于吸收各个电芯3之间的热膨胀，有效降低电芯模组热失控风险。

本发明第二方面提供一种电芯总成，包括上述任意一种电芯模组。电芯总成减少了汇流排2的制作工艺，减少了电芯总成的制作成本，具有较好的经济效用。

优选的，所述电芯模组堆叠相连，所述电芯模组之间设置有防火片。电芯模组有可能发生火灾，在电芯模组发生起火时候，防火片对于防止火势蔓延起到了积极作用。

本发明第三方面提供一种电芯模组的连接方法，所述方法包括：将汇流排2设置在极耳1上方并与所述极耳1相连接。该电池模组的连接方法，汇流排2不用按照尺寸开有相应的槽使得极耳1从槽中伸出覆盖在汇流排2的上方；使得汇流排2的制作工艺更加简单，减少汇流排2的制作成本，进而减少了电芯总成的制作成本，具有较好的经济效用。

优选的，所述电芯模组的连接方法包括以下步骤：

使所述汇流排2定位在所述极耳1上方；

焊接所述极耳1和所述汇流排2。

焊接使得极耳1和汇流排2的连接较为紧固，提高电芯模组的使用寿命。

因为在上述所述的电芯模组中，所述汇流排2相对于较厚，极耳1的厚度较薄，激光有可能焊透汇流排2和极耳1，所以本发明第三方面提供一种激光焊接工装，包括用于吸收激光能量的第一激光治具、设置在所述第一激光治具上方以使得激光透射的耐极耳融化温度的第二激光治具以及用于支撑固定所述第一激光治具和所述第二激光治具的辅助件。

在焊接汇流排的过程中，激光如果焊透汇流排2和极耳1，那么激光会透过第二激光治具射到第一激光治具上，第一激光治具吸收激光能量并进行散热，控制激光能量在安全范围内，使得汇流排2和极耳1在激光在射穿后不至于温度过高引起变形，且保护电芯3不被激光照射。同时第二激光治具隔离极耳1和第一激光治具，避免它们被焊接在一起。

优选的，所述第一激光治具上开有与极耳1从电芯3延伸出的第一部分相对应的第一缝隙，所述第二激光治具开设有与所述第一缝隙对应的第二缝隙，以使得所述第一部分沿着所述第一缝隙和第二缝隙穿入所述第一激光治具和所述第二激光治具。极耳1的第一部分穿入缝隙固定所述极耳1，并将汇流排2压置于极耳1上面。缝隙固定极耳位置，确保焊接精度。

优选的，所述第一激光治具包括在所述极耳1穿入方向两侧的第一左治具5和第一右治具7，所述第二激光治具包括在所述极耳1穿入方向两侧的第二左治具4和第二右治具6；所述辅助件包括设置为在所述极耳1穿入方向相对运动的左辅助件和右辅助件，所述第一左治具5、所述第二左治具4均与所述左辅助件固定相连，所述第一右治具7、所述第二右治具6均与所述右辅助件固定相连；以使得所述左辅助件、所述右辅助件带动所述第一激光治具、所述第二激光治具在所述极耳1穿入方向开合。

第一激光治具和第二激光治具为可拆装的结构，左辅助件带动第一左治具5和第二左治具4，右辅助件带动第一右治具7和第二右治具6，该结构可在电芯模组位置固定的情况下移动相对于电芯模组较轻的激光治具，便于移动且在焊接后取出电芯模组。

优选的，所述辅助件包括底板12和固定在所述底板中部前后两侧的前夹板11和后夹板10，以使得所述电芯模组能够置入所述底板12、所述前夹板11和所述后夹板10限定的空间；所述左辅助件包括左推板8，所述右辅助件包括右推板9；所述左推板8和所述右推板9设置为能够沿所述底板12滑动，所述第二左治具4和所述第一左治具5均固定在所述左推板8的上方，所述第二右治具6和所述第一右治具7均固定在所述右推板9的上方。所述第二左治具4、所述第一左治具5和所述左推板8从上到下通过螺钉固定连接，所述第一右治具7、所述第二右治具6和右推板9从上到下通过螺钉固定连接；前夹板11和后夹板10使得电芯模组固定在一定的范围内，此时左推板8和右推板9可在底板12上进行相应的滑动，方便准确地安装激光焊接工装。

优选的，所述底板12上设置有滑道，所述左推板8和所述右推板9分别通过底部的第一滑槽和第二滑槽沿所述滑道滑动。将电芯模组固定在一定的范围内后，滑道和滑槽可以准确地将缝隙对准极耳1进而实现工装的准确安装；滑槽和滑道在保证精度的同时，工艺简单，造价较低便于实现。

优选的，所述激光焊接工装包括从左侧连接所述左推板8的第一伸缩杆和从右侧连接所述右推板9的第二伸缩杆。所述第一伸缩杆和所述第二伸缩杆均为液压伸缩杆，通过所述第一伸缩杆和所述第二伸缩杆控制左推板8和右推板9在底板12上滑动。

优选的，所述第一右治具7和第一左治具5上分别设置有相契合的凹槽和凸起，或，所述第二右治具6和第二左治具4上分别设置有相契合的凹槽和凸起。相配合的凹槽和凸起能够检测所述第一激光治具有没有对齐，确保电芯模块在激光焊接工装上的焊接精度。

优选的，所述后夹板10和所述前夹板11的中部上端开有置取槽。置取槽方便将电芯模块激光焊接工装中取出。

优选的，所述第二激光治具为高硼硅玻璃治具。高硼硅玻璃比普通硅酸盐玻璃的融化温度高，避免第二激光治具因焊接温度损坏，且透光性能优质，是第二激光治具材料的优选材料。

优选的，所述第一激光治具为不锈钢治具或石墨治具。不锈钢治具和石墨治具均具有较好的导热性能，避免电芯模组因为焊接产生的热量变形；不锈钢具有较高的强度且造价低廉，降低成本的同时使得焊接工装结实耐用。

优选的，所述电芯模组的连接方法包括以下步骤：

S1、所述电芯模组通过激光焊接工装进行辅助焊接，所述激光焊接工装，包括用于吸收激光能量的第一激光治具、设置在所述第一激光治具上方以使得激光透射的耐极耳融化温度的第二激光治具和用于支撑固定所述第一激光治具、所述第二激光治具的辅助件；将极耳1的所述第二部分、所述第二激光治具和所述第一激光治具从上到下依次设置；

S2、使所述汇流排2定位在所述极耳1上方；

S3、使用激光从上往下焊接所述极耳1和所述汇流排2。

优选的，所述电芯模组的连接方法包括以下步骤：

S1、将所述电芯模组置入所述前夹板11和所述后夹板10之间；

S2、控制所述第一液压伸缩杆将左推板8相右推，控制所述第二液压伸缩杆将所述右推板9向左推；使所述极耳1的所述第一部分进入相应的所述缝隙，使所述极耳1的所述第二部分、所述第二激光治具和所述第一激光治具从上到下依次设置；

S3、使所述汇流排2定位在所述极耳1上方；

S4、使用激光从上往下焊接所述极耳1和所述汇流排2；

S5、控制所述第一液压伸缩杆将左推板8向左拉开，控制所述第二液压伸缩杆将所述右推板9向右拉开；通过置取槽取出所述电芯模组。

重复上述步骤即可得到焊接好的电芯模组。在焊接汇流排的过程中，激光如果焊透汇流排2和极耳1，那么激光会透过第二激光治具射到第一激光治具上，第一激光治具吸收激光能量并进行散热，控制激光能量在安全范围内，使得汇流排2和极耳1在激光在射穿后不至于温度过高引起变形，且保护电芯3不被激光照射。同时第二激光治具隔离极耳1和第一激光治具，避免它们被焊接在一起。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型。包括各个具体技术特征以任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。但这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种电芯模组，其特征在于，包括汇流排(2)和多个电芯(3)，所述电芯包括极耳(1)，所述汇流排(2)设置在所述极耳(1)上方并与所述极耳(1)相连接。

2.根据权利要求1所述的电芯模组，其特征在于，所述汇流排(2)覆盖与该汇流排(2)相连的极耳之间的缝隙和与该汇流排(2)相连的极耳。

3.根据权利要求2所述的电芯模组，其特征在于，所述极耳(1)呈90°弯折并包括从所述电芯(3)延伸出的第一部分和相对于所述第一部分弯折的第二部分，所述第二部分贴合于所述汇流排(2)底部。

4.根据权利要求3所述的电芯模组，其特征在于，所述极耳(1)与所述汇流排(2)通过激光焊接连接。

5.根据权利要求4所述的电芯模组，其特征在于，堆叠相连的所述电芯(3)之间设置有泡棉。

6.一种电芯总成，其特征在于，包括权利要求1-5任意一种电芯模组。

7.根据权利要求6所述的电芯总成，其特征在于，所述电芯模组堆叠相连，所述电芯模组之间设置有防火片。

8.一种电芯模组的连接方法，其特征在于，所述方法包括将汇流排(2)设置在极耳(1)上方并与所述极耳(1)相连接。

9.根据权利要求8所述的电芯模组的连接方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、使所述汇流排(2)定位在所述极耳(1)上方；

S2、焊接所述极耳(1)和所述汇流排(2)。

10.根据权利要求9所述的电芯模组的连接方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、所述电芯模组通过激光焊接工装进行辅助焊接，所述激光焊接工装包括用于吸收激光能量的第一激光治具、设置在所述第一激光治具上方以使得激光透射的耐极耳融化温度的第二激光治具和用于支撑固定所述第一激光治具、所述第二激光治具的辅助件；将极耳(1)的所述第二部分、所述第二激光治具和所述第一激光治具从上到下依次设置；

S2、使所述汇流排(2)定位在所述极耳(1)上方；

S3、使用激光从上往下焊接所述极耳(1)和所述汇流排(2)。

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