CN106154181A - 一种电池包键合焊接检测系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及新能源技术领域，为了克服点焊机点焊虚焊的不良率偏高、现有的检测设备效率低下等问题，本发明提供一种电池包键合焊接检测系统及方法，能快速的检测出电芯与汇流板的连接是否有虚焊。为此，本发明的检测系统包括：上位机，所述上位机用于设置电芯数量、放电电流、电压差范围、发送和接收指令、显示各种状态，通过CAN总线与下位机通信；下位机，所述下位机通过CAN总线分别与上位机、电子负载、压床相连，进行数据和指令的收发；压床，所述压床上安装有弹簧顶针，顶针接触电芯和汇流板的正负极，通过所述顶针将电池电压和汇流板电压接到下位机进行电压检测；电子负载，所述负载与电池包的正负极相连构成回路，根据下位机发送的指令设置放电电流。
Description
技术领域
本发明涉及新能源技术领域，特别涉及一种电池包键合焊接检测系统及方法。
背景技术
当前大部分动力电池包采用18650电芯进行串并联实现额定容量，电池包中18650电芯与汇流板之间的焊接大多采用的是铝丝键合焊接技术。铝丝键合焊接是通过铝丝将电芯的正负极和铝板(铜板，镍板等)连接起来的焊接。对电池的容量需求越来越大的情况下，电池并联的个数也越来越多，如果某一节电池的焊接有问题，出现虚焊、假焊或开路等情况，会造成整个电池包容量与预定的容量不一致的后果。为了能够有效地检测出每一节电池的焊接情况是否良好，通过高精度检测电路+运算放大处理，可以直接检测出每一节电芯的焊接好坏。但是上述方法过程复杂，而且对设备要求高，不仅检测效率不高，而且耗费资源。
发明内容
本发明的主要目的是为了克服现有技术的不足，提供一种使用方便的电池包键合焊接检测系统及方法。
为达到以上目的，本发明采用的技术方案为：
一种电池包键合焊接检测系统，其特征在于，所述检测系统包括：
上位机，所述上位机与下位机进行通信，用于设置电池包中的电池数量、电池包放电电流、故障电压阈值，在发送和接收指令的同时显示各种状态；
下位机，所述下位机分别与上位机、电子负载、电池包相连，进行数据和指令的收发，同时检测电池包中单个电池两端电压和汇流板之间的电压，将两个电压作差，依据得出的差值与设定的故障电压阈值进行比较，当差值小于该阈值时，则判断电池包中的该电池没有出现虚焊，反之则虚焊；
电子负载，所述负载与电池包的正负极相连构成回路，根据下位机发送的指令设置放电电流。
进一步的，所述电池包由若干个电池和两块汇流板组成，其中每个电池的正极和负极分别通过铝丝点焊在两侧的汇流板上实现并联。
进一步的，该系统还包括压床，根据电池包的结构在所述压床上构造有一配套模组，用以安装电池包。
进一步的，所述电子负载的两端分别与电池包中两侧的汇流板连接。
进一步的，所述模组上安装有弹簧顶针，顶针接触电池包中的电池和汇流板的正负极，通过所述顶针将电池两端电压和汇流板之间的电压接到下位机用以检测。
进一步的，所述上位机与下位机之间以及下位机与电子负载、压床之间通过CAN总线进行数据通信。
一种电池包键合焊接检测方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
上位机设置电池包中电池的数量、电池包放电电流、故障电压阈值，设置完毕后上位机把数据通过CAN总线发送给下位机；下位机接收到数据后解码出指令后开始工作，所述下位机开始同时检测电池包中的单个电池两端和汇流板之间的电压，然后将采集到的两个电压相减，所得的差与设定阈值相比较，若小于设定阈值，则电池没有虚焊，反之，电池虚焊；所述下位机继续测量其它电芯，当所有电芯测量完毕之后，将各电芯的状态发给上位机，上位机显示状态，结束检测。
进一步的，所述电池包安装在压床上，根据电池包的结构在所述压床上构造有一配套模组，用以安装电池包，所述压床上安装有弹簧顶针，顶针接触各个电池和汇流板的正负极，通过所述顶针将电池电压和汇流板电压接到下位机。
进一步的，在所述下位机接收到数据后解码出指令开始工作时，首先检测压床的气压是否正常，如果不正常，下位机将故障信息回传给上位机，上位机显示故障信息，结束检测，当气压正常时，下位机闭合压床。
进一步的，在所述下位机闭合压床时，通过CAN总线与电子负载通信，设置电子负载的放电电流并开启电子负载，下位机判定电子负载反馈的实际电流是否正常，若不正常，依次关闭电子负载，断开压床，并将故障信息反馈给上位机，上位机显示故障信息，结束检测；若电流正常，所述下位机开始同时检测电池包中的单个电池两端和汇流板之间的电压。
进一步的，当所有电芯测量完毕之后，依次关闭电子负载，断开压床。
本发明提供了适用于各种电池包虚假焊接检测系统及方法，相对于其它的电池包焊接检测系统及方法，所述电池包键合焊接检测系统及方法具有以下特点：
1)适用范围广。利用该系统不仅适用于铝焊的检测，还可以对其它方式的焊接情况进行检测，利用电路的相关知识进行检测的核心思想适用范围广。
2)检测效率高。通过将电池包安装在压床中，更加方便对电池包中多个电池和汇流板两端的电压进行检测，可以快速地对各个电池电压进行检测。
3)准确率高。出现虚假焊接时，由于电路是开路情况，那么通过对实时电压值进行检测便可以对虚假焊接情况进行准确检测。
附图说明
图1是本发明其中一个优选实施例提供的电池包键合焊接检测系统框架图。
图2是本发明其中一个优选实施例提供的电池包键合焊接检测系统的电池包连接等效图。
图3是本发明其中一个优选实施例提供的电池包键合焊接检测系统工作流程图。
具体实施方式
以下描述用于揭露本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。
下面结合附图对本发明进行详细描述：
图1是本发明其中一个优选实施例提供的电池包键合焊接检测系统框架图。
参见图1，所述检测系统包括：上位机，所述上位机用于设置电芯数量、放电电流、故障电压阈值、发送和接收指令、显示各种状态，通过CAN总线与下位机通信；下位机，所述下位机通过CAN总线分别与上位机、电子负载、压床相连，进行数据和指令的收发，通过模数转换器采集各电池之间和汇流板之间的电压，通过将采集到的两个电压值之间的差与所述阈值进行比较，确定电池包中的电池是否出现虚焊；压床，根据电池包的结构在所述压床上构造有一配套模组，用以安装电池包，所述压床上安装有弹簧顶针，顶针接触各个电池和汇流板的正负极，通过所述顶针将电池电压和汇流板电压接到下位机；电子负载，所述负载与电池包的正负极相连构成回路，根据下位机发送的指令设置放电电流。
在上位机上设置好各种参数之后，上位机通过CAN通讯接口与下位机通讯，下位机通过CAN总线设置闭合压床和电子负载的参数，然后开启电子负载，电池包开始放电。下位机分别采集所有电池两端的电压和汇流板的电压，用这两者的差值来判定是否虚焊。
当电池包没有工作时电池两端和汇流板两端的电压一致，当电池包工作时由于铝线和焊接点存在电阻，电池两端的电压和汇流板两端的电压不一致，当这个差值大于设定阈值后判定为虚焊。
图2是本发明其中一个优选实施例提供的电池包键合焊接检测系统的电池包连接等效图。
所述电池包由若干个电池3(1#、2#……N#)和两块汇流板1(上汇流板、下汇流板)组成，其中每个电池的正极和负极分别通过铝丝4点焊在两侧的汇流板上实现并联。当电池包放电时，电流依次从正极、正焊接点、铝线、正汇流板、负载、负汇流板、铝线、负焊接点、负极。
在图2中当电池3的正负极被铝丝4点焊在两侧的汇流板1上后，铝丝4自身的电阻、铝丝与基板和电池焊接产生的结电阻，二者形成等效电阻2。该等效电阻2通常在0.5mΩ以上。当电池接通负载并产生电流I，可以得式：
△U＝U-(2*R*I+UN)
其中，UN为N号电池两端电压；U为汇流板两端电压；ΔU为UN、U的压差。
当流过电池的电流为其额定电流时，将产生1mV以上的压降。当铝线与电池或汇流板焊接有虚焊时，等效电阻的将变大，从而产生的压降将更大，当压降大于一定值时，判定电芯虚焊。本发明采用16位高精度、低温漂模数转换芯片来采样电压，采样精度可以达到0.3mV，能够精确的采集UN和U，采集到的电压与设定阈值比较来判定是否有虚焊。
图3是本发明其中一个优选实施例提供的电池包键合焊接检测系统工作流程图。
在图3中，上位机设置电池包中电池的数量、电池包放电电流、故障电压阈值。设置完毕后上位机把数据通过CAN总线发送给下位机。下位机接收到数据后解码出指令后开始工作。首先检测压床的气压是否正常，如果不正常，下位机将故障信息回传给上位机，上位机显示故障信息，结束检测；当气压正常时，下位机闭合压床。同时通过CAN总线与电子负载通信，设置电子负载的放电电流并开启电子负载。下位机判定电子负载回传回来的实际电流是否正常，若不正常，依次关闭电子负载，断开压床，并将故障信息回传给上位机，上位机显示故障信息，结束检测；若电流正常，下位机开始同时检测电池和汇流板的电压，然后将采集到的两个电压相减，所得的差与设定阈值相比较，若小于设定阈值，则电池没有虚焊；反之，电池虚焊。所述下位机继续测量其它电芯，当所有电芯测量完毕之后，依次关闭电子负载，断开压床。最后将各电芯的状态发给上位机，上位机显示状态，结束检测。
本实施例提供的电池包键合焊接检测系统能够克服点焊机点焊虚焊的不良率偏高、现有的检测设备效率低下等问题，提供了一种动力电池包点焊虚焊检测方法，能快速的检测出电池与汇流板的连接是否有虚焊，以提升电池包的合格率和生产效率。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。
Claims (10)
1.一种电池包键合焊接检测系统，其特征在于，所述检测系统包括：
上位机，所述上位机与下位机进行通信，用于设置电池包中的电池数量、电池包放电电流、故障电压阈值，在发送和接收指令的同时显示各种状态；
下位机，所述下位机分别与上位机、电子负载、电池包相连，进行数据和指令的收发，同时检测电池包中单个电池两端电压和汇流板之间的电压，将两个电压作差，依据得出的差值与设定的故障电压阈值进行比较，当差值小于该阈值时，则判断电池包中的该电池没有出现虚焊，反之则虚焊；
电子负载，所述负载与电池包的正负极相连构成回路，根据下位机发送的指令设置放电电流。
2.如权利要求1所述的电池包键合焊接检测系统，其特征在于，所述电池包由若干个电池和两块汇流板组成，其中每个电池的正极和负极分别通过铝丝点焊在两侧的汇流板上实现并联。
3.如权利要求1所述的电池包键合焊接检测系统，其特征在于，该系统还包括压床，根据电池包的结构在所述压床上构造有一配套模组，用以安装电池包。
4.如权利要求2所述的电池包键合焊接检测系统，其特征在于，所述电子负载的两端分别与电池包中两侧的汇流板连接。
5.如权利要求3所述的电池包键合焊接检测系统，其特征在于，所述模组上安装有弹簧顶针，顶针接触电池包中的电池和汇流板的正负极，通过所述顶针将电池两端电压和汇流板之间的电压接到下位机用以检测。
6.如权利要求1至5中所述的电池包键合焊接检测系统，其特征在于，所述上位机与下位机之间以及下位机与电子负载、压床之间通过CAN总线进行数据通信。
7.一种电池包键合焊接检测方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：上位机设置电池包中电池的数量、电池包放电电流、故障电压阈值，设置完毕后上位机把数据通过CAN总线发送给下位机；下位机接收到数据后解码出指令开始工作，所述下位机开始同时检测电池包中的单个电池两端和汇流板之间的电压，然后将采集到的两个电压相减，所得的差与设定阈值相比较，若小于设定阈值，则电池没有虚焊，反之，电池虚焊；所述下位机继续测量其它电芯，当所有电芯测量完毕之后，将各电芯的状态发给上位机，上位机显示状态，结束检测。
8.如权利要求7所述的电池包键合焊接检测方法，其特征在于，根据电池包的结构在所述压床上构造有一配套模组，用以安装电池包，所述压床上安装有弹簧顶针，顶针接触各个电池和汇流板的正负极，通过所述顶针将电池电压和汇流板电压接到下位机。
9.如权利要求8所述的电池包键合焊接检测方法，其特征在于，在所述下位机接收到数据后解码出指令开始工作时，首先检测压床的气压是否正常，如果不正常，下位机将故障信息回传给上位机，上位机显示故障信息，结束检测；当气压正常时，下位机闭合压床。
10.如权利要求9所述的电池包键合焊接检测方法，其特征在于，在所述下位机闭合压床时，通过CAN总线与电子负载通信，设置电子负载的放电电流并开启电子负载，下位机判定电子负载反馈的实际电流是否正常，若不正常，依次关闭电子负载，断开压床，并将故障信息反馈给上位机，上位机显示故障信息，结束检测；若电流正常，所述下位机开始同时检测电池包中的单个电池两端和汇流板之间的电压；当所有电芯测量完毕之后，依次关闭电子负载，断开压床。
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Effective date of registration: 20181121 Address after: 20111 4015, 32 Juju Road, Chedun Town, Songjiang District, Shanghai Applicant after: Shanghai Nanku New Energy Technology Co., Ltd. Address before: 200 000 No. 50 Cheyang Road, Chedun Town, Songjiang District, Shanghai Applicant before: Shanghai Deschamps moves Amperex Technology Limited |
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| TA01 | Transfer of patent application right | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20161123 |
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| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |