CN106803563B - 电池模组及焊接系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电池模组及焊接系统，涉及电池模组技术领域。所述电池模组包括多个单体电池、电池套、第一集流片、第二集流片。所述电池套和第一集流片与单体电池相配合，所述电池套套设在单体电池的两端，所述第一集流片与电池套的导电部接触以汇聚多个单体电池的电流，所述第二集流片焊接在第一集流片上，形成电池模组用于输出电能的接线端子。设置的电池套和第一集流片方便了多个单体电池并联或串联成电池组。所述第二集流片上设置有镂空间隙，可使焊接的电流更集中，进而缩短焊接时间，提高焊接效率。

Description

电池模组及焊接系统

技术领域

本发明涉及电池模组技术领域，具体而言，涉及一种电池模组及焊接系统。

背景技术

随着新能源行业优势的快速发展，新能源行业将成为世界各国培育新的经济增长点的一个重要突破口。在新能源电池模组行业领域，电池模组的焊接主要分为：超声焊、激光焊以及电阻焊等。目前，现有的电池模组存在诸多不足，例如，在焊接电池模组中的电压采集线(又称第二集流片或集流板)时，现有的电池模组加热时间长，熔核形成需要焊丝或焊条等填充金属，焊接过程之中还需要氧、乙炔、氢等作为焊接的材料，操作复杂，焊接效率低。

因此，如何提供一种操作简单，又可提高焊接效率的电池模组及焊接系统已成为本领域技术人员亟需解决的技术。

发明内容

为了克服上述现有技术中的不足，本发明提供一种电池模组及焊接系统，以解决现有技术中在焊接电池模组时焊接效率低以及焊接速度慢等问题。

为了实现上述目的，本发明较佳实施例所提供的技术方案如下所示：

本发明较佳实施例提供一种电池模组，所述电池模组包括：

多个单体电池；

套设在所述单体电池两端的由绝缘材料构成的电池套；

用于连接所述电池套的第一集流片，以及

与所述第一集流片焊接的分别用于汇聚所述单体电池的正电极和负电极电流的由金属构成的第二集流片，其中：

所述电池套上设置有用于与所述单体电池的电极连接的导电部，多个所述导电部通过第一集流片连接；所述第二集流片的一端设置有镂空间隙，所述镂空间隙两侧的所述第二集流片设置有预焊区；所述第二集流片通过所述预焊区与所述第一集流片焊接。

在本发明的较佳实施例中，上述导电部包括可导电的弹性件和凸出于所述电池套的导电柱，所述弹性件的一端与所述导电柱连接，另一端用于连接所述单体电池的电极；所述导电柱用于配合所述第一集流片并与所述第一集流片连接。

在本发明的较佳实施例中，上述弹性件远离所述导电柱的一端设置有导电片，所述导电片用于与所述单体电池的电极接触。

在本发明的较佳实施例中，上述第一集流片上开设有至少两个配合所述导电部并供所述导电部伸出的定位孔。

在本发明的较佳实施例中，上述第一集流片在所述定位孔的边缘设置有用于与所述导电部接触的可导电的弹片。

在本发明的较佳实施例中，上述电池模组还包括用于固定多个所述单体电池的由绝缘材料构成的电池固定板，所述电池固定板上设置有蜂窝状的用于固定所述单体电池的第一通孔。

在本发明的较佳实施例中，上述第二集流片在设置有所述镂空间隙的一端开设有用于固定所述第二集流片的第二通孔，所述第二集流片通过与所述第二通孔相配合的由绝缘材料构成的固定件固定。

在本发明的较佳实施例中，上述固定件为铆钉或螺钉或螺栓或螺杆。

在本发明的较佳实施例中，上述第二集流片上远离开设有所述镂空间隙的一端开设有防滑口。

本发明的较佳实施例还提供一种焊接系统，所述焊接系统包括：

电阻焊机；

上述的电池模组；

所述电阻焊机包括安装板、焊针以及设置在安装板上的气缸，所述安装板上并排设置有两个滑轨，每个所述滑轨上设置有可滑动的连接板，所述连接板的一端还与所述气缸的活塞连接，每个所述连接板远离所述气缸的一端设置有用于固定所述焊针的固定座，所述气缸驱动所述连接板移动以使所述焊针压合或远离所述电池模组中的第二集流片。

本发明提供一种电池模组及焊接系统，所述电池模组包括所述电池模组包括多个单体电池、电池套、第一集流片、第二集流片。所述电池套和第一集流片与单体电池相配合，所述电池套套设在单体电池的两端，所述第一集流片与电池套的导电部接触以汇聚多个单体电池的电流，所述第二集流片焊接在第一集流片上，形成电池模组电能的输出接线端子。设置的电池套和第一集流片方便了多个单体电池并联或串联成电池组。所述第二集流片上设置有镂空间隙，可使焊接的电流更集中，缩短焊接时间以提高焊接效率。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举本发明较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明较佳实施例提供的电池模组的结构示意图。

图2为本发明较佳实施例提供的电池模组的爆炸图。

图3为本发明较佳实施例提供的第一集流片、电池帽和单体电池的配合示意图。

图4为本发明较佳实施例提供的电池模组中的电池套的爆炸图。

图5为本发明较佳实施例提供的电池模组中的第一集流片的结构示意图。

图6为本发明较佳实施例提供的电阻焊机焊接第二集流片的焊接示意图。

图7为图6中I部位的局部放大示意图。

图标：100-电池模组；110-单体电池；120-电池套；121-导电部；1211-导电柱；1212-弹性件；1213-导电片；130-第一集流片；131-弹片；132-定位孔；140-第二集流片；141-镂空间隙；142-第二通孔；150-电池固定板；151-第一通孔；200-电阻焊机；210-安装板；220-滑轨；230-连接板；240-气缸；250-焊针；260-固定座。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中”、“上”、“下”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接。可以是机械连接，也可以是电性连接。可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面结合附图，对本发明的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

请结合参照图1和图2，本发明的实施例提供一种电池模组100，该电池模组100包括多个单体电池110、电池套120、第一集流片130以及第二集流片140。其中，每个单体电池110的两端均套设有电池套120，电池套120套在单体电池110上的部分可以由绝缘材料构成。所述第一集流片130用于连接多个电池套120，以汇聚电流，同时可以使多个单体电池110形成一个只有一个正电极和一个负电极的电源。所述第二集流片140的一端设置有镂空间隙141，且焊接在第一集流片130上，形成可供引线接入的接线端子，供电能输出。设置的镂空间隙141可以使焊接过程中的电流更集中，进而使热量集中，缩短了焊接的加热时间。

请参照图3，在本实施例中，所述第一集流片130、第二集流片140作为电池模组100中的导电桥梁，用于汇集电池模组100中的多个单体电池110的正电极和负电极的电流，以使电池模组100输出的电流或电压大小能满足需求。

请参照图4，所述电池套120上设置有导电部121，所述导电部121的一端用于连接单体电池110的电极，另一端用于连接第一集流片130。所述导电部121可以包括导电的弹性件1212和突出于所述电池套120的导电柱1211。所述弹性件1212的一端与导电柱1211连接，另一端可以与单体电池110的电极接触。所述导电柱1211配合所述第一集流片130并与所述第一集流片130连接。

具体地，所述弹性件1212远离所述导电柱1211的一端可以设置有导电片1213，所述导电片1213可以与所述单体电池110的电极接触，通过导电片1213可增加电池套120与单体电池110的电极的接触面积，进而减小导电部121与电极连接时的阻值。所述弹性件1212是为了使电池套120与单体电池110之间的电性连接更稳固，避免电池模组100在使用时，因电池模组100移动而使流通在电池套120与单体电池110之间的电流断开。所述弹性件1212可以为导电的弹簧或导电的弹性金属片等，在此不作具体限定。

请参照图5，所述第一集流片130上可以设置有至少两个配合所述导电部121并供所述导电部121伸出的定位孔132。所述第一集流片130上的相邻的两个所述定位孔132之间的距离与电池模组100中相邻两个导电部121之间的距离相配合，具体地，两者的距离可以相等。优选地，所述定位孔132为两个，且设置在所述第一集流片130的两端。

请再次参照图5，在本实施例中，所述第一集流片130在所述定位孔132的边缘设置有用于与所述导电部121接触的可导电的弹片131，所述弹片131可以为具有弹性的金属片。通过所述弹片131，可增加第一集流片130与电池套120中的导电部121的接触面积，进一步减小电池模组100的内阻。

请结合参照图6和图7，所述第二集流片140在所述镂空间隙141的两侧设置有预焊区，所述第二集流片140通过所述预焊区与所述第一集流片130焊接。所述预焊区可以理解为：电阻焊机200在焊接所述第一集流片130和第二集流片140时，焊针250与所述第一集流片130所接触或焊接的区域。

在本实施例中，构成所述第一集流片130和第二集流片140的材料可以为一种导电金属。所述第一集流片130可以通过电阻焊机200与第二集流片140焊接。所述第二集流片140可以为多个，优选地，所述第二集流片140为两个。具体地，比如两个所述集流片分别与正电极的第一集流片130和负电极的第一集流片130焊接。

在本实施例中，所述第一集流片130和第二集流片140可以均为相同的材料组成，也可以为不同的金属材料组成，优选地，两者为相同的金属材料，该金属可以为铝或铜或铝合金。

请参照图7，所述镂空间隙141与电阻焊机200的焊针250相配合。在所述预焊区可以预先规划预焊点，以确定焊针250的落点。所述预焊点可以理解为预先规划的供焊针250与第二集流片140接触的触点。若电阻焊机200只有一个正电极的焊针250和一个负电极的焊针250，在焊接时可采用平行焊接。所述平行焊接可以理解为两个焊针250接触同一待焊接器件并位于待焊接器件的同一侧，通一次焊接电流可进行两点的焊接。在本实施例中，所述待焊接器件为第二集流片140。

具体地，采用平行焊接时，所述第二集流片140放置在对应的第一集流片130上，电阻焊机200的两个焊针250压合第二集流片140上所述镂空间隙141两侧的金属片，以使焊针250充分接触第二集流片140，有利于提升焊接的效果。在对该电阻焊机200施加正常工作的电流后，利用电流流经焊针250与第二集流片140的接触面及邻近区域产生的电阻热效应将其加热到熔化或塑性状态，使第一集流片130与第二集流片140之间形成金属结合。

电流从正电极的焊针250依次经第二集流片140和第一集流片130并流向负电极的焊针250，因所述镂空间隙141的隔离，使大部分电流需依次经由正电极对应的预焊点、第一集流片130以及与负电极极对应的预焊点。电流在经过所述镂空间隙141的隔离后，通过预焊点的电流变大，可以利用电阻热效应的功率公式，如下所示：

P＝I²·R

通过上述的功率公式可以得出，假设在预焊点的电阻不变的情况下，通过该预焊点的电流越大，发热功率也越大，在单位时间内产生的热量也越大，预焊点及邻近区域的金属熔化速度也就越快。可以理解，通过所述镂空间隙141的隔离，可集中焊接的电流并减少热量通过所述集流片分散。即，通过预焊点的电流变大，电阻焊机200产生的热量进一步集中，缩短了预焊点的加热时间，提高了焊接的效率。因热量集中，热影响区小，所以焊接后的第二集流片140基本无变形，在焊后不必安排校正和热处理工序。

在本实施例中，第二集流片140直接焊接在第一集流片130上，熔核的形成不需要焊丝、焊条等填充金属。

在本实施例中，所述第一集流片130、第二集流片140的两端可以均为凸出的弧形。所述第一集流片130、第二集流片140的棱边可经过倒钝，以防止棱边划伤或刺伤操作人员。

所述镂空间隙141的长度和宽度可以根据具体情况而设计。比如，所述镂空间隙141的长度小于所述第二集流片140的长度，其镂空间隙141的宽度小于电阻焊机200的两个焊针250之间的距离。所述镂空间隙141的形状可以是直条形状，也可以是波浪状的条形或其他弧线或曲线或波折线状的条形等形状。在此，对所述镂空间隙141的长度、宽度和形状不作具体限定。

优选地，所述镂空间隙141直条状的间隙，且在长度方向的中轴线与第二集流片140在自身长度方向的中轴线重合，以使所述镂空间隙141两侧的金属片宽度一致，方便焊接，同时，还可使第二集流片140受力均匀，不易折断。

请再次参照图2，在本实施例中，所述电池模组100还可以包括用于固定所述单体电池110的电池固定板150，可选地，所述电池固定板150由绝缘材料构成。所述电池固定板150上可以设置有蜂窝状的用于固定单体电池110的第一通孔151。

具体地，所述电池固定板150可以为两个，且分别固定多个单体电池110的两端。所述第一通孔151为可以为阶梯孔，该阶梯孔与电池套120相配合。比如，所述阶梯孔为两个内径不同但轴心线相重合的孔，较大内径的孔的直径大于电池套120和单体电池110的直径，较小内径的孔的直径小于电池套120和单体电池110的直径。较大内径的孔用于容纳单体电池110套设有电池套120的一端，通过所述阶梯孔，便可固定单体电池110。

两个电池固定板150可以通过螺栓或螺杆等固定，以使电池模组100更为稳固。具体地，在两个电池固定板150上可以设置有相互配合的通孔，然后用与该通孔相配合的螺栓或螺杆固定两个电池固定板150，多个单体电池110便被牢固的固定在两个电池固定板150之间。

当电池模组100在移动时，与第一集流片130焊接的第二集流片140容易晃动，长期晃动下，容易使第二集流片140与第一集流片130的焊点松动或脱落，严重者甚至会导致第二集流片140折断。第二集流片140在与第一集流片130固定连接(焊接)的基础上，第二集流片140还可以通过其他方式固定在电池模组100上。

具体地，所述第二集流片140设置有镂空间隙141的一端还可以开设第二通孔142。电池固定板150上设置有与所述第二通孔142相配合的孔。所述第二集流片140可以通过固定件固定在电池固定板150上，所述固定件与所述第二通孔142相配合，可选地，所述固定件由绝缘材料组成。所述固定件可以是，但不限于铆钉、螺钉、螺栓等，在此不做具体限定。

在本实施例中，所述第二集流片140上远离设置有所述镂空间隙141的一端还可以设置有防滑口。设置有防滑口的一端可以与导电线连接，以作为电池模组100电能的输出端。其中，导电线与第二集流片140的连接方式可以是根据具体情况而设置。比如，将导电线直接缠绕在所述第二集流片140设有防滑口的一端；也可以在导电线缠绕在第二集流片140上后，将导电线焊接在第二集流片140上，以使导电线与第二集流片140牢固连接。设置的所述防滑口可以避免缠绕的导电线因滑动而从第二集流片140上脱落。

具体地，所述防滑口可以开设在所述第二集流片140的两侧，其防滑口的大小以及形状可根据具体情况而设计。比如，所述防滑口为U型口。可选地，所述第二集流片140的两侧各设置有至少一个防滑口。两侧的防滑口可以交错设置，以方便导电线缠绕。

请再次参照图6，本实发明的实施例还提供一种焊接系统，用于焊接上述实施例中的电池模组100。所述焊接系统包括电阻焊机200和上述实施例中的电池模组100。所述电阻焊机200可包括安装板210、滑轨220、连接板230、气缸240以及焊针250。所述滑轨220可以为两个，且并排设置在安装板210上，每个滑轨220上设置有可滑动的连接板230，所述连接板230的一端还与气缸240的活塞连接。所述连接板230远离活塞的一端与固定座260连接，所述固定座260固定有焊针250。所述焊针250、固定座260、连接板230伴随着气缸240活塞的运动而运动。当所述气缸240驱使焊针250移动时，通过滑轨220可使焊针250移动更为平稳。

所述电阻焊机200在使用时，所述气缸240膨胀，驱使活塞移动，进而使连接板230和焊针250移动。当所述焊针250移动到预设的位置时，便停止移动，所述焊针250便压合第二集流片140和第一集流片130，然后进行焊接，而第二集流片140的镂空间隙141可缩短焊接的时间。当完成焊接后，所述气缸240便驱使活塞往回移动，同时，焊针250便脱离于第二集流片140，此时便可移出第二集流片140。本实施例提供的焊接系统通过电阻焊机200和上述实施例中的电池模组100相配合，焊接操作简单，可提高焊接的效率，在大批量生产中易于实现机械化和自动化。

综上所述，本发明提供一种电池模组及焊接系统。所述电池模组包括多个单体电池、电池套、第一集流片、第二集流片。所述电池套和第一集流片与单体电池相配合，方便了多个单体电池并联或串联成电池组。所述第二集流片上设置有镂空间隙，可使焊接的电流更集中，进而使热量集中，缩短焊接时间。在利用电阻焊机焊接第二集流片时，其焊接操作简单，生产率高，在大批量生产中易于实现机械化和自动化。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种电池模组，其特征在于，所述电池模组包括：

多个单体电池；

套设在所述单体电池两端的由绝缘材料构成的电池套；

用于连接所述电池套的多个第一集流片，以及

与所述多个第一集流片焊接的分别用于汇聚所述单体电池的正电极和负电极电流的由金属构成的第二集流片，所述第二集流片的数量为两个，两个所述第二集流片分别与正电极的第一集流片和负电极的第一集流片焊接，两个所述第二集流片形成所述电池模组输出电能的两个接线端子，其中：

所述电池套开设有通孔，所述电池套的所述通孔部位设置有用于与所述单体电池的电极连接的导电部，多个所述导电部通过第一集流片连接；所述第二集流片的一端设置有镂空间隙，所述镂空间隙两侧的所述第二集流片设置有预焊区；所述第二集流片通过所述预焊区与所述第一集流片焊接；所述导电部包括可导电的弹性件和凸出于所述电池套的导电柱，所述弹性件的一端与所述导电柱连接，另一端用于连接所述单体电池的电极；所述导电柱用于配合所述第一集流片并与所述第一集流片连接。

2.根据权利要求1所述的电池模组，其特征在于，所述弹性件远离所述导电柱的一端设置有导电片，所述导电片用于与所述单体电池的电极接触。

3.根据权利要求1所述的电池模组，其特征在于，所述第一集流片上开设有至少两个配合所述导电部并供所述导电部伸出的定位孔。

4.根据权利要求3所述的电池模组，其特征在于，所述第一集流片在所述定位孔的边缘设置有用于与所述导电部接触的可导电的弹片。

5.根据权利要求1所述的电池模组，其特征在于，所述电池模组还包括用于固定多个所述单体电池的由绝缘材料构成的电池固定板，所述电池固定板上设置有蜂窝状的用于固定所述单体电池的第一通孔。

6.根据权利要求5所述的电池模组，其特征在于，所述第二集流片在设置有所述镂空间隙的一端开设有用于固定所述第二集流片的第二通孔，所述第二集流片通过与所述第二通孔相配合的由绝缘材料构成的固定件固定。

7.根据权利要求6所述的电池模组，其特征在于，所述固定件为铆钉或螺钉或螺栓或螺杆。

8.根据权利要求1-7中任意一项所述的电池模组，其特征在于，所述第二集流片上远离开设有所述镂空间隙的一端开设有防滑口。

9.一种焊接系统，其特征在于，所述焊接系统包括：

电阻焊机；

上述权利要求1-8中任意一项所述的电池模组；

所述电阻焊机包括安装板、焊针以及设置在安装板上的气缸，所述安装板上并排设置有两个滑轨，每个所述滑轨上设置有可滑动的连接板，所述连接板的一端还与所述气缸的活塞连接，每个所述连接板远离所述气缸的一端设置有用于固定所述焊针的固定座，所述气缸驱动所述连接板移动以使所述焊针压合或远离所述电池模组中的第二集流片。