CN107271486B - 电池焊接的质量检测方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电池焊接的质量检测方法及系统。该方法包括：焊接电池模组，并在焊接过程中检测被焊电池极耳表面温度；根据拟合函数得到被焊电池极耳表面温度的最低允许温度，其中，所述拟合函数由被焊电池极耳表面温度测量值和被焊电池极耳剥离度测量值拟合得到，比较所述被焊电池极耳表面温度和所述最低允许温度；如果所述被焊电池极耳表面温度大于或等于所述最低允许温度，则焊接合格，否则焊接不合格。本发明的电池焊接的质量检测方法可以简单有效检测出电池焊接的质量是否合格，并具有检测准确可靠的优点。
Description
技术领域
本发明涉及汽车技术领域，特别涉及一种电池焊接的质量检测方法及系统。
背景技术
锂离子动力电池是目前纯电动汽车的主要储能配置，为满足不同种类汽车的电压、功率输出需求，通常，锂离子动力电池以各种的串、并联方式组合成动力电池包。因此，在制造动力包过程中，需要将多个锂离子动力电池的极耳连接起来。
相关技术中，多个锂离子动力电池的极耳的连接，可以采用铆接、螺栓连接、焊接等方式。锂离子动力电池极耳若采用焊接方式连接，则主要有超声波焊接和激光焊。在实际生产中，采用超声波焊机对多个锂离子动力电池极耳层叠焊接，焊接接头由一组多个焊点组成，每个焊点的焊接接头抗剪强度与母材抗剪强度有较大差距；此外，焊接接头质量受焊接母材、焊头表面状况、加压机构气路气压影响较大，容易出现焊接质量波动。因此，评价超声波焊接质量，除了对焊接接头外观进行检查，通常测量焊接接头的电阻进行间接判定，或者测量焊接接头剥离强度。
存在以下缺点：测量焊接接头的电阻进行间接判定，可靠性不高，效率低下。测量焊接接头剥离强度属于破坏性检测，只能在焊接调试过程中进行，而在实际生产中不能对产品进行破坏检测。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决上述相关技术中的技术问题之一。
为此，本发明的一个目的在于提出一种电池焊接的质量检测方法。该方法可以简单有效检测出电池焊接的质量是否合格，并具有检测准确可靠的优点。
本发明的另一个目的在于提供一种电池焊接的质量检测系统。
为了实现上述目的，本发明的第一方面公开了一种电池焊接的质量检测方法，包括以下步骤：焊接电池模组，并在焊接过程中检测被焊电池极耳表面温度；根据拟合函数得到被焊电池极耳表面温度的最低允许温度，其中，所述拟合函数由被焊电池极耳表面温度测量值和被焊电池极耳剥离度测量值拟合得到；比较所述被焊电池极耳表面温度和所述最低允许温度；如果所述被焊电池极耳表面温度大于或等于所述最低允许温度，则焊接合格，否则焊接不合格。
根据本发明实施例的电池焊接的质量检测方法，可以简单有效检测出电池焊接的质量是否合格，并具有检测准确可靠的优点。
在一些示例中，所述拟合函数通过如下方式得到：设定超声波焊接工艺参数；根据所述超声波焊接工艺参数焊接电池模组，并在焊接过程中得到被焊电池极耳表面温度测量值；检测被焊电池极耳剥离度测量值；对所述被焊电池极耳表面温度测量值和所述被焊电池极耳剥离度测量值进行拟合，以得到所述拟合函数。
在一些示例中，所述根据拟合函数得到被焊电池极耳表面温度的最低允许温度，包括：设定被焊电池极耳剥离度最小允许值；根据所述被焊电池极耳剥离度最小允许值从所述拟合函数中得到所述被焊电池极耳表面温度的最低允许温度。
在一些示例中，所述被焊电池极耳表面温度测量值由红外热像仪测量得到。
在一些示例中，所述被焊电池极耳表面温度指所述被焊电池极耳表面温度的最高温度。
本发明的第二方面的实施例公开了一种电池焊接的质量检测系统，包括：温度检测模块，用于在焊接电池模组的过程中检测被焊电池极耳表面温度；检测模块，用于根据拟合函数得到被焊电池极耳表面温度的最低允许温度，其中，所述拟合函数由被焊电池极耳表面温度测量值和被焊电池极耳剥离度测量值拟合得到，并比较所述被焊电池极耳表面温度和所述最低允许温度，如果所述被焊电池极耳表面温度大于或等于所述最低允许温度，则焊接合格，否则焊接不合格。
根据本发明实施例的电池焊接的质量检测系统，可以简单有效检测出电池焊接的质量是否合格，并具有检测准确可靠的优点。
在一些示例中，所述拟合函数通过如下方式得到：设定超声波焊接工艺参数；根据所述超声波焊接工艺参数焊接电池模组，并在焊接过程中得到被焊电池极耳表面温度测量值；检测被焊电池极耳剥离度测量值；对所述被焊电池极耳表面温度测量值和所述被焊电池极耳剥离度测量值进行拟合，以得到所述拟合函数。
在一些示例中，所述检测模块用于：设定被焊电池极耳剥离度最小允许值；根据所述被焊电池极耳剥离度最小允许值从所述拟合函数中得到所述被焊电池极耳表面温度的最低允许温度。
在一些示例中，所述被焊电池极耳表面温度测量值由红外热像仪测量得到。
在一些示例中，所述被焊电池极耳表面温度指所述被焊电池极耳表面温度的最高温度。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述的和/或附加的方面和优点结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是根据本发明一个实施例的电池焊接的质量检测方法的流程图；
图2是根据本发明另一个实施例的电池焊接的质量检测方法的流程图；
图3是根据本发明一个实施例的电池焊接的质量检测方法中由被焊电池极耳表面温度测量值和被焊电池极耳剥离度测量值拟合得到拟合函数的示意图；
图4是根据本发明一个实施例的电池焊接的质量检测系统的结构框图。
附图标记说明：
电池焊接的质量检测系统400、温度检测模块410、检测模块420。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
以下结合附图描述根据本发明的实施例的电池焊接的质量检测方法及系统。
图1是根据本发明一个实施例的电池焊接的质量检测方法的流程图。如图1所示，并结合图2，根据本发明一个实施例的电池焊接的质量检测方法，包括如下步骤：
S101：焊接电池模组，并在焊接过程中检测被焊电池极耳表面温度。
S102：根据拟合函数得到被焊电池极耳表面温度的最低允许温度，其中，拟合函数由被焊电池极耳表面温度测量值和被焊电池极耳剥离度测量值拟合得到。
具体而言，首先需要得到拟合函数，例如：设定超声波焊接工艺参数；根据超声波焊接工艺参数焊接电池模组，并在焊接过程中得到被焊电池极耳表面温度测量值；检测被焊电池极耳剥离度测量值；对被焊电池极耳表面温度测量值和所述被焊电池极耳剥离度测量值进行拟合，以得到拟合函数。
如图2所示，设定超声波焊接工艺参数，依据被焊电池模组极耳材质、厚度的不同，超声波焊接工艺参数包括但不限于：焊机输出功率、焊接时间、焊接压力。其中，焊接工艺可设置多组，以便于评价不同焊接参数对焊接质量的影响。
按设定好的工艺参数对层叠的电池极耳进行焊接，并测量焊接过程中被焊电池极耳表面最高温度y(即：被焊电池极耳表面温度测量值)，其中，温度测量可采用红外热像仪，即：被焊电池极耳表面温度测量值由红外热像仪测量得到。红外热像仪具有触发功能，以便超声波焊接机开始焊接时，红外热像仪得到一个触发信号，自动开始温度测量。触发信号可以是一个低电压脉冲，温度测量可以是设定间隔时间的连续拍照，或者设定时长的连续录像。
测量焊接好的电池极耳的剥离力x(即：被焊电池极耳剥离度测量值)。再具体示例中，剥离力测量可采用电子万能材料试验机，电机伺服。
对被焊电池极耳表面最高温度y、剥离力x进行函数拟合，得到拟合函数。
在得到拟合函数之后，根据拟合函数得到被焊电池极耳表面温度的最低允许温度，包括：设定被焊电池极耳剥离度最小允许值；根据所述被焊电池极耳剥离度最小允许值从所述拟合函数中得到所述被焊电池极耳表面温度的最低允许温度。
具体地说，依据实际需求设定电池极耳的剥离力最小允许值xmin(即：被焊电池极耳剥离度最小允许值)，依据拟合函数，计算被焊电池极耳表面最高温度的最低允许值ymin(即：被焊电池极耳表面温度的最低允许温度)。
S103：比较被焊电池极耳表面温度和最低允许温度。其中，被焊电池极耳表面温度为被焊电池极耳表面最高温度y，通常指被焊电池极耳表面温度的最高温度。
S104：如果被焊电池极耳表面温度大于或等于最低允许温度，则焊接合格，否则焊接不合格。即：焊接电池模组，并测量焊接过程中被焊电池极耳表面最高温度y，若y≥ymin则判定焊接合格，若y＜ymin则判定焊接不合格。
以下以举例的形式对本发明实施例的电池焊接的质量检测方法进行更为详细的说明。
被焊电池极耳为0.3mm厚铜、0.3mm厚铝层叠焊接，焊接功率设定范围为1200W至2500W，焊接时间0.2s至0.4s，焊接压力0.15MPa至0.25MPa。
按设定好的焊接参数进行焊接，用红外热像仪测量焊接过程中被焊电池极耳表面最高温度，采用录像模式，帧频16Hz。
测量焊接好的电池极耳的剥离力x，拉伸速度0.5mm/s。
表面最高温度y、剥离力x数据见表1。
表1
对表1表面最高温度y、剥离力x进行函数拟合，拟合结果如图3所示，拟合函数为：y＝0.5228x+24.464。
设定电池极耳的剥离力最小允许值xmin＝150N，依据拟合函数，计算得到被焊电池极耳表面最高温度的最低允许值ymin＝102.88(℃)。
焊接电池模组，并测量焊接过程中被焊电池极耳表面最高温度y，若y≥ymin则判定焊接合格，若y＜ymin则判定焊接不合格。
根据本发明实施例的电池焊接的质量检测方法，可以简单有效检测出电池焊接的质量是否合格，并具有检测准确可靠的优点。
图4是根据本发明一个实施例的电池焊接的质量检测系统的结构框图。如图4所示，根据本发明一个实施例的电池焊接的质量检测系统400，包括：温度检测模块410和检测模块420。
温度检测模块410用于在焊接电池模组的过程中检测被焊电池极耳表面温度。检测模块420用于根据拟合函数得到被焊电池极耳表面温度的最低允许温度，其中，所述拟合函数由被焊电池极耳表面温度测量值和被焊电池极耳剥离度测量值拟合得到，并比较所述被焊电池极耳表面温度和所述最低允许温度，如果所述被焊电池极耳表面温度大于或等于所述最低允许温度，则焊接合格，否则焊接不合格。
在本发明的一个实施例中，所述拟合函数通过如下方式得到：设定超声波焊接工艺参数；根据所述超声波焊接工艺参数焊接电池模组，并在焊接过程中得到被焊电池极耳表面温度测量值；检测被焊电池极耳剥离度测量值；对所述被焊电池极耳表面温度测量值和所述被焊电池极耳剥离度测量值进行拟合，以得到所述拟合函数。
在本发明的一个实施例中，所述检测模块420用于：设定被焊电池极耳剥离度最小允许值；根据所述被焊电池极耳剥离度最小允许值从所述拟合函数中得到所述被焊电池极耳表面温度的最低允许温度。
在本发明的一个实施例中，所述被焊电池极耳表面温度测量值由红外热像仪测量得到。
在本发明的一个实施例中，所述被焊电池极耳表面温度指所述被焊电池极耳表面温度的最高温度。
根据本发明实施例的电池焊接的质量检测系统，可以简单有效检测出电池焊接的质量是否合格，并具有检测准确可靠的优点。
需要说明的是，本发明实施例的电池焊接的质量检测系统的具体实现方式与本发明实施例的电池焊接的质量检测方法的具体实现方式类似，具体请参见方法部分的描述，为了减少冗余，此处不做赘述。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不是必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (8)
1.一种电池焊接的质量检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
焊接电池模组，并在焊接过程中检测被焊电池极耳表面温度；
根据拟合函数得到被焊电池极耳表面温度的最低允许温度，其中，所述拟合函数由被焊电池极耳表面温度测量值和被焊电池极耳剥离度测量值拟合得到，其中，所述拟合函数通过如下方式得到：设定超声波焊接工艺参数；根据所述超声波焊接工艺参数焊接电池模组，并在焊接过程中得到被焊电池极耳表面温度测量值；检测被焊电池极耳剥离度测量值；对所述被焊电池极耳表面温度测量值和所述被焊电池极耳剥离度测量值进行拟合，以得到所述拟合函数；
比较所述被焊电池极耳表面温度和所述最低允许温度；
如果所述被焊电池极耳表面温度大于或等于所述最低允许温度，则焊接合格，否则焊接不合格。
2.根据权利要求1所述的电池焊接的质量检测方法，其特征在于，所述根据拟合函数得到被焊电池极耳表面温度的最低允许温度，包括：
设定被焊电池极耳剥离度最小允许值；
根据所述被焊电池极耳剥离度最小允许值从所述拟合函数中得到所述被焊电池极耳表面温度的最低允许温度。
3.根据权利要求1所述的电池焊接的质量检测方法，其特征在于，所述被焊电池极耳表面温度测量值由红外热像仪测量得到。
4.根据权利要求1所述的电池焊接的质量检测方法，其特征在于，所述被焊电池极耳表面温度指所述被焊电池极耳表面温度的最高温度。
5.一种电池焊接的质量检测系统，其特征在于，包括：
温度检测模块，用于在焊接电池模组的过程中检测被焊电池极耳表面温度；
检测模块，用于根据拟合函数得到被焊电池极耳表面温度的最低允许温度，其中，所述拟合函数由被焊电池极耳表面温度测量值和被焊电池极耳剥离度测量值拟合得到，并比较所述被焊电池极耳表面温度和所述最低允许温度，如果所述被焊电池极耳表面温度大于或等于所述最低允许温度，则焊接合格，否则焊接不合格，其中，所述拟合函数通过如下方式得到：设定超声波焊接工艺参数；根据所述超声波焊接工艺参数焊接电池模组，并在焊接过程中得到被焊电池极耳表面温度测量值；检测被焊电池极耳剥离度测量值；对所述被焊电池极耳表面温度测量值和所述被焊电池极耳剥离度测量值进行拟合，以得到所述拟合函数。
6.根据权利要求5所述的电池焊接的质量检测系统，其特征在于，所述检测模块用于：
设定被焊电池极耳剥离度最小允许值；
根据所述被焊电池极耳剥离度最小允许值从所述拟合函数中得到所述被焊电池极耳表面温度的最低允许温度。
7.根据权利要求5所述的电池焊接的质量检测系统，其特征在于，所述被焊电池极耳表面温度测量值由红外热像仪测量得到。
8.根据权利要求5所述的电池焊接的质量检测系统，其特征在于，所述被焊电池极耳表面温度指所述被焊电池极耳表面温度的最高温度。
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