CN108199101A - 一种用于电池模组的温度传感器安装方法及安装装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于电池模组的温度传感器安装方法及安装装置，所述安装方法包括以下步骤：1)将温度传感器封装于FPC上，形成第一温度传感器焊接片；2)对所述第一温度传感器焊接片进行滚压整形，形成第二温度传感器焊接片；3)通过MOPA脉冲激光焊接技术将所述第二温度传感器焊接片焊接于电池模组上。与现有技术相比，本发明具有自动化程度高、在制品低、质量稳定性高、感温可靠性高等优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种温度传感器与汇流排(BUSBAR)的固定方法，尤其是涉及一种用于电池模组的温度传感器安装方法及安装装置。
背景技术
电动汽车产业发展起来后，产生了越来越多的车用电池模组技术。电池模组主要由电芯组成。电芯的温度和BUSBAR的温度需要受到监控，整个电池系统需要根据这个温度推算整个模组的温度情况，所以每一个模组内需要有采集温度的措施。
行业内常见的温度传感器安装措施如下：
1、采用Clip为夹子，对温度传感器进行固定，然后采用非熔化极惰性气体钨极保护焊(TIG)的方式进行焊接固定；
2、温度传感器以圆形铝结构包裹后，与BUSBAR焊接，温度传感器与BUSBAR一体化；
3、温度传感器以铜/铝丝采集信号，在BUSBAR上开孔然后通过树脂灌封；
4、温度传感器以方形铝结构包裹后，与BUSBAR焊接。
这些方案各自有利弊，基本都需要手工操作，等待固化时间长，在制品数量多，不利于产线批量化自动化生产，而且由于操作人员手势的不稳定性，会对产品质量控制造成风险。
现还有一种将温度传感器通过点胶方式固定的方法，如图1所示，但该方法下温度传感器往上翘起，涂胶困难，而且存在固化时间长、在制品多和人工操作不稳定的质量风险。在制作工艺中，该方法采用的是传统的人工通过手轮的方式进行滚压与贴合，再用双组份胶水进行粘结。这些过程中存在着胶水配比比例，胶水时效性以及固化时间所造成粘结松动和在制品WIP控制的质量和效率问题。
目前市面上应用于打标的脉冲光纤激光器类型主要包括有调Q技术和MOPA技术这两种类型。调Q激光器在早些年之前就引入了国内，所以目前占据了很大的一片加工市场。而MOPA激光器则是近几年才逐渐发展起来的，作为一种更为新型的技术，MOPA激光器在氧化铝薄板表面剥除应用、阳极氧化铝打黑应用和电子、半导体、ITO精密加工应用中具有明显的优势。MOPA激光器在脉冲宽度、脉冲频率、调控波形等各方面相比调Q激光器都有很大的调节空间，这样使得调试时可以通过各种参数的组合，为不同的材料做出所需求的各种效果。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种用于电池模组的温度传感器安装方法及安装装置。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种用于电池模组的温度传感器安装方法，该方法包括以下步骤：
1)将温度传感器封装于FPC上，形成第一温度传感器焊接片；
2)对所述第一温度传感器焊接片进行滚压整形，形成第二温度传感器焊接片；
3)通过MOPA脉冲激光焊接技术将所述第二温度传感器焊接片焊接于电池模组上。
进一步地，所述温度传感器为具有负温度系数的热敏电阻器。
进一步地，所述步骤1)中，所述温度传感器表贴于FPC上，通过涂胶覆盖实现封装。
进一步地，所述第二温度传感器焊接片的厚度为0.2～0.3毫米。
进一步地，所述步骤3)中，通过浮动压头将所述第二温度传感器焊接片贴合于电池模组上后，通过MOPA脉冲激光焊接技术实现焊接。
进一步地，所述步骤3)中，所述焊接的焊点至少为3个。
一种实现如所述的温度传感器安装方法的用于电池模组的温度传感器安装装置，包括：
封装机构，用于将温度传感器封装于FPC上；
整形机构，用于对所述第一温度传感器焊接片进行滚压整形；
焊接机构，用于将所述第二温度传感器焊接片焊接于电池模组上；
所述封装机构、整形机构和焊接机构通过输送带依次连接。
进一步地，所述封装机构包括封装台和涂胶机。
进一步地，所述整形机构包括数控滚压机。
进一步地，所述焊接机构包括浮动压头和MOPA脉冲激光焊接机。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
一、本发明通过MOPA脉冲激光焊接，牢牢把温度传感器牢牢固定在电池模组的Busbar上，简化了加工步骤，降低了在制品。
二、本发明节约了胶水的成本，降低了胶水配比和时效性带来的质量管理风险。
三、本发明将手动涂胶过程改成了自动激光焊接，改进了工时，降低了人工操作的不确定性，提高了质量稳定性。
四、本发明通过整形和压平的步骤，可以有效地防止普遍存在的FPC翘曲的情况。
五、本发明通过激光焊接，使得温度传感器的感温过程更准确，自动化程度提高，一致性提升，效率提升。
六、本发明的安装方法可对焊接点进行100％全检，有效保证了焊接的质量和温度采集的有效性。
七、通过本发明安装的温度传感器接触可靠性得到有效提高，使得感温的可靠性提高。
附图说明
图1为现有常用点胶工艺示意图；
图2为本发明第二温度传感器焊接片的示意图；
图3为本发明安装装置中整形机构的结构示意图；
图4为本发明安装装置中浮动压头的结构示意图；
图5为2个焊点的拉拔力分布图；
图6为3个焊点的拉拔力分布图；
图7为焊点数量与压降/拉拔力的关系图；
图8为有效焊接压降分布图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
本实施例提供一种用于电池模组的温度传感器安装方法，该方法包括以下步骤：
1)如图2所示，将温度传感器2封装于FPC1上，形成第一温度传感器焊接片，所述温度传感器为具有负温度系数的热敏电阻器NTC；
2)对第一温度传感器焊接片进行滚压整形，形成第二温度传感器焊接片；
3)通过MOPA脉冲激光焊接技术将第二温度传感器焊接片焊接于电池模组上。
在某些实施例中，步骤1)的温度传感器表贴于FPC上，通过涂胶覆盖实现封装。
在某些实施例中，第二温度传感器焊接片的厚度为0.2～0.3毫米。如图2所示，第二温度传感器焊接片具有一焊接区域3。
在某些实施例中，步骤3)通过浮动压头将第二温度传感器焊接片贴合于电池模组上后，通过MOPA脉冲激光焊接技术实现焊接。
在某些实施例中，焊接的焊点至少为3个。
上述方法中，从滚压整形、浮动压头贴合到MOPA脉冲激光焊接，都由设备自动化快速完成。实现上述温度传感器安装方法的用于电池模组的温度传感器安装装置，包括封装机构、整形机构和焊接机构，封装机构、整形机构和焊接机构通过输送带依次连接。其中，封装机构用于将温度传感器封装于FPC上；整形机构用于对第一温度传感器焊接片进行滚压整形；焊接机构用于将第二温度传感器焊接片焊接于电池模组上。
在某些实施例中，封装机构包括封装台和涂胶机。
在某些实施例中，整形机构包括数控滚压机，如图3所示。
在某些实施例中，焊接机构包括浮动压头和MOPA脉冲激光焊接机，如司浦爱系列激光器等，浮动压头的结构如图4所示。
由于点胶固定需要考虑很多的内容，最主要的是热容的问题，采集端子并不能迅速的感测到BUSBAR的真实温度，而且很容易出现虚值的情况。在端子温度传感器变更前(涂胶)，端子温升在4～7度，端子温度传感器变更后(焊接)，温升在4～5度。
表1更改处理前实验结果
表2更改处理后实验结果
以下对上述安装方法和安装装置中的激光焊接强度进行实验。
激光焊接强度控制实验中，1个焊点的拉拔力平均值57N，2个焊点的拉拔力平均在60N，3个焊点的拉拔力平均在107N，2个与3个焊点具有明显差异。因此，获得的结论为：
1)在1个焊点状态良好且焊接状态稳定的情况下，焊接强度可以满足对连接状态的需求；
2)1至3个焊点的数量对于焊接后的压降有明显影响；
3)为了避免焊接不稳定出现虚焊情况的产生，焊点应不少于3个；
4)相同焊接位置试验前后压降变化较小，焊接状态稳定性较好，振动+冲击试验对此性能影响较小。
5)采用焊接样条的方式进行1-4个焊点的测试，其拉拔力测试数据如下：
1个焊点的拉拔力平均值57N；
2个焊点的拉拔力平均在60N；
3个焊点的拉拔力平均在107N；
2个与3个焊点具有明显差异。
拉拔力测试实验方法是一端固定FPC铜片，一端固定极耳，测试拉拔力。测试结果如图5-图7所示。
采用4个焊接点，然后采用与采样点一样的压降法来检测焊接情况。有效焊接的压降分布如图8所示。
由图8测试数据可知，有效焊点数量和压降&拉拔力存在线性关系。拉拔力随着焊点的减少而降低。压降随着焊点的减少而升高。所以由这2种线性关系，可以验证焊接的4个焊点是否都焊接良好。
以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。
Claims (9)
1.一种用于电池模组的温度传感器安装方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
1)将温度传感器封装于FPC上，形成第一温度传感器焊接片；
2)对所述第一温度传感器焊接片进行滚压整形，形成第二温度传感器焊接片；
3)通过MOPA脉冲激光焊接技术将所述第二温度传感器焊接片焊接于电池模组上。
2.根据权利要求1所述的用于电池模组的温度传感器安装方法，其特征在于，所述步骤1)中，所述温度传感器表贴于FPC上，通过涂胶覆盖实现封装。
3.根据权利要求1所述的用于电池模组的温度传感器安装方法，其特征在于，所述第二温度传感器焊接片的厚度为0.2～0.3毫米。
4.根据权利要求1所述的用于电池模组的温度传感器安装方法，其特征在于，所述步骤3)中，通过浮动压头将所述第二温度传感器焊接片贴合于电池模组上后，通过MOPA脉冲激光焊接技术实现焊接。
5.根据权利要求1所述的用于电池模组的温度传感器安装方法，其特征在于，所述步骤3)中，所述焊接的焊点至少为3个。
6.一种实现如权利要求1-5所述的温度传感器安装方法的用于电池模组的温度传感器安装装置，其特征在于，包括：
封装机构，用于将温度传感器封装于FPC上；
整形机构，用于对所述第一温度传感器焊接片进行滚压整形；
焊接机构，用于将所述第二温度传感器焊接片焊接于电池模组上；
所述封装机构、整形机构和焊接机构通过输送带依次连接。
7.根据权利要求6所述的用于电池模组的温度传感器安装装置，其特征在于，所述封装机构包括封装台和涂胶机。
8.根据权利要求6所述的用于电池模组的温度传感器安装装置，其特征在于，所述整形机构包括数控滚压机。
9.根据权利要求6所述的用于电池模组的温度传感器安装装置，其特征在于，所述焊接机构包括浮动压头和MOPA脉冲激光焊接机。
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| CN116224095A (zh) * | 2023-05-05 | 2023-06-06 | 深圳市迈姆斯科技有限公司 | 用于检测电池内部压力和温度的传感器、锂电池及方法 |
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