CN109093268B - 获取动力电池模组激光焊接焊线标准电压的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种获取动力电池模组激光焊接焊线标准电压的方法，S1)选定实验模组‑S2)记录每根焊线的电压数值‑S3)绘制电压数值分布图‑S4)制定降压标准。本发明的方法，能够对动力电池模组激光焊接质量进行有效的评估，在生产工艺前端发现焊接问题，减少后续因虚焊问题产生的返修成本，进而能够降低电池系统组装和测试过程的返修成本，减少电池系统在容量测试环节或客户端因虚焊引起的电池系统性能问题，降低了动力电池使用过程中发生焊接问题的风险，大幅提高了动力电池系统的安全性和稳定性。
Description
技术领域
本发明属于动力电池模组焊接技术领域，具体涉及一种获取动力电池模组激光焊接焊线标准电压的方法。
背景技术
在目前新能源汽车行业，动力电池PACK过程中，焊接是实现单体电池串并联的最佳方式，尤其是激光焊接技术，在模组焊接和整箱焊接中得到了极大的利用，但是焊接质量的检验和评估问题一直是一大难题，目前绝大部分企业均采用通过CCD相机对焊线进行视觉检测的方法，此种方法依托于一定的经验，并且焊线外观只能将焊接质量大致反映出来，并不是焊接质量100％的真实反映，此种视觉检测存在成本偏高，误差较大的问题，焊接质量的高低，直接会反映到客户在使用时，电池系统的性能，一旦发生焊接问题，会造成趴车或更严重的事故。
发明内容
本发明的目的就是针对上述技术的不足，提供一种能够直观地反映焊接质量的获取动力电池模组激光焊接焊线标准电压的方法。
为实现上述目的，本发明所设计的获取动力电池模组激光焊接焊线标准电压的方法，包括如下步骤：
S1)选定实验模组
选取N组激光焊接完成的模组作为实验模组
S2)记录每根焊线的电压数值
使用充放电设备对每组实验模组进行第一次充放电，在第一次充放电过程中，使用万用表测量电芯极耳与每根焊线之间的电压，并记录每根焊线与电芯极耳之间的电压数值；
S3)绘制电压数值分布图
收集步骤S2)中的所有焊线的电压数值，并绘制所有焊线的电压数值分布图；
S4)制定降压标准
S41)根据步骤S3)中所有焊线的电压数值分布图，从所有焊线的电压数值中第一次选出电压数值最高的0.229％的焊线所在的实验模组；
S42)对第一次选出的实验模组进行第二次充放电测试，在第二次充放电测试的充放电过程中监控第一次充放电过程中电压数值最高的0.229％的焊线的电压，若电压出现充电高、放电低的分层现象，则判断此焊线为异常焊线；若在第一次充放电过程中电压数值最高的0.229％的焊线范围内异常焊线小于等于50％，则焊线标准定为第一次充放电过程中电压数值最高的0.229％的焊线中电压最低的数值，若在第一次充放电过程中电压数值最高的0.229％的焊线范围内异常焊线大于50％，则根据步骤S3)中所有焊线的电压数值分布图，从所有焊线的电压数值中第二次选出电压数值最高的1％的焊线所在的实验模组；
S43)对第二次选出的实验模组进行第三次充放电测试，在第三次充放电测试的充放电过程中监控第一次充放电过程中电压数值最高的1％的焊线的电压，若电压出现充电高、放电低的分层现象，则判断此焊线为异常焊线；若在第一次充放电过程中电压数值最高的 1％的焊线范围内异常焊线小于等于50％，则焊线标准定为第一次充放电过程中电压数值最高的1％的焊线中电压最低的数值，若在第一次充放电过程中电压数值最高的1％的焊线范围内异常焊线大于 50％，则根据步骤S3)中所有焊线的电压数据分布图，从所有焊线的电压数值中第三次选出电压数值最高的1.5％的焊线所在的实验模组；
S45)对第三次选出的实验模组进行第四次充放电测试，重复步骤S43)，直至在第一次充放电过程中电压数值最高的焊线范围内找到异常焊线小于等于50％的范围，并将焊线标准定为第一次充放电过程中电压数值最高的焊线范围中电压最低的数值。
进一步地，所述步骤S1)中，选定实验模组的具体过程为：多个单电池串联激光焊接成一个模组，然后选取N组激光焊接完成的模组作为实验模组，实验模组的组数以焊线总数量为标准，N组实验模组的焊线总数量不小于2000根。
进一步地，所述步骤S2)中，第一次充放电过程中电流I1≤1.5C、充电时间与放电时间相等T1为5～10min，且充电完成后、放电之前静置1～2min。
进一步地，所述步骤S2)中，充放电时先充电后放电。
进一步地，所述步骤S4)中，第二次充放电测试过程中电流I2大于电流I1，电流I2一般为2～3C，第二次充放电测试的测试时间为 30min；并且，第三次充放电测试、第四次充放电测试……第n次充放电测试过程中，电流的大小和测试时间与第二次充放电测试过程中电流的大小和测试时间均相同。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：本发明的获取动力电池模组激光焊接焊线标准电压的方法，能够对动力电池模组激光焊接质量进行有效的评估，在生产工艺前端发现焊接问题，减少后续因虚焊问题产生的返修成本，进而能够降低电池系统组装和测试过程的返修成本，减少电池系统在容量测试环节或客户端因虚焊引起的电池系统性能问题，降低了动力电池使用过程中发生焊接问题的风险，大幅提高了动力电池系统的安全性和稳定性。
附图说明
图1为实施例中所有焊线的电压数值分布图；
图2为实施例中正常焊线和异常焊线充放电曲线对比图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
获取动力电池模组激光焊接焊线标准电压的方法包括如下步骤：
S1)选定实验模组
多个单电池串联激光焊接成一个模组，即一个模组的焊线数量等于单电池个数乘以2(2为一个单电池的两个焊线，两个焊线为正极一个焊线、负极一个焊线)，然后选取N组激光焊接完成的模组作为实验模组，实验模组的组数以焊线总数量为标准，N组实验模组的焊线总数量不小于2000根；
S2)记录每根焊线的电压数值
使用充放电设备对每组实验模组进行第一次充放电，在第一次充放电过程中，使用万用表测量电芯极耳与每根焊线之间的电压，并记录每根焊线与电芯极耳之间的电压数值；第一次充放电过程中电流I1≤1.5C、充电时间与放电时间相等T1为5～10min，且充电完成后、放电之前静置1～2min；在充放电过程中，测试电池极耳与焊线之间的电压，真实反映了电池与焊线之间的直流内阻，从而真实的反映了焊接质量；
另外，充放电时先充电后放电，防止初始电量较低的实验模组过放；用来测量压降的万用表，选用精度为3位半以上，保证数据的准确性；
S3)绘制电压数值分布图
收集步骤S2)中的所有焊线的电压数值，并绘制所有焊线的电压数值分布图；
S4)制定降压标准
S41)根据步骤S3)中所有焊线的电压数值分布图，从所有焊线的电压数值中第一次选出电压数值最高的0.229％的焊线所在的实验模组；
S42)对第一次选出的实验模组进行第二次充放电测试，在第二次充放电测试的充放电过程中监控第一次充放电过程中电压数值最高的0.229％的焊线的电压，若电压出现充电高、放电低的分层现象，则判断此焊线为异常焊线；若在第一次充放电过程中电压数值最高的0.229％的焊线范围内异常焊线小于等于50％，则焊线标准定为第一次充放电过程中电压数值最高的0.229％的焊线中电压最低的数值(小于该最低的数值为合格)，若在第一次充放电过程中电压数值最高的0.229％的焊线范围内异常焊线大于50％，则根据步骤S3)中所有焊线的电压数值分布图，从所有焊线的电压数值中第二次选出电压数值最高的1％的焊线所在的实验模组；
S43)对第二次选出的实验模组进行第三次充放电测试，在第三次充放电测试的充放电过程中监控第一次充放电过程中电压数值最高的1％的焊线的电压，若电压出现充电高、放电低的分层现象，则判断此焊线为异常焊线；若在第一次充放电过程中电压数值最高的 1％的焊线范围内异常焊线小于等于50％，则焊线标准定为第一次充放电过程中电压数值最高的1％的焊线中电压最低的数值(小于该最低的数值为合格)，若在第一次充放电过程中电压数值最高的1％的焊线范围内异常焊线大于50％，则根据步骤S3)中所有焊线的电压数据分布图，从所有焊线的电压数值中第三次选出电压数值最高的 1.5％的焊线所在的实验模组；
S45)对第三次选出的实验模组进行第四次充放电测试，重复步骤S43)，直至在第一次充放电过程中电压数值最高的焊线范围内找到异常焊线小于等于50％的范围，并将焊线标准定为第一次充放电过程中电压数值最高的焊线范围中电压最低的数值。
第二次充放电测试过程中电流I2大于电流I1，电流I2一般为 2～3C，第二次充放电测试的测试时间为30min；并且，第三次充放电测试、第四次充放电测试……第n次充放电测试过程中，电流的大小和测试时间与第二次充放电测试过程中电流的大小和测试时间均相同。
本发明的获取动力电池模组激光焊接焊线标准电压的方法，能够对动力电池模组激光焊接质量进行有效的评估，在生产工艺前端发现焊接问题，减少后续因虚焊问题产生的返修成本，进而能够降低电池系统组装和测试过程的返修成本，减少电池系统在容量测试环节或客户端因虚焊引起的电池系统性能问题，降低了动力电池使用过程中发生焊接问题的风险，大幅提高了动力电池系统的安全性和稳定性。
下面结合具体实施例进一步阐述本发明的获取动力电池模组激光焊接焊线标准电压的方法：
S1)选定实验模组
12个单电池串联激光焊接成一个模组，一个单电池两个焊线(即正极一个焊线、负极一个焊线)，一个模组的焊线数量为24根，然后选取400组激光焊接完成的模组作为实验模组，400组实验模组的焊线总数量为9600根；
S2)记录每根焊线的电压数值
使用充放电设备对每组实验模组进行第一次充放电，第一次充放电过程中电流I1为1.5C、充电时间与放电时间相等T1为5min，且充电完成后、放电之前静置1min；在第一次充放电过程中，使用万用表测量电芯极耳与每根焊线之间的电压，并记录每根焊线与电芯极耳之间的电压数值；充放电时先充电后放电，防止初始电量较低的实验模组过放；
S3)绘制电压数值分布图
收集步骤S2)中的所有焊线的电压数值，并绘制所有焊线的电压数值分布图，如图1所示；
S4)制定降压标准
S41)观察图1中的电压数值分布，图1中99.771％的电压数值均分布至1.5mV以下(图1中以0.1mV为单位)，并选出电压数值大于1.5mV的22根焊线所在的实验模组；
S42)对选出电压数值大于1.5mV的22根焊线所在的实验模组进行第二次充放电测试，充电电流为3.5C，在第二次充放电测试的充放电过程中监控选出电压数值大于1.5mV的22根焊线的电压，若电压出现充电高、放电低的分层现象，则判断此焊线为异常焊线，如图2所示；对22根焊线进行测试，其中共有8根焊线表现出电压异常，即可认定为虚焊，统计情况见表1，电压较大的焊线表现出虚焊情况；根据焊线样品的数据表现，因大于1.5mV的焊线表现不具有极强的规律性，并且99.771％的样品表现为小于等于1.5mV，为防止虚焊产品流出，最终制定1.5mV为判定标准，标准制定后，对后续连续生产的样品进行持续监控，此过程是一个持续改进的过程。
表 1异常焊线数据表格。
Claims (5)
1.一种获取动力电池模组激光焊接焊线标准电压的方法，其特征在于：所述获取焊线标准电压的方法包括如下步骤：
S1)选定实验模组
选取N组激光焊接完成的模组作为实验模组
S2)记录每根焊线的电压数值
使用充放电设备对每组实验模组进行第一次充放电，在第一次充放电过程中，使用万用表测量电芯极耳与每根焊线之间的电压，并记录每根焊线与电芯极耳之间的电压数值；
S3)绘制电压数值分布图
收集步骤S2)中的所有焊线的电压数值，并绘制所有焊线的电压数值分布图；
S4)制定降压标准
S41)根据步骤S3)中所有焊线的电压数值分布图，从所有焊线的电压数值中第一次选出电压数值最高的0.229％的焊线所在的实验模组；
S42)对第一次选出的实验模组进行第二次充放电测试，在第二次充放电测试的充放电过程中监控第一次充放电过程中电压数值最高的0.229％的焊线的电压，若电压出现充电高、放电低的分层现象，则判断此焊线为异常焊线；若在第一次充放电过程中电压数值最高的0.229％的焊线范围内异常焊线小于等于50％，则焊线标准定为第一次充放电过程中电压数值最高的0.229％的焊线中电压最低的数值，若在第一次充放电过程中电压数值最高的0.229％的焊线范围内异常焊线大于50％，则根据步骤S3)中所有焊线的电压数值分布图，从所有焊线的电压数值中第二次选出电压数值最高的1％的焊线所在的实验模组；
S43)对第二次选出的实验模组进行第三次充放电测试，在第三次充放电测试的充放电过程中监控第一次充放电过程中电压数值最高的1％的焊线的电压，若电压出现充电高、放电低的分层现象，则判断此焊线为异常焊线；若在第一次充放电过程中电压数值最高的1％的焊线范围内异常焊线小于等于50％，则焊线标准定为第一次充放电过程中电压数值最高的1％的焊线中电压最低的数值，若在第一次充放电过程中电压数值最高的1％的焊线范围内异常焊线大于50％，则根据步骤S3)中所有焊线的电压数据分布图，从所有焊线的电压数值中第三次选出电压数值最高的1.5％的焊线所在的实验模组；
S45)对第三次选出的实验模组进行第四次充放电测试，重复步骤S43)，直至在第一次充放电过程中电压数值最高的焊线范围内找到异常焊线小于等于50％的范围，并将焊线标准定为第一次充放电过程中电压数值最高的焊线范围中电压最低的数值。
2.根据权利要求1所述获取动力电池模组激光焊接焊线标准电压的方法，其特征在于：所述步骤S1)中，选定实验模组的具体过程为：多个单电池串联激光焊接成一个模组，然后选取N组激光焊接完成的模组作为实验模组，实验模组的组数以焊线总数量为标准，N组实验模组的焊线总数量不小于2000根。
3.根据权利要求1所述获取动力电池模组激光焊接焊线标准电压的方法，其特征在于：所述步骤S2)中，第一次充放电过程中电流I1≤1.5C、充电时间与放电时间相等T1为5～10min，且充电完成后、放电之前静置1～2min。
4.根据权利要求1所述获取动力电池模组激光焊接焊线标准电压的方法，其特征在于：所述步骤S2)中，充放电时先充电后放电。
5.根据权利要求1所述获取动力电池模组激光焊接焊线标准电压的方法，其特征在于：所述步骤S4)中，第二次充放电测试过程中电流I2大于电流I1，电流I2一般为2～3C，第二次充放电测试的测试时间为30min；并且，第三次充放电测试、第四次充放电测试……第n次充放电测试过程中，电流的大小和测试时间与第二次充放电测试过程中电流的大小和测试时间均相同。
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