CN111211283A - 一种电池内极柱跨桥焊接结构及其辅助治具 - Google Patents

一种电池内极柱跨桥焊接结构及其辅助治具 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种电池内极柱跨桥焊接结构及其辅助治具，其在内极柱的顶部设置有一个坡口，在坡口的下方设置有二次台阶，当两个阶梯内极柱对接后在两者结合时形成一个内极柱整体，通过以上结构设置，可在两者结合之间形成一个T型结构的焊料存储槽，再配合特制的焊接钳，焊接钳上设置有内极柱支撑模，通过内极柱支撑模的开合，可有效的通过底模用于实现二次台阶底面至中部隔板之间的支撑，在进行焊接时，内极柱外径与沉孔内壁之间设置有间隙、两个内极柱之间通过底模支撑也设置有间隙，两个间隙同时存在可使焊枪火焰进入至内部，使内外焊接温度均匀，使焊接效果达到最佳。

Description

一种电池内极柱跨桥焊接结构及其辅助治具
技术领域
本发明属于电池组装技术领域，特别是涉及一种电池内极柱跨桥焊接结构及其辅助治具。
背景技术
近年来，随着新能源技术的飞速发展，铅酸蓄电池的应用领域不断的扩大，需求大大增加，电动汽车、UPS备用电源及GFM系列等多种规格型号的电池需求不断增多。电池内部单格集群之间的跨桥结构在电流传输和电池寿命方面起着重要作用。目前跨桥焊接除了穿壁焊外，内极柱过桥烧焊结构存在诸多问题，其主要体现在：烧焊接触面积小，常规跨桥烧焊深度约为4-5mm，接触面积小，焊接部位电阻大，成为电流导通的瓶颈点，容易产生局部高温、熔断现象，导致电池报废，更甚至无法达到3C放电要求；针对现有技术上的弊端，为了达到3C放电要求，目前行业内通常是通过增大内极柱直径、加大过桥钳尺寸等措施来加大焊接面积，以此达到3C放电要求，但此种改善方式始终无法从根本上解决焊接面积小于极柱面积而带来的局部高温现象的弊端，所以此种技术更改也存在质量隐患，并且进一步增加约30％成本的投入，造成浪费。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种电池内极柱跨桥焊接结构及其辅助治具，通过跨桥焊接辅助治具以及采用对应的焊接方法来增加烧焊深度，增加烧焊处的接触面积，均衡电流导通产生的热量，提升电池寿命。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种电池内极柱跨桥焊接结构及其辅助治具，其在每个汇流排上皆设置有一个阶梯状的内极柱，所述的阶梯内极柱的顶部设置有一个坡口，所述的坡口的下方设置有二次台阶，当两个阶梯内极柱对接后在两者结合时形成一个内极柱整体，在内极柱内部形成间隙宽度A，所述的间隙宽度A为7～10mm；所述的二次台阶底面距离内隔板的距离为B，所述的B为3～5mm；
所述的内极柱整体与壳体内隔板侧面之间设置有间隙C，所述的C为1.5～2mm空隙用于密封胶的填充；
与阶梯内极柱配合使用的为一个焊接钳，所述的焊接钳的端部设置有一个可开合设计的内极柱支撑模，所述的内极柱支撑模由两个支撑模本体组成，两部分分别焊接在焊接钳的钳口上，通过钳口的动作可实现焊接钳的闭合；所述的内极柱支撑模的内部皆设置有半个沉孔，每半个沉孔上皆设置有一个底部通孔，一根底模将底部通孔一分为二设计，所述的底部通孔用于实现内极柱的竖向贯穿通过，底模用于实现二次台阶底面至中部隔板之间的支撑；在沉孔的底部设置有一个阻挡边用以阻挡上方焊料下渗。
所述的内极柱贯穿沉孔后，内极柱外径与沉孔内壁之间设置有焊接间隙。
所述的焊接钳由三部分组成，包括铰接设计的钳把，钳把前端的钳口上设置有弧状块，所述的弧状块将内极柱支撑模与钳口之间连接至一体，钳把与内极柱支撑模结合后的角度D为120～145之间。
所述的内极柱支撑模为耐高温金属材质。
本发明具有以下有益效果：本发明通过以上设计，其在内极柱的顶部设置有一个坡口，在坡口的下方设置有二次台阶，当两个阶梯内极柱对接后在两者结合时形成一个内极柱整体，通过以上结构设置，可在两者结合之间形成一个T型结构的焊料存储槽，通过此种结构设置，再配合特制的焊接钳，所述的焊接钳上设置有内极柱支撑模，通过内极柱支撑模的开合，可有效的通过底模用于实现二次台阶底面至中部隔板之间的支撑，在进行焊接时，内极柱外径与沉孔内壁之间设置有间隙、两个内极柱之间通过底模支撑也设置有间隙，两个间隙同时存在可使焊枪火焰进入至内部，使内外焊接温度均匀，使焊接效果达到最佳。
通过以上方案设计，改进后电池集群内极柱跨桥焊接结构中，克服了传统斜焊接结构的固有特点，通过以上结构以及器械配合，在模具腔体内将两部分的内极柱融为一体，以达到完全融合状态，确保所需熔接面要求；再者，因为模具尺寸的设计，内极柱、内隔板和壳体密封槽之间留有密封胶空隙，即可密封牢固、防止漏气。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1为本发明方案的立体结构示意图；
图2为本发明方案的俯视结构示意图；
图3为本发明方案的内极柱与内极柱支撑模配合结构示意图；
图4为本发明方案所提出的焊接钳立体结构示意图；
图5为本发明方案内极柱与壳体密封槽结合结构示意图；
图6为焊接钳整体结合角度示意图；
图中，1、电池壳，2、集群，3、汇流排，4、内极柱，5、焊接钳，6、钳把，7、弧状块，8、内极柱支撑模，81、支撑模本体，82、沉孔，83、底模，84、阻挡边，85、底部通孔，9、内隔板，10、焊接间隙，11、坡口，12、二次台阶，13、中部焊接间隙，14、壳体密封槽。
具体实施方式
以下通过实施方式对本发明进行进一步描述，
一种电池内极柱跨桥焊接结构及其辅助治具，如图1和图2所示，电池壳1内部设置有多组集群，每个集群2的顶部设置有一个汇流排3，如图所示，在每个汇流排3上皆设置有一个内极柱4，本方案所提出的就是关于内极柱的焊接。
改进前内极柱结构在焊接时，在内极柱4焊接的底部出现≥2mm的两道缝隙，形成上表面熔合，根部假焊现象(预留量越大，假焊深度越大)。此种内部缺陷不易发现，严重影响焊接质量。出现此种状况的主要原因是：火焰在刚刚接触内极柱4顶部表面时，表面铅层瞬间融化、流平并且填充模具缝隙，因铅件深层和模具温度较低(模具温度始终要≤100°)，造成填充部分铅液遇冷冷却，与两侧工件分层，随着烧焊时间加长，上部分铅件才逐渐完全熔化、结合。究其主因，是内极柱顶部与底部受热不同时并且受热温度不同导致的。
本方案的改善技术如下：
所述的阶梯状内极柱4的顶部设置有一个坡口11，所述的坡口11的下方设置有二次台阶12，当两个内极柱4对接后在两者结合时形成一个圆柱状的内极柱的整体，在内极柱4内部形成的间隙宽度A，所述的间隙宽度A为7～10mm，以9mm为最佳；所述的二次台阶底面距离内隔板9的距离为B，所述的B为3-5mm，以4mm为最佳。
进一步的，如图5所示，所述的内极柱4整体与壳体内隔板9侧面之间设置有间隙C，所述的C为1.5～2mm空隙，其用于密封胶的填充，以2mm为最佳。
以上技术是实现内极柱结构的改善，以下为焊接辅助治具的改善：
与阶梯形状的内极柱4配合使用的为一个焊接钳5，所述的焊接钳5的端部设置有一个可开合设计的内极柱支撑模8，内极柱支撑模为耐高温金属材质制作，所述的内极柱支撑模8由两个支撑模本体81组成，两部分分别焊接在焊接钳5的钳口上，通过钳把6的动作可实现焊接钳的闭合；所述的内极柱支撑模8的内部皆设置有半个沉孔82，每半个沉孔82上皆设置有一个底部通孔85，一根底模83将底部通孔85一分为二设计，所述的底部通孔85用于实现内极柱的竖向贯穿通过，底模83用于实现二次台阶底面至中部隔板之间的支撑，在沉孔82的底部设置有一个阻挡边84，所述的阻挡边84用于实现阻挡上部焊料向下渗透，阻挡边以上区域在焊接时形成一个焊接间隙10，通过焊接间隙10形成一个焊料熔池；
为更方便操作者使用，所述的焊接钳5由三部分组成，包括铰接设计的钳把6，钳把6前端的钳口上设置有弧状块7，所述的弧状块7将内极柱支撑模8与钳口之间连接至一体，如图6所示，钳把6与内极柱支撑模8结合后的角度为120～145之间，以135为最佳，通过以上结构设置，可更方便人员手持作业。
本发明在作业时，在内极柱对接部分采用阶梯过渡，分别距中隔板底部，也就是尺寸B为4mm处做二次台阶12，并将对接宽度A增大到9mm；烧焊前，先通过焊接钳5将内极柱夹持固定，可在两者结合之间形成一个T型结构的焊料存储槽，所述的焊接钳5上设置有内极柱支撑模8，通过内极柱支撑模8的开合，可有效的实现对底模83用于实现二次台阶底面至中部隔板之间的支撑，在进行烧焊时，内极柱外径与沉孔82内壁之间设置有间隙、两个内极柱之间通过底模83支撑也设置有中部焊接间隙13，两个间隙同时存在可使焊枪火焰进入至内部，使内外焊接温度均匀，火焰可以完全伸入9mm空间，可以瞬间将底部铅料熔合，然后随着火焰四周的铅的熔化不断涌入中间熔池，并不断填满，形成一个深度≥7mm的圆柱熔点将T型结构的焊料存储槽填充。本发明技术克服了传统焊接根部熔不透的假焊现象。可以根据不同需求，调整不同的火焰大小，实现不同深度的焊接，达到不同的焊接面积。
通过以上方案设计，改进后电池集群内极柱跨桥焊接结构中，克服了传统斜焊接结构的固有特点，通过以上结构以及器械配合，在模具腔体内将两部分的内极柱融为一体，以达到完全融合状态，确保所需熔接面要求；再者，因为模具尺寸的设计，内极柱、内隔板和壳体密封槽14之间留有密封胶空隙，即可密封牢固、防止漏气。

Claims (2)

1.一种电池内极柱跨桥焊接结构及其辅助治具，其在每个汇流排上皆设置有一个阶梯状的内极柱，其特征在于：所述的阶梯内极柱的顶部设置有一个坡口，所述的坡口的下方设置有二次台阶，当两个阶梯内极柱对接后在两者结合时形成一个内极柱整体，在内极柱内部形成间隙宽度A，所述的间隙宽度A为7～10mm；所述的二次台阶底面距离内隔板的距离为B，所述的B为3～5mm；
所述的内极柱整体与壳体内隔板侧面之间设置有间隙C，所述的C为1.5～2mm空隙用于密封胶的填充；
与阶梯内极柱配合使用的为一个焊接钳，所述的焊接钳的端部设置有一个可开合设计的内极柱支撑模，所述的内极柱支撑模由两个支撑模本体组成，两部分分别焊接在焊接钳的钳口上，通过钳口的动作可实现焊接钳的闭合；所述的内极柱支撑模的内部皆设置有半个沉孔，每半个沉孔上皆设置有一个底部通孔，一根底模将底部通孔一分为二设计，所述的底部通孔用于实现内极柱的竖向贯穿通过，底模用于实现二次台阶底面至中部隔板之间的支撑；在沉孔的底部设置有一个阻挡边用以阻挡上方焊料下渗；
所述的内极柱贯穿沉孔后，内极柱外径与沉孔内壁之间设置有焊接间隙。
2.如权利要求1所述的一种电池内极柱跨桥焊接结构及其辅助治具，其特征在于：所述的焊接钳由三部分组成，包括铰接设计的钳把，钳把前端的钳口上设置有弧状块，所述的弧状块将内极柱支撑模与钳口之间连接至一体，钳把与内极柱支撑模结合后的角度D为120～145之间。
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CN114434033A (zh) * 2022-02-15 2022-05-06 李雪丽 可调式蓄电池极柱焊接线组
CN114434033B (zh) * 2022-02-15 2024-01-23 电科能源装备工程(河北)有限公司 可调式蓄电池极柱焊接线组

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