CN111856142A - 一种用于动力电池模组虚焊检测的装置及其检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于动力电池模组虚焊检测的装置及其检测方法，属于电池模组质量检测技术领域，其主要通过串接各个电芯，并设置多个探测单元，以同时测量多个电芯和连接组件焊接处的电阻，尤适用于四端法等方法测量。同时，在本发明当中，多个电芯通过多个连接组件串接在一起，与其使用工况相适应，与仅针对于一个电芯和连接组件的焊接处的测量方式相比，本申请还具有测量时电流、电压稳定，测量数值更为精确的优势。
Description
技术领域
本发明涉及电池模组检测领域，具体而言，涉及一种用于动力电池模组虚焊检测的装置及方法。
背景技术
随着新能源汽车及电动自行车等交通工具的发展，动力电池得到了广泛的应用。为了达到所需要的使用电压或电流，需要利用连接组件对动力电池的电芯进行串联或并联焊接，形成能量密度高、寿命长的动力电池组。但是，在对电芯极柱和连接组件焊接时，由于异物等存在或工艺参数等因素，导致动力电芯的极柱在与连接组件的焊接过程中会存在虚焊的问题。
而现有技术中为了检测虚焊，包括以下技术手段：
(1)通过外力将动力电池组拨几下、摇几下，若动力电池成组没有出现松动时，则确定为没有虚焊；或，在对动力电池进行焊接时，通过肉眼观察法对焊点进行观测，判断是否存在虚焊；
(2)通过三维CCD扫描焊接位置，通过焊接外观和高度等因素判定是否虚焊；
(3)通过EOL动力测试，采集模组动态下单体电压的瞬间变化值，并相应的计算得出单体电芯的直流内阻值，再通过直流内阻值的大小判断单体电芯的焊接效果。
但是现有技术中存在以下问题：
(1)通过外力拨动电池组有可能会导致，连接组件与电芯的焊接强度减弱；
(2)当采用较厚的连接组件时，CCD扫描无法扫描通过外观来判定是否存在虚焊；
(3)EOL设备上单体电压采集的数据由于包含电芯本身的直流内阻(单体电芯瞬间受电流电压升降速率的不一致性会对其数据判断造成偏差)、从控板制造的一致性、EMC干扰等都会影响单体电压采集的准确度，从而影响直流内阻准确度，从而降低测试值的重复性、置信度。
发明内容
本发明所解决的技术问题是：提供一种用于动力电池模组虚焊检测的装置及其检测方法，其可较为精确地测得连接组件和电芯极柱焊接处的电阻值。
本申请是采用以下技术方案实现的：
一种用于动力电池模组虚焊检测的装置，所述动力电池模组包括有多个电芯和多个连接组件，所述连接组件与电芯的极柱焊接，所述多个电芯通过连接组件而正负极相连地串联在一起，所述连接组件上形成有与所述极柱相配合的定位孔，所述装置包括有：
多个探测单元，与各连接组件数量相对应，每个探测单元包括两根第一探针；
电流单元，具有电流输入端和电流输出端，所述电流输入端和电流输出端分别和串联在一起的电芯的两端导电接触，以形成电流回路，所述电流单元用于对串联在一起的电芯进行充放电；
框体，多个探测单元安装在框体上，所述框体具有使各探测单元中一根第一探针导电接触于对应连接组件的外表上，而另一根第一探针则穿入对应连接组件的定位孔并与极柱导电接触的第一位置；电阻检测单元，用于检测各个探测单元当中两根第一探针所接入部位的电阻。
优选的，所述电流单元的电流输入端和电流输出端安装在所述框体上。
优选的，所述电流单元包括有两组分别构成其电流输入端和电流输出端的连接部，所述连接部包括有若干个第二探针，在框体处于第一位置时，两组连接部中的第二探针分别和串联在一起的电芯的两端导电接触。
优选的，每组连接部中的第二探针的数量在9根以上。
优选的，每个探测单元还包括有安装座，每个探测单元中的第一探针通过安装座而安装在所述框体上。
优选的，所述第一探针能够伸缩且具有伸出的趋势，在框体处于第一位置时，各个第一探针处于压缩状态。
优选的，所述第一探针包括有导电连接的固定端和伸缩端，所述固定端呈筒状并与安装座相连接，所述伸缩端装配在所述固定端当中且在自然状态下部分地伸出于固定端之外，所述伸缩端远离固定端的一端用于与连接组件或极柱导电接触。
优选的，所述伸缩端伸出于所述固定端之外的部位上套设有绝缘套，在所述框体处于第一位置时，所述绝缘套随第一探针进入至定位孔中并与所述定位孔间隙配合，所述第一探针与定位孔的内壁之间留有间隙。
优选的，所述电阻检测单元包括有：
A/D转换器，用于分别和各个探测单元中的第一探针电性连接；
处理器，与A/D转换器电性连接，用于获取各个探测单元当中两根第一探针所接入部位的电压值；所述处理器还用于获取电流回路中的电流值；所述处理器依据所述电流值和电压值而得到各个探测单元当中两根第一探针所接入部位的电阻值，并与预定的阀值进行比对，判断结果；
显示单元，用于接收由处理器所处理的各探测单元所接入部位电阻值的判断结果并显示。
本发明还提供一种如上所述的用于动力电池模组虚焊检检测的装置的检测方法，所述方法包括步骤：
将框体移动至第一位置；
对串联在一起的电芯进行充放电；
获取各个探测单元当中两根第一探针所接入部位的电压值及电流值，并依据所述电压值和电阻值获得焊接处的电阻值；
将焊接处的电阻值与预设阀值进行比对判断，获取判断结果，其中，当焊接处的电阻值超过阀值，判断为不合格，当焊接处的电阻值不超过阀值时，判断为合格；
显示判断结果。
与现有技术相比，本申请的有益效果包括：
本申请提供的一种用于动力电池模组虚焊检测的装置，通过该装置可以同时测量多个电芯和连接组件焊接处的电阻，尤适用于四端法等方法测量。同时，在申请当中，多个电芯通过多个连接组件串接在一起，与其使用工况相适应，与仅针对于一个电芯和连接组件的焊接处的测量方式相比，本申请还具有测量时电流、电压稳定，测量数值更为精确的优势。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，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申请的某些实施例，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也属于本申请的保护范围。
图1和图2为本发明所提供实施例1的结构示意图；
图3为图2中A处的局部放大示意图；
图4为图2中B处的局部放大示意图；
图5为本发明所提供实施例1中连接组件的结构示意图；
图6为本发明所提供实施例1中探测单元的结构示意图；
图7为本发明所提供实施例1中第一探针的结构示意图；
图8为本发明所提供实施例1中连接部的结构示意图。
【具体符号说明】
1-连接组件，11-焊接凹槽，12-定位孔，2-电芯，3-框体，4-探测单元，41-第一探针，41a-伸缩端，41b-固定端，42-安装座，5-安装孔，6-绝缘套，7-连接部，71-第二探针。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动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，若出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“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，本发明的描述中若出现术语“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，本发明的描述中若出现“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，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“安装”、“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。
实施例1
如图1和图2所示，本实施例1所提供的一种用于动力电池模组虚焊检测的装置，所述动力电池模组包括有多个电芯2和多个连接组件1，所述连接组件1与电芯2的极柱焊接，所述多个电芯2通过连接组件1而正负极相连地串联在一起，所述连接组件1上形成有与所述极柱相配合的定位孔12；
所述装置包括有：
多个探测单元4，与各连接组件1数量相对应，每个探测单元4包括两根第一探针41；
电流单元5，具有电流输入端和电流输出端，所述电流输入端和电流输出端分别和串联在一起的电芯2的两端导电接触，以形成电流回路，所述电流单元5用于对串联在一起的电芯2进行充放电；
框体3，多个探测单元4安装在框体3上，所述框体3具有使各探测单元4中一根第一探针41导电接触于对应连接组件1的外表上，而另一根第一探针41则穿入对应连接组件1的定位孔12并与极柱导电接触的第一位置；
电阻检测单元，用于检测各个探测单元4当中两根第一探针41所接入部位的电阻。
请参见图1和图2，可以获知的是：本实施例1中，动力电池模组处于框体3的下方，各个电芯2依次沿动力电池模组的长度方向依次排布。同时，电芯2在动力电池模组的宽度方向上，其中一侧设正极柱、另一侧设负极柱。各个连接组件1沿长度方向，左右依次递进地设置，以分别焊接连接不同电芯2的正极柱和负极柱，从而将各个电芯2串联起来。
同时，请参见图3和图5，本实施例1中，所述连接组件1包括有包括焊接凹槽11和定位孔12，定位孔12设置于焊接凹槽11中，焊接凹槽11的尺寸与电芯2极柱的尺寸相匹配；电芯2极柱上设置有凸起用以与定位孔12匹配，焊接时，通过凸起插入定位孔12中进行定位，使得焊接更精确；其中电芯2极柱也可以采用凹槽进行定位，电芯2极柱上设置有凹槽，焊接前通过插针插入定位孔12，且插针底端插入电芯2极柱上的凹槽中，用以对连接组件1进行定位，辅助焊接，连接组件1焊接至电芯2上时如图所示；图中的连接组件1为“几”字型，根据实际情况，连接组件1也可以设为平板型，其根据实际情况进行设置。
在具体需要进行检测时，框体3移动至第一位置，此时，电流单元5进行充放电，使得电芯2充放电，从而在电流回路当中形成电流。而由于个探测单元4的第一探针41到导电接触于对应连接组件1的外表上，而另一根第一探针41则穿入对应连接组件1的定位孔12并与极柱导电接触，焊接处即被接入在两根第一探针41之间，从而使得电阻检测单元可以直接测得各焊接处的电阻值。此时，实施人员即可较为方便地依据电阻值，对连接组件1和极柱的焊接处是否发生虚焊进行判断。本实施例可以同时测量多个电芯2和连接组件1焊接处的电阻，尤其适用于四端法等方法测量。同时，在申请当中，多个电芯2通过多个连接组件1串接在一起，与其使用工况相适应，与仅针对于一个电芯2和连接组件1的焊接处的测量方式相比，本申请还具有测量时电流、电压稳定，测量数值更为精确的优势。
作为优选实施例，请参见图4，在本实施例1中，所述电流单元5的电流输入端和电流输出端安装在所述框体3上，同时，所述电流单元5包括有两组分别构成其电流输入端和电流输出端的连接部7，所述连接部7包括有若干个第二探针71，在框体3处于第一位置时，两组连接部7中的第二探针71分别和串联在一起的电芯2的两端导电接触。这种结构样式确保了整个装置在框体3移动至第一位置时，探针单元和电流单元5即处于就位位置，避免了额外布置导线结构。
同时，作为优选实施例，在本实施例1中，每组连接部7中的第二探针71的数量在9根以上，以使得连接部7中的第二探针71在接入时呈并联状，以降低单个第二探针71的电流值。
如图6所示，每个探测单元4还包括有安装座42，每个探测单元4中的第一探针41通过安装座42而安装在所述框体3上，在本实施例1中，安装座42与框体3之间可拆卸连接，以使得实施人员可以调整各个探测单元4的形态，更为具体的，安装座42通过安装孔5而与框体3配合。
同时，为避免第一探针41与连接组件1、极柱之间发生刚性接触，而发生弯折，作为优选实施例，在本实施例1中，所述第一探针41能够伸缩且具有伸出的趋势，在框体3处于第一位置时，各个第一探针41处于压缩状态。这种柔性接触的方式，能有效避免因为定位误差而导致第一探针41折断的情况发生。
更为具体的，如图7所示，所述第一探针41包括有导电连接的固定端41b和伸缩端41a，所述固定端41b呈筒状并与安装座42相连接，所述伸缩端41a装配在所述固定端41b当中且在自然状态下部分地伸出于固定端41b之外，所述伸缩端41a远离固定端41b的一端用于与连接组件1或极柱导电接触。
同时，如果第一探针41的伸缩端41a在插入至定位孔12的过程当中与定位孔12的内壁发生意外接触，则会导致焊接处脱离两个第一探针41，电阻检测模块不再能够检测到焊接处的电阻，所以宜对伸入至定位孔12内的第二探针71的结构做出优化改进。所以作为优选实施例，在本实施例1中，固定端41b之外的部位上套设有绝缘套6，在所述框体3处于第一位置时，所述绝缘套6随第一探针41进入至定位孔12中并与所述定位孔12间隙配合，所述第一探针41与定位孔12的内壁之间留有间隙。这种结构样式能够保证第一探针41的与极柱之间接触的可靠性，提升检测精度。
另外，关于电阻检测单元，在本实施例1中，其具体包括有：
A/D转换器，用于分别和各个探测单元4中的第一探针41电性连接；
处理器，与A/D转换器电性连接，用于获取各个探测单元4当中两根第一探针41所接入部位的电压值；所述处理器还用于获取电流回路中的电流值；所述处理器依据所述电流值和电压值而得到各个探测单元4当中两根第一探针41所接入部位的电阻值，并与预定的阀值进行比对，判断结果；
显示单元，用于接收由处理器所处理的各探测单元4所接入部位电阻值的判断结果并显示。
在本实施例1中，当电路连接好后，处理器通过A/D转换器轮流采集各电芯2与连接组件1的电压值及同一时刻通过电流连接单元5的电流值，并通过计算得到焊接处的电阻值，当电阻值小于电阻阈值时，判定为合格；当电阻值大于电阻阈值时，判定为有缺陷，并通过显示器提醒给用户。
本实施例1的检测方法为：
将框体3相对所述动力电池模组移动至第一位置；
对串联在一起的电芯2进行充放电，使其瞬间电流达到300A以上；
造电流达到需求后，通过与A/D转换器，以使处理器获取各个探测单元当中两根第一探针41所接入部位的电压值及电流值，处理器依据所述电压值和电阻值获得焊接处的电阻值；
处理器将焊接处的电阻值与预设阀值进行比对判断，获取判断结果，其中，当焊接处的电阻值超过阀值，判断为不合格，当焊接处的电阻值不超过阀值时，判断为合格；具体而言，预设阀值为0.1mΩ。
处理器将判断结果输送给显示单元，显示单元显示判断结果。
本实施例1采用四端法来测量焊接处的电阻，通过上述方法可以直观地检测焊点的压降值从而判定焊点的质量，还可以采用电桥电压法等进行电压的测量。
以上所述仅为本申请的一部分实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种用于动力电池模组虚焊检测的装置，所述动力电池模组包括有多个电芯(2)和多个连接组件(1)，所述连接组件(1)与电芯(2)的极柱焊接，所述多个电芯(2)通过连接组件(1)而正负极相连地串联在一起，所述连接组件(1)上形成有与所述极柱相配合的定位孔(12)，其特征在于，
所述装置包括有：
多个探测单元，与各连接组件(1)数量相对应，每个探测单元包括两根第一探针(41)；
电流单元(5)，具有电流输入端和电流输出端，所述电流输入端和电流输出端分别和串联在一起的电芯(2)的两端导电接触，以形成电流回路，所述电流单元(5)用于对串联在一起的电芯(2)进行充放电；
框体(3)，多个探测单元安装在框体(3)上，所述框体(3)相对所述动力电池模组具有使各探测单元中一根第一探针(41)导电接触于对应连接组件(1)的外表上，而另一根第一探针(41)则穿入对应连接组件(1)的定位孔(12)并与极柱导电接触的第一位置；
电阻检测单元，用于检测各个探测单元当中两根第一探针(41)所接入部位的电阻。
2.如权利要求1所述的一种用于动力电池模组虚焊检测的装置，其特征在于，所述电流单元(5)的电流输入端和电流输出端安装在所述框体(3)上。
3.如权利要求2所述的一种用于动力电池模组虚焊检测的装置，其特征在于，所述电流单元(5)包括有两组分别构成其电流输入端和电流输出端的连接部，所述连接部包括有若干个第二探针(71)，在框体(3)处于第一位置时，两组连接部中的第二探针(71)分别和串联在一起的电芯(2)的两端导电接触。
4.如权利要求3所述的一种用于动力电池模组虚焊检测的装置，其特征在于，每组连接部中的第二探针(71)的数量在9根以上。
5.如权利要求1所述的一种用于动力电池模组虚焊检测的装置，其特征在于，每个探测单元还包括有安装座(42)，每个探测单元中的第一探针(41)通过安装座(42)而安装在所述框体(3)上。
6.如权利要求5所述的一种用于动力电池模组虚焊检测的装置，其特征在于，所述第一探针(41)能够伸缩且具有伸出的趋势，在框体(3)处于第一位置时，各个第一探针(41)处于压缩状态。
7.如权利要求6所述的一种用于动力电池模组虚焊检测的装置，其特征在于，所述第一探针(41)包括有导电连接的固定端(41b)和伸缩端(41a)，所述固定端(41b)呈筒状并与安装座(42)相连接，所述伸缩端(41a)装配在所述固定端(41b)当中且在自然状态下部分地伸出于固定端(41b)之外，所述伸缩端(41a)伸出于固定端(41b)的一端用于伸入定位孔(12)与连接组件(1)或极柱导电接触。
8.如权利要求7所述的一种用于动力电池模组虚焊检测的装置，其特征在于，所述伸缩端(41a)伸出于所述固定端(41b)之外的部位上套设有绝缘套(6)；
在所述框体(3)处于第一位置时，所述绝缘套(6)随第一探针(41)进入至定位孔(12)中并与所述定位孔(12)间隙配合，所述伸缩端(41a)与定位孔(12)的内壁之间留有间隙。
9.如权利要求1至8中任意一项所述的一种用于动力电池模组虚焊检检测的装置，其特征在于，所述电阻检测单元包括有：
A/D转换器，用于分别和各个探测单元中的第一探针(41)电性连接；
处理器，与A/D转换器电性连接，用于获取各个探测单元当中两根第一探针(41)所接入部位的电压值；所述处理器还用于获取电流回路中的电流值；所述处理器依据所述电流值和电压值而获得各个探测单元当中两根第一探针(41)所接入部位的电阻值，并与预定的阀值进行比对，判断结果；
显示单元，用于接收由处理器所处理的各探测单元所接入部位电阻值的判断结果并显示。
10.如权利要求9所述的一种用于动力电池模组虚焊检检测的装置的检测方法，其特征在于，所述方法包括步骤：
将框体(3)相对所述动力电池模组移动至第一位置；
对串联在一起的电芯(2)进行充放电；
获取各个探测单元当中两根第一探针(41)所接入部位的电压值及电流值，并依据所述电压值和电阻值获得焊接处的电阻值；
将焊接处的电阻值与预设阀值进行比对判断，获取判断结果，其中，当焊接处的电阻值超过阀值，判断为不合格，当焊接处的电阻值不超过阀值时，判断为合格；
显示判断结果。
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