CN114388986A - 电池模组中的汇流排、激光焊接电池模组及激光焊接方法 - Google Patents

电池模组中的汇流排、激光焊接电池模组及激光焊接方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种电池模组中的汇流排，包括一体成型的汇流本体，汇流本体包括多个导电分片和连接多个导电分片的连接部，导电分片包括具有第一预设厚度的导电本体和凹设于导电本体上表面的焊接面，焊接面处导电分片的厚度为第二预设厚度，第二预设厚度小于第一预设厚度，导电分片下表面与焊接面对应的位置用于连接电池电芯的电极，焊接面用于配合焊接机进行焊接。与现有技术相比，本发明在汇流排上焊接面所在区域厚度小于其他导电分片的厚度，可使得不同型号的汇流排，在焊接面处的厚度统一，可使用恒功率的焊接机对汇流排进行焊接，解决不同激光焊接设备功率受限问题、兼容性好。本发明还公开了一种激光焊接电池模组及激光焊接方法。

Description

电池模组中的汇流排、激光焊接电池模组及激光焊接方法
技术领域
本发明涉及电池能源领域，尤其涉及一种用于电池模组中的汇流排及焊接结构。
背景技术
新能源产业在近年来得到快速发展，储能领域也一直被密切关注，面对巨大的市场需求与潜力，在电力储能实际应用中，主要领域是在可再生能源并网、用户侧、电网侧以及辅助服务等。锂电池储能中单体电池机箱由钣金外壳、BMS和电池模组三大部分组成，其中电池模组作为核心储能放能载体，在PACK过程中必须严格要求安全和品质保障，而电池模组串并联成组的关键工艺就是激光焊接，为了兼容不同产品，即不同产品过流能力不同，汇流排的焊接面截面厚度不同，以及不同产品导致连接采集端子时需要制作多款辅助治具，需要不同功率的激光机进行焊接，造成的成本浪费。
参考中国专利文献CN211350786U，现有的电池模组中使用的汇流排往往为一厚度一致的焊接片，在激光焊接时，必须采取与该焊接片厚度匹配的激光机或者具有不同功率的焊接机进行焊接，焊接不同型号的汇流排时，需要调整激光机的焊接功率或更换激光机，不但造成成本浪费，且影响焊接效率。
故，急需一种可解决上述问题的汇流排及激光焊接电池模组。
发明内容
本发明的目的是提供一种电池模组中的汇流排以及激光焊接电池模组，其汇流排兼容性好，可适用于恒功率的焊接机。
本发明的另一目的是提供一种电池模组的激光焊接方法，其汇流排兼容性好，可适用于恒功率的焊接机。
为了实现上述目的，本发明公开了一种电池模组中的汇流排，包括一体成型的汇流本体，所述汇流本体包括多个导电分片和连接多个所述导电分片的连接部，所述导电分片包括具有第一预设厚度的导电本体和凹设于所述导电本体上表面的焊接面，所述焊接面处所述导电分片的厚度为第二预设厚度，所述第二预设厚度小于所述第一预设厚度，所述导电分片下表面与所述焊接面对应的位置用于连接电池电芯的电极，所述焊接面用于配合焊接机进行焊接。
与现有技术相比，本发明在汇流排上焊接面所在区域厚度小于其他导电分片的厚度，可使得不同型号的汇流排，在焊接面处的厚度统一，可使用恒功率的焊接机在焊接面处对汇流排进行焊接，尤其在汇流排厚度很厚，激光焊接设备功率受限时，可采用该汇流排，解决不同激光焊接设备功率受限问题。当汇流排需要大电流时，可根据需要加厚导电分别的厚度，不影响汇流排的过流能力，一致性、兼容性好。
较佳地，所述导电分片下表面为与所述电池电芯的电极配合的平面结构。便于放置于电池电芯的电极上进行焊接。
较佳地，所述焊接面与所述导电本体之间呈台阶状或具有逐渐变高的倾斜边。
较佳地，所述汇流本体一体冲压而成。
其中，所述导电分片有两个，并以一定间距并向排列，所述连接部形成于两所述导电分片之间。当然，导电分片的数目不限于两片，其具体数目取决于汇流排需要回流的电池电芯的数量。
具体地，所述焊接面延伸至所述导电本体的前端，所述连接部位于所述导电本体前端的厚度等于第二预设厚度，所述连接部位于所述导电本体末端的厚度等于第一预设厚度，所述连接部于所述导电本体的前端和后端之间形成倾斜边，该方案也使得连接部与采集端子焊接时，可以使用同一型号的焊接机进行焊接。
具体地，所述连接部的上表面高度高于所述导电本体的上表面，所述连接部的下表面高度低于所述导电本体的下表面，以使得连接部为凹设于所述导电分片下表面的安装槽，所述卡接槽上形成有与采集端子卡接配合的卡合结构。当然，安装槽也可以为凹设于导电分片上表面的安装槽，也可以与导电分片保持等高状态。
较佳地，所述安装槽上开设有与采集端子卡接配合的卡接孔，使得电池模组组装时，汇流排可直接与采集端子卡接，无需治具定位。
较佳地，所述安装槽包括临近所述导电本体末端设置槽面等高的卡接槽和形成于所述卡接槽和所述导电本体前端之间且槽面逐渐向上倾斜的连接槽。
本发明还公开了一种激光焊接电池模组，包括若干电池电芯、汇流排和采集端子，所述汇流排为如上所述的汇流排，所述汇流排与所述电池电芯的电极焊接以实现电连接，所述采集端子安装于所述连接部上并电连接。
较佳地，所述连接部包括凹设于所述汇流排下表面且延伸至所述汇流排末端边沿的卡接槽，所述卡接槽上开设有贯穿的卡接孔，所述卡接孔与所述汇流排末端边沿之间形成卡接部，所述采集端子包括接线部和与所述卡接槽卡合连接的固定部，所述固定部的前端向上弯折以形成可从所述汇流排末端向前伸入所述卡接槽的主卡接臂，所述主卡接臂的前端呈弯折状并形成所述卡接卡接的第一卡合区，所述固定部向上凸设有与所述主卡接臂具有一定间距且可与所述卡接槽的前侧壁配合的次卡接臂，所述次卡接臂的前端呈弯折状并形成与所述卡接槽的槽面卡接的第二卡合区，所述主卡接臂和次卡接臂之间还形成有与所述卡接部卡接的第三卡合区。卡合稳定，焊接时无需治具定位。
本发明还公开了一种电池模组的激光焊接方法，用于组装如上所述的激光焊接电池模组，具体包括：
提供所述电池电芯，依据所述电池电芯的过流承载能力设计汇流排的厚度，从而获得第一预设厚度；
依据焊接用的恒功率焊接机设计焊接面处导电分片的厚度，从而获得第二预设厚度；
获得厚度为第一预设厚度的金属片，在金属片上冲压出厚度为第二预设厚度的焊接面、连接部和导电分片，以制成汇流排；
将电池电芯排布于电池盒中，在所述电池电芯的电极或者汇流排所述焊接面的对应位置设置焊料，将所述汇流排安装于所述电池电芯上，使用焊接机在所述焊接面处进行焊接，使得所述导电分片与所述电池电芯的电极电连接；
提供所述采集端子，将所述采集端子安装于所述连接部处并使用焊接机进行焊接。
附图说明
图1是本发明汇流排上表面一个角度的立体图。
图2是本发明汇流排上表面另一个角度的立体图。
图3是本发明汇流排下表面的立体图。
图4是本发明汇流排的侧视图。
图5是本发明汇流排的截面图。
图6是本发明激光焊接电池模组的结构图。
图7是本发明汇流排和采集端子的连接图。
图8是本发明汇流排和采集端子的分解图。
图9是本发明汇流排和采集端子连接的剖视图。
图10是本发明采集端子的截面图。
具体实施方式
为详细说明本发明的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。
参考图6，本发明公开了一种激光焊接电池模组100，包括若干电池电芯10、汇流排20和采集端子30，每一所述汇流排20与所述电池电芯10的电极焊接以实现电连接，以采集所述电池电芯10的电信号，所述采集端子30伸入所述汇流排20处并与所述汇流排20电连接，并将所述汇流排20处的电信号输送出去。
参考图1至图5，所述汇流排20包括一体成型的汇流本体，所述汇流本体包括多个导电分片21和连接多个所述导电分片的连接部22，所述导电分片21包括具有第一预设厚度的导电本体211和凹设于所述导电本体211上表面且与电池电芯10的电极焊接的焊接面212，所述焊接面212处导电分片21的厚度为第二预设厚度，所述第二预设厚度小于所述第一预设厚度，所述导电分片21下表面为平面结构，用于电连接电池电芯10。
其中，导电分片的下表面为与电池电芯10的电极配合的形状，不限于平面结构。所述导电分片21下表面与所述焊接面212对应的位置用于连接电池电芯10的电极，所述焊接面212用于配合焊接机进行焊接。
本实施例中，所述焊接面212延伸至所述导电本体211的前端，当然，焊接面212也可以位于导电本体211的中间。
参考图1和图4，本实施例中，所述焊接面212与所述导电本体211之间呈台阶状。当然，焊接面212与导电本体211之间也可以为逐渐变高的倾斜边。
其中，所述汇流本体(汇流排20)一体冲压而成。
其中，所述导电分片21有两个，并以一定间距并向排列，所述连接部22形成于两所述导电分片21之间。当然，导电分片21的数目不限于两片，其具体数目取决于汇流排20需要回流的电池电芯10的数量。
本实施例中，连接部22上形成有褶皱槽以缓冲不同导电分片21之间的位置，防止由于电池电芯10发热或变冷而拉断导电分片与电池电芯10之间的焊接。当然，连接部22也可以仅为连接不同导电分片的连接部分。
本实施例中，所述连接部22还用于安装采集端子30并与采集端子30电连接。其中，采集端子30伸入并焊接至连接部22上。
参考图1、图2以及图4，所述焊接面212延伸至所述导电本体211的前端，参考图2和图3，所述连接部22位于所述导电本体211前端的厚度等于第二预设厚度，所述连接部22位于所述导电本体211末端的厚度等于第一预设厚度，参考图5，所述连接部22于所述导电本体211的前端和后端之间形成倾斜边。
参考图1至图3，所述连接部22的上表面高度高于所述导电本体211的上表面，所述连接部22的下表面高度低于所述导电本体211的下表面，以使得连接部22为凹设于所述导电分片21下表面的安装槽22。
参考图5，所述安装槽22包括临近所述导电本体211末端设置槽面等高的卡接槽221和形成于所述卡接槽221和所述导电本体211前端之间且槽面逐渐向上倾斜的连接槽222。所述采集端子30伸入所述安装槽22并与所述所述安装槽22卡合连接，无需治具定位，可直接焊接。本实施例中，卡接槽212处的槽底厚度为第二预设厚度。
参考图5和图9，所述连接部22包括凹设于所述汇流排20下表面且延伸至所述汇流排20末端边沿的卡接槽221，所述卡接槽221上开设有贯穿的卡接孔2211，所述卡接孔2211与所述汇流排20末端边沿之间形成卡接部2212。
参考图7至图10，所述采集端子30包括接线部31和与所述卡接槽221卡合连接的固定部32，所述固定部32的前端向上弯折以形成可从所述汇流排20末端向前伸入所述卡接槽221的主卡接臂321，所述主卡接臂321的前端呈弯折状并形成从所述卡接孔2211的前侧壁伸出并所述卡接槽221槽面卡接的第一卡合区41，所述固定部32上凸设有与所述主卡接臂321具有一定间距且可与所述卡接槽221的前侧壁配合的次卡接臂322，所述次卡接臂322的前端呈弯折状并形成与所述卡接槽221的槽面卡接的第二卡合区42，所述主卡接臂321和次卡接臂322之间还形成有与所述卡接部2212卡接的第三卡合区43。
本发明还公开了一种电池模组的激光焊接方法，用于激光焊接电池模组100，具体包括以下步骤：
(1)提供所述电池电芯10，依据所述电池电芯10的过流承载能力设计汇流排20的厚度，从而获得第一预设厚度。依据焊接用的恒功率焊接机设计焊接面212处导电分片21的厚度，从而获得第二预设厚度；其中，第一预设厚度必须满足过流承载能力的最高值，第二预设厚度必须小于等于恒功率焊接机输出功率对应的厚度。
(2)获得厚度为第一预设厚度的金属片，在金属片上冲压出厚度为第二预设厚度的焊接面212、连接部22和导电分片21，从而制成汇流排20；
(3)将电池电芯10排布于电池盒中，在所述电池电芯10的电极或者汇流排20所述焊接面212的对应位置设置焊料，将所述汇流排20安装于电池电芯10上并使用治具固定，使用焊接机在所述焊接面212处进行焊接，使得所述导电分片21与所述电池电芯10的电极电连接；
(4)提供所述采集端子30，将所述采集端子30固定于所述连接部22处并使用焊接机进行焊接。
步骤(4)具体为，在所述采集端子30和/或所述连接部22的对应位置设置焊料，将所述采集端子30卡接于所述连接部22处，使用焊接机在所述焊接部22进行焊接。
其中，步骤(3)、(4)的顺序可以调换，也可以在卡接好采集端子30后，将卡接好采集端子30的汇流排20安装于电池电芯10上，使用焊接机在连接部22的上表面和焊接面212处进行统一焊接。
以上所揭露的仅为本发明的优选实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明申请专利范围所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (11)

1.一种电池模组中的汇流排，其特征在于：包括一体成型的汇流本体，所述汇流本体包括多个导电分片和连接多个所述导电分片的连接部，所述导电分片包括具有第一预设厚度的导电本体和凹设于所述导电本体上表面的焊接面，所述焊接面处所述导电分片的厚度为第二预设厚度，所述第二预设厚度小于所述第一预设厚度，所述导电分片下表面与所述焊接面对应的位置用于连接电池电芯的电极，所述焊接面用于配合焊接机进行焊接。
2.如权利要求1所述的电池模组中的汇流排，其特征在于：所述导电分片下表面为与所述电池电芯的电极配合的平面结构。
3.如权利要求1所述的电池模组中的汇流排，其特征在于：所述焊接面与所述导电本体之间呈台阶状或具有逐渐变高的倾斜边。
4.如权利要求1所述的电池模组中的汇流排，其特征在于：所述汇流本体一体冲压而成。
5.如权利要求1所述的电池模组中的汇流排，其特征在于：所述导电分片有两个，并以一定间距并向排列，所述连接部形成于两所述导电分片之间。
6.如权利要求5所述的电池模组中的汇流排，其特征在于：所述焊接面延伸至所述导电本体的末端，所述连接部位于所述导电本体末端的厚度等于第二预设厚度，所述连接部位于所述导电本体前端的厚度等于第一预设厚度，所述连接部于所述导电本体的前端和后端之间形成倾斜边。
7.如权利要求5所述的电池模组中的汇流排，其特征在于：所述连接部的上表面高度高于所述导电本体的上表面，所述连接部的下表面高度低于所述导电本体的下表面，以使得连接部为凹设于所述导电分片下表面的安装槽。
8.如权利要求7所述的电池模组中的汇流排，其特征在于：所述安装槽包括临近所述导电本体末端设置且槽面等高的卡接槽，以及形成于所述卡接槽和所述导电本体前端之间且槽面逐渐向上倾斜的连接槽，所述卡接槽上形成有与采集端子卡接配合的卡合结构。
9.一种激光焊接电池模组，其特征在于：包括若干电池电芯、汇流排和采集端子，所述汇流排为如权利要求1－8中任一项所述的汇流排，所述汇流排与所述电池电芯的电极焊接以实现电连接，所述采集端子安装于所述连接部上并电连接。
10.如权利要求9所述的激光焊接电池模组，其特征在于：所述连接部包括凹设于所述汇流排下表面且延伸至所述汇流排末端边沿的卡接槽，所述卡接槽上开设有贯穿的卡接孔，所述卡接孔与所述汇流排末端边沿之间形成卡接部，所述采集端子包括接线部和与所述卡接槽卡合连接的固定部，所述固定部的前端向上弯折以形成可从所述汇流排末端向前伸入所述卡接槽的主卡接臂，所述主卡接臂的前端呈弯折状并形成所述卡接卡接的第一卡合区，所述固定部向上凸设有与所述主卡接臂具有一定间距且可与所述卡接槽的前侧壁配合的次卡接臂，所述次卡接臂的前端呈弯折状并形成与所述卡接槽的槽面卡接的第二卡合区，所述主卡接臂和次卡接臂之间还形成有与所述卡接部卡接的第三卡合区。
11.一种电池模组的激光焊接方法，其特征在于：
组装如权利要求9所述的激光焊接电池模组，具体包括：
提供所述电池电芯，依据所述电池电芯的过流承载能力设计汇流排的厚度，从而获得第一预设厚度；
依据焊接用的恒功率焊接机设计焊接面处导电分片的厚度，从而获得第二预设厚度；
获得厚度为第一预设厚度的金属片，在金属片上冲压出厚度为第二预设厚度的焊接面，以及连接部和导电分片，以制成汇流排；
将电池电芯排布于电池盒中，在所述电池电芯的电极或者汇流排所述焊接面的对应位置设置焊料，将所述汇流排安装于所述电池电芯上，使用焊接机在所述焊接面处进行焊接，使得所述导电分片与所述电池电芯的电极电连接；
提供所述采集端子，将所述采集端子安装于所述连接部处并使用焊接机进行焊接。
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