CN118043164A - 焊接装置、焊接方法、电池制造装置和车辆制造装置 - Google Patents

Abstract

提供了一种可以在电池制造工序期间能够提高焊接效率的焊接装置和焊接方法以及包括该焊接装置的电池制造装置和车辆制造装置。根据本公开的一方面的焊接装置包括：激光照射单元，该激光照射单元配置为照射激光；以及激光功率控制单元，该激光功率控制单元配置为控制激光照射单元，以向焊接部照射具有峰值功率的激光和具有基础功率的激光。

Description

焊接装置、焊接方法、电池制造装置和车辆制造装置

技术领域

本公开涉及一种焊接装置、焊接方法、电池制造装置和车辆制造装置，更具体地，涉及一种可以提高焊接效率的焊接装置和焊接方法以及包括这样的焊接装置的电池制造装置和车辆制造装置。

本申请要求于2022年7月8日提交的韩国专利申请第10-2022-0084677号和2022年10月21日提交的韩国专利申请第10-2022-0136866号的优先权，前述韩国专利申请的公开内容通过引用并入本文中。

背景技术

通常，焊接装置包括激光源和光学部件，例如用于增加从激光源照射的激光的能量密度的对焦透镜。

例如，焊接装置可以用于结合构成电池模块的部件。作为示例，电池模块可以配置为通过重叠或层叠处于被安装在自身上或被安装在盒中的状态的多个电池单体(例如，二次电池)来产生致密结构，以提供高电压和高电流，然后将多个电池单体电连接。

为了在这样的电池模块中配置具有稳定结构的电池模块，在容纳电池单体的模块壳体与配置为覆盖电连接电池单体的汇流条的端板之间执行良好的焊接很重要。作为示例，可以配置用于焊接部(例如，模块壳体与端板之间)的键孔(key hole)焊接的焊接装置。

同时，在常规焊接装置的情况下，通过连续波(CW)激光焊接法来执行模块壳体与端板之间的焊接。在这种CW激光焊接法的情况下，在焊接部中的热输入能量的累积可能随着焊接时间而增加。在这种情况下，存在由于在焊接部中热输入能量的过度累积而在焊接部中出现焊接缺陷的问题。

发明内容

技术问题

本公开旨在解决相关技术的问题，因此，本公开旨在提供一种可以提高焊接效率的焊接装置和焊接方法以及包括这样的焊接装置的电池制造装置和车辆制造装置。

然而，本公开要解决的技术问题不限于上述问题，并且本领域技术人员可以根据本公开的下面的描述清楚地理解本文未提出的其他问题。

技术方案

根据本公开的一方面的焊接装置包括：激光照射单元，该激光照射单元配置为照射激光；以及激光功率控制单元，该激光功率控制单元配置为控制激光照射单元，以向焊接部照射具有峰值功率的激光和具有基础功率的激光。

优选地，激光功率控制单元可以配置为控制激光照射单元，使得焊接部保持为液态。

优选地，激光功率控制单元可以配置为控制激光照射单元，以向焊接部交替照射具有峰值功率的激光和具有基础功率的激光。

优选地，具有峰值功率的激光可以具有能够在焊接部中形成键孔的输出功率，并且具有基础功率的激光可以具有在焊接部中不形成熔透的输出功率。

优选地，具有基础功率的激光可以具有能够使焊接部保持为在液态的输出功率。

优选地，激光功率控制单元可以配置为控制具有基础功率的激光的脉冲宽度。

优选地，激光功率控制单元可以配置为控制具有基础功率的激光的脉冲频率。

优选地，激光功率控制单元可以配置为控制具有基础功率的激光的输出功率。

优选地，焊接装置还可以包括：检查单元，该检查单元配置为在焊接装置完成焊接之后，检查在焊接部中的焊接状况，其中，激光功率控制单元可以配置为根据从检查单元提供的焊接状况检查信息来控制具有基础功率的激光的输出功率。

优选地，焊接装置还可以包括：检查单元，该检查单元配置为在焊接装置的焊接期间，检查在焊接部中的焊接状况，其中，激光功率控制单元可以配置为根据从检查单元提供的焊接状况检查信息来控制具有基础功率的激光的输出功率。

根据本公开的一方面的焊接方法包括：向焊接部照射具有峰值功率的激光的步骤；以及向焊接部照射具有基础功率的激光的步骤。

根据本公开的一方面的电池制造装置可以包括上述根据本公开的一方面的焊接装置。

根据本公开的一方面的车辆制造装置可以包括上述根据本公开的一方面的焊接装置。

有益效果

根据本公开的实施例，与现有技术相比，在通过防止在焊接部中的热输入能量的过度累积来最小化焊接缺陷的同时，可以通过在焊接工序期间将焊接部保持为液态来增加焊接部的激光吸收率，从而保持与现有技术相同的焊接速度和焊接生产率。

另外，可以通过本公开的各个实施例来实现若干其他额外效果。将在各个实施例中详细描述本公开的这些不同效果，或者将省略本领域技术人员能够容易理解的效果的描述。

附图说明

附图示出了本公开的优选实施例，并且与前述公开一起用于提供对本公开的技术特征的进一步理解，因此，本公开不被解释为限于附图。

图1是示出根据本公开的实施例的焊接装置的图。

图2是示出图1的焊接装置的激光输出功率的变化的图。

图3是示出根据图2中的激光输出功率的变化而在焊接部中产生键孔的图。

图4是示出根据激光振荡模式在焊接部中累积的能量的量的差异的图。

图5是示出根据常规脉冲激光器的振荡的激光输出功率的变化的图。

图6是示出纯铝的激光吸收率随着温度变化的图。

图7是示出热传导焊接和键孔焊接的边界值的模拟结果的图。

图8示例性示出通过控制设置在图1的焊接装置中的激光功率控制单元来改变激光的脉冲宽度的图。

图9示例性示出通过控制设置在图1的焊接装置中的激光功率控制单元来改变激光的脉冲频率的图。

图10示例性示出通过控制设置在图1的焊接装置中的激光功率控制单元来改变激光输出功率的图。

图11和图12是示出本公开的焊接装置对激光的另一种控制方法的图。

具体实施方式

在下文中，将参照附图详细描述本公开的优选实施例。在描述之前，应当理解的是，说明书和所附权利要求中使用的术语不应被解释为限于一般含义和词典中的含义，而应在发明人为了最佳解释而允许适当地限定术语的原则的基础上基于与本公开的技术方面相对应的含义和概念来解释。

图1是示出根据本公开的实施例的焊接装置10的图，图2是示出图1的焊接装置10的激光输出功率的变化的图，并且图3是示出根据图2中的激光输出功率的变化而在焊接部中产生键孔的图。

参照图1至图3，根据本公开的实施例的焊接装置10可以配置为通过照射激光而在焊接部W处执行焊接。

作为示例，焊接部W可以表示电池模块(未示出)的部件之间的结合部。在这种情况下，电池模块可以在其中包括至少一个二次电池。

说明性地，可以通过已知的键孔焊接法来执行电池模块的部件之间的焊接。更具体地，焊接装置10可以在用于将二次电池容纳在其中的电池模块的模块壳体(未示出)与端板(未示出)之间执行焊接，但不限于此。

说明性地，模块壳体和端板可以包括铝材料。也就是说，焊接部W可以包括铝材料。然而，焊接部W不限于铝，并且可以包括铝及其合金。

如图1所示，焊接装置10可以包括激光照射单元100和激光功率控制单元200。激光照射单元100的一部分可以容纳在壳体H中。另外，激光功率控制单元200可以设置在壳体H的外表面上。

激光照射单元100可以配置为光学系统的形式，以照射激光。尽管没有详细示出，但是激光可以以光束的形式照射到焊接部W。

在一个实施例中，激光照射单元100可以包括激光源(未示出)和对焦透镜(未示出)。

激光源可以产生激光。

对焦透镜可以提高从激光源产生的激光的能量密度。在这种情况下，激光可以穿过对焦透镜并且照射到焊接部W。

激光功率控制单元200可以控制激光照射单元100以向焊接部W照射具有峰值功率的激光和具有基础功率的激光，如图2所示。这里，基础功率可以为大小比峰值功率低的功率。也就是说，激光功率控制单元200可以控制激光照射单元100向同一焊接部W照射不同大小的功率。作为示例，激光功率控制单元200可以包括处理器。

另外，如图3所示，激光照射单元100可以照射具有峰值功率的激光和具有基础功率的激光，使得在激光功率控制单元200的控制下，对于焊接部W中的一条焊接线而言，可以通过重叠来形成两个以上键孔K。这里，键孔K利用激光光束的焦点区段中能量的多次反射和吸收，并且可以大体上形成为键孔的形状。在这种情况下，壳体H可以通过单独的移动平台(未示出)移动，使得激光照射单元100可以在针对一条焊接线移动的同时向焊接部W照射激光。

此外，在完成一条焊接线的焊接之后，容纳激光照射单元100的壳体H可以移动到焊接部W上的另一条焊接线。之后，激光照射单元100可以在激光功率控制单元200的控制下对焊接部W上的另一条焊接线重复地执行上述操作。

如图4的(a)，在常规连续波(CW)激光焊接法的情况下，随着对焊接部的激光照射时间增加，在焊接部中累积过多的能量。此时，图4的(a)的曲线图中的显示区域表示根据激光照射时间在焊接部中累积的热输入能量。

在这种情况下，焊接部中的焊接金属(作为焊接部的一部分在焊接期间熔化并固化的金属的一部分)可能过度地熔透，从而导致焊接金属局部掉落的熔毁现象。

另一方面，参照图4的(b)，在通过本公开的焊接装置10的激光焊接法的情况下，激光照射单元100可以向焊接部W照射具有峰值功率的激光和具有基础功率的激光。因此，与常规CW激光焊接法相比，可以相对慢地实现焊接部中的热输入能量随着激光照射时间的累积。通过本公开的焊接装置10的激光焊接法是组合CW激光焊接法和脉冲波(PW)激光焊接法的形式的激光照射法，并且可以被称为准脉冲激光焊接法。

也就是说，根据本公开的焊接装置10的焊接方法包括向焊接部W照射具有峰值功率的激光的步骤和向焊接部W照射具有基础功率的激光的步骤。

当以这种准脉冲模式向焊接部W照射激光时，在具有峰值功率的激光照射到焊接部W的区段之间，可以向焊接部W照射输出功率比具有峰值功率的激光相对低的具有基础功率的激光。因此，在本公开的焊接装置10的情况下，可以通过防止热输入能量在焊接部W中过度累积来最小化焊接缺陷。

图5是示出根据常规脉冲激光器的振荡的激光输出功率的变化的图，并且图6是示出纯铝的激光吸收率随着温度变化的图。

参照图5，在常规PW激光焊接法的情况下，脉冲激光以周期性开启/关闭的方式照射到焊接部。

如图5的(a)中的箭头所示，在PW激光焊接法中，在脉冲激光的震荡开启的区段中，焊接部由于脉冲激光的照射而熔化，并且从固态变为液态。此时，在焊接部中产生键孔。

另一方面，如图5的(b)中的箭头所示，在脉冲激光的震荡关闭的区段中，没有能量输入到焊接部，所以焊接部可以再次从液态变为固态。

参照图6，当脉冲激光针对纯铝以一定波长(例如，1.06μm)震荡时，基于纯铝的熔点，在焊接部处于固态时激光的吸收率可以为比焊接部处于液态时的吸收率低至少3.8倍。

因此，如图5的(c)中的箭头所示，在脉冲激光的震荡再次开启的区段中，图5的(b)的区段中的已经变为固态的焊接部可能需要再次熔化。因此，焊接部处于固态时的激光吸收率相对低于焊接部处于液态时的激光吸收率，因此，熔化效率降低。因此，存在降低焊接速度的问题。

另一方面，设置在本公开的焊接装置10中的激光功率控制单元200可以配置为控制激光照射单元100，使得焊接部W保持为液态。

也就是说，在本公开的焊接装置10中，激光功率控制单元200可以控制激光照射单元100，以向焊接部W依次照射具有峰值功率的激光和具有基础功率的激光，从而使焊接部W保持为液态，而不从液态变为固态。为此，在本公开的焊接装置10的情况下，与常规PW激光焊接法不同，可以防止激光震荡完全关闭的区段的出现。

具体地，参照图2的(a)中的箭头所示的部分，在激光功率控制单元200的控制下，激光照射单元100可以向焊接部W照射具有峰值功率的激光。因此，焊接部W可以熔化并且从固态变为液态。此时，可以在焊接部W中产生键孔K，如图3的(a)所示。

另外，参照图2的(b)中的箭头所示的部分，在激光功率控制单元200的控制下，激光照射单元100可以向焊接部W照射具有基础功率的激光。以这种方式，通过向焊接部W照射输出功率比具有峰值功率的激光相对低的的具有基础功率的激光，可以抑制焊接部W再次从液态变为固态。

在这种情况下，在焊接部W中不会发生额外的熔透，如图3的(b)所示。这将在下面的相关描述中进行更详细地描述。

另外，参照图2的(c)中的箭头所示的部分，在激光功率控制单元200的控制下，激光照射单元100可以向焊接部W再次照射具有峰值功率的激光。此时，通过图2的(b)中的具有基础功率的激光的照射保持了焊接部W的液态，因此，当如图2的(c)所示照射具有峰值功率的激光时，可以更容易地在焊接部W中产生键孔K。同时，如图3的(c)所示，可以通过重叠图3的(a)中产生的键孔K的至少一部分而在焊接部W中形成键孔K。

根据该实施例，当与现有技术相比，在通过防止在焊接部W中的热输入能量的过度累积来最小化焊接缺陷的同时，可以通过在焊接工序期间将焊接部W保持为液态来增加焊接部W的激光吸收率，从而保持与现有技术相同的焊接速度和焊接生产率。

再次参照图2，激光功率控制单元200可以控制激光照射单元100以向焊接部W交替照射具有峰值功率的激光和具有基础功率的激光。

具体地，在激光功率控制单元200的控制下，激光照射单元100可以向焊接部W交替且连续地照射具有峰值功率的激光和具有基础功率的激光。

因此，虽然与现有技术相比，向焊接部中W输入了更少的能量，但是可以不存在激光照射关闭的区段，从而使焊接部W在焊接工序期间更可靠地保持为液态。

图7是示出热传导焊接和键孔焊接的边界值的模拟结果的图。

参照图7，在本公开的焊接装置10中，具有峰值功率的激光可以具有能够在焊接部W中形成键孔K的输出功率。另外，具有基础功率的激光可以具有不会在焊接部W中导致熔透的输出功率。也就是说，具有基础功率的激光可以具有在焊接部W中几乎不形成熔透深度的输出功率，如图7所示。因此，如图7所示，由于具有基础功率的激光可以具有在焊接部W中几乎不形成熔透深度的输出功率，所以可以具有在焊接部W中不形成熔透的输出功率。同时，当从激光照射单元100照射的激光的输出功率小于形成键孔K的输出功率值时，可以以热传导焊接的形式焊接焊接部W。

作为示例，本公开的焊接装置10中的峰值功率可以设定为2.2kW/mm²以上。在上述峰值功率值的情况下，其可以为在包含铝材料的焊接部W中可能形成键孔K的最小值。另外，本公开的焊接装置10中的基础功率可以设定在大约0.92kW/mm²至1.42kW/mm²的范围内。

也就是说，在本公开的焊接装置10中，在具有基础功率的激光照射到焊接部W的区段中，可以仅使用不形成焊接部W的熔透的低功率的具有基础功率的激光来将焊接部W保持为液态。在图7中可以看出，当具有基础功率(例如，0.92kW/mm²至1.42kW/mm²的输出功率范围)的激光照射到焊接部W时，焊接部W没有出现熔透深度或者焊接部W的熔透深度非常小。

因此，形成在图3的(c)的激光照射区段中的键孔K中的熔透深度可以与形成在图3的(a)的激光照射区段中的键孔K中的熔透深度大致相同。

根据该实施例，通过向焊接部W交替照射具有峰值功率的激光和具有基础功率的激光，通过保持在具有基础功率的激光照射到焊接部W的区段中的焊接部W中形成熔透，可以防止在焊接部W的特定区域中的过度熔透，同时实现与现有技术相比相同的焊接速度。因此，可以最小化由熔毁导致的焊接缺陷。

特别地，具有基础功率的激光可以具有能够使焊接部W保持为液态的输出功率。

也就是说，具有基础功率的激光可以具有能够使焊接部W在向焊接部W交替照射具有基础功率的激光和具有峰值功率的激光的工序期间保持为液态的最小输出功率。

图8示例性示出通过控制设置在图1的焊接装置10中的激光功率控制单元200来改变激光的脉冲宽度的图。在这种情况下，图8的(a)示出在调节具有基础功率的激光的脉冲宽度之前的状态，并且图8的(b)示出在调节具有基础功率的激光的脉冲宽度之后的状态。

参照图8，本公开的焊接装置10的激光功率控制单元200可以配置为控制具有基础功率的激光的脉冲宽度。

在本公开的实施例中，当焊接部W包含对激光反应更灵敏的材料(例如，具有比铝低的熔点的金属材料等)时，在示出的输出功率范围(0.92kW/mm²至1.42kW/mm²的输出功率范围)内的具有基础功率的激光照射到焊接部W的区段中的焊接部W中可能发生熔透。

在这种情况下，激光功率控制单元200可以通过根据焊接部W的特性来调节具有基础功率的激光的脉冲宽度来防止在具有基础功率的激光照射到焊接部W的区段中的焊接部W中形成熔透。说明性地，当焊接部W包含对激光反应更灵敏的材料时，激光功率控制单元200可以将具有基础功率的激光的脉冲宽度调节为更小，如图8的(b)中的箭头和阴影示出的部分所示。

根据该实施例，通过根据焊接部W的特性来控制具有基础功率的激光的脉冲宽度，可以防止焊接部W的特定区域中的过度熔透。因此，可以最小化由熔毁导致的焊接缺陷。

图9示例性示出通过控制设置在图1的焊接装置10中的激光功率控制单元200来改变激光的脉冲频率的图。在这种情况下，图9的(a)示出在调节具有基础功率的激光的脉冲频率之前的状态，并且图9的(b)示出在调节具有基础功率的激光的脉冲频率之后的状态。

参照图9，激光功率控制单元200可以配置为控制具有基础功率的激光的脉冲频率。

如上所述，激光照射单元100可以照射具有峰值功率的激光和具有基础功率的激光，使得在激光功率控制单元200的控制下，对于焊接部W中的一条焊接线，可以通过彼此重叠来形成两个以上键孔K，如图3所示。

在本公开的焊接装置10中，当调节具有基础功率的激光的脉冲频率时，焊接部W中的至少两个键孔K之间的重叠区域可以变化。此时，激光照射单元100向焊接部W交替照射具有峰值功率的激光和具有基础功率的激光，因此，当调节具有基础功率的激光的脉冲频率时，也可以调节具有峰值功率的激光的脉冲频率。

说明性地，激光功率控制单元200可以将具有基础功率的激光的脉冲频率调节为增大，如图9的(b)所示。此时，也可以将具有峰值功率的激光的脉冲频率调节为增大。

根据该实施例，当具有基础功率的激光的脉冲频率增大时，焊接部W中的键孔K的重叠面积可能增大，因此，可以使焊接部W中的焊接更稳定。另外，当焊接部W中的焊接面积较小时，可以最小化焊接部W中的热输入能量的过度累积，同时增大具有基础功率的激光的脉冲频率，以提高焊接速度。

图10是示例性示出通过控制设置在图1的焊接装置10中的激光功率控制单元200来改变激光输出功率的图。在这种情况下，图10的(a)示出在调节具有基础功率的激光的输出功率之前的状态，并且图10的(b)示出在调节具有基础功率的激光的输出功率之后的状态。

参照图10，激光功率控制单元200可以配置为控制具有基础功率的激光的输出功率。

在本公开的实施例中，当焊接部W包含对激光反应更灵敏的材料(例如，具有比铝低的熔点的金属材料等)时，在示出的输出功率范围(0.92kW/mm²至1.42kW/mm²的输出功率范围)内的具有基础功率的激光照射到焊接部W的区段中的焊接部W中可能发生熔透。

在这种情况下，激光功率控制单元200可以通过根据焊接部W的特性来调节具有基础功率的激光的输出功率来防止在具有基础功率的激光照射到焊接部W的区段中的焊接部W中形成熔透。说明性地，当焊接部W包含对激光反应更灵敏的材料时，激光功率控制单元200可以将具有基础功率的激光的输出功率调节为更小，如图10(b)中箭头和阴影示出的部分所示。

根据该实施例，通过根据焊接部W的特性来控制具有基础功率的激光的输出功率，可以防止焊接部W的特定区域中的过度熔透。因此，可以最小化由熔毁导致的焊接缺陷。

参照图1，本公开的焊接装置10还可以包括检查单元300。

检查单元300可以配置为在焊接装置10完成焊接之后检查焊接部W的焊接状况。作为示例，检查单元300可以包括处理器、相机(例如，红外相机)、X射线传输装置等。此外，检查单元300可以设置在上述壳体H的外表面上。

例如，当检查单元300感测到在焊接装置10完成焊接之后在焊接部W的特定区域中发生过度的熔透时，检查单元300可以将这样的焊接状况检查信息传输到激光功率控制单元200。

此时，激光功率控制单元200可以配置为根据从检查单元300提供的激光状况检查信息来控制具有基础功率的激光的输出功率。也就是说，激光功率控制单元200可以控制具有基础功率的激光的输出功率，使得在激光焊接装置10的下一步焊接期间不出现焊接缺陷等。

同时，激光功率控制单元200还可以配置为根据从检查单元300提供的激光状况检查信息来控制具有基础功率的激光的脉冲宽度或脉冲频率。

同时，检查单元300可以配置为在焊接装置10的焊接期间检查焊接部W的焊接状况。

例如，当检查单元300感测到在焊接装置10的焊接期间在焊接部W的特定区域中发生过度的熔透时，检查单元300可以将这样的焊接状况检查信息传输到激光功率控制单元200。

此时，激光功率控制单元200可以配置为根据从检查单元300提供的激光状况检查信息来控制具有基础功率的激光的输出功率。也就是说，激光功率控制单元200可以控制具有基础功率的激光的输出功率，使得在激光焊接装置10的焊接期间不会出现进一步的焊接缺陷等。

同时，激光功率控制单元200还可以配置为根据从检查单元300提供的激光状况检查信息来控制具有基础功率的激光的脉冲宽度或脉冲频率。

图11和图12是示出本公开的焊接装置10对激光的另一种控制方法的图。

在本公开的情况下，在具有峰值功率的激光照射到焊接部W的区段之间，具有基础功率的激光照射到焊接部W，使得可以在整个焊接工序中保持焊接部W的液态。

此时，在本公开的焊接装置10的情况下，激光功率控制单元200还可以控制激光照射单元100的激光的照射，使得具有峰值功率的激光和具有基础功率的激光的输出功率随时间而减小，如图11所示。可替代地，在本公开的焊接装置10的情况下，激光功率控制单元200还可以控制激光照射单元100的激光的照射，使得具有峰值功率的激光和具有基础功率的激光的脉冲宽度随时间而减小，如图12所示。另外，在本公开的焊接装置10的情况下，激光功率控制单元200还可以控制激光照射单元100的激光的照射，使得具有峰值功率的激光和具有基础功率的激光的输出功率和脉冲宽度两者随时间而减小。

以这种方式，在本公开的焊接装置10的情况下，即使如图11或图12所示地控制激光的照射，也可以通过向焊接部W照射具有基础功率的激光来保持焊接部W的液态。因此，与现有技术相比，在将更少的能量输入焊接部W中的同时，可以最小化焊接缺陷。

在下文中，为了更具体地示出本公开的焊接装置10的效果，将参照示例和比较例对其进行更详细地描述。然而，根据本公开的实施例可以修改为各种其他形式，并且本公开的范围不应被解释为限于下面详细描述的实施例。

(示例1至示例10)

如图1所示，使用焊接装置(型号名称：激光器(TrumpfTruDiode 4006)，光学系统(TrumpfBEO D70 0°K200 F200 T950))对焊接部上执行焊接。

此时，在所有示例中，焊接部W由纯铝制成，并且挤压的单框架AL6063的顶部/底部具有2.0mm的厚度，侧面具有3.2mm的厚度。另外，通过压铸制造的端板ADC12被加工成与单框架的每个侧面的厚度相对应。此外，焊接部W的总长度在一侧上被设定为562mm，在两侧上被设定为1124mm。并且，焊接部W的总宽度被设定为2.0mm至4.0mm的焊缝宽度。另外，一条焊接线的长度在顶部被设定为80mm，在侧面被设定为96mm，在底部被设定为210mm。此外，焊接部W是电池模块(未示出)的部件之间的结合部。具体地，焊接部W是模块壳体(未示出)与端板(未示出)之间的结合部。

另外，如图2所示，焊接装置被设置为向焊接部W交替且连续地照射具有峰值功率的激光和具有基础功率的激光。此时，具有峰值功率的激光的输出功率在顶部/底部具有2.0mm的厚度的区段中被设定为3300W±200W，在侧面具有3.2mm的厚度的区段中被设定为3600W±200W。具有基础功率的激光的输出功率在顶部/底部具有2.0mm的厚度的区段中被设定为1200W±200W，在侧面上具有3.2mm的厚度的区段中被设定为2000W±200W。另外，在一条焊接线中的焊接次数为一次，针对一条焊接线的焊接速度为60mm/秒，总焊接长度为1124mm，总焊接时间为18.7秒。此外，针对包括至少一条焊接线的一个焊接部W的焊接次数为一次，并且针对一个焊接部W的总焊接时间在顶部的80mm的区段中为1.33秒，在侧面的96mm的区段中为1.6秒，并且在底部的210mm的区段中为3.5秒。另外，具有峰值功率的激光的照射时间与具有基础功率的激光的照射时间被设定为相同的比例。

另外，如图3所示，焊接装置被设定为交替照射具有峰值功率的激光和具有基础功率的激光，从而可以针对一条焊接线通过彼此重叠来形成两个以上键孔K。

根据本公开的实施例，以上述方式执行焊接来形成焊接部W，并且对形成的焊接部W测量焊接质量。更具体地，在10周的时间内，每周以上述方式生产多个样品，并且对生产的样品的焊接部W出现焊接缺陷的样品的数量进行计数，由此，在表1中示出计数的结果。也就是说，表1示出如示例1至示例10针对每周所示并且每个示例生产一周的电池模块的数量，以及生产的电池模块中(即，包括在每个样品中的焊接部W中)的焊接缺陷(例如熔毁)的数量，作为在总共10周内测试的数据。

(比较例)

另一方面，在比较例的情况下，通过使用图5中示出的常规脉冲波(PW)激光焊接法仅将具有峰值功率的激光照射到焊接部来执行焊接。此时，焊接部由纯铝制成，并且挤压的单框架AL6063的顶部/底部具有2.0mm的厚度，侧面具有3.2mm的厚度。另外，通过压铸制造的端板ADC12被加工成与单框架的每个侧面的厚度相对应。此外，焊接部的总长度被设定为一侧为562mm并且两侧为1124mm。并且，焊接部的总宽度被设定为2.0mm至4.0mm的焊缝宽度。另外，一条焊接线的长度在顶部被设定为80mm，在侧面被设定为96mm，在底部被设定为210mm。此外，焊接部是电池模块(未示出)的部件之间的结合部。具体地，焊接部是模块壳体(未示出)与端板(未示出)之间的结合部。

另外，具有峰值功率的激光的输出功率在顶部/底部具有2.0mm的厚度的区段中被设定为3300W±200W，在侧面具有3.2mm的厚度的区段中被设定为3600W±200W。另外，在一条焊接线中的焊接的次数为一次，针对一条焊接线的焊接速度为10mm/秒，总焊接长度为1124mm，总焊接时间为112.4秒。此外，针对包括至少一条焊接线的一个焊接部的焊接次数为一次，并且针对一个焊接部的总焊接时间在顶部的80mm的区段中为8秒，在侧面的96mm的区段中为9.6秒，并且在底部的210mm区段中为21秒。另外，具有峰值功率的激光的照射时间与不照射激光的区段中的时间被设定为相同的比例。

[表1]

	每周的电池模块生产量(单位)	焊接部中的焊接缺陷的数量(次)
			示例1	2,560	1
示例2	15,285	6
			示例3	16,987	7
示例4	20,200	0
			示例5	20,416	7
示例6	21,421	8
			示例7	30,562	9
示例8	28,093	6
			示例9	34,220	9
示例10	23,889	3
			比较例	10,040	27

参照上面表1中的结果，可以看出在示例1至示例10中，焊接缺陷的发生率非常低，而在比较例的情况下，与示例1至示例10相比，焊接缺陷的发生率显著升高。

更具体地，在示例1中，在一周内生产了2,560个电池模块，在这种情况下，焊接部W中的焊接缺陷的数量为一次。在这种情况下，焊接缺陷的发生率仅为大约0.04％。

在示例2中，在一周内生产了15,285个电池模块，在这种情况下，焊接部W中的焊接缺陷的数量为6次。在这种情况下，焊接缺陷的发生率仅为大约0.04％。

在示例3中，在一周内生产了16,987个电池模块，在这种情况下，焊接部W中的焊接缺陷的数量为7次。在这种情况下，焊接缺陷的发生率仅为大约0.04％。

在示例4中，在一周内生产了20,200个电池模块，在这种情况下，焊接部W中的焊接缺陷的数量为零。

在示例5中，在一周内生产了20,416个电池模块，在这种情况下，焊接部W中的焊接缺陷的数量为7次。在这种情况下，焊接缺陷的发生率仅为大约0.03％。

在示例6中，在一周内生产了21，421个电池模块，在这种情况下，焊接部W中的焊接缺陷的数量为8次。在这种情况下，焊接缺陷的发生率仅为大约0.04％。

在示例7中，在一周内生产了30，562个电池模块，在这种情况下，焊接部W中的焊接缺陷的数量为9次。在这种情况下，焊接缺陷的发生率仅为大约0.03％。

在示例8中，在一周内生产了28,093个电池模块，在这种情况下，焊接部W中的焊接缺陷的数量为6次。在这种情况下，焊接缺陷的发生率仅为大约0.02％。

在示例9中，在一周内生产了34,220个电池模块，在这种情况下，焊接部W中的焊接缺陷的数量为9次。在这种情况下，焊接缺陷的发生率仅为大约0.03％。

在示例10中，在一周内生产了23，889个电池模块，在这种情况下，焊接部W中的焊接缺陷的数量为3次。在这种情况下，焊接缺陷的发生率仅为大约0.01％。

也就是说，参照上面的表1，可以发现，无论各个示例的电池模块的生产量如何，焊接部W中的焊接缺陷的数量都几乎为零(小于10次)。

特别地，当在示例1的第22周生产2,560个产品时，出现一个焊接缺陷，而当在示例7的第28周生产30,562个产品时，尽管与示例1相比生产量增加了10倍以上，也仅出现9个焊接缺陷。

另一方面，参照上面的表1，在比较例的情况下，示出了针对在电池模块的大规模生产工序期间一周生产的电池模块，在焊接部中出现的焊接缺陷的数量。

具体地，在比较例的情况下，在一周内生产了10,040个电池模块，在这种情况下，焊接部中的焊接缺陷的数量为27次。在这种情况下，焊接缺陷的发生率为大约0.27％。并且，该焊接缺陷的发生率可以说显著高于在示例1至示例10中为0.028％的焊接缺陷的平均发生率。

特别地，在比较例的情况下，发现比示例1出现了更多的焊接缺陷，示例1中生产的产品的数量为比较例中生产的产品的数量的大约20％。

另外，在比较例的情况下，发现比示例2出现了更多的焊接缺陷，示例2中生产了比比较例中生产的产品的数量多大约5，000个的产品。

根据这些结果可以看出，在根据本公开的实施例的焊接装置10的情况下，与常规激光焊接方法相比，可以最小化焊接部W中的焊接缺陷。

根据本公开的电池制造装置可以包括上述焊接装置10。此外，除了上述焊接装置10以外，根据本公开的电池制造装置还可以包括本领域中已知的用于制造电池模块的各种装置(例如，电池模块检查装置)。

根据本公开的车辆制造装置可以包括上述焊接装置10。此外，除了上述焊接装置10以外，根据本公开的车辆制造装置还可以包括本领域中已知的用于制造车辆的各种装置(例如，车辆检查装置)。

尽管上文已经针对有限数量的实施例和附图描述了本公开，但是本公开不限于此，并且对于本领域技术人员而言显而易见的是，可以在本公开的技术方面和所附权利要求的等同范围内对其进行各种修改和改变。

同时，例如上、下、左、右、前和后的本文所使用的表示方向的术语仅用于方便描述，但是对于本领域技术人员而言显而易见的是，术语可以根据所述元件或观察者的位置而改变。

Claims (13)

1.一种焊接装置，包括：

激光照射单元，所述激光照射单元配置为照射激光；以及

激光功率控制单元，所述激光功率控制单元配置为控制所述激光照射单元，以向焊接部照射具有峰值功率的激光和具有基础功率的激光。

2.根据权利要求1所述的焊接装置，其中，所述激光功率控制单元配置为控制所述激光照射单元，使得所述焊接部保持为液态。

3.根据权利要求1所述的焊接装置，其中，所述激光功率控制单元配置为控制所述激光照射单元，以向所述焊接部交替照射所述具有峰值功率的激光和所述具有基础功率的激光。

4.根据权利要求1所述的焊接装置，其中，所述具有峰值功率的激光具有能够在所述焊接部中形成键孔的输出功率，并且

所述具有基础功率的激光具有在所述焊接部中不形成熔透的输出功率。

5.根据权利要求4所述的焊接装置，其中，所述具有基础功率的激光具有能够使所述焊接部保持为液态的输出功率。

6.根据权利要求1所述的焊接装置，其中，所述激光功率控制单元配置为控制所述具有基础功率的激光的脉冲宽度。

7.根据权利要求1所述的焊接装置，其中，所述激光功率控制单元配置为控制所述具有基础功率的激光的脉冲频率。

8.根据权利要求1所述的焊接装置，其中，所述激光功率控制单元配置为控制所述具有基础功率的激光的输出功率。

9.根据权利要求1所述的焊接装置，还包括：

检查单元，所述检查单元配置为在所述焊接装置完成焊接之后，检查在所述焊接部中的焊接状况，

其中，所述激光功率控制单元配置为根据从所述检查单元提供的焊接状况检查信息来控制所述具有基础功率的激光的输出功率。

10.根据权利要求1所述的焊接装置，还包括：

检查单元，所述检查单元配置为在所述焊接装置的焊接期间，检查在所述焊接部中的焊接状况，

其中，所述激光功率控制单元配置为根据从所述检查单元提供的所述焊接状况检查信息来控制所述具有基础功率的激光的输出功率。

11.一种焊接方法，包括：

向焊接部照射具有峰值功率的激光的步骤；以及

向所述焊接部照射具有基础功率的激光的步骤。

12.一种电池制造装置，包括权利要求1至10中的任一项所述的焊接装置。

13.一种车辆制造装置，包括权利要求1至10中的任一项所述的焊接装置。