CN216912415U - 一种组合式电磁加热焊头、焊接机构及汇流带焊接设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电池片焊接技术领域，公开了一种组合式电磁加热焊头、焊接机构及汇流带焊接设备，所述电磁加热焊头包括：安装座，以及固定在安装座上的汇流带加热单元和焊带加热单元；汇流带加热单元用于焊接汇流带和汇流带之间，焊带加热单元用于焊接汇流带和焊带之间；汇流带加热单元和焊带加热单元分别采用不同的驱动组件单独连接不同的导线，并提供交变的电流，分别对汇流带和汇流带搭接处与汇流带和焊带搭接处的焊接提供不同的焊接温度，对于电池组件的焊接具有较高的兼容性。

Description

一种组合式电磁加热焊头、焊接机构及汇流带焊接设备

技术领域

本申请涉及电池片焊接技术领域，具体涉及一种组合电磁加热的焊头、焊接机构及汇流带焊接设备。

背景技术

电池组件生产中，首先需要将电池片与电池片之间通过焊带串联在一起组成电池串，其次将若干电池串通过汇流带串联或并联焊接在一起，汇流带不仅要与电池串首尾延伸出的焊带相连，还需要将汇流带与汇流带之间的搭接点相连，以实现较大的发电效率。

由于汇流带与汇流带之间的可焊接温度高于汇流带与焊带之间的可焊接温度，并且焊接间距较近，操作空间有限，在现有技术中，生产线上往往会使用两种焊接设备分别进行对汇流带与焊带之间，和汇流带与汇流带之间进行焊接，工艺上较为复杂，生产效率低。

实用新型内容

为了解决现有技术的不足，本实用新型实施例提供了一种组合电磁加热的焊头、焊接机构及汇流带焊接设备，能实现在同一个焊接设备上的同一个焊头上同步进行对汇流带与汇流带之间和汇流带与焊带之间单独的焊接，以达到高速焊接的技术，且工艺和结构简单。

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案如下：

一种组合式电磁加热焊头包括：安装座，以及固定在所述安装座上的汇流带加热单元和焊带加热单元；所述汇流带加热单元用于焊接汇流带和汇流带之间，所述焊带加热单元用于焊接汇流带和焊带之间；

进一步的，所述汇流带加热单元包括：第一导线，第一磁芯以及第一驱动组件，所述第一导线缠绕在所述第一磁芯上，所述第一驱动组件与所述第一导线的两端相连形成闭合电流回路；

所述焊带加热单元包括：第二导线、第二磁芯和第二驱动组件，所述第二导线间隔缠绕在第二磁芯上，所述第二驱动组件与所述第一导线的两端相连形成闭合电流回路。

汇流带加热单元和焊带加热单元分别使用两个不同的驱动组件，输出高频交变电流，在第一导线和第二导线内激发较强的交变磁场，形成“涡电流”，驱动组件通过改变交变电流的频率产生磁场，磁场变化越快，涡流就越强，涡流取得热量就越高，其中，驱动组件分别控制交变电流输出的频率，使得汇流带加热单元和焊带加热单元实现不同的温度，对应的，汇流带和汇流带搭接处与汇流带和焊带搭接处的焊接温度也不同。

进一步的，所述第一磁芯的正对汇流带和汇流带搭接点的截面积大于所述第二磁芯正对汇流带和焊带搭接点的截面积，使得第一磁芯处的磁场的强度大于第二磁芯处的磁场的强度，相对的汇流带和汇流带搭接点处的加热温度高于汇流带和焊带搭接点的加热温度。

进一步的，所述第二磁芯还可以包含至少一个磁芯块，所述磁芯块设有若干的凸块，所述第二导线间隔缠绕在所述第二磁芯上包括：

所述第二导线呈“几”字型连续穿过每两个所述凸块之间的间隙。

进一步的，所述安装座上设有若干隔板，所述隔板设置于相邻两个所述磁芯块之间，用于隔开相邻两个磁芯块之间的磁场。使第一导线和第二导线在通电后形成多处交变磁场，互不影响，实现汇流带加热单元和焊带加热单元各个点所需的焊接温度。

进一步的，所述电磁加热焊头还包括封气板，所述封气板可拆的设置在所述安装座的侧壁上，所述安装座的侧壁上还设有凹槽，所述凹槽与所述封气板之间形成散热通道，所述散热通道的出口延伸至所述安装座外部，将热量带出所述安装座，可以通过气体的流动，带走安装座内部的热量，使安装座快速冷却，以免焊接后因焊头结构本身温度过高而使焊接点加热过量导致过焊。

进一步的，所述安装座上还设有吹气通道，所述吹气通道的一端与冷却气源相连，另一端延伸至安装座的下端面。

进一步的，所述电磁加热焊头还包括盖板，所述盖板可拆的设置在所述安装座的下端面上，用于将所述汇流带加热单元和所述焊带加热单元封堵在所述安装座内，焊接时，将吹气通道的冷却气体传递到安装座底部，直接吹气到电池组件上的焊接位置，使焊接后的汇流带和焊带快速冷却，避免因焊接位置汇流带或焊带的因高温时间过长，导致焊接点化锡结晶的现象。

本申请还提供了一种焊接机构，所述焊接机构包括升降组件、横梁和若干所述电磁加热焊头，所述电磁加热焊头设置在所述横梁下部，所述横梁与所述升降组件滑动连接，用于同时焊接一个电池组件的相对多个焊接位置。

本申请还提供了一种汇流带焊接设备，所述汇流带焊接设备包括任一所述的焊接机构，用于焊接电池组件中的汇流带，使电池组件中的电池串串联或并联在一起。

本实用新型提供的技术方案中，在同一个焊头上设置两个不同的焊头组，包括汇流带加热单元和焊带加热单元，同时对汇流带与汇流带之间、焊带与汇流带之间进行加热焊接。汇流带加热单元包括：第一磁芯，第一导线以及第一驱动组件，第一导线缠绕在第一磁芯上，第一驱动组件与第一导线的两端相连形成闭合电流回路，第一驱动组件通过控制交变电流的频率，改变汇流带和汇流带搭接点的加热温度；焊带加热单元包括：第二磁芯、第二导线和第二驱动组件，第二导线间隔缠绕在第二磁芯上，第二驱动组件与第一导线的两端相连形成闭合电流回路，并控制交变电流的频率，焊接时，由于汇流带与汇流带之间的可焊接温度高于汇流带与焊带之间的可焊接温度，第一驱动组件和第二驱动组件可控的改变汇流带和汇流带搭接点的加热温度，从而改变汇流带和汇流带、汇流带和焊带之间所产生的“涡电流”大小，继而改变“涡电流”产生的热量，以使汇流带加热单元的温度高于焊带加热单元，其中，第一磁芯的正对汇流带和汇流带搭接点的截面积大于第二磁芯正对汇流带和焊带搭接点的截面积，第一导线中电流产生的交变磁场通过第一磁芯的放大作用对汇流带和汇流带的搭接点进行加热，汇流带和汇流带搭接点的加热温度大于汇流带和焊带的搭接点的加热温度，以实现汇流带与汇流带、汇流带和焊带之间不同位置焊接，汇流带和汇流带、汇流带和焊带之间不同的焊接温度。

附图说明

图1为一种电池组件的局部示意图；

图2为本申请提供的一种组合电磁加热焊头的结构示意图；

图3为另一种组合电磁加热焊头的仰视图；

图4为磁芯块结构示意图；

图5为本申请提供的一种组合电磁加热焊头的结构示意图；

图6为图4中安装座的结构示意图；

图7为本申请中焊接机构的结构示意图。

附图标记：

1：安装座；2：汇流带加热单元；3：焊带加热单元；4：盖板；5：封气板；6：横梁；7：升降组件；10：汇流带；11：隔板；12：吹气通道；13：凹槽；20：电池串；30：焊带；21：第一导线；22：第一磁芯；23：第一驱动组件；31：第二导线；32：第二磁芯；33：第二驱动组件；322：磁芯块；3222：凸块；

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本实用新型将全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略它们的详细描述。

在对本实用新型的不同示例的下面描述中，参照附图进行，所述附图形成本实用新型的一部分，并且其中以示例方式显示了可实现本实用新型的多个方面的不同示例性结构、系统和步骤。应理解，可以使用部件、结构、示例性设备、系统和步骤的其他特定方案，并且可在不偏离本实用新型范围的情况下进行结构和功能性修改。而且，虽然本说明书中可使用术语“上部”、“下部”、“前部”、“后部”、“侧部”等来描述本实用新型的不同示例性特征和元件，但是这些术语用于本文中仅出于方便，例如如附图中所述的示例的方向。本说明书中的任何内容都不应理解为需要结构的特定三维方向才落入本实用新型的范围内。

如图1所示的电池组件由多组呈矩阵排布的电池串20组成，汇流带10 需要将每个电池串的首尾焊带串联连或并联，汇流带10当做整个电池组件的电流导线，涉及汇流带10和焊带30之间的连接与汇流带10和汇流带10之间的连接，部分电池组件中还需要将电池串20首尾的汇流带10的电流，通过搭接另外的汇流带10引出到电流汇集端的接线盒，接线盒将电池组件产生的电力与外部线路连接，其中包含汇流带10和汇流带10之间的搭接，最终与接线盒连接形成闭合回路。

由于汇流带10和汇流带10之间所需的焊接温度要高于汇流带10和焊带 30焊接的温度，所以需要不同的焊头进行加热焊接，通常的焊接方式需要将电池组件中的汇流带10之间搭接的地方与汇流带10和焊带30搭接的地方分步焊接，不仅工艺和结构复杂，电池组件生产效率也较低。

本申请提供了一种组合电磁加热焊头，能实现在同一个焊接设备上的同一个焊头上同步进行对汇流带10与汇流带10之间和汇流带10与焊带30之间单独的焊接。

参照图2所示，一种组合电磁加热焊头包括：安装座1、汇流带加热单元 2和焊带加热单元3，汇流带加热单元2和焊带加热单元3固定在安装座1上，且设置在同一水平面上，汇流带加热单元2对应作用于汇流带和汇流带之间的焊接，焊带加热单元3对应作用于汇流带和焊带之间的焊接，汇流带加热单元 2包括：第一磁芯22，第一导线21以及第一驱动组件23，本实用新型中优选的，第一磁芯22为“E”型开口的一种铁氧体磁芯，具有较高的导磁率，第一导线21间隔缠绕在第一磁芯22上，第一导线21的两端与第一驱动组件23 相连形成闭合电流回路，第一驱动组件23为第一导线21提供高频交流电，使第一导线21产生交变磁场，交变的磁场通过第一磁芯22的放大作用，对汇流带加热单元2下方的汇流带上产生“涡电流”，使得汇流带10与汇流带10搭接点产生热量，从而焊接在一起；焊带加热单元3包括第二磁芯32、第二导线31和第二驱动组件33，第二导线31间隔缠绕在第二磁芯32上，并与第二驱动组件33相连形成闭合电流回路，其中，与汇流带焊接部2同样原理的，第二驱动组件33为第二导线31提供高频交流电，在第二导线31产生产生交变磁场，在焊点加热单元3下部的汇流带和焊带上产生“涡电流”，使汇流带 10与焊带30搭接点产生热量，从而焊接在一起；第一驱动组件23和第二驱动组件33分别输出不同频率的交变电流，实现汇流带加热单元2和焊带加热单元3产生不同的温度的热。

由于磁芯对磁场的放大作用不同，本申请中正对汇流带10和汇流带10 搭接点的磁场强度大于正对汇流带10和焊带30搭接点的磁场强度，进一步地改变汇流带10与汇流带10搭接点的加热温度大于单个汇流带10和焊带30 搭接点处的加热温度，具体的，通过单个汇流带10与汇流带10搭接点处的第一磁芯22的截面积大于和单个汇流带10和单个焊带30搭接点第二磁芯32 的截面积。

如图3至图4所示，该实施例中的焊带加热单元3可以同时对电池串20 一端上的多根焊带30同时实施加热，其中，第二磁芯32可以由多个磁芯块 322组成，多个磁芯块322并排设置，在相邻的磁芯块322之间设有间隙，磁芯块322上设有三个间隔排布的凸块3222，相邻两个凸块3222之间有一定的间距，该间距用于承放第二导线31，多个磁芯快322并列排布时，第二导线31缠绕在磁芯块322的位于中间凸块3222周侧，第二导线31呈“几”字型缠绕，且第二导线31的两端头与第二驱动组件33连接，在安装座1上还设有若干隔板11，隔板11设置于相邻两个磁芯块322之间的间隙内，用于隔开相邻两个磁芯块322之间的磁场，使第一导线21在通电后形成的多处交变磁场，互不影响，实现各个点所需的焊接温度。

进一步的，如图5、图6所示的，电磁加热焊头还包括封气板5，封气板 5可拆的设置在安装座1的侧壁上，安装座1的侧壁上还设有凹槽13，凹槽 13与封气板5之间形成散热通道，散热通道的出口延伸至大气，可以通过气体的流动，带走安装座1内部的热量，使安装座1快速冷却，以免出现焊接后因焊头结构本身温度过高而使焊接点加热过量导致过焊的现象。

安装座1的侧壁上还设有通风气道，通风气道的出口延伸至大气，将热量带出安装座1，可以通过气体的流动，带走安装座1内部的热量，使安装座1 快速冷却，以免焊接后因焊头结构本身温度过高而使焊接点加热过量导致过焊。安装座1上还设有吹气通道12，吹气通道12的出口延伸至安装座1的下端面上，对电池组件的相对焊接点在焊后进行快速冷却，以免焊接时发生化锡结晶的现象。

本申请中的电磁加热焊头还包括盖板4，盖板4安装在安装座1的下端面上，吹气通道12正对电池组件相对的焊接位置，且本实施例中的盖板4采用陶瓷材料，陶瓷材料的导热性较低，在电磁加热焊头靠近与电池组件的焊接位置时，盖板可以与焊接位置接触，用于压接焊接点，并且陶瓷的盖板4还能防止焊接时焊带锡层融化与盖板4产生粘连。

另一方面的，本申请还提供了一种焊接机构，如图7所示，焊接机构包括升降组件7、横梁6和若干的电磁加热焊头，电磁加热焊头设置在横梁6下部，横梁6与升降组件7滑动连接，电磁加热焊头固定在横梁6上，横梁6与升降组件7的移动部固定连接，升降组件7同步控制多组电磁加热焊头，使电磁加热焊头可升降的对应电池组件中焊接位置。

本申请还提供了一种汇流带焊接设备，汇流带焊接设备包括前述任一的焊接机构，用于焊接电池组件中的汇流带10，该设备可以同时焊接由电池串并联排布的首尾端焊带30与汇流带10之间的连接和汇流带10与汇流带10焊接，减少了电池组件生产工艺的步骤，具有较高的兼容性，并且有效地提高了电池组件生产设备的生产效率。

本实用新型所属技术领域的普通技术人员应当理解，上述具体实施方式部分中所示出的具体结构和工艺过程仅仅为示例性的，而非限制性的。而且，本实用新型所属技术领域的普通技术人员可对以上所述所示的各种技术特征按照各种可能的方式进行组合以构成新的技术方案，或者进行其它改动，而都属于本实用新型的范围之内。

Claims (10)

1.一种组合式电磁加热焊头，其特征在于，所述电磁加热焊头包括：安装座(1)，以及固定在所述安装座(1)上的汇流带加热单元(2)和焊带加热单元(3)；所述汇流带加热单元(2)用于焊接汇流带和汇流带之间，所述焊带加热单元(3)用于焊接汇流带和焊带之间，所述汇流带加热单元(2)的加热温度高于所述焊带加热单元(3)的加热温度。

2.根据权利要求1所述的电磁加热焊头，其特征在于，所述汇流带加热单元(2)包括：第一导线(21)，第一磁芯(22)以及第一驱动组件(23)，所述第一导线(21)缠绕在所述第一磁芯(22)上，所述第一驱动组件(23)与所述第一导线(21)的两端相连形成闭合电流回路；

所述焊带加热单元(3)包括：第二导线(31)、第二磁芯(32)和第二驱动组件(33)，所述第二导线(31)间隔缠绕在所述第二磁芯(32)上，所述第二驱动组件(33)与所述第一导线(21)的两端相连形成闭合电流回路。

3.根据权利要求2所述的电磁加热焊头，其特征在于，所述第一磁芯(22)正对汇流带和汇流带搭接点的截面积大于所述第二磁芯(32)正对汇流带和焊带搭接点的截面积。

4.根据权利要求2所述的电磁加热焊头，其特征在于，所述第二磁芯(32)包含至少一个磁芯块(322)，所述磁芯块(322)设有若干的凸块(3222)，所述第二导线(31)间隔缠绕在所述第二磁芯(32)上包括：

所述第二导线(31)呈“几”字型连续穿过每两个所述凸块(3222)之间的间隙。

5.根据权利要求4所述的电磁加热焊头，其特征在于，所述安装座(1)上设有若干隔板(11)，所述隔板(11)设置于相邻两个所述磁芯块(322)之间。

6.根据权利要求1所述的电磁加热焊头，其特征在于，所述电磁加热焊头还包括封气板(5)，所述封气板(5)可拆的设置在所述安装座(1)的侧壁上，所述安装座(1)的侧壁上还设有凹槽(13)，所述凹槽(13)与所述封气板(5)之间形成散热通道，所述散热通道的出口延伸至所述安装座(1)外部，将热量带出所述安装座(1)。

7.根据权利要求1所述的电磁加热焊头，其特征在于，所述安装座(1)上还设有吹气通道(12)，所述吹气通道(12)的一端与冷却气源相连，另一端延伸至安装座(1)的下端面。

8.根据权利要求1所述的电磁加热焊头，其特征在于，所述电磁加热焊头还包括盖板(4)，所述盖板(4)可拆的设置在所述安装座(1)的下端面上，用于将所述汇流带加热单元(2)和所述焊带加热单元(3)封堵在所述安装座(1)内。

9.一种焊接机构，其特征在于，所述焊接机构包括升降组件(7)、横梁(6)和若干如权利要求1-8任一项所述电磁加热焊头，所述电磁加热焊头并列设置在所述横梁(6)的下部，所述横梁(6)与所述升降组件(7)滑动连接。

10.一种汇流带焊接设备，其特征在于，所述汇流带焊接设备包括权利要求9中所述的焊接机构。

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