DE102017109457A1 - Verfahren und vorrichtung zur auswertung einer schweissverbindung zwischen einer klemme und einem elektrodenelement einer batteriezelle - Google Patents

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Abstract

Ein Verfahren und eine Prüfvorrichtung zum Auswerten einer Schweißnaht, die ein Elektrodenfolienelement und eine Anschlussklemme einer Batteriezelle verbindet, umfassend das Segmentieren der Schweißnaht, die das Elektrodenfolienelement und die Anschlussklemme in eine Vielzahl von Zonen verbindet. Für jede der Zonen wird elektrische Energie zwischen der Anschlussklemme und dem Elektrodenfolienelement in der Zone aufgebracht, und ein Widerstand wird über der Anschlussklemme und dem Elektrodenfolienelement in der Zone ermittelt. Die Integrität der Schweißnaht wird für jede der Zonen basierend auf dem Widerstand zwischen der Anschlussklemme und dem Elektrodenfolienelement in der Zone ausgewertet.

Description

  • EINFÜHRUNG
  • Ein Batteriepack beinhaltet typischerweise mehrere wiederaufladbare Batteriezellen, die in Reihe oder parallel geschaltet sind, um elektrische Energie zu einem Verteilungssystem zu speichern und zu liefern. Jede Batteriezelle beinhaltet eine Vielzahl von Elektrodenfolien mit abwechselnd angeordneten positiven und negativen Ladungsabschnitten. Die Elektrodenfolien werden durch Trennmaterial getrennt und in einem versiegelten Außenbeutel eingeschlossen, der mit einer Elektrolytlösung gefüllt ist. Das Trennmaterial, z. B. eine Polyethylen- und/oder Polypropylenfolie, verhindert einen elektrischen Kurzzustand, während es die freie Übertragung von elektrischer Ladung zwischen Elektrodenfolien ermöglicht.
  • Positive und negative Anschlussklemmen können mit entsprechenden positiven und negativen Elektrodenfolien verschweißt werden. Die Prozessfähigkeit des Schweißverfahrens, der die innere Schweißnaht bildet, kann aufgrund von Schweißvariationen und anderen Faktoren variieren.
  • ZUSAMMENFASSUNG
  • Es wird ein Verfahren und eine Prüfvorrichtung zum Auswerten einer Schweißnaht, die ein Elektrodenfolienelement und eine Anschlussklemme einer Batteriezelle verbindet, beschrieben. Dies beinhaltet die Segmentierung der Schweißnaht, die das Elektrodenfolienelement und die Anschlussklemme in eine Vielzahl von Zonen verbindet. Für jede der Zonen wird elektrische Energie zwischen der Anschlussklemme und dem Elektrodenfolienelement in der Zone aufgebracht, und ein Widerstand wird über der Anschlussklemme und dem Elektrodenfolienelement in der Zone ermittelt. Die Integrität der Schweißnaht wird für jede der Zonen basierend auf dem Widerstand zwischen der Anschlussklemme und dem Elektrodenfolienelement in der Zone ausgewertet.
  • Die genannten Merkmale und Vorteile sowie weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Lehren, gehen deutlich aus der folgenden ausführlichen Beschreibung von einigen der besten Arten und weiteren Ausführungsformen der vorliegenden Lehren unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen hervor.
  • KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Im Folgenden werden exemplarisch eine oder mehrere Ausführungsformen mit Bezug auf die zugehörigen Zeichnungen beschrieben, in welchen:
  • 1 schematisch eine Vorderansicht ausgewählter Elemente einer einzigen Batteriezelle gemäß der Offenbarung darstellt;
  • 2 schematisch eine partielle isometrische Ansicht ausgewählter Elemente einer Prüfvorrichtung zur Bewertung von Schweißnähten gemäß der Offenbarung dargestellt, die den positiven und negativen Anschlussklemmen einer Batteriezelle zugeordnet sind; und
  • 3 schematisch eine Ausführungsform einer elektrischen Prüfschaltung darstellt, die elektrisch mit einer Vielzahl von Stromsonden und entsprechenden Spannungssonden verbindet, die in einer Prüfvorrichtung angeordnet sein können, um Schweißnähte, die mit positiven oder negativen Anschlussklemmen einer Batteriezelle verbunden sind, gemäß der Offenbarung zu Auswerten.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
  • Es wird nun auf die Zeichnungen Bezug genommen, die nur zum Zwecke der Veranschaulichung bestimmter exemplarischer Ausführungsformen vorgesehen sind und nicht zum Zwecke der Beschränkung derselben, wobei 1 schematisch eine Vorderansicht von ausgewählten Elementen einer einzigen Batteriezelle 10 darstellt. Gleiche Bezugszeichen weisen, über die verschiedenen Ansichten hinweg, auf gleiche oder entsprechende Teile hin. Fachleute auf dem Gebiet werden erkennen, dass Begriffe, wie „über“, „unter“, „nach oben“, „nach unten“, „oben“, „unten“ usw. beschreibend für die Figuren verwendet werden und keine Einschränkungen des Umfangs der Offenbarung darstellen, wie durch die hinzugefügten Ansprüche definiert ist.
  • Die Batteriezelle 10 beinhaltet eine Vielzahl alternierende positive Elektrodenfolien 12 und negative Elektrodenfolien 52, die plattenförmig gefertigt und in einem vertikalen Stapel angeordnet sind, der in einem versiegelten Beutel (nicht dargestellt) enthalten ist, der in einer Ausführungsform mit elektrolytischem Fluid gefüllt ist. Eine einzelne positive Elektrodenfolie 12 und eine einzelne negative Elektrodenfolie 52 sind zur Vereinfachung der Darstellung gezeigt. Die positiven Elektrodenfolien 12 können aus Kupfer gefertigt sein, und die negativen Elektrodenfolien 52 können in einer Ausführungsform aus Aluminium gefertigt sein. Die positive Elektrodenfolie 12 beinhaltet ein Laschenteil 13 welches, wie vorstehend dargestellt, aufwärts gerichtet ist, und mit einer positiven Anschlussklemme 14 verschweißt ist, der eine erste Schweißnaht 20 bildet. Die erste Schweißnaht 20 kann in Form einer Überlappungsverbindung vorliegen, die mechanisch und elektrisch mit dem Laschenteil 13 und der positiven Anschlussklemme 14 verbunden ist. Ebenso beinhaltet die negative Elektrodenfolie 52 einen Laschenteil 53, der, wie vorstehend dargestellt, aufwärts gerichtet ist, und mit einer negativen Anschlussklemme 54 verschweißt ist, die eine zweite Schweißnaht 60 bildet. Die zweite Schweißnaht 60 kann in Form einer Überlappungsverbindung vorliegen, die mechanisch und elektrisch mit dem Laschenteil 53 und der negativen Anschlussklemme 54 verbunden ist. Weitere Einzelheiten im Zusammenhang mit der Batteriezelle 10, sind einem Fachmann auf dem Gebiet bekannt. In einer Ausführungsform ist die einzelne Batteriezelle 10 als eine Lithium-Ionen-Batteriezelle konfiguriert, die wiederaufladbar ist, obwohl die hierin beschriebenen Konzepte auf andere Batteriezellenkonfigurationen angewendet werden können, die in einer hierin beschriebenen Weise hergestellt werden. Geeignete Batterietechnologien können beispielsweise Nickel-Metallhydrid (NiMH), Lithium-Ionen (Li-Ion), Li-Ionen-Polymer, Lithium-Luft, Nickel-Cadmium (NiCad), Ventil-regulierte Bleisäure (VRLA), einschließlich absorbierter Glasmatte (AGM), Nickel-Zink (NiZn), geschmolzenes Salz (ZEBRA-Batterie), Nickel-Mangan-Kobalt (NMC), Lithium-Eisen-Phosphat (LFP), Lithium-Manganoxid LMO) sowie andere geeignete Batterietechnologien und/oder eine Kombinationen davon beinhalten.
  • Die ersten und zweiten Schweißnähte 20, 60 sind als Horizontale dargestellt und erstrecken sich vorzugsweise vollständig über eine Breite des entsprechenden Laschenteils 13, 53. Die ersten und zweiten Schweißnähte 20, 60 sind als die Form einer Überlappschweißverbindung beschrieben, obwohl die hierin beschriebenen Konzepte nicht darauf beschränkt sind. Die ersten und zweiten Schweißnähte 20, 60 können in jeder geeigneten Verbindungskonfiguration ausgebildet sein und können durch jede geeignete Schweißtechnologie gebildet werden, einschließlich, mittels nicht beschränkender Beispiele, wie Ultraschallschweißen, Laserschweißen, Ionenstrahlschweißen, Widerstandsschweißen, Reibschweißen usw. Die ersten und zweiten Schweißnähte 20, 60 können nominell zur Bewertung in mehrere Zonen unterteilt werden, worin die Zonen nominale Konstrukte sind, die identifizierte Abschnitte der jeweiligen Schweißnaht darstellen. Als nicht einschränkendes Beispiel kann die erste Schweißnaht 20 in drei Zonen, einschließlich einer linken Zone 26, einer Mittelzone 24 und einer rechten Zone 22, getrennt sein. Ebenso kann die zweite Schweißnaht 60 in drei Zonen, einschließlich einer linken Zone 66, einer Mittelzone 64 und einer rechten Zone 62, getrennt sein. Die Menge der Zonen kann jede geeignete Anzahl sein, und die Namen der Zonen können beliebige geeignete Moniker sein.
  • Die Batteriezelle 10 wird als eine Vielzahl von alternierenden positiven Elektrodenfolien 12 und negativen Elektrodenfolien 52 beschrieben, die plattenförmig gefertigt und in einem vertikalen Stapel angeordnet sind. Alternativ kann die Batteriezelle 10 als zylindrische Vorrichtung ausgebildet sein, die Anschlüsse aufweist, die sich von einem ihrer Enden erstrecken. Alternativ kann die Batteriezelle 10 als eine ziegelförmige Vorrichtung ausgebildet sein, die Anschlüsse aufweist, die sich von einem ihrer Enden erstrecken. Die hierin beschriebenen Konzepte gelten für jede geometrische Konfiguration der Batteriezelle 10.
  • Eine Batterieanordnung kann aus einer Vielzahl von einzelnen Bestandteilen der Batteriezellen bestehen. Die Batterieanordnung oder die konstituierenden Zellen können so konfiguriert sein, dass sie eine Menge an elektrischer Energie bereitstellen, die ausreicht, um eine Vielzahl von Systemen zu betreiben, die mit einem Fahrzeug verbunden sind, einschließlich beispielsweise Fahrzeug-Antriebsstrang-Systemen. Einzelne Batteriezellen können elektrisch verbunden sein, um eine Batteriezellengruppe zu bilden. In bestimmten Ausführungsformen können mehrere Batteriezellengruppen in einem Batteriemodul eingebaut sein. Eine Vielzahl von Batteriemodulen kann in ähnlicher Weise in einer oder mehreren Batterieeinheiten einer Batterieanordnung beinhaltet sein. In bestimmten Ausführungsformen können einzelne Batteriezellen, die in einer Batterieanordnung beinhaltet sind, prismatische Batteriezellentaschen umfassen. Einzelne Batteriezellen können in einer Stapelkonfiguration angeordnet sein und können Laschen beinhalten, die Batteriezellenanschlüsse bilden, die geeignet elektrisch verbunden sein können, um elektrische Energie zu den Lasten und/oder zum Laden und/oder Entladen der Batteriezellen bereitzustellen. Bei einigen Ausführungsformen können mehrere einzelne Batteriezellen parallel über zugeordnete Laschen elektrisch verbunden sein, um eine Batteriezellengruppe zu bilden. Eine Vielzahl von Batteriezellengruppen kann über einen oder mehrere gemeinsame Busse, wie beispielsweise L-förmige Kanäle, elektrisch seriell geschaltet sein, um ein in einem Batteriepaket beinhaltetes Batteriemodul zu bilden.
  • 2 zeigt schematisch eine Ausführungsform einer Prüfvorrichtung 200 zur Auswertung von Schweißnähten an einem Werkstück, worin das Werkstück eine Ausführungsform der unter Bezugnahme auf 1 beschriebenen Batteriezelle 10 ist, und die Schweißnähte beinhalten die erste Schweißnaht 20, die so angeordnet ist, um den Laschenteil 13 und die positive Anschlussklemme 14 zu verbinden, und die zweite Schweißnaht 60, die so angeordnet ist, um den Laschenteil 53 und die negative Anschlussklemme 54 zu verbinden. Die Prüfvorrichtung 200 beinhaltet eine Basis 75, einen ersten und einen zweiten Endeffektor 30, 70 und eine Steuerung 100. Der Begriff „Endeffektor” ist jede Vorrichtung, die gesteuert werden kann, um eine vordefinierte Aufgabe in Reaktion auf einen Steuerbefehl zu erreichen, und kann mechanisch betätigt werden, elektromechanisch betätigt werden, pneumatisch betätigt werden oder ein anderes Betätigungssystem verwenden. Wie dargestellt ist die Batteriezelle 10 in einer horizontalen Ausrichtung angeordnet, wobei die positive Anschlussklemme 14 auf der linken Seite und die negative Anschlussklemme 54 auf der rechten Seite angeordnet ist.
  • Die ersten und zweiten Endeffektoren 30, 70 sind vorzugsweise baugleiche Vorrichtungen, die konfiguriert sind, um entweder die erste Schweißnaht 20 oder die zweite Schweißnaht 60 zu Auswerten. Der erste Endeffektor 30 wird nun im Detail beschrieben. Ein Fachmann auf diesem Gebiet erkennt, dass die dem ersten Endeffektor 30 zugeordnete Beschreibung für den zweiten Endeffektor 70 anwendbar ist.
  • Der erste Endeffektor 30 ist konfiguriert, um die linke Zone 26, die mittlere Zone 24 und die rechte Zone 22 der Schweißnaht 20 individuell zu Auswerten. Der erste Endeffektor 30 beinhaltet eine Vielzahl von Stromsonden und entsprechenden Spannungssonden, die sich elektrisch mit einer elektrischen Prüfschaltung 80 verbinden können, wie hierin beschrieben, um die Integrität der Schweißnaht 20 zu Auswerten. Die Stromsonden und Spannungssonden werden vorzugsweise aus einem Material gefertigt, das dem Material der jeweiligen Anschlussklemme ähnlich ist, um eine Signalverzerrung aufgrund der Kopplung von unähnlichen Metallen zu vermeiden. Der erste Endeffektor 30 kann vorteilhafterweise in physischen mit dem Laschenteil 13 und der positiven Anschlussklemme 14 über die erste Schweißnaht 20 in der Nähe der linken Zone 26, der mittleren Zone 24 oder der rechten Zone 22 der ersten Schweißnaht 20 platziert werden. Wie dargestellt, sind die gepaarten Stromsonden 31 und 32 angeordnet, um die erste Schweißnaht 20 in der Nähe der rechten Zone 22 zu überspannen, und entsprechende gepaarte Spannungssonden 41 und 42 sind angeordnet, um die angrenzende erste Schweißnaht 20 zu überspannen. Die Stromsonde 31 und die Spannungssonde 41 sind angeordnet, um die positive Anschlussklemme 14 zu kontaktieren, und die Stromsonde 32 und die Spannungssonde 42 sind angeordnet, um den Laschenteil 13 zu kontaktieren. Die gepaarten Stromsonden 33 und 34 sind angeordnet, die erste Schweißnaht 20 in der Nähe der mittleren Zone 24 zu überspannen, und entsprechende gepaarte Spannungssonden 43 und 44 sind angeordnet, um die angrenzende erste Schweißnaht 20 benachbart dazu in gleicher Weise wie die für die rechte Zone 22 beschriebene zu überspannen. Die gepaarten Stromsonden 35 und 36 sind angeordnet, die erste Schweißnaht 20 in der Nähe der linken Zone 26 zu überspannen, und entsprechende gepaarte Spannungssonden 45 und 46 sind angeordnet, um die angrenzende erste Schweißnaht 20 benachbart dazu in gleicher Weise wie die für die rechte Zone 22 beschriebene zu überspannen. Der zweite Endeffektor 70 ist ähnlich dem ersten Endeffektor 30 konfiguriert, um die linke Zone 66, die mittlere Zone 64 und die rechte Zone 62 der Schweißnaht 60 einzeln zu Auswerten.
  • 3 einer elektrischen Prüfschaltung 80, die sich elektrisch mit einer Vielzahl von Stromsonden und entsprechenden Spannungssonden verbindet. Wie dargestellt, beinhalten die Stromsonden gepaarte Stromsonden 31 und 32 und die Spannungssonden beinhalten gepaarte Spannungssonden 41 und 42, die der rechten Zone 22 der ersten Schweißnaht 20 zugeordnet sind. Obwohl nicht dargestellt beinhaltet die elektrische Prüfschaltung 80 vorzugsweise ein gemultiplextes Stromversorgungs- und Datenerfassungssystem, das ebenfalls mit den gepaarten Stromsonden 33 und 34 und den gepaarten Spannungssonden 43 und 44 elektrisch verbunden ist, die mit der mittleren Zone 24 der ersten Schweißnaht 20 verbunden sind und ferner elektrisch mit den gepaarten Stromsonden 35 und 36 und den gepaarten Spannungssonden 45 und 46 verbunden sind, die der linken Zone 26 der ersten Schweißnaht 20 zugeordnet sind.
  • Die elektrische Prüfschaltung 80 beinhaltet eine Konstantstromversorgung 82 und ein Datenerfassungssystem 84. Die Konstantstromversorgung 82 ist elektrisch mit den gepaarten Stromsonden 31 und 32 verbunden und vorzugsweise so konfiguriert, elektrische Energie bei konstantem elektrischem Strom zu liefern, z. B. 10A, über die gepaarten Stromsonden 31 und 32, wenn sie in physischem Kontakt stehen mit der positiven Anschlussklemme 14 und dem Laschenteil 13 über die erste Schweißnaht 20 in der rechten Zone 22. Das Datenerfassungssystem 84 beinhaltet einen Analog-/Digital-Wandler und zugehörige elektrische Schaltungen, um die elektrische Energie über die gepaarten Spannungssonden 41 und 42 zu überwachen, zum Bestimmen einer dadurch verbundenen Impedanz. Die gepaarten Spannungssonden 41 und 42, der Analog-/Digital-Wandler und die zugehörigen elektrischen Schaltungen sind so gewählt, dass sie in der Lage sind, elektrische Parameter zu messen, die zu Impedanzniveaus in der Größenordnung von Mikro-Ohm führen können.
  • Unter erneuter Bezugnahme auf 2 beinhaltet die Steuerung 100 vorzugsweise Befehlssätze, Steuerungsroutinen und Informationen von Sensoren und Stellgliedern, um eine Ausführungsform der Batteriezelle 10 auszuwerten, die unter Bezugnahme auf 1 beschrieben wurde, einschließlich der Bewertung einer oder beider Schweißnähte 20, 60, welche die Elektrodenfolienelemente 12, 52 mit den jeweiligen positiven und negativen Anschlüssen 14, 54 verbinden. Diese beinhalten Segmentierung vorzugsweise die Segmentierung der Schweißnähte 20, 60 in eine Vielzahl von Zonen, wie zuvor beschrieben. Die linke Zone 26, die mittlere Zone 24 und die rechte Zone 22 sind im ersten Endeffektor 30 implementiert, und die linke Zone 66, die mittlere Zone 64 und die rechte Zone 62 sind im zweiten Endeffektor 60 implementiert. Wenn die Batteriezelle 10 zur Bewertung in die Prüfvorrichtung 200 eingesetzt wird, sind die positiven und negativen Anschlussklemmen 14, 54 so ausgerichtet, um ein Zusammenwirken mit dem ersten und dem zweiten Endeffektor 30, 70 zu ermöglichen. Die positiven und negativen Anschlussklemmen 14, 54 sind auf der Oberseite der Basis 75 angeordnet, und die Steuerung 100 weist die Prüfvorrichtung 200 an, die ersten und zweiten Endeffektoren 30, 70 zu positionieren, um die jeweiligen positiven und negativen Anschlussklemmen 14, 54 gegen die Basis 75 zu komprimieren, sodass die gepaarten Stromsonden und die gepaarten Spannungssonden die jeweiligen Schweißnähte 20, 60 überspannen. Unter spezieller Bezugnahme auf den ersten positionierten Endeffektor 30, weist die Steuerung 100 die Konstantstromversorgung 82 an, elektrische Energie mit einem Konstantstromniveau zuzuführen, z. B. 10A, über die gepaarten Stromsonden 31 und 32, 33 und 34 und 35 und 36. Gleichzeitig überwacht die Steuerung 100 das Spannungspotential über die jeweiligen gepaarten Spannungssonden 41 und 42, 43 und 44 und 45 und 46. Die Steuerung 100 führt Steuerungsroutinen aus, um einen Widerstandswert für jede der linken Zone 26, der mittleren Zone 24 und der rechten Zone 22 zu berechnen. Die Steuerung 100 wertet die Integrität der Schweißnaht 20 für jede der linken Zone 26, der mittleren Zone 24 und der rechten Zone 22 basierend auf den Widerstand aus. Die Steuerung 100 kann einen Fehler in der linken Zone 26, der Mittelzone 24 und der rechten Zone 22 erfassen, wenn der Widerstand in der jeweiligen Zone größer als ein Schwellenwiderstand ist. In einer Ausführungsform korreliert der Schwellenwiderstand mit einer minimalen Schwellenzugfestigkeit für die Zone der Schweißnaht 20, d. h. eine minimale Schwellenzugfestigkeit für jede der linken Zone 26, der mittleren Zone 24 und der rechten Zone 22. Größenordnungen des Schwellenwiderstandes und seine Korrelation zu den minimalen Schwellenzugfestigkeiten sind anwendungsspezifisch und können als Teil der Prozess- und Produktentwicklung entwickelt werden. Die Steuerung 100 kann den Betrieb des zweiten Endeffektors 70 in ähnlicher Weise befehlen.
  • In einer Ausführungsform kann die Steuerung 100 einen Befehlssatz zum Überwachen des Widerstands beinhalten, der eine Form einer elektrochemischen Impedanzspektroskopie (EIS) beinhaltet, die das Anwenden eines Anregungssignals in Form eines kleinen Amplitudenwechselstroms beinhalten kann, der über die gepaarten Stromsonden 31 und 32, 33 und 34 und 35 und 36 angelegt wird und den Stromfluss über die jeweiligen gepaarten Spannungssonden 41 und 42, 43 und 44 und 45 und 46 misst. Die Überwachung der Impedanz, unter Verwendung von EIS oder anderen ähnlichen Verfahren, beinhalten vorzugsweise das Anlegen eines Stroms von bekannter Größe und Überwachungsspannung und das Ermitteln einer Größenordnung für die Impedanz basierend auf der Relation zwischen Strom, Spannung und Impedanz, d. h. V = I·R. In einer Ausführungsform kann der angelegte Strom in Form eines Sinuswellenstroms vorliegen, und das Ausgangssignal kann somit eine Sinusspannung sein kann, die in der Phase verschoben ist. Die Amplitude und die Menge der Phasenverschiebung des Ausgangssignals in Kombination mit dem angelegten Strom können ausgewertet werden, um die Größenordnung der Impedanz zu ermitteln. Weitere Details, im Zusammenhang Überwachungsimpedanz der Batteriezelle 10 unter Verwendung von EIS oder andere ähnliche Verfahren, sind dem Fachmann auf dem Gebiet bekannt.
  • Die hierin beschriebenen Konzepte ermöglichen die Entwicklung einer zerstörungsfreien Schweißprüfung und einer zugehörigen Vorrichtung, welche die 100%-ige Bewertung der Batteriezellen für die interne Konformität der Schweißnaht während der Batteriemontageprozesse ermöglicht. Dies erleichtert ferner eine gleichbleibende Charakterisierung von Schweißverbindungen in verschiedenen Zonen. In einer Ausführungsform können die Konzepte die Korrelation des Widerstands und der mechanischen Zugfestigkeit erleichtern.
  • Die Begriffe Steuerung, Steuermodul, Modul, Steuern, Steuereinheit, Prozessor und Ähnliches beziehen sich auf eine oder mehrere Kombinationen anwendungsspezifischer integrierter Schaltkreis(e) (ASIC), elektronische(r) Schaltkreis(e), Zentraleinheit(en), wie z. B. Mikroprozessor(en) und diesen zugeordneten nichtflüchtigen Speicherkomponenten in Form von Speicher- und Speichergeräten (Lesespeicher, programmierbarer Lesespeicher, Direktzugriff, Festplatte usw.). Die nichtflüchtige Speicherkomponente ist in der Lage, maschinenlesbare Anweisungen in der Form von einem oder mehreren Software- oder Firmware-Programmen oder -Routinen, kombinatorischen Logikschaltung(en), Eingangs-/Ausgangsschaltung(en) und -Vorrichtungen, Signalaufbereitungs- und Pufferschaltungen und anderen Komponenten zu speichern, auf die durch einen oder mehrere Prozessoren zugegriffen werden kann, um eine beschriebene Funktionalität bereitzustellen. Eingangs-/Ausgangsschaltungen und -Vorrichtungen beinhalten Analog-/Digitalwandler und verwandte Vorrichtungen, die Sensoreingaben mit einer vorgegebenen Abruffrequenz oder als Reaktion auf ein Auslöseereignis überwachen. Software, Firmware, Programme, Anweisungen, Steuerungsroutinen, Code, Algorithmen und ähnliche Begriffe beziehen sich auf jedwede von einer Steuerung ausführbare Befehlssätze, einschließlich Kalibrierungen und Nachschlagetabellen. Jede Steuerung führt für die gewünschten Funktionen von Steuerungsroutine(n) aus, so auch die Überwachung der Eingaben von Sensorgeräten und anderen vernetzten Steuerungen und führt Steuer- und Diagnoseroutinen zum Steuern der Betätigung von Stellgliedern durch. Routinen können in regelmäßigen Intervallen oder als Reaktion auf das Eintreten eines auslösenden Ereignisses ausgeführt werden. Die Kommunikation zwischen den Steuerungen und zwischen Steuerungen, Stellgliedern und/oder Sensoren kann über eine Punkt-zu-Punkt-Direktverkabelung, eine Netzwerkkommunikations-Busverbindung, eine drahtlose Verbindung oder jede andere geeignete Kommunikationsverbindung bewerkstelligt werden und ist durch die Leitung 11 gekennzeichnet. Die Kommunikation beinhaltet den Austausch von Datensignalen auf jede beliebige geeignete Art, darunter auch als Beispiele elektrische Signale über ein leitfähiges Medium, elektromagnetische Signale durch die Luft, optische Signale über Lichtwellenleiter und dergleichen. Datensignale können diskrete, analoge oder digitalisierte analoge Signale beinhalten, die Eingaben von Sensoren und Stellgliedbefehle darstellen sowie Kommunikationssignale zwischen Steuerungen. Der Begriff „Signal“ bezieht sich auf jede physisch wahrnehmbare Anzeige, die Informationen übermittelt und kann jede geeignete Wellenform (z. B. elektrische, optische, magnetische, mechanische oder elektromagnetische) umfassen, wie beispielsweise Gleichstrom, Wechselspannung, Sinuswellen, Dreieckswelle, Rechteckwelle, Vibration und dergleichen, die durch ein Medium laufen können.
  • Die ausführliche Beschreibung und die Zeichnungen oder Figuren unterstützen und beschreiben die vorliegenden Lehren, doch wird der Umfang der vorliegenden Lehren einzig und allein durch die Ansprüche definiert. Während ein paar der besten Arten und Weisen und weitere Ausführungsformen der vorliegenden Lehren ausführlich beschrieben wurden, gibt es verschiedene alternative Konstruktionen und Ausführungsformen zur Umsetzung der vorliegenden Lehren in den angehängten Ansprüchen.

Claims (10)

  1. Verfahren zum Auswerten einer Schweißnaht, die ein Elektrodenfolienelement und eine Anschlussklemme einer Batteriezelle verbindet, wobei das Verfahren umfasst: Segmentieren der Schweißnaht, die das Elektrodenfolienelement und die Anschlussklemme in eine Vielzahl von Zonen verbindet; für jede der Zonen: Anlegen eines elektrischen Stroms zwischen der Anschlussklemme und dem Elektrodenfolienelement in der Zone, und Ermitteln eines Widerstands über der Anschlussklemme und des Elektrodenfolienelements in der Zone; und Auswerten der Integrität der Schweißnaht für jede der Zonen basierend auf dem Widerstand zwischen der Anschlussklemme und dem Elektrodenfolienelement in der Zone.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, worin das Auswerten der Integrität der Schweißnaht für jede der Zonen das Erfassen eines Fehlers in der Schweißnaht in der Zone umfasst, wenn der Widerstand für die jeweilige Zone größer als ein Schwellenwiderstand ist.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, worin der Schwellenwiderstand mit einer minimalen Schwellenzugfestigkeit der jeweiligen Zone der Schweißnaht korreliert.
  4. Verfahren nach Anspruch 1, worin das Anlegen eines Stroms das Anlegen eines konstanten Stroms zwischen der Anschlussklemme und dem Elektrodenfolienelement in der Zone umfasst.
  5. Verfahren nach Anspruch 1, worin die Schweißnaht einen Laschenteil des Elektrodenfolienelements und der Anschlussklemme verbindet.
  6. Verfahren nach Anspruch 1, worin die Schweißnaht eine Ultraschall-geformte Schweißnaht umfasst.
  7. Verfahren nach Anspruch 1, worin die Schweißnaht eine lasergeformte Schweißnaht umfasst.
  8. Verfahren nach Anspruch 1, worin die Schweißnaht eine Ionenstrahl-Schweißnaht umfasst.
  9. Verfahren nach Anspruch 1, worin die Schweißnaht eine widerstandsgeformte Schweißnaht umfasst.
  10. Prüfvorrichtung zum Auswerten einer Schweißnaht, die einen Laschenteil eines Elektrodenfolienelements einer Batteriezelle und einer Anschlussklemme verbindet, wobei die Prüfvorrichtung umfasst: einen Endeffektor mit einer elektrischen Prüfschaltung einschließlich einer Stromquelle, die elektrisch mit einer Vielzahl von gepaarten Stromsonden verbunden ist, und ein Datenerfassungssystem, das elektrisch mit einer Vielzahl von gepaarten Spannungssonden verbunden ist, worin die Vielzahl von gepaarten Spannungssonden und die Vielzahl von gepaarten Stromsonden so angeordnet sind, um die Schweißnaht in einer Vielzahl von Zonen zu überspannen, wenn der Endeffektor komprimierend in die Anschlussklemmen der Batteriezellen eingreift; eine Steuerung, die mit der elektrischen Prüfschaltung und dem Datenerfassungssystem des Endeffektors in Verbindung steht, wobei die Steuerung einen Befehlssatz beinhaltet, wobei der Befehlssatz ausführbar ist, um: einen elektrischen Strom zwischen der Anschlussklemme und dem Elektrodenfolienelement in jeder der Zonen anzulegen, und einen Widerstand über der Anschlussklemme und dem Elektrodenfolienelement in jeder der Zonen zu ermitteln, und die Integrität der Schweißnaht für jede der Zonen basierend auf dem Widerstand zwischen der Anschlussklemme und dem Elektrodenfolienelement in der Zone ausgewertet.
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