ES2977964T3 - Dispositivo de inspección de calidad de soldadura - Google Patents

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Su Taek Jung
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Ji Hoon Lee
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Abstract

Un dispositivo de inspección de calidad de soldadura según la presente invención es un dispositivo para inspeccionar la calidad de soldadura en una pieza de soldadura para conexión eléctrica o acoplamiento mecánico en una celda secundaria de litio. El dispositivo de inspección de calidad de soldadura se caracteriza por comprender: una unidad de medición que pone una sonda de medición de resistencia en contacto con la pieza de soldadura y de ese modo adquiere datos para derivar el valor de resistencia de la pieza de soldadura; y una unidad de control que se comunica con la unidad de medición, recibe los datos adquiridos de la unidad de medición para determinar el valor de resistencia en la pieza de soldadura, y compara el valor de resistencia determinado con un valor de resistencia umbral para determinar si la soldadura en la pieza de soldadura es débil, en donde la unidad de medición está configurada de tal manera que la sonda de medición de resistencia puede entrar en contacto con cada uno de los extremos de la pieza de soldadura. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Dispositivo de inspección de calidad de soldadura
[Campo técnico]
La presente solicitud reivindica el beneficio de la prioridad en base a la solicitud de patente coreana n.° 10-2020 0026135, depositada el 2 de marzo de 2020.
La presente invención se refiere a un aparato según el definido en la reivindicación independiente. Las realizaciones preferidas de la invención se describen en las reivindicaciones dependientes.
[Técnica anterior]
El documento KR 101887148 B1 se refiere a un sistema y a un aparato para inspeccionar la calidad de una soldadura.
El documento CN 109 813 765 A describe un procedimiento de detección de soldadura defectuosa durante una soldadura del módulo de iones de litio y el documento CN 109709 154 A se refiere a un procedimiento de detección de costuras de soldadura.
En general, una batería secundaria, a diferencia de una batería primaria que no se puede cargar, significa una batería que puede ser cargada y descargada, y se utiliza ampliamente en dispositivos electrónicos tales como teléfonos móviles, ordenadores portátiles, videocámaras o vehículos eléctricos. En particular, la batería secundaria de litio tiene mayor capacidad que una batería de níquel y cadmio o que una batería de níquel e hidrógeno, y debido a que la densidad de energía por peso unitario es alta, el grado de utilización de la misma está aumentando rápidamente.
Además, las baterías secundarias de litio se clasifican según la estructura del conjunto de electrodos que tiene una estructura de electrodo positivo/separador/electrodo negativo. Ejemplos representativos de ello incluyen un conjunto de electrodos de tipo jelly roll en el que los electrodos positivos y los electrodos negativos de tipo lámina larga se enrollan con un separador interpuesto entre ellos, un conjunto de electrodos apilados en el que una pluralidad de electrodos positivos y negativos cortados en un conjunto de tamaño predeterminado se apilan secuencialmente con un separador interpuesto entre ellos, y un conjunto de electrodos apilados/plegables en el que se enrollan bicélulas o células completas, en las que los electrodos positivos y negativos de un conjunto predeterminado se apilan con un separador interpuesto entre ellos.
En los últimos años, una batería de tipo bolsa que tiene un conjunto de electrodos de tipo pila o de tipo pila/plegable incorporado en una caja de batería en forma de bolsa hecha de una lámina laminada de aluminio ha despertado mucha atención debido a su bajo coste de fabricación y a su pequeño peso, y la cantidad utilizada de la misma está aumentando gradualmente.
La batería secundaria de litio utiliza principalmente un óxido a base de litio y un material de carbono como material activo de electrodo positivo y un material activo de electrodo negativo, respectivamente. La batería secundaria de litio incluye un conjunto de electrodos, en el que una placa de electrodo positivo y una placa de electrodo negativo recubiertas con el material activo de electrodo positivo y el material activo de electrodo negativo, respectivamente, están dispuestas con un separador dispuesto entre ellas, y un material exterior que sella y almacena el conjunto de electrodos junto con el electrolito.
En este momento, una pluralidad de pestañas de electrodo positivo, que se extienden a partir de una pluralidad de placas de electrodo positivo, y una pluralidad de pestañas de electrodo negativo, que se extienden a partir de una pluralidad de placas de electrodo negativo, se forman en el conjunto de electrodos, y la pluralidad de pestañas de electrodo positivo y la pluralidad de pestañas de electrodo negativo se acoplan respectivamente con el cable de electrodo positivo y el cable de electrodo negativo mediante soldadura. En esta invención, una pluralidad de pestañas de electrodo positivo y una pluralidad de pestañas de electrodo negativo forman una pestaña de electrodo, y un cable de electrodo positivo y un cable de electrodo negativo forman un cable de electrodo.
Del mismo modo, cuando la pestaña de electrodo y el cable de electrodo están soldados, si se realiza una soldadura débil entre las pestañas de electrodo y entre la pestaña de electrodo y el cable de electrodo, puede generarse un defecto de soldadura. Por consiguiente, existe la necesidad de un procedimiento de inspección en caso de que exista un defecto de soldadura mediante una soldadura tan débil.
Convencionalmente, con el fin de inspeccionar un defecto de soldadura mediante una soldadura débil en la porción soldada, la resistencia a la tracción se midió tirando de la porción soldada en una dirección opuesta. Sin embargo, cuando se utiliza dicho procedimiento, la pestaña de electrodo o el cable de electrodo pueden dañarse en el procedimiento de medición de la resistencia a la tracción. Por consiguiente, no era posible realizar una enumeración completa.
Por lo tanto, existe la necesidad de una tecnología sobre un aparato para inspeccionar una soldadura débil de una porción soldada con un excelente poder de detección al tiempo que permite una enumeración completa.
[Descripción]
[Problema técnico]
Como tal, la presente invención se ideó para resolver los problemas anteriores, y un objeto de la presente invención es proporcionar un aparato para inspeccionar una soldadura débil de una porción soldada con un excelente poder de detección al tiempo que permite una enumeración completa.
[Solución técnica]
Un aparato de inspección de estado de soldadura de la presente invención para lograr los fines anteriores es un aparato según la reivindicación independiente. Las realizaciones preferidas de la invención se describen en las reivindicaciones dependientes.
[Efectos ventajosos]
Según el procedimiento de inspección de estado soldado de la presente invención, se miden las resistencias de un grupo de muestras, se establece un valor de resistencia umbral a partir de una curva de distribución normal de los valores de resistencia medidos, y pueden medirse microrresistencias que tienen una resolución de niveles de nanoohmios a microohmios cuando se miden las resistencias para el grupo de muestras y la porción soldada que se va a inspeccionar, mostrando de este modo un excelente poder de detección para un defecto de soldadura débil.
[Breve descripción de los dibujos]
La FIG. 1 es un diagrama esquemático de un conjunto de medición que constituye el aparato de inspección de estado de soldadura de la presente invención.
La FIG. 2 es una vista en planta de una cuna que constituye el conjunto de medición de la FIG. 1.
La FIG. 3 es una vista en planta de una placa superior que constituye el conjunto de medición de la FIG. 1. La FIG. 4 es un diagrama de acoplamiento de una placa superior y un miembro de guía superior según una realización de la presente invención.
La FIG. 5 es una vista frontal de la FIG 1.
La FIG. 6 es un diagrama esquemático de una sonda de medición de resistencia según una realización de la presente invención.
La FIG. 7 es un gráfico que muestra la correlación entre la resistencia a la soldadura y la resistencia.
La FIG. 8 es un diagrama esquemático que muestra un procedimiento de medición de resistencia según una realización de la presente invención.
La FIG. 9 es un diagrama esquemático que muestra un procedimiento de medición de resistencia según otra realización de la presente invención.
[Descripción detallada de las realizaciones preferidas de la invención]
En adelante, se describirán en detalle realizaciones preferidas de la presente invención haciendo referencia a los dibujos adjuntos. Los términos y palabras utilizados en la presente memoria descriptiva y las reivindicaciones no deben interpretarse como limitados a términos ordinarios o de diccionario y el inventor puede definir adecuadamente el concepto de los términos con el fin de describir mejor su invención. Los términos y palabras deben interpretarse como un significado y concepto coherente con la idea técnica de la presente invención.
Por consiguiente, las realizaciones descritas en la memoria descriptiva y las configuraciones descritas en los dibujos son solamente las realizaciones más preferidas de la presente invención y no representan todas las ideas técnicas de la presente invención. Debe entenderse que pueden existir diversos equivalentes y variaciones en lugar de los mismos en el momento de presentar la presente solicitud.
Asimismo, a lo largo de la memoria descriptiva, cuando se hace referencia a un elemento como "que incluye" un elemento, se entiende que el elemento también puede incluir otros elementos, a menos que se indique específicamente lo contrario.
La presente invención proporciona un aparato para inspeccionar un estado de soldadura en una porción soldada para un acoplamiento electrónico o mecánico en una batería secundaria de litio, incluyendo el aparato: un conjunto de medición configurado para obtener datos para derivar un valor de resistencia de la porción soldada al permitir que una sonda de medición de resistencia entre en contacto con la porción soldada; y un controlador configurado para comunicarse con el conjunto de medición, determinar el valor de resistencia de la porción soldada al recibir los datos obtenidos del conjunto de medición, y determinar si se realizó una soldadura débil al comparar el valor de resistencia determinado con un valor de resistencia umbral, en el que el conjunto de medición está configurado para permitir que la sonda de medición de resistencia entre en contacto con un extremo y con el otro extremo de la porción soldada.
La FIG. 6 es un diagrama esquemático de una sonda de medición de resistencia según una realización de la presente invención. Con referencia a la FIG. 6, se proporciona un par de sondas de medición de resistencia 150 y 150' de la presente invención, que incluyen un par de sondas de corriente y un par de sondas de tensión. A saber, una sonda de medición de resistencia 150 incluye una sonda de corriente 151 y una sonda de tensión 152, y otra sonda de medición de resistencia 150' también incluye una sonda de corriente 151' y una sonda de tensión 152'. Como tal, la resistencia de la porción soldada puede ser medida mediante un esquema de medición de tipo 4 alambres. La sonda de corriente aplica una corriente a una porción soldada que se va a medir, y la sonda de tensión mide las tensiones. Como tal, puede determinarse la resistencia de la porción soldada.
En la presente invención, los datos para determinar el valor de resistencia se obtienen permitiendo que un par de sondas de medición de resistencia entren en contacto con la porción soldada. Como tal, la resistencia de la porción soldada puede ser medida mediante un esquema de medición de tipo 4 alambres. Dado que el esquema de medición de resistencia de tipo 4 alambres está menos influenciado por la resistencia de contacto en comparación con el esquema de medición de resistencia de tipo 2 alambres, la microrresistencia puede ser medida con mayor precisión en el esquema de medición de resistencia de tipo 4 alambres, en el que la resistencia puede ser medida incluso en unidades de nanoohmios.
La FIG. 1 es un diagrama esquemático de un conjunto de medición 100 que constituye el aparato de inspección de estado de soldadura según una realización de la presente invención. Con referencia a la FIG. 1, el conjunto de medición 100 de la presente invención incluye: una cuna 110 plana en la que se monta un artículo; una placa superior 120 configurada para ser posicionada en una porción superior que tiene una distancia de separación predeterminada de la cuna e incluye una pluralidad de orificios pasantes en los que puede insertarse la sonda de medición de resistencia; una placa inferior 130 configurada para ser posicionada en una porción inferior que tiene una distancia de separación predeterminada de la cuna e incluye una pluralidad de orificios pasantes en los que puede insertarse la sonda de medición de resistencia; un conjunto de acoplamiento 140 configurado para permitir que la cuna, la placa superior y la placa inferior se acoplen entre sí; y un par de sondas de medición de resistencia 150 y 150' configuradas para obtener datos para determinar un valor de resistencia al entrar en contacto con la porción soldada.
La cuna 110 es un miembro rectangular plano en el que se coloca un artículo que incluye una porción soldada que se va a inspeccionar, y el artículo está montado en la porción central. La FIG. 2 es una vista en planta de una cuna 110 según una realización de la presente invención. Con referencia a la FIG. 2, la cuna 110 de la presente invención incluye una pluralidad de orificios de acoplamiento 111 en los que puede insertarse la barra de acoplamiento que se describirá más adelante, y los orificios de acoplamiento están formados en 4 porciones de borde de la cuna. Además, un orificio pasante rectangular 112 está formado en una porción correspondiente a la porción soldada del artículo en una dirección de espesor de la base para permitir que la sonda de medición de resistencia entre en contacto con la parte superior y la parte posterior de la porción soldada, y la porción soldada se posiciona en la región del orificio pasante 112.
La placa superior 120 está posicionada en una posición que tiene una distancia de separación predeterminada en una dirección superior vertical de la cuna 110. La placa superior es plana como la cuna e incluye una pluralidad de orificios pasantes en los que puede insertarse la sonda de medición de resistencia que incluye una sonda de corriente y una sonda de tensión. La FIG. 3 es una vista en planta de la placa superior 120 según una realización. Con referencia a la FIG. 3, la placa superior de la presente invención es un miembro rectangular plano y tiene orificios de acoplamiento 121 en 4 porciones de borde, respectivamente. Además, las barras de acoplamiento (no mostradas) que se describirán más adelante se insertan en los orificios de acoplamiento. La placa superior 120 incluye orificios pasantes 122 en los que puede insertarse la sonda de medición de resistencia. Una pluralidad de orificios pasantes se forma en las partes correspondientes a un extremo y al otro extremo de la porción soldada. Como tal, la sonda de medición de resistencia puede acercarse a un extremo y al otro extremo de la porción soldada. Además, la sonda de medición de resistencia, que se inserta en la placa superior, puede acercarse a la parte superior de la porción soldada.
La placa inferior 130 está posicionada en una posición que tiene una distancia de separación predeterminada en una dirección inferior vertical de la cuna 110. La placa inferior es un miembro rectangular plano y tiene una pluralidad de orificios pasantes en los que puede insertarse la sonda de medición de resistencia como la placa superior. 4 porciones de borde de la placa inferior tienen orificios de acoplamiento, respectivamente, y las barras de acoplamiento que se describirán más adelante se insertan en los orificios de acoplamiento. La placa inferior tiene una pluralidad de orificios pasantes, en los que puede insertarse la sonda de medición de resistencia, al igual que en la placa superior, y los orificios pasantes pueden formarse en porciones correspondientes a un extremo y al otro extremo de las porciones soldadas. Como tal, la sonda de medición de resistencia puede acercarse a un extremo y al otro extremo de la porción soldada. Además, la sonda de medición de resistencia, que se inserta en la placa inferior, puede acercarse a la parte posterior de la porción soldada.
Del mismo modo, al igual que la placa superior y la placa inferior incluyen una pluralidad de orificios pasantes en los que puede insertarse la sonda de medición de resistencia, la ubicación insertada de la sonda de medición de resistencia puede ajustarse adecuadamente según la ubicación inspeccionada de la porción soldada.
Con referencia a la FIG. 1, el miembro de guía superior 160 y el miembro de guía inferior (no mostrados) están acoplados con la placa superior 120 y la superficie inferior 130, respectivamente. El miembro de guía superior 160 y el miembro de guía inferior (no mostrados) permiten que la sonda de medición de resistencia sea insertada en una posición correcta.
En lo sucesivo, se describirá el miembro de guía superior. La FIG. 4 es un diagrama de acoplamiento de una placa superior y un miembro de guía superior según una realización de la presente invención. Con referencia a la FIG. 4, el miembro de guía superior 160 incluye una pluralidad de orificios pasantes 161 en los que puede insertarse la sonda de medición de resistencia. Según la realización ilustrada en la FIG. 4, hay dos orificios pasantes, y la sonda de medición de resistencia puede insertarse en cada uno de los orificios pasantes. Los orificios pasantes están formados en porciones correspondientes a un extremo y al otro extremo de la porción soldada. La sonda de medición de resistencia puede insertarse tanto en un extremo como en el otro extremo de la porción soldada, o la sonda de medición de resistencia también puede insertarse en sólo uno de un extremo y del otro extremo de la porción soldada.
Además, la placa superior 120 tiene una pluralidad de orificios pasantes 122. La sonda de medición de resistencia 150 pasa secuencialmente a través del orificio pasante 161 del miembro de guía superior 160 y los orificios pasantes 122 de la placa superior 120, para acercarse de este modo a la superficie superior de la porción soldada del artículo. En este momento, con el fin de permitir que la sonda de medición de resistencia pase a través de todo el orificio pasante 161 del miembro de guía superior y el orificio pasante 122 de la placa superior, los orificios pasantes se colocan en una línea recta en una dirección en la que se inserta la sonda de medición de resistencia como en la FIG. 4. Como tal, el miembro de guía superior 160 permite que la sonda de medición de resistencia se inserte en la dirección de espesor de la placa superior en un estado no inclinado y fija la sonda de medición de resistencia.
Aunque no se ilustra en la FIG. 4, el miembro de guía inferior está acoplado con la placa inferior, y el miembro de guía inferior incluye una pluralidad de orificios pasantes en los que puede insertarse la sonda de medición de resistencia, como en el miembro de guía superior. Además, puede haber dos orificios pasantes, y la sonda de medición de resistencia puede insertarse en cada uno de los orificios pasantes. La placa inferior incluye orificios pasantes como en la placa superior, y la sonda de medición de resistencia pasa secuencialmente por el orificio pasante del miembro de guía inferior y el orificio pasante de la placa inferior, para acercarse de este modo a la superficie inferior de la porción soldada del artículo en la cuna. En este momento, con el fin de permitir que la sonda de medición de resistencia pase a través de todo el orificio pasante del miembro de guía inferior y el orificio pasante de la placa inferior, el orificio pasante del miembro de guía inferior y su orificio pasante correspondiente de la placa inferior se colocan en una línea recta en una dirección en la que se inserta la sonda de medición de resistencia. Dicho miembro de guía inferior fija la sonda de medición de resistencia mientras permite que la sonda de medición de resistencia se inserte de una manera no inclinada como en el miembro de guía superior.
La cuna, la placa superior y la placa inferior que constituyen el conjunto de medición de la presente invención están acopladas por el conjunto de acoplamiento. Como se describió anteriormente, la cuna, la placa superior y la placa inferior incluyen orificios de acoplamiento en 4 porciones de borde, y el conjunto de acoplamiento incluye una barra de acoplamiento y tornillos de acoplamiento.
Con referencia a las FIG. 1 a 5, el conjunto de acoplamiento 140 de la presente invención está configurado para permitir que la barra de acoplamiento 141 pase a través de los orificios de acoplamiento de la placa superior 120, la cuna 110 y la placa inferior 130 a insertar, para permitir de este modo que la placa superior, la cuna y la placa inferior se acoplen entre sí.
Además, el conjunto de medición 100 de la presente invención incluye además un resorte de compresión 170 para ajustar una distancia de separación entre la cuna 110 y la placa superior 120 y una distancia de separación entre la cuna 110 y la placa inferior 130, y la barra de acoplamiento 141 puede insertarse en la porción hueca del resorte de compresión 170. La placa superior 120 y la placa inferior 130 pueden moverse respectivamente a lo largo de la barra de acoplamiento 141 en una dirección vertical mediante la elasticidad del resorte de compresión 170. Al aplicar una carga a la placa superior 120 y/o a la placa inferior 130 en la dirección de la cuna 110, la placa superior 120 y/o la placa inferior 130 pueden posicionarse en las posiciones deseadas y a continuación pueden fijarse en las posiciones deseadas mediante el uso de tornillos de acoplamiento 142. Además, el resorte de compresión 170 puede tener una longitud de una distancia de la placa superior a la placa inferior correspondiente a una barra de acoplamiento 141, pero una barra de acoplamiento 141 puede pasar a través de dos resortes de compresión. En este caso, un resorte de compresión tiene una longitud correspondiente a la longitud entre la placa superior 120 y la cuna 110, y otro resorte de compresión tiene una longitud correspondiente a la longitud entre la placa inferior 130 y la cuna 110.
En un ejemplo específico, el aparato de inspección de estado de soldadura de la presente invención incluye además un conjunto de salida configurado para mostrar los datos obtenidos del conjunto de medición y los valores de resistencia de la porción soldada determinados por el controlador. El ejecutante de la inspección puede verificar el valor de resistencia de la porción soldada que se va a inspeccionar a través del conjunto de salida.
En un ejemplo específico, el aparato de inspección de estado de soldadura de la presente invención incluye además una fuente de energía para aplicar energía al conjunto de medición. La energía es preferentemente energía de CC. Esto se debe a que el esquema de corriente continua tiene la ventaja de que es posible la medición de resistencia de alta precisión, en comparación con el esquema de corriente alterna. El controlador controla el tamaño de la corriente aplicada al conjunto de medición, el tiempo de aplicación de corriente y el punto de tiempo de aplicación de corriente, etc.
El controlador de la presente invención se describirá en detalle.
El controlador de la presente invención se comunica con el conjunto de medición, determina el valor de resistencia de la porción soldada al recibir los datos obtenidos del conjunto de medición y determina si se realizó una soldadura débil comparando el valor de resistencia determinado con un valor de resistencia umbral.
En el aparato de inspección de la presente invención, el controlador incluye un programa de establecimiento del valor de resistencia umbral para establecer el valor de resistencia umbral procesando los datos obtenidos para un grupo de muestras mediante un esquema estadístico.
Los inventores de la presente invención han descubierto que el valor de resistencia eléctrica de la porción soldada que tiene una baja resistencia a la soldadura fue superior al valor de resistencia eléctrica de la porción soldada que tiene una resistencia a la soldadura normal, lo que los ha llevado a la presente invención. Con referencia a la FIG. 7, un valor de resistencia de una porción soldada que se ha soldado mediante una resistencia a la soldadura normal de 22 kgf o más es menor que un valor de resistencia de una porción soldada que se ha soldado mediante una resistencia de soldadura débil inferior a 22 kgf. Convencionalmente, existía una tecnología de inspección de un defecto de soldadura midiendo la resistencia de la porción soldada y comparando el valor de resistencia medido con el valor de resistencia umbral. Sin embargo, en la tecnología convencional, fue necesario un procedimiento distinto de medición de la resistencia a la tracción de la porción soldada puesto que se utilizó la correlación entre la resistencia a la tracción de la porción soldada y la resistencia al derivar el valor de resistencia umbral.
Sin embargo, el aparato de inspección de la presente invención no se basa en la correlación entre la resistencia y la resistencia a la tracción de la porción soldada y utiliza un esquema estadístico para derivar un valor de resistencia umbral, y mide con precisión la resistencia midiendo la resistencia hasta unidades de nanoohmios a microohmios aumentando la resolución en la obtención de datos para determinar el valor de resistencia de la porción soldada.
En general, los valores de resistencia forman una curva de distribución normal a partir de los datos obtenidos para una gran cantidad de grupos de muestras. En la curva de distribución normal, un objeto que tiene una gran desviación puede asumirse fácilmente como defectuoso desde el punto de vista de una probabilidad estadística y, por tanto, una desviación predeterminada se determina como un valor de resistencia umbral. Además, esta estrategia se basa en la premisa de que los datos para el grupo de muestras son fiables. Por consiguiente, se utiliza un conjunto de medición de la presente invención capaz de medir con precisión la resistencia hasta niveles de nanoohmios a microohmios para el grupo de muestras en el procedimiento de establecer un valor de resistencia umbral, y se utiliza un conjunto de medición de la presente invención capaz de medir con precisión la resistencia hasta niveles de nanoohmios a microrresistencia cuando se mide la resistencia del objeto que se va a inspeccionar. De igual manera, el controlador que constituye el aparato de inspección de la presente invención incluye un programa para establecer un valor umbral de resistencia procesando los datos obtenidos por el conjunto de medición para un grupo de muestras mediante un esquema estadístico. Como tal, no hay necesidad de medir por separado la resistencia a la tracción de la porción soldada para establecer el valor de resistencia umbral a diferencia de la tecnología convencional.
El procedimiento de inspección de defecto de soldadura que utiliza el aparato de inspección de la presente invención se describirá en detalle. Un procedimiento de inspección de un defecto de soldadura según una realización de la presente invención incluye: una etapa de establecimiento de resistencia umbral (S100) para medir una resistencia de una porción soldada de un grupo de muestras y derivar un valor de resistencia umbral que se convierte en un estándar de evaluación de una soldadura débil; una etapa de medición de resistencia (S200) para medir un valor de resistencia de una porción soldada a inspeccionar; y una etapa de determinación (S300) para determinar como una soldadura débil si el valor de resistencia medido en la etapa de medición de resistencia excede el valor de resistencia umbral, donde la etapa de establecimiento de resistencia umbral (S100) y la etapa de medición de resistencia (S200) utilizan el conjunto de medición descrito anteriormente.
En primer lugar, se describirá la etapa de establecimiento de resistencia umbral (S100).
La etapa de establecimiento de resistencia umbral (S100) incluye: una etapa de construcción de datos (S110) para determinar el valor de resistencia de una porción soldada de un grupo de muestras y almacenar el valor de resistencia determinado; y una etapa de derivación del valor de resistencia umbral (S120) para derivar el valor de resistencia umbral procesando los datos acumulados por la etapa de construcción de datos (S110) mediante un esquema estadístico.
La etapa de construcción de datos (S1 10) incluye el procedimiento de obtención de datos para determinar la resistencia de la porción soldada para una gran cantidad de objetos que constituyen un grupo de muestras mediante el uso del conjunto de medición que constituye el aparato de inspección de la presente invención, y determinar el valor de resistencia en función de los datos obtenidos. Se permite que un par de sondas de medición de resistencia que constituyen el conjunto de medición de la presente invención entren en contacto con la porción soldada. En este momento, dado que una sonda de medición de resistencia incluye una sonda de corriente y una sonda de tensión, un par de sondas de medición de resistencia incluye un par de sondas de corriente y un par de sondas de tensión. Como tal, es posible realizar una medición de la resistencia del tipo 4 alambres. El esquema de medición de resistencia de tipo 4 alambres tiene la ventaja de ser capaz de obtener datos con mayor precisión debido a una pequeña resistencia de contacto, en comparación con el esquema de medición de resistencia de tipo 2 alambres.
En la etapa de construcción de datos (S1 10), el número de objetos del grupo de muestras es al menos 100.000, preferentemente 200.000, y es preferible tener tantos objetos del grupo de muestras como sea posible en términos de fiabilidad.
La etapa de derivación del valor de resistencia umbral (S120) incluye derivar un valor de resistencia umbral procesando los datos acumulados por la etapa de construcción de datos (S1 10) mediante un esquema estadístico. El controlador que constituye el aparato de inspección de la presente invención incluye un programa para establecer un valor de resistencia umbral procesando los datos mediante un esquema estadístico. En un ejemplo específico, el programa puede obtener una curva de distribución normal de valores de resistencia individuales mantenidos por objetos del grupo de muestras, y en la curva de distribución normal, una suma de una desviación típica y un valor promedio de los valores de resistencia individuales puede establecerse como el valor de resistencia umbral.
Cuando el grupo de muestras muestra una curva de distribución normal, la mayoría de los objetos llegan a tener un valor cercano al valor promedio (u), y solamente una pequeña cantidad de objetos se desvía significativamente del valor promedio (u). Por lo tanto, los objetos que tienen un valor, que se desvía significativamente del valor promedio, pueden asumirse estocásticamente como defectuosos. Específicamente, la probabilidad de que aparezca un objeto con una desviación de 16 (desviación típica) es de aproximadamente el 32 %, la probabilidad de que aparezca un objeto con una desviación de 26 es de aproximadamente el 5 %, la probabilidad de que aparezca un objeto con una desviación de 36 es de aproximadamente el 0,3 %, la probabilidad de que aparezca un objeto con una desviación de 46 es de aproximadamente el 0,01 %, la probabilidad de que aparezca un objeto con una desviación de 58 es de aproximadamente el 0,001 % y la probabilidad de que aparezca un objeto con una desviación de 66 es de aproximadamente el 0,0000001 %. Por lo tanto, incluso si la suma del valor promedio y 66 se establece como el valor de resistencia umbral y se supone que el valor de resistencia superior a la suma indica que se ha realizado una soldadura débil, la fiabilidad es muy alta.
En lo sucesivo, la etapa de medición de resistencia (S200) se describirá en detalle. La etapa de medición de resistencia (S200) incluye obtener datos para determinar el valor de resistencia de la porción soldada a inspeccionar por el conjunto de medición que constituye el aparato de inspección de la presente invención.
El conjunto de medición de la presente invención incluye dos sondas de medición de resistencia y obtiene datos para derivar el valor de resistencia permitiendo que las dos sondas de medición de resistencia entren en contacto con la porción soldada. La FIG. 8 es un diagrama esquemático que muestra un procedimiento de adquisición de datos utilizando una sonda de medición de resistencia según una realización de la presente invención. Con referencia a la FIG. 8, se permite que una sonda de medición de resistencia 150 entre en contacto con un extremo 31 de la porción soldada 30, y se permite que la sonda de medición de resistencia 150' restante entre en contacto con el otro extremo 32 de la porción soldada 30, para medir de este modo toda la resistencia de la porción soldada 30. Además, según la realización de la FIG. 8, dos sondas de medición de resistencia 150 y 150' están posicionadas en la superficie superior de la porción soldada. Como se ilustra en la FIG. 8, la porción soldada 30 puede dividirse en una porción soldada 33 de la porción de la pestaña de electrodo 20 y una porción soldada 34 del cable de electrodo 10, y se puede permitir que ambas sondas de medición de resistencia entren en contacto con la porción soldada 33 de la pestaña de electrodo. Alternativamente, se puede permitir que las dos sondas de medición de resistencia entren en contacto con la porción soldada 34 de la porción del cable de electrodo.
La FIG. 9 es un diagrama esquemático que muestra un procedimiento de adquisición de datos utilizando una sonda de medición de resistencia según otra realización de la presente invención. Haciendo referencia a la FIG. 9, se puede permitir que una sonda de medición de resistencia 150 entre en contacto con la porción soldada 33 de la porción de pestaña de electrodo, y se puede permitir que la sonda de medición de resistencia 150' restante entre en contacto con la porción soldada de la porción de cable de electrodo, para realizar de este modo la medición de resistencia. Entre las realizaciones anteriores, era más preferible medir la resistencia en la forma de poner en contacto las dos sondas de medición de resistencia en la porción soldada 33 de la parte de pestaña de electrodo en términos del poder de detección de detectar una soldadura débil.
El aparato de inspección de estado de soldadura y el procedimiento de inspección de defectos de soldadura de la presente invención pueden aplicarse ampliamente a la porción soldada de la batería secundaria y pueden aplicarse a la porción soldada según diversos esquemas de soldadura. A saber, el procedimiento de inspección de defectos de soldadura de la presente invención puede aplicarse a una porción soldada entre una pestaña de electrodo y una pestaña de electrodo, una porción soldada entre una pestaña de electrodo y un cable de electrodo, y una porción soldada entre un cable de electrodo y una barra colectora en un paquete de baterías, y también puede aplicarse a una porción soldada por soldadura ultrasónica y a una porción soldada por soldadura láser, etc.
Según el aparato de inspección de estado de soldadura de la presente invención, se miden las resistencias de un grupo de muestras, se establece un valor de resistencia umbral a partir de una curva de distribución normal de los valores de resistencia medidos, y las resistencias se miden con precisión utilizando un instrumento de medición de microrresistencia que tiene una resolución de niveles de nanoohmios a microohmios cuando se miden las resistencias para el grupo de muestras y la porción soldada a inspeccionar, mostrando de este modo un excelente poder de detección para un defecto de soldadura débil.

Claims (12)

REIVINDICACIONES
1. Un aparato para inspeccionar un estado de soldadura en una porción soldada (30, 33, 34) para un acoplamiento electrónico o mecánico en una batería secundaria de litio, que comprende:
un conjunto de medición (100) configurado para obtener datos para derivar un valor de resistencia de la porción soldada (30, 33, 34) al permitir que una sonda de medición de resistencia (150, 150') entre en contacto con la porción soldada (30, 33, 34); y
un controlador configurado para comunicarse con el conjunto de medición (100), determinar el valor de resistencia de la porción soldada (30, 33, 34) recibiendo los datos obtenidos del conjunto de medición (100), y determinar si se realizó una soldadura débil comparando el valor de resistencia determinado con un valor de resistencia umbral, donde el conjunto de medición (100) está configurado para permitir que la sonda de medición de resistencia (150, 150') entre en contacto con un extremo (31) y con el otro extremo (32) de la porción soldada (30, 33, 34),caracterizado porqueel aparato comprende una cuna (110) en la que puede montarse un artículo que incluye la porción soldada que se va a inspeccionar, donde la cuna (110) incluye un orificio pasante (112) formado en una porción correspondiente a la porción soldada del artículo en una dirección del espesor de la cuna para permitir que la sonda de medición de resistencia (150, 150') entre en contacto con la parte superior y la parte posterior de la porción soldada (30, 33, 34) cuando la porción soldada (30, 33, 34) está posicionada en la región del orificio pasante (112).
2. El aparato según la reivindicación 1, donde el controlador determina que una soldadura débil se realizó si el valor de resistencia determinado excede el valor de resistencia umbral.
3. El aparato según la reivindicación 1, donde el conjunto de medición (100) comprende:
la cuna (110) plana sobre la que se monta un artículo;
una placa superior (120) configurada para ser posicionada en una porción superior que tiene una distancia de separación predeterminada de la cuna (110) e incluye una pluralidad de orificios pasantes (122) en los que puede insertarse la sonda de medición de resistencia (150, 150');
una placa inferior (130) configurada para ser posicionada en una porción inferior que tiene una distancia de separación predeterminada de la cuna e incluye una pluralidad de orificios pasantes en los que puede insertarse la sonda de medición de resistencia (150, 150'); un conjunto de acoplamiento (140) configurado para permitir que la cuna (110), la placa superior (120) y la placa inferior (130) se acoplen entre sí; y un par de sondas de medición de resistencia (150, 150') configuradas para obtener datos para determinar el valor de resistencia al entrar en contacto con la porción soldada (30, 33, 34).
4. El aparato según la reivindicación 1, donde una sonda de medición de resistencia (150, 150') incluye una sonda de corriente (151, 151') y una sonda de tensión (152, 152').
5. El aparato según la reivindicación 3, donde un miembro de guía superior (160) y un miembro de guía inferior para permitir que la sonda de medición de resistencia (150, 150') se inserte en una posición correcta están acoplados a la placa superior (120) y a la placa inferior (130), respectivamente.
6. El aparato según la reivindicación 5, donde el miembro de guía superior (160) y el miembro de guía inferior tienen orificios pasantes (161) en los que puede insertarse la sonda de medición de resistencia (150, 150'), respectivamente,
donde los orificios pasantes (161) del miembro de guía superior (160) y los orificios pasantes (122) de la placa superior (120) están ubicados en una línea recta para permitir de este modo que la sonda de medición de resistencia (150, 150') pase por los orificios pasantes (122, 161) para acercarse a una superficie superior de la porción soldada (30, 33, 34), y
donde los orificios pasantes del miembro de guía inferior y los orificios pasantes de la placa inferior (130) están ubicados en una línea recta para permitir de este modo que la sonda de medición de resistencia (150, 150') pase por los orificios pasantes para acercarse a una superficie inferior de la porción soldada (30, 33, 34).
7. El aparato según la reivindicación 3, donde el conjunto de acoplamiento (140) incluye una barra de acoplamiento (141) y un tornillo de acoplamiento (142).
8. El aparato según la reivindicación 7, donde la cuna (110), la placa superior (120) y la placa inferior (130) tienen cada una orificios de acoplamiento (111, 121) en 4 porciones de borde, y donde la placa superior (120), la cuna (110) y la placa inferior (130) se acoplan a medida que la barra de acoplamiento (141) pasa secuencialmente por los orificios de acoplamiento (111, 121) dispuestos en la placa superior (120), la cuna (110) y la placa inferior (130).
9. El aparato según la reivindicación 7, que comprende además un resorte de compresión (170) para ajustar una distancia de separación entre la cuna (110) y la placa superior (120) y una distancia de separación entre la cuna (110) y la placa inferior (130),
donde la barra de acoplamiento (141) está configurada para ser insertada en una porción hueca del resorte de compresión (170).
10. El aparato según la reivindicación 1, donde el controlador incluye un programa de establecimiento del valor de resistencia umbral para establecer el valor de resistencia umbral procesando los datos obtenidos para un grupo de muestras mediante un esquema estadístico.
11. El aparato según la reivindicación 10, donde los valores de resistencia determinados a partir de los datos obtenidos para el grupo de muestras corresponden a una curva de distribución normal.
12. El aparato según la reivindicación 1, que comprende además una fuente de energía configurada para aplicar energía al conjunto de medición (100),
donde la energía es un energía de corriente continua (CC) y está controlada por el controlador.
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