本發(fā)明涉及一種操作靈活的模組焊接工藝，屬于動力電池組制造設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著鋰離子電池技術(shù)的飛速發(fā)展，鋰離子電池已廣泛應(yīng)用到車載動力系統(tǒng)上。目前我國的汽車鋰電池產(chǎn)業(yè)在全球范圍內(nèi)占據(jù)的比例越來越大，對于車用動力鋰離子電池的要求也越來越高，如何高效實現(xiàn)模組中單體電芯之間的連接問題成為重中之重，即采用何種電芯極耳焊接工藝將成為整個動力電池產(chǎn)品生產(chǎn)工藝環(huán)節(jié)中最重要的一環(huán)。
目前動力電池模組中單體電芯的極耳之間焊接方式主要有超聲波焊接、激光焊接。激光焊接投入成本高，焊接材料需緊密接觸，激光焊前需壓緊焊接材料。超聲波焊接主要優(yōu)點：適用多種組合材料的焊接；不會對半導(dǎo)體等材料引起高溫污染及損傷；易焊接高熱導(dǎo)率及高電導(dǎo)率的材料；耗用功率小，僅為電阻點焊的5%左右，焊件變形小于3~5%，焊點強(qiáng)度及強(qiáng)度穩(wěn)定性平均提高15~20%；焊接后導(dǎo)電性好，引入電阻小，電阻系數(shù)極低或近乎為零；焊接時間短，不需要任何助焊劑、氣體、焊料；焊接無火花，環(huán)保安全。針對模組焊接工藝來講，目前主要存在以下幾個方面的問題：生產(chǎn)過程中如何實現(xiàn)快速、高精度、高一致性的模組焊接；如何做到不破壞電芯極耳材料、電芯內(nèi)部反應(yīng)層；焊接質(zhì)量如何控制等等，這些成為本領(lǐng)域技術(shù)人員努力研究的方向，但是現(xiàn)有技術(shù)中方案并不理想。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明正是針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題，提供一個接觸式可調(diào)控操作靈活的模組焊接工藝, 該工藝簡單、容易操作，實現(xiàn)快速、高精度、高一致性的模組焊接。
為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：一種操作靈活的模組焊接工藝，其特征在于，所述焊接工藝具體步驟如下：
（1）采用極耳折彎工裝進(jìn)行電芯極耳折彎；
（2）采用堆疊工裝進(jìn)行模組堆疊，兩片電芯并聯(lián)堆疊在一起，構(gòu)成1組，共8組，正負(fù)相間；
（3）安裝ICB（連接電路板），并進(jìn)行塑焊，內(nèi)嵌的U型連接片與堆疊好的電芯極耳緊貼，將8組電芯串聯(lián)；
（4）進(jìn)行超聲測試，檢測超聲發(fā)生是否正常；
（5）焊頭下壓，用塞尺測量焊接間隙0.1mm，并確認(rèn)其他焊接參數(shù)；
（6）做焊接樣片應(yīng)用拉力機(jī)側(cè)樣片拉力值，連續(xù)3個樣片達(dá)到2KN，可進(jìn)行焊接生產(chǎn)；
（7）超聲波焊接機(jī)與自動化焊接平臺匹配，進(jìn)行自動化焊接，焊接監(jiān)控軟件進(jìn)行焊接數(shù)據(jù)監(jiān)控與記錄；
（8）通過焊點外觀檢查、薄紙片塞焊點進(jìn)行模組焊接質(zhì)量檢查；
（9）采用電壓內(nèi)阻測試儀測量模組電壓、內(nèi)阻。
作為本發(fā)明的一種改進(jìn)，所述堆疊工裝上的極耳定位條確保堆疊后電芯極耳處在同一高度，模組中16片電芯兩側(cè)極耳的中心處于同一水平線上。保持焊接位置坐標(biāo)的一致性，提高焊接速度與焊接的穩(wěn)定性；
相對于現(xiàn)有技術(shù)，該技術(shù)方案的優(yōu)點如下：模組焊接的目的是為了將模組中各個單體電芯的極耳焊接在一起，實現(xiàn)串并聯(lián)，最終實現(xiàn)單體電芯導(dǎo)通過流，根據(jù)過流要求，1處焊接，即2片極耳與1片U型連接片焊接在一起的有效焊；接面積必須要達(dá)到5.2×3.2×6=99.84mm2；由于焊接動作空間較小，模組焊接的極耳與U型連接片盡量緊密貼合 在一起；超聲波焊接工藝引入的焊接阻值盡可能小，且保持一致；焊接表面及周圍平整，無開焊、過焊、開裂等現(xiàn)象；焊接的強(qiáng)度高，耐震，穩(wěn)定性好；模組焊接生產(chǎn)前的焊接樣片拉力值峰值大于2KN；焊接后不破壞電芯極耳材料、電芯內(nèi)部反應(yīng)層；焊頭焊齒保持清潔及冷卻；高效快速的進(jìn)行模組焊接生產(chǎn)，滿足大批量生產(chǎn)要求。
具體實施方式
為了加深對本發(fā)明的認(rèn)識和理解，下面結(jié)合具體實施方式，進(jìn)一步介紹本發(fā)明。
實施例1：一種操作靈活的模組焊接工藝，所述焊接工藝具體步驟如下：
（1）采用極耳折彎工裝進(jìn)行電芯極耳折彎；
（2）采用堆疊工裝進(jìn)行模組堆疊，兩片電芯并聯(lián)堆疊在一起，構(gòu)成1組，共8組，正負(fù)相間；
（3）安裝ICB（連接電路板），并進(jìn)行塑焊，內(nèi)嵌的U型連接片與堆疊好的電芯極耳緊貼，將8組電芯串聯(lián)；
（4）進(jìn)行超聲測試，檢測超聲發(fā)生是否正常；
（5）焊頭下壓，用塞尺測量焊接間隙0.1mm，振幅45μm，壓力46PSI，能量450J；小間隙利于待焊工件的穩(wěn)固夾持，超聲波焊接時穩(wěn)定，不會出現(xiàn)待焊工件滑動的現(xiàn)象。這些焊接參數(shù)都是為了滿足焊接質(zhì)量要求而設(shè)定的。
（6）做焊接樣片應(yīng)用拉力機(jī)側(cè)樣片拉力值，連續(xù)3個樣片達(dá)到2KN，可進(jìn)行焊接生產(chǎn)；
（7）超聲波焊接機(jī)與自動化焊接平臺匹配，進(jìn)行自動化焊接，焊接監(jiān)控軟件進(jìn)行焊接數(shù)據(jù)監(jiān)控與記錄；
（8）通過焊點外觀檢查、薄紙片塞焊點進(jìn)行模組焊接質(zhì)量檢查；
（9）采用電壓內(nèi)阻測試儀測量模組電壓、內(nèi)阻。
上述步驟中，極耳折彎工裝，保證電芯的極耳折彎的角度和位置尺寸極高的一致性，并聯(lián)電芯極耳可以緊密貼合，從而縮小焊接行程，即焊頭下降的距離減小，加快焊接作業(yè)；堆疊工裝上的極耳定位條確保堆疊后電芯極耳處在同一高度，模組中16片電芯兩側(cè)極耳的中心處于同一水平線上，保持焊接位置坐標(biāo)的一致性，提高焊接速度與焊接的穩(wěn)定性；安裝ICB（連接電路板）并塑焊，U型連接片的位置固定，電芯極耳緊貼U型連接片，待焊接件全部固定，焊接時，不會發(fā)生位移，提高焊接的穩(wěn)定性；每天焊接作業(yè)前，確認(rèn)超聲發(fā)生正常及焊接參數(shù)設(shè)置，再進(jìn)行焊接樣片拉力測試，必須要在連續(xù)3個焊接樣片的拉力峰值大于2KN的條件下，才可以進(jìn)行焊接生產(chǎn)，這充分保證了焊接質(zhì)量的穩(wěn)定性，包括焊點強(qiáng)度的的提高及焊點強(qiáng)度穩(wěn)定性的提高；目前超聲波焊接應(yīng)用比較廣泛的3點焊頭一次性焊接面積只有一半，完成1處焊接需要2次焊接動作，而1個模組焊接有16處。因此，使用3點焊頭進(jìn)行焊接需要32次焊接動作，主要缺點：a. 焊接耗時增加1倍，無法達(dá)到量產(chǎn)要求；b. 不能1次焊接成型，完成1處焊接需要進(jìn)行2次超聲波焊接，第2次超聲波焊接在一定程度上會破壞第1次焊接，導(dǎo)致第一次焊接位置出現(xiàn)開裂等問題，而且一致性差；c.引入焊接電阻值大小差別大。因此，本發(fā)明采用6點焊頭進(jìn)行焊接的焊接工藝，焊接耗時短，發(fā)熱量小，對焊頭和材料的損傷極微，延長焊頭使用壽命；焊接面積大，1次焊接動作便可完成1處焊接，不會產(chǎn)生二次破壞，一致性好；每完成1處極耳焊接，會有冷卻氣流對焊頭及焊點進(jìn)行降溫，進(jìn)一步減小焊頭發(fā)熱量，延長焊頭使用壽命，保持焊點處于常溫，保護(hù)電芯；每完成1個模組焊接，會有軟銅刷進(jìn)行焊頭清理，保證焊頭的清潔，防止材料粘結(jié)在焊頭上，影響焊接作業(yè)；超聲波焊接機(jī)與自動換焊接平臺實現(xiàn)通訊匹配，焊接自動走位，完全自動化焊接，節(jié)約人工成本，提高產(chǎn)能；焊接監(jiān)控軟件記錄每一次焊接數(shù)據(jù)，通過數(shù)據(jù)分析，可以監(jiān)控焊接質(zhì)量，反過來，也可以優(yōu)化焊接參數(shù)，提高焊接質(zhì)量；檢查焊點外觀，薄紙片檢查是否開焊，進(jìn)一步確保焊接質(zhì)量；測量焊接后的模組的電壓（16片電芯串并聯(lián)之后的總電壓），電阻（包含電芯本身的內(nèi)阻、連接片引入的阻值、焊接引入的阻值），將16片電芯串并聯(lián)之后理論電壓與理論內(nèi)阻計算公式及其與電壓、內(nèi)阻實際測量值的比較判定編寫到軟件程序中，可以得出連接片引入的阻值、焊接引入的阻值是微乎其微的，跟理論上計算的阻值基本一致。
需要說明的是上述實施例，并非用來限定本發(fā)明的保護(hù)范圍，在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上所作出的等同變換或替代均落入本發(fā)明權(quán)利要求所保護(hù)的范圍。