电池导电架焊接在电池芯上的方法与流程

1.本发明涉及一种电池导电架与电池芯的焊接方法，尤是涉及一种利用串联电阻焊方式将电池导电架焊接在电池芯上的方法。


背景技术：

2.近年来，随着环保减碳的需求，电动车逐渐地受到人们的青睐。因此，很多车厂陆续进入电动车的开发，以期在电动车市场上抢得商机。
3.电动车的动力来源是电池，如锂电池。为了增加电动车的续航力，电动车上通常会设置具有相当数量电池芯的电池模组。电池模组包括多个电池芯及至少一电池导电架。电池导电架能焊接在电池芯上，以使得这些电池芯能通过电池导电架串联或并联连接一起。
4.请参阅图1及图2，一般电池导电架的俯视图及侧视剖面图。如图1及图2所示，电池导电架100包括导电体11及多个焊接部13。导电体11包括至少一分支113。分支113包括多个次分支1131，细缝12形成在次分支1131间。各焊接部13分配在各次分支1131上。电池导电架100能通过供电装置19以串联电阻焊(series resistance welding)的方式焊接在电池芯200上。串联电阻焊是一种通过焊接电流串联流过两个焊接部的焊接方法。供电装置19包括第一电极191及第二电极192。供电装置19的第一电极191将会提供焊接电流(welding current)190。焊接电流190朝着其中一个焊接部13流去，且经过电池芯200的壳体201以及另一个焊接部13，最后从第二电极192回流至供电装置19。焊接电流19将在第一电极191、两个焊接部13、电池芯200的壳体201以及第二电极192间形成电流回路。
5.再者，当焊接电流190通过焊接部13及电池芯200的壳体201时，焊接部13及其接触的电池芯200的壳体201将会升温而软化。之后，供电装置19通过电池导电架100挤压软化的焊接部13及其接触的电池芯200的壳体201，以在电池导电架100的导电体11与电池芯200之间挤压形成有大面积的焊接部13，以使电池导电架100能通过大面积的焊接部13与电池芯200的壳体201结合一起，而完成电池导电架100与电池芯200间的焊接。
6.在串联电阻焊的过程中，最理想的情况，焊接电流190的能量应通过焊接区130而集中在焊接点13与电池芯200的壳体上，例如：焊接电流190集中在欲焊接的焊接部13及其接触的电池芯200壳体201间进行流动。然而，电池导电架100的导电体11是一个导电性佳的金属导体，因此，在串联电阻焊的过程中，部分的焊接电流190将不可避免地从欲焊接的焊接部13被导引至导电体11，而在导电体11上分流出非预期的旁路电流110。这个旁路电流110的电流路径将会从其中一个焊接部13被导引出来、并沿着细缝12周围的导电体11进行流动，最后回流至另一个焊接部13。然而，这非预期的旁路电流110不仅会分掉焊接电流190部分能量，还会在导电体11上面发热，导致严重影响到焊接部13及电池芯200的壳体间的焊接成效。
7.再者，为了降低旁路电流110对于焊接电流190的影响，也可以拉长电池导电架100的细缝12长度，以便增加旁路电流110的电流路径而降低旁路电流110的大小。然，拉长电池导电架100的细缝12长度将会导致电池导电架100的结构强度不足而容易受损，例如：细缝
12间的衔接处太短，容易因外力碰撞造成而电池导电架100的断裂；或者，也可以减少电池导电架100的厚度，来降低旁路电流110的大小，然，如此作法会牺牲掉电池导电架100的整体阻抗，使得功耗上升，这会导致电池芯200使用时的温度上升速率增加。


技术实现要素：

8.基于上述技术课题，
9.本发明提出一种电池导电架焊接在电池芯上的方法，电池导电架包括导电体及多个焊接部；导电体包括第一平面及第二平面；磁场产生装置配置在导电体的第一平面上，焊接部突设在第二平面上，至少一细缝成形在导电体的第一平面及第二平面间；当串联电阻焊流程执行时，磁场产生装置将会通以电流以沿着导电体的第一平面的垂直方向上产生磁场，而焊接电流串联流过其中两个焊接部及电池芯的壳体而将其中两焊接部电阻焊在电池芯的壳体上；再者，在串联电阻焊流程执行期间，若焊接电流在导电体上分流出旁路电流时，利用磁场的劳伦兹力推挤沿着细缝流动的旁路电流，以使旁路电流产生偏移而脱离原本的路径，如此，旁路电流的电流路径的长度将可因此增加而降低旁路电流的电流大小，而后旁路电流的电流大小被降低后，焊接电流绝大部分的能量即可集中在焊接部及电池芯的壳体间，以便提升在电池导电架与电池芯间的串联电阻焊的成效。
10.本发明提供一种电池导电架焊接在电池芯上的方法，包括：提供电池导电架及至少一电池芯，其中电池导电架包括导电体及多个焊接部，导电体包括第一平面及一相对于第一平面的第二平面，多个焊接部突设在第二平面上；配置磁场产生装置在导电体的第一平面上；及执行串联电阻焊流程，包括：对磁场产生装置通以电流以沿着导电体的第一平面的垂直方向产生磁场；提供焊接电流以使焊接电流串联流过其中两欲焊接的焊接部及其接触的电池芯的壳体而将其中两欲焊接的焊接部焊在电池芯的壳体上；当焊接电流在导电体上分流出旁路电流时利用磁场的劳伦兹力推挤旁路电流以使旁路电流的流向偏移。
11.本发明的至少一实施例中，在多个焊接部已焊在电池芯的壳体上时将磁场产生装置从导电体之上卸下。
12.本发明的至少一实施例中，导电体包括至少一分支，每一分支包括多个次分支，每一次分支设置至少一焊接部，相邻的次分支间具有细缝，当旁路电流在细缝旁的导电体上进行流动时利用磁场的劳伦兹力推挤旁路电流以使旁路电流的流向偏移。
13.本发明的至少一实施例中，细缝的一端是开口端而另一端是封闭端，磁场产生装置配置在导电体的第一平面上且通过磁场产生装置遮盖位在细缝的封闭端旁的部分的细缝。
14.本发明的至少一实施例中，以嵌固元件将磁场产生装置固定在导电体上。
15.本发明的至少一实施例中，磁场产生装置是缠绕铜线的磁芯。
16.本发明的至少一实施例中，细缝的一端是开口端而另一端是封闭端，磁芯配置在导电体的第一平面上且通过磁场产生装置以遮盖位在细缝的封闭端旁的部分的细缝。
17.本发明的至少一实施例中，导电体包括至少一分支，每一分支分别包括有工型的镂空部，镂空部包括一对翼部及连接在这对翼部间的连接部，方法还包括：在镂空部的这对翼部旁分别配置磁场产生装置且每磁场产生装置分别遮盖对应的翼部或遮盖对应的部分的翼部；及当每旁路电流在翼部旁的导电体上进行流动时利用磁场的劳伦兹力推挤每旁路
电流以使每旁路电流的流向偏移。
附图说明
18.图1是现有技术的电池导电架的俯视图。
19.图2是现有技术的电池导电架的侧视剖面图。
20.图3是本发明在图1及图2电池导电架上配置至少一磁场产生装置的一实施例的俯视透视图。
21.图4是本发明在图1及图2电池导电架上配置至少一磁场产生装置的一实施例的侧视剖面图。
22.图5是本发明在图1及图2电池导电架上配置至少一磁场产生装置的一实施例的正视剖面图。
23.图6是本发明电池导电架上配置至少一磁场产生装置的又一实施例的俯视透视图。
24.图7是本发明在电池导电架上配置至少一磁场产生装置的又一实施例的侧视剖面图。
25.图8是本发明在电池导电架上配置至少一磁场产生装置的又一实施例的正视剖面图。
26.附图标记说明：100-电池导电架；101-电池导电架；11-导电体；110-旁路电流；111-第一表面；112-第一表面；113-分支；114-分支；15-镂空部；151-连接部；153-翼部；1131-次分支；12-细缝；13-焊接部；130-焊接区；17-磁场产生装置；171-磁场；19-供电装置；190-焊接电流；191-第一电极；192-第二电极；200-电池芯；201-壳体；f-劳伦兹力。
具体实施方式
27.请参阅图3、图4及图5，分别是本发明在图1及图2电池导电架上配置至少一磁场产生装置的一实施例的俯视透视图、侧视剖面图及正视剖面图，并同时参阅图1及图2。如那些图所示例，电池导电架100用以串联或并联多个电池芯200，电池导电架100包括导电体11及多个焊接部13。导电体11包括第一平面111及第二平面112。其中第一平面111及第二平面112可以是导电体11上两个相对的平面。例如：第一平面111是导电体11的上平面，而第二平面112是导电体11的下平面。焊接部13突设在导电体11的第二平面112上。电池导电架100通过焊接部13连接至少一对应的电池芯200。例如焊接部13连接电池芯200的壳体201。电池芯200的壳体201是金属罐体。
28.本发明的至少一实施例中，导电体11及焊接部13是相同的材质，例如：铜合金或镍合金，焊接部13一体成型在导电体11上。或者，本发明又一实施例中，导电体11及焊接部13是不同的材质，例如：导电体11是铜合金材质，而焊接部13是镍合金材质。
29.再者，导电体11包括至少一分支113。例如导电体11包括两个分支113。每一分支113分别用以连接一对应的电池芯200。进一步地，每一分支113包括多个次分支1131，每一次分枝1131设置有一或多个焊接部13。相邻的次分枝1131间具有细缝12。细缝12的一端是向外的开口端而另一端是向内的封闭端。同一个分枝113上的多个次分枝1131通过焊接部13连接同一个电池芯200。再者，具体而言，导电体11上的分枝113及次分枝1131的数量、焊
接部13及电池芯200的数量都不是本发明权利要求所要限制。
30.本发明电池导电架100通过供电装置19以串联电阻焊方式焊接在电池芯200上。供电装置19能提供焊接电流190。串联电阻焊是一种通过焊接电流190串联流过电池导电架100的两个焊接部13的焊接方法。供电装置19包括第一电极191及第二电极192。在进行电阻焊的过程中，供电装置19的第一电极191提供焊接电流190，焊接电流190朝其中一次分支1131上的焊接部13进行流动、通过电池芯200的壳体201以及另一次分支1131上的焊接部13而回流至第二电极192，以便在第一电极191、两个焊接部13、电池芯200的壳体201及第二电极192间形成电流回路。当焊接电流190通过焊接部13及电池芯200的壳体201时，焊接部13及接触的电池芯200的壳体201会因为温度上升而软化；当焊接部13及电池芯200的壳体201的温度到达特定值时将会熔化形成熔池。此时，供电装置19经由电池导电架100的导电体11挤压软化的焊接部13，以在电池导电架100的导电体11与电池芯200之间形成大面积的焊接部13。则，电池导电架100即可以通过大面积的焊接部13与电池芯200连接一起。
31.如上先前技术所述，在串联电阻焊过程中，供电装置19所提供的焊接电流190除流向焊接部13及电池芯200的壳体201外，部分的焊接电流190会从焊接部13被导引至导电性佳的导电体11上，而在导电体11上分流出旁路电流110。为了降低旁路电流110对于串联电阻焊的影响，进一步地，如图3、图4及图5所示，于执行串联电阻焊前，电池导电架100的导电体11的第一平面111或第二平面112上配置至少一磁场产生装置17，例如每磁场产生装置17配置在电池导电架100的导电体11的第一平面111，且通过磁场产生装置17遮盖对应细缝12其封闭端附近的部分细缝12。本发明的至少一实施例中，磁场产生装置17的数量也可以于细缝12的数量。磁场产生装置17是缠绕铜线的磁芯，如c型磁芯、环型磁芯或条状磁芯。
32.磁场产生装置17配置在电池导电架100后，开始执行串联电阻焊。且，在串联电阻焊的同时，对于磁场产生装置17通以电流，以沿着电池导电架100的垂直方向(z轴方向)产生磁场171。当旁路电流110在细缝12旁的导电体11上进行流动时，受到磁场171的劳伦兹力(lorentz force)f的影响，旁路电流110将会在x方向或y方向被推挤以产生偏移而脱离原本路径，致使旁路电流110的电流路径的长度将因此增加。再者，旁路电流110的电流路径被推挤的改变幅度将会反应于磁场171的大小。
33.于是，在串联电阻焊的过程中，旁路电流110在细缝12旁的导电体11进行流动时，磁场产生装置17所产生的磁场171的劳伦兹力l将推挤旁路电流110而使旁路电流110的电流流向产生偏移而脱离原本路径，旁路电流110的电流路径的长度将可因此增加而降低旁路电流110的电流大小。旁路电流110的电流大小被降低后，焊接电流190受旁路电流110的影响程度也会跟着降低，如此，焊接电流190绝大部分的能量即可集中在焊接区130上，如欲焊接的两焊接部13及其接触的电池芯200的壳体201间的区域，以便提升在电池导电架100与电池芯200间的串联电阻焊的成效。
34.接续，本发明磁场产生装置17是可拆卸装置，其可以组配在电池导电架100的导电体11上或从电池导电架100的导电体11上拆卸下来。例如：执行串联电阻焊前，磁场产生装置17也可以通过嵌固元件(未显示)组配在电池导电架100的导电体11上；执行串联电阻焊后，拆卸嵌固元件以将磁场产生装置17从电池导电架100的导电体11上卸下，藉以完成电池导电架100与电池芯200间的焊接流程。
35.请参阅图6、图7及图8，分别是本发明电池导电架上配置至少一磁场产生装置的又
一实施例的俯视透视图、侧视剖面图及正视剖面图。如图6、图7及图8所示，本实施例电池导电架101的导电体11包括至少一分支114。例如导电体11包括两个分支114。每一分支114分别用以连接一对应的电池芯200。进一步地，每一分支114包括工型或近似工型的镂空部15。镂空部15包括一对翼部153及连接在翼部153间的连接部151。在连接部151的两侧分别设置焊接区130，每一焊接区130包括有两焊接部13。
36.在进行电阻焊的过程中，供电装置19的第一电极191提供焊接电流190，焊接电流190朝镂空部15的连接部151一侧的焊接部13进行流动、通过电池芯200的壳体201以及通过镂空部15的连接部151另一侧的焊接部13而回流至第二电极192，以便在第一电极191、两个焊接部13、电池芯200的壳体201及第二电极192间形成电流回路。当焊接电流190通过焊接部13及电池芯200的壳体201时，焊接部13及接触的电池芯200的壳体201会因为温度上升而软化；当焊接部13及电池芯200的壳体201的温度到达特定值时将会熔化形成熔池。此时，供电装置19经由电池导电架101的导电体11挤压软化的焊接部13，以在电池导电架101的导电体11与电池芯200之间形成大面积的焊接部13。则，电池导电架101即可以通过大面积的焊接部13与电池芯200连接一起。
37.在串联电阻焊的过程中，部分的焊接电流190将不可避免地从欲焊接的焊接部13被导引至导电体11，而在导电体11的镂空部15两侧翼部153上分别分流出非预期的旁路电流110。这两非预期的旁路电流110的电流路径分别从其中一对应的焊接部13被导引出来、并分别沿着对应的翼部153周围的导电体11进行流动，最后回流至另一个对应的焊接部13。然而，这两非预期的旁路电流110不仅会分掉焊接电流190部分能量，还会在导电体11上面发热，导致严重影响到焊接部13及电池芯200的壳体间的焊接成效。
38.为了降低旁路电流110对于串联电阻焊的影响，同样地，在本实施例中，电池导电架101的导电体11的第一平面111上配置多个磁场产生装置17。例如：在镂空部15两翼部153旁分别设置有磁场产生装置17，且每磁场产生装置17分别遮盖对应的翼部153或对应的部分的翼部153。
39.磁场产生装置17配置在电池导电架101后，开始执行串联电阻焊。且，在串联电阻焊的同时，对于每磁场产生装置17通以电流，以沿着电池导电架101的垂直方向(z轴方向)分别产生磁场171。当两旁路电流110在镂空部15的两翼部153旁的导电体11上进行流动时，受到磁场171的劳伦兹力f的影响，两旁路电流110将会在x方向或y方向分别被推挤以产生偏移而脱离原本路径，致使两旁路电流110的电流路径的长度将因此增加。
40.于是，在串联电阻焊的过程中，两旁路电流110在镂空部15的两翼部153旁的导电体11进行流动时，每磁场产生装置17所产生的磁场171的劳伦兹力l将分别推挤两旁路电流110而使两旁路电流110的电流流向产生偏移而脱离原本路径，两旁路电流110的电流路径的长度将可因此增加而降低两旁路电流110的电流大小。两旁路电流110的电流大小被降低后，焊接电流190受两旁路电流110的影响程度也会跟着降低，如此，焊接电流190绝大部分的能量即可集中在焊接区130上，以便提升在电池导电架101与电池芯200间的串联电阻焊的成效。
41.以上所述者，仅是本发明的较佳实施例而已，并非用来限定本发明实施的范围，即凡依本发明权利要求所述的形状、构造、特征及精神所为的均等变化与修饰，均应包括于本发明的权利要求的范围内。

技术特征：
1.一种电池导电架焊接在电池芯上的方法，其特征在于，包括有：提供电池导电架及至少一电池芯，所述电池导电架包括导电体及多个焊接部，所述导电体包括第一平面及相对于所述第一平面的第二平面，所述多个焊接部突设在所述第二平面上；配置至少一磁场产生装置在所述导电体的所述第一平面上；及执行串联电阻焊流程，包括：对所述至少一磁场产生装置通以电流以沿着所述导电体的所述第一平面的垂直方向产生磁场；提供焊接电流以使所述焊接电流串联流过其中两欲焊接的所述焊接部及其接触的所述电池芯的壳体而将其中两欲焊接的所述焊接部焊在所述电池芯的壳体上；及当所述焊接电流在所述导电体上分流出至少一旁路电流时利用所述磁场的劳伦兹力推挤所述至少一旁路电流以使所述至少一旁路电流的流向偏移。2.根据权利要求1所述的电池导电架焊接在电池芯上的方法，其特征在于，还包括：在所述多个焊接部已焊在所述电池芯的壳体上时将所述至少一磁场产生装置从所述导电体之上卸下。3.根据权利要求1所述的电池导电架焊接在电池芯上的方法，其特征在于，所述导电体包括至少一分支，每一所述分支包括多个次分支，每一所述次分支设置至少一个所述焊接部，相邻的所述次分支间具有细缝，所述方法还包括：当所述至少一旁路电流在所述细缝旁的所述导电体上进行流动时利用所述磁场的所述劳伦兹力推挤所述至少一旁路电流以使所述至少一旁路电流的流向偏移。4.根据权利要求1所述的电池导电架焊接在电池芯上的方法，其特征在于，所述细缝的一端是开口端而另一端是封闭端，所述方法还包括：配置所述至少一磁场产生装置在所述导电体的所述第一平面上且通过所述至少一磁场产生装置以遮盖位在所述细缝的所述封闭端旁的部分的所述细缝。5.根据权利要求1所述的电池导电架焊接在电池芯上的方法，其特征在于，还包括：以嵌固元件将所述至少一磁场产生装置固定在所述导电体上。6.根据权利要求1所述的电池导电架焊接在电池芯上的方法，其特征在于，所述至少一磁场产生装置是缠绕铜线的磁芯。7.如权利要求6所述的电池导电架焊接在电池芯上的方法，其特征在于，所述细缝的一端是开口端而另一端是封闭端，所述方法还包括：配置所述磁芯在所述导电体的所述第一平面上且通过所述磁芯以遮盖位在所述细缝的所述封闭端旁的部分的所述细缝。8.根据权利要求1所述的电池导电架焊接在电池芯上的方法，其特征在于，所述导电体包括至少一分支，所述至少一分支包括有工型的镂空部，所述镂空部包括一对翼部及连接在所述一对翼部间的连接部，所述方法还包括：在所述镂空部的所述一对翼部旁分别配置所述至少一磁场产生装置且每一所述至少一磁场产生装置分别遮盖对应的所述翼部或遮盖对应的部分的所述翼部；及当每一所述至少一旁路电流在所述翼部旁的所述导电体上进行流动时利用所述磁场的所述劳伦兹力推挤每一所述至少一旁路电流以使每一所述旁路电流的流向偏移。

技术总结
本发明公布一种电池导电架焊接在电池芯上的方法，电池导电架包括导电体及多个焊接部；导电体包括第一平面及第二平面；磁场产生装置配置在导电体的第一平面上，而焊接部突设在第二平面上；当串联电阻焊流程执行时，对磁场产生装置通以电流以沿着导电体的第一平面的垂直方向产生磁场，提供焊接电流以使焊接电流串联流过其中两个焊接部及电池芯的壳体而将其中两焊接部电阻焊在电池芯的壳体上；在串联电阻焊流程执行期间，若焊接电流在导电体上分流出旁路电流时，利用磁场的劳伦兹力推挤旁路电流以使旁路电流的流向偏移。路电流以使旁路电流的流向偏移。路电流以使旁路电流的流向偏移。


技术研发人员：张古博
受保护的技术使用者：新盛力科技股份有限公司
技术研发日：2022.03.18
技术公布日：2023/9/23