一种动力电池成组焊接结构及焊接方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及动力电池成组导电连接技术，尤其涉及一种动力电池成组焊接结构及焊接方法。
【背景技术】
[0002]随着汽车工业的高速发展，汽车带来的环境污染、能源短缺、资源枯竭和安全等方面的问题越来越突出。为了保持国民经济的可持续发展，保护人类居住环境和保障能源供给，各国政府不惜巨资，投入大量人力、物力，需求解决这些问题的各种途径。电动汽车具有良好的环保性能，既可以保护环境，又可以缓解能源短缺和调整能源结构，保障能源安全。目前发展电动汽车已成为各国政府和汽车行业的共识。
[0003]而单个电池提供的动力是有限的，因此要满足电动汽车的动力需求势必要将众多的单体电池采用串/并联的方式连接成组，将成组的电池作为电动汽车的动力源。
[0004]电池成组时其正负极柱与电池连接片(铜排或者铝排等)之间的连接一般使用螺栓联接或者焊接的方法。螺栓联接具有简单、易操作和适应性强的优点，但是在长期使用的过程中容易出现螺栓松动、电接触变差等可靠性问题而引发运行故障。焊接的方式目前一般采用激光点焊。激光焊接工艺容易实现自动化、生产效率高，并且接触电阻可控、长期使用的可靠性好，是电池成组技术的发展趋势。不过由于其本身的特点，焊接的工艺条件受到限制，主要是要求电池连接片的厚度不能太厚，否则如果采用激光焊接工艺来将其连接到电池的正负极柱上，需要相对较高的能量，而目前的激光焊接技术和设备很难实现稳定的生产，焊接质量难以保证，接触电阻、过流能力和机械强度都不能满足需求。
【发明内容】
[0005]为了解决上述问题，本发明提供了一种动力电池成组焊接结构及焊接方法，一方面可以充分发挥激光焊接生产效率高、可靠性好的优点，另一方面也保证了电池成组焊接工艺的简单可行。
[0006]一种动力电池成组焊接结构，包括电池极柱和电池连接片，其特征在于:所述电池连接片由多层薄片状金属构件构成，可以是两层、三层或者三层以上等更多层结构，层数可以根据动力电池实际需求电性能的过流能力以及所述薄片状金属构件的厚度来确定。所述电池极柱包括电池极柱焊接部，所述电池极柱焊接部为阶梯型凸台结构，所述电池极柱焊接部的阶梯型凸台的层数和所述薄片状金属构件的层数是相等的，见图2、图6、图8、图12和图14。所述电池极柱焊接部与所述电池连接片焊接部相互配合焊接。
[0007]优选的，所述电池极柱焊接部阶梯型凸台结构可以是呈中心对称、由中心到四周逐层下降结构。所述薄片状金属构件焊接部设置有通孔，每层所述薄片状金属构件焊接部上的通孔其大小形状和与之对应配合焊接的所述电池极柱焊接部的每层凸台的大小形状一致，以使每一层薄片状金属构件焊接部能够严丝合缝与所述电池极柱焊接部的相应凸台配合焊接，见图1、图2、图3、图11和图12。
[0008]优选的，所述电池极柱焊接部阶梯型凸台结构也可以是呈一侧逐层下降结构，见图13和图14。
[0009]优选的，所述电池极柱焊接部阶梯型凸台结构每层凸台的形状可以为圆形，见图
1、图2、图3、图9和图10。
[0010]优选的，所述电池极柱焊接部阶梯型凸台结构每层凸台的形状也可以为方形，见图11、图12、图13和图14。
[0011]优选的，所述电池极柱焊接部阶梯型凸台结构每层凸台的高度为0.5?1_。
[0012]优选的，所述电池极柱焊接部阶梯型凸台结构各层凸台的高度相等。
[0013]优选的，所述电池极柱焊接部阶梯型凸台结构的水平焊接面面积> 50_2，见图10。
[0014]一种动力电池成组焊接方法，其特征在于，包括步骤:
[0015]将所述第一层薄片状金属构件放置于所述电池极柱焊接部阶梯型凸台的最底层平面上，所述第一层薄片状金属构件焊接部的下表面紧贴所述电池极柱焊接部的最底层平面，以使所述第一层薄片状金属构件与所述电池极柱焊接部阶梯型凸台的第一层凸台紧密接触，执行所述第一层薄片状金属构件焊接部和所述电池极柱焊接部的焊接；
[0016]在已焊接所述第一层薄片状金属构件的所述电池极柱焊接部上放置所述第二层薄片状金属构件，使所述第二层薄片状金属构件焊接部的下表面紧贴所述第一层薄片状金属构件的上表面和所述电池极柱焊接部第一层凸台的上表面，执行所述第二层薄片状金属构件焊接部和所述第一层薄片状金属构件焊接部以及所述第二层薄片状金属构件焊接部和所述电池极柱焊接部的焊接；
[0017]以此继续，每层所述薄片状金属构件焊接部逐层叠加焊接到前一步所述薄片状金属构件焊接部和所述电池极柱焊接部上，以完成所述电池连接片与所述电池极柱的焊接。
[0018]本发明提供的动力电池成组焊接结构及焊接方法，容易实现动力电池成组连接的焊接自动化，焊接稳定性好，焊接质量能够得到保障。更重要的是，能够解决当前动力电池需要大电流过流能力与电池连接片过厚焊接无法有效实施的矛盾。
【附图说明】
[0019]图1为实施例1的动力电池成组焊接结构示意图；
[0020]图2为实施例1的多层薄片状金属构件分步焊接的组装示意图；
[0021]图3为图2的动力电池成组焊接的完成图；
[0022]图4为实施例1的薄片状金属构件的结构示意图；
[0023]图5为实施例1的电池连接片结构示意图；
[0024]图6为图4中的电池连接片焊接部局部放大图；
[0025]图7为实施例1的电池极柱阶梯型凸台的侧视图；
[0026]图8为图6中电池极柱阶梯型凸台的局部放大图；
[0027]图9为实施例1的电池极柱阶梯型凸台的俯视图；
[0028]图10为图8中电池极柱阶梯型凸台的局部放大图；
[0029]图11为实施例2的动力电池成组焊接结构示意图；
[0030]图12为实施例2的多层薄片状金属构件分步焊接的组装示意图；
[0031]图13为实施例3的动力电池成组焊接结构示意图；
[0032]图14为实施例3的多层薄片状金属构件分步焊接的组装示意图。
[0033]其中，附图标记说明如下:
[0034]11电池12电池极柱
[0035]13电池极柱焊接部131电池极柱焊接部第一层凸台
[0036]132电池极柱焊接部第二层凸台133电池极柱焊接部第三层凸台
[0037]21电池连接片22电池连接片焊接部
[0038]211第一层薄片状金属构件 221第一层薄片状金属构件焊接部
[0039]212第二层薄片状金属构件 222第二层薄片状金属构件焊接部
[0040]213第三层薄片状金属构件 223第三层薄片状金属构件焊接部
[0041]2211第一层薄片状金属构件焊接部通孔
[0042]2221第二层薄片状金属构件焊接部通孔
[0043]2231第三层薄片状金属构件焊接部通孔
【具体实施方式】
[0044]实施例1
[0045]图1?图10给出了一个动力电池成组焊接结构的实施例，包括电池11、电池极柱
12、电池连接片21。
[0046]如图2、图3、图7、图8、图9和图10所示，电池极柱12的端部设有电池极柱焊接部13，电池极柱焊接部13为阶梯型凸台结构。本例中，电池极柱焊接部13阶梯型凸台呈中心对称，由中心到四周逐层下降结构，共三层凸台，包括电池极柱焊接部第一层凸台131、电池极柱焊接部第二层凸台132和电池极柱焊接部第三层凸台133。电池极柱焊接部第一层凸台131、电池极柱焊接部第二层凸台132和电池极柱焊接部第三层凸台133均为圆形，高度hl，h2，h3相等，均为0.8mm，见图8。电池极柱焊接部13阶梯型凸台结构的三层水平焊接面 A、B、C 的面积分别为 16 π mm2,