一種電池的焊點(diǎn)可靠性測試方法及其測試裝置與流程

本發(fā)明涉及電池測試技術(shù)領(lǐng)域，具體公開了一種電池的焊點(diǎn)可靠性測試方法及其測試裝置。

背景技術(shù)：

電動(dòng)汽車、電動(dòng)自行車、電動(dòng)工具、通信設(shè)備后備電源所采用的鋰電池模組，在生產(chǎn)過程中均需焊接，而在焊接過程中容易發(fā)生空焊、虛焊和漏焊等現(xiàn)象，因此在電池包生成過程中需對(duì)焊接的效果可靠性進(jìn)行測試。

目前使用的焊接效果測試方法有拉力測試、x光測試、超聲波探傷、渦電流探測、焊點(diǎn)溫度觀察等等，但這些測試方法均不能進(jìn)行準(zhǔn)確判斷，容易造成各種問題。

隨著新能源行業(yè)的飛速發(fā)展，鋰電池模組焊接可靠性測試的市場需求日益增大。焊接是整個(gè)制作過程的關(guān)鍵點(diǎn)，隨之，焊接焊點(diǎn)的可靠性檢測也成為行業(yè)內(nèi)急需解決的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺點(diǎn)和不足，本發(fā)明的目的在于提供一種簡單高效的電池焊點(diǎn)可靠性測試方法。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下方案。

一種電池的焊點(diǎn)可靠性測試方法，包括如下步驟：在電池的焊接面之間接通電流i，測量兩個(gè)焊接面之間的電壓降u，根據(jù)公式r=u/i計(jì)算得出接觸電阻r的值，將接觸電阻r值與預(yù)設(shè)標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行比較，進(jìn)而判定焊點(diǎn)的可靠性。

優(yōu)選地，使電池和焊接面形成電流回路，測量兩個(gè)焊接面之間的電壓降。

或者，直接在兩個(gè)焊接面之間接通電流，測量兩個(gè)焊接面之間的電壓降。

進(jìn)一步，在電池的兩個(gè)焊接面之間接通電流時(shí)，同時(shí)在接通回路中接入標(biāo)準(zhǔn)電阻。

作為優(yōu)選實(shí)施例，當(dāng)一個(gè)電池存在多個(gè)焊點(diǎn)時(shí)，預(yù)設(shè)一個(gè)門檻值；可靠焊點(diǎn)的數(shù)量大于門檻值時(shí)，則判定電池合格；可靠焊點(diǎn)的數(shù)量小于門檻值時(shí)，則判定電池異常，需返修。

本發(fā)明還提供了一種相應(yīng)的焊點(diǎn)可靠性測試裝置，包括可提供穩(wěn)定電流的電源設(shè)備和用于測量焊接面之間電壓降的電壓測試儀器。

進(jìn)一步地，為了方便測試，測試裝置還包括機(jī)架，電源設(shè)備和電壓測試儀器設(shè)置于機(jī)架，機(jī)架還設(shè)置有用于輸送電池的電池輸送帶和測試針治具，電壓測試儀器連接于測試針治具，電源設(shè)備的電流回路接通點(diǎn)設(shè)置于電池模組輸送帶。

作為優(yōu)選實(shí)施例，為了實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化測試，測試裝置還包括電控柜，電控柜包括控制器和顯示屏，控制器分別與電池模組輸送帶、電源設(shè)備、電壓測試儀器、顯示屏電連接

本發(fā)明的有益效果：使用本發(fā)明的測試方法測試焊點(diǎn)的精度不受測試儀器的影響，通過增加電流即可提高儀器精度；而且，測試結(jié)果可靠性高，通過預(yù)留測試點(diǎn)即可實(shí)現(xiàn)，結(jié)構(gòu)簡單、成本低、自動(dòng)化程度高，適用于大規(guī)模生產(chǎn)的焊接可靠性測試。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例的焊點(diǎn)接觸電阻的測試示意圖。

圖2為本發(fā)明實(shí)施例的焊點(diǎn)接觸電阻的一種測試方式示意圖。

圖3為本發(fā)明實(shí)施例的焊點(diǎn)接觸電阻的另一種測試方式示意圖。

圖4為本發(fā)明實(shí)施例的焊點(diǎn)接觸電阻的再一種測試方式示意圖。

具體實(shí)施方式

為了便于本領(lǐng)域技術(shù)人員的理解，下面結(jié)合實(shí)施例及附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說明，實(shí)施方式提及的內(nèi)容并非對(duì)本發(fā)明的限定。

在電池焊接測試實(shí)踐中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，存在虛焊的電池內(nèi)阻會(huì)明顯偏高。目前操作中，需使用電池直流內(nèi)阻測試程序來獲取內(nèi)阻值rdc，一般采用測試參數(shù)i1：300ma；i2：3000ma；u1：i1放電10s，測試ocv；u2：i2放電1s，測試ocv；并根據(jù)公式，計(jì)算得出rdc值，并通過查看rdc的分布散布圖來獲得焊接點(diǎn)正態(tài)分布數(shù)據(jù)，從而得出焊點(diǎn)可靠性結(jié)論，此結(jié)論需要完成大量實(shí)踐數(shù)據(jù)才能獲得。

為此，發(fā)明人提出一種新的焊點(diǎn)可靠性測試方法，通過測量兩個(gè)焊接面之間的接觸電阻差異即可找出虛焊。而兩個(gè)焊接面之間的接觸電阻，不直接通過測試儀器測量接觸電阻，而是使兩接觸面流過電流后，通過電壓測試儀器獲取焊接點(diǎn)接觸電阻產(chǎn)生的壓降，根據(jù)接觸電阻的物理公式r=u/i計(jì)算得出；穩(wěn)定電流i可以通過電子負(fù)載等設(shè)備提供，電壓表采集完成后通過計(jì)算r找出虛焊，電壓測試不受接觸電阻的影響，因此通過壓降u的大小來判斷接觸電阻r的大小，將上述接觸電阻r與預(yù)設(shè)標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行比較，從而判斷焊接點(diǎn)是否虛焊。

預(yù)設(shè)標(biāo)準(zhǔn)值可以采用測量儀器來直接測量標(biāo)準(zhǔn)樣件的焊點(diǎn)的接觸電阻來獲得。

具體地，如圖1所示：

a、e焊接面為匯流排面；b、c、d、e焊接面為電芯面；通過回路電流a，兩焊接面產(chǎn)生壓降，測試電壓v是指a、e面到b、c、d、e的電壓；通過電子負(fù)載放電然后采集電流i(a)；電壓測試通過電壓表測試u(v)；焊接接觸面接觸電阻r=u/i。

通過電子負(fù)載提供穩(wěn)定的電流，回路中的電流i是一樣的；當(dāng)需要測量不同焊點(diǎn)時(shí)，直接測量焊點(diǎn)產(chǎn)生的壓降u，通過u/i即可獲得焊點(diǎn)接觸電阻r。該方法原理準(zhǔn)確，也不受測試儀器的影響，因此可以獲得準(zhǔn)確的結(jié)果。

實(shí)際操作中，作為優(yōu)選實(shí)施例，采用如圖2所示的方式來測試接觸電阻：

a、b焊接面；直接對(duì)電池包接通回路電流i，兩焊接面產(chǎn)生壓降，測試電壓u是指a面到b面的電壓；通過r=u/i則可判斷焊接面的接觸電阻。

通過上述方式測試，獲得測試數(shù)據(jù)，通過測試數(shù)據(jù)分析，存在虛焊的焊接電壓u明顯偏高，從而使得計(jì)算得出的接觸電阻r值也明顯高于預(yù)設(shè)標(biāo)準(zhǔn)值，進(jìn)而可判斷出焊點(diǎn)是否可靠。

另外，也可以采用如圖3所示的方式來測量接觸電阻，直接在a、b焊接面之間形成回路并通電流i，然后直接測量a、b焊接面之間的壓降u，從而得出接觸電阻r；

圖3所示的方式相對(duì)于圖2的方式，測試原理相同，但需要在焊點(diǎn)預(yù)留測試點(diǎn)，當(dāng)測試整個(gè)電池包的焊點(diǎn)時(shí)，還需要配套大量電源和切換開關(guān)，導(dǎo)致成本增加。圖2所示方式更為便捷，無需在焊點(diǎn)預(yù)留測試點(diǎn)，直接在電池包預(yù)留測試點(diǎn)即可實(shí)現(xiàn)。

當(dāng)采用如圖3所示的測試方式時(shí)，即，直接在兩個(gè)焊接面接通回路電流時(shí)，為了防止兩個(gè)焊接面之間電阻值太小而產(chǎn)生短路，可以在接通電流i時(shí)，同時(shí)在回路中接入一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)電阻，如圖4所示。其測試原理同圖2。

另外，在進(jìn)行電池焊接時(shí)，為了保證焊接的可靠性，一般會(huì)進(jìn)行多點(diǎn)焊接，同時(shí)也為了兼顧成本，通常會(huì)焊接3~4個(gè)焊點(diǎn)。那么，當(dāng)一個(gè)電池存在多個(gè)焊點(diǎn)時(shí)，可以預(yù)先設(shè)置一個(gè)門檻值；當(dāng)測量得出的可靠焊點(diǎn)的數(shù)量大于門檻值時(shí)，則判定電池合格，可進(jìn)行入庫；當(dāng)測量得出的可靠焊點(diǎn)的數(shù)量小于等于門檻值時(shí)，則判定電池異常，需進(jìn)行返修。比如說，當(dāng)電池有4個(gè)焊點(diǎn)時(shí)，可以設(shè)定門檻值為2，當(dāng)測量得出的可靠焊點(diǎn)的數(shù)量為3時(shí)，則可以判定電池合格；當(dāng)測量得出的可靠焊點(diǎn)的數(shù)量為1時(shí)，則判定電池異常，進(jìn)行返修。

在本實(shí)施例中，還為上述測試方法提供了一種配套的焊點(diǎn)可靠性測試裝置。測試裝置包括可提供穩(wěn)定電流的電源設(shè)備（如電子負(fù)載設(shè)備）、用于測量電壓的電壓測試儀器。

為了方便檢測，本測試裝置還可以包括用于輸送電池模組的電池模組輸送帶，可將電池模組輸送帶設(shè)置于機(jī)架，然后在機(jī)架上設(shè)置電源設(shè)備和電壓測試儀器，電源設(shè)備的電流回路接通點(diǎn)可以固定設(shè)置于電池模組輸送帶的一定位置，讓電池通過輸送帶時(shí)即可接通回路，同時(shí)在機(jī)架上設(shè)置測試針治具，電壓測試儀器連接于測試針治具，以通過測試針治具測量焊接面之間的壓降u。

進(jìn)一步地，為了實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化檢測，可以設(shè)置有電控柜，電控柜包括控制器，分別連接于電池模組輸送帶、電源設(shè)備和電壓測試儀器，以控制電池模組輸送帶、電源設(shè)備和電壓測試儀器的動(dòng)作邏輯；電控柜還包括顯示屏，顯示屏與控制器連接，以提供一個(gè)上位機(jī)界面，方便工作人員查看相關(guān)測試結(jié)果或設(shè)置相關(guān)參數(shù)。

關(guān)于測試精度，分析如下：電流采集的儀器精確度為0.005a，電壓采集儀器的精度為0.001v，那么焊點(diǎn)的接觸電阻r的精度為0.2ω，即200mω，該精度不能達(dá)到所需要的計(jì)算要求。

事實(shí)上，在實(shí)際測試過程中不會(huì)使用太小電流，測試均按0.2c或0.5c測試電池基本性能，那么根據(jù)公式r=u/i，電流i提高至5000ma即為最小精度的1000倍，r的精度0.2mω，大于焊接接觸接觸電阻，因此提高電流i可以測量更高精度的接觸電阻。

通過上述儀器測試條件的分析，得出結(jié)論，按照標(biāo)準(zhǔn)的放電測試0.2c或0.5c測試，電池焊接點(diǎn)之間的電壓降均可以通過電壓測試，根據(jù)物理公式，焊點(diǎn)壓降可以被精確測量，不受電流波動(dòng)和測試點(diǎn)接觸點(diǎn)的波動(dòng)影響。

在實(shí)際操作中，可采用不同材料來進(jìn)行焊接；采用不同材料焊接形成的焊點(diǎn)的接觸電阻值大小也會(huì)不同。因此，在具體實(shí)驗(yàn)中，采用該測試方法對(duì)不同材料的樣品焊點(diǎn)進(jìn)行了測試，發(fā)現(xiàn)該方法可適用于較寬范圍的電阻值的測試。

綜上，本發(fā)明實(shí)施例提供的電池焊點(diǎn)可靠性測試方法可以實(shí)現(xiàn)如下效果：

1）使用該測試方法測試焊點(diǎn)的精度不受測試儀器的影響，通過增加電流即可解決儀器精度問題；而且，測試結(jié)果可靠性高；

2）不用通過拉力等物理破壞試驗(yàn)判斷焊點(diǎn)的可靠性；

3）通過該方法，解決電池接觸電阻變化帶來的隱藏測試問題，通過預(yù)留測試點(diǎn)即可實(shí)現(xiàn)，結(jié)構(gòu)簡單、成本低、自動(dòng)化程度高；

4）通過自動(dòng)化測試，與同類型測試方法x光測試、超聲波探傷、渦電流探測等對(duì)比，該測試方案成本低、效率高，適用于大規(guī)模生產(chǎn)的焊接可靠性測試；

5）可以提供人機(jī)界面，操作方便實(shí)用。

以上內(nèi)容僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，依據(jù)本發(fā)明的思想，在具體實(shí)施方式及應(yīng)用范圍上均會(huì)有改變之處，本說明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對(duì)本發(fā)明的限制。