[發(fā)明專(zhuān)利]具有厚度降低結(jié)構(gòu)部的多片工件層疊堆的束焊接

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210080731.2
• 申請(qǐng)日: 2012-03-23
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102689089A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-09-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: W.W.蔡;T.B.斯托頓;D.揚(yáng);X.趙
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 通用汽車(chē)環(huán)球科技運(yùn)作有限責(zé)任公司
• 主分類(lèi)號(hào): B23K15/00
• 分類(lèi)號(hào): B23K15/00;B23K26/20;H01M10/04
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務(wù)所 11105
• 代理人: 葛青

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及多片工件層疊堆(即具有三片或更多片的工件層疊堆)的優(yōu)化的束焊接(beam?welding)。

背景技術(shù)

激光焊接是廣泛使用的商用加工技術(shù)，其中激光光束輻射工件層疊堆的目標(biāo)區(qū)域。電子束可以類(lèi)似的方式被使用。經(jīng)輻射的材料由于激光光束的強(qiáng)度而變?yōu)橐夯?liquefied)狀態(tài)。當(dāng)經(jīng)液化的材料冷卻后產(chǎn)生熔融點(diǎn)狀焊接部或焊縫。束焊接可用于在典型的兩層工件層疊堆中的一對(duì)鄰近的板的整個(gè)厚度中形成熔融焊接部。但是，當(dāng)嘗試束焊接具有三層或更多層板(特別是不相似的材料)的工件層疊堆時(shí)，可產(chǎn)生非最優(yōu)的熔融焊接部。

發(fā)明內(nèi)容

此處提供了一種束焊接多片工件層疊堆的方法，即，使用激光束或電子束產(chǎn)生熔融焊接部的方法。一板具有厚度降低結(jié)構(gòu)部，諸如一個(gè)或多個(gè)孔、溝道、溝槽、狹槽、或其他適于僅在板的特定區(qū)域內(nèi)減少該特定的板的有效厚度的結(jié)構(gòu)部。該區(qū)域鄰近待形成的熔融焊接部的軌跡。

在此處使用時(shí)，術(shù)語(yǔ)“多片”指向三片或更多片堆疊或鄰近布置的板，不論所述板的相對(duì)厚度。兩件式工件層疊堆的束焊接最通常地通過(guò)在所述板的整個(gè)厚度上形成搭接結(jié)合部而實(shí)施。但是，傳統(tǒng)的搭接結(jié)合部焊接技術(shù)在工件層疊堆中的板的數(shù)目超過(guò)兩個(gè)、且特別地當(dāng)不同的材料用在所述多個(gè)板的構(gòu)造中時(shí)可能是難以有效地實(shí)施的。

在一個(gè)可能的實(shí)施例中，多片板可包括電池模塊的電池凸出部以及導(dǎo)電互連構(gòu)件。

束焊接組件包括具有厚度降低結(jié)構(gòu)部的第一板、布置為鄰近第一板以形成第一焊接界面的第二板、以及布置為鄰近所述所述第二板以形成第二焊接界面的第三板。第一熔融焊接部存在于第一焊接界面處，而第二熔融焊接部存在于第二焊接界面處。

當(dāng)結(jié)合附圖時(shí)，本發(fā)明的上述結(jié)構(gòu)部和優(yōu)勢(shì)以及其他結(jié)構(gòu)部和優(yōu)勢(shì)從下文中用于實(shí)施本發(fā)明的最佳模式的詳盡描述中是輕易地明顯的。

附圖說(shuō)明

圖1是表現(xiàn)為電池模塊的示例性焊接組件的示意性端部視圖；

圖2是多片工件層疊堆的示意性視圖，所述多片工件層疊堆通過(guò)由該工件層疊堆的一片板限定的厚度降低結(jié)構(gòu)部而被束焊接；

圖3是多件式工件層疊堆的示意性視圖，其被使用分束器從而被使用單個(gè)束源焊進(jìn)行束焊接；

圖4是使用兩步束焊接的多件式工件層疊堆以及用于減少多片板中的一片的有效厚度的一組厚度降低結(jié)構(gòu)部的示意性視圖；

圖5是描述束焊接多片工件層疊堆的方法的流程圖；和

圖6是具有環(huán)形或圈狀厚度降低結(jié)構(gòu)部的示意性視圖。

具體實(shí)施方式

參見(jiàn)附圖，其中相同的附圖標(biāo)記指向相同的構(gòu)件，焊接組件10示出為可在機(jī)動(dòng)車(chē)、工業(yè)、家居或各種其他應(yīng)用中使用的類(lèi)型的電池模塊。其他使用多片工件層疊堆22構(gòu)造的多件式組件可經(jīng)由下文中闡明的方法形成，其中電池組件示例性地僅出于示例性目的而被使用，如本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將理解的。不論實(shí)施例如何，組件10的至少一片板具有厚度降低結(jié)構(gòu)部，該結(jié)構(gòu)部在多片工件層疊堆22中提供優(yōu)化的焊接厚度。

示例性電池模塊可配置為可充電式鋰離子聚合物電池，但其不限于這種設(shè)計(jì)。在一個(gè)實(shí)施例中，電池模塊可配置為提供足以向一個(gè)或多個(gè)牽引電機(jī)(未示出)提供功率的電壓輸出，所述牽引電機(jī)位于混合動(dòng)力電動(dòng)車(chē)(HEV)、電動(dòng)車(chē)(EV)、增程式電動(dòng)車(chē)(EREV)等上，取決于應(yīng)用示例性地具有約300至400VDC。這種水平通常用于僅電動(dòng)(EV)推動(dòng)模式。

電池模塊實(shí)施例可包括一個(gè)或多個(gè)電化學(xué)電池芯(未示出)，其具有薄板16和18(例如，電極延伸部或電池凸出部)。板16、18可定位在電池殼體內(nèi)彼此鄰近，其中出于簡(jiǎn)明的目的在圖1中僅示出了所述殼體的上部部分或互連板19。互連板19可限定開(kāi)口15，板16和18穿過(guò)該開(kāi)口向上延伸。板16和18可由不同于互連構(gòu)件20的材料構(gòu)造成。

任意數(shù)量的板，不論焊接組件10的性質(zhì)，可彼此“堆疊”或以其他方式布置為彼此鄰近。板16、18繼而被束焊接至板12，即導(dǎo)電匯流棒或互連構(gòu)件20的一部分。互連構(gòu)件20可由導(dǎo)電金屬(例如銅或鋁)構(gòu)造成。在一個(gè)可能的實(shí)施例中，互連構(gòu)件20可包括經(jīng)由另一片板(例如，基底)結(jié)合至一起的一對(duì)板12。板16和18以及板12形成工件層疊堆22的三個(gè)不同的工件或?qū)印３鲇诤?jiǎn)明的目的，此處描述了三件式工件層疊堆22，但可使用多于三層板以制成工件層疊堆22。