[发明专利]具有厚度降低结构部的多片工件层叠堆的束焊接

说明书

技术领域

本发明涉及多片工件层叠堆(即具有三片或更多片的工件层叠堆)的优化的束焊接(beam welding)。

背景技术

激光焊接是广泛使用的商用加工技术，其中激光光束辐射工件层叠堆的目标区域。电子束可以类似的方式被使用。经辐射的材料由于激光光束的强度而变为液化(liquefied)状态。当经液化的材料冷却后产生熔融点状焊接部或焊缝。束焊接可用于在典型的两层工件层叠堆中的一对邻近的板的整个厚度中形成熔融焊接部。但是，当尝试束焊接具有三层或更多层板(特别是不相似的材料)的工件层叠堆时，可产生非最优的熔融焊接部。

发明内容

此处提供了一种束焊接多片工件层叠堆的方法，即，使用激光束或电子束产生熔融焊接部的方法。一板具有厚度降低结构部，诸如一个或多个孔、沟道、沟槽、狭槽、或其他适于仅在板的特定区域内减少该特定的板的有效厚度的结构部。该区域邻近待形成的熔融焊接部的轨迹。

在此处使用时，术语“多片”指向三片或更多片堆叠或邻近布置的板，不论所述板的相对厚度。两件式工件层叠堆的束焊接最通常地通过在所述板的整个厚度上形成搭接结合部而实施。但是，传统的搭接结合部焊接技术在工件层叠堆中的板的数目超过两个、且特别地当不同的材料用在所述多个板的构造中时可能是难以有效地实施的。

在一个可能的实施例中，多片板可包括电池模块的电池凸出部以及导电互连构件。

束焊接组件包括具有厚度降低结构部的第一板、布置为邻近第一板以形成第一焊接界面的第二板、以及布置为邻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处，而第二熔融焊接部存在于第二焊接界面处。

当结合附图时，本发明的上述结构部和优势以及其他结构部和优势从下文中用于实施本发明的最佳模式的详尽描述中是轻易地明显的。

附图说明

图1是表现为电池模块的示例性焊接组件的示意性端部视图；

图2是多片工件层叠堆的示意性视图，所述多片工件层叠堆通过由该工件层叠堆的一片板限定的厚度降低结构部而被束焊接；

图3是多件式工件层叠堆的示意性视图，其被使用分束器从而被使用单个束源焊进行束焊接；

图4是使用两步束焊接的多件式工件层叠堆以及用于减少多片板中的一片的有效厚度的一组厚度降低结构部的示意性视图；

图5是描述束焊接多片工件层叠堆的方法的流程图；和

图6是具有环形或圈状厚度降低结构部的示意性视图。

具体实施方式

参见附图，其中相同的附图标记指向相同的构件，焊接组件10示出为可在机动车、工业、家居或各种其他应用中使用的类型的电池模块。其他使用多片工件层叠堆22构造的多件式组件可经由下文中阐明的方法形成，其中电池组件示例性地仅出于示例性目的而被使用，如本领域普通技术人员将理解的。不论实施例如何，组件10的至少一片板具有厚度降低结构部，该结构部在多片工件层叠堆22中提供优化的焊接厚度。

示例性电池模块可配置为可充电式锂离子聚合物电池，但其不限于这种设计。在一个实施例中，电池模块可配置为提供足以向一个或多个牵引电机(未示出)提供功率的电压输出，所述牵引电机位于混合动力电动车(HEV)、电动车(EV)、增程式电动车(EREV)等上，取决于应用示例性地具有约300至400VDC。这种水平通常用于仅电动(EV)推动模式。

电池模块实施例可包括一个或多个电化学电池芯(未示出)，其具有薄板16和18(例如，电极延伸部或电池凸出部)。板16、18可定位在电池壳体内彼此邻近，其中出于简明的目的在图1中仅示出了所述壳体的上部部分或互连板19。互连板19可限定开口15，板16和18穿过该开口向上延伸。板16和18可由不同于互连构件20的材料构造成。

任意数量的板，不论焊接组件10的性质，可彼此“堆叠”或以其他方式布置为彼此邻近。板16、18继而被束焊接至板12，即导电汇流棒或互连构件20的一部分。互连构件20可由导电金属(例如铜或铝)构造成。在一个可能的实施例中，互连构件20可包括经由另一片板(例如，基底)结合至一起的一对板12。板16和18以及板12形成工件层叠堆22的三个不同的工件或层。出于简明的目的，此处描述了三件式工件层叠堆22，但可使用多于三层板以制成工件层叠堆22。