利用推拉力测试机进行电芯连接强度测试：方法解析

随着全球对可持续能源解决方案的需求日益增长，电动汽车（EV）和混合动力汽车（HEV）的发展已经成为汽车工业的重要趋势。这些车辆的核心是高能量密度的电池系统，它们不仅需要提供足够的动力以支持车辆的运行，还要保证在各种环境和操作条件下的可靠性和安全性。电池的性能，尤其是在全电动或混合动力汽车中，直接关系到车辆的续航能力、加速性能和整体效率。

尽管电池技术取得了显著进步，但电池系统的可靠性和安全性仍然是业界关注的焦点。电池组的电化学性能和整体健壮性已经得到了广泛的研究和测试，包括温度循环、环境适应性、充放电循环和振动测试等。然而，一个关键的领域——电芯之间的连接性能，却往往被忽视。这些连接不仅管理着电芯之间的电流流动，还对动力系统的稳定能量输出至关重要。

电芯连接的质量问题可能导致严重的后果。高电阻连接可能会引起过热，而连接的断开则可能导致可用电芯数量减少，进而增加剩余电芯的负担，引发过热甚至火灾。因此，电芯连接的强度和可靠性是确保电池系统安全和高效运行的关键因素。本文科准测控小编旨在探讨电芯连接强度测试的原理和方法，分析当前使用的连接技术，以及它们在实际应用中的表现。

一、常见连接方式

目前，电芯连接技术包括超声引线键合、激光带式键合和极片点焊等，每种技术都有其特定的优势和局限性。例如，超声引线键合以其高速和灵活性而受到青睐，但其连接强度却受到连接表面清洁度的影响。因此，对这些连接技术进行严格的测试，以确保它们能够形成坚固的连接，是减少未来电池故障风险的关键。

二、连接性可靠性测试

为了确保电池在长时间和反复的大电流充放电过程中保持稳定且不发生故障，电芯之间的连接工艺必须严格控制，以保证连接的高质量。尽管现有的视觉检测技术在识别电芯表面的缺陷方面发挥了作用，但它们存在一定的局限性。例如，如果连接表面存在污染物，或者键合未能形成坚固的连接，传统的视觉检测可能无法察觉。此外，焊接不牢靠，仅形成较小的接触面积，也可能导致连接强度不足。在这些情况下，仅通过视觉检查是不够的，必须采用物理的机械测试方法来准确评估焊接的强度。

进行机械拉力测试时，需要使用小型钩子或剪切工具，以及配备高灵敏度的力传感器（能够测量到0.01cN的微小力量）。

如图所示的测试方法示意图，这种测试能够提供对焊接强度的直接测量。通过这种精确的机械测试，我们可以确保电芯之间的连接不仅在视觉上无缺陷，而且在物理强度上也符合所需的标准，从而保障电池系统的长期可靠性和安全性。

三、检测设备

1、Alpha-W260推拉力测试机

1) 设备介绍

1）设备概述

a、多功能焊接强度测试仪是一种专为微电子领域设计的动态测试设备，用于评估引线键合后的焊接强度、焊点与基板的粘接强度以及进行失效分析。该仪器能够执行多种测试，如晶片推力测试、金球推力测试和金线拉力测试，配备有高速力值采集系统，以确保测试的精确性。

b、用户可以根据具体的测试需求更换相应的测试模块，系统将自动识别并调整到合适的量程。这种灵活性使得设备能够适应不同产品的测试需求。每个测试工位都设有独立安全高度和速度限制，以防止因误操作而损坏测试探头。该系统以快速、精确和广泛的适用性为特点。

c、该测试仪广泛应用于半导体集成电路封装测试、LED封装测试、光电器件封装测试、PCBA电子组装测试，以及汽车电子、航空航天和军事等领域。同时，它也适用于电子分析和研究单位进行失效分析，以及教育机构的教学和研究活动。

2）设备特点

3）试样

圆柱电芯的电池组

电芯组成的电池组，电芯之间采用引线键合的方式焊接在一起。

四、检测流程

步骤一、准备阶段

设备检查：确保多功能焊接强度测试仪处于良好工作状态，所有部件均已校准。

CCD识别：使用CCD相机识别并定位键合位置，确保测试的精确性。

治具准备：准备适合测试的小型钩子或剪切工具，并确保它们与测试机的微米精度X、Y、Z轴兼容。

步骤二、设定测试参数

设备概述：了解测试仪的功能，包括晶片推力测试、金球推力测试和金线拉力测试等。

参数输入：根据测试需求，输入测试的高度、速度、测试起点和终点。

安全设置：为每个测试工位设定独立安全高度和速度限制，防止误操作损坏探头。

步骤三、测试模块更换

模块选择：根据待测试电芯的特定需求，更换相应的测试模块。

系统自动识别：确保系统能够自动识别更换的模块，并调整到合适的量程。

步骤四、测试执行

对准测试点：使用X、Y、Z轴将治具精确对准测试点。

开始测试：启动测试仪，按照预设的参数进行测试动作。

数据采集：测试过程中，高速力值采集系统将实时记录测试数据。

步骤五、无损测试

敏感度调整：如果测试设备足够敏感，调整设备以在极低的力下进行无损测试，以评估焊接强度而不损坏电芯。

步骤六、数据记录与分析

图像和视频记录：记录整个测试过程的图像和视频，以便于后续分析和记录。

数据评估：分析测试数据，确定焊接强度是否符合预期标准。

失效分析：如果测试结果不理想，进行失效分析，以识别问题所在并提出改进措施。

步骤七、测试报告

结果整理：整理测试结果和分析数据，编制测试报告。

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