CN103730615A - 组装托架 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种组装托架（100），其供单电池堆（1）组装在其上。所述单电池堆（1）包括单电池组群、端板（12）和约束部件（50），在所述单电池组群中堆叠有多个单电池（11），所述端板配置在使所述单电池组群介设于其间的位置，所述约束部件用于向所述端板（12）施加约束所述单电池组群的约束力。所述组装托架（100）包括定位接合部件（103，104，105），所述定位接合部件与所述约束部件（50）接合以实现所述单电池堆（1）的定位。

Description

组装托架

技术领域

本发明涉及一种可供单电池堆组装在其上的组装托架。

背景技术

公知一种作为用于向车辆驱动马达供给电力的电池装置的车辆电池组，所述车辆电池组包括单电池堆，在该单电池堆中堆叠有多个单电池。该车辆电池组在车辆的组装厂内被组装在组装托架上。车辆电池组具有符合车内装设位置、法律法规或要求性能的各种形状，并且因此要求根据各个车辆电池组来使用具有不同形状的不同组装托架。

日本专利申请公报No.2004-182307（JP2004-182307A）公开了一种用于固定和输送多种类型的产品的输送托架，该输送托架包括形成为大体板状的基部、以及支承块，该支承块设置在基部中并形成有与产品接触及支承产品的多个接纳表面。支承块形成为阶梯形状，使得多个接纳表面根据产品类型而具有与基部不同的尺寸。

然而，在生产工厂内，多种车辆电池组的生产量不同，并因此可能引起托架更换、库存空间的保证、今后对新型车辆电池组的转用性等的恶化。

此外，JP2004-182307A中公开的输送托架是用于输送在用于车辆空调的压缩机的生产线中使用的压缩机的托架，并且无法简单地应用于车辆电池组。例如，当将JP2004-182307A中公开的输送托架应用于电池组时，由于用于支承产品的支承块是固定的，故存在托架干扰支承块并且不能根据电池组的类型而应用于电池组的情况。

发明内容

因此，本发明提供了一种可供具有不同几何形状的多种类型的单电池堆选择性地组装在其上的组装托架。

本发明的第一方面涉及一种供单电池堆组装在其上的组装托架，所述单电池堆包括单电池组群、端板和约束部件，在所述单电池组群中堆叠有多个单电池，所述端板配置在使所述单电池组群介设于其间的位置，所述约束部件用于向所述端板施加约束所述单电池组群的约束力。所述组装托架包括定位接合部件，所述定位接合部件与所述约束部件接合以实现所述单电池堆的定位。

在上述方面中，所述约束部件可呈杆状。

在上述方面中，多个所述定位接合部件可沿所述约束部件延伸的方向设置并具有折叠式结构，在所述折叠式结构中，在所述定位接合部件与所述约束部件接合的接合位置和所述定位接合部件不与所述约束部件接合的非接合位置之间变换姿态。

在上述方面中，所述定位接合部件包括基座和回转部件，所述基座具有凹部，所述回转部件配合在所述凹部中以便能够变换其姿态，并具有接纳所述约束部件的接纳表面。在所述凹部的底面中，形成有供从所述回转部件突出的回转调控销插入的回转调控开口。在所述接合位置，通过使所述回转调控销定位在所述回转调控开口中而阻止所述回转部件的回转运动，以及在所述非接合位置，通过使所述回转调控销从所述回转调控开口退出而允许所述回转部件的回转运动。

根据上述方面，能够为可供多种类型的单电池堆选择性地组装在其上的组装托架提供简易结构。这实现了成本削减。

根据本发明的第一方面，能够提供一种可供具有不同几何形状的多种类型的单电池堆选择性地组装在其上的组装托架。

附图说明

下面将参照附图描述本发明的示例性实施例的特征、优点以及技术和工业意义，在附图中相似的附图标记表示相似的要素，并且其中：

图1是根据本发明的一个实施例的单电池堆的透视图；

图2是根据本发明的一个实施例的过程托架的透视图；

图3A是根据本发明的一个实施例的第一折叠销的操作说明图，并且示出了折叠销处于非接纳位置的状态；

图3B是根据本发明的一个实施例的第一折叠销的操作说明图，并且示出了折叠销处于接纳位置（锁定前）的状态；

图3C是根据本发明的一个实施例的第一折叠销的操作说明图，并且示出了折叠销处于接纳位置（锁定后）的状态；

图4A是根据本发明的一个实施例的第二约束杆定位部件的操作说明图，并且示出了约束杆定位部件实现定位的状态；

图4B是根据本发明的一个实施例的第二约束杆定位部件的操作说明图，并且示出了允许约束杆定位部件回转的状态；

图4C是根据本发明的一个实施例的第二约束杆定位部件的操作说明图，并且示出了约束杆定位部件未实现定位的状态；

图5是根据本发明的一个实施例的在组装前一刻的过程托架的透视图；

图6示出了根据本发明的一个实施例的端板凸部配合在凸部定位销中前一刻的状态；以及

图7示出了根据本发明的一个实施例的下约束杆被安置在接纳表面上前一刻的状态。

具体实施方式

将参照附图描述作为本发明的一个实施例的车辆单电池堆组装过程托架（下文称作过程托架）。图1是被组装在过程托架上的单电池堆的透视图，并且X、Y和Z示出了三维空间内互相正交的三条轴线。X轴、Y轴和Z轴的定义对于其它附图而言相同。

参照图1，单电池堆1包括多个单电池11、端板12、上约束杆40和下约束杆50。单电池11沿X轴方向堆叠。单电池11可以是诸如锂离子电池和镍金属氢化物电池的二次电池，或电容器。此外，单电池11可以是包括一个电池单元或多个电池单元的电池模块。本文中的电池单元是指能够充电和放电的最小单位中的要素。

在相邻的单电池11之间形成有间隙。该间隙被用作用于热交换介质的通路，所述热交换介质控制单电池11的温度。在热交换器介质为本文中的冷却介质的情况下，能够通过该冷却介质来抑制通过充电和放电发热的各个单电池1的温度上升，并且能够防止单电池堆1的劣化。在热交换介质为热空气的情况下，内阻由于温度降低而增大的单电池11被热空气加热，并且因此能够改善单电池堆1的输入-输出特性。

在单电池11的侧面上形成有凸状的端子11a。相邻的单电池11的端子11a通过汇流条（未示出）彼此电连接和机械连接。对于连接方法，可使用串联连接或并联连接。位于堆叠方向上的端部的端子11a被用作单电池堆1的总合正极端子和总合负极端子。总合正极端子和总合负极端子能够用来从单电池堆1中取出在各个单电池11中产生的电力。所取出的电力被供给至车辆驱动马达。

端板12设置在使多个单电池11介设于其间的位置。端板12可由树脂制成。端板12形成有用于强化该结构的多个肋12a。在端板12的上端面和下端面分别形成有约束杆保持部12b。上约束杆40沿单电池11的上表面沿X轴方向延伸，并且上约束杆40的端部被紧固在约束杆保持部12b中。下约束杆50沿单电池的下表面沿X轴方向延伸，并且下约束杆50的端部被紧固在约束杆保持部12b中。

通过将上约束杆40和下约束杆50紧固在约束杆保持部12b中，用于夹持多个单电池11的夹持力施加于端板12。因此，能够防止多个单电池11的位置移动。顺便说一下，下约束杆50被视为本发明的约束部件。如上所述，约束部件能够成形为杆。

在端板12之一的下端面中形成有凸状的端板凸部33。端板凸部33用于在单电池堆1的组装期间使单电池堆1定位，并且下文描述其细节。

（单电池）堆支架2包括第一堆支架21和第二堆支架22。这些第一堆支架21和第二堆支架22形成为平板状。第一堆支架21在单电池堆1的底面中安装在一个端部，第二堆支架22在单电池堆1的底面中安装在另一个端部。堆支架2可由金属制成。

在第一堆支架21中形成有多个支架开口21a。这些支架开口21a沿X轴方向成一排形成。在第二堆支架22中形成有多个支架开口22a这些支架开口22a沿X轴方向形成为一排。顺便说一下，单电池堆1收纳在包括上壳和下壳（未示出）的包装壳中，并且通过将下壳固定在地板上来固定电池组。

图2是过程托架的透视图。过程托架100包括第一至第三折叠销101a至101c、固定销102、第一至第三约束杆定位部件（其可视为本发明的定位接合部件）103至105、以及凸部定位销106。第一至第三折叠销101a至101c和固定销102沿X轴方向成一行设置。第一至第三折叠销101a至101c能够在沿Z轴方向延伸的接纳位置和沿Y轴方向延伸的非接纳位置之间变换它们的姿态。图2示出了第一至第三折叠销101a至101c处于接纳位置的状态。

参照图3A至3C，接下来描述用于在接纳位置和非接纳位置之间变换第一折叠销101a的姿态的姿态变换机构。图3示出了第一折叠销的操作说明图。图3A、图3B和图3C分别示出了非接纳位置、接纳位置（锁定前）和接纳位置（锁定后）。应当注意的是，姿态变换机构的结构与在其它折叠销中相同，并且因此不重复其描述。

参照图3，在过程托架100上形成有台座91。台座91形成有长孔91a和锁定孔91b。在第一折叠销101a上形成有沿X轴方向延伸的轴121a。轴121a能够与长孔91a接合并从长孔91a的一端移动至另一端。在第一折叠销101a的基端部中形成有有底筒状的锁定机构收纳部123c。在锁定机构收纳部123c的底面中装设有锁定弹簧123b，并且锁销123a被固定在锁定弹簧123b的末端上。当锁销123a被推入锁定机构收纳部123c的底面内时，锁定弹簧123b朝压缩方向被驱迫。

在图3A所示的状态下，第一折叠销101a的姿态绕轴121a作为回转轴线沿箭头的方向（顺时针方向）变换。然后，使第一折叠销101a移动至图3B所示的位置，也就是第一折叠销101a的轴向指向过程托架100的板厚方向的未锁定位置。此时，锁定孔91b的边缘位于锁销123a的正下方。在图3B所示的状态下，第一折叠销101a被向下推动（沿箭头的方向并朝着锁定孔91b所定位的方向）。然后，锁销123a与锁定孔91b的边缘相接触。

当进一步推动第一折叠销101a时，锁销123a沿锁定孔91b的壁面向下移动，同时驱迫锁定弹簧123b，然后移动至图3C所示的锁定位置。因此，锁销123a被锁定弹簧123b的弹力压靠在锁定孔91b的壁面上。因此，能够将第一折叠销101a保持在锁定位置。

在组装单电池堆1时，第一至第三折叠销101a至101c中的至少一个与第二堆支架22中的任何一个支架开口22a接合。将不与支架开口22a接合的折叠销操作成定位在非接纳位置。

与支架开口22a接合的折叠销根据单电池堆1的类型而不同。也就是说，存在支架开口22a的位置可根据单电池堆1的类型而不同的情况。因此，不与支架开口22a接合的折叠销被操作成定位在非接纳位置。根据单电池11的数量、也就是单电池堆1的尺寸来确定单电池堆1的类型。固定销102形成在固定销102与所有单电池堆中的支架开口之一接合的位置。

参照图4A至4C，描述第二约束杆定位部件104的结构。图4示出了说明第二约束杆定位部件104的操作的透视图，其中图4A示出了定位部件实现定位的状态（也就是，定位部件定位在接合位置的状态），图4B示出了允许定位部件回转的状态，图4C示出了定位部件不实现定位的状态（也就是，定位部件定位在非接合位置的状态）。应当注意的是，第一和第三约束杆定位部件103和105具有与第二约束杆定位部件104相同的结构，并且因此不重复描述。

参照图4A，第二约束杆定位部件104具有回转部件104a和基座104b。回转部件104a形成为长方体形状。接纳表面104a1形成在回转部件104a在纵向上的前端。在回转部件104a在纵向上的后端中形成有回转调控销104a2。接纳表面104a1形成为凹状并且能够在单电池堆1的组装期间支承下约束杆50。回转调控销104a2形成为圆柱状并沿Z轴方向延伸。在回转部件104a在X轴方向上的侧面上形成有引导销104a3。引导销104a3形成为圆柱状并沿X轴方向延伸。

在基座104b中形成有凹部104b1，并且回转部件104a配合在凹部104b1中。在凹部104b1和回转部件104a之间形成有允许回转部件104a运动的微小间隙。换言之，回转部件104a配合在凹部104b1中以便能够变换其姿态。在凹部104b1的侧面上形成有沿X轴方向贯通并沿Z轴方向延伸的引导开口104b2。在凹部104b1的底面中形成有沿Z轴方向延伸的回转调控开口104b3。

回转部件104a的引导销104a3接合在引导开口104b2中。引导销104a3能够沿引导开口104b2的内壁面沿Z轴方向移动。回转调控销104a2配合在回转调控开口104b3中。回转调控销104a2能够沿回转调控开口104b3的内壁面沿Z轴方向移动。

接下来描述回转部件104a的操作。参照图4A，在定位期间，引导销104a3位于引导开口104b2的下端部中，并且回转调控销104a2位于回转调控开口104b3的开口内。因此，回转调控销104a2位于回转调控开口104b3的开口内，并因此阻止回转部件104a的回转运动。

当回转部件104a沿箭头的方向（Z轴方向）移动时，引导销104a3从引导开口104b2的下端部移动至其上端部。同时，回转调控销104a2从回转调控开口104b3退出（见图4B）。在回转调控销104a2从回转调控开口104b3退出的状态下，使回转部件104a沿箭头的方向回转。然后，能够将第二约束杆定位部件104操作至图4C所示的非定位位置。

如上所述，沿下约束杆50延伸的方向能设置多个约束杆定位部件103、104和105，也就是定位接合部件。定位接合部件能够具有折叠式结构，在所述折叠式结构中，能够在定位接合部件与下约束杆50接合的接合位置和定位接合部件不与下约束杆50接合的非接合位置之间变换姿态。此外，在接合位置，由于回转调控销104a2位于回转调控开口104b3内而阻止回转部件104a的回转运动，以及在非接合位置，由于回转调控销104a2从回转调控开口104b3退出而允许回转部件104a的回转运动。因此，能够为可供多种类型的单电池堆选择性地组装在其上的组装托架提供简易结构。这将实现成本削减。

参照图5至图7，接下来描述单电池堆的组装方法。图5是单电池堆被组装在过程托架上前一刻的过程托架100的透视图。图6是说明了在端板凸部33配合在凸部定位销106中时的操作的操作说明图。图7是说明了在下约束杆50安置在接纳表面104a1上时的操作的操作说明图。

参照图5，第一至第三约束杆定位部件103至105中除第二约束杆定位部件104以外的约束杆定位部件由于它们未用于定位而被折叠。第一至第三折叠销101a至101c中除第二折叠销101b以外的折叠销101a和101c也由于它们未用于接纳单电池堆1而被折叠。

接下来，从过程托架的上方将单电池堆1组装在过程托架100上。此时，如图6所示使端板凸部33配合在凸部定位销106的开口内，并且如图7所示将下约束杆50安置在接纳表面104a1上。因此，单电池堆1定位在过程托架100上。

这里可以考虑通过省略第一至第三约束杆定位部件103至105并在过程托架100上设置具有与第一折叠销101a相同的结构的多个折叠销来定位单电池堆1的方法。然而，在上述方法中，需要根据单电池堆的类型和装设位置来增加折叠销的数量，并且因此会增大成本。此外，当在被传送通过一条组装线的同时组装多种类型的单电池堆时，使折叠销折叠和立起的作业量增加，并因此会损失作业效率。如上所述，第一折叠销101a具有复杂的机构和一定数量的部件和加工，并且因此成本与第一至第三约束杆定位部件103至105相比提高。

根据本实施例的第一至第三约束杆定位部件103至105，能够实现高效的组装作业，同时与将折叠销用于定位的情况相比削减了成本。

（变型例）

在上述实施例中，使用上约束杆40和下约束杆50来约束多个单电池11；然而，本发明适用于使用约束带的单电池堆。顺便说一下，约束带是指沿单电池11的堆叠方向延伸并且端部呈字母L的形状弯曲的平板状部件。通过将约束带的弯曲部固定在端板12上，来使多个单电池11介设并约束在端板12之间。当将单电池堆组装在过程托架100上时，将约束带安置在约束杆定位部件的接纳表面上，并且因此能够使单电池堆定位。其它效果与上述的本实施例一样，并且因此不重复描述。

Claims (4)

1.一种供单电池堆（1）组装在其上的组装托架（100），所述单电池堆包括单电池组群、端板（12）和约束部件（50），在所述单电池组群中堆叠有多个单电池（11），所述端板配置在使所述单电池组群介设于其间的位置，所述约束部件用于向所述端板（12）施加约束所述单电池组群的约束力，所述组装托架的特征在于包括：

定位接合部件（103，104，105），所述定位接合部件与所述约束部件（50）接合以实现所述单电池堆（1）的定位。

2.根据权利要求1所述的组装托架（100），其特征在于

所述约束部件（50）呈杆状。

3.根据权利要求1或2所述的组装托架（100），其特征在于

多个所述定位接合部件（103，104，105）沿所述约束部件（50）延伸的方向设置并具有折叠式结构，在所述折叠式结构中，在所述定位接合部件与所述约束部件（50）接合的接合位置和所述定位接合部件不与所述约束部件（50）接合的非接合位置之间变换姿态。

4.根据权利要求3所述的组装托架（100），其特征在于

所述定位接合部件（103，104，105）包括基座和回转部件，所述基座具有凹部，所述回转部件配合在所述凹部中以便能够变换其姿态，并具有接纳所述约束部件（50）的接纳表面；

在所述凹部的底面中，形成有供从所述回转部件突出的回转调控销插入的回转调控开口；并且

在所述接合位置，通过使所述回转调控销定位在所述回转调控开口中而阻止所述回转部件的回转运动，以及在所述非接合位置，通过使所述回转调控销从所述回转调控开口退出而允许所述回转部件的回转运动。

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