CN105489822A - 一种新型锂电池模组的连接固定结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种新型锂电池模组的连接固定结构，包括压盖板、底板、气缸、导向轴、连接板、限位器、压紧铜套、限位挡块、限位传感器、电池模组、支撑板、缓冲块及压紧弹簧，压盖板呈中空结构，缓冲块设置在压盖板上表面靠近中部处，压紧弹簧设置在缓冲块及压盖板之间，压紧铜套设置在压盖板下表面靠近压紧弹簧处，支撑板设置在压盖板下表面靠近两端面处。本发明的一种新型锂电池模组的连接固定结构具有良好的使用性，操作方便、连接紧密，能有效避免因气缸压力不足而造成操作人员无法及时观察到工装是否到位的问题，同时可以根据限位传感器的信号自动检测并提前终止焊接动作，起到了保护电池的作用，大大提高了工装的可靠性和效率。

Description

一种新型锂电池模组的连接固定结构

技术领域

本发明涉及锂电池模组PACK领域，特别涉及一种新型锂电池模组的连接固定结构。

背景技术

相对于铅酸电池，锂电池具有工作电压高、能量密度大、使用寿命长、节能环保、自放电率低、无记忆效应等显著优点，已经成为储能领域的尖端产业，其广泛用于电动汽车、储能装置等重要行业。经过多年的发展，锂电池的品质与工艺都有了很大的提高，锂电池的寿命与耐用性也得到了很大的提升。实践已证明，锂电池的总体质量和性能，不但与单体电池的质量、性能相关，更与电池模组机构、组装、焊接工艺有紧密的关系。尤其锂电池模组pack的焊接质量会直接影响到整个模组的可靠性、安全性、温升、内阻等。所以有效地提升焊接质量，是锂电池发展的关键因素之一。

在众多的夹具中，锂电池模组PACK中激光焊接夹具是比较常用的的夹具之一。尤其在镍片与电芯焊接时由于电池数量多、高度差大，普通工装不能有效进行同心定位，同时镍片与电池间隙大，容易造成激光焊接时将产品焊穿、焊偏等导致报废的问题。而目前没有非常好的工装进行同心定位和能使镍片和电芯有效贴合，因此，急需研发适合生产需要的锂电池模组PACK中激光焊接夹具，才能更好的解决上述一系列问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：克服上述问题，提供一种具有良好的使用性，操作方便、连接紧密的新型锂电池模组的连接固定结构。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是这样的：本发明的一种新型锂电池模组的连接固定结构，包括压盖板、底板、气缸、导向轴、连接板、限位器、压紧铜套、限位挡块、限位传感器、电池模组、支撑板、缓冲块及压紧弹簧，压盖板呈中空结构，缓冲块设置在压盖板上表面靠近中部处，压紧弹簧设置在缓冲块及压盖板之间，压紧铜套设置在压盖板下表面靠近压紧弹簧处，支撑板设置在压盖板下表面靠近两端面处，支撑板呈U型结构，导向轴为两个，其分别设置在支撑板内底面靠近两侧面处，底板设置在两导向轴之间，底板两端均穿过两导向轴延伸在两导向轴外侧面上，限位挡块设置在底板上，限位传感器设置在限位挡块侧面且与限位挡块连接，电池模组位于限位传感器内，气缸设置在支撑板内底面且位于两导向轴之间，连接板分别与气缸及底板连接，限位器位于压盖板下表面靠近两端面处。

进一步的，作为一种具体的结构形式，本发明所述限位挡块不止一个，其分别为前限位挡块、左限位挡块及右限位挡块，限位传感器位于前限位挡块内，左限位挡块及右限位挡块分别设置在电池模组左右两侧。

进一步的，作为一种具体的结构形式，本发明所述电池模组由多个电池组成。

进一步的，作为一种具体的结构形式，本发明所述电池两侧均安装有电池模组支架，电池模组支架卡接在电池上。

进一步的，作为一种具体的结构形式，本发明所述电池上方设有镍片，镍片通过压紧铜套与电池连接。

进一步的，作为一种具体的结构形式，本发明所述镍片分别设置在电池靠近两侧面处。

进一步的，作为一种具体的结构形式，本发明所述镍片下表面与电池模组上表面在压紧弹簧和气缸的双向作用力下，镍片与电池模组之间的间隙在小于或等于零点二毫米。

进一步的，作为一种具体的结构形式，本发明所述电池模组与底板之间采用可拆卸方式连接。

与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明的一种新型锂电池模组的连接固定结构具有良好的使用性，操作方便、连接紧密，能有效避免因气缸压力不足而造成操作人员无法及时观察到工装是否到位的问题，同时可以根据限位传感器的信号自动检测并提前终止焊接动作，起到了保护电池的作用，大大提高了工装的可靠性和效率。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1为本发明的整体工装结构示意图；

图2为本发明的模组单体电池与工装机构图；

图3为本发明的压紧铜套示意图；

图4为本发明的压紧弹簧示意图；

图5为本发明的电池模组结构示意图；

图6为本发明的限位与传感器检测定位结构示意图；

图7为本发明的镍片与单颗电池压紧前后的对比图；

图8为本发明的压盖板示意图；

图中：1.压盖板；2.底板；3.气缸；4.导向轴；5.连接板；6.限位器；7.压紧铜套；8.限位挡块；9.限位传感器；10.电池模组；11.支撑板；12.缓冲块；13.压紧弹簧；14.镍片；15.电池、16.电池模组支架；17.前限位挡块；18.右限位挡块；19.左限位挡块。

具体实施方式

现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。

如图1-8所示，本发明的一种新型锂电池模组的连接固定结构的优选实施例，包括压盖板1、底板2、气缸3、导向轴4、连接板5、限位器6、压紧铜套7、限位挡块8、限位传感器9、电池模组10、支撑板11、缓冲块12及压紧弹簧13，压盖板1呈中空结构，缓冲块12设置在压盖板1上表面靠近中部处，压紧弹簧13设置在缓冲块12及压盖板1之间，压紧铜套7设置在压盖板1下表面靠近压紧弹簧13处，支撑板11设置在压盖板1下表面靠近两端面处，支撑板11呈U型结构，导向轴4为两个，其分别设置在支撑板11内底面靠近两侧面处，底板2设置在两导向轴4之间，底板2两端均穿过两导向轴4延伸在两导向轴4外侧面上，限位挡块8设置在底板2上，限位传感器9设置在限位挡块8侧面且与限位挡块8连接，电池模组10位于限位传感器9内，气缸3设置在支撑板11内底面且位于两导向轴4之间，连接板5分别与气缸3及底板2连接，限位器6位于压盖板1下表面靠近两端面处。

所述限位挡块8不止一个，其分别为前限位挡块17、左限位挡块19及右限位挡块18，限位传感器9位于前限位挡块17内，左限位挡块19及右限位挡块18分别设置在电池模组10左右两侧。限位效果更好，且限位更精准。

所述电池模组10由多个电池15组成。符合设计理念。

所述电池15两侧均安装有电池模组支架16，电池模组支架16卡接在电池15上。便于两两电池15之间的连接，且能有效避免直接接触带来的摩擦损坏及磁场性能上的干扰。

所述电池15上方设有镍片14，镍片14通过压紧铜套7与电池15连接。能更好的将镍片14与电池15进行工装连接。

所述镍片14分别设置在电池15靠近两侧面处。符合设计需求，实际操作更方便。

所述镍片14下表面与电池模组10上表面在压紧弹簧和气缸的双向作用力下，镍片与电池模组之间的间隙在小于或等于零点二毫米。能有效保证焊接质量。

所述电池模组10与底板2之间采用可拆卸方式连接。方便进行拆卸组装及更换。

本发明的一种新型锂电池模组的连接固定结构具有良好的使用性，操作方便、连接紧密，能有效避免因气缸3压力不足而造成操作人员无法及时观察到工装是否到位的问题，同时可以根据限位传感器9的信号自动检测并提前终止焊接动作，起到了保护电池的作用，大大提高了工装的可靠性和效率。

压盖板1开孔使压紧铜套7可以灵活的在压紧弹簧13和气缸3的双向力的作用下，无需做任何调整就能将压紧铜套7与镍片14下表面和电池模组10之间进行精准的定位，同时能将间隙降到零点零二毫米以下，保证了焊接质量的可靠。

当电池模组10通过两边的左限位挡块19和右限位挡块18推进工装内，到位后位于工装内侧的前限位挡块17上的限位传感器9触发，同时PLC会在相应IO点变成绿灯，如果不到位PLC会在相应IO点的灯显示为红色。

当电池模组10定位后，限位传感器9正常变成正常状态时，实现压紧铜套7与镍片下表面以及激光的出光点实现同轴，保证焊接效果

当气缸3上升并到位后，工装的压紧弹簧13在缓冲块12的反向力的作用下对压紧铜套7进行施压。

压盖板1中间开孔，当工装内的每个压紧铜套7受到压力时，每个压紧铜套7都可以在压盖板1内自由调整，同时能很好的将镍片14下表面和电池模组10内部的每颗电池15紧紧的压合在一起，避免了电池模组10的内的每颗电池15自身的高度不一的缺陷。

当气缸3上升时限位器6对底板2进行缓冲，从而保护整个电池模组10。

当工装将电池模组10完全压紧到位后，气缸3的传感器触发，同时PLC会在相应IO点变成绿灯，如果不到位PLC会在相应IO点的灯显示为红色。

在电池模组10与镍片14焊接时，传统工装是弹簧在电池组的下部与气缸3上升力是同方向的力，上部为固定式的金属套，当气缸3上升时电池15容易受到挤压而发生变形，电池15安全性受到影响。

本专利改变了传统的焊接工装固定式的金属套和弹簧的位置，将固定式的金属套改成能上下活动的铜套，将弹簧放置在铜套和缓冲板12之间，同时增加缓冲限位器，能够从根本上解决力平衡避免电,15受挤压变形的问题。

在电池模组10与镍片14焊接时，传统工装由于金属套为固定式，同时压紧弹簧13在电池模组10的下方只能调整模组整体的平衡，电池模组10内的单颗电池15是不能在电池模组10内部上下窜动，当金属套压到电池模组10内的最高一颗电池5时，就不能压到相对应高度偏低的电池15，所以传统电池模组10焊接工装不能克服电池模组10内的每个电池15自身发热高低差，而导致部分镍片14与电池15间的间隙大于零点零二毫米造成焊穿镍片14焊接失效。

本专利通过弹簧加压的条件下铜套可以自行调整，从而解决每个电池15之间的高低差问题。保证整个电池模组10中的每颗电池15都与镍片14接触良好。

传统电池模组焊接工装是通过机械边定位，工装内部空间小人员肉眼足够的检测到工装内的电池模组10是否到位，容易造成焊接区域偏离直接焊穿产品，并且耗时较多

本专利在工装的右限位上增加了传感器自动检测模组是否放置定位，同时还增加了气缸3上限位传感器9，与PLC相结合实现无需操作人员肉眼观察工装是否到位，而且PLC会根据传感器的信号自动检测并提前终止焊接动作保护电池15，大大提高了工装的可靠性和效率

本专利改变了传统工装的弹簧的压力对电池的伤害，传统工装的弹簧压力为8KG.本专利弹簧压力为1KG，很大程度的避免了对电池15的挤压。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (8)

1.一种新型锂电池模组的连接固定结构，其特征在于：包括压盖板、底板、气缸、导向轴、连接板、限位器、压紧铜套、限位挡块、限位传感器、电池模组、支撑板、缓冲块及压紧弹簧，压盖板呈中空结构，缓冲块设置在压盖板上表面靠近中部处，压紧弹簧设置在缓冲块及压盖板之间，压紧铜套设置在压盖板下表面靠近压紧弹簧处，支撑板设置在压盖板下表面靠近两端面处，支撑板呈U型结构，导向轴为两个，其分别设置在支撑板内底面靠近两侧面处，底板设置在两导向轴之间，底板两端均穿过两导向轴延伸在两导向轴外侧面上，限位挡块设置在底板上，限位传感器设置在限位挡块侧面且与限位挡块连接，电池模组位于限位传感器内，气缸设置在支撑板内底面且位于两导向轴之间，连接板分别与气缸及底板连接，限位器位于压盖板下表面靠近两端面处。

2.根据权利要求1所述的一种新型锂电池模组的连接固定结构，其特征在于：所述限位挡块不止一个，其分别为前限位挡块、左限位挡块及右限位挡块，限位传感器位于前限位挡块内，左限位挡块及右限位挡块分别设置在电池模组左右两侧。

3.根据权利要求1所述的一种新型锂电池模组的连接固定结构，其特征在于：所述电池模组由多个电池组成。

4.根据权利要求3所述的一种新型锂电池模组的连接固定结构，其特征在于：所述电池两侧均安装有电池模组支架，电池模组支架卡接在电池上。

5.根据权利要求3所述的一种新型锂电池模组的连接固定结构，其特征在于：所述电池上方设有镍片，镍片通过压紧铜套与电池连接。

6.根据权利要求1所述的一种新型锂电池模组的连接固定结构，其特征在于：所述镍片分别设置在电池靠近两侧面处。

7.根据权利要求1所述的一种新型锂电池模组的连接固定结构，其特征在于：所述镍片下表面与电池模组上表面在压紧弹簧和气缸的双向作用力下，镍片与电池模组之间的间隙在小于或等于零点二毫米。

8.根据权利要求1所述的一种新型锂电池模组的连接固定结构，其特征在于：所述电池模组与底板之间采用可拆卸方式连接。