CN106475745B - 一种锂离子电池模块的自动整形工装及整形方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种锂离子电池模块的自动整形工装，包含：底座；底板，设置在底座上，沿底座左右移动；支撑板，固定设置在底板上，放置锂离子电池模块；PLC，设置在底座下方；两个整形收紧组件，分别设置在底板的两端，与支撑板间不连接，在PLC控制下分别沿底板左右移动，对放置在支撑板上的锂离子电池模块进行夹紧或放松，实现整形收紧；传动调节组件，设置在底座下方，且与底板连接，在PLC控制下带动底板沿底座左右移动，将整形收紧后的锂离子电池模块移动调节至合适焊接位置。本发明实现锂离子电池模块的自动化整形，达到模块标准尺寸，有效提高了装配效率以适应量化生产；降低锂离子电池模块的返工率，提高产品质量，优化工艺流程。

Description

一种锂离子电池模块的自动整形工装及整形方法

技术领域

本发明涉及一种锂离子电池模块的自动整形工装及整形方法，具体是指一种车载用的汽车动力锂离子电池模块的自动整形工装及整形方法。

背景技术

现有技术中，车载电池系统是由多组高能量的锂离子电池模块组成，而锂离子电池模块则由多个高能锂离子单体电池组成。锂离子电池模块在量产初期阶段，自动化程度相对较低的生产装配线大多使用人工扳动模块收紧工装来实现锂离子电池模块的组装。

由于锂离子电池模块的长短不一，在组装的过程中还需要添加标准挡块进行对齐操作，因此在标准挡块使用不当的情况下还会损坏模块收紧工装。而在锂离子电池模块单面焊接完毕后，又要去除标准挡块并调换另一端，操作极其不便，影响生产效率，且在尺寸上要用卷尺测量长度，尺寸偏差较大，不论是在效率上还是产品质量上都不能达到理想的要求。

基于上述，目前亟需提出一种既能提高锂离子电池模块装配效率，又能保证产品质量的自动化工装及方法，才能满足现阶段的生产需求。

发明内容

本发明的目的是提供一种锂离子电池模块的自动整形工装及整形方法，实现锂离子电池模块的自动化整形，达到模块标准尺寸，有效提高了装配效率以适应量化生产；降低锂离子电池模块的返工率，提高产品质量，优化工艺流程。

为实现上述目的，本发明提供一种锂离子电池模块的自动整形工装，包含：底座；底板，设置在底座上，可沿底座左右移动；支撑板，固定设置在底板上，用于放置锂离子电池模块；PLC（可编程逻辑控制器），设置在底座下方；两个整形收紧组件，分别设置在底板的左右两端，与支撑板之间不连接，在PLC控制下分别沿底板左右移动，对放置在支撑板上的锂离子电池模块进行夹紧或放松操作，实现对锂离子电池模块的整形收紧；传动调节组件，设置在底座下方，且与底板连接，在PLC控制下带动底板沿底座左右移动，将整形收紧后的锂离子电池模块移动调节至合适的焊接位置。

第一整形收紧组件设置在底板的左端，包含：第一伺服电机；第一传动丝杠，水平设置且与第一伺服电机连接；第一燕尾槽滑轨，固定设置在底板上；第一燕尾槽滑块，设置在第一燕尾槽滑轨内，可沿第一燕尾槽滑轨移动，且与第一传动丝杠连接；第一收缩板，底部与第一燕尾槽滑块的顶部固定连接；第一压缩挡块，与第一收缩板固定连接；第一绑带收紧装置，固定设置在底板上。

其中，第一伺服电机驱动第一传动丝杠通过转动而左右移动，并依次带动第一燕尾槽滑块、第一收缩板和第一压缩挡块实现左右移动，实现第一整形收紧组件沿底板左右移动，使第一压缩挡块对放置在支撑板上的锂离子电池模块进行夹紧或放松操作，完成整形对齐后，通过第一绑带收紧装置对锂离子电池模块捆绑收紧。

第二整形收紧组件设置在底板的右端，包含：第二伺服电机；第二传动丝杠，水平设置且与第二伺服电机连接；第二燕尾槽滑轨，固定设置在底板上；第二燕尾槽滑块，设置在第二燕尾槽滑轨内，可沿第二燕尾槽滑轨移动，且与第二传动丝杠连接；第二收缩板，底部与第二燕尾槽滑块的顶部固定连接；第二压缩挡块，与第二收缩板固定连接；第二绑带收紧装置，固定设置在底板上。

其中，第二伺服电机驱动第二传动丝杠通过转动而左右移动，并依次带动第二燕尾槽滑块、第二收缩板和第二压缩挡块实现左右移动，实现第二整形收紧组件沿底板左右移动，使第二压缩挡块对放置在支撑板上的锂离子电池模块进行夹紧或放松操作，完成整形对齐后，通过第二绑带收紧装置对锂离子电池模块捆绑收紧。

所述的第一伺服电机和第二伺服电机分别与PLC连接，根据PLC设定的锂离子电池模块的长度，两个整形收紧组件的收紧尺寸和移动速度，自动控制两个整形收紧组件同时对锂离子电池模块进行夹紧整形操作。

所述的第一绑带收紧装置和第二绑带收紧装置分别与PLC连接，根据PLC设定的两个整形收紧组件的收紧压力，自动控制两个整形收紧组件同时对锂离子电池模块进行捆绑收紧操作。

所述的底座采用45#钢方管制成；所述的底板、支撑板、第一收缩板和第二收缩板均采用高强度的45#钢镀铬材料制成；所述的第一传动丝杠和第二传动丝杠均采用40铬材料制成，移动误差为0.05mm；所述的第一燕尾槽滑块、第一燕尾槽滑轨、第二燕尾槽滑块和第二燕尾槽滑轨均采用淬火加高温回火的双重热处理方式制成。

所述的传动调节组件包含：传动电机，与PLC连接；齿轮传动装置，分别与传动电机以及底板连接；传感器，设置在支撑板上，与传动电机通信连接；根据PLC设定的传动调节组件的移动距离，在传动电机的驱动下，齿轮传动装置带动底板沿底座左右移动，根据传感器接收到的反馈信号，将放置在支撑板上的整形收紧后的锂离子电池模块移动调节至适于激光焊接机焦距的合适焊接位置。

本发明还提供一种锂离子电池模块的自动整形方法，采用上述的自动整形工装实现，包含以下步骤：

S1、调整第一整形收紧组件和第二整形收紧组件分别位于底板上的左右两端的原点位置；将组成锂离子电池模块的各个锂离子电池单体进行正确的串并联连接后，放置在支撑板的中间位置；

S2、在PLC上设置锂离子电池模块的长度，两个整形收紧组件的收紧尺寸、移动速度和收紧压力，以及传动调节组件的移动距离，启动自动整形工装；

S3、PLC控制两个整形收紧组件的压缩挡块分别同时对锂离子电池模块进行夹紧整形操作，并控制绑带收紧装置同时进行捆绑收紧操作；

S4、PLC控制传动调节组件向左移动，将锂离子电池模块的左部绑带接头移动至焊接处进行焊接；

S5、PLC控制传动调节组件向右移动，将锂离子电池模块的右部绑带接头移动至焊接处进行焊接；

S6、剪掉绑带固定端，完成锂离子电池模块的整形收紧。

本发明提供的锂离子电池模块的自动整形工装及整形方法，实现锂离子电池模块的自动化整形，达到模块标准尺寸，有效提高了装配效率以适应量化生产；降低锂离子电池模块的返工率，提高产品质量，优化工艺流程。

附图说明

图1为本发明中的锂离子电池模块的自动整形工装的结构示意图；

图2为本发明中的锂离子电池模块的自动整形工装的使用示意图。

具体实施方式

以下结合图1～图2，详细说明本发明的一个优选实施例。

如图1和图2所示，为本发明提供的锂离子电池模块的自动整形工装，包含：底座15；底板14，设置在底座15上，可沿底座15左右移动；支撑板5，固定设置在底板14上，用于放置锂离子电池模块；PLC 19，设置在底座15下方；两个整形收紧组件，分别设置在底板14的左右两端，与支撑板5之间不连接，在PLC 19控制下分别沿底板14左右移动，对放置在支撑板5上的锂离子电池模块进行夹紧或放松操作，实现对锂离子电池模块的整形收紧；传动调节组件，设置在底座15下方，且与底板14连接，在PLC 19控制下带动底板14沿底座15左右移动，将整形收紧后的锂离子电池模块移动调节至适于激光焊接机焦距的合适焊接位置。

所述的底座15采用45#钢方管制成，材质轻且耐压，刚度好抗变形。

所述的底板14采用高强度的45#钢镀铬材料制成，刚度好抗变形。

所述的支撑板5采用高强度的45#钢镀铬材料制成，底部镂空，刚度好抗变形。

第一整形收紧组件设置在底板14的左端，包含：第一伺服电机16；第一传动丝杠4，水平设置且与第一伺服电机16连接；第一燕尾槽滑轨3，固定设置在底板14上；第一燕尾槽滑块2，设置在第一燕尾槽滑轨3内，可沿第一燕尾槽滑轨3移动，且与第一传动丝杠4连接；第一收缩板1，底部与第一燕尾槽滑块2的顶部固定连接；第一压缩挡块10，与第一收缩板1固定连接；第一绑带收紧装置12，固定设置在底板14上。

其中，第一伺服电机16驱动第一传动丝杠4通过转动而左右移动，并依次带动第一燕尾槽滑块2、第一收缩板1和第一压缩挡块10实现左右移动，实现第一整形收紧组件12沿底板14左右移动，使第一压缩挡块10对放置在支撑板5上的锂离子电池模块进行夹紧或放松操作，完成整形对齐后，通过第一绑带收紧装置12对锂离子电池模块捆绑收紧。

所述的第一收缩板1采用高强度的45#钢镀铬材料制成，刚度好抗变形。

所述的第一燕尾槽滑块2和第一燕尾槽滑轨3采用淬火加高温回火的双重热处理方式制成，具有良好的综合机械性能。

所述的第一传动丝杠4采用40铬材料制成，移动误差为0.05mm。

第二整形收紧组件设置在底板14的右端，包含：第二伺服电机17；第二传动丝杠9，水平设置且与第二伺服电机17连接；第二燕尾槽滑轨8，固定设置在底板14上；第二燕尾槽滑块7，设置在第二燕尾槽滑轨8内，可沿第二燕尾槽滑轨8移动，且与第二传动丝杠9连接；第二收缩板6，底部与第二燕尾槽滑块7的顶部固定连接；第二压缩挡块11，与第二收缩板6固定连接；第二绑带收紧装置13，固定设置在底板14上。

其中，第二伺服电机17驱动第二传动丝杠9通过转动而左右移动，并依次带动第二燕尾槽滑块7、第二收缩板6和第二压缩挡块11实现左右移动，实现第二整形收紧组件13沿底板14左右移动，使第二压缩挡块11对放置在支撑板5上的锂离子电池模块进行夹紧或放松操作，完成整形对齐后，通过第二绑带收紧装置13对锂离子电池模块捆绑收紧。

所述的第二收缩板6采用高强度的45#钢镀铬材料制成，刚度好抗变形。

所述的第二燕尾槽滑块7和第二燕尾槽滑轨8采用淬火加高温回火的双重热处理方式制成，具有良好的综合机械性能。

所述的第二传动丝杠9采用40铬材料制成，移动误差为0.05mm。

所述的传动调节组件包含：传动电机18；齿轮传动装置20，分别与传动电机18以及底板14连接；传感器，设置在支撑板5上，与传动电机18通信连接；在传动电机18的驱动下，齿轮传动装置20带动底板14沿底座15左右移动，根据传感器接收到的反馈信号，将放置在支撑板5上的整形收紧后的锂离子电池模块移动调节至适于激光焊接机焦距的合适焊接位置。

所述的第一伺服电机16和第二伺服电机17分别与PLC 19连接，根据PLC 19设定的锂离子电池模块的长度，两个整形收紧组件的收紧尺寸和移动速度，自动控制两个整形收紧组件同时对锂离子电池模块进行夹紧整形操作；无需通过人工操作，无需因为组装模块尺寸太短而添加标准挡块，节省时间，提高效率，精确度高。

所述的第一绑带收紧装置12和第二绑带收紧装置13分别与PLC 19连接，根据PLC19设定的两个整形收紧组件的收紧压力，自动控制两个整形收紧组件同时对锂离子电池模块进行捆绑收紧操作，减少作业时间。

所述的传动电机18与PLC 19连接，根据PLC 19设定的传动调节组件的移动距离，自动控制传动调节组件带动底板14移动，将锂离子电池模块移动调节至合适的焊接位置。

如图2所示，本发明所述的锂离子电池模块的自动整形工装，其具体使用方法为：

S1、调整第一整形收紧组件和第二整形收紧组件分别位于底板14上的左右两端的原点位置；将组成锂离子电池模块的各个锂离子电池单体进行正确的串并联连接后，放置在支撑板5的中间位置；

S2、在PLC 19上设置锂离子电池模块的长度，两个整形收紧组件的收紧尺寸、移动速度和收紧压力，以及传动调节组件的移动距离，启动自动整形工装；

S3、PLC 19控制两个整形收紧组件的压缩挡块分别同时对锂离子电池模块进行夹紧整形操作，并控制绑带收紧装置同时进行捆绑收紧操作；

S4、PLC 19控制传动调节组件向左移动，将锂离子电池模块的左部绑带接头移动至焊接处进行焊接；

S5、PLC 19控制传动调节组件向右移动，将锂离子电池模块的右部绑带接头移动至焊接处进行焊接；

S6、剪掉绑带固定端，完成锂离子电池模块的整形收紧。

综上所述，本发明所提供的锂离子电池模块的自动整形工装及整形方法，具有以下有益效果：1、实现锂离子电池模块由手工整形到自动化整形的转变，并且达到模块标准尺寸，从时间上有效提高了装配效率以适应量化生产，配合全自动化生产线的生产节奏；2、从产品品质上可降低锂离子电池模块的返工率，提高一次合格率，减少人为品质干扰，优化工艺流程步骤。

尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。

Claims (10)

1.一种锂离子电池模块的自动整形工装，其特征在于，包含：

底座；

底板，设置在底座上，可沿底座左右移动；

支撑板，固定设置在底板上，用于放置锂离子电池模块；

PLC，设置在底座下方；

两个整形收紧组件，分别设置在底板的左右两端，与支撑板之间不连接，在PLC控制下分别沿底板左右移动，对放置在支撑板上的锂离子电池模块进行夹紧或放松操作，实现对锂离子电池模块的整形收紧；

传动调节组件，设置在底座下方，且与底板连接，在PLC控制下带动底板沿底座左右移动，将整形收紧后的锂离子电池模块移动调节至合适的焊接位置。

2.如权利要求1所述的锂离子电池模块的自动整形工装，其特征在于，第一整形收紧组件设置在底板的左端，包含：

第一伺服电机；

第一传动丝杠，水平设置且与第一伺服电机连接；

第一燕尾槽滑轨，固定设置在底板上；

第一燕尾槽滑块，设置在第一燕尾槽滑轨内，可沿第一燕尾槽滑轨移动，且与第一传动丝杠连接；

第一收缩板，底部与第一燕尾槽滑块的顶部固定连接；

第一压缩挡块，与第一收缩板固定连接；

第一绑带收紧装置，固定设置在底板上。

3.如权利要求2所述的锂离子电池模块的自动整形工装，其特征在于，第一伺服电机驱动第一传动丝杠通过转动而左右移动，并依次带动第一燕尾槽滑块、第一收缩板和第一压缩挡块实现左右移动，实现第一整形收紧组件沿底板左右移动，使第一压缩挡块对放置在支撑板上的锂离子电池模块进行夹紧或放松操作，完成整形对齐后，通过第一绑带收紧装置对锂离子电池模块捆绑收紧。

4.如权利要求3所述的锂离子电池模块的自动整形工装，其特征在于，第二整形收紧组件设置在底板的右端，包含：

第二伺服电机；

第二传动丝杠，水平设置且与第二伺服电机连接；

第二燕尾槽滑轨，固定设置在底板上；

第二燕尾槽滑块，设置在第二燕尾槽滑轨内，可沿第二燕尾槽滑轨移动，且与第二传动丝杠连接；

第二收缩板，底部与第二燕尾槽滑块的顶部固定连接；

第二压缩挡块，与第二收缩板固定连接；

第二绑带收紧装置，固定设置在底板上。

5.如权利要求4所述的锂离子电池模块的自动整形工装，其特征在于，第二伺服电机驱动第二传动丝杠通过转动而左右移动，并依次带动第二燕尾槽滑块、第二收缩板和第二压缩挡块实现左右移动，实现第二整形收紧组件沿底板左右移动，使第二压缩挡块对放置在支撑板上的锂离子电池模块进行夹紧或放松操作，完成整形对齐后，通过第二绑带收紧装置对锂离子电池模块捆绑收紧。

6.如权利要求5所述的锂离子电池模块的自动整形工装，其特征在于，所述的第一伺服电机和第二伺服电机分别与PLC连接，根据PLC设定的锂离子电池模块的长度，两个整形收紧组件的收紧尺寸和移动速度，自动控制两个整形收紧组件同时对锂离子电池模块进行夹紧整形操作。

7.如权利要求6所述的锂离子电池模块的自动整形工装，其特征在于，所述的第一绑带收紧装置和第二绑带收紧装置分别与PLC连接，根据PLC设定的两个整形收紧组件的收紧压力，自动控制两个整形收紧组件同时对锂离子电池模块进行捆绑收紧操作。

8.如权利要求5所述的锂离子电池模块的自动整形工装，其特征在于，

所述的底座采用45#钢方管制成；

所述的底板、支撑板、第一收缩板和第二收缩板均采用高强度的45#钢镀铬材料制成；

所述的第一传动丝杠和第二传动丝杠均采用40铬材料制成，移动误差为0.05mm；

所述的第一燕尾槽滑块、第一燕尾槽滑轨、第二燕尾槽滑块和第二燕尾槽滑轨均采用淬火加高温回火的双重热处理方式制成。

9.如权利要求7所述的锂离子电池模块的自动整形工装，其特征在于，所述的传动调节组件包含：

传动电机，与PLC连接；

齿轮传动装置，分别与传动电机以及底板连接；

传感器，设置在支撑板上，与传动电机通信连接；

根据PLC设定的传动调节组件的移动距离，在传动电机的驱动下，齿轮传动装置带动底板沿底座左右移动，根据传感器接收到的反馈信号，将放置在支撑板上的整形收紧后的锂离子电池模块移动调节至适于激光焊接机焦距的合适焊接位置。

10.一种锂离子电池模块的自动整形方法，采用如权利要求1～9中任一项所述的锂离子电池模块的自动整形工装实现，包含以下步骤：

S1、调整第一整形收紧组件和第二整形收紧组件分别位于底板上的左右两端的原点位置；将组成锂离子电池模块的各个锂离子电池单体进行正确的串并联连接后，放置在支撑板的中间位置；

S2、在PLC上设置锂离子电池模块的长度，两个整形收紧组件的收紧尺寸、移动速度和收紧压力，以及传动调节组件的移动距离，启动锂离子电池模块的自动整形工装；

S3、PLC控制两个整形收紧组件的压缩挡块分别同时对锂离子电池模块进行夹紧整形操作，并控制绑带收紧装置同时进行捆绑收紧操作；

S4、PLC控制传动调节组件向左移动，将锂离子电池模块的左部绑带接头移动至焊接处进行焊接；

S5、PLC控制传动调节组件向右移动，将锂离子电池模块的右部绑带接头移动至焊接处进行焊接；

S6、剪掉绑带固定端，完成锂离子电池模块的整形收紧。