CN110137554A - 一种电堆及其组装工装 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电堆，包括电堆体，电堆体的两侧设置有端板，两个端板通过拉紧螺杆配合锁紧螺母压紧电堆体，且锁紧螺母与端板的外表面之间设置有弹簧，拉紧螺杆包括用于拉紧端板的上边缘的上拉紧螺杆和用于拉紧端板的下边缘的下拉紧螺杆，且上拉紧螺杆与下拉紧螺杆一一对应；弹簧与锁紧螺母之间还设置有横梁，且每个上拉紧螺杆和与其对应的下拉紧螺杆对应电堆体的同侧套设在同一个横梁上；同侧的横梁通过连接板连接，且连接板位于弹簧与横梁之间。上述电堆，降低了锁紧螺母的工作量，同时保证了电堆组装时弹簧的压缩量的准确性。另外本发明还公开了一种电堆的组装工装，用于对上述电堆进行组装。

Description

一种电堆及其组装工装

技术领域

本发明涉及电堆技术领域，尤其涉及一种电堆及其组装工装。

背景技术

电堆是电池组的简称，其结构一般包括电堆体和设置在电堆体两侧的端板，端板的周向设置有一周均匀布置的通孔，将拉紧螺杆穿过两个端板的通孔后，利用螺母进行紧固，为了保证两端板对电堆体的压紧力的稳定性，一般在螺母的下方均设置有弹簧。目前电堆的组装主要包括两步工序，首先在组装平台上，对电堆进行组装；然后将初步组装完成的电堆转移至压力机工位，通过压力机对两端板进行压紧后，拉紧螺杆和螺母将电堆体两侧的端板拉紧固定最后释放压力，弹簧受力。

但目前的电堆组装方式，采用人工上紧电堆两侧的所有螺母，不仅工作量大，而且各个螺母的上紧的压力的一致性不易保证，也即某一特定压力下电堆的弹簧的压缩量的准确性不易保证；并且由于电堆两侧的端板的周向布置的拉紧螺杆受到空间的限制，导致弹簧的尺寸不易过大，继而常规的弹簧很难保证电堆正常使用的压力，使电堆容易出现泄露的风险；此外，电堆的端板中间没有外力对电堆有压紧，对端板的结构强度要求较高。

综上所述，如何解决电堆组装时工作量大和弹簧的压缩量的准确性不易保证的问题，已成为本领域技术人员亟待解决的技术难题。

发明内容

本发明的目的是提供一种电堆及其组装工装，以减少工作量，同时保证电堆组装时弹簧的压缩量的准确性。

为了实现上述目的，本发明提供了一种电堆，包括电堆体，所述电堆体的两侧设置有端板，两个所述端板通过拉紧螺杆配合锁紧螺母压紧所述电堆体，且所述锁紧螺母与所述端板的外表面之间设置有弹簧，所述拉紧螺杆包括用于拉紧所述端板的上边缘的上拉紧螺杆和用于拉紧所述端板的下边缘的下拉紧螺杆，且所述上拉紧螺杆与所述下拉紧螺杆一一对应；所述弹簧与所述锁紧螺母之间还设置有横梁，且每个所述上拉紧螺杆和与其对应的所述下拉紧螺杆对应所述电堆体的同侧套设在同一个横梁上；同侧的所述横梁通过连接板连接，且所述连接板位于所述弹簧与所述横梁之间。

相比于背景技术介绍内容，上述电堆，包括电堆体，电堆体的两侧设置有端板，两个端板通过拉紧螺杆配合锁紧螺母压紧电堆体，且锁紧螺母与端板的外表面之间设置有弹簧，拉紧螺杆仅包括用于拉紧端板的上边缘的上拉紧螺杆和用于拉紧端板的下边缘的下拉紧螺杆，且上拉紧螺杆与下拉紧螺杆一一对应；弹簧与锁紧螺母之间还设置有横梁，且每个上拉紧螺杆和与其对应的下拉紧螺杆对应电堆体的同侧套设在同一个横梁上；同侧的横梁通过连接板连接，且连接板位于弹簧与横梁之间。由于仅设置用于连接端板的上边缘的上拉紧螺杆和用于连接端板的下边缘的下拉紧螺杆，相比于传统的周向布置拉紧螺杆的方式，大大减少了拉紧螺杆的数量，进而大大减少了人工安装锁紧螺母的数量，继而大大降低了工作量；另外，由于弹簧与锁紧螺母之间设置了横梁和连接板，继而使得所有弹簧的受压面均在一个整体的平面内，这样更容易保证弹簧压缩量的一致性，进而保证了电堆组装时弹簧的压缩量的准确性。

另外，本发明还提供了一种电堆的组装工装，所述组装工装用于上述方案中所描述的电堆，包括压力机，所述压力机的下工作面上设置有下平台压板，所述压力机的上工作面设置有上平台压板；所述上平台压板和所述下平台压板均与对应侧的所述横梁和所述连接板的外端面相适配，所述下平台压板上固定设置有定位套筒，所述定位套筒与所述拉紧螺杆的位置相对应，且所述定位套筒的内径与所述锁紧螺母相适配。

上述电堆的组装工装，用于组装上述技术方案中所描述的电堆，并且上平台压板和下平台压板均与横梁和连接板的外端面相适配，进而使得上平台压板和下平台压板施加压力时，对电堆的所有弹簧同时施压，继而使得弹簧的压力更加均衡，同样能够使得弹簧的压缩量的一致性更容易保证，进而也能够实现提高弹簧压缩量的准确性。此外，在下平台压板上固定设置有定位套筒，定位套筒与拉紧螺杆的位置相对应，且定位套筒的内径与锁紧螺母相适配，使得锁紧螺母的锁紧操作更加方便。

优选地，所述下工作面与所述下平台压板之间、所述上工作面与所述上平台压板之间均采用可拆卸连接的方式固定。

优选地，所述下工作面与所述下平台压板之间、所述上工作面与所述上平台压板之间均采用螺钉固定连接。

优选地，所述下平台压板上和所述上平台压板上均设置有与所述端板的外端面的角部相适配的压脚。

优选地，所述下平台压板上和所述上平台压板上还均设置有与对应的所述横梁相适配的第一压块。

优选地，所述下平台压板上和所述上平台压板上还均设置有用于与对应的所述连接板相抵接的第二压块。

优选地，所述下平台压板上和所述上平台压板上还均设置有与对应的所述压脚的工作面等高的第三压块，且所述第三压块位于相邻的两个所述压脚之间。

优选地，所述下平台压板和所述上平台压板分别与对应的所述第一压块、所述第二压块和所述第三压块通过内六角螺钉固定连接。

优选地，所述下平台压板的两侧还均设置有便于搬运的把手。

附图说明

图1为本发明实施例提供的电堆的正面结构示意图(拉紧螺杆未穿过端板的方式)；

图2为本发明实施例提供的电堆的俯视结构示意图(拉紧螺杆未穿过端板的方式)；

图3为本发明实施例提供的电堆的左视结构示意图(拉紧螺杆未穿过端板的方式)；

图4为本发明实施例提供的电堆的正面结构示意图(拉紧螺杆穿过端板的方式)；

图5为本发明实施例提供的下平台压板的结构示意图；

图6为本发明实施例提供的上平台压板的结构示意图；

图7为本发明实施例提供的电堆的组装工装的装配结构示意图；

图8为图7的下半部分的放大结构示意图。

上图1-图8中，

电堆体1、端板2、拉紧螺杆3、弹簧4、横梁5、连接板6、下平台压板7、上平台压板8、定位套筒9、压脚10、第一压块11、第二压块12、第三压块13、把手14、上拉紧螺杆15、下拉紧螺杆16。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种电堆及其组装工装，以减少工作量，同时保证电堆组装时弹簧的压缩量的准确性。

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明提供的技术方案，下面将结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

如图1-图8所示，本发明实施例提供的一种电堆，包括电堆体1，电堆体1的两侧设置有端板2，两个端板2通过拉紧螺杆3配合锁紧螺母压紧电堆体1，且锁紧螺母与端板2的外表面之间设置有弹簧4，拉紧螺杆3仅包括用于拉紧端板2的上边缘的上拉紧螺杆15和用于拉紧端板的下边缘的下拉紧螺杆16，且上拉紧螺杆15与下拉紧螺杆16一一对应；弹簧4与锁紧螺母之间还设置有横梁5，且每个上拉紧螺杆15和与其对应的下拉紧螺杆16对应电堆体的同侧套设在同一个横梁5上；同侧的横梁5通过连接板6连接，且连接板6位于弹簧4与横梁5之间。这里需要说明的是，横梁固定在连接板上固定方式优选采用焊接的方式，当然也可以采用本领域技术人员常用的其他固定连接方式。另外需要说明的是，连接板的数量可以根据实际需求选择设置成多块平行布置，也可以是设置成一整块的方式，并且一般来说连接板优选布置在对应端板的中部，这样更利于弹簧对端板的中部施加压紧力。并且对应弹簧的设置位置优选为横梁与连接板的重叠区，由于在端板与连接板之间布置弹簧，大大提升了弹簧的布置空间，因此，拓宽了弹簧型号的选择性。

此外，需要说明的是，拉紧螺杆与端板的位置关系，可以是如图1-图3所示，拉紧螺杆未穿过端板的布置方式，即拉紧螺杆仅仅是靠近端板的上边缘和下边缘设置。

当然可以理解的是，拉紧螺杆与端板的位置关系也可以如图4所示，即拉紧螺杆穿过端板的布置方式。为了使本领域技术人员更好的理解拉紧螺杆穿过端板的设置方式，下面将两块端板分别命名为第一端板和第二端板的方式进行简单说明，电堆体的两侧设置的端板分别为第一端板和第二端板，第一端板上设置有第一通孔，第二端板上设置有与第一通孔相对应的第二通孔，拉紧螺杆穿入第一通孔和第二通孔，并且拉紧螺杆的两侧分别对应依次套设有第一端板及横梁、锁紧螺母。而弹簧仍旧布置在端板与连接板之间，并且优选布置在横梁与连接板的重叠区。

上述电堆，由于仅设置用于拉紧端板的上边缘上拉紧螺杆和用于拉紧端板的下边缘的下拉紧螺杆，相比于传统的周向布置拉紧螺杆的方式，大大减少了拉紧螺杆的数量，进而大大减少了人工锁紧螺母的数量，继而大大降低了工作量；另外，由于弹簧与锁紧螺母之间设置了横梁和连接板，继而使得所有弹簧的受压面均在一个整体的平面内，这样更容易保证弹簧压缩量的一致性，进而保证了电堆组装时弹簧的压缩量的准确性。

另外，本发明还提供了一种电堆的组装工装，该组装工装用于上述方案中所描述的电堆，包括压力机，压力机的下工作面上设置有下平台压板7，压力机的上工作面设置有上平台压板8；上平台压板8和下平台压板7均与对应侧的横梁5和连接板6的外端面相适配，在下平台压板7上固定设置有定位套筒9，定位套筒9与拉紧螺杆的位置相对应，且定位套筒9的内径与锁紧螺母相适配。

上述电堆的组装工装，用于组装上述技术方案中所描述的电堆，并且上平台压板和下平台压板均与横梁和连接板的外端面相适配，进而使得上平台压板和下平台压板施加压力时，对电堆的所有弹簧同时施压，继而使得弹簧的压力更加均衡，同样能够使得弹簧的压缩量的一致性更容易保证，进而也能够实现提高弹簧压缩量的准确性。此外，在下平台压板上固定设置有定位套筒，定位套筒与拉紧螺杆的位置相对应，且定位套筒的内径与锁紧螺母相适配，使得锁紧螺母的锁紧操作更加方便。

当拉紧螺杆仅仅是靠近端板的上下边缘设置时，在装配过程中，可以先将拉紧螺杆对应的一端安装好锁紧螺母，然后放置至下平台压板上，且使锁紧螺母落入下平台压板的定位套筒中，然后在拉紧螺杆上依次套入横梁及连接板，再在连接板的上方对应的位置(一般指横梁与连接板的重叠区)放置好弹簧，在弹簧的上方放置一块端板，在该端板上安装电堆体，完成电堆体的安装后，在电堆体上放上另一块端板，对应位置(一般指横梁与连接板的重叠区)放置好弹簧，再在弹簧的上方放置连接板及横梁，且使拉紧螺杆依次穿过电堆体两侧的横梁，驱动压力机，使上平台压板向下平台压板施压至预设位置后，锁紧对应上平台压板一侧的锁紧螺母即可，锁紧操作更加方便。

当拉紧螺杆穿过端板进行布置时，在装配过程中，可以先将拉紧螺杆对应的一端安装好锁紧螺母，然后放置至下平台压板上，且使锁紧螺母落入下平台压板的定位套筒中，然后在拉紧螺杆上依次套入横梁及连接板，在对应位置(一般指横梁与连接板的重叠区)放置好弹簧，再套入一块端板，在该端板上安装电堆体；完成电堆体的安装后，再在拉紧螺杆上依次套入另一块端板，在对应位置(一般指横梁与连接板的重叠区)放置好弹簧，再套入连接板及横梁，驱动压力机，使上平台压板向下平台压板施压至预设位置后，锁紧对应上平台压板一侧的锁紧螺母即可，锁紧操作更加方便。

在一些更具体的实施方案中，为了使得一台压力机可以完成多种型号的电堆的装配过程，上述压力机的下工作面与下平台压板7之间、压力机的上工作面与上平台压板8之间均采用可拆卸连接的方式固定。并且优选采用下工作面与下平台压板7之间、上工作面与上平台压板8之间均采用螺钉固定连接。这样使得上平台压板和下平台压板的固定更加方便简单快捷。这里需要说明的是，本领域技术人员都应该能够理解的是螺钉固定的结构仅仅是本发明实施例的优选固定方式而已，还可以采用本领域技术人员常用的其他固定连接方式，比如，吸盘式的固定方式，具体为在上平台压板和下平台压板上均设置通孔，该通孔与对应的负压设备连接，通过控制负压设备的启动与停止实现吸盘式的固定。

为了保证整个电堆在装配过程中定位更加精准，避免端板出现错位的现象，对应下平台压板7上和上平台压板8上均设置有与端板2的外端面的角部相适配的压脚10。

另外需要说明的是，下平台压板上7和上平台压板8上还均设置有与对应的横梁5相适配的第一压块11、用于与对应的连接板6相抵接的第二压块12和与对应的压脚10的工作面等高的第三压块13，且第三压块13位于相邻的两个压脚10之间。通过设置第一压块、第二压块和第三压块的布置方式，使得上平台压板和下平台压板的材料大大节省。当然可以理解的是，上述采用压块的方式仅仅是本发明实施例的优选举例而已，还可以是将上平台压板和下平台压板均布置成整体的凹模式的结构实现相适配的方式，只不过对于材料的厚度和加工的精度要求过高，因此成本会相对较高。此外，需要说明的是，上述第三压块的数量可以根据实际需求进行选择设置，比如仅在对应平台压板的一组对边上分别布置两个第三压块的方式。

另外需要说明的是，上述下平台压板7和上平台压板8分别与对应的第一压块11、第二压块12和第三压块13通过螺钉固定连接，并且该螺钉固定优选采用内六角螺钉进行固定。当然可以理解的是，上述通过内六角螺钉连接固定的方式仅仅是本发明实施例的优选举例而已，还可以采用本领域技术人员常用的其他固定连接方式，比如焊接连接的方式等，只不过焊接连接的方式对于焊接工艺的要求较高。

此外，为了方便下平台压板安装至压力机对应的下工作面上，下平台压板7的两侧还均设置有便于搬运的把手14。并且一般来说，上平台压板不设置把手。

以上对本发明所提供的电堆及其组装工装进行了详细介绍。需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种电堆，包括电堆体(1)，所述电堆体(1)的两侧设置有端板(2)，两个所述端板(2)通过拉紧螺杆(3)配合锁紧螺母压紧所述电堆体(1)，且所述锁紧螺母与所述端板(2)的外表面之间设置有弹簧(4)，其特征在于，所述拉紧螺杆(3)仅包括用于拉紧所述端板(2)的上边缘的上拉紧螺杆(15)和用于拉紧所述端板的下边缘的下拉紧螺杆(16)，且所述上拉紧螺杆(15)与所述下拉紧螺杆(16)一一对应；

所述弹簧(4)与所述锁紧螺母之间还设置有横梁(5)，且每个所述上拉紧螺杆(15)和与其对应的所述下拉紧螺杆(16)对应所述电堆体的同侧套设在同一个横梁(5)上；

同侧的所述横梁(5)通过连接板(6)连接，且所述连接板(6)位于所述弹簧(4)与所述横梁(5)之间。

2.一种电堆的组装工装，所述组装工装用于如权利要求1所述的电堆，其特征在于，包括压力机，所述压力机的下工作面上设置有下平台压板(7)，所述压力机的上工作面设置有上平台压板(8)；

所述上平台压板(8)和所述下平台压板(7)均与对应侧的所述横梁(5)和所述连接板(6)的外端面相适配，

所述下平台压板(7)上固定设置有定位套筒(9)，所述定位套筒(9)与所述拉紧螺杆的位置相对应，且所述定位套筒(9)的内径与所述锁紧螺母相适配。

3.如权利要求2所述的电堆的组装工装，其特征在于，所述下工作面与所述下平台压板(7)之间、所述上工作面与所述上平台压板(8)之间均采用可拆卸连接的方式固定。

4.如权利要求3所述的电堆的组装工装，其特征在于，所述下工作面与所述下平台压板(7)之间、所述上工作面与所述上平台压板(8)之间均采用螺钉固定连接。

5.如权利要求2-4任一项所述的电堆的组装工装，其特征在于，所述下平台压板(7)上和所述上平台压板(8)上均设置有与所述端板(2)的外端面的角部相适配的压脚(10)。

6.如权利要求5所述的电堆的组装工装，其特征在于，所述下平台压板(7)上和所述上平台压板(8)上还均设置有与对应的所述横梁(5)相适配的第一压块(11)。

7.如权利要求6所述的电堆的组装工装，其特征在于，所述下平台压板(7)上和所述上平台压板(8)上还均设置有用于与对应的所述连接板(6)相抵接的第二压块(12)。

8.如权利要求7所述的电堆的组装工装，其特征在于，所述下平台压板(7)上和所述上平台压板(8)上还均设置有与对应的所述压脚(10)的工作面等高的第三压块(13)，且所述第三压块(13)位于相邻的两个所述压脚(10)之间。

9.如权利要求8所述的电堆的组装工装，其特征在于，所述下平台压板(7)和所述上平台压板(8)分别与对应的所述第一压块(11)、所述第二压块(12)和所述第三压块(13)通过内六角螺钉固定连接。

10.如权利要求2-4和6-9中任一项所述的电堆的组装工装，其特征在于，所述下平台压板(7)的两侧还均设置有便于搬运的把手(14)。