CN110640342A - 一种焊接夹具 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种焊接夹具，属于焊接装置技术领域。该焊接夹具用于将电池模组的极耳和镍片压紧在所述电池模组的汇流排上以进行焊接，包括：容纳腔，所述容纳腔用于容纳固定所述电池模组；盖板，所述盖板可升降地设置在所述容纳腔的上端；及压块，所述压块固定在所述汇流排上，且位于所述盖板的下侧，所述压块与所述极耳和所述镍片正对设置，当所述盖板下降并压盖在所述容纳腔上端时，所述压块同时与所述极耳及所述镍片抵接并压紧在所述汇流排上。该焊接夹具具有以下有益效果：焊接夹具的结构较简单，能够同时将极耳和镍片压紧至汇流排上，省时省力，工作效率较高，且其压紧效果均较好。

Description

一种焊接夹具

技术领域

本发明涉及焊接装置技术领域，尤其涉及一种焊接夹具。

背景技术

新能源汽车己经成为汽车行业发展的整体趋势，新能源汽车中，大多是采用锂电池作为电储能装置的纯电动汽车或者混合动力汽车。由于锂电池自身的特点，钢壳、铝壳及塑料壳的硬壳电池，普遍都存在爆炸的安全隐患。软包电池由于具有高安全、高能量密度及寿命长等优点，逐步取代了硬壳电池。

在软包电池模组的生产制造过程中，需要通过激光焊接的方式实现软包电池模组内部的高压电连接。其中，为了保证激光焊接的效果，在焊接之前需要将软包电池模组的电芯的极耳和镍片通过焊接夹具进行压紧，使其与汇流排的接触较为紧密，然后才能进行焊接。

但现有的软包电池模组的焊接夹具结构复杂，且在对极耳及镍片进行压紧时，由于镍片的厚度与极耳的厚度不一致，不能同时将极耳和镍片进行压紧，只能单独进行压紧，费时费力，使工作效率较低，生产成本较高；且对极耳和镍片的压紧度不易掌控，使其与汇流排的贴合紧密度较差，以使焊接效果较差，容易焊接失效；当电池模组规格不同时，需要更换相匹配的焊接夹具，不能兼容多种规格的电池模组，使焊接夹具的通用性较低。

针对以上问题，亟需一种焊接夹具来解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提出一种焊接夹具，焊接夹具结构简单，能够同时对极耳和镍片进行整体压紧，工作效率较高，且压紧效果均较好。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种焊接夹具，用于将电池模组的极耳和镍片压紧在所述电池模组的汇流排上以进行焊接，包括：

容纳腔，所述容纳腔用于容纳固定所述电池模组；

盖板，所述盖板可升降地设置在所述容纳腔的上端；及

压块，所述压块固定在所述汇流排上，且位于所述盖板的下侧，所述压块与所述极耳和所述镍片正对设置，当所述盖板下降并压盖在所述容纳腔上端时，所述压块同时与所述极耳及所述镍片抵接并压紧在所述汇流排上。

优选地，所述压块与所述极耳抵接后的第一高度，及与所述镍片抵接后的第二高度，两者的高度值相同。

优选地，所述压块通过紧固件固定在所述汇流排上，所述紧固件上设置有弹簧，调节所述紧固件的旋紧度，使所述弹簧产生弹力，以使所述极耳和所述镍片均与所述汇流排贴合更紧密。

优选地，所述压块上设置有与所述极耳相适配的第一通孔，通过所述第一通孔将所述极耳焊接至所述汇流排上。

优选地，所述压块上还设置有与所述镍片相适配的第二通孔，通过所述第二通孔将所述镍片焊接至所述汇流排上。

优选地，所述第一通孔与所述第二通孔上均设置有斜角，所述斜角用于避让激光束的走向。

优选地，所述容纳腔的两侧面均设置有第一挡板，两个所述第一挡板上均设置有驱动件，所述驱动件被配置为驱动所述盖板沿竖直方向运动，以使所述电池模组放入所述容纳腔内。

优选地，所述驱动件包括活动部和固定部，所述固定部设置在第一侧板上，所述活动部设置在盖板上，所述活动部能够相对于所述固定部沿竖直方向移动。

优选地，所述焊接夹具还包括底板，所述底板位于所述容纳腔的底部，并与焊接机工作台连接，所述底板上设置有滚筒，所述电池模组能够在所述滚筒上滑动。

优选地，所述焊接夹具还包括推板，所述推板的底端与所述滚筒抵接，所述推板的顶端与的所述电池模组的底端抵接，所述推板能够带着所述电池模组沿所述滚筒滑动至焊接工位。

本发明的有益效果为：当盖板下降并压盖在容纳腔上端时，盖板向下抵接压块，使压块能同时与极耳及镍片抵接并压紧在汇流排上。该焊接夹具的结构较简单，能够同时将极耳和镍片压紧至汇流排上，省时省力，工作效率较高，生产成本较低；对极耳和镍片的压紧度能够统一掌控，使其与汇流排的接触紧密度均较好，以使焊接效果较好，不会出现焊接失效；且当电池模组的规格不同时，不需要再每次更换相匹配的焊接夹具，仅只需要调整容纳腔和压块的尺寸，焊接夹具的通用性较高。

附图说明

图1为本发明提供的焊接夹具的总成图；

图2为本发明提供的焊接夹具的分解示意图；

图3为本发明提供的焊接夹具顶端的部分分解的结构示意图(除去盖板)；

图4为图3中A处的局部放大示意图。

附图标记说明：

图中：

1-盖板；11-第三通孔；

2-驱动件；21-活动部；22-固定部；

3-第二挡板；4-第一挡板；5-推板；6-滚筒；7-底板；

8-电池模组；81-极耳；82-镍片；83-汇流排；

9-压块；91-第一通孔；92-第二通孔；

10-弹簧；11-紧固件。

具体实施方式

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

本说明书中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而己。在整个说明书中，同样的附图标记指示同样的元件。

为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

本实施例中，提出了一种焊接夹具。该焊接夹具设置在焊接机工作台(图中未示出)上，用于将电池模组8的极耳81和镍片82压紧在电池模组8的汇流排83上以进行焊接。其中，极耳81和镍片82均位于电池模组8顶端面的汇流排83上，焊接夹具用于将极耳81和镍片82同时压紧至汇流排83上，再将其焊接在汇流排83上。

本实施例中，采用激光焊接将极耳81和镍片82焊接在汇流排83上。激光焊接不需使用电极，没有电极污染或受损的顾虑，且因不属于接触式焊接制程，机具的耗损及变形皆可降至最低；激光束易于聚焦、对准及受光学仪器所导引，可放置在离工件适当之距离，且可在工件周围的机具或障碍间再导引，其他焊接法则因受到上述的空间限制而无法发挥；激光束可聚焦在很小的区域，可焊接小型且间隔相近的部件。

如图1和图2所示，焊接夹具包括容纳腔、盖板1及压块9，容纳腔用于容纳电池模组8，并将电池模组8固定在容纳腔内；盖板1位于容纳腔的上端，且可升降地设置在容纳腔的上端；当垂直向上移动盖板1时，以提供更大的容纳空间，能够方便将电池模组8完整无损地放入容纳腔内。

其中，压块9固定在汇流排83上，且位于盖板1的下侧，压块9与极耳81和镍片82正对设置，极耳81和镍片82位于压块9与汇流排83之间。通过将盖板1下降并压盖在容纳腔上端时，压块9能够同时与极耳81及镍片82抵接并压紧在汇流排83上；同时在压块9固定至汇流排83上的过程中，能够进一步向下压紧极耳81及镍片82。本实施例中，电池模组8为软包电池模组。软包电池模组具有高安全、高能量密度及寿命长的特点。

进一步地，当压块9与极耳81相抵接后，与极耳81共同形成的第一高度；压块9与镍片82相抵接后，与镍片82共同形成的第二高度，即第一高度和第二高度两者的高度值相同，才能满足压块9能够同时与极耳81和镍片82相抵接。

通过升高盖板1，将电池模组8放入并固定在容纳腔内，再下降盖板1以抵接压块9，使压块9同时与极耳81和镍片82抵接紧密，以使极耳81及镍片82同时与汇流排83贴合紧密；且在压块9固定至汇流排83上的过程中，能够进一步向下压紧极耳81及镍片8，以使极耳81及镍片82同时与汇流排83贴合更为紧密。该焊接夹具的结构较简单，且能够同时将极耳81和镍片82压紧至汇流排83上，省时省力，使压紧及后续焊接的工作效率较高，且生产成本较低；对极耳81和镍片82的压紧度能够统一掌控，使其与汇流排83的贴合紧密度均较好，以使焊接效果较好，不会出现焊接失效。

本实施例中，当需要进行压紧和焊接的电池模组8的尺寸规格发生改变时，即只需要调整该焊接夹具的长宽高参数，以及压块9的位置即可，就能通过该焊接夹具进行压紧和焊接工作，不再需要更换相匹配的焊接夹具，使该焊接夹具的通用性较高。

进一步地，如图2所示，压块9通过紧固件11固定在汇流排83上，紧固件11上设置有弹簧10，调节紧固件11的旋紧度，使弹簧10产生弹力，产生的弹力能够使压块9与极耳81和镍片82抵接更加紧密，使极耳81和镍片82与汇流排83贴合更加紧密，以使汇流面积可靠。且能够便于后续的焊接，使焊接能够达到可靠的效果。本实施例中，紧固件11为螺栓。其它实施例中，紧固件11还可以为螺柱。

具体地，如图3和图4所示，压块9上设置有与极耳81相适配的第一通孔91，第一通孔91提供了用于焊接的操作空间，通过第一通孔91能够将极耳81焊接至汇流排83上。压块9上还设置有与镍片82相适配的第二通孔92，第二通孔92提供了用于焊接的操作空间，通过第二通孔92将镍片82焊接至汇流排83上。其中，第一通孔91与第二通孔92上均设置有斜角，斜角能够有效避让激光束的走向，使激光束能够打在极耳81和镍片82分别与汇流排83的焊接处，不会打在压块9上，造成无法焊接。本实施例中，压块9为铜板。铜板具有较好的耐腐蚀性，且在干燥的空气里性能稳定，能够较好的保护极耳81和镍片82。

由于盖板1位于压块9的上侧，为了能够通过第一通孔91进行极耳81的焊接，第二通孔92进行镍片82的焊接，则在盖板1上设置有与第一通孔91和第二通孔92均适配的第三通孔11，使焊接设备能够穿过第三通孔11，顺利进入第一通孔91和第二通孔92，以进行焊接。

进一步地，如图2所示，在容纳腔的两侧面均设置有第一挡板4，第一挡板4上设置有驱动件2，驱动件2被配置为驱动盖板1沿竖直方向运动，以使电池模组8能够放入容纳腔内。驱动件2包括活动部21和固定部22，固定部22设置在第一侧板上，活动部21设置在盖板1上，活动部21及盖板1能够相对于固定部22沿竖直方向移动。本实施例中，盖板1为尼龙盖板。尼龙盖板的质量较轻，能够便于活动部21相对容易地带着尼龙盖板在竖直方向上共同移动；且尼龙盖板具有较好的耐腐蚀性，能够较好地保护位于尼龙盖板下侧的压块9、极耳81以及镍片82。

驱动件2工作时，其活动部21能够相对于固定部22在竖直方向上向上移动至驱动件2的最大行程，以提供较大的容纳空间，能够将电池模组8完整无损地推入容纳腔内；其中，为了能够顺利地将电池模组8推入至容纳腔内，两个第一挡板4与电池模组8之间的间隙配合为0.25mm；然后再使活动部21相对于固定部22在竖直方向上向下移动，使盖板1与压块9抵接，以将电池模组8固定在容纳腔内，便于压紧工作的进行。本实施例中，驱动件2为活动气缸。

焊接夹具还包括第二挡板3，第二挡板3位于容纳腔的后侧，以抵接电池模组8，防止在推入电池模组8至容纳腔或者后续压紧的过程中，电池模组8从后侧掉落出去。本实施例中，第一挡板4和第二挡板3均为铝制挡板。铝制挡板具有防水、防污、防腐蚀性能优良、较高的性能价格比、易于维护及使用寿命长的特点。

具体地，焊接夹具还包括底板7和推板5，底板7位于容纳腔的底部，并与焊接机工作台连接，底板7上设置有滚筒6，电池模组8能够在滚筒6上滑动。推板5位于底板7的上侧，推板5的顶端与电池模组8的底端抵接，推板5的底端与滚筒6接触，推动推板5，推板5能够带着电池模组8在滚筒6上滑动至焊接工位。本实施例中，底板7为电木底板，由酚醛树脂制得。电木底板具有较好的刚性，能够对放置在其上侧的电池模组8具有较稳定的支撑作用；电木底板的耐化学腐蚀及耐热性较好，且价格低廉。

通过人工轻推推板5，即可使推板5带着压紧后的电池模组8在滚筒6上滑动，使其能够以较快的速度到达焊接工位处的激光头的下侧，在焊接工位上通过激光头将极耳81和镍片82均焊接至汇流排83上。且当焊接完毕后，很容易将电池模组8从焊接夹具上卸料取下。实现了对电池模组8的快速焊接和卸料，极大地提高了焊接和卸料效率，同时降低了生产成本。

本实施例中，底板7与第一挡板4和第二挡板3均通过螺栓固定连接，盖板1与第一挡板4间竖直移动的参数可由驱动件2的类型确定，该焊接夹具固定在焊接机工作台上时，盖板1与焊接机工作台之间的XYZ三轴的坐标系数均为固定值，在焊接时，仅只需要调整焊接机的参数及焊接的程序，即可在该焊接夹具上进行焊接，极大地提高了焊接效率。

其中，由于电池模组8内的所有极耳81和镍片82均采用了同一焊接夹具，且采用焊接工艺也相同，即整个电池模组8的焊接效果趋于一致，使电池模组8的总内阻较稳定。

本发明中的焊接夹具的具体工作过程：首先通过驱动件2的活动部21带动盖板1向上移动，将电池模组8放入容纳腔内，再通过驱动件2的活动部21带动盖板1向下移动，由于驱动件2的驱动作用，使盖板1具有向下的压紧力，盖板1能够向下压紧压块9，以使极耳81和镍片82与汇流排83的贴合紧密。

然后将紧固件11固定在压块9上，以将压块9固定在汇流排83上，在固定的过程中，能够使压块9更稳定的固定在汇流排83上，以使极耳81和镍片82与汇流排83的贴合更加紧密。同时紧固件11上设置有弹簧10，在固定的过程中，弹簧10产生弹力，以使极耳81和镍片82与汇流排83的贴合更加紧密。

最后通过人工轻推推板5，推板5带动电池模组8在滚筒6上滑动至焊接工位，在焊接工位上，激光束首先通过第三通孔11，然后再通过第一通孔91和第二通孔92分别将极耳81和镍片82焊接至汇流排83上，以完成整个工作过程。

以上内容仅为本发明的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种焊接夹具，用于将电池模组(8)的极耳(81)和镍片(82)压紧在所述电池模组(8)的汇流排(83)上以进行焊接，其特征在于，包括：

容纳腔，所述容纳腔用于容纳固定所述电池模组(8)；

盖板(1)，所述盖板(1)可升降地设置在所述容纳腔的上端；及

压块(9)，所述压块(9)固定在所述汇流排(83)上，且位于所述盖板(1)的下侧，所述压块(9)与所述极耳(81)和所述镍片(82)正对设置，当所述盖板(1)下降并压盖在所述容纳腔上端时，所述压块(9)同时与所述极耳(81)及所述镍片(82)抵接并压紧在所述汇流排(83)上。

2.如权利要求1所述的焊接夹具，其特征在于，所述压块(9)与所述极耳(81)抵接后的第一高度，及与所述镍片(82)抵接后的第二高度，两者的高度值相同。

3.如权利要求1所述的焊接夹具，其特征在于，所述压块(9)通过紧固件(11)固定在所述汇流排(83)上，所述紧固件(11)上设置有弹簧(10)，调节所述紧固件(11)的旋紧度，使所述弹簧(10)产生弹力，以使所述极耳(81)和所述镍片(82)均与所述汇流排(83)贴合更紧密。

4.如权利要求1所述的焊接夹具，其特征在于，所述压块(9)上设置有与所述极耳(81)相适配的第一通孔(91)，通过所述第一通孔(91)将所述极耳(81)焊接至所述汇流排(83)上。

5.如权利要求4所述的焊接夹具，其特征在于，所述压块(9)上还设置有与所述镍片(82)相适配的第二通孔(92)，通过所述第二通孔(92)将所述镍片(82)焊接至所述汇流排(83)上。

6.如权利要求5所述的焊接夹具，其特征在于，所述第一通孔(91)与所述第二通孔(92)上均设置有斜角，所述斜角用于避让激光束的走向。

7.如权利要求1所述的焊接夹具，其特征在于，所述容纳腔的两侧面均设置有第一挡板(4)，两个所述第一挡板(4)上均设置有驱动件(2)，所述驱动件(2)被配置为驱动所述盖板(1)沿竖直方向运动，以使所述电池模组(8)放入所述容纳腔内。

8.如权利要求7所述的焊接夹具，其特征在于，所述驱动件(2)包括活动部(21)和固定部(22)，所述固定部(22)设置在第一侧板上，所述活动部(21)设置在盖板(1)上，所述活动部(21)能够相对于所述固定部(22)沿竖直方向移动。

9.如权利要求1所述的焊接夹具，其特征在于，所述焊接夹具还包括底板(7)，所述底板(7)位于所述容纳腔的底部，并与焊接机工作台连接，所述底板(7)上设置有滚筒(6)，所述电池模组(8)能够在所述滚筒(6)上滑动。

10.如权利要求9所述的焊接夹具，其特征在于，所述焊接夹具还包括推板(5)，所述推板(5)的底端与所述滚筒(6)抵接，所述推板(5)的顶端与的所述电池模组(8)的底端抵接，所述推板(5)能够带着所述电池模组(8)沿所述滚筒(6)滑动至焊接工位。

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