CN112427806A - 一种动力电池模组激光焊接新型组合除尘装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种动力电池模组激光焊接新型组合除尘装置，包括模组定位机构、针板铜嘴吹气机构和吸尘机构；其中，模组定位机构包括底座和针板固定架，底座的顶部，设置有托盘；托盘的顶部放置动力电池模组；针板固定架位于托盘的正上方；针板固定架上开有长条形槽；长条形槽内安装有针板铜嘴吹气机构；吸尘机构包括吸尘管道和吸尘罩；吸尘罩通过吸尘管道和外部的吸尘设备相连接；吸尘罩位于针板铜嘴吹气机构的上方。本发明结构设计科学，能够在对动力电池模组的汇流排进行激光焊接时，及时、可靠地去除焊接过程中产生的烟尘和焊渣，有效减少焊接过程中的烟尘污染，从而降低在焊接时的激光能量损耗，提高动力电池模组汇流排的焊接质量。

Description

一种动力电池模组激光焊接新型组合除尘装置

技术领域

本发明涉及焊接设备技术领域，特别是涉及一种动力电池模组激光焊接新型组合除尘装置。

背景技术

目前，动力电池模组的汇流排焊接工序，是动力电池模组组装(Pack)过程中很重要的一个环节，在焊接(具体为激光焊接)时，产生的烟尘和焊渣会吸收和反射激光，导致汇流排出现虚焊的问题，从而降低动力电池模组组装(Pack)的良品率。与此同时，弥漫在空气中的烟尘，还会对车间的环境造成污染，严重危害操作人员的身体健康。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的技术缺陷，提供一种动力电池模组激光焊接新型组合除尘装置。

为此，本发明提供了一种动力电池模组激光焊接新型组合除尘装置，其包括模组定位机构、针板铜嘴吹气机构和吸尘机构；

其中，模组定位机构包括：底座、托盘、下压气缸和针板固定架；

底座底部的地脚与地面相接触；

底座的顶部，设置有横向分布的托盘；

托盘的顶部，用于放置动力电池模组；

底座顶部，在托盘左右两边，分别设置有一个下压气缸；

针板固定架，位于托盘的正上方；

两个下压气缸的动力输出端，与针板固定架的底面左右两端相连接；

针板固定架上开有一条横向分布的长条形槽；

其中，针板铜嘴吹气机构包括：焊接针板和多个铜套挤压组件；

多个铜套挤压组件，镶嵌在焊接针板的底部；

模组定位机构的针板固定架上的长条形槽内，安装有所述焊接针板；

多个铜套挤压组件，与动力电池模组包括的多个电芯顶部的极柱上下对应设置；

铜套挤压组件，用于从下往上进行吹气；

其中，吸尘机构，包括：吸尘管道和吸尘罩；

吸尘罩通过吸尘管道和外部的吸尘设备上的吸尘口相连接；

吸尘罩，位于焊接针板的上方。

优选地，底座的顶部设置有两个定位机构，两个定位机构呈对角线对称设置；

定位机构由定位气缸和定位销钉组成，定位销钉固定设置于定位气缸上部的输出端顶部；

定位气缸的底部，与底座的顶部固定连接；

托盘上具有与两个定位销钉对应设置的两个垂直贯穿的定位孔；

定位销钉用于与托盘中配套的定位孔相匹配连接。

优选地，针板固定架的底面左右两端，分别设置有两个垂直分布的下压杆；

两个下压杆位于相邻的下压气缸的前后两边；

下压杆的底部，固定有一个限位环。

优选地，托盘顶部后侧的左右两端，分别具有一个限位块；

托盘顶部前侧的左右两端，分别具有一个限位臂。

优选地，每个铜套挤压组件包括：一个铜套，四个弹簧、四个浮动销钉和一个气管接头；

其中，每个铜套的中心位置，开口贯穿设置有一个铜嘴；

铜嘴为中空的结构，具有上下开口的中心通孔；

每个铜套朝向焊接针板的一侧左右两端，分别连接有两个浮动销钉；

每个浮动销钉与焊接针板上预留的销钉孔相连接(具体为浮动连接)；

每个浮动销钉的外壁，套有一个弹簧；

每个铜套的侧面具有铜管通气孔；

该铜管通气孔的一端与气管接头的一端相连通，另一端与铜嘴内部空腔相连通；

气管接头的另一端，与外部压缩空气设备的出气口相连通。

优选地，铜套上的铜嘴朝向动力电池模组一侧的挤压端的形状为锥形。

优选地，铜套的铜嘴上开有两个采样线束容纳缺口。

优选地，吸尘机构，还包括固定连接件；

固定连接件包括主固定板；

主固定板的前端固定连接有吸尘管道固定托；

吸尘管道，插接在所述吸尘管道固定托中预留的管道通孔中。

优选地，吸尘罩的中间具有圆形的、上下贯通的激光通孔；

吸尘罩的底部形状为倒立的喇叭口形状。

由以上本发明提供的技术方案可见，与现有技术相比较，本发明提供了一种动力电池模组激光焊接新型组合除尘装置，其结构设计科学，能够在对动力电池模组的汇流排进行激光焊接时，及时、可靠地去除焊接过程中产生的烟尘和焊渣，有效减少焊接过程中的烟尘污染，从而降低在焊接时的激光能量损耗，最终提高动力电池模组汇流排的焊接质量，具有重大的生产实践意义。

附图说明

图1为本发明提供的一种动力电池模组激光焊接新型组合除尘装置的立体结构示意图；

图2为本发明提供的一种动力电池模组激光焊接新型组合除尘装置中，动力电池模组的拆分结构示意图；

图3为本发明提供的一种动力电池模组激光焊接新型组合除尘装置中，模组定位机构的结构示意图；

图4为本发明提供的一种动力电池模组激光焊接新型组合除尘装置中，定位机构的结构示意图；

图5为本发明提供的一种动力电池模组激光焊接新型组合除尘装置中，针板铜嘴吹气机构在倒立放置时的结构示意图；

图6为本发明提供的一种动力电池模组激光焊接新型组合除尘装置中，针板铜嘴吹气机构中的铜套挤压组件的结构示意图；

图7为本发明提供的一种动力电池模组激光焊接分时除尘除渣装置中，吸尘机构的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实现的技术手段更容易理解，下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关申请，而非对该申请的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本申请相关的部分。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

需要说明的是，在本申请的描述中，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

此外，还需要说明的是，在本申请的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”等应做广义理解，例如，可以是固定安装，也可以是可拆卸安装。

对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

参见图1至图7，本发明提供了一种动力电池模组激光焊接新型组合除尘装置，包括模组定位机构1、针板铜嘴吹气机构2和吸尘机构3；

其中，模组定位机构1包括：底座11、定位机构12、托盘13、下压气缸14和针板固定架15；

底座11底部的地脚与地面相接触；

底座11的顶部，设置有横向分布的托盘13；

托盘13的顶部，用于放置动力电池模组100；

底座11顶部，在托盘13左右两边，分别设置有一个下压气缸14；

针板固定架15，位于托盘13的正上方；

两个下压气缸14的动力输出端(即活塞杆)，与针板固定架15的底面左右两端相连接；

针板固定架15上开有一条横向分布的长条形槽150；

其中，针板铜嘴吹气机构2包括：焊接针板21和多个铜套挤压组件22；

多个铜套挤压组件22，镶嵌在焊接针板21的底部(即朝向动力电池模组100的一侧)；

模组定位机构1的针板固定架15上的长条形槽150内，安装有所述焊接针板21；

需要说明的是，针板固定架15将针板铜嘴吹气机构2，通过螺丝孔螺丝固定在指定位置(即长条形槽150内)，保持夹紧状态；

多个铜套挤压组件22，与动力电池模组100包括的多个电芯顶部的极柱(包括正极柱和负极柱)上下对应设置；

铜套挤压组件22，用于从下往上进行吹气；

其中，吸尘机构3，包括：吸尘管道30和吸尘罩31；

吸尘罩31通过吸尘管道30和外部的吸尘设备上的吸尘口相连接；

吸尘罩31，位于焊接针板21的上方。

在本发明中，具体实现上，针板固定架15的底面左右两端，分别设置有两个垂直分布的下压杆141；

两个下压杆141位于相邻的下压气缸14的前后两边；

下压杆141的底部，固定有一个限位环142。

需要说明的是，通过下压杆141上的限位环142的限位作用，可以对下压气缸的向下移动位置进行约束，当限位环142与底座11顶部接触时，说明下压气缸14的运动到位。

在本发明中，具体实现上，托盘13顶部后侧的左右两端，分别具有一个限位块131；

托盘13顶部前侧的左右两端，分别具有一个限位臂132；

因此，通过限位块131和限位环132，可以保证托盘13顶部所放置的动力电池模组100的具体位置。

在本发明中，具体实现上，底座11的顶部，设置有两个定位机构12，两个定位机构12，呈对角线对称设置；

需要说明的是，通过两个定位机构12，可以对托盘13进行精确定位，以确保焊接位置在指定的区域，其中，定位机构12由定位气缸121和定位销钉122组成，定位销钉122固定设置于定位气缸121上部的输出端顶部；

定位气缸121的底部，与底座11的顶部固定连接；

托盘13中有配套的定位孔133(具体可以是：托盘13上具有与两个定位销钉122对应设置的两个垂直贯穿的定位孔133)，定位销钉122用于与托盘13中配套的定位孔133相匹配连接，以达到精准定位的功能。

在本发明中，具体实现上，每个铜套挤压组件22包括：一个铜套221，四个弹簧222、四个浮动销钉223和一个气管接头224；

其中，每个铜套221的中心位置，开口贯穿设置有一个铜嘴2210；

铜嘴2210为中空的结构，具有上下开口的中心通孔；

每个铜套221朝向焊接针板21的一侧左右两端，分别连接有两个浮动销钉223；

每个浮动销钉223与焊接针板21上预留的销钉孔相连接(具体为浮动连接)；

每个浮动销钉223的外壁，套有一个弹簧222；

每个铜套221的侧面具有铜管通气孔；

该铜管通气孔的一端与气管接头224的一端相连通，另一端与铜嘴2210内部空腔相连通；

气管接头224的另一端，与外部压缩空气设备(例如空气压缩机)的出气口相连通。

需要说明的是，每个铜嘴2210的上端，嵌入到焊接针板21上预留的通通孔中。

需要说明的是，在本发明中，气管接头224与铜套221侧面的铜管通气孔相连通，用于接收外部压缩空气设备提供的压缩空气，然后向铜套221上的铜嘴2210内进行除尘吹气。

在本发明中，需要说明的是，焊接针板21，用于对动力电池模组100上放置的汇流排组件101进行下压，下压气缸14通过气缸压力将焊接针板21下压，使汇流排组件101充分地和动力电池模组100上的电芯极柱贴实，保证焊接质量。

需要说明的是，具体实现上，动力电池模组100内包含有十六个电芯，呈直线对齐排列，每个电芯顶部具有正极和负极两个极柱，故每个模组内包含三十二个极柱，共三十二个激光焊接点位，动力电池模组的三十二个极柱通过针板铜嘴吹气机构2中的铜套挤压组件22贴实，每个极柱对应一个激光焊接点位，故模组设置有三十二个激光焊接点位。对应地，本发明的铜套挤压组件22共有三十二个。

需要说明的是，对于本发明，两个下压气缸14可以同时向下(即向动力电池模组的方向)挤压，当下压气缸14上自带的限位环到达相应位置后挤压到位，此时铜套挤压组件22将动力电池模组100顶部放置的汇流排组件101与相邻的电芯极柱压实，从而在进一步焊接后，可以保证激光焊接的质量。

需要说明的是，铜套221上的铜嘴2210具有的上下开口的中心通孔，可以让用于现有激光焊接设备的焊接头发出的激光从上往下通过，从而对汇流排组件101和动力电池模组上电芯顶部的极柱进行焊接操作。

在本发明中，具体实现上，需要说明的是，为了避免遮挡焊接激光(激光有拔模角度)，铜套221上的铜嘴2210朝向动力电池模组一侧的挤压端的形状为锥形；同时，为了避免铜套221压到线束，铜套221的铜嘴2210上开有两个采样线束容纳缺口2211，以避开采样线束。在进行激光焊接时，铜套221可以避免焊渣四处飞溅，阻挡焊接时产生的烟尘飘散到非焊接区域。

另外，气管接头224与铜套221侧面的铜管通气孔相连通，并引入外部压缩空气设备提供的压缩空气，从而向铜套221内进行除尘吹气，可以将铜套内的焊接烟尘从下往上吹出铜嘴2210，防止烟尘掉落到模组的电芯上。

其中，弹簧222可以为挤压汇流排组件101提供合适的压力；浮动销钉223，用于将铜套挤压组件22和焊接针板21浮动连接。

在本发明中，具体实现上，吸尘机构3，还包括固定连接件32；

固定连接件32包括主固定板321；

主固定板321的前端固定连接有吸尘管道固定托322；

吸尘管道30，插接在所述吸尘管道固定托322中预留的管道通孔中。

具体实现上，吸尘罩31的中间具有圆形的、上下贯通的激光通孔310，可以既保证激光从激光通孔310内安全穿过，又能尽可能大的阻挡反弹的焊渣弹射到振镜保护镜片上污染镜片；

在启动吸尘装置时，激光通孔310的开孔漏空面积尽可能小，可以减少负压损失，充分保证在焊接时，焊接区域上方的吸尘罩31内的负压值。

具体实现上，吸尘罩31的底部形状为倒立的喇叭口形状。

需要说明的是，对于本发明，铜嘴2210朝向动力电池模组一侧的挤压端，挤压汇流排组件101，针板铜嘴吹气机构2将激光对汇流排组件101和电芯极柱进行焊接所形成的烟尘吹向上方，然后由上方的吸尘机构3包括的底部呈倒立喇叭口型的吸尘罩31，将吹起的焊接烟尘进行吸收，以达到良好的除尘效果。

因此，对于本发明，铜套挤压组件22可以防止焊渣飞溅，阻断焊接时产生的烟尘扩散到其他尚未焊接的区域，避免烟尘、焊渣吸收和反射激光，造成模组汇流排虚焊。

对于本发明，该动力电池模组激光焊接新型组合除尘装置具有充分的除尘除渣效果，保证动力电池模组汇流排的焊接质量。

为了更加清楚地理解本发明的技术方案，下面说明本发明的工作原理。

需要说明的是，对于本发明，通过铜套挤压组件，可以将汇流排压紧于电池极柱上，让焊接时产生的焊渣和烟尘吹出到铜套外面上方，保护模组电芯表面区域，防止焊渣飞溅和烟尘四处扩散，避免烟尘影响到电池模组上尚未焊接的区域；同时，通过吸尘机构，充分保障焊接区域上方的负压吸尘，从而达到有效的除尘除渣效果。

综上所述，与现有技术相比较，本发明提供的一种动力电池模组激光焊接新型组合除尘装置，其结构设计科学，能够在对动力电池模组的汇流排进行激光焊接时，及时、可靠地去除焊接过程中产生的烟尘和焊渣，有效减少焊接过程中的烟尘污染，从而降低在焊接时的激光能量损耗，最终提高动力电池模组汇流排的焊接质量，具有重大的生产实践意义。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，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，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种动力电池模组激光焊接新型组合除尘装置，其特征在于，包括模组定位机构(1)、针板铜嘴吹气机构(2)和吸尘机构(3)；

其中，模组定位机构(1)包括：底座(11)、托盘(13)、下压气缸(14)和针板固定架(15)；

底座(11)底部的地脚与地面相接触；

底座(11)的顶部，设置有横向分布的托盘(13)；

托盘(13)的顶部，用于放置动力电池模组(100)；

底座(11)顶部，在托盘(13)左右两边，分别设置有一个下压气缸(14)；

针板固定架(15)，位于托盘(13)的正上方；

两个下压气缸(14)的动力输出端，与针板固定架(15)的底面左右两端相连接；

针板固定架(15)上开有一条横向分布的长条形槽(150)；

其中，针板铜嘴吹气机构(2)包括：焊接针板(21)和多个铜套挤压组件(22)；

多个铜套挤压组件(22)，镶嵌在焊接针板(21)的底部；

模组定位机构(1)的针板固定架(15)上的长条形槽(150)内，安装有所述焊接针板(21)；

多个铜套挤压组件(22)，与动力电池模组(100)包括的多个电芯顶部的极柱上下对应设置；

铜套挤压组件(22)，用于从下往上进行吹气；

其中，吸尘机构(3)，包括：吸尘管道(30)和吸尘罩(31)；

吸尘罩(31)通过吸尘管道(30)和外部的吸尘设备上的吸尘口相连接；

吸尘罩(31)，位于焊接针板(21)的上方。

2.如权利要求1所述的动力电池模组激光焊接新型组合除尘装置，其特征在于，底座(11)的顶部设置有两个定位机构(12)，两个定位机构(12)呈对角线对称设置；

定位机构(12)由定位气缸(121)和定位销钉(122)组成，定位销钉(122)固定设置于定位气缸(121)上部的输出端顶部；

定位气缸(121)的底部，与底座(11)的顶部固定连接；

托盘(13)上具有与两个定位销钉(122)对应设置的两个垂直贯穿的定位孔(133)；

定位销钉(122)用于与托盘(13)中配套的定位孔(133)相匹配连接。

3.如权利要求1所述的动力电池模组激光焊接新型组合除尘装置，其特征在于，针板固定架(15)的底面左右两端，分别设置有两个垂直分布的下压杆(141)；

两个下压杆(141)位于相邻的下压气缸(14)的前后两边；

下压杆(141)的底部，固定有一个限位环(142)。

4.如权利要求1所述的动力电池模组激光焊接新型组合除尘装置，其特征在于，托盘(13)顶部后侧的左右两端，分别具有一个限位块(131)；

托盘(13)顶部前侧的左右两端，分别具有一个限位臂(132)。

5.如权利要求1至4中任一项所述的动力电池模组激光焊接新型组合除尘装置，其特征在于，每个铜套挤压组件(22)包括：一个铜套(221)，四个弹簧(222)、四个浮动销钉(223)和一个气管接头(224)；

其中，每个铜套(221)的中心位置，开口贯穿设置有一个铜嘴(2210)；

铜嘴(2210)为中空的结构，具有上下开口的中心通孔；

每个铜套(221)朝向焊接针板(21)的一侧左右两端，分别连接有两个浮动销钉(223)；

每个浮动销钉(223)与焊接针板(21)上预留的销钉孔相连接(具体为浮动连接)；

每个浮动销钉(223)的外壁，套有一个弹簧(222)；

每个铜套(221)的侧面具有铜管通气孔；

该铜管通气孔的一端与气管接头(224)的一端相连通，另一端与铜嘴(2210)内部空腔相连通；

气管接头(224)的另一端，与外部压缩空气设备的出气口相连通。

6.如权利要求5所述的动力电池模组激光焊接新型组合除尘装置，其特征在于，铜套(221)上的铜嘴(2210)朝向动力电池模组一侧的挤压端的形状为锥形。

7.如权利要求1所述的动力电池模组激光焊接新型组合除尘装置，其特征在于，铜套(221)的铜嘴(2210)上开有两个采样线束容纳缺口(2211)。

8.如权利要求1所述的动力电池模组激光焊接新型组合除尘装置，其特征在于，吸尘机构(3)，还包括固定连接件(32)；

固定连接件(32)包括主固定板(321)；

主固定板(321)的前端固定连接有吸尘管道固定托(322)；

吸尘管道(30)，插接在所述吸尘管道固定托(322)中预留的管道通孔中。

9.如权利要求1至4中任一项所述的动力电池模组激光焊接新型组合除尘装置，其特征在于，吸尘罩(31)的中间具有圆形的、上下贯通的激光通孔(310)；

吸尘罩(31)的底部形状为倒立的喇叭口形状。

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