CN112635805B - 电池装配装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种电池装配装置，所述电池装配装置包括支架、夹持机构、滑杆以及压紧机构，所述夹持机构设置于支架上，所述夹持机构上形成有用于装配电池的空间，所述夹持机构用于将所述电池的上下两端夹紧或释放；所述滑杆设置于所述支架上；所述压紧机构滑设于所述滑杆上，且所述压紧机构位于所述夹持机构的上方，所述压紧机构用于对所述夹持机构施加压力或释放压力。本发明中的电池装配装置在对电池装配夹紧时不需要外接任何能源，结构简单轻便，操作方便，装配快速，并且，该装置可适用于任何尺寸的质子交换膜燃料电池，适用范围广。

Description

电池装配装置

技术领域

本发明涉及电池装配技术领域，特别涉及一种电池装配装置。

背景技术

质子交换膜燃料电池(PEMFC)是一种无需燃烧就可将气体中的化学能直接转化为电能的发电装置，它与其他燃料电池相比，具有能量密度高，不使用流动的腐蚀性电解质，且结构简单，因此具有良好的发展前景，但单个PEMFC远未达到特定设备的要求，因此常常需要组装成电池包。即根据特定设备的电压或电流要求，将单个PEMFC串联或并联构成，其骨架材料通常包括：1)端板：在电池的最外侧分布有进气口、出气口等，且常常需要组装成电池包，其作用主要是固定电池包，也就是燃料气进出的总入口；2)取电池包：在端板下面，取电池包的作用是收集电池内反应产生的电流并将其引导至电池包；3)双极板：是一种新型质子交换膜燃料电池的骨架结构，它具有高度的致密性，可以保证电池间的平整度和垂直度。

当前，对单个电池的装配主要是用螺杆固定，用夹具或绑带固定，这三种装配方式都存在不足。螺旋型装配工艺复杂，对操作者的素质要求较高，不同操作者所装配的电池组的均一性有很大差异，同一操作者在每次装配时也难以保证电池组受力的均一性，从而导致核心部件的试验分析存在很大误差。用夹具固定，装配后不能用螺杆进行装配，因为夹具的长期保压能力不能得到保证，在寿命试验时使用夹具对仪器中的气体进出和放置操作十分复杂，不利于燃料电池产业化。在绑带装配中也存在类似的问题，绑带装配与螺杆装配并不通用，因此通用性较差。

发明内容

本发明的主要目的是提出一种电池装配装置，旨在解决现有技术中电池装配装置的结构复杂且通用性不高的技术问题。

为实现上述目的，本发明提出的一种电池装配装置，所述电池装配装置包括：

支架；

夹持机构，所述夹持机构设置于支架上，所述夹持机构上形成有用于装配电池的空间，所述夹持机构用于将所述电池的上下两端夹紧或释放；

滑杆，所述滑杆设置于所述支架上；

压紧机构，所述压紧机构滑设于所述滑杆上，且所述压紧机构位于所述夹持机构的上方，所述压紧机构用于对所述夹持机构施加压力或释放压力。

优选地，所述支架包括第一支撑板、第二支撑板以及设置于所述第一支撑板和所述第二支撑板之间的连接板，所述夹持机构设置于所述第一支撑板和所述第二支撑板之间，所述滑杆的两端分别与所述第一支撑板和所述第二支撑板连接，所述滑杆和所述连接板均沿竖直方向延伸。

优选地，所述压紧机构包括阶梯轴丝杆和压力板，所述第一支撑板上开设第一安装孔，所述阶梯轴丝杆穿过所述第一安装孔与所述压力板连接，所述压力板位于所述第一支撑板和所述夹持机构之间，所述压力板滑动套设于所述滑杆上，所述压力板在所述滑杆上的滑动用于对所述夹持机构施加压力或释放压力。

优选地，所述阶梯轴丝杆的外周设置有第一轴承，所述第一轴承对应所述第一安装孔设置，所述第一轴承的上方设置有轴承套，所述轴承套与所述阶梯轴丝杆螺纹连接。

优选地，所述阶梯轴丝杆与所述压力板的连接处设置有第二轴承，所述第二轴承套设于所述阶梯轴丝杆的外周，所述阶梯轴丝杆在所述第二轴承内的转动用于带动所述压力板在所述滑杆上滑动。

优选地，所述夹持机构包括上下间隔设置的夹持组件，所述夹持组件包括两个相互交叉铰接的连杆，所述连杆上滑设有第一滑块和第二滑块，所述第一滑块和所述第二滑块分别靠近所述连杆的两端设置，多个所述第一滑块和多个所述第二滑块配合用于将所述电池的上下两端夹紧或释放。

优选地，所述夹持机构还包括设置于所述连杆上的夹持杆，所述夹持杆朝向所述连杆的一侧设置有两个连接滑块，两个所述连接滑块分别与一所述连杆上的所述第一滑块和另一所述连杆上的所述第二滑块铰接，所述夹持杆背离所述连杆的一侧设置有压块，位于上方的所述夹持组件中的所述压块与位于下方的所述夹持组件中的所述压块配合用于将所述电池的上下两端夹紧或释放。

优选地，所述压块包括支撑块和设置于所述支撑块上的压柱，所述压柱自所述支撑块朝向所述电池的方向延伸，所述支撑块上开设有安装槽，所述安装槽背离所述压柱的一侧呈开口设置，所述安装槽的两侧槽壁上均设置有卡扣，所述夹持杆的两侧均开设有滑槽，所述卡扣卡接于所述滑槽内。

优选地，所述压块的数量为多个，多个所述压块沿所述夹持杆的延伸方向间隔布置。

优选地，所述滑杆的数量为四个，四个所述滑杆平行间隔设置，其中两个所述滑杆靠近所述第一支撑板的一端设置，另外两个所述滑杆靠近所述第一支撑板的另一端设置。

本发明中的电池装配装置，首先将夹持机构放置在支架上，该夹持机构上形成有用于装配电池的空间，该空间沿上下方向延伸，在组装时，将多个电池组装成沿上下方向布置的电池包，然后将电池包放置于夹持机构的空间内，然后夹持机构对电池包的上下两端施加压力，以将电池包夹紧。在夹持机构的上方还设置有压紧机构，压紧机构沿滑杆向下移动，以对夹持机构施加压力，使得夹持机构对电池包的夹紧力增大，以将电池包中的各个电池之间的压力和间隙满足要求。在拆卸时，直接将压紧机构沿滑杆向上移动，从而对夹持机构释放压力，然后夹持机构对电池包释放，从而可以将电池包拆卸下来。本发明中的电池装配装置在对电池装配夹紧时不需要外接任何能源，结构简单轻便，操作方便，装配快速，并且，该装置可适用于任何尺寸的质子交换膜燃料电池，适用范围广。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明一实施例电池装配装置的结构示意图；

图2为本发明一实施例电池装配装置中夹持机构的结构示意图；

图3为本发明一实施例电池装配装置中夹持组件的结构示意图；

图4为本发明一实施例电池装配装置中压块的结构示意图。

附图标号说明：

标号	名称	标号	名称
				10	支架	2171	支撑块
11	第一支撑板	2172	压柱
				12	第二支撑板	2173	安装槽
13	连接板	2174	卡扣
				20	夹持机构	30	滑杆
21	夹持组件	40	压紧机构
				211	连杆	41	阶梯轴丝杆
212	第一滑块	42	压力板
				213	第二滑块	43	第一轴承
214	夹持杆	44	第二轴承
				215	滑槽	45	轴承套
216	连接滑块	50	电池
				217	压块	60	垫块

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

本发明中对“上”、“下”、“左”、“右”等方位的描述以图1中所示的方位为基准，仅用于解释在图1所示姿态下各部件之间的相对位置关系，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

本发明提出一种电池装配装置。

如图1所示，在本发明一实施例中，电池装配装置包括支架10、夹持机构20、滑杆30以及压紧机构40；夹持机构20设置于支架10上，夹持机构20上形成有用于装配电池50的空间，夹持机构20用于将电池50的上下两端夹紧或释放；滑杆30设置于支架10上；压紧机构40滑设于滑杆30上，且压紧机构40位于夹持机构20的上方，压紧机构40用于对夹持机构20施加压力或释放压力。本发明的中的电池装配装置以应用于质子交换膜燃料电池50中为例进行说明。

在该实施例中，将夹持机构20放置在支架10上，该夹持机构20上形成有用于装配电池50的空间，该空间沿上下方向延伸，在组装时，将多个电池50组装成沿上下方向布置的电池包，然后将电池包放置于夹持机构20的空间内，然后夹持机构20对电池包的上下两端施加压力，以将电池包夹紧。在夹持机构20的上方还设置有压紧机构40，压紧机构40沿滑杆30向下移动，以对夹持机构20施加压力，使得夹持机构20对电池包的夹紧力增大，以将电池包中的各个电池50之间的压力和间隙满足要求。在拆卸时，直接将压紧机构40沿滑杆30向上移动，从而对夹持机构20释放压力，然后夹持机构20对电池包释放，从而可以将电池包拆卸下来。本发明中的电池装配装置在对电池50装配夹紧时不需要外接任何能源，结构简单轻便，操作方便，装配快速，并且，该装置可适用于任何尺寸的质子交换膜燃料电池50，适用范围广。

其中，支架10包括第一支撑板11、第二支撑板12以及设置于第一支撑板11和第二支撑板12之间的连接板13，夹持机构20设置于第一支撑板11和第二支撑板12之间，滑杆30的两端分别与第一支撑板11和第二支撑板12连接，滑杆30和连接板13均沿竖直方向延伸。

在优选的实施例中，支架10包括上下间隔布置的第一支撑板11和第二支撑板12，第一支撑板11和第二支撑板12均沿左右方向延伸，且第一支撑板11和第二支撑板12相对设置。第一支撑板11和第二支撑板12起到支撑的作用，在第一支撑板11和第二支撑板12之间还设置有连接板13，该连接板13沿上下方向延伸，且连接板13的数量为两个，两个连接板13分别位于第一支撑板11的两端。将夹持机构20设置于第一支撑板11和第二支撑板12之间。滑杆30的上下两端分别与第一支撑板11和第二支撑板12连接，滑杆30分别位于夹持机构20的左右两侧，且滑杆30与夹持机构20之间互不影响。滑杆30的数量为多个，多个滑杆30均沿上下方向延伸，且多个滑杆30间隔布置，这样压紧机构40在滑杆30上的滑动更加方便省力。

如图1所示，压紧机构40包括阶梯轴丝杆41和压力板42，第一支撑板11上开设第一安装孔，阶梯轴丝杆41穿过第一安装孔与压力板42连接，压力板42位于第一支撑板11和夹持机构20之间，压力板42的两端分别滑动套设于两个滑杆30上，压力板42在滑杆30上的滑动用于对夹持机构20施加压力或释放压力。在优选的实施例中，在第一支撑板11上开设有第一安装孔，将阶梯轴丝杆41穿过第一安装孔与压力板42的上方连接。由于夹持机构20和第一支撑板11间隔设置，将压力板42设置于夹持机构20的上方，以使压力板42能够对夹持机构20施加压力。在装配结束后，将压力板42沿滑杆30向上移动，从而停止对夹持机构20加压。本实施例中的阶梯轴丝杆41的转动能够带动压力板42沿滑杆30上下移动，从而实现压力板42对夹持机构20施加压力或释放压力的目的，操作简单方便，并且节约成本。

优选地，在阶梯轴丝杆41的外周设置有第一轴承43，第一轴承43对应第一安装孔设置，第一轴承43的上方设置有轴承套45，轴承套45与阶梯轴丝杆41螺纹连接。并且，阶梯轴丝杆41与压力板42的连接处设置有第二轴承44，第二轴承44套设于阶梯轴丝杆41的外周，阶梯轴丝杆41在第二轴承44内的转动用于带动压力板42在滑杆30上滑动。

在优选的实施例中，丝杆的外周套设有一个带有六边形的内螺纹轴承套45，该轴承套45通过顶丝与第一轴承43连接。在压力板42上设置有第二轴承44，该第二轴承44也通过顶丝与阶梯轴丝杆41连接，这样阶梯轴丝杆41可以自由转动以带动压力板42上下移动。当使用者转动轴承套45时，阶梯轴丝杆41通过螺纹在空间中上下移动，从而带动压力板42沿滑杆30上下移动，以使压力板42达到对电池包施压的效果。

如图2所示，夹持机构20包括上下间隔设置的夹持组件21，夹持组件21包括两个相互交叉铰接的连杆211，连杆211上滑设有第一滑块212和第二滑块213，第一滑块212和第二滑块213分别靠近连杆211的两端设置，多个第一滑块212和多个第二滑块213配合用于将电池50的上下两端夹紧或释放。

在优选的实施例中，两个连杆211之间能够相对转动，以调节两个连杆211的两端之间的距离，从而对不同尺寸的电池50进行夹持。在每个连杆211上均固定有第一滑块212和第二滑块213，第一滑块212的高度大于第二滑块213的高度，这样四个滑块中两两长度不一而底面在同一平面上。位于上方的连杆211上的第一滑块212和第二滑块213与位于下方的连杆211上的第一滑块212和第二滑块213配合，以将电池50的上下两端夹紧。

如图3所示，夹持机构20还包括设置于连杆211上的夹持杆214，夹持杆214朝向连杆211的一侧设置有两个连接滑块216，两个连接滑块216分别与一连杆211上的第一滑块212和另一连杆211上的第二滑块213铰接，夹持杆214背离连杆211的一侧设置有压块217，位于上方的夹持组件21中的压块217和位于下方的夹持组件21中的压块217配合用于将电池50夹紧或释放。

在优选的实施例中，夹持杆214的数量为两个，两个夹持杆214间隔设置。夹持杆214呈工字型设置，在夹持杆214的上方设置有连接滑块216，其中一个连接滑块216对应其中一个连杆211上的第一滑块212设置，且该连接滑块216与该第一滑块212铰接；另外一个连接滑块216对应另外一个连杆211上的第二滑块213设置，且该连接滑块216与该第二滑块213铰接。从而，两个连接滑块216可以与第一滑块212或第二滑块213之间相互转动。此外，夹持杆214的下方连接有压块217，压块217可在夹持杆214上任意滑动，且压块217可替换成粗细不同的滑块，从而适应于螺杆粗细不同的燃料电池50，压块217通过贴紧燃料电池50螺纹孔或当无螺纹孔时贴紧端板，并给予其压力从而多个压块217配合达到为电池50提供装配力的作用。其中，由于连接滑块216和第一滑块212或第二滑块213的相对运动，夹持机构20可以变为任何矩形，从而试用于任何尺寸的燃料电池50。在通过第一次调节连接滑块216与第一滑块212或第二滑块213相对位置后，通过连接滑块216与第一滑块212以及连接滑块216与第二滑块213之间的顶丝将两两之间的相对位置锁死，就可反复对该燃料电池50简易的装配与拆卸，在此更换燃料电池50实验时，重新改变燃料电池50形状即可。

其中，如图4所示，压块217包括支撑块2171和设置于支撑块2171上的压柱2172，压柱2172自支撑块2171朝向电池50的方向延伸，支撑块2171上开设有安装槽2173，安装槽2173背离压柱2172的一侧呈开口设置，安装槽2173的两侧槽壁上设置有卡扣2174，夹持杆214的两侧均开设有滑槽215，卡扣2174卡接于滑槽215内。在优选的实施例中，如图4所示，在支撑块2171上开设有容纳腔的安装槽2173，安装槽2173的开口向下，安装槽2173的两侧槽壁上设置卡扣2174，且卡扣2174相对设置，当将压块217设置于夹持杆214上时，支撑块2171上的两个卡扣2174分别卡接于两侧的滑槽215内，从而实现支撑块2171和夹持杆214之间的可拆卸连接，这种结构简单且易拆装。当压块217对电池包施压时，位于上方的压柱2172和位于下方的压柱2172配合将电池包的上下两端压紧。

此外，压块217的数量为多个，多个压块217沿夹持杆214的延伸方向间隔布置。当电池50的尺寸不同时，不同间隔的压块217均可以对电池50起到一定的压紧作用，从而能够适配不同型号的电池50，适用范围广。在装配电池50时，阴极双极板组成一块单电池50，在装堆时根据电池50要求安装不同块数的单电池50，在本装置使用中，首先根据电池50的螺杆数目安装相应数目的压块217，并根据端板尺寸通过调节上下两块垫块60的相对位置，再使用顶丝锁紧使垫块60定型，并依次装入端板，绝缘板，集流板，不同片数的单电池50(阳极双极板，膜电极，阴极双极板)，在单电池50安装完毕后再依次装上集流板，绝缘板和端板。安装完毕后通过扳手拧动轴承套45时，上方的压块217向下移动直至压住上端板，然后继续拧动轴承套45，给电堆加压，直到满足压力需求。

进一步地，滑杆30的数量为四个，四个滑杆30平行间隔设置，其中两个滑杆30靠近第一支撑板11的一端设置，另外两个滑杆30靠近第一支撑板11的另一端设置。在优选的实施例中，其中两个滑杆30靠近左侧设置，另外两个滑杆30靠近右侧设置。将滑杆30设置成多个，能够有利于压力板42的滑动，更加省力。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (8)

1.一种电池装配装置，其特征在于，所述电池装配装置包括：

支架，所述支架包括第一支撑板、第二支撑板以及设置于所述第一支撑板和所述第二支撑板之间的连接板；

夹持机构，所述夹持机构设置于所述支架上，所述夹持机构设置于所述第一支撑板和所述第二支撑板之间，所述夹持机构上形成有用于装配电池的空间，所述夹持机构用于将所述电池的上下两端夹紧或释放；所述夹持机构包括上下间隔设置的夹持组件，所述夹持组件包括两个相互交叉铰接的连杆，所述连杆上滑设有第一滑块和第二滑块，所述第一滑块和所述第二滑块分别靠近所述连杆的两端设置，多个所述第一滑块和多个所述第二滑块配合用于将所述电池的上下两端夹紧或释放；

滑杆，所述滑杆设置于所述支架上，所述滑杆的两端分别与所述第一支撑板和所述第二支撑板连接，所述滑杆和所述连接板均沿竖直方向延伸；

压紧机构，所述压紧机构滑设于所述滑杆上，且所述压紧机构位于所述夹持机构的上方，所述压紧机构用于对所述夹持机构施加压力或释放压力。

2.如权利要求1所述的电池装配装置，其特征在于，所述压紧机构包括阶梯轴丝杆和压力板，所述第一支撑板上开设第一安装孔，所述阶梯轴丝杆穿过所述第一安装孔与所述压力板连接，所述压力板位于所述第一支撑板和所述夹持机构之间，所述压力板滑动套设于所述滑杆上，所述压力板在所述滑杆上的滑动用于对所述夹持机构施加压力或释放压力。

3.如权利要求2所述的电池装配装置，其特征在于，所述阶梯轴丝杆的外周设置有第一轴承，所述第一轴承对应所述第一安装孔设置，所述第一轴承的上方设置有轴承套，所述轴承套与所述阶梯轴丝杆螺纹连接。

4.如权利要求2所述的电池装配装置，其特征在于，所述阶梯轴丝杆与所述压力板的连接处设置有第二轴承，所述第二轴承套设于所述阶梯轴丝杆的外周，所述阶梯轴丝杆在所述第二轴承内的转动用于带动所述压力板在所述滑杆上滑动。

5.如权利要求1所述的电池装配装置，其特征在于，所述夹持机构还包括设置于所述连杆上的夹持杆，所述夹持杆朝向所述连杆的一侧设置有两个连接滑块，两个所述连接滑块分别与一所述连杆上的所述第一滑块和另一所述连杆上的所述第二滑块铰接，所述夹持杆背离所述连杆的一侧设置有压块，位于上方的所述夹持组件中的所述压块与位于下方的所述夹持组件中的所述压块配合用于将所述电池的上下两端夹紧或释放。

6.如权利要求5所述的电池装配装置，其特征在于，所述压块包括支撑块和设置于所述支撑块上的压柱，所述压柱自所述支撑块朝向所述电池的方向延伸，所述支撑块上开设有安装槽，所述安装槽背离所述压柱的一侧呈开口设置，所述安装槽的两侧槽壁上均设置有卡扣，所述夹持杆的两侧均开设有滑槽，所述卡扣卡接于所述滑槽内。

7.如权利要求5所述的电池装配装置，其特征在于，所述压块的数量为多个，多个所述压块沿所述夹持杆的延伸方向间隔布置。

8.如权利要求1至7中任一项所述的电池装配装置，其特征在于，所述滑杆的数量为四个，四个所述滑杆平行间隔设置，其中两个所述滑杆靠近所述第一支撑板的一端设置，另外两个所述滑杆靠近所述第一支撑板的另一端设置。

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