CN114243082B - 电池模组拼接生产线 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电池模组拼接生产线，其包括相并排布置的第一输送线和第二输送线、检测设备、电芯拼接设备、上胶设备及模组拼接设备。检测设备与电芯拼接装置呈一前一后地安装于第一输送线和第二输送线的正上方，检测设备与电芯拼接设备之间设有上胶工位，上胶设备与模组拼接设备设于第一输送线和第二输送线的后端，检测设备对经过其下方的电芯进行检测，第一输送线所输送的电芯经过上胶工位时被贴上胶合物，电芯拼接设备将第二输送线所输送的电芯抓取放到被贴上胶合物的电芯，上胶设备在每一双电芯组的侧面贴上胶合物，模组拼接设备将若干双电芯组并排压紧。使用本发明的电池模组拼接生产线能自动检测电芯状态及自动将多个电芯组装成电池模组。

Description

电池模组拼接生产线

技术领域

本发明涉及电池加工领域，尤其涉及一种电池模组拼接生产线。

背景技术

单个电芯容量、电压过小，不能驱动大的负载，通常需要将多个电芯采用串并联的方式组装形成一定形状、电压容量的电池模组，以实现较大的容量和较高的电压输出。

业内一般采用胶粘的方式将多个电芯拼接成电池模组。进行拼接之前，需检查电芯的实际状态，例如电芯的电流、电压、电阻是否正常，无问题后才能进行胶粘拼接。当前仍主要依靠人手检查电芯的状态，胶粘也主要依靠人手完成，生产效率低，也容易漏掉检查项目。

因此，亟需要一种能自动检测电芯状态及自动将多个电芯组装成电池模组的电池模组拼接生产线来克服上述缺陷。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能自动检测电芯状态及自动将多个电芯组装成电池模组的电池模组拼接生产线。

为实现上述目的，本发明的电池模组拼接生产线包括相并排布置的第一输送线和第二输送线、检测设备、电芯拼接设备、上胶设备及模组拼接设备，所述检测设备与所述电芯拼接装置呈一前一后地安装于所述第一输送线和第二输送线的正上方，所述检测设备与所述电芯拼接设备之间设有上胶工位，所述上胶设备与所述模组拼接设备设于所述第一输送线和第二输送线的后端，所述第一输送线和第二输送线从前往后地输送电芯，所述检测设备对经过其下方的电芯进行电压、电阻和电流中至少一者的检测，所述第一输送线所输送的电芯经过所述上胶工位时被贴上胶合物，所述电芯拼接设备将第二输送线所输送的电芯抓取放到被贴上胶合物的电芯上，以使两电芯胶粘一体而组成双电芯组，所述上胶设备在每一所述双电芯组的侧面贴上胶合物，所述模组拼接设备将若干双电芯组并排压紧，以使若干所述双电芯组相互胶粘而拼接成电池模组。

较佳地，所述第一输送线与第二输送线各包括多个首尾相接的电芯载座，所述第一输送线、第二输送线呈链式地输送电芯载座。

较佳地，所述电芯拼接设备包括拼接安装架和拼接机械手，所述拼接安装架横跨于所述第一输送线与第二输送线，所述拼接机械手安装于拼接安装架，所述拼接机械手位于所述第一输送线、第二输送线的正上方，所述拼接机械手将第二输送线所输送的电芯抓取放到被贴上胶合物的电芯上。

较佳地，所述拼接机械手安装有一CCD图像传感器，所述CCD图像传感器的检测端竖直朝下布置，所述CCD图像传感器用于对第一输送线上的电芯载座所承载的电芯进行图像定位。

较佳地，所述拼接机械手包括多轴驱动装置及安装于多轴驱动装置输出端的电芯抓取装置，所述多轴装置安装于所述拼接安装架，所述多轴驱动装置驱使所述电芯抓取装置往返于第一输送线与第二输送线，所述CCD图像传感器安装于所述多轴驱动装置，所述多轴驱动装置在CCD图像传感器定好电芯载座所承载的电芯后驱使电芯抓取装置向下运动，从而使电芯抓取装置将所抓取的电芯叠放到被定位的电芯上。

较佳地，本发明的电池模组拼接生产线还包括一下料机械手，所述下料机械手位于所述第一输送线的后端的旁侧，所述下料机械手取下被顶起的双电芯组并驱使呈90°翻转地放到所述上胶设备。

较佳地，所述上胶设备包括贴胶机构及安装于贴胶机构旁侧的电芯组输送装置，所述电芯组输送装置用于装载双电芯组且将所装载的双电芯组输送至所述贴胶机构的旁侧，所述贴胶机构将胶合物贴在双电芯组的侧面。

较佳地，所述电芯组输送装置包括输送安装架、输送带装置及电芯组定位座，所述输送带装置安装于所述输送安装架，所述电芯组定位座安装于所述输送带装置的输出端，所述电芯组定位座相对所述输送安装架至少具有一靠近所述下料机械手的第一位置及一靠近所述贴胶机构的第二位置，所述输送带装置驱使所述电芯组定位座往返于第一位置与第二位置。

较佳地，所述模组拼接设备包括拼接装载架及安装于拼接装载架顶部的第一定位侧板、第二定位侧板、第一顶推器和第二顶推器，所述第一定位侧板、第二顶侧板、第一顶推器和第二顶推器分处于四周并围出一模组拼接腔，所述第一顶推器正对所述第一定位侧板布置，所述第二顶推器正对所述第二定位侧板布置。

较佳地，本发明的电池模组拼接生产线还包括一取料机械手，所述取料机械手设于所述电芯组输送装置与所述模组拼接设备之间，所述取料机械手取出双电芯定位座中的双电芯组翻转90°后将双电芯组逐个并排地放入模组拼接腔中。

与现有技术相比，本发明的电池模组拼接生产线包括相并排布置的第一输送线和第二输送线、检测设备、电芯拼接设备、上胶设备和模组拼接设备。检测设备与电芯拼接设备呈一前一后地安装于第一输送线和第二输送线的正上方。检测设备与电芯拼接设备之间设有上胶工位。上胶设备与模组拼接设备设于第一输送线和第二输送线的后端。第一输送线和第二输送线从前往后地输送电芯。检测设备对经过其下方的电芯进行电压、电阻和电流中至少一者的检测。第一输送线所输送的电芯经过上胶工位时被贴上胶合物，电芯拼接设备将第二输送线所输送的电芯抓取放到被贴上胶合物的电芯上，以使两电芯粘合一体而形成双电芯组，上胶设备在每一双电芯组的侧面贴上胶合物。电芯拼接设备将第二输送线所输送的电芯抓取放到被贴上胶合物的电芯上，以使两电芯胶粘一体而组成双电芯组，上胶设备在每一个双电芯组的侧面贴上胶合物，之后模组拼接设备将若干双电芯组并排压紧，使得若干双电芯组相互胶粘而拼接成电池模组。使用本发明的电池模组拼接生产线能够自动检测电芯的状态，不会漏掉所要检查的项目。而且能自动将电芯胶粘成双电芯组，然后再将双电芯组胶粘拼成电池模组，加工效率高。

附图说明

图1是本发明电池模组拼接生产线的主视图。

图2是本发明的电池模组拼接生产线在隐藏电芯上料架、上料机械手和检测设备后的俯视图。

图3是图2中A处结构的放大示意图。

图4是本发明的电池模组拼接生产线在隐藏电芯上料机、上料机械手和检测设备后的立体图。

图5是检测设备的立体图。

图6是电池模组拼接生产线在生产电池模组时的工作流程图。

具体实施方式

为了详细说明本发明的技术内容、构造特征，以下结合实施方式并配合附图作进一步说明。

如图1、图2和图4所示，本发明的电池模组拼接生产线100包括相并排布置的第一输送线10和第二输送线20、检测设备30、电芯拼接设备40、上胶设备50和模组拼接设备60。检测设备30与电芯拼接设备40呈一前一后地安装于第一输送线10和第二输送线20的正上方。检测设备30与电芯拼接设备40之间设有上胶工位R。上胶设备50与模组拼接设备60设于第一输送线10和第二输送线20的后端。第一输送线10和第二输送线20从前往后地输送电芯。检测设备30对经过其下方的电芯进行电压、电阻和电流中至少一者的检测。第一输送线10所输送的电芯经过上胶工位时被贴上胶合物，电芯拼接设备40将第二输送线20所输送的电芯抓取放到被贴上胶合物的电芯上，以使两电芯粘合一体而形成双电芯组，上胶设备50在每一双电芯组的侧面贴上胶合物，之后模组拼接设备60将若干双电芯组并排压紧，使得若干双电芯组相互胶粘而拼接成电池模组。使用本发明的电池模组拼接生产线100能够自动检测电芯的状态，不会漏掉所要检查的项目。而且能自动将电芯胶粘成双电芯组，然后再将双电芯组胶粘拼成电池模组，加工效率高。

其中，上胶工位R为供操作工人作业的工位，操作工人在该工位对第一输送线10所输送的电芯贴上胶合物。较优的是，上述及下述所提及的胶合物为双面胶、胶水、胶液等带有强粘性的物体，但不仅限于以上所举例说明的形式。

需要说明的是，图1中箭头X所指的方向为由前往后的方向，箭头Z所指的方向为由上往下的方向，但不限于此。

如图1、图2和图5所示，检测设备30包括检测安装架31和检测夹取装置 32。检测安装架31设于第一输送线10的旁侧，检测夹取装置32安装于检测安装架31，检测夹取装置32位于第一输送线10与第二输送线20的上方，检测安装架31内设有良品暂存线33和不良品暂存线34。检测夹取装置32用于检测电芯的电压、电芯和电流中的至少一者，检测夹取装置32对第一输送线10、第二输送线20所输送的电芯进行检测，检测夹取装置32将检测不合格的电芯取下放到不良品暂存线34，检测夹取装置32还取下良品暂存线33上的电芯放到被取走电芯的输送线上。如此，使用检测设备30能够自动对电芯进行检测，还可以自动替换掉检测不合格的电芯。

较优的是，良品暂存线33和不良品暂存线34平行并排布置，但不限于此。进一步地，检测夹取装置32包括检测机械手321和检测夹爪322。检测机械手 321安装于检测安装架31，检测夹爪322安装于检测机械手321的输出端，检测夹爪322检测所夹紧的电芯的电压、电阻和电流中的至少一者。检测夹爪322 夹紧电芯后，能够稳定地对电芯进行检测，当检测到不合格的电芯时，检测夹爪322保持夹紧该电芯，检测机械手321驱使检测夹爪322移离于输送线后，便能取走不合格的电芯。较优的是，检测机械手321为三轴驱动装置，但不限于此。检测机械手321的输出端安装有一前一后并排布置的检测夹爪322，两检测夹爪322能同时进行两电芯的夹紧夹紧，提升检测效率。检测夹爪322内设有与电芯的引脚连接的触头(图中未示)，以便引出电芯的电流。

如图1所示，本发明的电池模组拼接生产线100还包括电芯上料架70和上料机械手80。上料机械手80设于第一输送线10和第二输送线20的前端一侧，电芯上料架70设于上料机械手80的旁侧，上料机械手80逐一取出电芯上料架 70中的电芯依次分发到第一输送线10和第二输送线20上。借助上料机械手80 能自动完成电芯的上料。

如图2和图4所示，第一输送线10与第二输送线20各包括多个首尾相接的电芯载座001，第一输送线10、第二输送线20呈链式地输送电芯载座001。电芯载座001用于承载电芯，第一输送线10、第二输送线20从前往后地输送电芯。

如图1、图2和图4所示，电芯拼接设备40包括拼接安装架41和拼接机械手42。拼接安装架41横跨于第一输送线10与第二输送线20，拼接机械手42 安装于拼接安装架41，拼接机械手42位于第一输送线10、第二输送线20的正上方，拼接机械手42将第二输送线20所输送的电芯抓取放到被贴上胶合物的电芯上。进一步地，拼接机械手42安装有CCD图像传感器43，CCD图像传感器43的检测端竖直朝下布置，CCD图像传感器43用于对第一输送线10的电芯载座001所承载的电芯进行图像定位。对电芯进行图像定位后，拼接机械手42 便可把所抓取的电芯准确叠放到被定位的电芯上。

拼接机械手42包括多轴驱动装置421及安装于多轴驱动装置421输出端的电芯抓取装置422。多轴驱动装置421安装于拼接安装架41，多轴驱动装置421 驱使电芯抓取装置422往返于第一输送线10与第二输送线20，CCD图像传感器43安装于多轴驱动装置421，多轴驱动装置421在CCD图像传感器43定位好电芯载座001所承载的电芯后驱使电芯抓取装置422向下运动，从而使电芯抓取装置422将所抓取的电芯准确叠放到被定位的电芯上。举例而言，多轴驱动装置421为三轴驱动装置，但不限于此。

如图1、图2和图4所示，第一输送线10的后端的内部设有若干顶出装置 002。顶出装置002在第一输送线10将电芯载座001输送到第一输送线10的后端时从电芯载座001的周侧伸出，以将电芯载座001所承载的双电芯组向上顶起。双电芯组被顶起后，方便取出双电芯组。顶出装置002采用气缸等结构顶出即可，但不限于此。较优的是，第一输送线10和第二输送线20的前端的内部也设有若干顶出装置002，顶出装置002从输送线前端的电芯载座001伸出后，方便接过上料机械手80送过来的电芯，接过电芯后下降，能够将电芯大致准确地放到电芯载座001上。

如图1、图2和图4所示，本发明的电池模组拼接生产线100还包括一下料机械手90。下料机械手90位于第一输送线10的后端的旁侧，下料机械手90取下被顶起的双电芯组并驱使双电芯组呈180°翻转地放到上胶设备50。具体地，上胶设备50包括贴胶机构51及安装于贴胶机构51旁侧的电芯组输送装置52。电芯组输送装置52用于装载双电芯组且将所装载的双电芯组送至贴胶机构51 的旁侧，贴胶机构51将胶合物贴在双电芯组的侧面。进一步地，电芯组输送装置52包括输送安装架521、输送带装置522和电芯组定位座523，输送带装置522安装于输送安装架521，电芯组定位座523安装于输送带装置522的输出端，电芯组定位座523相对输送安装架521至少具有一靠近下料机械手90的第一位置及一靠近贴胶机构51的第二位置，输送带装置522驱使电芯组定位座523往返于第一位置与第二位置。输送带装置522采用现有结构即可。使用输送带装置522能够稳定的输送电芯组定位座523到达不同的位置。

如图1至图4所示，模组拼接设备60包括拼接装载架61及安装于拼接装载架61定位的第一定位侧板62、第二定位侧板63、第一顶推器64和第二顶推器65。第一定位侧板62、第二定位侧板63、第一顶推器64和第二顶推器65分处于四周并围出一模组拼接腔66。第一顶推器64正对第一定位侧板62布置，第二顶推器65正对第二定位侧板63布置。当下料机械手90先后将多个双电芯组放入模组拼接腔66后，第一顶推器64顶推多个双电芯组并紧到第一定位侧板62，同时地，第二顶推器65顶推多个双电芯组并紧到第二定位侧板63，从而将多个双电芯组并排压紧到一起，形成结构紧密且整齐的电池模组。第一顶推器64、第二顶推器65均为气缸结构，但不限于此。

如图1至图4所示，本发明的电池模组拼接生产线100还包括一取料机械手67，取料机械手67设于电芯组输送装置52与模组拼接设备60之间，取料机械手67取出电芯组定位座523中的双电芯组翻转90°后将双电芯组逐个并排地放入模组拼接腔66中。借助取料机械手67能自动上料双电芯组到模组拼接设备60处进行拼接。

如图1至图6所示，以下介绍本发明的电池模组拼接生产线100的工作过程：上料机械手80逐一抓取电芯上料架70的电芯依次分发到第一输送线10和第二输送线20上，第一输送线10、第二输送线20前端的顶出装置002向上伸出，接过电芯后向下运动，将接过的电芯放到电芯载座001上，第一输送线10、第二输送线20由前往后地输送电芯载座001。电芯经过检测设备30时，检测夹取装置32对电芯的电压、电流和电阻值进行检测，经检测的合格电芯继续向后输送，检测夹取装置32将检测不合格的电芯抓取放到不良品暂存线34，并且取下良品暂存线33上的电芯放到被取走电芯的输送线上。电芯经过上胶工位时，操作工人对第一输送线10所输送的电芯贴上胶合物。电芯经过电芯拼接设备40 时，拼接机械手42将第二输送线20所输送的电芯抓取放到第一输送线10所输送的被贴上胶合物的电芯上，使得两电芯堆叠粘接一体而组成双电芯组。

双电芯组被输送到第一输送线10的后端时，第一输送线10后端的顶出装置002将双电芯组顶起，下料机械手90取下被顶起的双电芯组翻转180°后将双电芯组放到电芯组定位座523中，电芯组定位座523放满电芯后，输送带装置522将电芯组定位座523由第一位置输送到第二位置。贴胶机构51在每一双电芯组的侧面贴上胶合物。接着，取料机械手67取出电芯组定位座523中的双电芯组翻转90°后将双电芯组逐个并排地放入模组拼接腔66中。当多个双电芯组放入模组拼接腔66后，第一顶推器64顶推多个双电芯组并紧到第一定位侧板62，同时地，第二顶推器65顶推多个双电芯组并紧到第二定位侧板63，从而将多个双电芯组并排压紧到一起，形成结构紧密且整齐的电池模组。

以上所揭露的仅为本发明的较佳实例而已，不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，均属于本发明所涵盖的范围。

Claims (8)

1.一种电池模组拼接生产线，其特征在于：包括相并排布置的第一输送线和第二输送线、检测设备、电芯拼接设备、上胶设备及模组拼接设备，所述检测设备与所述电芯拼接装置呈一前一后地安装于所述第一输送线和第二输送线的正上方，所述检测设备与所述电芯拼接设备之间设有上胶工位，所述上胶设备与所述模组拼接设备设于所述第一输送线和第二输送线的后端，所述第一输送线和第二输送线从前往后地输送电芯，所述检测设备对经过其下方的电芯进行电压、电阻和电流中至少一者的检测，所述第一输送线所输送的电芯经过所述上胶工位时被贴上胶合物，所述电芯拼接设备将第二输送线所输送的电芯抓取放到被贴上胶合物的电芯上，以使两电芯胶粘一体而组成双电芯组，所述上胶设备在每一所述双电芯组的侧面贴上胶合物，所述模组拼接设备将若干双电芯组并排压紧，以使若干所述双电芯组相互胶粘而拼接成电池模组；所述第一输送线与第二输送线各包括多个首尾相接的电芯载座，所述第一输送线、第二输送线呈链式地输送电芯载座；所述电芯拼接设备包括拼接安装架和拼接机械手，所述拼接安装架横跨于所述第一输送线与第二输送线，所述拼接机械手安装于拼接安装架，所述拼接机械手位于所述第一输送线、第二输送线的正上方，所述拼接机械手将第二输送线所输送的电芯抓取放到被贴上胶合物的电芯上。

2.根据权利要求1所述的电池模组拼接生产线，其特征在于，所述拼接机械手安装有一CCD图像传感器，所述CCD图像传感器的检测端竖直朝下布置，所述CCD图像传感器用于对第一输送线上的电芯载座所承载的电芯进行图像定位。

3.根据权利要求2所述的电池模组拼接生产线，其特征在于，所述拼接机械手包括多轴驱动装置及安装于多轴驱动装置输出端的电芯抓取装置，所述多轴驱动装置安装于所述拼接安装架，所述多轴驱动装置驱使所述电芯抓取装置往返于第一输送线与第二输送线，所述CCD图像传感器安装于所述多轴驱动装置，所述多轴驱动装置在CCD图像传感器定好电芯载座所承载的电芯后驱使电芯抓取装置向下运动，从而使电芯抓取装置将所抓取的电芯叠放到被定位的电芯上。

4.根据权利要求1所述的电池模组拼接生产线，其特征在于，还包括一下料机械手，所述下料机械手位于所述第一输送线的后端的旁侧，所述下料机械手取下被顶起的双电芯组并驱使双电芯组呈180°翻转地放到所述上胶设备。

5.根据权利要求4所述的电池模组拼接生产线，其特征在于，所述上胶设备包括贴胶机构及安装于贴胶机构旁侧的电芯组输送装置，所述电芯组输送装置用于装载双电芯组且将所装载的双电芯组输送至所述贴胶机构的旁侧，所述贴胶机构将胶合物贴在双电芯组的侧面。

6.根据权利要求5所述的电池模组拼接生产线，其特征在于，所述电芯组输送装置包括输送安装架、输送带装置及电芯组定位座，所述输送带装置安装于所述输送安装架，所述电芯组定位座安装于所述输送带装置的输出端，所述电芯组定位座相对所述输送安装架至少具有一靠近所述下料机械手的第一位置及一靠近所述贴胶机构的第二位置，所述输送带装置驱使所述电芯组定位座往返于第一位置与第二位置。

7.根据权利要求5所述的电池模组拼接生产线，其特征在于，所述模组拼接设备包括拼接装载架及安装于拼接装载架顶部的第一定位侧板、第二定位侧板、第一顶推器和第二顶推器，所述第一定位侧板、第二顶侧板、第一顶推器和第二顶推器分处于四周并围出一模组拼接腔，所述第一顶推器正对所述第一定位侧板布置，所述第二顶推器正对所述第二定位侧板布置。

8.根据权利要求7所述的电池模组拼接生产线，其特征在于，还包括一取料机械手，所述取料机械手设于所述电芯组输送装置与所述模组拼接设备之间，所述取料机械手取出双电芯定位座中的双电芯组翻转90°后将双电芯组逐个并排地放入模组拼接腔中。