CN114310077B - 一种锂电池组串并联焊接用多维度壳体模具及驱控系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种锂电池组串并联焊接用多维度壳体模具及驱控系统，涉及锂电池加工技术领域。本发明中：主壳体下段设有前后贯穿的推出区域，推出区域上方设有前后贯穿的焊接区域。主壳体内设有若干竖直升降调节的竖向支撑条板，主壳体内设有若干位于焊接区域上方的错位导出区域。主壳体内设有若干位于错位导出区域上方的方位检测区域，主壳体一组对边的外侧固定安装有限位驱动机构。本发明在主壳体内由上而下配置极性检测、错位导出、焊接配合、完成推出等区域，形成一套便于锂电池组精准焊接的壳体模具及各个检测、驱动机构，避免了锂电池组中出现极性错位，提高了锂电池组串并联排列、焊接效率和合格率。

Description

一种锂电池组串并联焊接用多维度壳体模具及驱控系统

技术领域

本发明涉及锂电池加工技术领域，尤其涉及一种锂电池组串并联焊接用多维度壳体模具及驱控系统。

背景技术

目前锂电池在实际使用过程中，一般来说投入使用的锂电池成品都是锂电池组，在锂电池组中是把多个锂电池串联起来，得到所需要的工作电压。如果所需要的是更高的容量和更大的电流，那就应该把锂电池并联起来。另外还有一些电池组，把串联和并联这两种方法结合起来。

而在锂电池组的串并联焊接时，传统的人工焊接时，需要人工将一节节锂电池排列好，费时费力。在一些半自动焊接过程中，若是通过送料机构将成节的锂电池单体放置到焊接模具中，锂电池单体极性的摆放容易错误，失误率较高，需要人为校错，而且锂电池单体的焊接排列、焊接后锂电池出料也无法实现自动化。综上，设计一种自动正确排列锂电池、流畅完成焊接后锂电池组出料的自动化模具设备，成为锂电池串并联加工生产过程中需要解决的问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种锂电池组串并联焊接用多维度壳体模具及驱控系统，形成一套便于锂电池组精准焊接的壳体模具及各个检测、驱动机构，避免了锂电池组中出现极性错位，大幅度提高了锂电池组串并联排列、焊接效率和合格率。

为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明涉及一种锂电池组串并联焊接用多维度壳体模具，主要内容如下：主壳体上段的内部区域固定设有若干均匀分布的竖向隔片，主壳体下段设有前后贯穿的推出区域，主壳体下段的推出区域配置有水平伸缩调节的推出面板。推出区域上方设有若干位于相邻竖向隔片之间以及外围竖向隔片与主壳体之间的前后贯穿的焊接区域。

主壳体内设有若干竖直升降调节的竖向支撑条板，每个竖向支撑条板的升降方位都独立对应一个焊接区域。主壳体内设有若干位于焊接区域上方的错位导出区域，主壳体的错位导出区域内配置有水平伸缩调节的内围推盘，主壳体一侧开设有若干与错位导出区域同水平高度的错位导出口，错位导出口与错位导出区域一一对应贯通。主壳体内设有若干位于错位导出区域上方的方位检测区域，主壳体的一侧嵌入安装有朝向方位检测区域的方位检测机构，主壳体一组对边的外侧固定安装有限位驱动机构，限位驱动机构驱动连接有若干独立活动穿过主壳体的支撑插板，支撑插板插入方位检测区域的底层区域位置。

作为本发明中壳体模具的一种优选技术方案：主壳体下方配置有竖直驱动装置，竖直驱动装置包括若干独立设置的动力机构，每个动力机构的输出侧都设置有竖直朝上的竖直升降轴，竖直升降轴活动穿过主壳体的底板，竖向支撑条板固定安装在竖直升降轴上端。

作为本发明中壳体模具的一种优选技术方案：主壳体的错位导出区域外围配置有若干同水平位置的水平驱动装置，水平驱动装置的输出侧配置有水平活动穿过主壳体的水平轴杆，内围推盘固定安装在水平轴杆侧端。

作为本发明中壳体模具的一种优选技术方案：主壳体外侧的两个限位驱动机构同水平设置，限位驱动机构包括若干独立的气动机构，支撑插板与气动机构的动力输出端连接。

作为本发明中壳体模具的一种优选技术方案：主壳体的错位导出口下端沿外侧设置有错位导出外板，处于行程最高点的竖向支撑条板上侧面与错位导出外板上侧面齐平；主壳体的错位导出区域的内侧壁开设有与内围推盘相配合的收纳圆槽，内围推盘的最大推进行程点位置位于主壳体的错位导出口的外侧区域；错位导出外板内侧位下侧固定设有限位条板，处于焊接区域最上层的锂电池单体包括被限位条板遮挡的遮挡部分。

作为本发明中壳体模具的一种优选技术方案：主壳体外围配置有正对于推出区域的推出驱动装置，推出驱动装置包括推动轴杆，推出面板固定安装在推动轴杆侧端；处于行程最低点的竖向支撑条板上侧面的水平位置低于推出面板的下端沿水平位置，主壳体底侧板的外侧设有推出外板，推出外板上侧面的水平位置不高于处于行程最低点的竖向支撑条板上侧面的水平位置。

作为本发明中壳体模具的一种优选技术方案：设处于焊接区域的竖向隔片宽度尺寸为Da，设锂电池单体的长度尺寸为Db，主壳体两侧板的宽度尺寸为Dc，则Da<Db<Dc。

本发明涉及一种锂电池组串并联焊接用多维度壳体模具的驱控系统，驱动系统包括一总控制器，包括以下内容：

㈠锂电池单体落入方位检测区域，方位检测机构对当前方位检测区域内的锂电池单体的摆放极性进行传感检测，完成检测后，限位驱动机构缩回一次支撑插板，当前锂电池单体落入错位导出区域，待下一个锂电池单体落入方位检测区域前，限位驱动机构驱动支撑插板重新插入方位检测区域底层位置；①若当前锂电池单体的极性摆放符合当前竖直方位焊接区域的极性要求，则水平驱动装置无动作；②若当前锂电池单体的极性摆放不符合当前竖直方位焊接区域的极性要求，则水平驱动装置驱动内围推盘，将当前锂电池单体从错位导出口推出。

㈡竖向支撑条板的初始位置与错位导出外板齐平，每从方位检测区域落下一个锂电池单体且该锂电池单体的极性摆放符合当前竖直方位焊接区域的极性要求，竖直驱动装置驱动竖向支撑条板下降一个锂电池单体的直径尺寸。㈢当从方位检测区域落下的符合当前竖直方位焊接区域的极性要求的锂电池单体数目达到纵列焊接满载数值时，方位检测区域及其以上区域不再下落锂电池单体，等待所有焊接区域内的锂电池单体都满载，竖直驱动装置驱动竖向支撑条板下降至满载焊接位置，焊接区域前后侧同步进行锂电池组的串并联焊接。㈣焊接区域的锂电池组完成串并联焊接后，竖直驱动装置驱动竖向支撑条板向下运动至行程最低点，推出驱动装置驱动推出面板将推出区域的锂电池组推出。

作为本发明中驱控系统的一种优选技术方案：总控制器配置有下落计数模块，下落计数模块对实际可以落入焊接区域的锂电池单体数目进行分析；设方位检测机构进行传感检测的信号次数为S，设水平驱动装置对极性错位摆放的锂电池单体的推出次数为T，设实际可以落入焊接区域的锂电池单体数目为M，则M=S-T。

作为本发明中驱控系统的一种优选技术方案：总控制器配置有复位模块，单个焊接区域满载时，复位模块对已经满载的焊接区域所对应的下落计数模块进行复位清零。

与现有的技术相比，本发明的有益效果是：

本发明通过在主壳体内固定设置竖向隔片，在主壳体内由上而下配置极性检测、错位导出、焊接配合、完成推出等区域，形成一套便于锂电池组精准焊接的壳体模具及各个检测、驱动机构，避免了锂电池组中出现极性错位，大幅度提高了锂电池组串并联排列、焊接效率和合格率。

附图说明

图1为本发明中锂电池组串并联焊接用多维度壳体模具的配合结构示意图。

图2为图1中A处局部放大的结构示意图。

图3为本发明中焊接模具的整体结构示意图。

图4为本发明中焊接模具的内部剖视结构示意图。

图5为本发明中焊接模具的另一内部剖视结构示意图。

图6为本发明中焊接模具锂电池焊接满载时竖向支撑条板的位置示意图。

图7为本发明中焊接模具锂电池焊接结束后竖向支撑条板的位置示意图。

图8为本发明中竖向隔片宽度、锂电池单体长度、主壳体侧边宽度的配合示意图。

图9本发明中锂电池组串并联焊接用多维度壳体模具的驱控系统（部分）逻辑示意图。

附图标记说明：

1-主壳体，101-竖向隔片，102-推出区域，103-焊接区域，104-错位导出区域，105-方位检测区域，106-错位导出口，107-错位导出外板，108-限位条板，109-推出外板，110-收纳圆槽；2-竖直驱动装置，201-竖直升降轴，202-竖向支撑条板；3-水平驱动装置，301-水平轴杆，302-内围推盘；4-限位驱动机构，401-支撑插板；5-方位检测机构；6-锂电池单体，601-遮挡部分；7-推出驱动装置，701-推动轴杆，702-推出面板。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例一

请参阅图1、图2、图3，竖直驱动装置2位于主壳体1下方，竖直驱动装置2配置了多个独立的竖直升降轴201，竖直升降轴201上端固定连接了竖向支撑条板202，竖向支撑条板202的宽度与主壳体1内单个焊接区域103的开口宽度相配合。

锂电池单体6先进入方位检测区域105，一侧的方位检测机构5对落入方位检测区域105的横置锂电池单体6进行端侧极性进行传感检测，锂电池单体6正极有正极结构，锂电池单体6负极一般较为平整，通过简单的光电传感结构即可完成检测。

实施例二

请参阅图1、图2、图3、图4、图5，锂电池单体6在方位检测区域105检测结束后，总控制器对当前锂电池单体6横置摆放的极性方位进行判断，同时限位驱动机构4打开支撑插板401，该锂电池单体6会下落到错位导出区域104，此时竖向支撑条板202位于错位导出区域104底部，竖向支撑条板202与错位导出外板107齐平。若该锂电池单体6的横置摆放极性与当前位置的焊接区域103对应的极性相同，则竖直驱动装置2驱动竖向支撑条板202下降一个横置锂电池单体6的直径高度，该锂电池单体6的上侧最高点与错位导出外板107上侧面齐平。

方位检测区域105继续对新落入的锂电池单体6进行极性位置检测，检测完的锂电池单体6落入错位导出区域104，错位导出区域104的锂电池单体6位于下层锂电池单体6的上侧，若锂电池单体6的横置摆放极性不符合要求，则水平驱动装置3驱动内围推盘302将该锂电池单体6从错位导出口106推出，错位的锂电池单体6从错位导出外板107推出，落入位于错位导出外板107外围的收集机构或传送带上。而在错位导出外板107加设限位条板108正好能将需要推出的锂电池单体6下方的锂电池单体6进行限位[若错位导出外板107的厚度足够厚，也可以不用加设限位条板108]，防止下层的锂电池单体6顺势发生横向位移。

实施例三

请参阅图6、图7，符合焊接区域103极性摆放要求的锂电池单体6不断的进入独立的焊接区域103，进入焊接区域103的锂电池单体6数目达到系统预设的纵列焊接满载数值Q时，该位置的单个焊接区域103满载，等待其它焊接区域103的锂电池单体6数目满载，满载后，竖向支撑条板202的位置处于如图6中的位置，处于焊接区域103的最底层位置。焊接区域103竖向并列的锂电池组完成串并联焊接后，竖直驱动装置2驱动多个竖向支撑条板202同步下降到行程最低点，推出驱动装置7驱动推出面板702将串并联焊接完成的锂电池组推出，从推出外板109向外推出到相应的收集机构上。

实施例四

请参阅图1、图3、图8，竖向隔片101的两侧边相对于主壳体1前后侧边都略微靠内，锂电池单体6的长度也略微大于竖向隔片101的宽度，但锂电池单体6的长度小于主壳体1侧边的宽度，这样便于纵向多个锂电池单体6的并联焊接、相邻并列锂电池组间的串联焊接。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种锂电池组串并联焊接用多维度壳体模具，其特征在于：包括主壳体（1），所述主壳体（1）上段的内部区域固定设有若干均匀分布的竖向隔片（101），所述主壳体（1）下段设有前后贯穿的推出区域（102），所述主壳体（1）下段的推出区域（102）配置有水平伸缩调节的推出面板（702）；所述推出区域（102）上方设有若干前后贯穿的焊接区域（103），所述焊接区域（103）位于相邻竖向隔片（101）之间、主壳体（1）与外围竖向隔片（101）之间；所述主壳体（1）内设有若干竖直升降调节的竖向支撑条板（202），每个竖向支撑条板（202）的升降方位都独立对应一个焊接区域（103）；所述主壳体（1）内设有若干位于焊接区域（103）上方的错位导出区域（104），所述主壳体（1）的错位导出区域（104）内配置有水平伸缩调节的内围推盘（302），所述主壳体（1）一侧开设有若干与错位导出区域（104）同水平高度的错位导出口（106），所述错位导出口（106）与错位导出区域（104）一一对应贯通；所述主壳体（1）内设有若干位于错位导出区域（104）上方的方位检测区域（105），所述主壳体（1）的一侧嵌入安装有朝向方位检测区域（105）的方位检测机构（5），所述主壳体（1）一组对边的外侧固定安装有限位驱动机构（4），所述限位驱动机构（4）驱动连接有若干独立活动穿过主壳体（1）的支撑插板（401），所述支撑插板（401）插入方位检测区域（105）的底层区域位置。

2.根据权利要求1所述的一种锂电池组串并联焊接用多维度壳体模具，其特征在于：所述主壳体（1）下方配置有竖直驱动装置（2），所述竖直驱动装置（2）包括若干独立设置的动力机构，每个动力机构的输出侧都设置有竖直朝上的竖直升降轴（201），所述竖直升降轴（201）活动穿过主壳体（1）的底板，所述竖向支撑条板（202）固定安装在竖直升降轴（201）上端。

3.根据权利要求1所述的一种锂电池组串并联焊接用多维度壳体模具，其特征在于：所述主壳体（1）的错位导出区域（104）外围配置有若干同水平位置的水平驱动装置（3），所述水平驱动装置（3）的输出侧配置有水平活动穿过主壳体（1）的水平轴杆（301），所述内围推盘（302）固定安装在水平轴杆（301）侧端。

4.根据权利要求1所述的一种锂电池组串并联焊接用多维度壳体模具，其特征在于：所述主壳体（1）外侧的两个限位驱动机构（4）同水平设置，所述限位驱动机构（4）包括若干独立的气动机构，所述支撑插板（401）与气动机构的动力输出端连接。

5.根据权利要求1所述的一种锂电池组串并联焊接用多维度壳体模具，其特征在于：所述主壳体（1）的错位导出口（106）下端沿外侧设置有错位导出外板（107），处于行程最高点的竖向支撑条板（202）上侧面与错位导出外板（107）上侧面齐平；所述主壳体（1）的错位导出区域（104）的内侧壁开设有与内围推盘（302）相配合的收纳圆槽（110），所述内围推盘（302）的最大推进行程点位置位于主壳体（1）的错位导出口（106）的外侧区域；所述错位导出外板（107）内侧位下侧固定设有限位条板（108），处于焊接区域（103）最上层的锂电池单体（6）包括被限位条板（108）遮挡的遮挡部分（601）。

6.根据权利要求1所述的一种锂电池组串并联焊接用多维度壳体模具，其特征在于：所述主壳体（1）外围配置有正对于推出区域（102）的推出驱动装置（7），所述推出驱动装置（7）包括推动轴杆（701），所述推出面板（702）固定安装在推动轴杆（701）侧端；处于行程最低点的竖向支撑条板（202）上侧面的水平位置低于推出面板（702）的下端沿水平位置，所述主壳体（1）底侧板的外侧设有推出外板（109），所述推出外板（109）上侧面的水平位置不高于处于行程最低点的竖向支撑条板（202）上侧面的水平位置。

7.根据权利要求1所述的一种锂电池组串并联焊接用多维度壳体模具，其特征在于：设处于焊接区域（103）的竖向隔片（101）宽度尺寸为Da，设锂电池单体（6）的长度尺寸为Db，主壳体（1）两侧板的宽度尺寸为Dc，则Da<Db<Dc。

8.一种锂电池组串并联焊接用多维度壳体模具的驱控系统，驱控系统包括一总控制器，其特征在于，采用权利要求1至7中任一项所述的一种锂电池组串并联焊接用多维度壳体模具，包括以下内容：㈠锂电池单体（6）落入方位检测区域（105），方位检测机构（5）对当前方位检测区域（105）内的锂电池单体（6）的摆放极性进行传感检测，完成检测后，限位驱动机构（4）缩回一次支撑插板（401），当前锂电池单体（6）落入错位导出区域（104），待下一个锂电池单体（6）落入方位检测区域（105）前，限位驱动机构（4）驱动支撑插板（401）重新插入方位检测区域（105）底层位置；①若当前锂电池单体（6）的极性摆放符合当前竖直方位焊接区域（103）的极性要求，则水平驱动装置（3）无动作；②若当前锂电池单体（6）的极性摆放不符合当前竖直方位焊接区域（103）的极性要求，则水平驱动装置（3）驱动内围推盘（302），将当前锂电池单体（6）从错位导出口（106）推出；㈡竖向支撑条板（202）的初始位置与错位导出外板（107）齐平，每从方位检测区域（105）落下一个锂电池单体（6）且该锂电池单体（6）的极性摆放符合当前竖直方位焊接区域（103）的极性要求，竖直驱动装置（2）驱动竖向支撑条板（202）下降一个锂电池单体（6）的直径尺寸；㈢当从方位检测区域（105）落下的符合当前竖直方位焊接区域（103）的极性要求的锂电池单体（6）数目达到纵列焊接满载数值时，方位检测区域（105）及其以上区域不再下落锂电池单体（6），等待所有焊接区域（103）内的锂电池单体（6）都满载，竖直驱动装置（2）驱动竖向支撑条板（202）下降至满载焊接位置，焊接区域（103）前后侧同步进行锂电池组的串并联焊接；㈣焊接区域（103）的锂电池组完成串并联焊接后，竖直驱动装置（2）驱动竖向支撑条板（202）向下运动至行程最低点，推出驱动装置（7）驱动推出面板（702）将推出区域（102）的锂电池组推出。

9.根据权利要求8所述的一种锂电池组串并联焊接用多维度壳体模具的驱控系统，其特征在于：总控制器配置有下落计数模块，下落计数模块对实际可以落入焊接区域（103）的锂电池单体（6）数目进行分析；设方位检测机构（5）进行传感检测的信号次数为S，设水平驱动装置（3）对极性错位摆放的锂电池单体（6）的推出次数为T，设实际可以落入焊接区域（103）的锂电池单体（6）数目为M，则M=S-T。

10.根据权利要求9所述的一种锂电池组串并联焊接用多维度壳体模具的驱控系统，其特征在于：总控制器配置有复位模块，单个焊接区域（103）满载时，复位模块对已经满载的焊接区域（103）所对应的下落计数模块进行复位清零。

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