CN115084787A - 电池焊接结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电池焊接结构，包括：电池压装机构，所述电池压装机构上设置有连接块和压头，所述压头安装在所述连接块上并与所述连接块之间设置有绝缘部，所述压头设置有与连接片外形轮廓适配的压紧部，以通过所述压紧部将连接片压紧在电池的极柱上。采用上述结构设置的电池焊接结构，压头通过压紧部的设置，能够有效对连接片进行压紧，同时压头与连接块之间设置绝缘部，使得压头与压头之间保持绝缘，能够有效解决电池极柱之间短路的问题发生，确保焊接质量。

Description

电池焊接结构

技术领域

本发明涉及刀片电池生产设备技术领域，特别涉及一种电池焊接结构。

背景技术

刀片电池是将薄如刀片的电芯结构集成在一起，能够提高空间利用率，是新能源领域的重大突破。一种刀片电池在生产组装过程中，需要在刀片电池的极柱上焊接汇流连接片，使刀片电池以2个为一组的形式连接起来，目前是在刀片电池两端通过气缸作用将连接片压紧在刀片电池的极柱上，再进行激光焊接。焊接过程中容易导致极柱之间短路，难以保证焊接质量。并且采用气缸驱动压紧，容易因气缸气压不稳导致受力不均，进而难以保证刀片电池两端平齐，难以保证焊接效果的一致性。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种电池焊接结构，能够解决短路问题，确保焊接质量。

根据本发明实施例的电池焊接结构，包括：电池压装机构，所述电池压装机构上设置有连接块和压头，所述压头安装在所述连接块上并与所述连接块之间设置有绝缘部，所述压头设置有与连接片外形轮廓适配的压紧部，以通过所述压紧部将连接片压紧在电池的极柱上。

根据本发明实施例的电池焊接结构，至少具有如下有益效果：

采用上述结构设置的电池焊接结构，压头通过压紧部的设置，能够有效对连接片进行压紧，同时压头与连接块之间设置绝缘部，使得压头与压头之间保持绝缘，能够有效解决电池极柱之间短路的问题发生，确保焊接质量。

根据本发明的一些实施例，所述电池焊接结构还包括驱动机构，所述驱动机构设置有：驱动丝杆，所述驱动丝杆的两端设置有螺距相等的正丝螺纹段和反丝螺纹段，所述驱动丝杆的两端分别安装有一个与所述正丝螺纹段、所述反丝螺纹段配合的所述电池压装机构；驱动电机，传动连接所述驱动丝杆，用于控制所述驱动丝杆转动。

根据本发明的一些实施例，所述电池压装机构对应所述连接块设置有弹性顶持结构，以实现所述压头对电池进行柔性压紧；或所述压头为柔性结构，以实现所述压头对电池进行柔性压紧。

根据本发明的一些实施例，所述电池压装机构设置有安装板，所述安装板上开设有安装腔，所述安装板对应所述安装腔的区域并排间隔设置有若干个所述连接块，所述压头一一对应地安装在所述连接块上，所述绝缘部为设置在所述连接块与所述压头之间的绝缘板，所述连接块、所述绝缘板和所述压头上贯穿设置有激光让位腔，所述激光让位腔的侧壁设置有斜度，以使得自身的横截面积沿远离所述压头的方向逐渐增大。

根据本发明的一些实施例，所述连接块于自身排布方向的一侧和/或两侧设置有连通所述激光让位腔的氮气送入管道，所述连接块于所述氮气送入管道远离所述压头的一端设置有连通所述激光让位腔的负压管道。

根据本发明的一些实施例，所述电池焊接结构还包括：驱动机构，所述驱动机构的两端均设置有所述电池压装机构，用于对电池的两端进行同步压紧；电池预压装机构，所述电池预压装机构用于从电池的中间位置先于所述电池压装机构对电池进行预先压紧。

根据本发明的一些实施例，所述驱动机构设置有滑移导轨，所述电池压装机构滑动设置在所述滑移导轨上，所述电池预压装机构设置在所述滑移导轨的中间位置并设置有能够上下移动调节的预压头部。

根据本发明的一些实施例，所述电池焊接结构还包括移动机构，所述移动机构连接所述电池压装机构，用于控制所述电池压装机构沿电池的排布方向移动，以对接不同排布位置的电池。

根据本发明的一些实施例，所述电池焊接结构还包括两组激光焊接机构，两组所述激光焊接机构对应电池的两端设置，并能够与所述电池压装机构同向移动调节，以用于对电池两端的连接片进行焊接。

根据本发明的一些实施例，所述电池焊接结构还设置有：工作台，所述工作台上设置有电池装载区域；电池上料机构，所述电池上料机构对应所述电池装载区域设置，用于定位全部的电池。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明做进一步的说明，其中：

图1为本发明一种整体结构示意图；

图2为本发明中压头的一种结构示意图；

图3为本发明中激光让位腔的一种结构示意图；

图4和图5为电池压装机构、电池预压装机构的一种结构示意图；

图6为本发明中支架的一种结构示意图；

图7为本发明中电池上料机构的一种结构示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的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发明的限制。

在本发明的描述中，多个指的是两个以上。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。

参照图1至图7所示，本发明一种实施例的电池焊接结构，包括电池压装机构200，电池压装机构200上设置有连接块202和压头205，压头205安装在连接块202上并与连接块202之间设置有绝缘部，压头205设置有与连接片外形轮廓适配的压紧部，以通过压紧部将连接片压紧在电池的极柱上。采用上述结构设置的电池焊接结构，能够利用压紧部有效对连接片进行压紧，同时压头205与连接块202之间设置绝缘部，使得压头205与压头205之间保持绝缘，能够有效解决电池极柱之间短路的问题发生，确保焊接质量。

考虑到刀片电池的两端均需焊接，参照图4和图5，可以理解的是，电池焊接结构设置有驱动机构300，驱动机构300设置有驱动丝杆(由于内置设置，图上未示出)和连接驱动丝杆的驱动电机302。驱动丝杆的一端设置有正丝螺纹段，另一端设置有反丝螺纹段，正丝螺纹段、反丝螺纹段的螺距相等。电池压装机构200设置有两个，并对应与反丝螺纹段，正丝螺纹段配合。在驱动电机302控制驱动丝杆转动的时候，能够利用反丝螺纹段、正丝螺纹段来带动两个电池压装机构200同步、反向移动，实现相互靠近或远离。由于传统结构中，采用气缸来驱动对刀片电池的两端进行压紧，容易因气缸气压不稳导致受力不均，进而难以保证刀片电池两端平齐，难以保证焊接效果的一致性。采用本实施例的结构设置，基于机械传动的同步性、一致性，在控制两个电池压装机构200对刀片电池的两端进行压紧的时候，可以确保刀片电池居中，不会出现一侧的压紧作用力大于另一侧而导致刀片电池两端不平齐的问题发生。在实际应用时，也可以采用两根丝杆来分别驱动一个电池压装机构200移动，对刀片电池进行压紧，只需要确保两根丝杆转动的同步速率即可。

为了确保压头205在压紧过程中的压紧作用力大小合适，避免损伤刀片电池，电池压装机构200对应连接块202设置有弹性顶持结构，通过弹性顶持结构支撑连接块202，在控制电池压装机构200移动至压头205接触连接片进行压紧的时候，会反作用到连接块202、弹性顶持结构上，通过弹性顶持结构的弹性调节，对电池进行弹性压紧。通过这种柔性压紧的方式来避免损伤电池。另外也可以将压头205设置为柔性结构，以实现压头205对电池进行柔性压紧。比如在压头205靠近连接块202的部分设置耐高温橡胶层，利用耐高温橡胶层的自身形变能力来实现。

参照图2和图3，可以理解的是，电池压装机构200竖直设置有安装板201，安装板201上开设有安装腔209，安装板201在安装腔209的上下两侧设置有五组弹簧导柱203。连接块202沿安装腔209的宽度方向并排间隔设置有五个，每个连接块202的上下两端连接对应的一组弹簧导柱203，通过弹簧导柱203的作用，能够在受压时实现调节。压头205对应设置有五个，压头205的上下两端形成有台阶，在台阶上通过螺丝锁紧在连接块202上。绝缘部为设置在连接块202与压头205之间的绝缘板204，绝缘板204通过台阶上的螺丝以及压头205共同锁紧。连接块202、绝缘板204和压头205上贯穿设置有激光让位腔206。当压头205对连接片进行压紧的时候，能够通过激光让位腔206使得外侧的激光器发射的激光能够作用到连接片上，避免阻挡激光。为了进一步提高激光让位腔206的让位效果，激光让位腔206的侧壁设置有斜度，使得激光让位腔206的横截面积沿远离压头205的方向逐渐增大。可以理解的是，压紧部即为压头205的末端通过激光让位腔206形成的口字形结构。为了确保压头205的结构强度，压头205的外侧壁也设置斜度，形成锥形结构，确保压紧连接片时的结构强度和压紧的稳定性。

参照图2，可以理解的是，激光让位腔206连通有氮气送入管道207和负压管道208，以输送氮气提高焊接效果，利用负压去除焊接烟尘和气味。为了方便管道连接，连接块202在相对于安装板201靠近压头205的一端，在自身的上下端设置氮气送入管道207，氮气送入管道207可以为直连方式，也可以为快拆连接方式。连接块202在相对于安装板201远离压头205的一端设置负压管道208。采用本实施例的结构设置，氮气送入的位置相对于负压位置更为靠近压头205的末端，即更为靠近焊接的位置，可以有效确保对焊接的保护，提高焊接质量。同时这样布局，方便管道连接，不会造成干涉。

参照图4和图5，可以理解的是，电池焊接结构设置有驱动机构300，驱动机构300设置有滑移导轨301，滑移导轨301上滑动安装有两个电池压装机构200。同时滑移导轨301内设置有驱动丝杆，滑移导轨301的一端设置连接驱动丝杆的驱动电机302。驱动丝杆的结构与前述实施例中的结构一致。电池焊接结构在滑移导轨301上安装有电池预压装机构400，电池预压装机构400包括竖直设置在滑移导轨301上端的中间位置的伸缩缸401、竖直穿设在滑移导轨301两侧的导杆402、设置在导杆402下端并位于滑移导轨301下方的预压头部403。伸缩缸401为气缸或液压缸。采用本实施例的结构，驱动丝杆在驱动电机302的控制下，控制两个电池压装机构200同步运动，处于张开的状态。在对正刀片电池之后，先控制伸缩杆缩短，带动预压头部403下降对刀片电池进行压紧，之后再控制驱动丝杆转动，使得两个电池压装机构200同步靠近，直至将连接片压紧在电池上。其中预压头部403的下压作用力小于电池压装机构200的作用力，用于对电池进行预压，以避免电池窜动。当电池存在偏离理论位置的情况下，电池压装机构200能够推动电池克服预压头部403的下压作用力左右移动调节至正确位置。

由于在实际生产作业时，刀片电池是并排设置有多个，若是在一个电池压装机构200上对应每一个刀片电池均设置一个压头205，则生产成本较高，经济适用性较低。故此，电池焊接结构还包括移动机构，移动机构连接电池压装机构200，用于控制电池压装机构200沿电池的排布方向移动，以对接不同排布位置的电池。具体的，移动机构设置有支架600，支架600上沿刀片电池的排布方向设置有第一滑轨，驱动机构300安装在第一滑轨上。工作时，只需要将刀片电池送至支架600对应的区域，即可利用电池压装机构200在第一滑轨上的移动调节，使得电池压装机构200对接任意位置的刀片电池。电池压装机构200的移动调节可以采用齿轮齿条的配合，也可以采用电机丝杆传动，又或者采用气缸、液压缸或直线电机。

参照图1、图6和图7，可以理解的是，电池焊接结构设置有工作台100，工作台100的中间区域为电池装载区域。工作台100上设置有电池上料机构500，电池上料机构500在电池装载区域的前后两侧设置有第二滑轨502，在两条第二滑轨502之间架设有两个压装部501，压装部501采用弹性顶持或者气动顶持的方式位于电池装载区的上方。同时在两条第二滑轨502的外侧均设置有一个弹性下压机构503，弹性下压机构503设置有延伸在两个压装部501上方的下压块，压装部501在沿第二滑轨502滑动的一定距离范围内，均位于下压块的下方。工作台100在高于电池上料机构500的位置架设支架600，支架600上设置第一滑轨，驱动机构300安装在第一滑轨上。在支架600的外侧设置两条第三滑轨102，第三滑轨102上安装激光焊接机构101。

工作时，先将刀片电池模组放入到电池装载区域，调节两个压装部501的距离至与刀片电池的长度适配，再通过弹性下压机构503下压压装部501，对整个刀片电池模组进行下压定位。之后移动支架600，调节电池压装机构200对齐一端的刀片电池，控制电池预压装机构400下压与压头205数量匹配的刀片电池，再通过驱动丝杆控制电池压装机构200对刀片电池两端的连接片进行同步压紧，使刀片电池居中。电池压装机构200上的传感器检测到设定压力值时，判断连接片已经与刀片电池贴紧。此时控制激光焊接机构101对正进行焊接，焊接过程中进行氮气保护、负压除尘。焊接完成后，各机构复位，移动到下一组刀片电池对应的位置，重复前述预压、压紧、焊接的动作，直至整个刀片电池模组焊接完成。

上面结合附图对本发明实施例作了详细说明，但是本发明不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (10)

1.电池焊接结构，其特征在于，包括：

电池压装机构，所述电池压装机构上设置有连接块和压头，所述压头安装在所述连接块上并与所述连接块之间设置有绝缘部，所述压头设置有与连接片外形轮廓适配的压紧部，以通过所述压紧部将连接片压紧在电池的极柱上。

2.根据权利要求1所述的电池焊接结构，其特征在于，所述电池焊接结构还包括驱动机构，所述驱动机构设置有：

驱动丝杆，所述驱动丝杆的两端设置有螺距相等的正丝螺纹段和反丝螺纹段，所述驱动丝杆的两端分别安装有一个与所述正丝螺纹段、所述反丝螺纹段配合的所述电池压装机构；

驱动电机，传动连接所述驱动丝杆，用于控制所述驱动丝杆转动。

3.根据权利要求1或2所述的电池焊接结构，其特征在于，所述电池压装机构对应所述连接块设置有弹性顶持结构，以实现所述压头对电池进行柔性压紧；或所述压头为柔性结构，以实现所述压头对电池进行柔性压紧。

4.根据权利要求1或2所述的电池焊接结构，其特征在于，所述电池压装机构设置有安装板，所述安装板上开设有安装腔，所述安装板对应所述安装腔的区域并排间隔设置有若干个所述连接块，所述压头一一对应地安装在所述连接块上，所述绝缘部为设置在所述连接块与所述压头之间的绝缘板，所述连接块、所述绝缘板和所述压头上贯穿设置有激光让位腔，所述激光让位腔的侧壁设置有斜度，以使得自身的横截面积沿远离所述压头的方向逐渐增大。

5.根据权利要求4所述的电池焊接结构，其特征在于，所述连接块于自身排布方向的一侧和/或两侧设置有连通所述激光让位腔的氮气送入管道，所述连接块于所述氮气送入管道远离所述压头的一端设置有连通所述激光让位腔的负压管道。

6.根据权利要求1所述的电池焊接结构，其特征在于，所述电池焊接结构还包括：

驱动机构，所述驱动机构的两端均设置有所述电池压装机构，用于对电池的两端进行同步压紧；

电池预压装机构，所述电池预压装机构用于从电池的中间位置先于所述电池压装机构对电池进行预先压紧。

7.根据权利要求6所述的电池焊接结构，其特征在于，所述驱动机构设置有滑移导轨，所述电池压装机构滑动设置在所述滑移导轨上，所述电池预压装机构设置在所述滑移导轨的中间位置并设置有能够上下移动调节的预压头部。

8.根据权利要求1所述的电池焊接结构，其特征在于，所述电池焊接结构还包括移动机构，所述移动机构连接所述电池压装机构，用于控制所述电池压装机构沿电池的排布方向移动，以对接不同排布位置的电池。

9.根据权利要求8所述的电池焊接结构，其特征在于，所述电池焊接结构还包括两组激光焊接机构，两组所述激光焊接机构对应电池的两端设置，并能够与所述电池压装机构同向移动调节，以用于对电池两端的连接片进行焊接。

10.根据权利要求1所述的电池焊接结构，其特征在于，所述电池焊接结构还设置有：

工作台，所述工作台上设置有电池装载区域；

电池上料机构，所述电池上料机构对应所述电池装载区域设置，用于定位全部的电池。

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