CN116097508A - 用于防止损坏电池单元外观的单元安装夹具、单元对准装置和单元安装方法 - Google Patents

Abstract

根据本公开内容的单元安装夹具包括：基部；第一支撑件，所述第一支撑件从基部的一侧竖直延伸；和第二支撑件，所述第二支撑件从基部的相对侧竖直延伸且与第一支撑件间隔开预定距离，第一支撑件与第二支撑件彼此面对，其中第二支撑件延伸得高于第一支撑件。

Description

用于防止损坏电池单元外观的单元安装夹具、单元对准装置和单元安装方法

技术领域

本公开内容涉及一种在电池模块制造工艺中使用的装置，并且更特别地涉及一种用于安装和对准电池单元的单元安装夹具、一种包含该单元安装夹具的单元对准装置和一种单元安装方法。

本申请要求于2021年3月16日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2021-0034218号的权益，该韩国专利申请的全部公开内容通过引用并入本文。

背景技术

一般而言，与一次性的一次电池不同，二次电池可以再充电，最近，正在开发使用高能量密度的非水电解质的高输出二次电池。诸如手机、笔记本电脑或可携式摄像放像机之类的被设计用于手持和在手中使用的小型电子设备使用至少一个二次电池作为能源，并且诸如电动交通工具之类的需要高输出和高容量电力的中型和大型设备使用电池组作为能源，通过制作电池模块和将电池模块串联和/或并联连接来制造该电池组，该电池模块包括几十到几百个串联和/或并联连接的二次电池单元。

根据壳体形状，二次电池可分为棱柱形电池、圆柱形电池和袋型电池。在此，以高密度在模块壳体中容纳和堆叠棱柱形或袋型二次电池，以制作电池模块，由此增大电池模块的能量密度。包括棱柱形或袋型二次电池的电池模块经历形成单元堆叠和将单元堆叠容纳在模块壳体中的工艺。

同时，在用于形成单元堆叠的准备步骤中，存在将直立的二次电池单元竖直插入到单元安装夹具中的工艺，如图1的(a)中所示。然而，在此工艺中，由于二次电池单元的厚度差异、电池安装夹具的位置变化或单元运输器的位置误差，二次电池单元和单元安装夹具1之间经常发生冲突，如图1的(b)中所示，造成二次电池单元的外观损坏。在这种情况下，当二次电池单元的外观严重受损时，可能发生电解质泄漏或绝缘故障，相应地需要解决方案。

发明内容

技术问题

为解决上述问题而设计本发明，因此本发明针对提供一种改进的单元安装夹具和一种单元安装方法，以防止在单元插入工艺中损坏电池单元的外观。

本公开内容的这些和其他目的和优点可以通过以下说明来理解，并且将从本公开内容的实施方式而清楚。另外，将容易理解的是，本公开内容的目的和优点可以通过所附权利要求中阐述的手段及其组合来实现。

技术方案

根据本公开内容，提供一种单元安装夹具，该单元安装夹具包括：基部；第一支撑件，从基部的一侧竖直延伸；和第二支撑件，从基部的相对侧竖直延伸且与第一支撑件间隔开预定距离，第一支撑件与第二支撑件彼此面对，其中第二支撑件延伸得比第一支撑件高。

第一支撑件与第二支撑件之间的距离可以对应于要插入在第一支撑件与第二支撑件之间的电池单元的厚度。

第一支撑件和第二支撑件中的每一个支撑件可以在上部处比在下部处薄，并且厚度逐渐减小的引导部可以形成在上部与下部之间。

第二支撑件可以包括与基部一体形成的第一部分，和至少一个第二部分，所述至少一个第二部分被配置为可拆卸地附接到第一部分的上部。

根据本公开内容的另一方面，提供一种包括上述单元安装夹具的单元对准装置，该单元对准装置包括单元支撑单元，该单元支撑单元包括：一对单元安装夹具，在第一方向中彼此间隔开预定距离地布置；和夹具连接构件，将一对单元安装夹具连接在一起；和夹具传送单元，连接到每个单元安装夹具并且在垂直于第一方向的第二方向中延伸，其中至少一个单元支撑单元(至少一个所述单元支撑单元)被提供在夹具传送单元上。

基部可以包括：接合部，被配置为耦接到所述夹具连接构件的端部；和滑动部，被配置为沿着夹具传送单元可滑动地移动。

接合部可以具有在第一方向中形成的耦接孔，夹具连接构件的端部插入到所述耦接孔中，并且夹具连接构件的所述端部可以插入到耦接孔中并且通过紧固构件固定到接合部。

夹具连接构件可以是杆形的，并且可以具有固定且耦接到一对单元安装夹具的两个端部，并且可以提供至少一个夹具连接构件。

根据本公开内容的又一方面，提供一种用于将电池单元安装在电池单元对准装置中的方法，该方法包括：单元输入准备步骤，将电池单元运输到单元支撑单元上方的区域；单元初次向下移动步骤，将电池单元向下移动至电池单元的下端高于第一支撑件且低于第二支撑件的位置；单元水平移动步骤，将电池单元水平移动到第二支撑件的内表面的；单元二次向下移动步骤，将电池单元向下移动以将电池单元插入第一支撑件与第二支撑件之间。

用于安装电池单元安装的方法可进一步包括：单元密集布置步骤，在单元对准装置的每个单元支撑单元中安装电池单元之后使每个单元支撑单元彼此紧密接触。

有益效果

根据本公开内容，可以根本地防止在将电池单元插入到单元安装夹具时可能发生的对电池单元外观的损坏。

另外，本公开内容被配置为水平移动电池单元，直到电池单元到达单元安装夹具的第二支撑件的内表面，然后将电池单元竖直移动到在第一支撑件与第二支撑件之间的空间，以将电池单元安装在单元安装夹具中，由此，即使在单元运输器的初始装载位置中存在误差、或者存在单元安装夹具的位置变化，也可以实现电池单元的容易且稳定的插入工艺。

本公开内容可以具有各种其他效果，本公开内容的其他效果可以通过以下说明来理解，并且将通过本公开内容的实施方式而更加清楚。

附图说明

图1是示出根据本公开内容的传统技术的单元安装夹具和在单元插入工艺中的问题的示意图。

图2是根据本公开内容的实施方式的单元对准装置的示意性立体图。

图3是根据本公开内容的实施方式的单元安装夹具的示意性立体图。

图4是安装在根据本公开内容的实施方式的单元对准装置中的电池单元的主视图。

图5至图7是示出通过根据本公开内容的实施方式的单元安装方法进行的单元插入工艺的图。

图8是安装在根据本公开内容的实施方式的单元对准装置中的电池单元的立体图。

图9是示出通过移动图8中的单元支撑单元而靠近彼此布置的电池单元的图。

图10是示出根据本公开内容的另一实施方式的单元安装夹具的图。

具体实施方式

在下文中，将参照附图详细描述本公开内容的示例性实施方式。在描述之前，应理解的是，说明书和所附权利要求书中使用的术语或词语不应被解释为限于普通含义和字典含义，而应在允许发明人恰当定义术语以获得最佳解释的基础上，基于对应于本公开内容的技术方面的含义和概念来解释说明书和所附权利要求书中使用的术语或词语。

因此，本文所述的实施方式和附图中所示的图示仅仅是本公开内容的示例性实施方式，而并非旨在完整地描述本公开内容的技术方面，因此应当理解，在提交申请时，可以对本文所述的实施方式和附图中所示的图示做出各种其他等同物和修改。另外，在描述本公开内容时，当确定相关已知元件或功能的某些详细描述可能使本公开内容的主题模糊时，省略该详细描述。

提供本公开内容的实施方式以为本领域技术人员充分、完整地描述本公开内容，为清楚起见，附图中的元件的形状和尺寸可能被夸大、省略或示意性地示出。相应地，每个元件的尺寸或比例不一定反映实际尺寸或比例。

图2是根据本公开内容的实施方式的单元对准装置的示意性立体图，图3是根据本公开内容的实施方式的单元安装夹具的示意性立体图，并且图4是安装在根据本公开内容的实施方式的单元对准装置中的电池单元的主视图。

参照图2至图4，根据本公开内容的实施方式的单元对准装置10包括至少一个单元支撑单元100和用于移动单元支撑单元100的夹具传送单元200。

单元支撑单元100可以包括一对单元安装夹具110和夹具连接构件120。

一对单元安装夹具110可以被配置为支撑电池单元20，使得宽的表面垂直于地面站立，并且夹具连接构件120可以被配置为保持所述一对单元安装夹具110，以使所述一对单元安装夹具110在单元安装夹具之间没有相对位置变化的情况下一起移动。

在此，电池单元20可以指具有六边形外壳体的电池单元20或袋型电池单元20。

首先，描述如图3中所示的单元安装夹具110，单元安装夹具110可以包括基部111、第一竖直板部和第二竖直板部。

基部111可以包括上接合部111a和下滑动部111b。接合部111a是夹具连接构件120所耦接的位置，并且具有在第一方向(Y轴方向)中的耦接孔H，以通过将夹具连接构件120的端部插入到耦接孔H来固定夹具连接构件120。

可以添加诸如螺栓之类的紧固构件B以牢固地固定夹具连接构件120。换句话说，为了更牢固地固定夹具连接构件120，可以在夹具连接构件120的端部处形成螺纹槽以用于螺栓螺纹耦接，且螺纹槽可与接合部111a的耦接孔H对准，并且螺栓可以从耦接孔H的外侧插入到螺纹槽中以将夹具连接构件120螺栓连接到如图3中所示的接合部111a。

滑动部111b连接到夹具传送单元200以沿着第二方向(X轴方向)移动单元安装夹具110。在此实施方式中，滑动部111b可以形成为部分地覆盖夹具传送单元200的块体形状，以在不脱离轨道结构的夹具传送单元200的情况下可滑动地移动。虽未图示，但也可以将轴承添加到滑动部111b的内侧，以允许滑动部111b平稳地移动。

另外，虽然此实施方式示出上接合部111a与滑动部111b一体地形成，但是上接合部111a也可以与滑动部111b分离。

第一支撑件112和第二支撑件113被配置为将电池单元20竖直地插入到并且放置在第一支撑件112与第二支撑件113之间的单元安装空间O中。

为此，第一支撑件112在基部111的顶部上的一侧处竖直地延伸，第二支撑件113在基部111的顶部上的另一侧处竖直地延伸且与第一支撑件112间隔开预定距离，并且第一支撑件112与第二支撑件113彼此面对。

优选地，第一支撑件112与第二支撑件113之间的距离可以对应于要安装的电池单元20的厚度，以防止在安装电池单元20时电池单元20倾斜。

第二支撑件113具有比第一支撑件112大的高度。也就是说，第二支撑件113可以不对称地高于第一支撑件112。

由于第二支撑件113具有比第一支撑件112大的高度，可以防止在单元插入期间损坏电池单元20的外观。下面将提供其详细说明。

第一支撑件112和第二支撑件113可以在上部113a处比在下部113b处薄。当上部113a的厚度小于下部113b的厚度时，可以确保更大的上部空间以用于电池单元20进入到单元安装空间O中。相应地，即使在电池单元20向下移动时单元运输器(未示出)与单元安装夹具110之间的位置存在小的误差，也容易向下移动电池单元20。

第二支撑件113可以进一步包括在上部113a与下部113b之间厚度逐渐减小的引导部113c。第一支撑件112可以以与第二支撑件113相同的方式而包括引导部。

在上部113a与下部113b之间存在台阶并且不存在引导部113c的情况下，在向下移动电池单元20时，电池单元20的下端与台阶之间可能存在冲突。在此实施方式中，为了避免这个问题，在上部113a与下部113b之间添加引导部113c。相应地，当电池单元20向下移动时，电池单元20可以沿着引导部113c的斜面向下移动并且安全地插入到单元安装空间O中。

为了稳定地支撑电池单元20，在此实施方式中，可以使用两个单元安装夹具110，如图4中所示。两个单元安装夹具110可以在第一方向(Y轴方向)中彼此间隔开预定距离并且通过夹具连接构件120一体地连接。

夹具连接构件120可以是由具有高机械强度的金属或非金属制成的杆。如上所述，杆形夹具连接构件120可以具有两个端部，这两个端部固定并且耦接到一对单元安装夹具110。

换句话说，如图2和图4中所示，用两个杆形夹具连接构件120连接左单元安装夹具110和右单元安装夹具110。相应地，在第二方向(X轴方向)中，左单元安装夹具110和右单元安装夹具110总是放置在相同轴线上并且一起移动。

例如，在没有夹具连接构件120的情况下，存在每次插入电池单元20之前必须调整左单元安装夹具110和右单元安装夹具110的位置的不便，但是当如在此实施方式中这样应用夹具连接构件120时，可以消除不便。另外，在移动其中安装有电池单元20的单元安装夹具110时左/右单元安装夹具110不一起移动的情况下，可能对电池单元20施加扭转载荷。然而，在此实施方式中，左/右单元安装夹具110被配置为一起移动以避免上述问题。

夹具传送单元200可以被配置为沿着第二方向移动每个单元支撑单元100，并且可以被提供为在第二方向中延伸的一对轨道的形状。

如图2中所示，当每个单元安装夹具110的滑动部111b连接到夹具传送单元200时，每个单元支撑单元100可以沿着第二方向(X轴方向)可滑动地移动。虽然未示出，例如，可以在伺服电动机与单元支撑单元100之间添加机械连接组合以传送伺服电动机的功率，并且可以控制每个单元支撑单元100的移动。

图5至图7是示出根据本公开内容的实施方式的单元安装方法的单元插入工艺的图。

随后，将参照图5至图7描述根据本公开内容的实施方式的单元安装方法。

根据本公开内容的实施方式的单元安装方法可以包括单元输入准备步骤、单元初次向下移动步骤、单元水平移动步骤和单元二次向下移动步骤。

单元输入准备步骤是使用单元运输器将电池单元20运输到单元支撑单元100上方的区域的步骤。在此，单元运输器可以指能够夹持电池单元20的两个表面并且在X-Y-Z轴中移动的机械臂或抓手装置。另外，单元支撑单元100上方的区域指的是比单元安装夹具110高的位置。

随后，单元初次向下移动步骤是使电池单元20向下移动(在-Z轴方向中)至电池单元20的下端高于单元安装夹具110的第一支撑件112且低于第二支撑件113的位置的步骤，如图5中所示。

优选地，在单元初次向下移动步骤中，电池单元20从单元安装夹具110的前侧向下移动，也就是说，从第一支撑件112上方向下移动至电池单元20的下端不接触第一支撑件112的上端并且低于第二支撑件113的上端的高度。

随后，单元水平移动步骤是使电池单元20水平移动(在+X轴方向中)到第二支撑件113的内表面113S的步骤，如图6中所示。

在执行单元水平移动步骤之后，将电池单元20放置在二次向下移动中电池单元20的下端不可能与第一支撑件112的上端和第二支撑件113的上端碰撞的位置处。

随后，单元二次向下移动步骤是使电池单元20向下移动(在-Z轴方向中)并且安装在第一支撑件112与第二支撑件113之间的步骤，如图7中所示。

在执行单元二次向下移动步骤之后，电池单元20可以通过部分过盈配合竖直放置在由基部111、第一支撑件112和第二支撑件113环绕的单元安装空间O中。

如上所述，根据单元安装夹具110的配置和根据此实施方式的单元安装方法，可以在电池单元20的二次向下移动之前调整电池单元20的位置，以避免电池单元20与单元安装夹具110之间的碰撞。相应地，即使在单元运输器的初始装载位置与单元安装夹具110的位置之间存在误差，也可以在不损坏电池单元20的情况下将电池单元20安装在单元安装夹具110中。

另外，根据此实施方式的用于安装电池单元20的方法可以进一步包括单元密集布置步骤。

单元密集布置步骤是在将电池单元20安装在单元对准装置10的每个单元支撑单元100中之后，使每个单元支撑单元100彼此紧密接触，以密集地布置电池单元20的步骤。

图8是安装在根据本公开内容的实施方式的单元对准装置10中的电池单元20的立体图，并且图9是示出通过移动图8中的单元支撑单元100而密集地布置的电池单元20的图。

例如，如图8中所示，五个单元支撑单元100可以在夹具传送单元200上布置为彼此间隔开预定距离，并且可以沿着第二方向(X轴方向)以从最后一个单元支撑单元100的相反顺序来针对每个单元支撑单元100安装每一个电池单元20。在这种情况下，电池单元20可以通过反复执行上述工艺而安装在每个单元支撑单元100的单元安装夹具110中。

为了单元插入而彼此间隔开的单元支撑单元100可以通过夹具传送单元200移动，以使单元支撑单元100在第二方向中彼此紧密接触，如图9中所示。相应地，彼此间隔开的电池单元20密集地布置以形成一组堆叠。

图10是示出根据本公开内容的另一实施方式的单元安装夹具的图。

随后，将参照图10描述根据本公开内容的另一实施方式的单元安装夹具。

与先前附图相同的附图标记表示相同的元件，省略了相同元件的重复说明，并且将基于此实施方式与上述实施方式之间的不同之处进行简要描述。

根据本公开内容的另一实施方式的单元安装夹具110的第二支撑件113可以包括与基部111一体形成的第一部分114，和被配置为可拆卸地附接到第一部分114的上部的至少一个第二部分115。

如图10中所示，当第二部分115安装在第一部分114中时，单元安装夹具110可以包括高度比第一支撑件112大的第二支撑件113。

虽然未示出，但是第二部分115可以被提供为具有不同的高度。例如，可以通过准备高度与图10的第二部分115不同的多个第二部分115和将多个第二部分115中的一个第二部分安装在第一部分114中来增大或减小第二支撑件113的高度。第一支撑件112的高度也可以以与第二支撑件113相同的方式增大或减小。

也就是说，本公开内容的另一实施方式的特征可以在于，通过针对电池单元20的每种尺寸选择合适高度的第二部分115并且将该第二部分安装在第一部分114中来调整第二支撑件113的高度。相应地，在电池单元20具有不同的宽度(或直立时的高度)但厚度相同的情况下，通过将用于每个电池单元的合适高度的第二部分115插入到第一部分114中并且调整第二支撑件113的高度，此实施方式的单元安装夹具可以兼容地用来支撑每个电池单元。

尽管在上文中已经关于有限数量的实施方式和附图描述了本公开内容，但是本公开内容不限于此，并且本领域技术人员可以在本公开内容的技术方面和所附权利要求及其等同物的范围内做出各种修改和变化。

在本文中使用的诸如上、下、左和右之类的指示方向的术语仅是为了描述方便，并且对于本领域技术人员显而易见的是，取决于所述元件或观察者的位置，术语可以改变。

Claims (10)

1.一种单元安装夹具，包含：

基部；

第一支撑件，所述第一支撑件从所述基部的一侧竖直延伸；和

第二支撑件，所述第二支撑件从所述基部的相对侧竖直延伸且与所述第一支撑件间隔开预定距离，所述第一支撑件和所述第二支撑件彼此面对，

其中所述第二支撑件延伸得高于所述第一支撑件。

2.根据权利要求1所述的单元安装夹具，其中所述第一支撑件与所述第二支撑件之间的距离对应于要插入在所述第一支撑件与所述第二支撑件之间的电池单元的厚度。

3.根据权利要求1所述的单元安装夹具，其中所述第一支撑件和所述第二支撑件中的每一个支撑件在上部处比在下部处薄，并且

在所述上部与所述下部之间形成厚度逐渐减小的引导部。

4.根据权利要求1所述的单元安装夹具，其中所述第二支撑件包括第一部分和至少一个第二部分，所述第一部分与所述基部一体形成，所述至少一个第二部分被配置为可拆卸地附接到所述第一部分的上部。

5.一种单元对准装置，包含根据权利要求1至4中任一项所述的单元安装夹具，所述单元对准装置包含：

单元支撑单元，所述单元支撑单元包括一对单元安装夹具，所述一对单元安装夹具布置为在第一方向中彼此间隔开预定距离；和夹具连接构件，所述夹具连接构件将所述一对单元安装夹具连接在一起；和

夹具传送单元，所述夹具传送单元连接到每个单元安装夹具并且在垂直于所述第一方向的第二方向中延伸，

其中在所述夹具传送单元上提供至少一个单元支撑单元。

6.根据权利要求5所述的单元对准装置，其中所述基部包括：

接合部，所述接合部被配置为耦接到所述夹具连接构件的端部；和

滑动部，所述滑动部被配置为沿着所述夹具传送单元可滑动地移动。

7.根据权利要求6所述的单元对准装置，其中所述接合部具有在所述第一方向中形成的耦接孔，所述夹具连接构件的所述端部插入到所述耦接孔中，并且

所述夹具连接构件的所述端部插入到所述耦接孔中并且通过紧固构件固定到所述接合部。

8.根据权利要求5所述的单元对准装置，其中所述夹具连接构件是杆形的并且具有固定且耦接到所述一对单元安装夹具的两个端部，并且提供至少一个夹具连接构件。

9.一种在根据权利要求5所述的单元对准装置中安装电池单元的方法，所述方法包括：

单元输入准备步骤，将电池单元运输到所述单元支撑单元上方的区域；

单元初次向下移动步骤，将所述电池单元向下移动到所述电池单元的下端高于所述第一支撑件且低于所述第二支撑件的位置；

单元水平移动步骤，将所述电池单元水平移动到所述第二支撑件的内表面；和

单元二次向下移动步骤，将所述电池单元向下移动以将所述电池单元安装在所述第一支撑件与所述第二支撑件之间。

10.根据权利要求9所述的用于安装电池单元的方法，进一步包含：

单元密集布置步骤，在将所述电池单元安装在所述单元对准装置的每个单元支撑件中之后，使每个单元支撑单元彼此紧密接触。

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