CN117199490A - 一种电池的电芯与水冷板装配线及装配方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电池的电芯与水冷板装配线及装配方法，其中装配线包括：第一移栽轨道；上料机构，设于第一移栽轨道的起始端，用于装载并抓取第一冷却板和电芯；第一组装机构，设于第一移栽轨道的起始端，用于装载并翻转第一冷却板和电芯；第二组装机构，设于移栽轨道的中部，用于装载并装配第一冷却板、电芯和第二冷却板。本发明在完成第一冷却板和电芯的装配前提下，再进行第二冷却板的装配，控制冷却板和电芯之间长度和宽度方向的一致性在，满足预堆叠时相邻两个电芯的冷却板进行正常对接。

Description

一种电池的电芯与水冷板装配线及装配方法

技术领域

本发明涉及电池技术领域，尤其是指一种电池的电芯与水冷板装配线及装配方法。

背景技术

现有的方壳电芯采取背对背侧立方式排布于箱体内组成电池模组，而非原本直立方式，可放入更多单体电芯，更有利于快充，提高体积利用率。

例如，中国发明专利(CN114497826A)公开了一种水冷板组件、水冷系统、电池及其箱体以及用电装置，其中，现有常规的冷却板的外部水嘴安装方式有以下四种：

(1)利用卡箍，即采用橡胶软管配合后配卡箍；

(2)采用尼龙管配快插接头；

(3)利用特制的快插结构，如C式自锁快速接头，采用快插内密封形式；

(4)利用冷压压接，类似快插与尼龙管的配合；

但是，上述安装方式仅适用于安装多个相同的第一冷却板，在对特殊结构的水冷板(即水冷板两端部的水嘴长度与常规的冷却板的水嘴长度不同)在配合常规的冷却板的端部时，由于两者的接头结构以及端部长度不同，则需要考虑两者接头的兼容性和一致性的问题，采用上述安装方式，特殊结构的水冷板易出现在装配过程中出现一致性差的问题，那么就会导致在预堆叠时相邻两个单体电芯的水冷板无法进行正常对接，从而导致电池散热差等一系列的问题。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明公开了一种电池的电芯与水冷板装配线及装配方法。

本发明所采用的技术方案如下：

一种电池的电芯与水冷板装配线，包括：

第一移栽轨道；

上料机构，设于所述第一移栽轨道的起始端，用于抓取第一冷却板和电芯；其包括抓手组件和桁架组件，所述抓手组件设于所述桁架组件上，并可沿所述桁架组件的长度方向移动、沿所述桁架组件的高度方向升降，所述桁架组件被设置为沿所述移栽轨道的设置方向移动；

第一组装机构，设于所述第一移栽轨道的起始端，用于装载并翻转所述第一冷却板和所述电芯；其包括第一顶升组件、接驳平台和一组旋转组件，所述第一顶升组件的活动部连接所述接驳平台的底部，且所述接驳平台设于一组所述旋转组件之间，所述接驳平台装载所述第一冷却板和所述电芯，所述第一冷却板贴合所述电芯的第一表面；

第二组装机构，设于所述第一移栽轨道的中部，用于装载所述第一冷却板、所述电芯和第二冷却板；其包括接料定位基准组件、第一侧推组件、第二侧推组件、第二顶升组件和第二移栽轨道，所述接料定位基准组件承接所述第一冷却板、所述电芯和所述第二冷却板，所述第二冷却板贴合所述电芯的第二表面；所述第一侧推组件和所述第二侧推组件分别设于所述接料定位基准组件的两侧，且所述第一侧推组件和所述第二侧推组件设于所述第二移栽轨道，所述第二顶升组件设于所述第二侧推组件的一侧。

在本发明的一个实施例中，所述接驳平台包括垂直设置的第一支承单元和第二支承单元，所述第一支撑单元或所述第二支承单元上设有缓冲单元。

在本发明的一个实施例中，所述旋转组件包括旋转驱动源、齿条和齿轮，所述旋转驱动源的作用端连接所述齿条，所述齿条和所述齿轮啮合传动，所述齿轮和所述接驳平台连接。

在本发明的一个实施例中，所述第一组装机构还包括第一压紧组件和第二压紧组件，所述第一压紧组件设于所述接驳平台的底部，所述第二压紧组件设于所述接驳平台的一侧，且所述第一压紧组件和所述第二压紧组件均具有作用端，其中，所述第二压紧组件的作用端的作用方向和所述旋转驱动源的作用端的作用方向相反。

在本发明的一个实施例中，所述第一侧推组件包括第一直线模组和第一推板，所述第一直线模组的活动部连接所述第一推板，所述第一直线模组的安装部设于所述第二移栽轨道。

在本发明的一个实施例中，所述第一推板设有第一限位块，所述第一限位块用于限制所述第一冷却板的端部。

在本发明的一个实施例中，所述第二侧推组件包括第二直线模组和第二推板，所述第二直线模组的活动部连接所述第二推板，所述第二直线模组的安装部设于所述第二移栽轨道。

在本发明的一个实施例中，所述第二推板设有第二限位块，所述第二限位块用于限制所述第二冷却板的端部。

在本发明的一个实施例中，还包括机架，所述机架支承所述第一移栽轨道、所述上料机构、所述第一组装机构和第二组装机构。

本发明还提供一种电池水冷板装配方法，包括以下步骤：

第一顶升组件伸出，上料机构的抓手组件抓取第一冷却板和电芯并放置于第一组装机构的接驳平台，此时，第一冷却板和电芯为第一状态；

接驳平台翻转预设角度，第一顶升组件缩回，此时，第一冷却板和电芯为第二状态；

上料机构的抓手组件将第一冷却板和电芯移栽至第二组装机构，夹取第二冷却板与第一冷却板和电芯通过第二组装机构进行装配。

本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：

本发明所述的电池的电芯与水冷板装配线解决电池不同规格的冷却板装配过程中出现兼容性、一致性的问题，在满足生产装配的前提下，控制冷却板和电芯之间长度和宽度方向的一致性。

本发明所述的电池的电芯与水冷板装配线功能实用，结构稳定、效率高、成本低、安全性高，兼容性好，满足客户产能等需求。

附图说明

为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据本发明的具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明。

图1是本发明中电池的电芯与水冷板装配线的结构示意图。

图2是图1中A处的放大示意图。

图3是本发明中上料机构的结构示意图。

图4是本发明中第一组装机构的第一视角的结构示意图。

图5是本发明中第一组装机构的第二视角的结构示意图。

图6是本发明中第二组装机构的结构示意图。

说明书附图标记说明：100、上料机构；101、抓手组件；102、桁架组件；103、第一移栽轨道；200、第一组装机构；201、接驳平台；202、第一压紧组件；203、第二压紧组件；204、旋转组件；2041、旋转驱动源；2042、齿条；2043、齿轮；300、第二组装机构；301、接料定位基准组件；302、第一侧推组件；3021、第一限位块；303、第二侧推组件；304、第二顶升组件；3031、第二限位块；400、机架；500、第一冷却板；600、电芯。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。

关本发明的前述及其他技术内容、特点与功效，在以下配合参考附图对实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。以下实施例中所提到的方向用语，例如：上、下、左、右、前或后等，仅是参考附图的方向。因此，使用的方向用语是用来说明并非用来限制本发明，此外，在全部实施例中，相同的附图标号表示相同的元件。

结合图1-图3，一种电池的电芯与水冷板装配线，包括：

第一移栽轨道103；

上料机构100，设于第一移栽轨道103的起始端，用于抓取第一冷却板500和电芯600；其包括抓手组件101和桁架组件102，抓手组件101设于桁架组件102上，并可沿桁架组件102的长度方向移动、沿桁架组件102的高度方向升降，桁架组件102被设置为沿移栽轨道103的设置方向移动；

第一组装机构200，设于第一移栽轨道103的起始端，用于装载并翻转第一冷却板500和电芯600；结合图4和图5，第一组装机构200包括第一顶升组件、接驳平台201和一组旋转组件204，第一顶升组件的活动部连接接驳平台201的底部，且接驳平台201设于一组旋转组件204之间，接驳平台201装载第一冷却板500和电芯600，第一冷却板500贴合电芯600的第一表面；

第二组装机构300，设于移栽轨道103的中部，用于装载第一冷却板500、电芯600和第二冷却板；如图6所示，第二组装机构300包括接料定位基准组件301、第一侧推组件302、第二侧推组件303、第二顶升组件304和第二移栽轨道，接料定位基准组件301承接第一冷却板500、电芯600和第二冷却板，第二冷却板贴合电芯600的第二表面；第一侧推组件302和第二侧推组件303分别设于接料定位基准组件301的两侧，且第一侧推组件302和第二侧推组件303设于第二移栽轨道，第二顶升组件304设于第二侧推组件303的一侧。

本发明提供电池的电芯与水冷板装配线在完成第一冷却板和电芯的装配前提下，再进行第二冷却板的装配，控制冷却板和电芯之间长度和宽度方向的一致性在，满足预堆叠时相邻两个电芯的冷却板进行正常对接，其中，第一冷却板500为现有的常规的冷却板，第二冷却板为现有的特殊的冷却板。

在本实施例中，抓手组件101可以采用任何一种机械领域内常见的机械手臂装置，例如可以是多轴机械手臂配有两指夹爪。

在本实施例中，接驳平台201包括垂直设置的第一支承单元和第二支承单元，第一支撑单元或第二支承单元上设有缓冲单元。具体地，第一支承单元和第二支承单元可以是具有水平平面的板件，或者，第一支承单元是具有水平平面的板件，第二支承单元为多个间隔设置的具有水平平面的块状件，且每个块状件可拆卸，从而可以根据待装配的电芯长度进行调整接驳平台201的长度。

第一顶升组件包括顶升气缸和顶升板，顶升气缸的作用端连接顶升板，顶升气缸可以驱动顶升板抬升并接触接驳平台201，而后顶升板抬升接驳平台201，使得接驳平台201靠近抓手组件101。

旋转组件204包括旋转驱动源2041、齿条2042和齿轮2043，旋转驱动源2041的作用端连接齿条2042，齿条2042和齿轮2043啮合传动，齿轮2043和接驳平台201连接。其中，旋转驱动源2041可采用市售的气缸，气缸的作用端设有连接块，连接块的一侧固定有齿条2042。

进一步地，第一组装机构200还包括第一压紧组件202和第二压紧组件203，第一压紧组件202设于接驳平台201的底部，第二压紧组件203设于接驳平台201的一侧，且第一压紧组件202和第二压紧组件203均具有作用端，其中，第二压紧组件203的作用端的作用方向和旋转驱动源2041的作用端的作用方向相反。具体地，第一压紧组件202包括第一气缸和第一压紧板，第一气缸的作用端连接第一压紧板，第一压紧板和第二支承单元相对设置，第一气缸驱动第一压紧板伸缩，需要说明的是，初始状态，第一气缸伸出，第一压紧板和第二支承单元之间的距离为L1，待第一冷却板500和电芯600放入接驳平台201后，第一气缸缩回，第一压紧板压合第一冷却板500和电芯600，此时，第一压紧板和第二支承单元之间的距离为L2，可知，L1＞L2；第二压紧组件203包括第二气缸和第二压紧板，第二气缸的作用端连接第二压紧板，第二压紧板和第一支承单元相连，第二气缸驱动第二压紧板升降，可以理解的是，第二压紧组件203从另一个方向压合第一冷却板500和电芯600。

在本实施例中，第一侧推组件302包括第一直线模组和第一推板，第一直线模组的活动部连接第一推板，第一直线模组的安装部设于第二移栽轨道。具体地，第一推板设有第一限位块3021，第一限位块3021用于限制第一冷却板500的端部，其中，第一限位块3021的一侧开设弧形缺口，该缺口的尺寸根据第一冷却板500的端部的水嘴直径进行设计。

第二侧推组件303包括第二直线模组和第二推板，第二直线模组的活动部连接第二推板，第二直线模组的安装部设于第二移栽轨道。具体地，第二推板设有第二限位块3031，第二限位块3031用于限制第二冷却板的端部其中，第二限位块3031的一侧开设弧形缺口，该缺口的尺寸根据第二冷却板的端部的水嘴直径进行设计。

如图6所示，在本实施例中，第一侧推组件302和第二侧推组件303分别有两个，两个第一侧推组件302和两个第二侧推组件303更有利于适配不同长度的冷却板，根据实际需要，调整任意一个或两个侧推组件。

在本实施例中，电池的电芯与水冷板装配线还包括机架400，机架400支承第一移栽轨道103、上料机构100、第一组装机构200和第二组装机构300。

进一步地，电池的电芯与水冷板装配线还包括与第一组装机构200结构相同的第三组装机构，第三组装机构用于翻转第一冷却板500、电芯600和第二冷却板，第三组装机构的结构在此不再赘述。

本发明的工作原理如下：

第一顶升组件伸出，上料机构100的抓手组件101将第一冷却板500和电芯600作为组件放置于第一组装机构200的接驳平台201上，接驳平台201通过旋转组件204翻转90°后，第一顶升组件缩回，由抓手组件101将接驳平台201上的第一冷却板500和电芯600移栽至第二组装机构300的接料定位基准组件301上，再由另一机械手夹取一个第二冷却板与之进行装配，装配完成后，再由抓手组件101将装配好的第一冷却板500、电芯600和第二冷却板移栽至移栽轨道103的结束端，第一冷却板500、电芯600和第二冷却板由第三组装机构翻转90°后下料至预堆叠区，进行预堆叠。

在本发明实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种电池的电芯与水冷板装配线，其特征在于，包括：

第一移栽轨道(103)；

上料机构(100)，设于所述第一移栽轨道(103)的起始端，用于抓取第一冷却板(500)和电芯(600)；其包括抓手组件(101)和桁架组件(102)，所述抓手组件(101)设于所述桁架组件(102)上，并可沿所述桁架组件(102)的长度方向移动、沿所述桁架组件(102)的高度方向升降，所述桁架组件(102)被设置为沿所述移栽轨道(103)的设置方向移动；

第一组装机构(200)，设于所述第一移栽轨道(103)的起始端，用于装载并翻转所述第一冷却板(500)和所述电芯(600)；其包括第一顶升组件、接驳平台(201)和一组旋转组件(204)，所述第一顶升组件的活动部连接所述接驳平台(201)的底部，且所述接驳平台(201)设于一组所述旋转组件(204)之间，所述接驳平台(201)装载所述第一冷却板(500)和所述电芯(600)，所述第一冷却板(500)贴合所述电芯(600)的第一表面；

第二组装机构(300)，设于所述第一移栽轨道(103)的中部，用于装载所述第一冷却板(500)、所述电芯(600)和第二冷却板；其包括接料定位基准组件(301)、第一侧推组件(302)、第二侧推组件(303)、第二顶升组件(304)和第二移栽轨道，所述接料定位基准组件(301)承接所述第一冷却板(500)、所述电芯(600)和所述第二冷却板，所述第二冷却板贴合所述电芯(600)的第二表面；所述第一侧推组件(302)和所述第二侧推组件(303)分别设于所述接料定位基准组件(301)的两侧，且所述第一侧推组件(302)和所述第二侧推组件(303)设于所述第二移栽轨道，所述第二顶升组件(304)设于所述第二侧推组件(303)的一侧。

2.根据权利要求1所述的电池的电芯与水冷板装配线，其特征在于，所述接驳平台(201)包括垂直设置的第一支承单元和第二支承单元，所述第一支撑单元或所述第二支承单元上设有缓冲单元。

3.根据权利要求1所述的电池的电芯与水冷板装配线，其特征在于，所述旋转组件(204)包括旋转驱动源(2041)、齿条(2042)和齿轮(2043)，所述旋转驱动源(2041)的作用端连接所述齿条(2042)，所述齿条(2042)和所述齿轮(2043)啮合传动，所述齿轮(2043)和所述接驳平台(201)连接。

4.根据权利要求3所述的电池的电芯与水冷板装配线，其特征在于，所述第一组装机构(200)还包括第一压紧组件(202)和第二压紧组件(203)，所述第一压紧组件(202)设于所述接驳平台(201)的底部，所述第二压紧组件(203)设于所述接驳平台(201)的一侧，且所述第一压紧组件(202)和所述第二压紧组件(203)均具有作用端，其中，所述第二压紧组件(203)的作用端的作用方向和所述旋转驱动源(2041)的作用端的作用方向相反。

5.根据权利要求1所述的电池的电芯与水冷板装配线，其特征在于，所述第一侧推组件(302)包括第一直线模组和第一推板，所述第一直线模组的活动部连接所述第一推板，所述第一直线模组的安装部设于所述第二移栽轨道。

6.根据权利要求5所述的电池的电芯与水冷板装配线，其特征在于，所述第一推板设有第一限位块(3021)，所述第一限位块(3021)用于限制所述第一冷却板(500)的端部。

7.根据权利要求1所述的电池的电芯与水冷板装配线，其特征在于，所述第二侧推组件(303)包括第二直线模组和第二推板，所述第二直线模组的活动部连接所述第二推板，所述第二直线模组的安装部设于所述第二移栽轨道。

8.根据权利要求7所述的电池的电芯与水冷板装配线，其特征在于，所述第二推板设有第二限位块(3031)，所述第二限位块(3031)用于限制所述第二冷却板的端部。

9.根据权利要求1所述的电池的电芯与水冷板装配线，其特征在于，还包括机架(400)，所述机架(400)支承所述第一移栽轨道(103)、所述上料机构(100)、所述第一组装机构(200)和第二组装机构(300)。

10.一种电池水冷板装配方法，其特征在于，包括以下步骤：

第一顶升组件伸出，上料机构(100)的抓手组件(101)抓取第一冷却板(500)和电芯(600)并放置于第一组装机构(200)的接驳平台(201)，此时，第一冷却板(500)和电芯(600)为第一状态；

接驳平台(201)翻转预设角度，第一顶升组件缩回，此时，第一冷却板(500)和电芯(600)为第二状态；

上料机构(100)的抓手组件(101)将第一冷却板(500)和电芯(600)移栽至第二组装机构(300)，夹取第二冷却板与第一冷却板(500)和电芯(600)通过第二组装机构(300)进行装配。