CN211578893U - 电池模块制造系统和用于焊接的挤压夹具设备 - Google Patents

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Abstract

公开了电池模块制造系统和用于焊接的挤压夹具设备。该电池模块制造系统包括：电池模块，该电池模块具有通过堆叠多个电池单体而形成的单体堆、被构造为容纳单体堆的模块壳体和被构造为覆盖模块壳体的一侧处的开口的汇流条框架；被联接到电池模块的一侧从而汇流条框架被暴露于外侧的固定框架；和至少一个挤压夹具设备，该挤压夹具设备被联接到固定框架上，并且被构造为挤压电池单体的电极引线，使得电极引线在与设置在汇流条框架处的汇流条的两侧紧密接触的状态下进行焊接。

Description

电池模块制造系统和用于焊接的挤压夹具设备
技术领域
本公开涉及一种将电极引线紧密接触到汇流条的挤压夹具设备和一种包括该挤压夹具设备的电池模块制造系统，并且更具体地，本公开涉及一种用于同时将多个电池单体堆组的电极引线组紧密接触到汇流条的挤压夹具设备和一种包括该挤压夹具设备的电池模块制造系统。
本申请要求2018年12月21日在韩国提交的韩国专利申请No. 10-2018-0167940的优先权，其公开内容通过引用合并于此。
背景技术
在传统的电池模块中，汇流条用于将堆叠的电池单体彼此电连接，并且分别从多个电池单体引出的多条电极引线被弯曲并定位在汇流条上，随后进行焊接。
如果以此方式制造电池模块，则在弯曲后的电极引线位于汇流条上的状态下，通过使用夹具来将电极引线朝向汇流条挤压，从而使得电极引线与汇流条紧密接触，然后，激光被照射到电极引线上，以对其进行焊接。
参考图1和2，示出了传统的电池模块，其中，多个袋型电池单体被汇流条电连接。
如图1所示，通过如下方式来制造传统电池模块：将从多个袋型电池单体1引出的每条电极引线2插入汇流条3的引线狭缝4中，然后将插入的电极引线2弯曲成与汇流条3紧密接触，然后如图2所示对其执行焊接。
然而，在如上所述的传统电池模块中，除了将电极引线2插入汇流条3的引线狭缝4中的过程和将电极引线2焊接到汇流条3的过程之外，还另外地需要弯曲电极引线2的过程，这使过程复杂化。
另外，如果应用于电池模块的单体是袋型单体，则由于所述单体具有较小的厚度，因此电极引线也被制造为具有较短的长度。如果电极引线如上所述那样被缩短，则电极引线和汇流条之间的结合面积也会被减小，从而降低了结合强度，由此增加了产品故障的可能性。
因此，需要开发一种可以省略电极引线弯曲过程的电池模块结构，因此，还需要一种适合于电极引线和汇流条的结合结构的、用于焊接的新型挤压夹具。
实用新型内容
技术问题
本公开被设计为解决相关技术的问题，因此本公开旨在提供一种用于焊接的挤压夹具设备，该挤压夹具设备被构造为在制造电池模块时将电极引线组紧密接触到汇流条，使得在电极引线组紧密接触汇流条时，汇流条被焊接到电极引线，在制造该电池模块中，电极引线通过焊接被联接到汇流条，而无需为了与汇流条联接而被弯曲。
另外，本公开旨在通过改变挤压夹具设备的挤压末端和电极引线组的接触位置和挤压末端的形状来防止电极引线组和汇流条之间的焊接过程期间产生的焊池粘附到挤压夹具设备。
然而，本公开要解决的技术问题不限于以上，本领域技术人员将从以下描述清楚地理解这里未提及的其他目的。
技术方案
在本公开的一个方面中，提供了一种电池模块制造系统，该电池模块制造系统包括：电池模块，该电池模块具有：通过堆叠多个电池单体而形成的单体堆；被构造为容纳单体堆的模块壳体；和被构造为覆盖在模块壳体的一侧处的开口的汇流条框架；固定框架，所述固定框架被联接到所述电池模块的一侧，从而所述汇流条框架被暴露于外侧；和至少一个挤压夹具设备，该挤压夹具设备被联接到固定框架上，并且被构造为挤压电池单体的电极引线，使得所述电极引线在与被设置在所述汇流条框架处的汇流条的两侧紧密接触的状态下被焊接。
挤压夹具设备可以包括第一框架和第二框架，并且第一框架和第二框架可以被联接成能够基于被紧固到其一个纵向端的旋转轴而相对于彼此旋转。
第一框架可以包括第一挤压末端，该第一挤压末端被设置在其另一个纵向端处，并且被构造为挤压设置在电池堆中的第一单元单体堆的引线组，使得第一单元单体堆的引线组与汇流条的一侧形成紧密接触，并且第二框架可以包括第二挤压末端，该第二挤压末端被设置在其另一个纵向端处，以面向第一挤压末端，并且被构造为挤压设置在单体堆中的第二单元单体堆的引线组，使得第二单元单体堆的引线组与汇流条的另一侧形成紧密接触。
第一挤压末端和第二挤压末端可以在与汇流条的一个侧表面和另一个侧表面的竖直中心下方的区域相对应的位置处挤压引线组。
第一挤压末端和第二挤压末端可以被成形为使得其面向引线组的表面具有斜切的上部。
挤压夹具设备可以包括弹性部件，该弹性部件被连接在第一框架和第二框架之间以施加力，使得第一框架和第二框架彼此更加靠近地移动。
挤压夹具设备可以包括防止引线突出单元，该防止引线突出单元被固定在第一框架和第二框架之间，以向下挤压电极引线，使得电极引线不会向汇流条的上表面进一步向上突出。
防止引线突出单元可以包括：一对水平杆，该水平杆被彼此隔开，并且被构造为并排地延伸；和挡板，该挡板被构造为连接该一对水平杆的中心，其中，水平杆可以向下挤压电极引线。
同时，在本公开的另一个方面，还提供了一种用于焊接的挤压夹具设备，该挤压夹具设备被安装在具有通过堆叠多个电池单体而形成的单体堆的电池模块的一侧处，并且挤压电极引线，使得所述电极引线在与设置在所述电池模块的汇流条的两侧紧密接触的状态下被焊接，挤压夹具设备包括：第一框架；和第二框架，该第二框架被联接成面向第一框架，并且能够相对于第一框架旋转，其中，第一框架包括第一挤压末端，该第一挤压末端被设置在其一个纵向端处，并且被构造为挤压设置在单体堆中的第一单元单体堆的引线组，使得第一单元单体堆的引线组与汇流条的一侧形成紧密接触，第二框架包括第二挤压末端，该第二挤压末端被设置在其一个纵向端处，以面向第一挤压末端，并且被构造为挤压设置在单体堆中的第二单元单体堆的引线组，使得第二单元单体堆的引线组与汇流条的另一侧形成紧密接触。
有利效果
根据本公开的实施例，电极引线可以通过在不被弯曲的状态下通过焊接而与汇流条联接，使得电极引线不被暴露于汇流条上方，从而降低了电极引线和汇流条之间的焊接区域发生破裂的风险。
另外，根据本公开的另一个实施例，在用于结合电极引线组和汇流条的焊接期间，可以防止由于电极引线组的焊池粘附到挤压夹具设备的挤压末端而污染挤压夹具设备。
附图说明
图1和2是用于示出在传统电池模块制造系统中联接电极引线和汇流条的过程的视图。
图3是示出根据本公开实施例的电池模块制造系统的立体图。
图4是示出根据本公开实施例的挤压夹具设备将引线组挤压成与汇流条紧密接触的状态的视图。
图5是示出根据本公开实施例的挤压夹具设备的立体图。
图6是示出根据本公开实施例的挤压夹具设备的一个表面的俯视图。
图7是具体地示出在被设置至根据本公开实施例的挤压夹具设备的挤压末端、引线组和汇流条之间的位置关系和挤压末端的形状的视图。
图8是示出在根据本公开实施例的挤压夹具设备中、借助于防止引线突出单元而使得引线组不会向汇流条的上表面进一步向上突出的视图。
具体实施方式
在下文中，将参考附图详细描述本公开的优选实施例。在描述之前，应该理解，在说明书和所附权利要求书中使用的术语不应被解释为限于一般的和词典的含义，而应基于允许发明人为最佳解释适当定义术语的原则，基于与本公开的技术方面相对应的含义和概念来解释。因此，本文提出的描述仅是出于示意目的的优选实例，而非旨在限制本公开的范围，因此应当理解，在不脱离本公开的范围的情况下，可以对其作出其他等同替换和修改。
首先，参考图3，根据本公开实施例的电池模块制造系统可以被实现为包括电池模块100、挤压夹具设备200和固定框架300。
参考图3和4，电池模块100包括：单体堆；用于容纳单体堆的模块壳体120；和用于覆盖模块壳体120的一侧处的开口的汇流条框架 130。
单体堆包括第一单元单体堆110A和与其相邻定位的第二单元单体堆110B。在本公开附图中，仅示出了两个单元单体堆。然而，本公开不限于所述单元单体堆的数目，而是可以将单元单体堆的数目选择为两个或更多个而不受限制。另外，本公开仅示出一个单元单体堆具有三个电池单体111的情况。然而，一个单元单体堆中所包括的电池单体111的数目不限于此，所述单体堆可以具有两个电池单体，或四个或更多个电池单体。
通过将多个电池单体111堆叠成面向彼此而形成每个单元单体堆 110A、110B，并且被堆叠为形成一个单元单体堆的电池单体111中的每个电池单体具有电极引线111a。
设置在任何一个单元单体堆110A、110B的电池单体111中的电极引线111a被收集成一组，从而形成一个引线组T。
通过收集从同一单元单体堆引出的电极引线111a而形成的引线组 T通过形成在汇流条框架130中的引线贯穿孔(未示出)或引线狭缝(未示出)而暴露于汇流条框架130的上表面(与图3的X-Z平面平行的表面)。如上暴露的引线组T与被固定到汇流条框架130的上表面的汇流条131形成紧密接触。
更具体地，设置在第一单元单体堆110A中的引线组T与汇流条 131的一个侧表面紧密接触，设置在第二单元单体堆110B中的引线组 T与汇流条131的另一个侧表面紧密接触。通过夹具设备200的挤压来实现引线组T的紧密接触，并且引线组T在与汇流条131紧密接触的状态下被焊接，从而被结合到汇流条131。
相邻的单元单体堆110A、110B的引线组T可以借助于一条汇流条131被彼此电连接。
参考图3和4，挤压夹具设备200被置放在电池模块100的一侧处，以挤压相邻的单元单体堆110A、110B的引线组T，使得引线组T 分别与汇流条131的一个侧表面和另一个侧表面紧密接触。参考图4 至6，挤压夹具设备200可以被实现为包括第一框架210、第二框架220、旋转轴230、弹性部件240和防止引线突出单元250。
第一框架210和第二框架220被联接成借助于在纵向方向(平行于图4的Y轴的方向)上穿过其一端紧固的旋转轴230而能够相对于彼此旋转。第一框架210和第二框架220围绕一个纵向端旋转，从而其另一端变得更加靠近或更加远离彼此。为了稳定操作挤压夹具设备 200，一个旋转轴230可以被设置在第一框架210和第二框架220的宽度方向(与图5的Z轴平行的方向)上的两个侧端中的每一个。
第一框架210包括第一挤压末端211和第一副框架212。第一挤压末端211被设置在第一框架210的另一个纵向端处，即，在与第一框架210和第二框架220的联接部分相反的一侧处。
第一挤压末端211通过在第一框架210和第二框架220之间的相对旋转而朝向第二框架220移动，以挤压被设置于第一单元单体堆 110A处的引线组T，使得引线组T与汇流条131的一个侧表面形成紧密接触。
第一副框架212被设置在第一框架210的一个纵向端和另一个纵向端之间，并在基本垂直于第一框架210的纵向方向的方向(平行于图4的X轴)上延伸。另外，第一副框架212被成形为使得其端部向上或向下(与图4的Y轴平行的方向)弯曲。第一副框架212的弯曲端用作用于支撑弹性部件240的支撑表面。可以在挤压夹具设备200 的宽度方向(平行于图4的Y轴的方向)上的两个侧端中的每个侧端处形成一个第一副框架212。
类似于第一框架210，第二框架220包括第二挤压末端221和第二副框架222。第二挤压末端221被设置在第二框架220的另一个纵向端处，即，在与第一框架210和第二框架220的联接部分相反的一侧处。
第二挤压末端221通过第一框架210和第二框架220的相对旋转而朝向第一框架220移动，以挤压被设置于第二单元单体堆110B处的引线组T，使得引线组T与汇流条131的另一个侧表面形成紧密接触。
第二副框架222被设置在第二框架220的一个纵向端和另一个纵向端之间，并且在基本垂直于第二框架220的纵向方向的方向(平行于图4的X轴)上延伸。另外，第二副框架222被成形为使得其端部被向下或向上(在平行于图4的Y轴的方向上)弯曲，但弯曲方向与第一副框架212的端部的弯曲方向相反。
第二副框架222的弯曲端用作用于支撑弹性部件240的支撑表面。即，由第一副框架212的端部形成的支撑表面和由第二副框架222的端部形成的支撑表面被并排地布置，并且弹性部件240被置入其间。可以在挤压夹具设备200的宽度方向(与图4的Y轴平行的方向)上的两个侧端中的每个侧端处形成一个第二副框架222。
弹性部件240可以例如是弹簧。弹性部件240的长度方向(图4 的X轴方向)上的一侧被联接在由第二副框架222的端部形成的支撑表面上，其另一侧被联接在由第一副框架212的端部形成的支撑表面上。
另外，在没有施加外力的情况下，弹性部件240的长度短于第一副框架212的端部和第二副框架222的端部之间的距离。由于弹性部件240的长度，在弹性部件240的长度被拉长的状态下、弹性部件240 被联接在一对副框架212、222之间，因此弹性部件240施加弹性恢复力，使得第一框架210和第二框架220彼此更加靠近地移动。
因此，挤压夹具设备200的用户可以在使得第一挤压末端211和第二挤压末端221远离彼此移动的方向上施加力，使得汇流条131和引线组T位于第一挤压末端211和第二挤压末端221之间，然后移除所施加的力，使得引线组T与汇流条131形成紧密接触。即，由第一挤压末端211和第二挤压末端221施加到引线组T的挤压力的大小与弹性部件240的弹性恢复力成比例。
参考图7，第一挤压末端211和第二挤压末端221挤压被设置于彼此相邻的单元单体堆110A、110B处的一对引线组T，使得该对引线组T与汇流条131的两个侧表面形成紧密接触。这里，第一挤压末端 211和第二挤压末端221可以在对应于汇流条131的一个侧表面和另一个侧表面的竖直中心下方的区域的位置处执行挤压。这是为了防止当引线组T与汇流条131紧密接触进行焊接时形成的电极引线111a的焊池粘附到挤压末端211、221。
另外，第一挤压末端211和第二挤压末端221的面向引线组T的表面可以具有斜切的上部。这也是为了防止焊池粘附到挤压末端211、 221。
如果焊池粘附到挤压末端211、221，则当挤压末端211、221从引线组T拆离时，引线组T会受力而损坏引线组T和汇流条131之间的焊接部分。另外，在执行了一定次数的焊接过程后，还应另外地执行移除所粘附的焊池的过程。因此，根据本公开的挤压夹具设备200 旨在通过改进挤压末端211、221的挤压位置和挤压末端211、221的形状来解决该问题。
参考图4至7，防止引线突出单元250利用联接杆C来固定在第一框架210和第二框架220之间，以向下挤压引线组T，使得引线组T 不会向汇流条131的上表面进一步向上突出。
彼此隔开并且并排延伸的一对水平杆B和将该对水平杆B的中心彼此连接的挡板W被设置在防止引线突出单元250的端部处。水平杆 B和挡板W基本彼此垂直地延伸，使得防止引线突出单元250的端部具有H梁的形状。
水平杆B接触引线组T，并且直接挤压引线组T，使得引线组T 不会突出到汇流条131的上表面上方。该对水平杆B的外边缘部分之间的距离D1等于或短于引线组T的宽度D2。当防止引线突出单元250 朝着汇流条131向下移动时，这允许水平杆B接触引线组T。
该对水平杆B的纵向端分别挤压引线组T的宽度方向上的两端。
如上所述，在水平杆B从顶部挤压引线组T、从而引线组T不会进一步突出到汇流条131的上表面上方的状态下，可以通过形成在挡板W的两侧处的开口靠近焊条或者照射激光来彼此焊接引线组T和汇流条131。
即，形成在挡板W的两侧处的开口与形成在挤压夹具设备200的上部处的开口连通，从而提供了焊条或激光束从挤压夹具设备200的上部沿着朝向引线组T的方向(平行于图4的Y轴的方向)接近的空间。
同时，再次参考图3，固定框架300被联接到电池模块100的一侧，使得汇流条框架130被暴露于外侧。固定框架300用作固定挤压夹具设备200的支撑件。
已经详细描述了本公开。然而，应当理解，详细描述和具体实例虽然指示了本公开的优选实施例，但是仅以示意的方式给出，因为根据该详细，在本公开的范围内的各种改变和修改对于本领域技术人员而言将是显而易见的。

Claims (14)

1.一种电池模块制造系统，其特征在于包括：
电池模块，所述电池模块具有：
通过堆叠多个电池单体而形成的单体堆；
被构造为容纳所述单体堆的模块壳体；和
被构造为覆盖在所述模块壳体的一侧处的开口的汇流条框架；
固定框架，所述固定框架被联接到所述电池模块的一侧，使得所述汇流条框架被暴露于外侧；和
至少一个挤压夹具设备，所述挤压夹具设备被联接到所述固定框架上，并且被构造为挤压所述电池单体的电极引线，使得所述电极引线在与被设置在所述汇流条框架处的汇流条的两侧紧密接触的状态下被焊接。
2.根据权利要求1所述的电池模块制造系统，
其特征在于，所述挤压夹具设备包括第一框架和第二框架，并且
其中，所述第一框架和所述第二框架被联接成能够基于被紧固到所述第一框架和所述第二框架的一个纵向端的旋转轴而相对于彼此旋转。
3.根据权利要求2所述的电池模块制造系统，
其特征在于，所述第一框架包括第一挤压末端，所述第一挤压末端被设置在所述第一框架的另一个纵向端处，并且被构造为挤压被设置在所述电池堆中的第一单元单体堆的引线组，使得所述的第一单元单体堆的所述引线组与所述汇流条的一侧形成紧密接触，并且
其中，所述第二框架包括第二挤压末端，所述第二挤压末端被设置在所述第二框架的另一个纵向端处，以面向所述第一挤压末端，并且被构造为挤压被设置在所述单体堆中的第二单元单体堆的引线组，使得所述第二单元单体堆的所述引线组与所述汇流条的另一侧形成紧密接触。
4.根据权利要求3所述的电池模块制造系统，
其特征在于，所述第一挤压末端和所述第二挤压末端在与所述汇流条的一个侧表面和另一个侧表面的竖直中心下方的区域相对应的位置处分别挤压所述引线组。
5.根据权利要求4所述的电池模块制造系统，
其特征在于，所述第一挤压末端和所述第二挤压末端被成形为使得其面向所述引线组的表面具有斜切的上部。
6.根据权利要求2所述的电池模块制造系统，
其特征在于，所述挤压夹具设备包括弹性部件，所述弹性部件被连接在所述第一框架和所述第二框架之间以施加力，使得所述第一框架和所述第二框架彼此更加靠近地移动。
7.根据权利要求2所述的电池模块制造系统，
其特征在于，所述挤压夹具设备包括防止引线突出单元，所述防止引线突出单元被固定在所述第一框架和所述第二框架之间，以向下挤压所述电极引线，使得所述电极引线不会向所述汇流条的上表面进一步向上突出。
8.根据权利要求7所述的电池模块制造系统，
其特征在于，所述防止引线突出单元包括：
一对水平杆，所述水平杆彼此隔开，并且被构造为并排地延伸；和
挡板，所述挡板被构造为连接所述一对水平杆的中心，
其中，所述水平杆向下挤压所述电极引线。
9.一种用于焊接的挤压夹具设备，所述挤压夹具设备被安装在具有通过堆叠多个电池单体而形成的单体堆的电池模块的一侧处，并且挤压电极引线，使得所述电极引线在与设置在所述电池模块的汇流条的两侧紧密接触的状态下被焊接，其特征在于所述挤压夹具设备包括：
第一框架；和
第二框架，所述第二框架被联接成面向所述第一框架，并且能够相对于所述第一框架旋转，
其中，所述第一框架包括第一挤压末端，所述第一挤压末端被设置在所述第一框架的一个纵向端处，并且被构造为挤压被设置在所述单体堆中的第一单元单体堆的引线组，使得所述第一单元单体堆的所述引线组与所述汇流条的一侧形成紧密接触，并且
其中，所述第二框架包括第二挤压末端，所述第二挤压末端被设置在所述第二框架的一个纵向端处，以面向所述第一挤压末端，并且被构造为挤压设置在所述单体堆中的第二单元单体堆的引线组，使得所述第二单元单体堆的所述引线组与所述汇流条的另一侧形成紧密接触。
10.根据权利要求9所述的挤压夹具设备，
其特征在于，所述第一挤压末端和所述第二挤压末端在与所述汇流条的一个侧表面和另一个侧表面的竖直中心下方的区域相对应的位置处分别地挤压所述引线组。
11.根据权利要求10所述的挤压夹具设备，
其特征在于，所述第一挤压末端和所述第二挤压末端被成形为使得其面向所述引线组的表面具有斜切的上部。
12.根据权利要求9所述的挤压夹具设备，其特征在于进一步包括：
弹性部件，所述弹性部件被连接在所述第一框架和所述第二框架之间以施加力，使得所述第一框架和所述第二框架彼此更加靠近地移动。
13.根据权利要求9所述的挤压夹具设备，其特征在于进一步包括：
防止引线突出单元，所述防止引线突出单元被固定在所述第一框架和所述第二框架之间，以向下挤压所述电极引线，使得所述电极引线不会向所述汇流条的上表面进一步向上突出。
14.根据权利要求13所述的挤压夹具设备，其特征在于，所述防止引线突出单元包括：
一对水平杆，所述水平杆被彼此隔开，以并排地延伸；和
挡板，所述挡板被构造为连接所述一对水平杆的中心，
其中，所述水平杆向下挤压所述电极引线。
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