CN217158254U - 一种圆柱电芯堆叠保压工装 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种大圆柱电芯堆叠保压工装，该大圆柱电芯堆叠保压工装包括支架、堆叠装置、保压装置和驱动装置，支架上设有导向件，堆叠装置与支架转动连接，堆叠装置包括底板和若干夹具，夹具能够夹紧固定大圆柱电芯，保压装置滑动连接于导向件，保压装置上可拆卸连接有托盘，堆叠装置具有大圆柱电芯背向托盘的第一工作位置，和朝向托盘的第二工作位置，当堆叠装置转动至第二工作位置时，保压装置或堆叠装置沿导向件滑动能够使托盘压紧于大圆柱电芯，驱动装置设置在支撑架上，且能够驱动保压装置或堆叠装置沿导向件滑动，能够提高大圆柱电芯模组的制造精度，降低对大圆柱电芯的制造精度要求，降低生产成本。

Description

一种圆柱电芯堆叠保压工装

技术领域

本实用新型涉及电池技术领域，尤其涉及一种圆柱电芯堆叠保压工装。

背景技术

电芯堆叠工艺是新能源电池生产过程中不可省略的生产环节，现有技术中，一般采用仿形工装进行圆柱电芯的堆叠，进而制成圆柱电芯模组，由于在设计时，圆柱电芯有自己的公差范围，仿形工装一般采取圆柱电芯直径最大值仿形，这会导致圆柱电芯与仿形工装之间存在间隙，且圆柱电芯直径的公差值范围越大，仿形工装与圆柱电芯之间的间隙越大，使得圆柱电芯模组的制造精度越低，若提高圆柱电芯的制造精度使圆柱电芯的公差范围减小，则会提高圆柱电芯的制造难度，增加圆柱电芯的制造成本。

实用新型内容

本实用新型提供一种圆柱电芯堆叠保压工装，在降低对圆柱电芯的制造精度要求的同时，实现电芯堆叠保压过程中的精确定位，能够提高圆柱电芯模组的制造精度，降低生产成本。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种圆柱电芯堆叠保压工装，包括：

支架，上述支架上设有导向件，上述导向件沿上述支架的高度方向延伸；

堆叠装置，上述堆叠装置与上述支架转动连接，上述堆叠装置包括底板和设置在上述底板上的若干夹具，上述夹具能够夹紧固定圆柱电芯；

保压装置，上述保压装置或上述堆叠装置滑动连接于上述导向件，上述保压装置上可拆卸连接有托盘，上述堆叠装置具有上述圆柱电芯背向上述托盘的第一工作位置，和上述圆柱电芯朝向上述托盘的第二工作位置，当上述堆叠装置转动至第二工作位置时，上述保压装置或堆叠装置能够沿上述导向件滑动并使上述托盘压紧上述圆柱电芯；

驱动装置，上述驱动装置设置在上述支架上，上述驱动装置的输出端与上述保压装置或堆叠装置传动连接，以驱动上述保压装置或堆叠装置沿上述导向件滑动。

可选地，还包括控制装置，上述控制装置设置在上述支架上，上述控制装置与上述夹具连通，上述控制装置能够控制上述夹具夹紧或松开上述圆柱电芯。

可选地，上述夹具为三爪气缸，上述三爪气缸的卡爪用于夹紧上述圆柱电芯。

可选地，上述三爪气缸设有定位孔，上述定位孔与上述圆柱电芯的正极极柱插接。

可选地，上述支架上设有轴承座，上述底板的两端设有轴承，上述轴承安装于上述轴承座。

可选地，还包括转动把手，上述转动把手通过减速机与一个上述轴承相连。

可选地，还包括压紧件，上述压紧件与上述底板可拆卸连接，上述压紧件能够将上述圆柱电芯压紧于上述夹具。

可选地，上述底板上设有第一固定件，上述支架上设有第二固定件和第三固定件，当上述堆叠装置处于第一工作位置时，上述第一固定件与上述第二固定件相连，当上述堆叠装置处于第二工作位置时，上述第一固定件与上述第三固定件相连。

可选地，上述保压装置上设有定位组件，上述定位组件包括定位支架和定位销，上述定位销穿设于上述托盘上且与上述定位支架螺纹连接，以将上述托盘固定在上述定位支架和上述定位销之间。

可选地，上述保压装置上设有第一缓冲件和第二缓冲件，上述第一缓冲件位于上述保压装置与上述支架之间，上述第二缓冲件位于上述保压装置与上述堆叠装置之间，上述支架上设有缓冲限位件，上述第二缓冲件能够与上述缓冲限位件抵接。

本实用新型的有益效果：

通过设置堆叠装置，并使堆叠装置的底板上设置若干用于固定圆柱电芯的夹具，夹具的布置方式根据圆柱电芯模组的需求设置，和现有的仿形工装相比，夹具能够实现圆柱电芯的精准定位，且无需提高圆柱电芯直径的精度，能够简化圆柱电芯模组的制造工序，提高圆柱电芯模组的制造精度。

通过堆叠装置上夹具的设置，能够保证圆柱电芯位置的高度一致性，有利于后续的焊接工序。

附图说明

图1是本实用新型提供的堆叠装置第一工作位置的示意图；

图2是本实用新型提供的堆叠装置第二工作位置的示意图；

图3是图1在A处的局部放大图；

图4是本实用新型提供的夹具的结构示意图；

图5是图2在B处的局部放大图；

图6是本实用新型提供的保压装置的结构示意图一；

图7是本实用新型提供的保压装置的结构示意图二。

图中：

100、支架；110、底座；120、支撑架；121、第三固定件；130、缓冲限位件；200、导向件；300、堆叠装置；310、底板；311、第一固定件；320、夹具；321、卡爪；322、定位孔；330、轴承；340、压紧件；400、保压装置；410、定位组件；411、定位支架；412、定位销；420、第一缓冲件；430、第二缓冲件；500、驱动装置；600、控制装置；700、转动把手；800、减速机。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。

在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。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实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

本实用新型提供一种圆柱电芯堆叠保压工装，在降低对圆柱电芯的制造精度要求的同时，实现电芯堆叠保压过程中的精确定位，能够提高圆柱电芯模组的制造精度，降低生产成本。

具体地，如图1和图2所示，该圆柱电芯堆叠保压工装包括支架100、堆叠装置300、保压装置400和驱动装置500，其中，支架100上设有导向件200，且导向件200沿支架100的高度方向延伸，堆叠装置300包括底板310和若干夹具320，夹具320固定在底板310上，夹具320用来夹紧固定圆柱电芯，可以根据圆柱电芯模组对圆柱电芯的排布要求来设置夹具320在底板310上的排布方式，堆叠装置300与支架100转动连接，保压装置400或堆叠装置300与导向件200滑动连接，托盘与保压装置400可拆卸连接，托盘用于与圆柱电芯粘接，相当于圆柱电芯模组中圆柱电芯的固定架，在本实施例中，堆叠装置300 有两种工作位置，第一工作位置为圆柱电芯的堆叠，此时将圆柱电芯固定在夹具320上，且圆柱电芯背向托盘；第二工作位置为圆柱电芯的保压，此时堆叠装置300绕自身的轴线转动180°，圆柱电芯朝向托盘，当保压装置400或堆叠装置300沿导向件200滑动时，能够使托盘压紧于圆柱电芯，使得涂胶的托盘与圆柱电芯粘接，驱动装置500的输出端与保压装置400或堆叠装置300传动连接，驱动装置500能够驱动保压装置400或堆叠装置300沿导向件200滑动。

通过设置圆柱电芯堆叠保压工装，将多个圆柱电芯依次固定在夹具320上，排布成圆柱电芯模组，待圆柱电芯堆叠完成后，翻转堆叠装置300，保压装置 400或堆叠装置300沿导向件200滑动，直至保压装置400上的托盘压紧于圆柱电芯，为了使托盘与圆柱电芯相连，需要在托盘上提前打胶，为了提高托盘与圆柱电芯之间的连接强度，需要保压一段时间，然后完成圆柱电芯模组制造的堆叠与保压工序，解决了现有技术中仿形工装定位不精准的问题，能够在不提高圆柱电芯直径制造精度的情况下，提高圆柱电芯模组的制造精度，降低圆柱电芯模组的制造难度以及成本，有利于后续的焊接工序。

进一步地，支架100可以包括底座110和支撑架120，支撑架120设置在底座110的两侧，用于支撑堆叠装置300、保压装置400以及驱动装置500，导向件200可以设置在支撑架120上，并沿支撑架120的长度方向延伸。

进一步地，如图3所示，导向件200可以为滑轨，滑轨沿支撑架120的高度方向延伸，滑轨的延伸方向也是保压装置400或堆叠装置300的移动方向，保压装置400或堆叠装置300上设有与该滑轨相匹配的滑块，保压装置400或堆叠装置300通过滑块与滑轨滑动连接。在一个实施例中，导向件200可以通过螺栓与支撑架120相连；在其他实施例中，导向件200也可以通过焊接的方式与支撑架120相连，根据实际需要设置即可，只要保证导向件200与支撑架 120之间具有稳定的连接的方式，均在本申请的保护范围之内。

优选地，继续参见图1和图2，为了保证导向件200与保压装置400或堆叠装置300之间滑动连接的可靠性，可以在每个支撑架120上都设置导向件200，保证保压装置400工作的可靠性。在本实施例中，每个支撑架120上平行设置两个导向件200。

进一步地，驱动装置500可以为直线电机、气缸、液压缸或电动推杆等，根据实际需要设置即可，只要能够输出直线运动的装置，均在本申请的保护范围之内。在本实施例中，驱动装置500为气缸。

优选地，为了保证保压装置400或堆叠装置300移动的可靠性，可以在两个支撑架120上均设置驱动装置500。在本实施例中，设置四个驱动装置500，四个驱动装置500的输出端分别与保压装置400的四角相连，一方面，能够保证保压装置400与导向件200之间滑动连接的可靠性；另一方面，能够提高保压装置400与导向件200之间滑动的平稳性。

优选地，还可以设置一个控制装置600，使控制装置600与夹具320连通，通过控制装置600控制夹具320对圆柱电芯的夹紧和松开，实现自动固定圆柱电芯，节约人力，提高固定圆柱电芯的效率。可以想到的是，控制装置600也可以与驱动装置500相连，通过控制装置600控制驱动装置500的输出端的伸出与收缩。

可选地，控制装置600可以包括多个控制部，将夹具320依次排列成若干排组，一个控制部控制一个排组的夹具320的夹紧与松开，一方面，与单个夹具320单独控制相比，提高了效率、简化了零部件；另一方面，能够实现不同排组之间的圆柱电芯的单独控制，在控制装置600出现问题时能够及时找到问题部位，提高维修效率。在本实施例中，设置12个控制部，每个控制部控制一排夹具320。

进一步地，如图4所示，在一个实施例中，夹具320可以是三爪气缸，三爪气缸的卡爪321用于夹紧圆柱电芯，实现圆柱电芯的精准定位，一方面，三爪气缸结构简单、轻便，便于安装与维护；另一方面，三爪气缸用压缩空气作为动力源，实现圆柱电芯的夹紧，压缩空气成本低，保护环境，可再生；再一方面，三爪气缸的输出力调节方便、简单、可靠性强，使用寿命长。在本申请中，圆柱电芯的定位精度为±0.05mm。

优选地，继续参见图4，可以在三爪气缸上设置一个定位孔322，圆柱电芯的正极极柱与该定位孔322插接，一方面，能够便于圆柱电芯与夹具320的安装，提高安装效率以及安装精度；另一方面，能够通过定位孔322的设置方式实现圆柱电芯正极极柱的高度定位，提高圆柱电芯模组的制造精度。

进一步地，继续参见图1和图2，堆叠装置300上还设有压紧件340，压紧件340与底板310可拆卸连接，当完成圆柱电芯的堆叠后，需要在圆柱电芯排组之间安装液冷板，此时，由于液冷板的安装，会对圆柱电芯造成挤压，使圆柱电芯产生歪斜的风险，不利于圆柱电芯模组的制造，因此，设置压紧件340，在安装液冷板以及液冷板的保压过程中，对圆柱电芯施加沿圆柱电芯轴向方向的压力，将其压紧于夹具320，避免圆柱电芯歪斜，提高圆柱电芯模组的制造精度。在本实施例中，压紧件340包括压紧单元和连接杆，连接杆设置在压紧单元的两端，连接杆与堆叠装置300可拆卸连接，压紧单元与圆柱电芯的底部抵接并将圆柱电芯压紧于夹具320，当液冷板保压完成后，需要拆除压紧件340，避免影响后续的保压工序。可以设置一个圆柱电芯排组对应一个压紧件340，也可以设置几个圆柱电芯排组对应一个压紧件340，根据实际需要设置即可。

优选地，如图5所示，为了保证堆叠装置300在工作时处于固定位置，可以在底板310上设置第一固定件311，相应地在支撑架120上设置第二固定件和第三固定件121，当进行圆柱电芯模组的堆叠工序时，堆叠装置300处于第一工作位置，此时，第一固定件311和第二固定件相连，避免堆叠装置300相对支架100转动，影响圆柱电芯的堆叠。第一固定件311与第二固定件可以通过螺栓连接的方式相连，也可以通过卡扣连接的方式相连，还可以通过其他方式相连，根据实际需要设置即可。当堆叠装置300绕自身轴向方向旋转180°后，进行保压工序，此时堆叠装置300处于第二工作位置，将第一固定件311与第三固定件121相连，避免堆叠装置300在圆柱电芯与托盘进行保压时旋转，影响保压效果。第一固定件311与第三固定件121可以通过螺栓连接的方式相连，也可以通过卡扣连接的方式相连，还可以通过其他方式相连，根据实际需要设置即可。

进一步地，在一个实施例中，可以在每个支撑架120上都设置第二固定件，且第二固定件设置在同侧，同样地，可以在每个支撑架120上都设置第三固定件121，且第三固定件121设置在同侧。相应地，可以在底板310的一侧壁上设置两个第一固定件311，当堆叠装置300处于第一工作位置时，第一固定件311 与第二固定件相对设置；当堆叠装置300处于第二工作位置时，第一固定件311 与第三固定件121相对设置。

进一步地，在一个实施例中，可以在堆叠装置300的两端设置轴承330，相应地，在支架100上设置轴承座，轴承330安装于轴承座，堆叠装置300通过轴承330与支撑架120转动连接，轴承330可以为滚动轴承330，也可以为滑动轴承330，根据实际需要选择即可。

优选地，为了便于转动堆叠装置300，继续参见图1和图2，可以设置一个转动把手700，转动把手700的一端与其中一个轴承330相连。设置转动把手 700能够简化工作人员转动堆叠装置300的工序，提高工作效率。

作为优选的技术方案，在一个实施例中，可以在转动把手700与轴承330 之间设置减速机800，即减速机800的一端与轴承330相连，另一端与转动把手 700相连。由于堆叠装置300体积较大，通过手动旋转较为费力，在转动把手 700与轴承330之间设置减速机800，能够有效降低堆叠装置300的转动难度，有利于工作人员旋转堆叠装置300，提高工作效率。在本实施例中，减速机800 为行星减速机800，在其他实施例中也可以选择其他减速机800，根据需要选择即可。

优选地，如图6和图7所示，为了更好地限定保压装置400的滑动行程以及避免保压装置400由于碰撞而损坏，可以在保压装置400上设置第一缓冲件 420和第二缓冲件430，第一缓冲件420位于保压装置400与底座110之间，当保压装置400返回初始位置时，第一缓冲件420够对保压装置400的滑动起到缓冲的作用，避免由于驱动装置500失控而导致保压装置400与底座110硬碰，有利于保护保压装置400。第二缓冲件430位于保压装置400与堆叠装置300之间，并在支撑架120上设置与第二缓冲件430相配合的缓冲限位件130，当保压装置400沿导向件200移动并使托盘压紧于圆柱电芯时，第二缓冲件430将与缓冲限位件130抵接，一方面，第二缓冲件430与缓冲限位件130能够起到限制保压装置400移动行程的作用，避免由于驱动装置500失控而导致保压装置 400的托盘与圆柱电芯硬碰而损坏圆柱电芯；另一方面，第二缓冲件430与缓冲限位件130相配合，能够降低保压装置400上的托盘与圆柱电芯接触时的速度，有利于保护圆柱电芯。第一缓冲件420和第二缓冲件430可以为缓冲器，根据实际需要选择即可。

进一步地，如图4和图5所示，可以在保压装置400上设置定位组件410，用于固定托盘，具体地，定位组件410包括定位支架411和定位销412，定位支架411固定在保压装置400上，定位支架411与定位销412螺纹连接，在进行托盘的固定时，需要在托盘的相应位置开设连接孔，然后将托盘上的连接孔与定位支架411上的螺纹孔对准，再使定位销412穿设托盘后与定位支架411螺纹连接，以将托盘固定在定位销412与定位支架411之间。为了提高对托盘的定位效果，在一个实施例中，定位组件410可以设置多个，多个定位组件410 可以沿保压装置400的周向间隔设置。

优选地，为了便于移动支架100，可以在底座110的底部设置若干万向轮，降低工作人员移动上述圆柱电芯堆叠保压工装的难度。在本实施例中，设置四个万向轮，四个万向轮设置在底座110的四角。在其他实施例中，万向轮的数量也可以为其他，根据实际需要设置即可。

本实用新型通过在堆叠装置300的底板310上设置若干用于固定圆柱电芯的夹具320，能够在圆柱电芯无自身定位的情况下实现精准制造圆柱电芯模组，无需使用仿形工装，节省成本。通过预先设置夹具320的排布方式，能够实现圆柱电芯正极极柱的高度定位，提高圆柱电芯模组的制造精度，且无需提高圆柱电芯的直径精度，降低生产难度，提高生产效率。

显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为了清楚说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种圆柱电芯堆叠保压工装，其特征在于，包括：

支架(100)，所述支架(100)上设有导向件(200)，所述导向件(200)沿所述支架(100)的高度方向延伸；

堆叠装置(300)，所述堆叠装置(300)与所述支架(100)转动连接，所述堆叠装置(300)包括底板(310)和设置在所述底板(310)上的若干夹具(320)，所述夹具(320)能够夹紧固定圆柱电芯；

保压装置(400)，所述保压装置(400)或所述堆叠装置(300)滑动连接于所述导向件(200)，所述保压装置(400)上可拆卸连接有托盘，所述堆叠装置(300)具有所述圆柱电芯背向所述托盘的第一工作位置，和所述圆柱电芯朝向所述托盘的第二工作位置，当所述堆叠装置(300)转动至第二工作位置时，所述保压装置(400)或所述堆叠装置(300)能够沿所述导向件(200)滑动使所述托盘压紧所述圆柱电芯；

驱动装置(500)，所述驱动装置(500)设置在所述支架(100)上，所述驱动装置(500)的输出端与所述保压装置(400)或所述堆叠装置(300)传动连接，以驱动所述保压装置(400)或所述堆叠装置(300)沿所述导向件(200)滑动。

2.根据权利要求1所述的圆柱电芯堆叠保压工装，其特征在于，还包括控制装置(600)，所述控制装置(600)设置在所述支架(100)上，所述控制装置(600)与所述夹具(320)连通，所述控制装置(600)能够控制所述夹具(320)夹紧或松开所述圆柱电芯。

3.根据权利要求1所述的圆柱电芯堆叠保压工装，其特征在于，所述夹具(320)为三爪气缸，所述三爪气缸的卡爪(321)用于夹紧所述圆柱电芯。

4.根据权利要求3所述的圆柱电芯堆叠保压工装，其特征在于，所述三爪气缸设有定位孔(322)，所述定位孔(322)与所述圆柱电芯的正极极柱插接。

5.根据权利要求1-4任一项所述的圆柱电芯堆叠保压工装，其特征在于，所述支架(100)上设有轴承座，所述底板(310)的两端设有轴承(330)，所述轴承(330)安装于所述轴承座。

6.根据权利要求5所述的圆柱电芯堆叠保压工装，其特征在于，还包括转动把手(700)，所述转动把手(700)通过减速机(800)与一个所述轴承(330)相连。

7.根据权利要求1-4任一项所述的圆柱电芯堆叠保压工装，其特征在于，还包括压紧件(340)，所述压紧件(340)与所述底板(310)可拆卸连接，所述压紧件(340)能够将所述圆柱电芯压紧于所述夹具(320)。

8.根据权利要求7所述的圆柱电芯堆叠保压工装，其特征在于，所述底板(310)上设有第一固定件(311)，所述支架(100)上设有第二固定件和第三固定件(121)，当所述堆叠装置(300)处于第一工作位置时，所述第一固定件(311)与所述第二固定件相连，当所述堆叠装置(300)处于第二工作位置时，所述第一固定件(311)与所述第三固定件(121)相连。

9.根据权利要求1所述的圆柱电芯堆叠保压工装，其特征在于，所述保压装置(400)上设有定位组件(410)，所述定位组件(410)包括定位支架(411)和定位销(412)，所述定位销(412)穿设于所述托盘上且与所述定位支架(411)螺纹连接，以将所述托盘固定在所述定位支架(411)和所述定位销(412)之间。

10.根据权利要求1或9所述的圆柱电芯堆叠保压工装，其特征在于，所述保压装置(400)上设有第一缓冲件(420)和第二缓冲件(430)，所述第一缓冲件(420)位于所述保压装置(400)与所述支架(100)之间，所述第二缓冲件(430)位于所述保压装置(400)与所述堆叠装置(300)之间，所述支架(100)上设有缓冲限位件(130)，所述第二缓冲件(430)能够与所述缓冲限位件(130)抵接。

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