CN218939745U - 用于双排模组堆叠的定位结构、电池模组堆叠焊接工装 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及动力电池生产技术领域，具体涉及一种用于双排模组堆叠的定位结构、电池模组堆叠焊接工装，其中定位结构包括横梁，横梁上沿长度方向设有等厚度的定位板，定位板用于居中定位双排电芯模组，横梁的两端分别滑动连接一个固定的直线导轨，直线导轨用于为横梁导向和为横梁运动提供左右、前后的限位，横梁能够在驱动机构作用下沿直线导轨上下移动；该定位结构用于增设在并排的两个电芯中间，堆叠时通过驱动机构驱动横梁沿两端的直线导轨向上升起，用定位板替代侧边定位平面，并排的电芯依靠中间的定位板居中定位，防止电芯整体往单侧靠从而形成较大累积误差；电芯堆叠完成后，将定位板降至底部，以防预紧时定位板发生干涉造成产品损坏。

Description

用于双排模组堆叠的定位结构、电池模组堆叠焊接工装

技术领域

本实用新型涉及动力电池生产技术领域，特别是一种用于双排模组堆叠的定位结构、电池模组堆叠焊接工装。

背景技术

现有技术在对电池电芯进行双排模组堆叠时，如图1所示，常需将两个电芯并排组成一个小单元，再紧靠端板本身平面、底部定位平面及侧板定位平面进行定位后，再依次堆叠；最后将堆叠成的电芯模组整体压紧以便后续通过顶板焊接工装对各电芯进行焊接工序。

但这种将并排电芯整体往一侧靠（如图1左侧）的定位方式在宽度方向所造成的累积误差较大（单电芯宽度公差±0.3mm，并排后宽度公差±0.6mm），从而容易影响后工序BSB焊接质量及成组后产品可靠性。

现有电池模组堆叠焊接工装结构可参考申请号为CN202121556248.8的专利文献。

实用新型内容

本实用新型的目的在于：针对现有技术在双排模组堆叠过程中是将两个并排的电芯作为单元整体通过紧靠在一侧的侧板定位平面进行堆叠，导致宽度方向的累积误差大，容易影响电芯顶板位置后续焊接质量的问题，提供一种用于双排模组堆叠的定位结构、电池模组堆叠焊接工装。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：

一种用于双排模组堆叠的定位结构，包括横梁，横梁上沿长度方向设有等厚度的定位板，定位板用于居中定位双排电芯模组，横梁的两端分别滑动连接一个直线导轨一，直线导轨一通过固定安装为横梁导向和为横梁运动提供左右、前后的限位，横梁能够在驱动机构作用下沿直线导轨一上下移动。

本实用新型所提供的定位结构用于增设在并排的两个电芯中间，堆叠时通过驱动机构驱动横梁沿两端的直线导轨一向上升起，用定位板的两侧平面替代位于模组单侧的侧边定位平面，并排的电芯依靠中间的定位板居中定位，防止电芯整体往单侧靠从而形成较大累积误差；电芯堆叠完成后，将定位板降至底部，以防预紧时定位板发生干涉造成产品损坏，再进行挤压预紧。

其中，驱动机构可以为驱动直线导轨一上的滑块滑移的气缸或液压缸等，也可以为设置在横梁底部其它能够调节升降高度的装置等；横梁上的定位板为实现电芯侧边定位作用，其厚度尺寸应足够薄以适应放置在并排电芯的宽度间隙中，其长度尺寸应与电芯堆叠的实际模组大小相适应。

优选地，驱动机构为双程丝杆机构，双程丝杆机构垂直设置在横梁的下方，双程丝杆机构包括电机、具有正反螺纹的丝杆和螺纹连接在丝杆上的两个丝杆螺母，两个丝杆螺母分别位于丝杆的正反螺纹位置处；横梁在宽度方向的两侧分别铰接有一个连杆，两个连杆分别与对应侧的丝杆螺母铰接。通过双程丝杆机构调节带有定位板的横梁沿两端直线导轨一实现升降运动，利于保证定位结构整体上升/下降的精度。

优选地，两个丝杆螺母中的其中一个的位置前后分别设有限位块，用于控制横梁升降的极限位置。

优选地，横梁的底部固定连接有一块基板一，每个丝杆螺母上固定连接有一块基板二，连杆的两端分别与基板一和基板二铰接。结构简单、易加工，且拆装方便。

优选地，定位板的数量设有若干块，定位板底部设有安装块，安装块与横梁可拆卸连接。这样方便加工定位板，且定位板不易变形。

优选地，安装块上位于定位板的两侧分别设有一组销轴孔和螺纹沉头孔。安装时，先通过销轴孔定位，再用螺纹沉头孔固定，安装方便快捷、对准精度高，不易跑位。

优选地，两组销轴孔和螺纹沉头孔呈中心对称设置，安装更牢固。

另一方面，本实用新型提供一种电池模组堆叠焊接工装，包括底板，底板上设有端板定位组件一、端板定位组件二、两组底面定位组件和上述定位结构，两组底面定位组件并列设置且每组底面定位组件用于堆叠放置一排电芯，定位结构的横梁并列设置于两组底面定位组件之间，底面定位组件的上方设有用于焊接电芯顶板的顶板焊接装置，端板定位组件一和端板定位组件二分别设置在两组底面定位组件的两端，其中端板定位组件一与底板固定连接，端板定位组件二用于推动放置在底面定位组件上的电芯。

该焊接工装堆叠的累积误差小，利于改善焊接质量和提高电池模组成品合格率。

优选地，端板定位组件二与底板滑动连接。

优选地，底板上在两组底面定位组件的两侧分别设有导轨，端板定位组件二的底部设有与导轨滑动连接的卡座。

优选地，端板定位组件二的底部设有供两组底面定位组件及定位结构穿设的凹槽。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型所提供的定位结构用于增设在并排的两个电芯中间，堆叠时通过驱动机构驱动横梁沿两端的直线导轨一向上升起，用定位板的两侧平面替代位于模组单侧的侧边定位平面，并排的电芯依靠中间的定位板居中定位，防止电芯整体往单侧靠从而形成较大累积误差；电芯堆叠完成后，将定位板降至底部再进行挤压预紧，以防预紧时定位板发生干涉造成产品损坏。

2、本实用新型所提供的带有上述定位结构的电池模组堆叠焊接工装，所堆叠电芯在宽度方向的累积误差小，利于改善焊接质量和提高电池模组成品合格率。

附图说明

图1是现有技术中双排模组堆叠定位的结构示意图。

图2是实施例1中用于双排模组堆叠的定位结构的结构示意图。

图3是图2另一视角的结构示意图。

图4是图3中A部放大图。

图5是实施例2中电池模组堆叠焊接工装的结构示意图。

图6是图5的爆炸图。

图7是固定端端板定位组件一的结构示意图。

图8是移动端端板定位组件二的结构示意图。

图1中的图标：100-电芯；200-端板；300-底部定位平面；400-侧板定位平面。

图2-图8中的图标：1-横梁；2-定位板；3-安装块；3A-销轴孔；3B-螺纹沉头孔；4-L形连接件；5-直线导轨一；6-滑块；7-基座；8-基板一；9-连杆；10-基板二；11-丝杆；12-丝杆螺母；13-限位块；14-支承基座；15-底板；16-端板定位组件一；161-安置槽一；162-第一定位端板；163-第二定位端板；17-端板定位组件二；171-安置槽二；172-第三定位端板；173-第四定位端板；174-卡座；18-底面定位组件；181-板块件；19-直线导轨二；20-顶板焊接装置。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型作详细的说明。

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

实施例1

一种用于双排模组堆叠的定位结构，如图2-图4所示，包括横梁1，横梁1上沿长度方向设有等厚度的定位板2，定位板2用于设置在双排（电芯）模组之间并为堆叠的双排电芯提供中间定位基准面；定位板2的数量设有若干块，每个子块的定位板2底部一体设有安装块3，安装块3与横梁1可拆卸连接，将所有定位板2沿横梁1依次对齐固定，由于定位板2很薄、不易加工，通过将定位板2分体式设计这样更利于加工且不易变形，操作性较强；进一步地，安装块3上位于定位板2的两侧分别设有一组销轴孔3A和螺纹沉头孔3B，两组销轴孔3A和螺纹沉头孔3B呈中心对称设置。安装时，先通过斜对侧的两个销轴孔3A定位，再用另两个斜对侧的螺纹沉头孔3B固定，安装方便、可靠、快捷，且对准精度高，不易跑位。

横梁1的两端分别滑动连接一个直线导轨一5，直线导轨一5用于为横梁1导向和限位。具体地，横梁1两端处分别螺栓连接一个L形连接件4，两个L形连接件4对称设置；L形连接件4的背面螺栓固定有滑块6，滑块6滑动连接于直线导轨一5上，直线导轨一5固定在基座7上，基座7用于与底板15和其它配合组件固定连接。横梁1能够在驱动机构作用下沿两端直线导轨一5上下移动。本实施例中驱动机构采用双程丝杆机构，双程丝杆机构垂直设置在横梁1的下方，双程丝杆机构包括电机、具有正反螺纹的丝杆11和螺纹连接在丝杆11上的两个丝杆螺母12，丝杆11的两端分别设有支承基座14，两个丝杆螺母12分别位于丝杆11的正反螺纹位置处对称设置；横梁1在宽度方向的两侧分别铰接有一个连杆9，两个连杆9分别与对应侧的丝杆螺母12铰接，具体地，如图2所示，横梁1的底部固定连接有一块基板一8，基板一8在两侧带有两个凸出部，每个丝杆螺母12上固定连接有一块基板二10，连杆9的两端分别与基板一8的凸出部和基板二10铰接，拆装方便、易加工；进一步地，在其中一个丝杆螺母12的前后分别设有限位块13，用于控制横梁1升降的极限位置。通过双程丝杆机构调节带有定位板2的横梁1沿两端直线导轨一5实现升降运动，利于保证定位结构整体上升/下降的精度；当电机驱动丝杆11正反转时，两侧的丝杆螺母12能够往中间/两侧移动，从而带动横梁1及其上面的定位板2上升/下降。

上述定位结构用于增设在并排的两个电芯中间，用定位板2替代侧边定位平面，并排的电芯依靠中间的定位板2两侧的平面为侧边基准面进行定位，防止电芯并排单元整体往单侧靠从而形成较大累积误差；而且还可以通过上述定位结构以定位板2为侧边基准，通过将模组所有的电芯并排单元一次性堆叠完成，再以固定端的端板定位组件为起始位置对其电芯模组进行整体预紧，降低移动端端板定位组件的移动幅度和推送频率，加快堆叠速度快、提高加工效率，也利于简化电池模组堆叠焊接工装的结构。同时，为避免定位板2在预紧工序中与移动端用于推动电芯的端板定位组件发生干涉造成产品损坏，本实施例通过采用驱动机构驱动横梁1沿两端的直线导轨一5作上下直线运动、调节定位板2的高度，实现在堆叠时定位板2升起进行电芯侧边定位、在移动端端板推动电芯的过程中定位板2能够与移动端的端板定位组件错位，从而保证电芯模组堆叠顺利进行、保障电池模组焊接质量。

实施例2

基于实施例1，本实施例提供一种电池模组堆叠焊接工装，如图5-图8所示，包括底板15，底板15上设有端板定位组件一16、端板定位组件二17、两组底面定位组件18和上述定位结构。两组底面定位组件18并列设置，具体地，每组底面定位组件18包括两排等高的板块件181，每排的板块件181可由多个板块单元沿模组长度方向排列组成，每组底面定位组件18用于支承堆叠一排电芯并为电芯底面提供定位基准面，两组底面定位组件18等高且对称设置。定位结构的横梁1并列设置于两组底面定位组件18之间，相应地，定位结构的丝杆11从所有底面定位组件18底部穿过并通过两端的支承基座14与底板15螺栓固定，对应位置的板块件181处设有供穿设的凹槽。端板定位组件一16和端板定位组件二17分别设置在两组底面定位组件18的两端，其中端板定位组件一16与底板15通过若干螺栓固定连接，如图7，端板定位组件一16包括设有用于放置电芯的安置槽一161和用于定位电池模组端面的第一定位端板162、第二定位端板163，第二定位端板163能够沿滑槽一伸缩移动并通过螺纹连接实现位置锁止，第一定位端板162第二定位端板163的设置利于方便快捷地调节电芯定位位置、适应性好；如图8，端板定位组件二17用于推动放置在底面定位组件18上的电芯，端板定位组件二17与底板15滑动连接并能够在预设位置进行锁止，相应地，端板定位组件二17的底部设有供两组底面定位组件18及定位结构穿设的凹槽；具体地，底板15上在两组底面定位组件18的两侧分别设有直线导轨二19，端板定位组件二17的底部设有与两侧直线导轨二19滑动连接的卡座174，端板定位组件二17包括用于放置电芯的安置槽二171和用于定位电池模组另一端面的第三定位端板172、第四定位端板173，其中第三定位端板172在滑移过程中能够起推送电芯作用，第四定位端板173也能够沿滑槽二移动以用于压紧电芯模组。进一步地，在底面定位组件18的上方设置用于焊接电芯顶板的顶板焊接装置20，顶板焊接装置20与两端的端板定位组件一16、端板定位组件二17均为可拆卸连接，顶板焊接装置20的结构和功能为现有技术，在此不作赘述，具体可参见申请号为 CN202121556248.8的专利文献中的顶板焊接组件结构。

该焊接工装以中间的定位板2的两侧面分别作为双排电芯的侧边定位面，在堆叠时定位结构升起，完成电芯堆叠；堆叠完成后，将定位板2落下，移动端板定位组件二17预紧电芯模组，以便后续进行顶板焊接工序。该焊接工装在堆叠电芯模组的宽度方向累积误差小，利于加快工装的堆叠效率，改善焊接质量，提高电池模组成品合格率。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，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的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于双排模组堆叠的定位结构，其特征在于，包括横梁（1），所述横梁（1）上沿长度方向设有等厚度的定位板（2），所述定位板（2）用于居中定位双排电芯模组，所述横梁（1）的两端分别滑动连接一个直线导轨一，所述横梁（1）能够在驱动机构作用下沿所述直线导轨一上下移动。

2.根据权利要求1所述的定位结构，其特征在于，所述驱动机构为双程丝杆机构，所述双程丝杆机构垂直设置在所述横梁（1）的下方，所述双程丝杆机构包括电机、具有正反螺纹的丝杆（11）和螺纹连接在所述丝杆（11）上的两个丝杆螺母（12），两个所述丝杆螺母（12）分别位于所述丝杆（11）的正反螺纹位置处；所述横梁（1）在宽度方向的两侧分别铰接有一个连杆（9），两个所述连杆（9）分别与对应侧的所述丝杆螺母（12）铰接。

3.根据权利要求2所述的定位结构，其特征在于，两个所述丝杆螺母（12）中的其中一个所述丝杆螺母（12）的位置前后分别设有限位块（13）。

4.根据权利要求2所述的定位结构，其特征在于，所述横梁（1）的底部固定连接有一块基板一（8），所述丝杆螺母（12）上固定连接有一块基板二（10），所述连杆（9）的两端分别与所述基板一（8）和所述基板二（10）铰接。

5.根据权利要求1-4任一项所述的定位结构，其特征在于，所述定位板（2）的数量设有若干块，所述定位板（2）底部设有安装块（3），所述安装块（3）与所述横梁（1）可拆卸连接。

6.根据权利要求5所述的定位结构，其特征在于，所述安装块（3）上位于所述定位板（2）的两侧分别设有一组销轴孔（3A）和螺纹沉头孔（3B）。

7.根据权利要求6所述的定位结构，其特征在于，两组所述销轴孔（3A）和螺纹沉头孔（3B）呈中心对称设置。

8.一种电池模组堆叠焊接工装，其特征在于，包括底板（15），所述底板（15）上设有端板定位组件一（16）、端板定位组件二（17）、两组底面定位组件（18）和如权利要求1-7任一项所述的定位结构，

两组所述底面定位组件（18）并列设置且每组所述底面定位组件（18）用于堆叠放置一排电芯，所述定位结构的横梁（1）并列设置于两组所述底面定位组件（18）之间，所述底面定位组件（18）的上方设有用于焊接电芯顶板的顶板焊接装置（20），

所述端板定位组件一（16）和端板定位组件二（17）分别设置在两组所述底面定位组件（18）的两端，其中所述端板定位组件一（16）与所述底板（15）固定连接，所述端板定位组件二（17）用于推动放置在所述底面定位组件（18）上的电芯。

9.根据权利要求8所述的电池模组堆叠焊接工装，其特征在于，所述端板定位组件二（17）与所述底板（15）滑动连接。

10.根据权利要求9所述的电池模组堆叠焊接工装，其特征在于，所述端板定位组件二（17）的底部设有供两组所述底面定位组件（18）穿设的凹槽。

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