CN219746644U - 一种用于电池模组的激光焊接设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于电池模组的激光焊接设备，其包括承载组件、压料组件和焊接组件，承载组件用于承载并固定待焊接的电池模组；压料组件包括安装座和第一驱动模组，第一驱动模组用于至少驱动安装座竖直升降和沿承载组件上电池模组的长度方向移动，安装座上设置有至少两个压紧件，每个压紧件用于压住电池模组上单个极柱周围的盖板，且相邻两个压紧件沿电池模组长度方向的间距可调；焊接组件用于将电池模组上各个极柱与被压料组件压紧的盖板焊接固定。上述设备通过压料组件对承载组件上的电池模组的极柱与盖板压紧，再配合焊接组件完成各个极柱与盖板的焊接固定，适用于多种规格电池模组，通用性强、操作方便、焊接效率高，保证了焊接质量。

Description

一种用于电池模组的激光焊接设备

技术领域

本实用新型属于电池制造设备技术领域，尤其涉及一种用于电池模组的激光焊接设备。

背景技术

锂离子电池生产过程中，在完成电池模组的堆叠成型后，需要将盖板焊接至电池模组的极柱上，以形成电池模组的总电极。

传统的盖板焊接方式为，将盖板安装在电池模组的上表面，电池模组的各个极柱会穿过盖板并凸出于盖板，通过激光焊接的方式将电池模组的各个极柱与极柱周围的盖板焊接固定。为了保证盖板与极柱紧密贴合，会通过压板来压住各个极柱周围的盖板，使盖板紧贴在电池模组的上表面。

上述方案虽然能一次性将盖板压紧，但不同规格的电池模组的堆叠工艺会不同，相邻两个电池包间的缓冲垫会根据不同堆叠工艺而调整，因此不同规格的电池模组的相邻两个电池包的极柱间距也会不同，导致一块压板只能适用一种规格的电池模组，所以需要准备多种不同的压板，每次改变电池模组的加工工艺时，都需要更换压板，再对压板进行校准，存在操作繁琐、效率低下的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种用于电池模组的激光焊接设备，以解决现有技术通过压板辅助盖板与极柱焊接的方式中压板通用性差、操作不便、效率低的问题。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种用于电池模组的激光焊接设备，其包括承载组件、压料组件和焊接组件，其中，承载组件用于承载并固定待焊接的电池模组；压料组件包括安装座和第一驱动模组，第一驱动模组用于至少驱动安装座竖直升降和沿承载组件上电池模组的长度方向移动，安装座上设置有至少两个压紧件，每个压紧件用于压住电池模组上单个极柱周围的盖板，且相邻两个压紧件沿电池模组长度方向的间距可调；焊接组件用于将电池模组上各个极柱与被压料组件压紧的盖板焊接固定。

通过压料组件对承载组件上的电池模组的极柱与盖板压紧，再配合焊接组件完成各个极柱与盖板的焊接固定，用相邻压紧件间距可调的压料组件替代了传统焊接方式采用的压板，适用于多种规格的电池模组，通用性强、操作方便、焊接效率高，保证了焊接质量。

可选的，压料组件还包括至少两块调整板，调整板安装在安装座上，且每块调整板能相对于安装座沿电池模组长度方向移动，压紧件平均地安装在各块调整板上。

通过调整板实现相邻两个压紧件可根据相邻两个极柱的间距进行适应性调节，提高设备对不同规格电池模组的通用性。

可选的，每块调整板上安装有n个压紧件，且每块调整板上的n个压紧件对应沿电池模组宽度方向上的n个极柱，n≥2。

通过设置多个压紧件实现对电池模组宽度方向上的多个极柱同时压紧。

可选的，承载组件上承载有m个电池模组，压料组件的数量与电池模组的数量相同，每个压料组件用于对单个电池模组上各个极柱周围的盖板进行压紧，m≥1。

通过给每个电池模组配备一个压料组件，实现对应电池模组上每个极柱与盖板可靠压紧，满足焊接需要。

可选的，承载组件上承载有m个电池模组，每个电池模组包括k列电池包，压料组件的数量为k*m，每个压料组件用于对单个电池模组的一列电池包上各个极柱周围的盖板进行压紧，m≥1，k≥2。

针对每个电池模组由多列电池包组成的情况，可对应设置有多个压料组件，提高焊接效率。

可选的，承载组件包括托板和升降驱动件，待焊接的电池模组放置在托板上，升降驱动件用于驱动托板竖直升降。

通过赋予承载组件升降功能，缩小电池模组与焊接组件中激光焊接器的距离，以便在焊接极柱前校准激光焊接器，提高激光焊接器定位电池模组时的准确性。

可选的，激光焊接设备还包括工装，工装包括用于承载电池模组的支撑件，支撑件的两端可拆卸地设置有用于限定电池模组位置的限位板，两块限位板分别抵靠电池模组的两个端面。

通过工装实现对电池模组限位装夹，且方便对电池模组进行移载。

可选的，激光焊接设备还包括输送线，输送线用于将承载有电池模组的工装输送至承载组件的正上方。

通过输送线和工装实现电池模组自动化输送到激光焊接设备中进行焊接。

可选的，每个压紧件通过弹性件浮动安装在安装座上。

通过浮动的压紧件实现对极柱周围的盖板可靠施压，保证压紧效果。

可选的，压紧件上开设有用于避让极柱和供焊接激光穿过的空腔，且压紧件上设置有与空腔连通的抽气管路，安装座上设置有与各个压紧件上的抽气管路连通的集尘罩。

通过空腔和抽气管路实现将焊接产生的烟气和杂质抽走，保证设备加工环境洁净。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的用于电池模组的激光焊接设备的整体结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的用于电池模组的激光焊接设备中压料组件的结构示意图；

图3是图2中A处放大图；

图4是本实用新型实施例提供的用于电池模组的激光焊接设备中压料组件、电池模组和工装的配合示意图；

图5是本实用新型实施例提供的用于电池模组的激光焊接设备中工装与承载组件的配合示意图。

图1至图5中包括如下附图标记：

承载组件100，托板110、升降驱动件120；

压料组件200，安装座210、第一驱动模组220、压紧件230、空腔231、调整板240、腰型孔241、弹性件250、抽气管路260、集尘罩270；

焊接组件300，激光焊接器310、第二驱动模组320；

工装400，支撑件410、限位板420；

电池模组500，极柱510。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

在完成电池模组的堆叠成型后，需要将盖板焊接至电池模组的极柱上，以形成电池模组的总电极。传统方式对盖板焊接时，需要通过特制的压板辅助将各个极柱周围的盖板压紧，然而，不同规格的电池模组的堆叠工艺不同，以致电池模组中电池包的极柱间距也会不同，使得一块压板只能适用一种规格的电池模组，每次改变电池模组的加工工艺时，都需要更换压板，再对压板进行校准，存在操作繁琐、效率低下的问题。

因此，本实用新型提供一种用于电池模组的激光焊接设备，替代传统焊接方式所用的压板，实现自动化焊接，并适用于不同规格的电池模组，请参阅图1所示，本实用新型实施例提供的激光焊接设备包括承载组件100、压料组件200和焊接组件300。

其中，承载组件100用于承载并固定待焊接的电池模组500，详见图1和图5，承载组件100包括托板110和升降驱动件120，待焊接的电池模组500放置在托板110上，升降驱动件120优选用气缸，用于驱动托板110竖直升降，以根据需要调节电池模组500的上下位置。

其中，压料组件200用于将承载组件100上电池模组500的极柱510周围的盖板压紧，并配合焊接组件300完成焊接，详见图2和图4，压料组件200包括安装座210和第一驱动模组220，第一驱动模组220用于至少驱动安装座210竖直升降和沿承载组件100上电池模组500的长度方向移动，具体地，本实施例中第一驱动模组220优选用沿着电池模组500长度方向排布的水平直线模组，水平直线模组的活动部上安装有垂直于水平面排布的竖向直线模组，安装座210即安装在竖向直线模组的活动部上，且安装座210上设置有至少两个压紧件230，每个压紧件230用于压住电池模组500上单个极柱510周围的盖板，且相邻两个压紧件230沿电池模组500长度方向的间距可调。

可见，通过压料组件200替代了传统焊接方式采用的压板，且相邻压紧件230的间距可调，以适配不同规格的电池模组500的极柱510间距，适用于多种规格的电池模组，通用性强。

为了实现相邻两个压紧件230的间距可调，压料组件200还包括至少两块调整板240，调整板240安装在安装座210上，且每块调整板240能相对于安装座210沿电池模组500长度方向移动，具体地，调整板240通过腰型孔241安装在安装座210上，借助腰型孔241来调整相邻两个压紧件230的间距，所有压紧件230平均地安装在各块调整板240上。

可见，通过调整板240实现相邻两个压紧件230可根据相邻两个极柱510的间距进行适应性调节，提高设备对不同规格电池模组500的通用性。

其中，并不限定调整板240上压紧件230的数量，每块调整板240上可以安装有n个压紧件230，一般n≥2，且每块调整板240上的n个压紧件230对应沿电池模组500宽度方向上的n个极柱510，多种实施方式如下：

若承载组件100上仅承载有一个电池模组500，每个电池模组500由单列电池包组成，则该电池模组500宽度方向上共有两个极柱510，即n＝2，优选配备两个压紧件230；

若承载组件100上承载有两个电池模组500，每个电池模组500由单列电池包组成，即图示情况，两个电池模组500宽度方向上共有四个极柱510，则n＝4，优选配备四个压紧件230；

若承载组件100上仅承载有一个电池模组500，每个电池模组500由两列电池包组成，则该电池模组500宽度方向上共有四个极柱510，即n＝4，优选配备四个压紧件230；

若承载组件100上承载有两个电池模组500，每个电池模组500由两列电池包组成，则两个电池模组500宽度方向上共有八个极柱510，即n＝8，优选配备八个压紧件230；

由此，可根据承载有电池模组500的数量及电池模组500中电池包的列数，确定压紧件230的数量，实现对电池模组500宽度方向上的多个极柱510同时压紧，本实施例不作进一步列举。

在此基础上，为简化压料组件200的结构，减少单个压料组件200中压紧件230的数量，并提高焊接效率，还可增设压料组件200的数量。

作为一种实施方式，若承载组件100上承载有m个电池模组500，m≥1，可设计压料组件200的数量与电池模组500的数量相同，即给每个电池模组500配备一个压料组件200，每个压料组件200用于对单个电池模组500上各个极柱510周围的盖板进行压紧，满足焊接需要。

比如，若承载组件100上承载有两个电池模组500，每个电池模组500由两列电池包组成，此时可根据电池模组500的数量设置两个压料组件200，两个压料组件200一一对应作用于两个电池模组500，则每个压料组件200上对应两列电池包仅需设置四个压紧件230。

作为另一种实施方式，若承载组件100上承载有m个电池模组500，m≥1，且每个电池模组500包括k列电池包，k≥2，可设计压料组件200的数量为k*m，每个压料组件200用于对单个电池模组500的一列电池包上各个极柱510周围的盖板进行压紧。

比如，若承载组件100上承载有三个电池模组500，每个电池模组500由两列电池包组成，此时可根据电池模组500的数量及电池包的数量设置六个压料组件200，六个压料组件200一一对应作用于六列电池包，则每个压料组件200上对应单列电池包仅需设置两个压紧件230。

由此，针对电池模组500的数量较多且每个电池模组500由多列电池包组成的情况，可对应设置多个压料组件200，简化每个压料组件200结构的同时，还可提高压料效率，进而提高焊接效率。

具体的，根据对极柱510周围盖板的施压要求，压紧件230设置为环状压头，详见图3，且该环状压头通过弹性件250浮动安装在安装座210上，弹性件250优选为弹簧，避免环状压头与盖板硬性接触，且通过弹簧受压缩时的反作用力，提供可靠压紧力。

可见，通过浮动的压紧件230实现了对极柱510周围的盖板可靠施压，保证压紧效果，以便于后续精准焊接。

进一步的，压紧件230上开设有用于避让极柱510和供焊接激光穿过的空腔231，详见图3，且压紧件230上设置有与空腔231连通的抽气管路260，安装座210上设置有与各个压紧件230上的抽气管路260连通的集尘罩270。

可见，通过空腔231和抽气管路260实现了将焊接产生的烟气和杂质抽走，保证设备加工环境洁净。

其中，焊接组件300将电池模组500上各个极柱510与被压料组件200压紧的盖板焊接固定，详见图1，焊接组件300包括激光焊接器310和第二驱动模组320，第二驱动模组320用于至少驱动激光焊接器310竖直升降、沿电池模组500长度方向移动和沿电池模组500宽度方向移动，优选三轴驱动器，激光焊接器310用于提供极柱510与盖板焊接所需能量。

此处的焊接组件300可以设置与电池模组500的数量对应的激光焊接器310，每个激光焊接器310专用于焊接一个电池模组500；或者，焊接组件300中只设置一个激光焊接器310，该激光焊接器310交替焊接各个电池模组500，交替焊接过程中，实现切换压紧和焊接动作的同步进行，提高工作效率。

值得一提的是，由于承载组件100具有升降功能，可缩小电池模组500与焊接组件300中激光焊接器的距离，以便在焊接极柱510前校准激光焊接器，提高激光焊接器定位电池模组500时的准确性。

此外，激光焊接设备还包括工装400，工装400包括用于承载电池模组500的支撑件410，优选为枕木，详见图5，枕木的两端可拆卸地设置有用于限定电池模组500位置的限位板420，两块限位板420分别抵靠电池模组500的两个端面，通过工装400实现对电池模组500限位装夹，且方便对电池模组500进行移载。

此外，激光焊接设备还包括输送线，输送线用于将承载有电池模组500的工装400输送至承载组件100的正上方，通过输送线和工装400实现电池模组500自动化输送到激光焊接设备中进行焊接，实现自动化生产。

工作过程：

1)输送线将承载有电池模组500的工装400输送至承载组件100的正上方；

2)承载组件100中的托板110升起，承接待焊接的电池模组500；

3)根据托板110上电池模组500的位置校准激光焊接器310；

4)压料组件200的压紧件230下行，对电池模组500上目标极柱510周围的盖板施压；

5)焊接组件300的激光焊接器310将压紧的盖板与极柱510焊接好；

6)压料组件200和焊接组件300相互配合，完成所有极柱510与盖板的焊接；

7)焊接好的电池模组500下料。

综上，本实用新型提供的用于电池模组的激光焊接设备具有以下优点：

(1)通过压料组件200对承载组件100上的电池模组500的极柱510与盖板压紧，再配合焊接组件300完成各个极柱510与盖板的焊接固定，压料组件200替代了传统焊接方式采用的压板，适用于多种规格的电池模组，通用性强、操作方便、焊接效率高，保证了焊接质量；

(2)通过压料组件200中相邻间距可调节的压紧件230，匹配两个极柱510的间距，提高了设备对不同规格电池模组500的通用性；

(3)面对不同数量的电池模组500及其电池包时，设计压料组件200及其压紧件230的数量与结构，使得压料组件200的结构更简洁，动作效率更优，多组压料组件200配合工作，一组压料组件200压紧盖板时，焊接组件300工作，其他压料组件200松开已焊接的盖板，并移至其他待焊接的盖板处压紧，使焊接组件300一直处于工作状态，不需要等待；

(4)赋予承载组件100升降功能，缩小电池模组500与焊接组件300中激光焊接器310的距离，以便在焊接极柱510前校准激光焊接器310，提高了激光焊接器310定位电池模组500时的准确性；

(5)通过额外的工装400，实现了对电池模组500限位装夹，且方便对电池模组500进行移载；

(6)通过输送线和工装400实现电池模组500自动化输送到激光焊接设备中进行焊接，实现了自动化生产。

以上实施例只是阐述了本实用新型的基本原理和特性，本实用新型不受上述实施例限制，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还有各种变化和改变，这些变化和改变都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种用于电池模组的激光焊接设备，其特征在于，所述激光焊接设备包括承载组件、压料组件和焊接组件，其中，

所述承载组件用于承载并固定待焊接的电池模组；

所述压料组件包括安装座和第一驱动模组，所述第一驱动模组用于至少驱动所述安装座竖直升降和沿所述承载组件上电池模组的长度方向移动，所述安装座上设置有至少两个压紧件，每个所述压紧件用于压住电池模组上单个极柱周围的盖板，相邻两个所述压紧件沿电池模组长度方向的间距可调；

所述焊接组件用于将电池模组上各个极柱与被所述压料组件压紧的盖板焊接固定。

2.根据权利要求1所述的用于电池模组的激光焊接设备，其特征在于，所述压料组件还包括至少两块调整板，所述调整板安装在所述安装座上，且每块调整板能相对于所述安装座沿电池模组长度方向移动，所述压紧件平均地安装在各块所述调整板上。

3.根据权利要求2所述的用于电池模组的激光焊接设备，其特征在于，每块所述调整板上安装有n个所述压紧件，且每块所述调整板上的n个压紧件对应沿电池模组宽度方向上的n个极柱，所述n≥2。

4.根据权利要求1所述的用于电池模组的激光焊接设备，其特征在于，所述承载组件上承载有m个电池模组，所述压料组件的数量与所述电池模组的数量相同，每个所述压料组件用于对单个电池模组上各个极柱周围的盖板进行压紧，所述m≥1。

5.根据权利要求1所述的用于电池模组的激光焊接设备，其特征在于，所述承载组件上承载有m个电池模组，每个所述电池模组包括k列电池包，所述压料组件的数量为k*m，每个所述压料组件用于对单个电池模组的一列电池包上各个极柱周围的盖板进行压紧，所述m≥1，所述k≥2。

6.根据权利要求1所述的用于电池模组的激光焊接设备，其特征在于，所述承载组件包括托板和升降驱动件，待焊接的电池模组放置在所述托板上，所述升降驱动件用于驱动所述托板竖直升降。

7.根据权利要求1所述的用于电池模组的激光焊接设备，其特征在于，所述激光焊接设备还包括工装，所述工装包括用于承载电池模组的支撑件，所述支撑件的两端可拆卸地设置有用于限定电池模组位置的限位板，两块所述限位板分别抵靠电池模组的两个端面。

8.根据权利要求7所述的用于电池模组的激光焊接设备，其特征在于，所述激光焊接设备还包括输送线，所述输送线用于将承载有电池模组的工装输送至所述承载组件的正上方。

9.根据权利要求1所述的用于电池模组的激光焊接设备，其特征在于，每个所述压紧件通过弹性件浮动安装在所述安装座上。

10.根据权利要求1所述的用于电池模组的激光焊接设备，其特征在于，所述压紧件上开设有用于避让极柱和供焊接激光穿过的空腔，且所述压紧件上设置有与所述空腔连通的抽气管路，所述安装座上设置有与各个压紧件上的抽气管路连通的集尘罩。