CN220290852U - 一种电芯堆叠装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电池制造技术领域，具体公开一种电芯堆叠装置。该电芯堆叠装置包括基座和均设置于基座上的支撑平台、侧面定位组件、端面定位组件和间距定位组件，多个待堆叠电芯沿第一方向间隔承载于支撑平台上，支撑平台上设置有避让空间；间距定位组件包括承载座和多个沿第一方向间隔设置于承载座上的分隔件，承载座沿竖直方向可升降地设置于避让空间的下方，每个分隔件均能够伸入相邻两个待堆叠电芯之间；侧面定位组件被配置为沿第二方向夹紧待堆叠电芯；端面定位组件被配置为沿第一方向夹紧待堆叠电芯。所述电芯堆叠装置可以保证电芯均匀排布，保证焊接质量及成组后的产品的可靠性。

Description

一种电芯堆叠装置

技术领域

本实用新型涉及电池制造技术领域，尤其涉及一种电芯堆叠装置。

背景技术

随着新能源的兴起和发展，动力电池制造业也将飞速发展。在动力电池生产过程中，有一道制程工序需要将多个电芯堆叠至电芯模组的壳体内部，然后将端板固定于两端电芯处，进而组装成为电芯模组。

现有技术中的电芯堆叠方式通常包括以下两种：

1)人工堆叠，操作人员逐一对电芯进行堆叠处理，但是这种堆叠方式的效率较低，电芯之间无法保持紧密粘接，严重时会降低电芯模组的质量，进而影响动力电池的稳定性和可靠性；

2)利用电芯堆叠装置对电芯进行堆叠，现有的电芯堆叠装置通常包括支撑板、侧板和端板，多个电芯沿支撑板的长度方向间隔放置于支撑板上，两个侧板分别位于支撑板的两侧，两个端板分别位于支撑板的两端，当预设数量的电芯均置于支撑板后，其中一个端板向靠近另一个端板的方向运动，以将多个电芯挤压到预设长度。但是，由于电芯宽度公差以及电芯之间胶水的挤压厚度不同会导致电芯排布不均匀，即相邻两个电芯之间的间隔不相等，在后续激光焊接(BSB)工序中，激光焊接装置的焊头的中心位置不能与电芯的极柱保持同心设置，影响焊接质量，且会导致成组后的产品的可靠性较低。

因此，亟需提出一种电芯堆叠装置，以解决上述问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种电芯堆叠装置，可以保证电芯均匀排布，保证焊接质量及成组后的产品的可靠性。

如上构思，本实用新型所采用的技术方案是：

一种电芯堆叠装置，包括基座和均设置于所述基座上的：

支撑平台，多个待堆叠电芯沿第一方向间隔承载于所述支撑平台上，所述支撑平台上设置有避让空间；

间距定位组件，包括承载座和多个沿所述第一方向间隔设置于所述承载座上的分隔件，所述承载座沿竖直方向可升降地设置于所述避让空间的下方，每个所述分隔件均能够伸入相邻两个所述待堆叠电芯之间；

端面定位组件，被配置为沿所述第一方向夹紧所述待堆叠电芯

侧面定位组件，被配置为沿第二方向夹紧所述待堆叠电芯；

其中，所述第一方向与所述第二方向相互垂直。

作为本实用新型提供的电芯堆叠装置的优选方案，所述间距定位组件还包括连接块，沿第一方向设置的多个所述分隔件中每相邻的两个所述分隔件为一组，每组的两个所述分隔件通过所述连接块相连接。

作为本实用新型提供的电芯堆叠装置的优选方案，所述分隔件的两侧与所述连接块之间形成弧形面。

作为本实用新型提供的电芯堆叠装置的优选方案，所述承载座上沿所述第一方向间隔设置有多个容置凹槽，每个所述容置凹槽内均能容置一个所述连接块。

作为本实用新型提供的电芯堆叠装置的优选方案，所述间距定位组件的数量为多个，多个所述间距定位组件沿所述第二方向间隔设置。

作为本实用新型提供的电芯堆叠装置的优选方案，所述端面定位组件包括两个端面定位件，两个所述端面定位件分别位于所述支撑平台沿所述第一方向的两端，两个所述端面定位件中的至少一个活动设置，活动设置的所述端面定位件能沿所述第一方向靠近另一个所述端面定位件，以夹紧所述待堆叠电芯；和/或

所述侧面定位组件包括两个侧面定位件，两个所述侧面定位件分别活动设置于所述支撑平台沿所述第一方向的两侧，两个所述侧面定位件能沿第二方向相互靠近，以夹紧所述待堆叠电芯。

作为本实用新型提供的电芯堆叠装置的优选方案，所述端面定位组件还包括端面驱动部件，所述端面驱动部件的输出端与活动设置的所述端面定位件相连接；和/或

所述侧面定位组件还包括侧面驱动部件，每个所述侧面定位件均对应连接一个所述侧面驱动部件的输出端。

作为本实用新型提供的电芯堆叠装置的优选方案，所述端面驱动部件包括端面驱动件、端面丝杠和端面螺母，所述端面驱动件设置于所述基座上，所述端面驱动件的输出端与所述端面丝杠相连接，以驱动所述端面丝杠旋转，所述端面螺母旋拧于所述端面丝杠上，所述端面螺母与对应的所述端面定位件相连接。

作为本实用新型提供的电芯堆叠装置的优选方案，所述侧面驱动部件包括侧面驱动件、侧面丝杠和侧面螺母，所述侧面驱动件设置于所述基座上，所述侧面驱动件的输出端与所述侧面丝杠相连接，以驱动所述侧面丝杠旋转，所述侧面螺母旋拧于所述侧面丝杠上，所述侧面螺母与对应的所述侧面定位件相连接。

作为本实用新型提供的电芯堆叠装置的优选方案，所述端面定位件靠近所述支撑平台的一侧设置有端面缓冲件；和/或

所述侧面定位件靠近所述支撑平台的一侧设置有侧面缓冲件。

本实用新型的有益效果为：

本实用新型提供一种电芯堆叠装置，在堆叠时，多个待堆叠电芯沿第一方向间隔承载于支撑平台上，可以保证多个电芯的堆叠高度相等；通过设置侧面定位组件，可以使多个电芯的侧面保持在同一平面；通过设置端面定位组件和间距定位组件当端面定位组件夹紧多个电芯时，分隔件能够伸入相邻两个电芯之间起到限位的作用，以使相邻两个电芯之间的间距与分隔件的厚度相等，从而保证电芯的均匀排布，进而使BSB焊接时焊头的中心位置与电芯的极柱保持同心设置，保证焊接质量及成组后的产品的可靠性；此外，基座起到了整体支撑的作用，保证各组件之间能够协同配合，以实现对电芯的自动化堆叠。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的电芯堆叠装置的结构示意图；

图2是图1在A处的局部放大图。

图中：

1-基座；

2-支撑平台；

3-侧面定位组件；31-侧面定位件；32-侧面驱动部件；33-侧面连接架；34-第二导向滑轨；35-第二导向滑块；

4-端面定位组件；41-端面定位件；42-端面驱动部件；421-端面丝杠；422-端面螺母；43-端面连接架；44-第一导向滑轨；45-第一导向滑块；

5-间距定位组件；51-承载座；511-容置凹槽；52-分隔件；53-间距定位驱动件；54-连接块。

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。

图1示出了本实施例提供的电芯堆叠装置的结构示意图。图2示出了图1在A处的局部放大图。如图1-图2所示，本实施例提供一种电芯堆叠装置，该电芯堆叠装置包括基座1和均设置于基座1上的支撑平台2、侧面定位组件3、端面定位组件4和间距定位组件5，其中，多个待堆叠电芯沿第一方向间隔承载于支撑平台2上，支撑平台2上设置有避让空间；间距定位组件5包括承载座51和多个沿第一方向间隔设置于承载座51上的分隔件52，承载座51沿竖直方向可升降地设置于避让空间的下方，每个分隔件52均能够伸入相邻两个待堆叠电芯之间；侧面定位组件3被配置为沿第二方向夹紧待堆叠电芯；端面定位组件4被配置为沿第一方向夹紧待堆叠电芯。

本实施例提供的电芯堆叠装置，在堆叠时，多个待堆叠电芯沿第一方向间隔承载于支撑平台2上，可以保证多个电芯的堆叠高度相等；通过设置侧面定位组件3，可以使多个电芯的侧面保持在同一平面；通过设置端面定位组件4和间距定位组件5，当端面定位组件4夹紧多个电芯时，分隔件52能够伸入相邻两个电芯之间起到限位的作用，以使相邻两个电芯之间的间距与分隔件52的厚度相等，从而保证电芯的均匀排布，进而使BSB焊接时焊头的中心位置与电芯的极柱保持同心设置，保证焊接质量及成组后的产品的可靠性；此外，基座1起到了整体支撑的作用，保证各组件之间能够协同配合，以实现对电芯的自动化堆叠。

为方便叙述，将基座1的长度方向定义为第一方向，将基座1的宽度方向定义为第二方向，第一方向和第二方向均为水平面内相互垂直的两个方向，且第一方向、第二方向和竖直方向两两相互垂直。

在本实施例中，支撑平台2包括两个沿第二方向间隔设置的支撑座，两个支撑座之间的间隔形成上述避让空间，结构简单，方便加工。可选地，支撑座通过螺栓连接于基座1上，连接紧固，方便拆装。

进一步地，间距定位组件5还包括连接块54，沿第一方向设置的多个分隔件52中每相邻的两个分隔件52为一组，每组的两个分隔件52通过一连接块54相连接。两个分隔件52通过连接块54相连接，形成U形结构，每个U形结构的U形槽内以及相邻两个U形结构之间均放置一电芯，电芯的两个侧面分别贴合于两个分隔件52上，以起到限位的作用。可选地，分隔件52的两侧与连接块54之间形成弧形面，一方面可以为电芯的放置提供导向，另一方面还能与电芯的表面相适配，实现电芯的稳定承载及限位。

进一步地，承载座51上沿第一方向间隔设置有多个容置凹槽511，每个容置凹槽511内均能容置一个连接块54。容置凹槽511可以为连接块54提供限位作用，防止连接块54沿第一方向移动，影响多个电芯的堆叠效果。在本实施例中，连接块54通过螺栓与承载座51相连接，连接稳固，且方便拆装。

进一步地，间距定位组件5还包括间距定位驱动件53，间距定位驱动件53设置于基座1上，间距定位驱动件53的输出端与承载座51相连接，以驱动承载座51沿竖直方向升降。其中，间距定位驱动件53为间距定位气缸。

为了保证相邻两个电芯之间的间距沿第二方向的均匀性，间距定位组件5的数量为多个，多个间距定位组件5沿第二方向间隔设置。在本实施例中，间距定位组件5的数量为两个，在保证相邻两个电芯之间的间距沿第二方向的均匀性的前提下，减少间距定位组件5的数量，以降低生产成本。

进一步地，端面定位组件4包括两个端面定位件41，两个端面定位件41分别位于支撑平台2沿第一方向的两端，两个端面定位件41中的至少一个活动设置，活动设置的端面定位件41能沿第一方向靠近另一个端面定位件41，以夹紧所述待堆叠电芯。在本实施例中，两个端面定位件41均活动设置，调节效率较高，在从该电芯堆叠装置上将成组的电芯取下时，两个端面定位件41均能沿第一方向向远离电芯的方向移动，以防止位于两端的电芯的表面与端面定位件41相接触发生磨损，保证电芯表面质量。

进一步地，端面定位组件4还包括端面驱动部件42，端面驱动部件42的输出端与活动设置的端面定位件41相连接。在本实施例中，两个端面定位件41均活动设置，因此，每个端面定位件41均对应一个端面驱动部件42，端面驱动部件42能驱动对应的端面定位件41沿第一方向移动。具体而言，端面驱动部件42包括端面驱动件、端面丝杠421和端面螺母422，端面驱动件设置于基座1上，端面驱动件的输出端与端面丝杠421相连接，以驱动端面丝杠421旋转，端面螺母422旋拧于端面丝杠421上，端面螺母422与对应的端面定位件41相连接。可选地，端面驱动件为端面驱动电机。当端面驱动件启动时，能够驱动端面丝杠421旋转，从而使端面螺母422沿端面丝杠421的延伸方向移动，进而带动对应的端面定位件41沿第一方向移动。需要说明的是，端面丝杠421的延伸方向与第一方向平行。当然，在其他实施例中，端面驱动部件42还可以是直线电机、驱动气缸等直线驱动结构，本实施例对此不作限定。

为了保证端面定位件41沿第一方向移动的稳定性，端面定位组件4还包括端面连接架43，端面螺母422通过端面连接架43与对应的端面定位件41相连接。可选地，在基座1上还设置有沿第一方向延伸的第一导向滑轨44，在端面连接架43上设置有第一导向滑块45，第一导向滑块45滑动配合于第一导向滑轨44。通过设置能相互滑动配合的第一导向滑块45和第一导向滑轨44，可以为端面定位件41沿第一方向的滑动提供导向，以保证其滑动过程的稳定性。在本实施例中，第一导向滑轨44的数量为两个，两个第一导向滑轨44分别位于端面连接架43的两侧，每个第一导向滑轨44均对应一个第一导向滑块45，以防止端面定位件41沿第一方向滑动时发生倾斜。

进一步地，端面定位件41靠近支撑平台2的一侧设置有端面缓冲件，以防止端面定位件41在夹紧电芯时与电芯之间发生硬接触，导致电芯表面发生损坏。可选地，端面缓冲件可以是橡胶缓冲层。

进一步地，侧面定位组件3包括两个侧面定位件31，两个侧面定位件31分别活动设置于支撑平台2沿第一方向的两侧，两个侧面定位件31能沿第二方向相互靠近，以夹紧待堆叠电芯。当电芯排列完成后，需要在多个电芯的两侧焊接集成母排(Cells ContactSystem，CCS)，在焊接时，可以先使其中一个侧面定位件31向远离电芯的方向移动，将CCS放置于该侧电芯的一侧，再使该侧的侧面定位件31同时夹紧CCS和电芯，利用焊接装置将CCS焊接于电芯上；然后再使用相同的方式将电芯的另一侧焊接上CCS。

进一步地，侧面定位组件3还包括侧面驱动部件32，每个侧面定位件31均对应连接一个侧面驱动部件32的输出端。在本实施例中，两个侧面定位件31均活动设置，因此，每个侧面定位件31均对应一个侧面驱动部件32，侧面驱动部件32能驱动对应的侧面定位件31沿第二方向移动。具体而言，侧面驱动部件32包括侧面驱动件、侧面丝杠和侧面螺母，侧面驱动件设置于基座1上，侧面驱动件的输出端与侧面丝杠相连接，以驱动侧面丝杠旋转，侧面螺母旋拧于侧面丝杠上，侧面螺母与对应的侧面定位件31相连接。可选地，侧面驱动件为侧面驱动电机。当侧面驱动件启动时，能够驱动侧面丝杠旋转，从而使侧面螺母沿侧面丝杠的延伸方向移动，进而带动对应的侧面定位件31沿第二方向移动。需要说明的是，侧面丝杠的延伸方向与第二方向平行。当然，在其他实施例中，侧面驱动部件32还可以是直线电机、驱动气缸等直线驱动结构，本实施例对此不作限定。

为了保证侧面定位件31沿第二方向移动的稳定性，侧面定位组件3还包括侧面连接架33，侧面螺母通过侧面连接架33与对应的侧面定位件31相连接。可选地，在基座1上还设置有沿第二方向延伸的第二导向滑轨34，在侧面连接架33上设置有第二导向滑块35，第二导向滑块35滑动配合于第二导向滑轨34。通过设置能相互滑动配合的第二导向滑块35和第二导向滑轨34，可以为侧面定位件31沿第二方向的滑动提供导向，以保证其滑动过程的稳定性。在本实施例中，第二导向滑轨34的数量为多个，多个第二导向滑轨34分别位于侧面连接架33的两侧，每个侧面连接架33均对应一个第二导向滑块35，以防止侧面定位件31沿第二方向滑动时发生倾斜。

进一步地，侧面定位件31靠近支撑平台2的一侧设置有侧面缓冲件，以防止侧面定位件31在夹紧电芯时与电芯之间发生硬接触，导致电芯表面发生损坏。可选地，端面缓冲件可以是橡胶缓冲层。

下面结合图1-图2简述利用该电芯堆叠装置对电芯进行堆叠的具体过程，为方便理解，将图1中位于左、右两侧的端面定位件41分别称为左端面定位件和右端面定位件，将图1中位于前、后两侧的侧面定位件31分别称为前侧面定位件和后侧面定位件，该电芯堆叠装置对电芯进行堆叠的具体过程为：

1)间距定位驱动件53驱动对应的承载座51向上移动，侧面驱动部件32驱动后侧面定位件移动至第一预设位置，端面驱动部件42驱动右端面定位件移动至第二预设位置；

2)依次将电芯放置于相邻两个分隔件52之间，其中，电芯的端面、底面及侧面分别与分隔件52、支撑平台2以及后侧面定位件相贴合；

3)当预设数量的电芯全部放置于电芯堆叠装置上后，端面驱动部件42驱动左端面定位件沿第一方向移动，以靠近右端面定位件，从而使多个电芯被挤压至预设长度；

4)在多个电芯的前侧放置CCS，侧面驱动部件32驱动前侧面定位件向靠近后侧定位件的方向移动，以将CCS压紧于电芯的前侧面，然后利用焊接装置将CCS焊接于电芯的前侧面；

5)侧面驱动部件32驱动后侧定位件向远离电芯的方向移动，再将CCS放置于多个电芯的后侧面，侧面驱动部件32再驱动后侧定位件向靠近电芯的方向移动，以将CCS压紧于电芯的后侧面，然后利用焊接装置将CCS焊接于电芯的后侧面；

6)间距定位驱动件53驱动对应的承载座51向下移动，侧面驱动部件32分别驱动对应的两个侧面定位件31向彼此远离的方向移动，端面驱动部件42分别驱动对应的两个端面定位件41向彼此远离的方向移动，将成组的电芯搬运至指定位置。

以上实施方式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方式限制，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)

1.一种电芯堆叠装置，其特征在于，包括基座(1)和均设置于所述基座(1)上的：

支撑平台(2)，多个待堆叠电芯沿第一方向间隔承载于所述支撑平台(2)上，所述支撑平台(2)上设置有避让空间；

间距定位组件(5)，包括承载座(51)和多个沿所述第一方向间隔设置于所述承载座(51)上的分隔件(52)，所述承载座(51)沿竖直方向可升降地设置于所述避让空间的下方，每个所述分隔件(52)均能够伸入相邻两个所述待堆叠电芯之间；

端面定位组件(4)，被配置为沿所述第一方向夹紧所述待堆叠电芯；

侧面定位组件(3)，被配置为沿第二方向夹紧所述待堆叠电芯；

其中，所述第一方向与所述第二方向相互垂直。

2.根据权利要求1所述的电芯堆叠装置，其特征在于，所述间距定位组件(5)还包括连接块(54)，沿第一方向设置的多个所述分隔件(52)中每相邻的两个所述分隔件(52)为一组，每组的两个所述分隔件(52)通过所述连接块(54)相连接。

3.根据权利要求2所述的电芯堆叠装置，其特征在于，所述分隔件(52)的两侧与所述连接块(54)之间形成弧形面。

4.根据权利要求2所述的电芯堆叠装置，其特征在于，所述承载座(51)上沿所述第一方向间隔设置有多个容置凹槽(511)，每个所述容置凹槽(511)内均能容置一个所述连接块(54)。

5.根据权利要求1所述的电芯堆叠装置，其特征在于，所述间距定位组件(5)的数量为多个，多个所述间距定位组件(5)沿所述第二方向间隔设置。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的电芯堆叠装置，其特征在于，所述端面定位组件(4)包括两个端面定位件(41)，两个所述端面定位件(41)分别位于所述支撑平台(2)沿所述第一方向的两端，两个所述端面定位件(41)中的至少一个活动设置，活动设置的所述端面定位件(41)能沿所述第一方向靠近另一个所述端面定位件(41)，以夹紧所述待堆叠电芯；和/或

所述侧面定位组件(3)包括两个侧面定位件(31)，两个所述侧面定位件(31)分别活动设置于所述支撑平台(2)沿所述第一方向的两侧，两个所述侧面定位件(31)能沿第二方向相互靠近，以夹紧所述待堆叠电芯。

7.根据权利要求6所述的电芯堆叠装置，其特征在于，所述端面定位组件(4)还包括端面驱动部件(42)，所述端面驱动部件(42)的输出端与活动设置的所述端面定位件(41)相连接；和/或

所述侧面定位组件(3)还包括侧面驱动部件(32)，每个所述侧面定位件(31)均对应连接一个所述侧面驱动部件(32)的输出端。

8.根据权利要求7所述的电芯堆叠装置，其特征在于，所述端面驱动部件(42)包括端面驱动件、端面丝杠(421)和端面螺母(422)，所述端面驱动件设置于所述基座(1)上，所述端面驱动件的输出端与所述端面丝杠(421)相连接，以驱动所述端面丝杠(421)旋转，所述端面螺母(422)旋拧于所述端面丝杠(421)上，所述端面螺母(422)与对应的所述端面定位件(41)相连接。

9.根据权利要求7所述的电芯堆叠装置，其特征在于，所述侧面驱动部件(32)包括侧面驱动件、侧面丝杠和侧面螺母，所述侧面驱动件设置于所述基座(1)上，所述侧面驱动件的输出端与所述侧面丝杠相连接，以驱动所述侧面丝杠旋转，所述侧面螺母旋拧于所述侧面丝杠上，所述侧面螺母与对应的所述侧面定位件(31)相连接。

10.根据权利要求6所述的电芯堆叠装置，其特征在于，所述端面定位件(41)靠近所述支撑平台(2)的一侧设置有端面缓冲件；和/或

所述侧面定位件(31)靠近所述支撑平台(2)的一侧设置有侧面缓冲件。