CN220324507U - 一种共享管路顶压装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种共享管路顶压装置，主要解决现有大容量电池成品率较低的问题。该共享管路顶压装置包括支撑机构、顶压施力机构和定位板；支撑机构包括通过连接件固定的顶部支撑板和底部支撑板；顶部支撑板和底部支撑板之间形成至少两个电池安装位，且顶部支撑板上具有挤压通道；顶压施力机构的输出端位于挤压通道内，用于给各单体电池子管路的挤压连接提供顶压力；定位板安装于顶部支撑板上，用于单体电池的子管路挤压连接时在X方向对单体电池进行定位。

Description

一种共享管路顶压装置

技术领域

本实用新型涉及电池领域，具体涉及一种共享管路顶压装置。

背景技术

近年来随着锂离子电池的进一步发展，锂离子电池的应用场景越来越广泛，特别是一些对于电池容量要求比较大的使用场景。例如：汽车的动力电池、构成家用光储一体机的储能电池以及构成电厂用储能系统的电池等。

在以上使用场景中，为了满足较大的容量要求，现有做法是将多个单体电池通过串并联结合的方式连接在一起，构成大容量电池。但是由于上述大容量电池中各单体电池自身差异，使得大容量电池中各单体电池的均一性较差，进而会直接导致大容量电池的容量及循环寿命受限。

基于以上问题，中国专利CN218525645U公开了一种电芯壳体、电芯及大容量电池，该大容量电池通过设置在各电芯壳体上的子管路拼接形成电解液共享通道，使大容量电池内的电芯均可以处于统一环境下，该种方式一定程度上降低了各单体电池之间的差异性，提升了大容量电池的循环寿命。

以上大容量电池通过各电芯壳体上的子管路拼接形成电解液共享通道，在实际安装过程中，如何确保各电芯壳体上子管路的可靠连接，进而提高大容量电池的成品率是目前急需解决的技术问题。

发明内容

为解决现有大容量电池组装过程中成品率较低问题，本实用新型提供一种共享管路顶压装置。

为解决上述问题，本实用新型的技术方案是：

一种共享管路顶压装置，包括支撑机构、顶压施力机构和定位板；所述支撑机构包括通过连接件固定的顶部支撑板和底部支撑板；所述顶部支撑板和底部支撑板之间形成至少两个电池安装位，且顶部支撑板上具有与电池安装位连通的挤压通道；所述顶压施力机构的输出端位于挤压通道内，用于给各单体电池子管路的挤压连接提供顶压力；所述定位板安装于顶部支撑板上，用于单体电池的子管路挤压连接时在X方向对单体电池进行定位。

进一步地，所述顶部支撑板上设有两个卡槽，所述定位板插入卡槽内，以实现对单体电池在X方向的定位。

进一步地，所述定位板的底部具有避让子管路的第一通槽。

进一步地，所述底部支撑板主要由用于与连接件连接的固定支撑板以及用于对单体电池进行支撑的绝缘支撑板拼接组成。

进一步地，所述绝缘支撑板上具有避让单体电池极柱的第二通槽，且第二通槽的深度大于单体电池极柱的高度。

进一步地，还包括安装在顶压施力机构输出端的顶压板，所述顶压板用于将顶压施力机构输出端的力均衡传递至被挤压件上。

进一步地，所述顶压板的顶部两侧具有安装凸台，所述顶压板通过安装凸台放置在顶部支撑板上。

进一步地，所述顶压施力机构包括顶压气缸；所述顶压气缸通过固定板安装于支撑机构上。

进一步地，所述顶部支撑板上设有沿Y方向贯通的第三通槽，以便于将单体电池放置在电池安装位。

进一步地，所述顶部支撑板和底部支撑板之间还设有辅助支撑板，所述辅助支撑板上安装有两个沿X方向延伸的限位螺杆，两个限位螺杆用于挤压时对单体电池进行限位。

与现有技术相比，本实用新型技术方案的有益效果是：

1.本实用新型共享管路顶压装置将单体电池放置在电池安装位内，通过顶压施力机构将各单体电池上的子管路快速挤压连接，该装置不仅提高了大容量电池的组装时的成品率，还提升了大容量电池的组装效率。

2.本实用新型共享管路顶压装置中，顶部支撑板的顶部设有卡槽，在使用时，定位板由上至下直接插入卡槽即可，无需进行固定，使用完成后，将定位板直接从卡槽取出，定位板的安装和使用较为方便。同时，该卡槽的数量优选为两个，对共享管路挤压连接时，定位板对靠近顶压施力机构的至多两个单体电池进行定位，使得顶压施力机构的力始终作用于当前被挤压连接单体电池的子管路上，此时顶压施力机构输出的顶压力传输距离最短，顶压力传输效率较高。

3.本实用新型共享管路顶压装置中，定位板的底部具有避让共享管路的第一通槽，该第一通槽在多个单体电池子管路挤压连接时，一是对已经挤压连接的共享管路进行避让，二是定位板对各单体电池进行定位时，单体电池的受力点在单体电池的加强筋上，避免采用子管路受力，进而对子管路产生损坏。

4.本实用新型共享管路顶压装置中，底部支撑板通过固定支撑板和绝缘支撑板拼接组成，拼接式的底部支撑板能够对位于电池安装位内的单体电池进行整体移动，提升了整个大容量电池的组装效率。同时，该绝缘支撑板可避免各单体电池的正极和负极之间产生短路。

5.本实用新型共享管路顶压装置中，该绝缘支撑板上具有避让单体电池极柱的第二通槽，第二通槽的深度大于单体电池极柱的高度，避免了对各单体电池的极柱产生损坏。

6.本实用新型共享管路顶压装置中，该顶压板用于将顶压施力机构输出端的力均衡传递至被挤压件上，避免挤压件受力集中产生挤压变形的风险。

7.本实用新型共享管路顶压装置中，考虑使用的便捷性以及安全性，顶压施力机构采用顶压气缸；顶压气缸通过固定板安装至支撑机构上，此种方式在顶压施力机构安装后，与支撑机构的位置已确定，输出端的高度也已确定，在后续使用时，顶压施力机构的位置无需进行调整，同时，该种方式也无需另外设置支撑架对顶压施力机构进行安装，整个共享管路顶压装置的结构比较简单，整体搬运比较方便。

8.本实用新型共享管路顶压装置中，顶部支撑板上设有沿Y方向贯通的第三通槽，该第三通槽的开设位置为靠近顶压施力机构输出端的位置，在进行多个单体电池的挤压拼接式，可将要进行挤压拼接的单体电池从该第三通槽放置在第二安装位上，避免了在挤压过程中将已拼接好的单体电池在电池安装位上进行反复的取出和放置，从而提升了大容量电池的组装效率。

9.本实用新型共享管路顶压装置中，顶部支撑板和底部支撑板之间还增加辅助支撑板，辅助支撑板上安装有两个沿X方向延伸的限位螺杆，该辅助支撑板不仅可以进一步增加整个支撑机构的稳定性，而且还可在该辅助支撑板上安装两个限位螺杆，两个限位螺杆在对单体电池挤压连接时对单体电池提供限位，避免单体电池在挤压时发生偏转。

附图说明

图1为实施例中大容量电池的结构示意图；

图2为实施例中两个单体电池的子管路通过中间连接管连接后的示意图；

图3为实施例中共享管路顶压装置的结构示意图；

图4为实施例中支撑机构的结构示意图；

图5为实施例中定位板的结构示意图；

图6为实施例中顶压板的结构示意图；

图7为实施例中子管路与封堵装置连接的示意图；

图8为实施例中子管路与中间连接管连接的示意图；

图9为实施例中两个单体电池的子管路与中间连接管连接的示意图；

图10为实施例中子管路与中间连接管连接的示意图；

图11为实施例中子管路与泄爆装置连接的示意图。

附图标记为：1-单体电池，2-支撑机构,3-顶压施力机构，4-定位板，5-辅助支撑板，6-顶压板，11-子管路，12-中间连接管，13-封堵装置，14-泄爆装置，15-加强筋，16-加劲肋，21-顶部支撑板，22-底部支撑板，23-电池安装位，24-挤压通道，25-卡槽，26-第三通槽，27-连接件，28-固定板；29-安装孔，221-固定支撑板，222-绝缘支撑板，223-第二通槽，31-顶压气缸，41-卡台，42-第一通槽，61-安装凸台。

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，下面结合说明书附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明，显然所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型的保护的范围。

在本说明书中不同地方出现的“在其它实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。在本说明书中除非另有明确的规定和限定，术语“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间件间接相连，也可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

同时在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语中的“顶和底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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“第一或第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

如图1和图2所示，现有大容量电池包括多个沿X方向排布单体电池1，各单体电池1通过电连接件实现并联，其中并联的单体电池1的数量可根据实际容量需求进行调整。各单体电池1形成大容量电池时，各单体电池1之间通过设置在电池壳体上的子管路11拼接组成共享管路，共享管路形成大容量电池的电解液共享通道，以使各单体电池1处于同一个电解液体系内。上述并联的单体电池1一般采用方壳电池，方壳电池的电池壳体包括上盖板、下盖板和筒体，上盖板上设置有正极柱和负极柱。为方便电池壳体的制作，一般将子管路11设置在单体电池1的下盖板上，该子管路11与下盖板一体挤压成型。在大容量电池的组装过程中国，各单体电池1的子管路11通过与子管路11的外形尺寸相当的中间连接管12互相拼接，拼接完成后，共享管路的两端分别安装泄爆装置14和封堵装置13。

此外，上述大容量电池的各单体电池1中，下盖板沿单体电池1厚度方向还设置有加强筋15；筒体沿单体电池1高度方向还设置有加劲肋16。加强筋15和加劲肋16不仅能够增加整个单体电池1的电池壳体刚度，还可以在大容量电池成组时，通过连接条或连接板将多个单体电池1固定成组，增加大容量电池成组时的稳定性和刚度。

为提升上述大容量电池的成品率以及组装效率，本实用新型提供一种共享管路顶压装置，用于对各单体电池1的子管路11进行挤压连接，该顶压装置中，以多个单体电池排布方向为X方向，该方向同时也是电池厚度方向，以各单体电池宽度方向为Y方向，对共享管路顶压装置的具体结构进行描述。

如图3和图4所示，共享管路顶压装置包括支撑机构2、顶压施力机构3和定位板4。支撑机构2主要由顶部支撑板21和底部支撑板22组成，其中底部支撑板22和顶部支撑板21通过多个连接件27组装在一起，连接件27具体可采用连接杆或连接板。此时顶部支撑板21和底部支撑板22之间的空间形成至少两个电池安装位23，该电池安装位23具体可包括第一电池安装位和第二电池安装位，其中，第二电池安装位靠近顶压施力机构3，第一电池安装位远离顶压施力机构3。需注意的是，上述连接件27的位置注意不能与电池安装位23的位置产生干涉。此外，顶部支撑板21上还具有且顶部支撑板上具有与电池安装位连通的挤压通道24，挤压通道24沿X方向延伸，且该挤压通道24在Y方向的尺寸稍大于单体电池1下盖板上两个加强筋15之间的宽度，使得各单体电池1放置在电池安装位23后，挤压通道24能够通过各单体电池下盖板上的两个加强筋15对各单体电池1进行Y方向的安装和定位。

在本实施例中，顶部支撑板21还具有沿Y方向(即电池宽度方向)贯通的第三通槽26，第三通槽26在X方向的尺寸大于单体电池1的厚度，各单体电池1进行子管路的挤压连接时，单体电池1可以从该第三通槽26放置在电池安装位23上。同时，该第三通槽26的开设位置为靠近顶压施力机构3输出端的位置，在进行多个单体电池1的挤压拼接式，可将要进行挤压拼接的单体电池1从该第三通槽26放置在第二安装位上，避免了在挤压过程中将已拼接好的单体电池在电池安装位上进行反复的取出和放置，从而提升了大容量电池的组装效率。此外，还可在上述底部支撑板22上预留安装孔29，以便于将整个共享管路顶压装置与支撑装置、外部设备进行固定和安装，保证其使用时的稳定性。

在本实施例的支撑机构2中，底部支撑板22主要用于对顶部支撑板21和单体电池1进行支撑，其可通过以下结构实现：

第一、底部支撑板22通过一个整板制作；

第二、底部支撑板22通过固定支撑板221和绝缘支撑板222拼接组成，其中，固定支撑板221与连接件连接，用于对顶部支撑板21进行支撑，绝缘支撑板222用于对单体电池进行支撑。具体设置时，可在固定支撑板221上形成沿X方向的U型缺口，绝缘支撑板222放置在U型缺口内。该绝缘支撑板222需进行绝缘处理，避免各单体电池1的正极和负极产生短路。绝缘处理时，绝缘支撑板222可采用绝缘材料制作，也可在绝缘支撑板222的表面涂覆一层绝缘层，或者在绝缘支撑板222的顶面铺设一层绝缘垫。

相对于第一种结构，第二种拼接式的底部支撑板22可通过绝缘支撑板22的滑动对位于电池安装位23内的至少一个单体电池进行整体移动，例如从第二安装位滑动至第一安装位，此时第二电池安装位为空置状态，随后通过第三通槽26将待挤压的单体电池放置在第二安装位上，最后绝缘支撑板222反向再次滑动，将待挤压的单体电池移动至绝缘支撑板22上参与后续的挤压连接，该种结构的底部支撑板22降低了通过人工移动单体电池带来的组装效率低以及避免了单体电池移动过程中存在的安全隐患问题。

为保证各单体电池1在绝缘支撑板222上的稳定性，上述绝缘支撑板222上具有避让单体电池1极柱的第二通槽223，第二通槽223的深度大于单体电池1极柱的高度，以使单体电池1的上盖板与绝缘支撑板222接触，进而实现对单体电池1的支撑，避免采用电池极柱支撑对单体电池的极柱产生损坏。该第二通槽223可为一个宽度稍小于单体电池宽度的第二通槽223，能够同时容纳单体电池的正极柱和负极柱，该第二通槽223也可为两个，第二通槽223的宽度稍小于正极柱或负极柱的宽度即可。

此外，上述顶部支撑板21和底部支撑板22之间还可增加辅助支撑板5，该辅助支撑板5不仅可以进一步增加整个支撑机构2的稳定性，而且还可在该辅助支撑板上安装两个限位螺杆(图上未显示)，限位螺杆沿X方向延伸，单体电池挤压连接时，两个限位螺杆对单体电池提供限位，避免单体电池在挤压时发生偏转。

如图3和图5所示，本实施例中，定位板4主要对各单体电池1的子管路11挤压拼接提供定位，即各单体电池1的子管路在挤压拼接式时，需通过定位板4对单体电池1在X方向(即电池厚度方向)进行定位。该定位板4使用时安装至顶部支撑板21上，具体可通过螺钉将定位板4与顶部支撑板21连接，但是螺纹连接方式导致定位板4的安装和拆卸较为繁琐。因此，优选采用以下方式实现定位板4的安装：在顶部支撑板21上设有多个卡槽25，在使用时，定位板4由上至下直接插入卡槽25即可，无需进行固定，使用完成后，将定位板4直接从卡槽25取出，定位板的安装和使用较为方便。

上述卡槽25的数量可根据拼接的单体电池数量相设置，即每个单体电池均相应的设置一个卡槽进行定位板的定位，多个卡槽25使定位板4能够在不同的位置对不同的单体电池1进行定位。当该卡槽25的数量大于两个，例如卡槽数量为5个时，可在第一卡槽(第一卡槽为与顶压施力机构3距离最远的卡槽)内插入定位板5，以使定位板5对第1块单体电池进行定位，当顶压施力机构3对第4块单体电池和第5块单体电池进行挤压连接时(此时第1块单体电池、第2块单体电池、第3块单体电池和第4块单体电池已完成挤压连接)，由于是对第1块单体电池进行定位，因此，顶压施力机构3输出的挤压力会传递至第1块单体电池至第3块单体电池上，该种方式不仅增加了挤压力传输的距离，使得顶压施力机构3的力输出效率有所降低，同时由于5个单体电池的子管路均受力，整个共享管路的同轴度误差还会影响大容量电池的成品率，因此，在本实施例中，该卡槽25优选为两个，且两个卡槽靠近顶压施力机构3设置，主要对靠近顶压施力机构3的至多两个单体电池1进行定位，进而实现挤压连接，该种方式使得顶压施力机构3的顶压力始终作用于当前被挤压连接的单体电池1的子管路上，使得顶压施力机构3输出的顶压力传输距离最短，且顶压施力机构3的顶压力传输效率最高。上述卡槽25具体包括第一卡槽和第二卡槽，第一卡槽主要对第一电池安装位上的单体电池进行定位，第二卡槽主要对第二电池安装位上的单体电池进行定位。此外，该定位板4的顶部两侧设有卡台，该卡台41的尺寸大于卡槽25的尺寸，使得定位板4在电池高度方向被限定，此时，定位板4的底部与单体电池1的盖板之间具有间隙，避免定位板4的自重对单体电池1的产生挤压或损坏。此外，定位板4的底部上具有避让共享管路的第一通槽42，使得定位板4对各单体电池1进行定位时，单体电池1的受力点在单体电池1的加强筋15上，避免采用子管路11受力时，对子管路11产生损坏。

在本实施例共享管路顶压装置中，顶压施力机构3主要为各单体电池1子管路的挤压连接提供顶压力，其可采用多种装置和设备实现，例如，可采用伺服压装机、液压顶压机(液压缸)、顶压气缸等。考虑使用的便捷性和安全性，该顶压施力机构3优先采用顶压气缸31。顶压气缸31在安装时，可放置在支撑机构2的一侧，与支撑机构2分别固定安装，也可直接将顶压施力机构3固定至支撑机构2上，与支撑机构2一体组装，具体的安装方式根据大容量电池组装现场的条件确定。优选方式是将顶压气缸31通过固定板28安装至支撑机构2上，此种安装方式的优点是：顶压气缸31安装后，与支撑机构2的位置已确定，输出端的高度也已确定，在后续使用时，顶压施力机构3的位置无需进行调整，同时，该种方式也无需另外设置支撑架对顶压施力机构3进行安装，整个共享管路顶压装置的结构比较简单，整体搬运比较方便。

如图3和图6所示，在其它实施例中，上述顶压施力机构3的输出端还设有顶压板6，该顶压板6用于将顶压施力机构3输出的力均衡传递至挤压件上，避免挤压时单体电池1受力集中产生挤压变形的风险。该顶压板6具体为板状结构，其宽度尺寸与顶部支撑板21的挤压通道24尺寸相适配。为方便顶压板6的安装和取出，该顶压板6的顶部两侧具有安装凸台61，顶压板6通过安装凸台61放置在顶部支撑板21上。

如图7至图11所示，基于上述共享管路顶压装置和大容量电池的结构，以下对共享管路顶压装置的工作过程进行描述：

S1、如图7所示，将第1块单体电池1放置在第二电池安装位上，将定位板4插入第二卡槽内，此时定位板4在X方向对第1块单体电池1进行限位；

S2、将封堵装置13插入第1块单体电池1的子管路11的第一端口处，开启顶压气缸31，将封堵装置13与第1块单体电池1的子管路11挤压连接；

S3、如图8所示，将第1块单体电池1在X方向进行180度的翻转，将第1个中间连接管12的第一端口插入第1块单体电池1的子管路11的第二端口，开启顶压气缸31，将第1个中间连接管12与第1块单体电池1的子管路11挤压连接；

S4、如图9所示，将定位板4从第二卡槽取出，插入第一卡槽内；将连接有中间连接管12的第1块单体电池1移动至第一电池安装位上，将第2块单体电池1通过第三通槽放置在第二电池安装位上，且第2块单体电池1子管路11的第一端口插入第1个中间连接管12的第二端口处，开启顶压气缸31，将第1个中间连接管12的第二端口与第2块单体电池1的子管路11的第一端口挤压连接；

S5、如图10所示，在第2块单体电池1的子管路11的第二端口处安装第2个中间连接管12，开启顶压气缸31，将第2个中间连接管12与第2块单体电池1的子管路11挤压连接；

S6、将挤压连接后的第1块单体电池1和第2块单体电池1整体在X方向移动，在第二电池安装位上放置第3块单体电池1，开启顶压气缸31，将第2个中间连接管12与第3块单体电池1的子管路11挤压连接；

S7、参照上述过程，依次完成第4块单体电池1、第5块单体电池1……第N块单体电池1的子管路11拼接；

S8、如图11所示，将封堵装置13放置在第N块单体电池1的子管路11上，开启顶压气缸31，将封堵装置13与第N块单体电池1的子管路11挤压连接。

在上述组装过程中，也将全部单体电池的子管路11挤压连接后，最后进行封堵装置13的安装。

Claims (10)

1.一种共享管路顶压装置，其特征在于，包括支撑机构、顶压施力机构和定位板；

所述支撑机构包括通过连接件固定的顶部支撑板和底部支撑板；

所述顶部支撑板和底部支撑板之间形成至少两个电池安装位，且顶部支撑板上具有与电池安装位连通的挤压通道；

所述顶压施力机构的输出端位于挤压通道内，用于给各单体电池子管路的挤压连接提供顶压力；

所述定位板安装于顶部支撑板上，用于单体电池的子管路挤压连接时在X方向对单体电池进行定位。

2.根据权利要求1所述的共享管路顶压装置，其特征在于，所述顶部支撑板上设有两个卡槽，所述定位板插入卡槽内，以实现对靠近顶压施力机构的两个单体电池在X方向的定位。

3.根据权利要求1所述的共享管路顶压装置，其特征在于，所述定位板的底部具有避让子管路的第一通槽。

4.根据权利要求1至3任一项所述的共享管路顶压装置，其特征在于，所述底部支撑板主要由用于与连接件连接的固定支撑板以及用于对单体电池进行支撑的绝缘支撑板拼接组成。

5.根据权利要求4所述的共享管路顶压装置，其特征在于，所述绝缘支撑板上具有避让单体电池极柱的第二通槽，且第二通槽的深度大于单体电池极柱的高度。

6.根据权利要求5所述的共享管路顶压装置，其特征在于，还包括安装在顶压施力机构输出端的顶压板，所述顶压板用于将顶压施力机构输出端的力均衡传递至被挤压件上。

7.根据权利要求6所述的共享管路顶压装置，其特征在于，所述顶压板的顶部两侧具有安装凸台，所述顶压板通过安装凸台放置在顶部支撑板上。

8.根据权利要求5所述的共享管路顶压装置，其特征在于，所述顶压施力机构包括顶压气缸；所述顶压气缸通过固定板安装于支撑机构上。

9.根据权利要求5所述的共享管路顶压装置，其特征在于，所述顶部支撑板上设有沿Y方向贯通的第三通槽，以便于将单体电池放置在电池安装位。

10.根据权利要求5所述的共享管路顶压装置，其特征在于，所述顶部支撑板和底部支撑板之间还设有辅助支撑板，所述辅助支撑板上安装有两个沿X方向延伸的限位螺杆，两个限位螺杆用于挤压时对单体电池进行限位。