CN220680576U - 电池模组堆叠治具 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种电池模组堆叠治具，包括底座板和堆叠板，其中，堆叠板设于底座板上，堆叠板用于堆叠电池模组的电池单体和端板；堆叠板包括堆叠区和限位槽，限位槽设于堆叠区的两侧用于端板在限位槽内进行往复移动以用于夹紧或松开电池单体。本申请的电池模组堆叠治具，有效避免电池模组产生错位或偏差，保持电池模组中的电池单体尺寸的一致性，以及保持电池单体上的极耳的对应性。

Description

电池模组堆叠治具

技术领域

本申请涉及电池模组装配技术领域，特别是涉及一种电池模组堆叠治具。

背景技术

由于单个锂电池的电压和容量都比较低，作为新能源动力电池使用时，需要将多个锂电池经过串联或并联后组成较高电压和容量的电池模组后再使用。在电池组(PACK)组装时，需要将多个电池单体紧密排列堆叠在一起，夹紧后再进行安装支架。

传统技术中研究比较多的是对于方壳电池的堆叠夹紧，由于方壳电池的外观形状比较规则，电极极柱多为圆柱体或长方体，通过对多个方壳电池的外壳的固定，其电极极柱的位置也会相对固定，电极极柱并不会发生偏移。

近年来，随着软包电池技术的快速发展，软包电池的应用越来越广泛，软包电池外观形状多样，为了满足软包电池后续成组的需要，软包电池一般是长方体形状，但由于软包电池外壳的强度较低，在堆叠夹紧的过程中，夹紧力过大易造成软包电池的错位或移位，同时由于软包电池的极柱一般为金属片形式的极耳，极耳的强度较低，故软包电池在堆叠夹紧过程中，极耳容易发生错位或偏差，从而产生电池模组装配不良的问题。

发明内容

基于此，有必要针对上述问题，提供一种电池模组堆叠治具，可用于软包电池的限位固定和夹紧，有效防止电池和极耳在夹紧过程中发生错位或移位，保持电池模组中的电池尺寸的一致性。

一种电池模组堆叠治具，包括：

底座板；

堆叠板，堆叠板设于底座板上，堆叠板用于堆叠电池模组的电池单体和端板；

堆叠板包括堆叠区和限位槽，限位槽设于堆叠区的两侧用于端板在限位槽内进行往复移动以用于夹紧或松开电池单体。

在一些实施方式中，限位槽的宽度比电池模组的端板的厚度大5mm-50mm，限位槽的宽度大于电池模组的端板宽度，利于电池模组的端板在限位槽内往复移动。

在一些实施方式中，堆叠区的宽度小于电池模组的宽度。

在一些实施方式中，电池模组堆叠治具还包括：

夹紧装置，夹紧装置用于驱动端板在限位槽内进行往复移动；

夹紧装置包括设于底座板上的主动夹紧装置和从动夹紧装置，主动夹紧装置和从动夹紧装置分别设于限位槽远离堆叠区的两侧，用于挤压或松开电池模组的端板。

在一些实施方式中，当主动夹紧装置处于夹紧状态时，主动夹紧装置和从动夹紧装置之间的距离为定间距。

在一些实施方式中，主动夹紧装置包括夹紧板和定距驱动件，定距驱动件用于驱动夹紧板往复移动固定的距离。

在一些实施方式中，定距驱动件为推拉式夹钳或气缸。

在一些实施方式中，从动夹紧装置包括挡板和若干第一安装筋板，第一安装筋板垂直安装在底座板上，挡板连接于若干第一安装筋板的立面，用于将电池模组的一侧端板压紧在限位槽的一侧壁。

在一些实施方式中，电池模组堆叠治具还包括，限位装置，限位装置设于底座板上，用于限制电池模组在堆叠板宽度方向上的移动。

在一些实施方式中，限位装置包括主动限位装置和从动限位装置，主动限位装置和从动限位装置相应设置于堆叠板沿第二方向的相对两侧。

在一些实施方式中，底座板的中间区域设有若干第一定位孔，用于调节堆叠板的位置。

在一些实施方式中，限位槽远离堆叠区的侧边设有若干第二定位孔，用于调节夹紧装置的位置。

在一些实施方式中，沿堆叠板宽度方向的两侧边设有第三定位孔，用于调节限位装置的位置。

本申请中的电池模组堆叠治具，通过设置包括堆叠区和限位槽的堆叠板用于堆叠电池模组的电池单体和端板，端板在限位槽内进行往复移动以用于夹紧或松开电池单体。有效防止电池和极耳在夹紧过程中发生错位或移位，保持电池模组中的电池尺寸的一致性。

本申请中的电池模组堆叠治具，通过主动夹紧装置的设置，使得当主动夹紧装置处于夹紧状态时，主动夹紧装置施加在待堆叠电池模组上的夹紧力为定值，进而避免夹紧力过大时，容易损伤电池的问题；以及夹紧力过小时，夹紧装置起不到夹紧作用的问题，防止电池模组在第一方向上发生错位。

本申请中的电池模组堆叠治具，通过调整主动限位装置的位置改变主动限位装置与从动限位装置之间的间距，从而限定电池模组在堆叠板宽度方向上的位置，避免电池模组在第二方向上发生的错位或偏差。

本申请中的电池模组堆叠治具，通过夹紧装置和限定装置的配合使用，避免了电池模组在第一方向以及第二方向上产生错位或偏差，保持了电池模组中的电池单体尺寸的一致性，以及保持了电池单体上的极耳的对应性。

附图说明

图1为本申请一实施例中电池模组堆叠治具的结构示意图。

图2为本申请一实施例中电池模组堆叠治具堆叠夹紧电池模组的结构示意图。

图3为本申请一实施例中底座板的结构示意图。

图4为本申请一实施例中堆叠板的结构示意图。

图5为本申请一实施例中主动夹紧装置的结构示意图。

附图标记说明

10.底座板；101.第一定位孔；102.第二定位孔；103.第三定位孔；

20.堆叠板；201.堆叠区；202.限位槽；

300.主动夹紧装置；301.夹紧板；302.定距驱动件；3021.手柄；3022.活动推杆；3023.铰接轴；3024.支架；3025.安装座；3026.筒体；3027.连杆；

310.从动夹紧装置；311.挡板；312.第一安装筋板；

400.主动限位装置；401.第一限位板；402.第二安装筋板；

410.从动限位装置；411.第二限位板；412.第三安装筋板；

500.端板。

具体实施方式

为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本申请的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请。但是本申请能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似改进，因此本申请不受下面公开的具体实施例的限制。

在本申请的描述中，需要理解的是，若有出现这些术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等，这些术语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申请和简化描述，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申请的限制。

此外，若有出现这些术语“第一”、“第二”，这些术语仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，若有出现术语“多个”，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，若有出现术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等，这些术语应做广义理解。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，除非另有明确的限定。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。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，若有出现第一特征在第二特征“上”或“下”等类似的描述，其含义可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，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”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

需要说明的是，若元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。若一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。如若存在，本申请所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

在本申请中，定义平行于底座板10长度的方向为“第一方向”，平行于底座板10宽度的方向为“第二方向”。

参阅图1至图2，图1示出了本申请一实施例中的电池模组堆叠治具的结构示意图；图2示出了本申请一实施例中电池模组堆叠治具堆叠夹紧电池模组的结构示意图。本申请一实施例中提供的电池模组堆叠治具，包括底座板10和堆叠板20。其中，堆叠板20设于底座板10上，堆叠板20用于堆叠电池模组的电池单体和端板500；堆叠板20包括堆叠区201和限位槽202，限位槽202设于堆叠区201的两侧用于供端板500在限位槽202内进行往复移动以用于夹紧或松开电池单体。

可以理解的是，本申请中采用的待堆叠的电池模组中的电池单体可以是方壳电池、圆柱电池或者软包电池，在本实施例中，以电池单体为软包电池为例。

参阅图3，图3示出了本申请一实施例中底座板10的结构示意图。底座板10为长条形，底座板10上分布有第一定位孔101、第二定位孔102以及第三定位孔103，第一定位孔101、第二定位孔102以及第三定位孔103可以为圆形定位孔，也可以为条形定位孔。具体地，在底座板10的中间区域部分设置有若干第一定位孔101，该第一定位孔101用于安装堆叠板20，工作人员根据待堆叠电池模组的宽度和长度的不同，可选择适配宽度和长度的堆叠板20，然后再将堆叠板20选择安装在不同位置的第一定位孔101内，以用于调节堆叠板20在底座板10上的固定位置。

进一步地，电池模组堆叠治具还包括用于驱动端板500在限位槽202内进行往复移动的夹紧装置。如图3所示，底座板10沿第一方向的两端部设有若干第二定位孔102，该第二定位孔102用于安装夹紧装置，通过将夹紧装置安装在不同位置的第二定位孔102内，以调节夹紧装置在底座板10上的位置分布。

更进一步地，电池模组堆叠治具还包括用于限制电池模组在堆叠板20宽度方向上移动的限位装置。如图3所示，底座板10沿第二方向的两端部设有若干第三定位孔103，该第三定位孔103用于安装限位装置，通过将限位装置安装在不同位置的第三定位孔103内，以调节限位装置在底座板10上的位置分布。

优选地，第一定位孔101、第二定位孔102以及第三定位孔103为条形定位孔。

参阅图4，图4示出了本申请一实施例中堆叠板20的结构示意图。在本实施例中，堆叠板20大致呈长方体形状，堆叠板20的宽度小于待堆叠电池模组的宽度，可通过螺栓可拆卸的安装在底座板10上不同位置的第一定位孔101内。堆叠板20包括堆叠区201和限位槽202，其中，堆叠区201用于为待堆叠的电池模组提供堆叠空间，堆叠区201的长边平行于第一方向，短边平行于第二方向；限位槽202沿第一方向设于堆叠区201的两侧，限位槽202的宽度大于电池模组的端板500的厚度，限位槽的短边为宽度方向，用于对电池模组的端板500进行限位，电池模组的端板500在限位槽202内可沿限位槽202的宽度方向进行移动，从而实现对堆叠区201内待堆叠电池模组的限位夹紧。优选地，限位槽202的宽度比电池模组的端板500的厚度大5mm-50mm。在本实施例中，堆叠板20采用绝缘性和防静电性较好的材质，例如，堆叠板20可以为电木板。

参阅图1、图2以及图5，夹紧装置包括主动夹紧装置300和从动夹紧装置310，主动夹紧装置300和从动夹紧装置310分别设置于底座板10沿第一方向的相对两端部，即分别设于限位槽202远离堆叠区201的两侧，通过主动夹紧装置300和从动夹紧装置310配合使用以用于挤压或松开待堆叠电池模组的端板500。

其中，主动夹紧装置300设置于底座板10沿第一方向的其中一端部，该主动夹紧装置300包括用于抵接在已堆放完成的电池模组的一侧端板500上的夹紧板301，以及用于驱动夹紧板301进行直线往复移动固定距离的定距驱动件302，该定距驱动件302用于控制夹紧板301对待堆叠电池模组施加的夹紧力保持恒定。在本实施例中，定距驱动件302可以是推拉式夹钳或行程一定的气缸，数量可以为一个或多个。

优选地，主动夹紧装置300中的定距驱动件302为推拉式夹钳，该推拉式夹钳包括安装座3025、支架3024、安装座3025、活动推杆3022以及手柄3021。根据堆叠板20在底座板10上放置的位置，可选择合适的第二定位孔102，并将支架3024通过安装座3025安装在已经选择好的第二定位孔102内。支架3024上远离堆叠板20的一端安装有间隔设置的两板件，手柄3021的一端部通过铰接轴3023枢设在两板件之间；支架3024上靠近堆叠板20的一端安装有间隔设置的两安装座3025，两安装座3025之间穿设连接有一筒体3026，活动推杆3022的其中一端穿设在筒体3026内，且端部突出于安装座3025，并通过连杆3027铰接在手柄3021两端点之间的位置上；活动推杆3022的另外一端连接于夹紧板301。当工作人员或机器转动手柄3021时，手柄3021通过连杆3027带动活动推杆3022沿筒体3026做直线运动，从而驱动夹紧板301移动。夹紧板301的长度根据推拉式夹钳的安装位置以及待堆叠电池模组的宽度进行匹配选择。

进一步地，推拉式夹钳的数量可以为两个或两个以上，推拉式夹钳沿夹紧板301的长度方向间隔均匀分布设置，通过对多个推拉式夹钳的设置，待堆叠电池模组的夹紧更为稳定可靠，使电池模组的端板500上各处受力更加均匀，保证电池模组后续的沿第一方向的堆叠精度。

参阅图1至图2，从动夹紧装置310设置于底座板10沿第一方向的另外一端部，该从动夹紧装置310包括挡板311和若干第一安装筋板312。根据堆叠板20在底座板10上放置的位置，可选择合适的第二定位孔102，将第一安装筋板312通过螺栓可拆卸的垂直安装在底座板10上已经选好的第二定位孔102内；挡板311连接于若干第一安装筋板312的立面，用于将电池模组的一侧端板500压紧在相邻限位槽202的一侧壁上。优选地，本实施例中的第一安装筋板312为三角板，包括固定面、定位面和立面。其中，第一安装筋板312的固定面设置在底座板10上的第二定位孔102内，用于固定第一安装筋板312；第一安装筋板312的定位面为斜面，与底座板10的水平面之间呈一锐角，用于提高第一安装筋板312的稳定性；第一安装筋板312的立面垂直于底座板10，与从动夹紧装置310中的挡板311相连接。

主动夹紧装置300包括夹紧状态和松开状态，当主动夹紧装置300处于夹紧状态时，通过定距驱动件302驱动夹紧板301朝着靠近从动夹紧装置310的方向运动，通过主动夹紧装置300中的夹紧板301和从动夹紧装置310中的挡板311分别挤压待堆叠电池模组两端部的端板500，将电池模组堆叠夹紧在堆叠区201上。由于本实施例中采用的驱动件为定距驱动件302，因此主动夹紧装置300和从动夹紧装置310之间的距离为定间距，即当主动夹紧装置300处于夹紧状态时，主动夹紧装置300施加在待堆叠电池模组上的夹紧力为一固定值，进而能够有效避免出现夹紧装置对电池模组施加的夹紧力过大，容易损伤电池的情况；或者避免出现夹紧装置对电池模组施加的夹紧力过小，夹紧装置起不到夹紧作用的情况。

参阅图1至图2，限位装置包括主动限位装置400和从动限位装置410，主动限位装置400和从动限位装置410相应设置于堆叠板20沿第二方向的相对两侧边，用于限制待堆叠电池模组在堆叠板20宽度方向上的移动。

其中，主动限位装置400包括第一限位板401和若干用于支撑第一限位板401的第二安装筋板402，第二安装筋板402为三角板，包括固定面、定位面和立面。其中，第二安装筋板402的固定面设置在底座板10上的第三定位孔103内，用于连接固定面的第三定位孔103为条形定位孔，第二安装筋板402可通过螺栓可拆卸的安装在第三定位孔103内，便于调节主动限位装置400在底座板10上的安装位置，以及固定第二安装筋板402；第二安装筋板402的定位面为斜面，与底座板10的水平面之间呈一锐角；用于提高第二安装筋板402的稳定性；第二安装筋板402的立面垂直于底座板10。第一限位板401连接于若干第二安装筋板402的立面。

从动限位装置410包括第二限位板411以及若干用于支撑第二限位板411的第三安装筋板412，第三安装筋板412的形状结构与第二安装筋板402的结构相同，在此对其不再进行详细介绍。

主动限位装置400和从动限位装置410的数量可以为一个或多个，具体可根据电池模组堆叠后的长度进行选择合适的主动限位装置400和从动限位装置410的数量。进一步地，主动限位装置400的数量与从动限位装置410的数量相同，且主动限位装置400的安装位置与从动限位装置410的安装位置相对应。

使用本申请中提供的电池模组堆叠治具时，首先，根据电池单体的宽度选择合适宽度的堆叠板20、合适长度的夹紧板301和挡板311以及合适数量的推拉式夹钳和第一安装筋板312；根据待堆叠电池模组的长度选择合适长度的堆叠板20以及合适数量的主动限位装置400和从动限位装置410；根据电池模组端板500的厚度选择在堆叠板20两端部设置合适宽度的限位槽202。接着，将合适宽度和长度的堆叠板20通过螺栓安装在合适位置的第一安装孔内；将推拉式夹钳、第一安装筋板312分别安装在合适位置的第二安装孔内；将主动限位装置400和从动限位装置410分别安装在合适位置的第三安装孔内。其次，将电池模组的一侧端板500卡设在靠近从动夹紧装置310的限位槽202内，调整从动夹紧装置310的安装位置，使得从动夹紧装置310的挡板311将端板500紧压在限位槽202的一侧壁上。接着将多个电池单体堆叠在堆叠区201，调整主动限位装置400的位置，并通过主动限位装置400与从动限位装置410之间的配合，将电池模组沿第二方向夹紧，即限制电池模组在堆叠板20宽度方向上的移动。然后在底座板10另一端的限位槽202内放入另一电池模组的端板500，通过推拉式夹钳驱动夹紧板301朝着靠近从动夹紧装置310的方向运动夹紧。

本申请中的电池模组堆叠治具，通过设置包括堆叠区201和限位槽202的堆叠板20用于堆叠电池模组的电池单体和端板500，端板500在限位槽202内进行往复移动以用于夹紧或松开电池单体。有效防止电池和极耳在夹紧过程中发生错位或移位，保持电池模组中的电池尺寸的一致性。

本申请的电池模组堆叠治具，通过主动夹紧装置300与从动夹紧装置310的配合，使得当主动夹紧装置300处于夹紧状态时，主动夹紧装置300施加在待堆叠电池模组上的夹紧力为定值，进而避免夹紧力过大时，容易损伤电池的问题；以及夹紧力过小时，夹紧装置起不到夹紧作用的问题。

本申请的电池模组堆叠治具，通过调整主动限位装置400的位置改变主动限位装置400与从动限位装置410之间的间距，从而限定电池模组在堆叠板20宽度方向上的位置，避免电池模组在堆叠板20宽度方向上的错位或偏差。

本申请的电池模组堆叠治具，主要用于软包电池的限位固定及夹紧，也可以用于方壳电池的限位固定及夹紧等，夹紧装置用于向堆叠后的电池模组在第一方向上施加一定的夹紧力，防止电池模组在第一方向上发生错位；限位装置用于向电池模组在第二方向上施加一定的阻挡力，防止电池模组在第一方向上发生错位；通过夹紧装置和限定装置的配合，避免电池模组产生错位或偏差，保持电池模组中的电池单体尺寸的一致性，以及保持电池单体上的极耳的对应性。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种电池模组堆叠治具，其特征在于，包括：

底座板；

堆叠板，所述堆叠板设于所述底座板上，所述堆叠板用于堆叠电池模组的电池单体和端板；

所述堆叠板包括堆叠区和限位槽，所述限位槽设于所述堆叠区的两侧用于所述端板在所述限位槽内进行往复移动以用于夹紧或松开所述电池单体。

2.根据权利要求1所述的电池模组堆叠治具，其特征在于，所述限位槽的宽度比所述电池模组的端板的厚度大5mm-50mm。

3.根据权利要求1所述的电池模组堆叠治具，其特征在于，所述堆叠区的宽度小于所述电池模组的宽度。

4.根据权利要求1所述的电池模组堆叠治具，其特征在于，所述电池模组堆叠治具还包括：

夹紧装置，所述夹紧装置用于驱动所述端板在所述限位槽内进行往复移动；

所述夹紧装置包括设于所述底座板上的主动夹紧装置和从动夹紧装置，所述主动夹紧装置和所述从动夹紧装置分别设于所述限位槽远离所述堆叠区的两侧，用于挤压或松开所述电池模组的端板。

5.根据权利要求4所述的电池模组堆叠治具，其特征在于，当所述主动夹紧装置处于夹紧状态时，所述主动夹紧装置和所述从动夹紧装置之间的距离为定间距。

6.根据权利要求4所述的电池模组堆叠治具，其特征在于，所述主动夹紧装置包括夹紧板和定距驱动件，所述定距驱动件用于驱动所述夹紧板往复移动固定的距离。

7.根据权利要求4所述的电池模组堆叠治具，其特征在于，所述从动夹紧装置包括挡板和若干第一安装筋板，所述第一安装筋板垂直安装在所述底座板上，所述挡板连接于若干所述第一安装筋板的立面，用于将所述电池模组的一侧端板压紧在所述限位槽的一侧壁。

8.根据权利要求1所述的电池模组堆叠治具，其特征在于，所述电池模组堆叠治具还包括限位装置，所述限位装置设于所述底座板上，用于限制所述电池模组在所述堆叠板宽度方向上的移动。

9.根据权利要求8所述的电池模组堆叠治具，其特征在于，所述限位装置包括主动限位装置和从动限位装置，所述主动限位装置和所述从动限位装置相应设置于所述堆叠板沿第二方向的相对两侧。

10.根据权利要求1-9任一项所述的电池模组堆叠治具，其特征在于，所述底座板的中间区域设有若干第一定位孔，用于调节所述堆叠板的位置。