一种电池模组焊接工装的制作方法

1.本实用新型涉及动力电池生产技术领域，尤其涉及一种电池模组焊接工装。


背景技术：

2.电池模组一般由多块单体电芯、端板及侧板组合而成，在生产过程中，通常是将先将多块单体电芯排布成电芯组，在电芯组两端分别安装端板，并在电芯组两侧安装侧板，使侧板与端板采用焊接方式连接或者卡扣连接，最后通过汇流排实现单体电芯之间的串并联。在进行电池模组焊接作业时，通常采用组装夹具先完成电池模组的组装，再进行极柱焊接操作，由于电池模组通常在工作台上进行组装完成，在组装时，需要在水平方向对端板施加挤压力，由于电芯与电芯之间在挤压时会发生相对滑移，进而使的组装完成后的电池模组中单体电芯不在同一水平面上，电池模组内的单体电芯时出现高低不平，单体电芯的极柱不在同一水平面上，这会导致在对电池模组内的单体电芯进行焊接时，汇流排与极柱不在同一水平面上，从而造成焊接虚焊，焊接后内部松动的现象，很难保证焊接质量。


技术实现要素：

3.有鉴于此，本实用新型提出了一种电池模组焊接工装，来解决现有的电池模组焊接工装在完成电池模组组装后，单体电芯的极柱不在同一水平面上，电芯焊接质量无法保证的问题。
4.本实用新型的技术方案是这样实现的：
5.本实用新型提供了一种电池模组焊接工装，包括安装组件、端板夹持机构、侧板夹持机构及底部斜推机构；其中，
6.安装组件，包括底板、安装板及上盖板，所述安装板水平固定设置在底板表面，上盖板水平设置在安装板正上方并通过连接杆与底板可拆卸连接，安装板与上盖板之间用于组装电池模组，上盖板用于对单体电芯顶面相连接；
7.端板夹持机构，设置在安装板长度方向两端的底板上，用于对电池模组长度方向两端的端板进行夹紧；
8.侧板夹持机构，设置在安装板宽度方向两端的底板上，用于对电池模组宽度度方向两端的侧板进行夹紧；
9.底部斜推机构，包括顶升件及平推件，所述安装板上沿其长度方向等间距设置有多个用于与单体电芯底面相对应的定位槽；定位槽底部设置有平移槽，平移槽的长度大于定位槽的长度，顶升件水平设置在定位槽中，平推件水平设置在定位槽中，顶升件与平推件相连接的一面呈倾斜设置，平推件可沿平移槽内水平移动来驱使顶升件沿定位槽向上运动，以驱动单体电芯向上移动并与上盖板配合实现单体电芯顶面水平定位。
10.在上述技术方案的基础上，优选的，所述端板夹持机构包括端板定位件及端板平推组件，所述端板定位件固定设置在安装板长度方向一端所在的底板上，用于对安装板上的第一端板进行抵持，所述端板平推组件固定设置在底板远离端板定位件的一端，用于对
安装板上的第二端板进行推挤。
11.进一步，优选的，所述端板平推组件包括固定座、第一推板、连接件、导向杆、丝杠及手摇轮，所述固定座固定安装在底板上，第一推板竖直设置在固定座与安装板之间，导向杆在第一推板与固定座之间至少水平设置有两条，导向杆的一端与第一推板固定连接，导向杆的另一端活动穿过固定座，连接件通过限位杆与第一推板靠近固定座的一面活动连接，丝杠的一端螺纹穿过固定座，并与连接件转动连接，丝杠的另一端与手摇轮固定连接。
12.更进一步，优选的，所述第一推板与连接件之间设置有压力传感器，所述固定座底部水平连接有刻度尺，所述第一推板侧壁设置有与刻度尺相对应的指针。
13.在上述技术方案的基础上，优选的，所述侧板夹持机构包括侧板定位件及侧板平推组件，所述侧板定位件固定设置在安装板宽度方向一端所在的底板上，用于对安装板上的第一侧板进行抵持，所述侧板平推组件固定设置在底板远离侧板定位件的一端，用于对安装板上的第二侧板进行推挤；所述侧板平推组件包括第二推板及手动夹钳，所述手动夹钳固定安装在底板表面中心处，用于驱动第二推板对安装板上的第二侧板进行推挤。
14.在上述技术方案的基础上，优选的，所述底部斜推机构还包括若干水平设置的调节螺杆，各所述调节螺杆与平移槽内的平推件一一对应，所述调节螺杆的一端水平穿过安装板并伸入到平移槽中与平推件的一端转动连接，且调节螺杆与安装板螺纹连接。
15.进一步，优选的，所述平推件与顶升件的长度相等，平移槽远离调节螺杆的一端与定位槽齐平，顶升件底部的倾斜面朝向调节螺杆。
16.在上述技术方案的基础上，优选的，所述上盖板底部固定设置有两条相互平行的绝缘件，绝缘件的底部用于与单体电芯的极柱进行接触。
17.进一步，优选的，还包括焊接定位板，所述焊接定位板上设置有定位销，上盖板底部设置有与定位销相配合的定位套，所述焊接定位板上设置有若干与极柱相对应的汇流排安装槽，所述焊接定位板用于放置在电池模组顶面，所述绝缘件底部用于穿过汇流排安装槽与单体电芯的极柱相接触。
18.本实用新型相对于现有技术具有以下有益效果：
19.(1)本实用新型公开的电池模组焊接工装，通过设置安装组件，首先将单体电芯在安装板上排布呈电芯组，单体电芯的极柱朝上，使上盖板正对单体电芯顶面，并在电芯组的长度方向两端分别安装端板，通过端板夹持机构对端板和电芯组长度方向进行挤压，以消除单体电芯之间的间隙，然后在电芯组宽度方向两侧分别安装侧板，通过侧板夹持机构将将两侧板贴近单体电芯，并与端板进行连接，完成电池模组组装后，通过驱使平推件在平移槽内水平移动，利用顶升件与平推件相互配合的斜面结构，平推件水平移动时将顶升件沿定位槽向上顶升，顶升件在被顶升过程中驱动单体电芯向上移动并与上盖板配合实现单体电芯顶面水平定位，完成单体电芯顶面水平定位后，将上盖板拆除，即可实现单体电芯之间极柱的焊接操作，此时所有单体电芯的顶面在同一水平面上，即可保证汇流排与极柱接触平整，从而避免虚焊或脱焊现象，保证电池模组焊接质量；
20.(2)通过设置压力传感器，可以获取端板平推组件对端板的推挤压力，避免挤压力过载造成电芯变形，同时通过设置刻度尺和指针结构，可以直观的获取端板推挤位移量，保证电池模组组装的单体电芯相互之间排列紧凑；
21.(3)通过设置调节螺杆，方便利用调节螺杆的旋转来带动平推件在平移槽内平移，
进而实现平推件驱动顶升件向上移动，该驱动结构操作简单，通过与上盖板配合，可以精准的实现单体电芯顶面在同一水平面上进行定位；
22.(4)在底部斜推机构的配合下，使单体电芯向上移动，通过设置绝缘件，使单体电芯的极柱与绝缘件底部对齐，从而实现所有单体电芯极柱位于同一水平面上，进而保证电池模组的焊接精度和质量；
23.(5)通过设置焊接定位板，方便在电池模组组装后，单体电芯极柱位于同一水平面后，同时焊接定位板可以在电池模组顶面精准定位，通过汇流排安装槽可以将汇流排与极柱进行精准定位，保证焊接精度，提高焊接质量。
附图说明
24.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
25.图1为本实用新型公开的电池模组焊接工装的立体结构示意图；
26.图2为本实用新型公开的电池模组焊接工装工作状态立体结构示意图；
27.图3为本实用新型公开的安装板的立体结构示意图；
28.图4为本实用新型公开的电池模组组装结构示意图；
29.图5为本实用新型公开的电池模组焊接工装工作状态平面结构示意图；
30.图6为本实用新型公开的电池模组焊接状态立体结构示意图；
31.附图标识：
32.1、安装组件；2、端板夹持机构；3、侧板夹持机构；4、底部斜推机构；11、底板；12、安装板；13、上盖板；41、顶升件；42、平推件；121、定位槽；122、平移槽；21、端板定位件；22、端板平推组件；221、固定座；222、第一推板；223、连接件；224、限位杆；225、导向杆；226、丝杠；227、手摇轮；228、压力传感器；2211、刻度尺；2221、指针；31、侧板定位件；32、侧板平推组件；321、第二推板；322、手动夹钳；43、调节螺杆；14、绝缘件；15、焊接定位板；151、定位销；131、定位套；152、汇流排安装槽；100、单体电芯；210、第一端板；220、第二端板；310、第一侧板；320、第二侧板；s、电池模组。
具体实施方式
33.下面将结合本实用新型实施方式，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术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方式，都属于本实用新型保护的范围。
34.如图1所示，结合图2-6，本实用新型实施例公开了一种电池模组焊接工装，用来对组装后的电池模组进行焊接作业，本实施例的电池模组s由多个单体电芯100和端板及侧板组成，为了进行电池模组的组装，本实施例通过安装组件1、端板夹持机构2及侧板夹持机构3来实现。
35.具体的，安装组件1，作为组装电池模组的平台，其包括底板11、安装板12及上盖板
13，安装板12水平固定设置在底板11表面，在本实施例中，安装板12与底板11通过螺栓锁紧，本实施例中的电池模组在安装板12上完成组装，上盖板13水平设置在安装板12正上方并通过连接杆与底板11可拆卸连接，上盖板13和安装板12之间具有一定空间，用来组装电池模组，电池模组中的单体电芯100带有极柱的一面朝上，在组装时，上盖板13用于对单体电芯100顶面相连接。值得注意的是，上盖板13与安装板12之间的间距大于电池模组的厚度，由此方便将整个电池模组放置在该空间内。
36.为了实现电池模组的组装，需要将端板和侧板围合在单体电芯100组成的电芯组外侧，并通过加压，来使单体电芯100之间紧密贴合，并减少单体电芯100之间的间隙。本实施例的端板夹持机构2，设置在安装板12长度方向两端的底板11上，用于对电池模组长度方向两端的端板进行夹紧。侧板夹持机构3，设置在安装板12宽度方向两端的底板11上，用于对电池模组宽度度方向两端的侧板进行夹紧。
37.采用上述技术方案，首先将单体电芯100在安装板12上排布呈电芯组，单体电芯100的极柱朝上，使上盖板13正对单体电芯100顶面，并在电芯组的长度方向两端分别安装端板，通过端板夹持机构2对端板和电芯组长度方向进行挤压，以消除单体电芯100之间的间隙，然后在电芯组宽度方向两侧分别安装侧板，通过侧板夹持机构3将将两侧板贴近单体电芯100，并与端板进行连接，完成电池模组组装后。
38.电池模组完成后，需要对单体电芯100进行串并联，具体是通过汇流排将单体电芯100之间的极柱进行焊接，由于单体电芯100在挤压过程中，单体电芯100会发生相对滑移，进而使的组装完成后的电池模组中单体电芯100不在同一水平面上，单体电芯100的极柱不在同一水平面上，这会导致在对电池模组内的单体电芯100进行焊接时，汇流排与极柱不在同一水平面上，从而造成焊接虚焊，焊接后内部松动的现象，很难保证焊接质量。
39.为此，本实施例为了解决上述问题，还设置了底部斜推机构4来实现。
40.具体的，底部斜推机构4，包括顶升件41及平推件42，安装板12上沿其长度方向等间距设置有多个用于与单体电芯100底面相对应的定位槽121；定位槽121的面积小于单体电芯100底面的面积，从而避免单体电芯100沿定位槽121向下滑落。定位槽121底部设置有平移槽122，平移槽122的长度大于定位槽121的长度，顶升件41水平设置在定位槽121中，顶升件41与定位槽121间隙配合，优选的，配合间隙为0.5mm-2mm。平推件42水平设置在定位槽121中，顶升件41与平推件42相连接的一面呈倾斜设置，平推件42可沿平移槽122内水平移动来驱使顶升件41沿定位槽121向上运动，以驱动单体电芯100向上移动并与上盖板13配合实现单体电芯100顶面水平定位。
41.采用上述技术方案，在电池模组组装后，通过驱使平推件42在平移槽122内水平移动，利用顶升件41与平推件42相互配合的斜面结构，平推件42水平移动时将顶升件41沿定位槽121向上顶升，顶升件41在被顶升过程中驱动单体电芯100向上移动，单体电芯100的顶面与上盖板13进行接触，由于上盖板13作为基准定位板，多个单体电芯100在向上移动后，其顶面与上盖板13底部相接触后，可以使多个单体电芯100的顶面处于同一水平面上，完成单体电芯100顶面水平定位后，将上盖板13拆除，即可实现单体电芯100之间极柱的焊接操作，此时所有单体电芯100的顶面在同一水平面上，即可保证汇流排与极柱接触平整，从而避免虚焊或脱焊现象，保证电池模组焊接质量。
42.为了实现对电池模组长度方向的端板进行挤压，本实施例的端板夹持机构2包括
端板定位件21及端板平推组件22，端板定位件21固定设置在安装板12长度方向一端所在的底板11上，用于对安装板12上的第一端板210进行抵持，在本实施例中，端板定位件21和安装板12端部的间距是固定的，由此，在组装电池模组时，首先将第一端板210抵靠在端板定位件21内侧壁，端板定位件21作为基准定位件，然后将多个单体电芯100沿安装板12长度方向排列组成电芯组，在安装板12另一端的电芯组侧壁设置第二端板220，由于单体电芯100之间设置有隔离膜或者绝缘膜，为了使多个单体电芯100在长度方向挤压后，相互之间紧密贴近，本实施例通过在第二端板220外侧通过端板平推组件22来实现，本实施例中的端板平推组件22固定设置在底板11远离端板定位件21的一端，用于对安装板12上的第二端板220进行推挤。
43.作为一些优选实施实施例，本实施例中的端板平推组件22包括固定座221、第一推板222、连接件223、导向杆225、丝杠226及手摇轮227。具体的，固定座221固定安装在底板11上，第一推板222竖直设置在固定座221与安装板12之间，导向杆225在第一推板222与固定座221之间至少水平设置有两条，导向杆225的一端与第一推板222固定连接，导向杆225的另一端活动穿过固定座221，通过设置导向杆225，可以使第一推板222相对于固定座221在水平方向进行平移，连接件223通过限位杆224与第一推板222靠近固定座221的一面活动连接，通过限位杆224的设置，可以使连接件223与第一推板222之间存在浮动连接。丝杠226的一端螺纹穿过固定座221，并与连接件223转动连接，丝杠226的另一端与手摇轮227固定连接。
44.采用上述技术方案，通过转动手摇轮227，手摇轮227带动丝杆在固定座221上转动，丝杠226在固定座221上平移，并通过连接件223带动第一推板222朝第二端板220平移，通过第一推板222朝第二端板220推挤，在端板定位件21的配合下，使第二端板220朝电芯组长度方向挤压，从而完成单体电芯100之间的紧密贴合。
45.作为一些实施例，第一推板222与连接件223之间设置有压力传感器228，固定座221底部水平连接有刻度尺2211，第一推板222侧壁设置有与刻度尺2211相对应的指针2221。采用上述技术方案，通过设置压力传感器228，可以获取端板平推组件22对端板的推挤压力，避免挤压力过载造成电芯变形，同时通过设置刻度尺2211和指针2221结构，可以直观的获取端板推挤位移量，保证电池模组组装的单体电芯100相互之间排列紧凑。
46.当电芯组长度方向两端的端板经过加压后，需要将侧板贴合到电芯组宽度方向侧壁，并与端板连接。本实施例的侧板夹持机构3包括侧板定位件31及侧板平推组件32，侧板定位件31固定设置在安装板12宽度方向一端所在的底板11上，用于对安装板12上的第一侧板310进行抵持，侧板平推组件32固定设置在底板11远离侧板定位件31的一端，用于对安装板12上的第二侧板320进行推挤；侧板平推组件32包括第二推板321及手动夹钳322，手动夹钳322固定安装在底板11表面中心处，用于驱动第二推板321对安装板12上的第二侧板320进行推挤。
47.采用上述技术方案，电芯组在安装板12上组装挤压后，在电芯组宽度方向侧壁设置第一侧板310，通过侧板定位件31对第一侧板310进行抵持，在本实施中，侧板定位件31为定位夹钳，通过手动定位夹钳将第一侧板310抵持到电芯组侧壁，通过手动夹钳322驱动第二推板321朝电芯组另一侧靠近，来推动第二侧板320对电芯组挤压，从而使两个侧板与端板对其连接，在本实施例中，侧板与端板之间对齐后，可以采用卡扣连接，也可以采用焊接
方式连接。
48.作为一些较佳实施方式，底部斜推机构4还包括若干水平设置的调节螺杆43，各调节螺杆43与平移槽122内的平推件42一一对应，调节螺杆43的一端水平穿过安装板12并伸入到平移槽122中与平推件42的一端转动连接，且调节螺杆43与安装板12螺纹连接。当电池模组在安装板12及上盖板13之间组装完成后，通过旋拧调节螺杆43，调节螺杆43在安装板12上进行螺旋平移，调节螺杆43的平移带动平推件42在平移槽122内平移，进而实现平推件42驱动顶升件41向上移动，该驱动结构操作简单，通过与上盖板13配合，可以精准的实现单体电芯100顶面在同一水平面上进行定位。
49.作为一些优选实施方式，平推件42与顶升件41的长度相等，平移槽122远离调节螺杆43的一端与定位槽121齐平，顶升件41底部的倾斜面朝向调节螺杆43。在本实施例中，平移槽122的长度大于定位槽121的长度，初始状态下，平推件42在调节螺杆43的带动下位于平移槽122靠近调节螺杆43的一端，此时平推件42与顶升件41受斜面的影响，顶升件41处于定位槽121内，通过调节螺杆43反向推动平推件42，平推件42通过顶面的斜面推动顶升件41沿定位槽121向上移动。
50.作为一些优选实施方式，上盖板13底部固定设置有两条相互平行的绝缘件14，绝缘件14的底部用于与单体电芯100的极柱进行接触。由此设置，通过绝缘件14来和单体电芯100的极柱接触，来避免单体电芯100之间发生短路。
51.作为一些优选实施方式，包括焊接定位板15，焊接定位板15上设置有定位销151，上盖板13底部设置有与定位销151相配合的定位套131，焊接定位板15上设置有若干与极柱相对应的汇流排安装槽152，焊接定位板15用于放置在电池模组顶面，绝缘件14底部用于穿过汇流排安装槽152与单体电芯100的极柱相接触。采用上述技术方案，当完成电池模组组装后，在电池模组的顶面安装焊接定位板15，并通过上盖板13底面的定位套131与焊接定位板15上的定位销151进行定位，使焊接定位板15可以精准的在电池模组顶面进行定位，通过汇流排安装槽152可以将汇流排与极柱进行精准定位，保证焊接精度，提高焊接质量。
52.本实用新型的工作原理是：
53.首先将单体电芯100在安装板12上排布呈电芯组，单体电芯100的极柱朝上，使上盖板13正对单体电芯100顶面，并在电芯组的长度方向两端分别安装端板，通过端板夹持机构2对端板和电芯组长度方向进行挤压，以消除单体电芯100之间的间隙，然后在电芯组宽度方向两侧分别安装侧板，通过侧板夹持机构3将将两侧板贴近单体电芯100，并与端板进行连接，完成电池模组组装后，通过驱使平推件42在平移槽122内水平移动，利用顶升件41与平推件42相互配合的斜面结构，平推件42水平移动时将顶升件41沿定位槽121向上顶升，顶升件41在被顶升过程中驱动单体电芯100向上移动并与上盖板13配合实现单体电芯100顶面水平定位，完成单体电芯100顶面水平定位后，将上盖板13拆除，即可实现单体电芯100之间极柱的焊接操作，此时所有单体电芯100的顶面在同一水平面上，即可保证汇流排与极柱接触平整，从而避免虚焊或脱焊现象，保证电池模组焊接质量。
54.以上仅为本实用新型的较佳实施方式而已，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、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。