車載電池組系統(tǒng)模塊裝配整形工裝及裝配整形方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種車載電池組系統(tǒng)模塊裝配整形工裝，該工裝包含：承載組件，其包含固定在任意工裝平臺上的模塊組裝托盤，及平行設置在模塊組裝托盤上的一對限位擋塊，限位擋塊之間形成用于放置電池組的容置區(qū)域；一對整形組件，其分別設置于容置區(qū)域未設有限位擋塊的兩端；一對整形組件分別設有可沿平行于限位擋塊軸向相向或相反運動的整形推板；固定組件，其包含捆扎在電池組上的鋼帶，以及與鋼帶連接的鋼帶收緊機構。本發(fā)明通采用承載組件對若干電池單元進行限位，采用整形組件整理電池組，并采用固定組件固化電池組的大小尺寸，實現(xiàn)便捷完成電池單元的模塊化裝配，穩(wěn)定可靠，提高生產效率。
【專利說明】車載電池組系統(tǒng)模塊裝配整形工裝及裝配整形方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及車載電池模塊裝配領域，具體涉及一種車載電池組系統(tǒng)模塊裝配整形 工裝及裝配整形方法。
【背景技術】
[0002] 車載電池系統(tǒng)的焊接一體化電池模塊由多個鋰電池單元通過結構膠粘結、金屬綁 帶捆扎、激光焊接金屬綁帶等部件工藝組合而成。由于每個單元直接由緩沖墊將各單元電 池分隔，并起到電芯間的絕緣作用。緩沖墊材料為EPDM (三元乙丙橡膠）系列發(fā)泡產品，其 特性為可壓縮性強，強韌性等特性。擠壓模塊中的若干緩沖墊可產生上百公斤的反作用力。 因此，依靠人力則無法實現(xiàn)模塊整形任務。
[0003] 為此，設計一套模塊整形工裝，模塊借由整形工裝上的各機械裝置對模塊進行擠 壓并壓縮至模塊裝配尺寸，才能滿足模塊整形工藝任務，以及以簡易、便捷的方式滿足模塊 的生產需求。
【發(fā)明內容】
[0004] 本發(fā)明提供一種車載電池組系統(tǒng)模塊裝配整形工裝及裝配整形方法，便于完成電 池模塊的裝配和整形工作，以便捷的操作方式提升生產效率。
[0005] 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種車載電池組系統(tǒng)模塊裝配整形工裝，其特點是， 該工裝包含： 承載組件，其包含固定在任意工裝平臺上的模塊組裝托盤，及平行設置在模塊組裝托 盤上的一對限位擋塊，限位擋塊之間的間隔限定形成用于放置電池組的容置區(qū)域；電池組 中電池單元沿平行于限位擋塊軸向的方向排列設置； 一對整形組件，其分別設置于容置區(qū)域未設有限位擋塊的兩端；一對整形組件分別設 有整形推板，兩個整形推板可沿平行于限位擋塊軸向相向或相反運動； 固定組件，其包含捆扎在電池組上的鋼帶，以及與鋼帶連接的鋼帶收緊機構。
[0006] 上述電池組包含若干排列設置的電池單元，設置在電池組首尾處的兩端擋板，即 設置在電池組中部的中部擋板；兩端擋板包含一片三元乙丙橡膠發(fā)泡棉；中部擋板包含若 干片三元乙丙橡膠發(fā)泡棉。
[0007] 每個上述電池單元包含有電池導熱板和三元乙丙橡膠發(fā)泡棉。
[0008] 上述模塊組裝托盤上平行固定有兩條限位擋塊，兩條限位擋塊間隔距離與電池單 元寬度相適配；電池單元位于限位擋塊之間，并且沿限位擋塊軸向依次排列。
[0009] 上述整形組件包含： 固定支架，其固定在工裝平臺上，其設有平行于限位擋塊軸向的螺紋孔和導向孔； 所述整形推板設置的推板本體，推板本體一面朝向容置區(qū)域內的電池組，另一面設有 平行于限位擋塊軸向的導向桿，導向桿串設在導向孔中，可沿平行于限位擋塊軸向自由滑 動； 旋轉絲桿，其通過螺紋串設所述螺紋孔中，一端與整形推板活動連接，旋轉絲桿通過螺 紋旋進或退出帶動整形推板沿平行于限位擋塊軸向來回移動。
[0010] 上述鋼帶收緊機構包含： 鋼帶收緊機構支架，其固定在工裝平臺上，設有堅直的主軸孔； 旋轉主軸，其堅直串設在主軸孔中； 鋼帶絞盤機構，其套設在旋轉主軸上，所述鋼帶盤在該鋼帶絞盤機構中； 齒輪盤，其套設在旋轉主軸上，并與鋼帶絞盤機構連接，可帶動絞盤機構連接進行旋 轉； 棘輪鎖止機構，其固定于鋼帶收緊機構支架，與齒輪盤對應設置；齒輪盤帶動鋼帶絞盤 機構使鋼帶處于縮緊狀態(tài)下，棘輪鎖止機構鎖止齒輪盤阻止回轉。
[0011] 上述鋼帶收緊機構還包含鋼帶絞盤固定扣，控制鋼帶絞盤機構與旋轉主軸間固定 或分離。
[0012] 上述鋼帶收緊機構包含有若干個套設在旋轉主軸上的鋼帶絞盤機構，分別--對 應連接有用于捆扎電池組的鋼帶；每個鋼帶絞盤機構設有分別與之對應的所述齒輪盤和棘 輪鎖止機構。
[0013] 一種上述的車載電池組系統(tǒng)模塊裝配整形工裝的裝配整形方法，其特點是，該方 法包含： 若干電池單元依次排列成電池組，并放置在模塊組裝托盤上限位擋塊之間的容置區(qū)域 內； 整形組件由電池單元排列的首尾兩端向容置區(qū)域內的電池組施加相向的壓力； 鋼帶捆扎在排列的電池組上，鋼帶收緊機構將捆扎在電池組上的鋼帶收緊，固化電池 組的大小尺寸。
[0014] 上述電池單元排列成電池組時，在位于電池組最外側的首尾兩端設置兩端擋板， 并在電池組中部設置中部擋板。
[0015] 本發(fā)明車載電池組系統(tǒng)模塊裝配整形工裝及裝配整形方法和現(xiàn)有技術的電池組 模塊裝配技術相比，其優(yōu)點在于，本發(fā)明通采用承載組件對若干電池單元進行限位，采用整 形組件整理電池組，并采用固定組件固化電池組的大小尺寸，實現(xiàn)便捷完成電池單元的模 塊化裝配，穩(wěn)定可靠，提高生產效率。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0016] 圖1為本發(fā)明車載電池組系統(tǒng)模塊裝配整形工裝的整體結構示意圖； 圖2為本發(fā)明承載組件的結構示意圖； 圖3為本發(fā)明承載組件的使用狀態(tài)圖； 圖4為本發(fā)明整形組件的結構示意圖； 圖5為本發(fā)明整形組件的使用狀態(tài)圖； 圖6為本發(fā)明固定組件的結構示意圖； 圖7為本發(fā)明固定組件中鋼帶的連接示意圖； 圖8為本發(fā)明固定組件中鋼帶的連接示意圖； 圖9為本發(fā)明固定組件的使用狀態(tài)圖。
【具體實施方式】
[0017] 以下結合附圖，進一步說明本發(fā)明的具體實施例。
[0018] 如圖1所示，本發(fā)明公開一種車載電池組系統(tǒng)模塊裝配整形工裝，該工裝包含：承 載組件100、整形組件200和固定組件300。
[0019] 承載組件100固定在任意工裝平臺上，該承載組件100整體呈長方形。兩個整形 組件200分別設置于承載組件100的兩端。兩個固定組件300分別對應設置于兩個整形組 件200的側邊。
[0020] 如圖2所示，承載組件100包含固定在任意工裝平臺上的模塊組裝托盤101，及平 行設置在模塊組裝托盤101上的一對限位擋塊102。模塊組裝托盤101為以長方形鋼板，其 四個頂角設有通孔，通過定位銷與工裝平臺固定連接，電池模塊可在其上進行組裝作業(yè)，并 且在其上完成電池模塊的整形作業(yè)。
[0021] 限位擋塊102設為長條狀，每塊限位擋塊102使用10顆M4沉頭螺釘沿著模塊組 裝托盤101的長邊邊緣，固定在模塊組裝托盤101上，其作業(yè)任務是承載電池模塊，并限制 電池模塊在整形過程的外形變化任務。
[0022] 如圖3所示，電池單元410為扁平狀的鋰電池單元，其包含面積較大的一對側面和 面積較小的一對側面，若干電池單元401依次排列設置組成電池組模塊，當電池單元401排 列設置時，相鄰兩個電池單元410之間，其面積較大的側面相互緊貼設置。在電池組模塊首 尾兩端兩個電池單元401的外側，分別設有兩端擋板430。并且在電池組模塊的中部設有中 部擋板420。每個電池單元410包含電池導熱板及一片三元乙丙橡膠發(fā)泡棉層411 ;兩端擋 板430包含一片三元乙丙橡膠發(fā)泡棉；中部擋板420包含兩片三元乙丙橡膠發(fā)泡棉。
[0023] 模塊組裝托盤101上兩條限位擋塊102之間的間隔所限定的空間形成用于放置電 池組的容置區(qū)域。電池組中電池單元410沿平行于限位擋塊102軸向的方向排列設置。兩 條限位擋塊102之間容置區(qū)域的間隔距離與電池單元410寬度相適配，實現(xiàn)電池單元410 中上述面積較大的一對側面與限位擋塊102軸向所在的軸線垂直設置。電池組模塊的電池 單元410依次排列設置在限位擋塊102之間的容置區(qū)域內。
[0024] 如圖4所示，整形組件200包含：固定支架210、整形推板220、旋轉絲桿230和導 向桿240。
[0025] 固定支架210通過四顆M8內六角螺栓固定在工裝平臺上。用以承載對模塊擠壓 過程，各單元電池組內泡棉產生的反作用力。固定支架210的上部設有平行于限位擋塊軸 向的一個螺紋孔(旋轉絲桿安裝孔）和兩個導向孔。
[0026] 整形推板220包含推板本體，推板本體厚度為15毫米的鋼板，推板本體一面為平 整面，朝向容置區(qū)域內的電池組，運作時與電池組擋板的平面相貼。另一面設有用于安裝旋 轉絲桿230和導向桿240的安裝孔。整形推板220通過旋轉絲桿230、導向桿240進行前后 直線方向運動，推動電池組的擋板進行整形。
[0027] 導向桿240采用30mm圓桿，整形推板220通過M4內六角螺釘固定連接有兩根導向 桿240,該導向桿240平行于限位擋塊軸向設置，兩根導向桿240分別串設在固定支架210 的兩個導向孔中，可沿平行于限位擋塊軸向自由滑動，并對整形推板220的運動進行導向。
[0028] 旋轉絲桿230采用直徑為40毫米螺紋絲桿，其通過螺紋串設在固定支架210上部 的螺紋孔中，一端與整形推板活動連接，另一端設有旋轉把手。旋轉絲桿通過螺紋旋進或退 出帶動整形推板220沿平行于限位擋塊軸向來回移動。
[0029] 如圖5所示，當電池組設置于限位擋塊102之間的容置區(qū)域中，對電池單元寬度方 向的位移進行限制。兩個整形組件200分別設置于容置區(qū)域未設有限位擋塊102的兩端。 通過與整形推板220相連接的旋轉把手推進整形推板220,由未設有限位擋塊102的兩端 (電池組設置兩端擋板的兩端）對電池組施加相向的壓力，對整個電池組模塊進行擠壓，并 分別將電池單元之間、兩端擋板、中部擋板上的三元乙丙橡膠發(fā)泡棉進行壓縮，從而到達對 電池模塊的長度整形目的。
[0030] 如圖6所示，固定組件300包含捆扎在電池組上的鋼帶，以及與鋼帶連接的鋼帶收 緊機構310。
[0031] 鋼帶收緊機構310包含：鋼帶收緊機構支架311、旋轉主軸312、鋼帶絞盤機構 313、齒輪盤314、棘輪鎖止機構315和鋼帶絞盤固定扣316。
[0032] 鋼帶收緊機構支架311由15mm厚鋼板加工而成。其由固定在工裝平臺上的支架立 板，設置于支架立板頂部的支架頂板，以及固定于支架立板下部側邊和支架立板與支架頂 板連接處的支架加強塊組成，整個支架與工裝平臺固定，在支架頂板上設有堅直的主軸孔。 各部件使用M6內六角螺釘進行連接，其作用起到固定鋼帶收緊機構，并與鋼帶收緊機構各 部件連接任務。
[0033] 旋轉主軸312采用直徑為20mm鋼軸，堅直串設在鋼帶收緊機構支架311的主軸孔 中。旋轉主軸312上有加工多個固定點，分別于鋼帶收緊支架311、鋼帶絞盤固定扣316、鋼 帶絞盤機構313、齒輪盤314等貫穿連接。
[0034] 如圖7并結合圖8所示，鋼帶絞盤機構313為直徑為100mm圓盤，套設在旋轉主軸 上并與旋轉主軸連接，其單邊有開槽，用于放置鋼帶320,鋼帶320端部彎折卡緊于鋼帶絞 盤機構313內。鋼帶絞盤機構313內設活動鎖止機構，鋼帶320放入絞盤槽內，推動活動鎖 止機構，可將鋼帶320鎖死在圓盤上。旋轉主軸312可帶動鋼帶絞盤機構313,連同固定好 的鋼帶320進行旋轉，從而實現(xiàn)收緊鋼帶320任務。
[0035] 齒輪盤314為直徑120mm的齒輪機構，套設在旋轉主軸312上，并與鋼帶絞盤機構 313連接，齒輪盤314可帶動鋼帶絞盤機構313進行逆時針方向旋轉(旋轉方向取決于鋼帶 絞盤機構313的結構)，使鋼帶收緊，并與棘輪鎖止機構315配合，防止鋼帶絞盤機構313回 轉。
[0036] 棘輪鎖止機構315包含固定于鋼帶收緊機構支架上的棘輪固定架，由2_金屬銷 釘固定于棘輪固定架內的棘輪固定扣，設置于棘輪固定架內連接棘輪固定扣的4_彈簧。 棘輪鎖止機構315通過棘輪固定架固定于鋼帶收緊機構支架上，與齒輪盤314對應設置。 彈簧支撐棘輪固定扣，齒輪盤314逆時針方向旋轉(旋轉方向取決于鋼帶絞盤機構313的結 構)，使鋼帶收緊，可使棘輪固定扣壓縮彈簧，旋轉時不受阻礙。順時針方向旋轉，彈簧支撐 住棘輪固定扣，卡住齒輪盤314的齒輪槽，使鋼帶處于縮緊狀態(tài)下。從而達成阻止鋼帶絞盤 機構回轉目的。
[0037] 鋼帶絞盤固定扣316,上部成圓形，便于人員手動拿取。下部為六邊形凸臺，與鋼帶 絞盤機構上的六邊形凹槽對應。其作用為可將鋼帶絞盤機構與旋轉主軸分離，從而達成上、 下鋼帶絞盤機構的分開操作目的。
[0038] 優(yōu)選的，鋼帶收緊機構300可以包含有若干個套設在旋轉主軸312上的鋼帶絞盤 機構313,分別一一對應連接有用于捆扎電池組的鋼帶320 ;每個鋼帶絞盤機構313還分別 對應設有齒輪盤314和棘輪鎖止機構315。
[0039] 如圖9所示，當鋼帶320捆扎在排列的電池組上，齒輪盤314帶動鋼帶絞盤機構 313進行旋轉，使鋼帶320收緊。棘輪鎖止機構315卡住齒輪盤314的齒輪槽，使鋼帶320 處于縮緊狀態(tài)下。
[0040] 本發(fā)明公開一種車載電池組系統(tǒng)模塊裝配整形工裝的裝配整形方法，該方法包含 以下步驟： 步驟1、若干電池單元依次排列成電池組，并放置在模塊組裝托盤上限位擋塊之間的容 置區(qū)域內。電池單元排列成電池組時，在位于電池組最外側的首尾兩端設置兩端擋板，并在 電池組中部設置中部擋板。
[0041] 步驟2、整形組件由電池單元排列的首尾兩端向容置區(qū)域內的電池組施加相向的 壓力。通過與整形推板相連接的旋轉把手推進整形推板，從未設有限位擋塊的兩端（電池組 設置兩端擋板的兩端）對電池組施加相向的壓力，對整個電池組模塊進行擠壓，并分別將電 池單元之間、兩端擋板、中部擋板上的三元乙丙橡膠發(fā)泡棉進行壓縮，從而到達對電池模塊 的長度整形目的。
[0042] 步驟3、鋼帶捆扎在排列的電池組上，鋼帶收緊機構將捆扎在電池組上的鋼帶收 緊，使鋼帶處于縮緊狀態(tài)下，固化電池組的大小尺寸。
[0043] 盡管本發(fā)明的內容已經通過上述優(yōu)選實施例作了詳細介紹，但應當認識到上述的 描述不應被認為是對本發(fā)明的限制。在本領域技術人員閱讀了上述內容后，對于本發(fā)明的 多種修改和替代都將是顯而易見的。因此，本發(fā)明的保護范圍應由所附的權利要求來限定。
【權利要求】
1. 一種車載電池組系統(tǒng)模塊裝配整形工裝，其特征在于，該工裝包含： 承載組件，其包含固定在任意工裝平臺上的模塊組裝托盤，及平行設置在模塊組裝托 盤上的一對限位擋塊，限位擋塊之間的間隔限定形成用于放置電池組的容置區(qū)域；電池組 中電池單元沿平行于限位擋塊軸向的方向排列設置； 一對整形組件，其分別設置于容置區(qū)域未設有限位擋塊的兩端；一對整形組件分別設 有整形推板，兩個整形推板可沿平行于限位擋塊軸向相向或相反運動； 固定組件，其包含捆扎在電池組上的鋼帶，以及與鋼帶連接的鋼帶收緊機構。
2. 如權利要求1所述的車載電池組系統(tǒng)模塊裝配整形工裝，其特征在于，所述電池組 包含若干排列設置的電池單元，設置在電池組首尾處的兩端擋板，即設置在電池組中部的 中部擋板；兩端擋板包含一片三元乙丙橡膠發(fā)泡棉；中部擋板包含若干片三元乙丙橡膠發(fā) 泡棉。
3. 如權利要求2所述的車載電池組系統(tǒng)模塊裝配整形工裝，其特征在于，每個所述電 池單元包含有電池導熱板和三元乙丙橡膠發(fā)泡棉。
4. 如權利要求1所述的車載電池組系統(tǒng)模塊裝配整形工裝，其特征在于，所述模塊組 裝托盤上平行固定有兩條限位擋塊，兩條限位擋塊間隔距離與電池單元寬度相適配；電池 單元位于限位擋塊之間，并且沿限位擋塊軸向依次排列。
5. 如權利要求1所述的車載電池組系統(tǒng)模塊裝配整形工裝，其特征在于，所述整形組 件包含： 固定支架，其固定在工裝平臺上，其設有平行于限位擋塊軸向的螺紋孔和導向孔； 所述整形推板設置的推板本體，推板本體一面朝向容置區(qū)域內的電池組，另一面設有 平行于限位擋塊軸向的導向桿，導向桿串設在所述導向孔中，可沿平行于限位擋塊軸向自 由滑動； 旋轉絲桿，其通過螺紋串設所述螺紋孔中，一端與整形推板活動連接，旋轉絲桿通過螺 紋旋進或退出帶動整形推板沿平行于限位擋塊軸向來回移動。
6. 如權利要求1所述的車載電池組系統(tǒng)模塊裝配整形工裝，其特征在于，所述鋼帶收 緊機構包含： 鋼帶收緊機構支架，其固定在工裝平臺上，設有堅直的主軸孔； 旋轉主軸，其堅直串設在主軸孔中； 鋼帶絞盤機構，其套設在旋轉主軸上，所述鋼帶盤在該鋼帶絞盤機構中； 齒輪盤，其套設在旋轉主軸上，并與鋼帶絞盤機構連接，可帶動絞盤機構連接進行旋 轉； 棘輪鎖止機構，其固定于鋼帶收緊機構支架，與齒輪盤對應設置；齒輪盤帶動鋼帶絞盤 機構使鋼帶處于縮緊狀態(tài)下，棘輪鎖止機構鎖止齒輪盤阻止回轉。
7. 如權利要求6所述的車載電池組系統(tǒng)模塊裝配整形工裝，其特征在于，所述鋼帶收 緊機構還包含鋼帶絞盤固定扣，控制鋼帶絞盤機構與旋轉主軸間固定或分離。
8. 如權利要求6或7所述的車載電池組系統(tǒng)模塊裝配整形工裝，其特征在于，所述鋼帶 收緊機構包含有若干個套設在旋轉主軸上的鋼帶絞盤機構，分別一一對應連接有用于捆扎 電池組的鋼帶；每個鋼帶絞盤機構設有分別與之對應的所述齒輪盤和棘輪鎖止機構。
9. 一種如權利要求1至8中任意一項權利要求所述的車載電池組系統(tǒng)模塊裝配整形工 裝的裝配整形方法，其特征在于，該方法包含： 若干電池單元依次排列成電池組，并放置在模塊組裝托盤上限位擋塊之間的容置區(qū)域 內； 整形組件由電池單元排列的首尾兩端向容置區(qū)域內的電池組施加相向的壓力； 鋼帶捆扎在排列的電池組上，鋼帶收緊機構將捆扎在電池組上的鋼帶收緊，固化電池 組的大小尺寸。
10.如權利要求9所述的裝配整形方法，其特征在于，所述電池單元排列成電池組時， 在位于電池組最外側的首尾兩端設置兩端擋板，并在電池組中部設置中部擋板。
【文檔編號】H01M10/04GK104143653SQ201410385740
【公開日】2014年11月12日 申請日期:2014年8月7日 優(yōu)先權日:2014年8月7日
【發(fā)明者】荊玉麟, 汪涵, 顧軼偉 申請人:上海航天電源技術有限責任公司