CN109994771B - 一种电芯堆叠机构 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种电芯堆叠机构，该电芯堆叠机构至少包括规整部和承载部，承载部的上表面形成承载堆叠的电芯的电芯承载区，规整部的规整端固定连接承载部，规整部调整承载部在X轴方向上的位置、在Y轴方向上的位置和/或在水平方向上的角度，所述X轴和所述Y轴在水平方向上互相垂直。本发明通过对承载部的位置及角度的规整来实现对表面涂胶的电芯的精确、高效堆叠。

Description

一种电芯堆叠机构
技术领域
本发明涉及锂电池模组生产领域，具体地说是一种电芯堆叠机构。
背景技术
随着汽车能源及电动汽车行业的快速发展，锂电池在新能源汽车上的应用越来越广泛。在生产电池包的工艺中，首先需要将若干电芯堆叠成电芯组，然后将电芯组的端面上贴上隔膜(通常为泡棉)并进行封装，形成一个电池模组，最后将多个电池模组按预定方式排布连接形成电池包。
现有技术中的电芯堆叠机构，在完成电芯堆叠后再统一对堆叠好的电芯进行规整，从而使得各电芯的边缘对齐。然而对于表面涂有胶体的电芯，由于堆叠过程中各电芯已经胶粘在一起，因此使用现有技术中的电芯堆叠机构，无法实现对电芯的规整。
发明内容
本发明针对现有技术中的电池单元堆叠机构的缺陷，提供了一种适合于对表面涂胶的电芯进行堆叠的电芯堆叠机构。
本发明的技术方案如下：
一种电芯堆叠机构，该电芯堆叠机构至少包括规整部和承载部，承载部的上表面形成承载堆叠的电芯的电芯承载区，规整部的规整端固定连接承载部，规整部调整承载部在X轴方向上的位置、在Y轴方向上的位置和/或在水平方向上的角度，所述X轴和所述Y轴在水平方向上互相垂直。
通过对承载部的位置及角度的规整，本发明实现了对表面涂胶的电芯的精确、高效堆叠。
进一步的，承载部设置为矩形的板状结构，承载部的四个角上均设置有一个凸出于承载部的上表面的限位块，四个限位块限定出电芯承载区。
通过设置电芯承载区，使得被堆叠的电芯均与电芯承载区对齐。
进一步的，电芯堆叠机构还包括顶升部，顶升部的顶升端固定连接规整部，顶升部被配置为在竖直方向上顶升规整部和承载部。
通过设置顶升部，实现对规整部和承载部在竖直方向上的位置调整。
进一步的，电芯堆叠机构还包括电芯定位机构，电芯定位机构被配置为获取待堆叠电芯在水平方向上的位置及水平方向上的角度，规整部基于待堆叠电芯的位置及角度对承载部进行规整，以使得承载部上的电芯承载区与待堆叠电芯对齐。
通过设置电芯定位机构，能够实现对待堆叠电芯的定位。
进一步的，电芯堆叠装置还包括成对设置在承载部两侧的电芯检测机构，电芯检测机构被配置为实现对承载于承载部上的电芯的检测。
通过设置电芯检测机构，能够实现对堆叠好的电芯的检测。
进一步的，电芯检测机构包括平移机构及连接在平移机构上的检测部，其中：平移机构用于驱动检测部在水平方向上平移，检测部包括若干在竖直方向上等距排布的可分别检测一个电芯的检测单元。
通过设置平移机构能够实现检测部在水平方向上的位置调整，通过设置检测部，能够实现对堆叠好的各电芯的同步检测。
进一步的，平移机构包括第一平移机构和第二平移机构，第二平移机构连接在第一平移机构上，检测部连接在第二平移机构上，第一平移机构和第二平移机构在水平方向上的移动方向相互垂直。
通过第一平移机构、第二平移机构的配合，实现检测部在水平方向上的位置调整。
进一步的，电芯堆叠机构还包括电芯退料机构，电芯堆叠机构还包括电芯退料机构，电芯退料机构被配置为在水平方向上推动承载部。
通过设置电芯退料机构，实现对堆叠完成的电芯的退料。
进一步的，电芯退料机构包括水平方向上设置的滑轨、滑块、支撑板及水平驱动机构，其中：滑轨包括成对设置在承载部两侧的第一滑轨和第二滑轨；滑块的第一端滑动连接在第一滑轨上，滑块的第二端滑动连接在第二滑轨上；承载部设置于支撑板上，支撑板的下端与滑块固定连接；水平驱动机构与滑块传动连接，水平驱动机构驱动滑块沿着滑轨在水平方向上移动以带动承载部移动。
提供了一种结构简单的电芯退料机构，实现了对堆叠完成的电芯的退料。
进一步的，支撑板包括成对设置的第一支撑板和第二支撑板，其中：第一支撑板竖直连接在滑块的第一端上，第二支撑板竖直连接在滑块的第二端上，第一支撑板的上端面与第二支撑板的上端共同承托承载部；电芯退料机构还包括竖直驱动机构和竖直设置的升降板，竖直驱动机构的驱动端和升降板传动连接，升降板的第一端滑动连接在第一支撑板的竖向导轨上，升降板的第二端滑动连接在第二支撑板的竖向导轨上，竖直驱动机构驱动升降板沿着第一支撑板的竖向导轨和第二支撑板的竖向导轨进行升降运动。
通过设置升降板，防止电芯在退料过程中因惯性从承载部上坠落。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明中的规整部、承载部及顶升部的结构示意图；
图3为本发明中的电芯检测机构的结构示意图；
图4为本发明中的退料机构的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
如图1、图2所示，本发明是一种电芯堆叠机构12，其用于实现对电芯的堆叠以形成电芯组。
电芯堆叠机构12至少包括规整部121和承载部122，承载部122的上表面形成承载堆叠的电芯的电芯承载区，规整部121的规整端固定连接承载部122，规整部121调整承载部122在X轴方向上的位置、在Y轴方向上的位置和/或在水平方向上的角度，所述X轴和所述Y轴在水平方向上互相垂直。
堆叠过程中，在当前待堆叠电芯到达堆叠位置后，规整部121即根据当前待堆叠电芯在水平方向的位置及角度对承载部122进行规整，从而使得承载部122上的电芯承载区与当前待堆叠电芯在水平方向的位置及角度相匹配。
使用本发明提供的电芯堆叠机构12实施电芯堆叠，针对每片待堆叠电芯，规整部121都可以对承载部122的位置及角度进行相应规整，从而保证承载部122上的电芯承载区始终与当前待堆叠电芯在水平方向的位置及角度相互匹配，从而保证堆叠好的各电芯的边缘对齐。
可见，相比传统技术中的堆叠后的统一规整，本发明在电芯堆叠过程即完成了对电芯的逐片规整，其适合于对表面涂胶的电芯的堆叠。
如图2所示，在一些实施例中，承载部122设置为矩形的板状结构，承载部122的四个角上均设置有一个凸出于承载部122的上表面的限位块1221，四个限位块1221限定出电芯承载区1222。堆叠过程中，通过规整部121的规整，电芯承载区1222始终与当前待堆叠电芯在水平方向上的位置及角度相匹配。
规整部121可以采用已知的结构。一般来说，规整部121包括X轴调节机构、Y轴调节机构及角度调节机构，其能够驱动承载部122在X轴方向、Y轴方向平移，并能够调整承载部122在水平方向上的角度，由此实现对承载部122的规整。
可选的，电芯堆叠机构12还包括顶升部123，顶升部123的顶升端固定连接规整部121，顶升部123被配置为驱动规整部121和承载部122在竖直方向(Z轴方向)上移动。
在顶升部123的驱动下，承载部122能够向上移动从而靠近当前待堆叠电芯以实现对当前待堆叠电芯的堆叠，顶升部123采用已知的顶升结构，其一般采用顶升气缸结构。
为了获得当前待堆叠电芯在水平方向上的位置及角度信息，如图1所示，可选的，堆叠机构12还包括电芯定位机构125，电芯定位机构125被配置为获得当前待堆叠电芯在水平方向的位置及角度信息，并将当前待堆叠电芯的在水平方向的位置及角度信息发送给规整部121的控制单元，规整部121基于当前待堆叠电芯的位置及角度信息对承载部122进行相应的规整，从而使得电芯承载区1222与当前待堆叠电芯在水平方向的位置及角度相匹配。
在一些实施例中，电芯定位机构125包括相机，相机通过获取待堆叠电芯的图像并基于图像识别技术获得电芯的位置及角度信息。需要说明的是，基于图像识别技术获取待堆叠电芯的位置及角度信息为本领域技术人员所熟知的现有技术，本说明书不再对其具体实现方式及详细过程进行描述。
请继续参考图1所示，可选的，本发明还包括电芯检测机构124，电芯检测机构124被配置为对承载于承载部122上的电芯的检测。
如图1和图3所示，电芯检测机构124成对设置在承载部122的两侧，电芯检测机构124包括平移机构1241及连接在平移机构1241上的检测部1242。其中：平移机构1241用于驱动检测部1242在水平方向上平移，检测部1242包括若干在竖直方向上等距排布的用于分别检测一个电芯的检测单元12420。
在一些实施例中，检测部平移机构1241包括第一平移机构12411、第二平移机构12412，第二平移机构12412连接在第一平移机构12411上，检测部1242连接在第二平移机构12412上。第一平移机构12411和第二平移机构12412在水平方向上的移动方向相互垂直，经第一平移机构12411和第二平移机构12412的配合，检测部1242实现在水平方向上的位置调节。
在一些实施例中，检测单元12420至少包括一探针12421和一绝缘块12422，当两个电芯检测机构124从两侧靠近承载部122移动时，每对探针12421能够分别与一个电芯两端的极耳连接，从而形成一检测回路以实现对电芯的检测。在此过程中，绝缘块12422顶入至相邻两片电芯的极耳间，从而将极耳抬起，保证探针12421与极耳顺利连接。
请继续参考图1所示，可选的，本发明还包括电芯退料机构126，其被配置为在水平方向上推动承载部122。
堆叠开始前，电芯退料机构126将承载部122移动至预定的堆叠位置，以实现对承载部的初始定位。
堆叠完成后，电芯退料机构126将承载部122自堆叠位置移动至退料位置，以实现对电芯的退料。
如图4所示，在一些实施例中，电芯退料机构126包括滑轨、滑块、支撑板及水平驱动机构。其中：滑轨包括成对设置在承载部122两侧的第一滑轨1261和第二滑轨1262。滑块1263的第一端滑动连接在第一滑轨1261上，滑块1263的第二端滑动连接在第二滑轨1262上。承载部122承托在支撑板上，支撑板的下端与滑块1263固定连接。水平驱动机构与滑块1263传动连接，水平驱动机构驱动滑块1263沿着滑轨在水平方向上移动以带动承载部122在水平方向上移动。
为了防止电芯在移动过程中因惯性从承载部122上跌落，在一些优选实施例中，电芯退料机构125还包括竖直驱动机构(未图示)和竖直设置的升降板(未图示)。在这些实施例中，支撑板包括成对设置的第一支撑板1264和第二支撑板1265，第一支撑板1264竖直连接在滑块1263的第一端上，第二支撑板1265竖直连接在滑块1263的第二端上，第一支撑板1264的上端面与第二支撑板1265的上端共同承托承载部。竖直驱动机构的驱动端和升降板传动连接，升降板的第一端滑动连接在第一支撑板1264的竖向导轨上，升降板的第二端滑动连接在第二支撑板1265的竖向导轨上，竖直驱动机构驱动升降板沿着第一支撑板的竖向导轨和第二支撑板的竖向导轨进行升降运动。
堆叠完成后，竖直驱动机构先驱动升降板上升，从而使得升降板抵靠在堆叠好的电芯组的背部，以防止电芯在移动退料过程中跌落。
如图1所示，本发明还包括电芯上料机构100，电芯上料机构100用于将待堆叠电芯输送至承载部122的上方，以实现对电芯的上料。
在规整部121完成对承载部122的规整后，电芯上料机构100释放当前待堆叠的电芯，当前待堆叠的电芯落入至承载部122上的电芯承载区1222内。
上文对本发明进行了足够详细的具有一定特殊性的描述。所属领域内的普通技术人员应该理解，实施例中的描述仅仅是示例性的，在不偏离本发明的真实精神和范围的前提下做出所有改变都应该属于本发明的保护范围。本发明所要求保护的范围是由所述的权利要求书进行限定的，而不是由实施例中的上述描述来限定的。

Claims (7)

1.一种电芯堆叠机构，其特征在于，所述电芯堆叠机构至少包括规整部和承载部，所述承载部的上表面形成承载堆叠的电芯的电芯承载区，所述规整部的规整端固定连接所述承载部，所述规整部调整所述承载部在X轴方向上的位置、在Y轴方向上的位置和/或在水平方向上的角度，所述X轴和所述Y轴在水平方向上互相垂直；
所述电芯堆叠装置还包括成对设置在所述承载部两侧的电芯检测机构，所述电芯检测机构被配置为实现对承载于所述承载部上的电芯的检测；
所述电芯检测机构包括平移机构及连接在所述平移机构上的检测部，其中：所述平移机构用于驱动所述检测部在水平方向上平移，所述检测部包括若干在竖直方向上等距排布的可分别检测一个电芯的检测单元；
所述检测单元至少包括一探针和一绝缘块，所述电芯检测机构朝向所述承载部移动时，所述绝缘块被配置为顶入至相邻两片所述电芯的极耳之间，以抬起位于所述绝缘块上方的所述极耳，所述探针被配置为与被抬起的所述极耳连接；
所述电芯堆叠机构还包括电芯定位机构，所述电芯定位机构被配置为获取待堆叠电芯在水平方向上的位置及水平方向上的角度，所述规整部基于所述待堆叠电芯的位置及角度对所述承载部进行规整，以使得所述电芯承载区与所述待堆叠电芯对齐。
2.如权利要求1所述的电芯堆叠机构，其特征在于，所述承载部设置为矩形的板状结构，所述承载部的四个角上均设置有一个凸出于所述承载部的上表面的限位块，四个所述限位块限定出所述电芯承载区。
3.如权利要求1所述的电芯堆叠机构，其特征在于，所述电芯堆叠机构还包括顶升部，所述顶升部的顶升端固定连接所述规整部，所述顶升部被配置为在竖直方向上顶升所述规整部和所述承载部。
4.如权利要求1所述的电芯堆叠机构，其特征在于，所述平移机构包括第一平移机构和第二平移机构，所述第二平移机构连接在所述第一平移机构上，所述检测部连接在所述第二平移机构上，所述第一平移机构和所述第二平移机构在水平方向上的移动方向相互垂直。
5.如权利要求1所述的电芯堆叠机构，其特征在于，所述电芯堆叠机构还包括电芯退料机构，所述电芯退料机构被配置为在水平方向上推动所述承载部。
6.如权利要求5所述的电芯堆叠机构，其特征在于，所述电芯退料机构包括水平方向上设置的滑轨、滑块、支撑板及水平驱动机构，其中：
所述滑轨包括成对设置在所述承载部两侧的第一滑轨和第二滑轨；
所述滑块的第一端滑动连接在所述第一滑轨上，所述滑块的第二端滑动连接在所述第二滑轨上；
所述承载部设置于所述支撑板上，所述支撑板的下端与所述滑块固定连接；
所述水平驱动机构与所述滑块传动连接，所述水平驱动机构驱动所述滑块沿着所述滑轨在水平方向上移动以带动所述承载部移动。
7.如权利要求6所述的电芯堆叠机构，其特征在于，所述支撑板包括成对设置的第一支撑板和第二支撑板，其中：所述第一支撑板竖直连接在所述滑块的第一端上，所述第二支撑板竖直连接在所述滑块的第二端上，所述第一支撑板的上端面与所述第二支撑板的上端共同承托所述承载部；
所述电芯退料机构还包括竖直驱动机构和竖直设置的升降板，所述竖直驱动机构的驱动端和所述升降板传动连接，所述升降板的第一端滑动连接在所述第一支撑板的竖向导轨上，所述升降板的第二端滑动连接在所述第二支撑板的竖向导轨上，所述竖直驱动机构驱动所述升降板沿着所述第一支撑板的竖向导轨和所述第二支撑板的竖向导轨进行升降运动。
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