CN110814608B - 一种锂离子动力电池焊接*** - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种锂离子动力电池焊接***，包括机架，设置在机架上用于输送电池的输送线，还包括设置在机架上的顶升机构和焊接夹具，顶升机构用于将输送来的电池向上顶升至焊接夹具，焊接夹具用于电池的夹紧定位，所述的焊接夹具上设置有用于冷却焊接夹具的冷却装置。本发明在焊接夹具上设置冷却装置，能有效避免焊接过程中积累热量损坏电芯，顶升机构采用电缸，能够精准启停，避免压力过大损坏电池，配合拦截机构及焊接夹具，能实现电池的精准定位。

Description

一种锂离子动力电池焊接***
技术领域
本发明涉及电池焊接技术，具体涉及一种锂离子动力电池焊接***。
背景技术
目前，锂离子动力电池制造过程中，电芯入壳后要完成电池盖板入壳封装焊接，盖板入壳焊接要求焊后电池密封性好，壳体没有变形，焊缝质量好等。现在业内通常采用激光焊接完成此道工序。除了激光器及激光工艺对焊接质量的影响，焊接夹具也是保证焊接质量的关键。相同体积下，为了获得更高的重量比能量，电池壳体的厚度逐步降低，意味着方形铝壳体的刚性越来越低，导致在生产过程中，越发容易变形，致使壳体存在定位基准差、受力变形大等问题。这是直接影响焊接效果和生产良品率的重大症结。由于激光焊接的工艺要求，对盖板与壳体的配合精度要求很高，若存在缝隙较大或者偏位，极易产生烧穿、虚焊、焊塌、夹杂等焊接不良。
此外，对于盖板封焊，焊接过程时间久，长时间运行焊接夹具发热严重，有可能对电芯造成影响，引起电芯的隔膜收缩，造成安全隐患。因此焊接过程中，还需要考虑到夹具的冷却散热问题。
发明内容
本发明克服现有技术中的不足之处，提供一种锂离子动力电池焊接***。
其技术方案如下：一种锂离子动力电池焊接***，包括机架，设置在机架上用于输送电池的输送线，还包括设置在机架上的顶升机构和焊接夹具，顶升机构用于将输送来的电池向上顶升至焊接夹具，焊接夹具用于电池的夹紧定位，所述的焊接夹具上设置有用于冷却焊接夹具的冷却装置。
本发明的锂离子动力电池焊接夹具，上道工序完成后，将电池运送到输送线的上料位置，输送线间歇动作，当电池输送至焊接夹具下方时，顶升机构动作，将电池从输送线上顶升至焊接夹具，配合焊接夹具完成电池装夹。冷却装置的设计，可避免焊接过程中积累热量损坏电芯。
作为本发明的一种改进，所述的输送线包括输送线安装支架、输送线执行机构、电池托盘和拦截机构；输送线执行机构通过输送线安装支架安装在机架上，电池托盘间隔安装在输送线执行机构上，电池托盘上放置电池，拦截机构安装在输送线安装支架上，用于将电池定位在顶升位置。
输送线执行机构可采用链条或皮带传动，拦截机构可采用气缸加挡块的方式，输送线执行机构上安装有多个电池托盘，当电池运动到焊接夹具下方时，拦截机构的气缸伸出，初步定位电池X轴方向(链条运动方向)的位置，确保焊接夹具能够实现电池夹紧。
作为本发明的一种改进，所述的顶升机构包括底板、电缸驱动机构、电缸和叉车板，底板固定在机架上，电缸驱动机构安装在底板上，电缸固定在电缸驱动机构输出端，叉车板固定在电缸输出端，电缸驱动机构带动叉车板伸入电池底部，电缸带动叉车板将电池向上顶升至焊接夹具。采用电缸，能够精准启停，避免压力过大损坏电池。
作为本发明的一种改进，所述的焊接夹具包括安装板、以及设置在安装板上的Z轴限位机构、短边压紧机构和长边压紧机构；安装板固定在机架上，其上设有供电池穿过的方槽；Z轴限位机构设有一位于方槽上方且可盖住或露出方槽的连接板，方槽的一侧短边为短边定位侧，短边压紧机构设有一远离或靠近短边定位侧的短边移动定位块，方槽的一侧长边设有长边定位侧，长边压紧机构设有一远离或靠近长边定位侧的长边移动定位块。
本申请的Z轴限位机构、短边压紧机构和长边压紧机构采用气缸连接浮动接头带动直线导轨的形式，但不局限于该种形式。Z轴限位机构，装夹时，连接板伸出，实现电池竖直方向的定位，焊接时，连接板收回，不会妨碍焊接机构对电池端面的焊接。短边压紧机构和长边压紧机构共同完成电池的夹紧。
作为本发明的一种改进，所述的连接板的底面间隔设置有多个定位轴承，该定位轴承与电池顶面抵触配合。
作为本发明的一种改进，所述的连接板的底面还间隔设置有多个微动开关，用于检测电池顶升是否到位及水平。定位轴承和微动开关相配合，以检测电池顶升是否到位及水平。
作为本发明的一种改进，所述的冷却装置为设置在长边定位侧和长边移动定位块上的水冷夹套。由于长边定位侧和长边移动定位块与电池的接触面积最大，通过循环的冷却水，可以有效防止热量传导到焊接夹具上，从而解决现有的焊接夹具，因长时间运行焊接夹具发热严重，对电芯造成影响，引起电芯收缩，造成安全隐患的问题。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、焊接夹具上设置有冷却装置，能有效避免焊接过程中积累热量损坏电芯。
2、顶升机构采用电缸，能够精准启停，避免压力过大损坏电池，配合拦截机构及焊接夹具，能实现电池的精准定位。
附图说明
图1为本发明的锂离子动力电池焊接夹具的整体结构图；
图2为本发明的输送线的结构图；
图3为本发明的顶升机构的结构图；
图4为本发明的焊接夹具的结构图一；
图5为本发明的焊接夹具的结构图二；
附图标记说明：
1-机架；2-输送线；3-顶升机构；4-焊接夹具；10-电池；
201-输送线安装支架；202-输送线执行机构；203-电池托盘；204-拦截机构；
301-底板；302-气缸；303-浮动接头；304-直线导轨；305-电缸；306-叉车板；
401-安装板；402-Z轴限位机构；403-短边定位侧；404-短边压紧机构；405-长边定位侧；406-长边压紧机构；4021-定位轴承；4022-微动开关；4061-长边移动定位块。
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所示，一种锂离子动力电池焊接***，包括机架1、输送线2、顶升机构3、焊接夹具4以及用于冷却焊接夹具的冷却装置。机架1分为上下两层，焊接夹具4安装在机架1上层，输送线2、顶升机构3安装在机架1下层。
如图2所示，输送线2包括输送线安装支架201、输送线执行机构202、电池托盘203和拦截机构204。输送线执行机构202采用链条形式，但不局限于该种形式。输送线执行机构202上安装有多个电池托盘203，电池托盘203上放置电池10。电池托盘203底部为山字型，便于叉车板306伸入。输送线执行机构202通过输送线安装支架201安装在机架1下层。拦截机构204为固定在输送线安装支架201侧面的气缸，其线性输电端安装一块挡板，可伸入到链条上方阻挡电池托盘203。输送线2间歇动作，电池托盘203运动到焊接夹具4下方时，拦截机构204的气缸伸出，初步定位电池10在X轴方向的位置，确保焊接夹具4能够实现电池夹紧。
如图3所示，顶升机构3包括底板301、气缸302、浮动接头303、直线导轨304、电缸305和叉车板306。底板301固定在机架1下层，气缸302和直线导轨304固定在底板301上，构成电缸驱动机构，气缸302通过浮动接头303与直线导轨304的滑块连接，电缸305固定在直线导轨304的滑块上，叉车板306固定在电缸305的线性活动端。需要顶升机构3动作时，气缸302动作，叉车板306运动到电池10下方，然后电缸305动作，叉车板306上升将电池10顶升至焊接夹具4。
如图4和图5所示，焊接夹具4包括安装板401、Z轴限位机构402、短边定位侧403、短边压紧机构404、长边定位侧405和长边压紧机构406。安装板401固定在机架1上层，采用内部凹陷的双层板结构，便于Z轴限位机构402和长边压紧机构406的安装。Z轴限位机构402、短边压紧机构404和长边压紧机构406均采用气缸连接浮动接头带动直线导轨的形式，但不局限于该种形式。安装板401正对电池的区域设有供电池穿过的方槽。方槽上方设有可在Z轴限位机构402带动下沿Y轴方向运动的连接板，连接板底面装有四个定位轴承4021，沿X轴方向间隔设置，一边两个，同时，定位轴承4021之间沿X轴方向间隔设置两个微动开关4022。短边定位侧403位于方槽的短边侧，短边压紧机构404则与短边定位侧403相对，短边压紧机构404设置有一个可远离或靠近短边定位侧403的短边移动定位块(图中未示出)，用于沿X轴方向将电池夹紧。长边定位侧405位于方槽的长边侧，且朝下延伸出安装板401，长边压紧机构406设置有一个可远离或靠近长边定位侧405的长边移动定位块4061，用于沿Y轴方向将电池夹紧。特别的，长边定位侧405和长边移动定位块4061上均设置有冷却水套，能够在焊接过程中起到散热作用。
需要焊接夹具4进行电池夹紧定位时，Z轴限位机构402先动作，气缸带动直线导轨上的连接板伸出，使定位轴承4021和微动开关4022正对电池，随后顶升机构3动作，电池上升，运动到定位轴承4021时，竖直方向上位置被限定。此时微动开关4022能够检测到电池顶升是否到位及水平。短边压紧机构404动作将电池推紧到短边定位侧403，长边压紧机构406动作将电池推紧到长边定位侧405。最后，Z轴限位机构402动作，气缸缩回，完成电池的装夹。
本发明工作时，上道工序完成后，将电池运送到输送线2的上料位置，输送线2间歇动作，将电池运送到焊接夹具4下方，拦截机构204动作，使电池在X轴方向定位。随后顶升机构3动作将电池从输送线2上顶升至焊接夹具4，配合焊接夹具4完成电池装夹。
上述实施例只是为了说明本发明的技术构思及特点，其目的是在于让本领域内的普通技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡是根据本发明内容的实质所做出的等效的变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (6)

1.一种锂离子动力电池焊接***，包括机架，设置在机架上用于输送电池的输送线，其特征在于：还包括设置在机架上的顶升机构和焊接夹具，顶升机构用于将输送来的电池向上顶升至焊接夹具，焊接夹具用于电池的夹紧定位，所述的焊接夹具上设置有用于冷却焊接夹具的冷却装置；
所述的焊接夹具包括安装板、以及设置在安装板上的Z轴限位机构、短边压紧机构和长边压紧机构；安装板固定在机架上，其上设有供电池穿过的方槽；Z轴限位机构设有一位于方槽上方且可盖住或露出方槽的连接板，方槽的一侧短边为短边定位侧，短边压紧机构设有一远离或靠近短边定位侧的短边移动定位块，方槽的一侧长边设有长边定位侧，长边压紧机构设有一远离或靠近长边定位侧的长边移动定位块。
2.根据权利要求1所述的一种锂离子动力电池焊接***，其特征在于：所述的输送线包括输送线安装支架、输送线执行机构、电池托盘和拦截机构；输送线执行机构通过输送线安装支架安装在机架上，电池托盘间隔安装在输送线执行机构上，电池托盘上放置电池，拦截机构安装在输送线安装支架上，用于将电池定位在顶升位置。
3.根据权利要求1所述的一种锂离子动力电池焊接***，其特征在于：所述的顶升机构包括底板、电缸驱动机构、电缸和叉车板，底板固定在机架上，电缸驱动机构安装在底板上，电缸固定在电缸驱动机构输出端，叉车板固定在电缸输出端，电缸驱动机构带动叉车板伸入电池底部，电缸带动叉车板将电池向上顶升至焊接夹具。
4.根据权利要求1所述的一种锂离子动力电池焊接***，其特征在于：所述的连接板的底面间隔设置有多个定位轴承，该定位轴承与电池顶面抵触配合。
5.根据权利要求4所述的一种锂离子动力电池焊接***，其特征在于：所述的连接板的底面还间隔设置有多个微动开关，用于检测电池顶升是否到位及水平。
6.根据权利要求1所述的一种锂离子动力电池焊接***，其特征在于：所述的冷却装置为设置在长边定位侧和长边移动定位块上的水冷夹套。
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