CN114665138A - 一种无模组设计pack间隙堆叠装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种无模组设计PACK间隙堆叠装置，包括基板，所述基板上安装有用于堆叠电芯的堆叠平台和用于移动承载平台的驱动平台，且承载平台用于电芯的中心定位和搬运，所述承载平台包括底层夹紧机构，且底层夹紧机构上对称安装有侧定位机构；装置对电芯装夹装转移时，降低了对电芯外形尺寸的要求，远远优于框架堆叠电芯，降低了成本，通过侧定位机构，定位电芯侧面，保证电芯堆叠位置精准高，上层电芯定位机构，将电芯与环氧板进行精确组装，底层夹紧机构，分中方式定位电芯侧面，该种堆叠方式，因为电芯之间存在较大的间隙，进而电芯膨胀不会挤压相邻的电芯，相较于传统贴在一起的电芯，额外增加了散热面积。

Description

一种无模组设计PACK间隙堆叠装置

技术领域

本发明涉及新能源制造技术领域，尤其涉及一种无模组设计PACK间隙堆叠装置。

背景技术

市面上常见的动力电池电芯大多采用直接贴合、使用框架支撑组装等方式，此种方式对电芯的尺寸精度要求的很高，一旦有尺寸的超差，必然会有公差积累；

常规动力电池模组电芯热胀冷缩因为之间没有缝隙进而缩短了电芯的使用寿命，增加热失控风险；

额外使用框架把电芯组装成小模块进而组成大模组，这样会大大的增加物料成本及产品重量；

常规动力电池模组电芯使用胶水或双面胶完全贴合导致电芯散发的热量不能及时排出，增加了模组热失控风险，降低了产品整体稳定性。

发明内容

本发明解决的问题在于提供一种无模组设计PACK间隙堆叠装置，解决了上述的技术问题。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种无模组设计PACK间隙堆叠装置，包括基板，所述基板上安装有用于堆叠电芯的堆叠平台和用于移动承载平台的驱动平台，且承载平台用于电芯的中心定位和搬运；

所述承载平台包括底层夹紧机构，且底层夹紧机构上对称安装有侧定位机构，且侧定位机构上安装有上层电芯定位机构；

所述堆叠平台包括支座，两个所述支座分别位于基板顶侧两端，且两个支座之间安装有横梁，所述横梁上可拆卸安装有支撑板；

所述驱动平台包括安装在基板上的两个轴座，且轴座间安装有螺纹丝杆，其中一个轴座上安装有电机，且电机输出端与螺纹丝杆连接。

优选的，所述横梁上安装有若干个第一气缸和挡块，所述第一气缸的伸缩端安装有压块，且支撑板安装在挡块和压块之间，所述支撑板上设置有环氧板。

优选的，所述底层夹紧机构包括与螺纹丝杆螺纹连接的支撑底板，且支撑底板与基板顶侧的第一滑轨滑动安装，所述支撑底板上安装有若干个用于支撑侧定位机构的支柱，所述支撑底板顶部位于横梁下方对称安装第二气缸，且每个第二气缸的两个移动端通过移动块安装有L型的夹爪臂，且夹爪臂底侧与支撑底板顶部的第二滑轨滑动安装，所述夹爪臂内安装有第三气缸，且第三气缸顶部伸缩端安装有L型的连接臂，且连接臂与夹爪臂侧壁的第三滑轨滑动安装，且连接臂上安装有压紧块。

优选的，靠近所述支撑板的压紧块内部安装有第一马达，所述第一马达输出端安装有第一转板和第二转板。

优选的，所述第二转板外侧安装有调节筒，所述调节筒内安装有第一活塞，且第一活塞与第一连接杆一端连接，且第一连接杆另一端贯穿第二转板与第一转板连接。

优选的，所述侧定位机构包括安装在支柱上的L型的支板，所述支板上滑动安装有滑框，且滑框内侧安装有用于电芯承载的承载条，所述滑框上滑动安装有筋板，且筋板侧壁安装有用于调节电芯间距的限位组件。

优选的，所述支板上安装有第四气缸，所述第四气缸伸缩端与滑框连接，且滑框与位于支板上的第四滑轨滑动安装，所述滑框上安装有第五气缸，所述第五气缸与筋板连接，且筋板与位于滑框上的第五滑轨滑动安装。

优选的，所述限位组件包括固定座，所述固定座内开设有调节槽，所述固定座端部安装有第二马达，且第二马达输出端位于调节槽内安装有两端螺纹方向相反的双向螺纹杆，所述双向螺纹杆分别与两个调节板螺纹连接，且调节板、第一转板和第二转板的厚度相同，所述固定座内开设有调节腔，且调节腔靠近第二马达端与调节筒连接第二转板端通过气管连接，所述调节腔内部安装有第二活塞，且第二活塞与第二连接杆一端连接，且第二连接杆另一端与一个调节板连接，当调节筒和调节腔内部气体相互转移时，第一活塞的移动距离是第二活塞移动距离的2倍。

优选的，所述上层电芯定位机构包括安装在支板上的立板，且立板上安装有支承板，所述支承板顶部滑动安装有上滑板，且上滑板与位于支承板上的第六滑轨滑动安装，所述上滑板底侧对称活动安装有两个下压板，所述支承板顶部两端分别安装有侧滑座，且侧滑座与位于支承板上的第七滑轨滑动安装，所述侧滑座位于支承板下方安装有连接座，且连接座上活动安装有侧压板。

优选的，所述支承板上安装有第六气缸和第八气缸，所述第六气缸伸缩端与上滑板连接，所述第八气缸伸缩端与侧滑座连接，所述上滑板底侧对称竖直安装有第七气缸，且第七气缸伸缩端与下压板连接，所述连接座内水平安装有第九气缸，且第九气缸伸缩端与侧压板连接。

本发明的有益效果是：装置对电芯装夹转移时，降低了对电芯外形尺寸的要求，远远优于框架堆叠电芯，降低了成本，通过侧定位机构，定位电芯侧面，保证电芯堆叠位置精准高，上层电芯定位机构，将电芯与环氧板进行精确组装，底层夹紧机构，分中方式定位电芯侧面，该种堆叠方式，因为电芯之间存在较大的间隙，进而电芯膨胀不会挤压相邻的电芯，相较于传统贴在一起的电芯，额外增加了散热面积；

堆叠速度快，相较于传统的立式堆叠，省去了多轴机器放置的时间，直接使用高速伺服进行位置输送；维修更方便，相较于传统的机器人堆叠方式，此种堆叠结构对后期的维护保养更方便；可开放性强，只要对结构定位进行简单的替换修改，即可兼容、替换不同尺寸的电芯；

同时通过限位组件能够对电芯之间的间隙进行调整，通过第二马达工作带动双向螺纹杆旋转，进而带动两个调节板移动，调整两个调节板的间距，当调节板位于两个电芯之间后，在进行电芯定位时，两个调节板的间距为电芯的间隙，能够根据不同规格的电芯，匹配不同的间隙，且调节板移动时，通过第二连接杆带动第二活塞移动，将调节筒内空气吸入调节腔内，且带动第一活塞和第一连接杆移动，此时调整第一转板和第二转板的间距始终与两个调节板的间距相同，当重复操作进行电芯堆叠时，一旦第二转板与环氧板上的堆叠完成的电芯接触后，承载平台停止工作，此时将电芯压下，保证所有堆叠电芯的间距相同。

附图说明

图1为本发明整体结构示意图；

图2为本发明堆叠平台和驱动平台结构示意图；

图3为本发明承载平台结构示意图；

图4为本发明底层夹紧机构俯视图；

图5为本发明底层夹紧机构结构示意图；

图6为本发明结构示意侧视图；

图7为本发明图4中A区域局部放大图；

图8为本发明底层夹紧机构和侧定位机构结构示意图；

图9为本发明侧定位机构结构示意图；

图10为本发明限位组件剖视图；

图11为本发明上层电芯定位机构第一结构示意图；

图12为本发明上层电芯定位机构第二结构示意图。

图例说明：

1、基板；2、堆叠平台；3、驱动平台；4、承载平台；5、底层夹紧机构；6、侧定位机构；7、上层电芯定位机构；201、支座；202、横梁；203、支撑板；204、第一气缸；205、压块；301、轴座；302、电机；303、螺纹丝杆；501、支撑底板；502、第二气缸；503、移动块；504、夹爪臂；505、连接臂；506、支柱；507、第三气缸；508、压紧块；5081、第一马达；5082、第一转板；5083、第二转板；5084、调节筒；5085、第一活塞；5086、第一连接杆；601、支板；602、滑框；603、承载条；604、筋板；605、限位组件；606、第四气缸；607、第五气缸；6051、固定座；6052、调节板；6053、调节腔；6054、第二活塞；6055、第二连接杆；6056、调节槽；6057、第二马达；6058、双向螺纹杆；701、立板；702、支承板；703、上滑板；704、下压板；705、侧滑座；706、连接座；707、侧压板；708、第六气缸；709、第七气缸；710、第八气缸；711、第九气缸。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

下面给出具体实施例。

参见图1~图12，一种无模组设计PACK间隙堆叠装置，包括基板1，基板1上安装有用于堆叠电芯的堆叠平台2和用于移动承载平台4的驱动平台3，且承载平台4用于电芯的中心定位和搬运；

堆叠平台2包括支座201，两个支座201分别位于基板1顶侧两端，且两个支座201之间安装有横梁202，横梁202上可拆卸安装有支撑板203，横梁202上安装有若干个第一气缸204和挡块，第一气缸204的伸缩端安装有压块205，且支撑板203安装在挡块和压块205之间，支撑板203上设置有环氧板，通过第一气缸204带动压块205移动，进而实现支撑板203的安装固定；

驱动平台3包括安装在基板1上的两个轴座301，且轴座301间安装有螺纹丝杆303，其中一个轴座301上安装有电机302，且电机302输出端与螺纹丝杆303连接，通过电机302带动螺纹丝杆303旋转，进而带动承载平台4在驱动平台3上移动，实现承载平台4的位置调整；

承载平台4包括底层夹紧机构5，且底层夹紧机构5上对称安装有侧定位机构6，且侧定位机构6上安装有上层电芯定位机构7；

底层夹紧机构5包括与螺纹丝杆303螺纹连接的支撑底板501，且支撑底板501与基板1顶侧的第一滑轨滑动安装，支撑底板501上安装有若干个用于支撑侧定位机构6的支柱506，支撑底板501顶部位于横梁202下方对称安装第二气缸502，且每个第二气缸502的两个移动端通过移动块503安装有L型的夹爪臂504，且夹爪臂504底侧与支撑底板501顶部的第二滑轨滑动安装，夹爪臂504内安装有第三气缸507，且第三气缸507顶部伸缩端安装有L型的连接臂505，且连接臂505与夹爪臂504侧壁的第三滑轨滑动安装，且连接臂505上安装有压紧块508，通过第三气缸507调整连接臂505和压紧块508的高度，第二气缸502工作带动夹爪臂504收缩时对电芯进行夹紧固定，靠近支撑板203的压紧块508内部安装有第一马达5081，第一马达5081输出端安装有第一转板5082和第二转板5083，通过第一马达5081实现第一转板5082和第二转板5083的旋转，进而对第一转板5082和第二转板5083的位置进行调整，第二转板5083外侧安装有调节筒5084，调节筒5084内安装有第一活塞5085，且第一活塞5085与第一连接杆5086一端连接，且第一连接杆5086另一端贯穿第二转板5083与第一转板5082连接；

侧定位机构6包括安装在支柱506上的L型的支板601，支板601上滑动安装有滑框602，且滑框602内侧安装有用于电芯承载的承载条603，滑框602上滑动安装有筋板604，且筋板604侧壁安装有用于调节电芯间距的限位组件605，支板601上安装有第四气缸606，第四气缸606伸缩端与滑框602连接，且滑框602与位于支板601上的第四滑轨滑动安装，滑框602上安装有第五气缸607，第五气缸607与筋板604连接，且筋板604与位于滑框602上的第五滑轨滑动安装，侧定位机构6的第四气缸606和第五气缸607同时工作带动滑框602和筋板604移动，通过滑框602上的承载条603实现电芯位于承载平台4内的左右居中定位，且限位组件605上的调节板6052位于两个电芯之间，限位组件605包括固定座6051，固定座6051内开设有调节槽6056，固定座6051端部安装有第二马达6057，且第二马达6057输出端位于调节槽6056内安装有两端螺纹方向相反的双向螺纹杆6058，双向螺纹杆6058分别与两个调节板6052螺纹连接，且调节板6052、第一转板5082和第二转板5083的厚度相同，固定座6051内开设有调节腔6053，且调节腔6053靠近第二马达6057端与调节筒5084连接第二转板5083端通过气管连接，调节腔6053内部安装有第二活塞6054，且第二活塞6054与第二连接杆6055一端连接，且第二连接杆6055另一端与一个调节板6052连接，当调节筒5084和调节腔6053内部气体相互转移时，第一活塞5085的移动距离是第二活塞6054移动距离的2倍，调节板6052移动时，通过第二连接杆6055带动第二活塞6054移动，将调节筒5084内空气吸入调节腔6053内，且带动第一活塞5085和第一连接杆5086移动，此时调整第一转板5082和第二转板5083的间距始终与两个调节板6052的间距相同；

上层电芯定位机构7包括安装在支板601上的立板701，且立板701上安装有支承板702，支承板702顶部滑动安装有上滑板703，且上滑板703与位于支承板702上的第六滑轨滑动安装，上滑板703底侧对称活动安装有两个下压板704，支承板702顶部两端分别安装有侧滑座705，且侧滑座705与位于支承板702上的第七滑轨滑动安装，侧滑座705位于支承板702下方安装有连接座706，且连接座706上活动安装有侧压板707，支承板702上安装有第六气缸708和第八气缸710，第六气缸708伸缩端与上滑板703连接，第八气缸710伸缩端与侧滑座705连接，上滑板703底侧对称竖直安装有第七气缸709，且第七气缸709伸缩端与下压板704连接，连接座706内水平安装有第九气缸711，且第九气缸711伸缩端与侧压板707连接，第八气缸710工作收缩带动侧滑座705移动至承载平台4的中心处，通过支承板702上连接座706上的第九气缸711工作带动侧压板707移动作用于电芯，实现电芯位于承载平台4内的前后居中定位，第六气缸708带动上滑板703移动至电芯上方，通过第七气缸709带动下压板704下移，将电芯压到支撑板203以及环氧板上粘贴固定。

支撑板203放置在堆叠平台2的横梁202上，通过第一气缸204带动压块205移动，进而将支撑板203限位在压块205和挡块之间，且支撑板203上设置有带胶环氧板，通过驱动平台3的电机302工作带动螺纹丝杆303旋转，进而实现承载平台4在驱动平台3上的移动；

此时将两个电芯放置于堆叠平台2上，承载平台4开始移动，初始位置时，第八气缸710和第二气缸502的伸缩端处于伸长状态，其余气缸的伸缩端均处于收缩状态，承载平台4移动至两个电芯上方，此时侧定位机构6的第四气缸606和第五气缸607同时工作带动滑框602和筋板604移动，通过滑框602上的承载条603实现电芯位于承载平台4内的左右居中定位，且限位组件605上的调节板6052位于两个电芯之间，通过第二马达6057工作带动双向螺纹杆6058旋转，进而带动两个调节板6052移动，调整两个调节板6052的间距，通过第八气缸710工作收缩带动侧滑座705移动至承载平台4的中心处，通过支承板702上连接座706上的第九气缸711工作带动侧压板707移动作用于电芯，实现电芯位于承载平台4内的前后居中定位，然后通过第三气缸507调整连接臂505和压紧块508的高度，第二气缸502工作带动夹爪臂504收缩时对电芯进行夹紧固定，然后第四气缸606、第五气缸607、第八气缸710和第九气缸711工作恢复至初始位置，然后承载平台4移动带动电芯移动至支撑板203上对应位置，此时第六气缸708带动上滑板703移动至电芯上方，通过第七气缸709带动下压板704下移，将电芯压到支撑板203以及环氧板上粘贴固定，所有气缸复位，重复操作进行电芯的堆叠；

调节板6052移动时，通过第二连接杆6055带动第二活塞6054移动，将调节筒5084内空气吸入调节腔6053内，且带动第一活塞5085和第一连接杆5086移动，此时调整第一转板5082和第二转板5083的间距始终与两个调节板6052的间距相同，当重复操作进行电芯堆叠时，第二转板5083与环氧板上的电芯接触后，承载平台4停止工作，此时将电芯压下，始终保证所有堆叠电芯的间距相同。

装置对电芯装夹装转移时，降低了对电芯外形尺寸的要求，远远优于框架堆叠电芯，降低了成本，通过侧定位机构6，定位电芯侧面，保证电芯堆叠位置精准高，上层电芯定位机构7，将电芯与环氧板进行精确组装，底层夹紧机构5，分中方式定位电芯侧面，该种堆叠方式，因为电芯之间存在较大的间隙，进而电芯膨胀不会挤压相邻的电芯，相较于传统贴在一起的电芯，额外增加了散热面积；

堆叠速度快，相较于传统的立式堆叠，省去了多轴机器放置的时间，直接使用高速伺服进行位置输送；维修更方便，相较于传统的机器人堆叠方式，此种堆叠结构对后期的维护保养更方便；可开放性强，只要对结构定位进行简单的替换修改，即可兼容、替换不同尺寸的电芯；

同时通过限位组件605能够对电芯之间的间隙进行调整，通过第二马达6057工作带动双向螺纹杆6058旋转，进而带动两个调节板6052移动，调整两个调节板6052的间距，当调节板6052位于两个电芯之间后，在进行电芯定位时，两个调节板6052的间距为电芯的间隙，能够根据不同规格的电芯，匹配不同的间隙，且调节板6052移动时，通过第二连接杆6055带动第二活塞6054移动，将调节筒5084内空气吸入调节腔6053内，且带动第一活塞5085和第一连接杆5086移动，此时调整第一转板5082和第二转板5083的间距始终与两个调节板6052的间距相同，当重复操作进行电芯堆叠时，一旦第二转板5083与环氧板上的堆叠完成的电芯接触后，承载平台4停止工作，此时将电芯压下，保证所有堆叠电芯的间距相同。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种无模组设计PACK间隙堆叠装置，其特征在于，包括基板（1），所述基板（1）上安装有用于堆叠电芯的堆叠平台（2）和用于移动承载平台（4）的驱动平台（3），且承载平台（4）用于电芯的中心定位和搬运；

所述承载平台（4）包括底层夹紧机构（5），且底层夹紧机构（5）上对称安装有侧定位机构（6），且侧定位机构（6）上安装有上层电芯定位机构（7）；

所述堆叠平台（2）包括支座（201），两个所述支座（201）分别位于基板（1）顶侧两端，且两个支座（201）之间安装有横梁（202），所述横梁（202）上可拆卸安装有支撑板（203）；

所述驱动平台（3）包括安装在基板（1）上的两个轴座（301），且轴座（301）间安装有螺纹丝杆（303），其中一个轴座（301）上安装有电机（302），且电机（302）输出端与螺纹丝杆（303）连接。

2.根据权利要求1所述的一种无模组设计PACK间隙堆叠装置，其特征在于，所述横梁（202）上安装有若干个第一气缸（204）和挡块，所述第一气缸（204）的伸缩端安装有压块（205），且支撑板（203）安装在挡块和压块（205）之间，所述支撑板（203）上设置有环氧板。

3.根据权利要求1所述的一种无模组设计PACK间隙堆叠装置，其特征在于，所述底层夹紧机构（5）包括与螺纹丝杆（303）螺纹连接的支撑底板（501），且支撑底板（501）与基板（1）顶侧的第一滑轨滑动安装，所述支撑底板（501）上安装有若干个用于支撑侧定位机构（6）的支柱（506），所述支撑底板（501）顶部位于横梁（202）下方对称安装第二气缸（502），且每个第二气缸（502）的两个移动端通过移动块（503）安装有L型的夹爪臂（504），且夹爪臂（504）底侧与支撑底板（501）顶部的第二滑轨滑动安装，所述夹爪臂（504）内安装有第三气缸（507），且第三气缸（507）顶部伸缩端安装有L型的连接臂（505），且连接臂（505）与夹爪臂（504）侧壁的第三滑轨滑动安装，且连接臂（505）上安装有压紧块（508）。

4.根据权利要求3所述的一种无模组设计PACK间隙堆叠装置，其特征在于，靠近所述支撑板（203）的压紧块（508）内部安装有第一马达（5081），所述第一马达（5081）输出端安装有第一转板（5082）和第二转板（5083）。

5.根据权利要求4所述的一种无模组设计PACK间隙堆叠装置，其特征在于，所述第二转板（5083）外侧安装有调节筒（5084），所述调节筒（5084）内安装有第一活塞（5085），且第一活塞（5085）与第一连接杆（5086）一端连接，且第一连接杆（5086）另一端贯穿第二转板（5083）与第一转板（5082）连接。

6.根据权利要求1所述的一种无模组设计PACK间隙堆叠装置，其特征在于，所述侧定位机构（6）包括安装在支柱（506）上的L型的支板（601），所述支板（601）上滑动安装有滑框（602），且滑框（602）内侧安装有用于电芯承载的承载条（603），所述滑框（602）上滑动安装有筋板（604），且筋板（604）侧壁安装有用于调节电芯间距的限位组件（605）。

7.根据权利要求6所述的一种无模组设计PACK间隙堆叠装置，其特征在于，所述支板（601）上安装有第四气缸（606），所述第四气缸（606）伸缩端与滑框（602）连接，且滑框（602）与位于支板（601）上的第四滑轨滑动安装，所述滑框（602）上安装有第五气缸（607），所述第五气缸（607）与筋板（604）连接，且筋板（604）与位于滑框（602）上的第五滑轨滑动安装。

8.根据权利要求6所述的一种无模组设计PACK间隙堆叠装置，其特征在于，所述限位组件（605）包括固定座（6051），所述固定座（6051）内开设有调节槽（6056），所述固定座（6051）端部安装有第二马达（6057），且第二马达（6057）输出端位于调节槽（6056）内安装有两端螺纹方向相反的双向螺纹杆（6058），所述双向螺纹杆（6058）分别与两个调节板（6052）螺纹连接，且调节板（6052）、第一转板（5082）和第二转板（5083）的厚度相同，所述固定座（6051）内开设有调节腔（6053），且调节腔（6053）靠近第二马达（6057）端与调节筒（5084）连接第二转板（5083）端通过气管连接，所述调节腔（6053）内部安装有第二活塞（6054），且第二活塞（6054）与第二连接杆（6055）一端连接，且第二连接杆（6055）另一端与一个调节板（6052）连接，当调节筒（5084）和调节腔（6053）内部气体相互转移时，第一活塞（5085）的移动距离是第二活塞（6054）移动距离的2倍。

9.根据权利要求1所述的一种无模组设计PACK间隙堆叠装置，其特征在于，所述上层电芯定位机构（7）包括安装在支板（601）上的立板（701），且立板（701）上安装有支承板（702），所述支承板（702）顶部滑动安装有上滑板（703），且上滑板（703）与位于支承板（702）上的第六滑轨滑动安装，所述上滑板（703）底侧对称活动安装有两个下压板（704），所述支承板（702）顶部两端分别安装有侧滑座（705），且侧滑座（705）与位于支承板（702）上的第七滑轨滑动安装，所述侧滑座（705）位于支承板（702）下方安装有连接座（706），且连接座（706）上活动安装有侧压板（707）。

10.根据权利要求9所述的一种无模组设计PACK间隙堆叠装置，其特征在于，所述支承板（702）上安装有第六气缸（708）和第八气缸（710），所述第六气缸（708）伸缩端与上滑板（703）连接，所述第八气缸（710）伸缩端与侧滑座（705）连接，所述上滑板（703）底侧对称竖直安装有第七气缸（709），且第七气缸（709）伸缩端与下压板（704）连接，所述连接座（706）内水平安装有第九气缸（711），且第九气缸（711）伸缩端与侧压板（707）连接。

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