CN219610505U - 一种电芯堆叠设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电芯堆叠设备，用于实现电芯的自动化堆叠，其包括承载机构、移载机构和辅助对中机构，其中，承载机构用于承载堆叠中及堆叠后的电芯，承载机构设置有用于承载堆叠后的电芯的堆叠端；移载机构被配置为接收第n组电芯，并将第n组电芯移至承载机构的堆叠端，移载机构还被配置为接收第n+1组电芯，并将第n+1组电芯堆叠至第n组电芯的端面，直至形成具有指定个数电芯的电芯组，n为≥1的正整数，辅助对中机构被配置为在堆叠第n+1组电芯时，先将已堆叠的第n组电芯对中并夹持。上述电芯堆叠设备通过辅助对中机构在每次堆叠第n+1组电芯时，先将第n组电芯对中并夹持，以保证第n+1组电芯堆叠的基准不会发生偏离，进而大大降低了电芯的堆叠误差。

Description

一种电芯堆叠设备

技术领域

本实用新型属于锂电池生产技术领域，尤其涉及一种电芯堆叠设备。

背景技术

随着汽车新能源行业的蓬勃发展，电池的应用越来越广泛。现有的电池通常需要将单个的电芯组装成模组以满足汽车的动力需求，目前业内已涌现出大、长模组，一模组会包含二十片以上电芯单元。电芯自动化生产线对电芯的组装流程大致包括上料、测试、翻转、堆叠过程，将待加工的电芯进行测试、加工、组装后，将电芯堆叠在一起。

经过了测试、加工、组装后，将电芯一层一层对中堆叠时，相邻电芯通过缓冲垫表面的胶条粘接在一起。现有技术中，一般是通过夹持组件将电芯依次推到堆叠位置后与前面的电芯紧贴，实现电芯的依次粘合。

然而，在采用上述方式堆叠时，每个刚堆叠好的电芯都会成为下一个电芯的堆叠基准。但由于胶条自身的伸缩性，堆叠好的电芯会在胶条膨胀复位的过程中出现偏移，导致后续电芯的堆叠基准偏离，随着电芯的不断堆叠，电芯的堆叠误差就会不断加大，最终导致电芯模组无法符合工艺要求。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种电芯堆叠设备，以解决现有技术中电芯堆叠工序中存在堆叠误差大的问题。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种电芯堆叠设备，其包括承载机构、移载机构和辅助对中机构，其中，

承载机构用于承载堆叠中及堆叠后的电芯，承载机构设置有用于承载堆叠后的电芯的堆叠端；

移载机构被配置为接收第n组电芯，并将第n组电芯移至承载机构的堆叠端，移载机构还被配置为接收第n+1组电芯，并将第n+1组电芯堆叠至第n组电芯的端面，直至形成具有指定个数电芯的电芯组，n为≥1的正整数，

辅助对中机构被配置为在堆叠第n+1组电芯时，先将已堆叠的第n组电芯对中并夹持。

通过辅助对中机构在每次堆叠第n+1组电芯时，先将第n组电芯对中并夹持，以保证第n+1组电芯堆叠的基准不会发生偏离，进而大大降低了电芯的堆叠误差。

可选的，电芯堆叠设备还包括用于驱动承载机构沿电芯的堆叠方向滑移的直线驱动模组，在第n组电芯堆叠于堆叠端后，直线驱动模组带动承载机构沿着堆叠方向步进第n组电芯厚度的距离，移载机构每次将第n组电芯移至堆叠端时所需移动的距离相同。

通过直线驱动模组、承载机构和移载机构的配合，实现了电芯的快速堆叠，缩短了节拍周期，提高工作效率。

可选的，移载机构包括至少一组夹持组件，每组电芯包括两块电芯，每组夹持组件均包括两个夹持部件，两个夹持部件沿电芯的堆叠方向并列放置，每个夹持部件用于单独夹持或松开一块电芯。

通过夹持部件对待堆叠的电芯夹持并对中，以实现电芯的初对中，进一步提高电芯堆叠的精确性，同时夹持组件每次接收两块电芯进行堆叠，进一步提高了工作效率。

可选的，移载机构包括两组夹持组件和第一驱动组件，两组夹持组件被配置为分别接收一组电芯，再先后将所接收的电芯堆叠至堆叠端，第一驱动组件被配置为同步驱动两组夹持组件沿垂直于电芯堆叠的方向往复移动。

通过设置两组夹持组件，其中一组夹持组件所接收的电芯完成堆叠后，第一驱动组件驱动另一组夹持组件移动至堆叠位置，以将另一组夹持组件所接收的电芯进行堆叠，进一步缩短节拍周期，提高工作效率。

可选的，辅助对中机构包括至少一组夹持对中组件，夹持对中组件被配置为对已堆叠电芯的最外端电芯对中并夹持，夹持对中组件上设置有用于压紧已堆叠电芯的最外端电芯的上表面的压紧组件。

通过夹持对中组件和压紧组件的配合，能够保证对电芯对中的精确性和可靠性，有利于降低了电芯的堆叠误差。

可选的，承载机构设置有两个，两个承载机构交替工作，辅助对中机构包括两组夹持对中组件，每组夹持对中组件对应一个承载机构。

通过设置两个承载机构和两组夹持对中组件，每组夹持对中组件对应一个承载机构，两个承载机构交替工作，保证了电芯堆叠的连续性，不需等待，进一步缩短节拍周期，提高工作效率。

可选的，辅助对中机构上还设置有用于扫描电芯的图形码的扫码组件。

通过设置扫码组件，实现了对堆叠电芯的追踪和统计，提供了一种具有扫码功能的辅助对中机构。

可选的，承载机构设置有两个，两个承载机构交替工作，辅助对中机构还包括第二驱动组件，第二驱动组件被配置为驱动夹持对中组件在两个承载机构间切换。

通过第二驱动组件和两个承载机构的配合，实现了将夹持对中组件移动至处于工作状态的承载机构上，在保证电芯堆叠的连续性的前提下，简化了整体结构。

可选的，辅助对中机构上还设置有用于清洗电芯组外侧面的清洗装置，清洗装置位于承载机构的移动路径外。

通过设置清洗装置，实现了对电芯组外侧面的清洗，提供了一种兼具清洗功能的辅助对中机构。

可选的，承载机构包括相对设置的电芯模组夹持组件和端板夹持组件，端板夹持组件被配置为夹持初始的电芯并对初始的电芯定基准，电芯模组夹持组件被配置为在电芯组堆叠完成后，夹持最末端的电芯并与端板夹持组件配合将电芯组夹紧固定。

通过设置端板夹持组件，实现了夹持初始的电芯并对初始的电芯定基准，通过电芯模组夹持组件和端板夹持组件的配合，能够实现在电芯组完成堆叠后，将电芯组堆叠方向的两端夹持固定，避免直线驱动模组在驱动承载机构移动时，电芯组产生空隙。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的电芯堆叠设备的立体结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的电芯堆叠设备的承载机构的立体结构示意图；

图3是图2中A处的局部放大图；

图4是图2中B处的局部放大图；

图5是本实用新型实施例提供的电芯堆叠设备的移载机构的立体结构示意图；

图6是图5中C处的局部放大图；

图7是本实用新型实施例提供的电芯堆叠设备的辅助对中机构的立体结构示意图；

图8是本实用新型实施例提供的电芯堆叠设备的辅助对中机构的又一立体结构示意图。

图1至图8中包括如下附图标记：

承载机构10，直线驱动模组11、电芯模组夹持组件12、第二驱动件120、第三夹持部件121、端板夹持组件13、第四夹持部件130、第二基准板131；

移载机构20，夹持组件21、第一夹持部件210、第一驱动件211、支撑件212、第一基准板213、第一驱动组件22、基座23；

辅助对中机构30，夹持对中组件31、第二夹持部件310、压紧组件32、压紧驱动件320、压紧件321、扫码组件33、扫码驱动组件34、清洗装置35、等离子清洗器350、清洗驱动组件351；

电芯组40。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、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实用新型作进一步详细的说明。

电芯在经过了测试、加工、组装后，需要将电芯一层一层对中堆叠，堆叠时相邻电芯通过缓冲垫表面的胶条粘接在一起。现有技术中，一般是通过夹持组件将电芯依次推到堆叠位置后与前面的电芯紧贴，实现电芯的依次粘合。

然而，在采用上述方式堆叠时，每个刚堆叠好的电芯都会成为下一个电芯的堆叠基准。但由于胶条自身的伸缩性，堆叠好的电芯会在胶条膨胀复位的过程中出现偏移，导致后续电芯的堆叠基准偏离，随着电芯的不断堆叠，电芯的堆叠误差就会不断加大，最终导致电芯模组无法符合工艺要求。

因此，本实用新型提供了一种电芯堆叠设备，请参阅图1和图2所示，本实用新型实施例提供的电芯堆叠设备用于实现电芯的自动堆叠，电芯堆叠设备包括承载机构10、移载机构20和辅助对中机构30，其中，承载机构10用于承载堆叠中及堆叠后的电芯，承载机构10设置有用于承载堆叠后的电芯的堆叠端；移载机构20被配置为接收第n组电芯，并将第n组电芯移至承载机构10的堆叠端，移载机构20还被配置为接收第n+1组电芯，并将第n+1组电芯堆叠至第n组电芯的端面，直至形成具有指定个数电芯的电芯组40，n为≥1的正整数，辅助对中机构30被配置为在堆叠第n+1组电芯时，先将已堆叠的第n组电芯对中并夹持。

可见，通过承载机构10和移载机构20的配合，能够实现电芯的自动堆叠，通过辅助对中机构30在每次堆叠第n+1组电芯时，先将第n组电芯对中并夹持，能够保证第n+1组电芯堆叠的基准不会发生偏离，进而大大降低了电芯的堆叠误差。

作为一种实施方式，电芯堆叠设备还包括用于驱动承载机构10沿电芯的堆叠方向滑移的直线驱动模组11，在第n组电芯堆叠于堆叠端后，直线驱动模组11带动承载机构10沿着堆叠方向步进第n组电芯厚度的距离，移载机构20每次将第n组电芯移至堆叠端时所需移动的距离相同。

可见，当第n组电芯堆叠于堆叠端后，通过直线驱动模组11带动承载机构10沿着堆叠方向步进第n组电芯厚度的距离，以将堆叠位置让出，移载机构20再堆叠第n+1组电芯，实现了电芯的快速堆叠，缩短了节拍周期，提高工作效率。

作为一种实施方式，请参阅图5和图6所示，移载机构20包括至少一组夹持组件21，每组电芯包括两块电芯，每组夹持组件21均包括两个第一夹持部件210，两个第一夹持部件210沿电芯的堆叠方向并列放置，每个第一夹持部件210用于单独夹持或松开一块电芯。

具体的，每组夹持组件21均还包括第一驱动件211、支撑件212和第一基准板213，第一驱动件211用于在第一夹持部件210松开电芯后沿堆叠方向推动电芯向前移动，以实现电芯的堆叠，支撑件212用于托住电芯，作为电芯下表面的基准，两块电芯中位于内侧的电芯抵靠在第一基准板213上，位于内侧的第一夹持部件210夹持内侧的电芯，位于外侧的第一夹持部件210夹持外侧的电芯。

优选的，两个第一夹持部件210均采用气动夹爪。

可见，在两块待堆叠的电芯堆叠前，两个第一夹持部件210对两块待堆叠的电芯夹持并对中，以实现电芯的初对中，进一步提高电芯堆叠的精确性，同时夹持组件21每次接收两块电芯进行堆叠，进一步提高了工作效率。

作为一种实施方式，移载机构20包括两组夹持组件21和第一驱动组件22，两组夹持组件22被配置为分别接收一组电芯，再先后将所接收的电芯堆叠至承载机构10的堆叠端，第一驱动组件22被配置为同步驱动两组夹持组件21沿垂直于电芯堆叠的方向往复移动。

具体的，移载机构20还包括基座23，基座23安装于第一驱动组件22的活动端，两组夹持组件21安装于基座23上，第一驱动组件22驱动基座23沿垂直于电芯堆叠的方向往复移动，以带动两组夹持组件21同步沿垂直于电芯堆叠的方向往复移动。

可见，第一驱动组件22先驱动其中一组夹持组件22移动至承载机构10的堆叠位置，将该夹持组件22所接收的电芯进行堆叠后，第一驱动组件22再驱动另一组夹持组件22移动至承载机构10的堆叠位置，以将另一组夹持组件22所接收的电芯进行堆叠，进一步缩短节拍周期，提高工作效率。

作为一种实施方式，请参阅图7和图8所示，辅助对中机构30包括至少一组夹持对中组件31，夹持对中组件31被配置为对已堆叠电芯的最外端电芯对中并夹持，夹持对中组件31上设置有用于压紧已堆叠电芯的最外端电芯的上表面的压紧组件32。

具体的，夹持对中组件31包括第二夹持部件310，第二夹持部件310优选采用气动夹爪，压紧组件32包括压紧驱动件320和压紧件321，压紧件321安装于压紧驱动件320的活动端，压紧驱动件320驱动压紧件321靠近或远离电芯，以将对应位置的电芯压紧或松开，压紧件321优选采用辊轮。

可见，第二夹持部件310夹持已堆叠电芯的最外端电芯两侧，以将已堆叠电芯的最外端电芯对中并固定，压紧驱动件320驱动压紧件321将已堆叠电芯的最外端电芯的上表面压紧，能够保证对电芯对中的精确性和可靠性，有利于降低了电芯的堆叠误差。

作为一种实施方式，请参阅图1和图7所示，承载机构10设置有两个，两个承载机构10交替工作，辅助对中机构30包括两组夹持对中组件31，每组夹持对中组件31对应一个承载机构10。

可见，在移载机构20在其中的一个承载机构10上堆叠完指定个数的电芯后，移载机构20切换至另外一个承载机构10上继续堆叠电芯，保证了电芯堆叠的连续性，不需等待，进一步缩短节拍周期，提高工作效率。

作为一种实施方式，辅助对中机构30上还设置有用于扫描电芯的图形码的扫码组件33。

具体的，辅助对中机构30上还设置有用于驱动扫码组件33沿垂直于电芯堆叠的方向往复移动的扫码驱动组件34，以实现交替对两个承载机构10上的电芯扫码。

具体的，图形码为条形码或二维码的任一种。

可见，在辅助对中机构30上集成有扫码组件33，实现了对堆叠电芯的追踪和统计，提供了一种具有扫码功能的辅助对中机构，设备集成度高，占用空间小。

作为一种实施方式，承载机构10设置有两个，两个承载机构10交替工作，辅助对中机构30还包括第二驱动组件(图中未绘示)，第二驱动组件被配置为驱动夹持对中组件31在两个承载机构10间切换。

可见，当其中一个承载机构10上的电芯堆叠完成后，第二驱动组件驱动夹持对中组件31移动至另外一个承载机构10上，在保证电芯堆叠的连续性的前提下，只需设置一组夹持对中组件31，简化了整体结构。

作为一种实施方式，请参阅图8所示，辅助对中机构30上还设置有用于清洗电芯组外侧面的清洗装置35，清洗装置35位于承载机构10的移动路径外。

具体的，清洗装置35包括两个相对设置于电芯组外侧面的外侧的等离子清洗器350和清洗驱动组件351，清洗驱动组件351为双轴驱动模组，清洗驱动组件351用于驱动两个等离子清洗器350沿垂直于电芯堆叠的方向往复移动或升降。

可见，在辅助对中机构30上集成有清洗装置35，实现了对电芯组外侧面的清洗，提供了一种兼具清洗功能的辅助对中机构，进一步提高设备的集成度。

作为一种实施方式，请参阅图2至图4所示，承载机构10包括相对设置的电芯模组夹持组件12和端板夹持组件13，端板夹持组件13被配置为夹持初始的电芯并对初始的电芯定基准，电芯模组夹持组件12被配置为在电芯组40堆叠完成后，夹持最末端的电芯并与端板夹持组件13配合将电芯组40夹紧固定。

具体的，电芯模组夹持组件12包括第二驱动件120和第三夹持部件121，第二驱动件120的固定端固定于承载机构10上，第二驱动件120的活动端安装第三夹持部件121，第二驱动件120驱动第三夹持部件121升降。

具体的，端板夹持组件13包括第四夹持部件130和第二基准板131，第二基准板131作为承载机构10的堆叠端的基准板，以对初始的电芯定基准，第四夹持部件130用于夹持初始的电芯。

可见，通过端板夹持组件13实现了夹持初始的电芯并对初始的电芯定基准，在初始状态下，第三夹持部件121处于低位，在电芯组40堆叠完成后，第二驱动件120驱动第三夹持部件121上升至高位并夹持最末端的电芯，同时配合端板夹持组件13，将电芯组40相对固定于承载机构10，避免直线驱动模组11驱动承载机构10移动时，电芯组40产生空隙。

本实施例提供的电芯堆叠设备的工作原理为：

S1，起吊装置将2*2(共计4块)块电芯夹取并放入移载机构20的夹持组件21内，移载机构20共有两组夹持组件21，每组夹持组件21夹持两块并列的电芯，

S2，每个夹持组件21先将两块并列的电芯分别单独对中夹紧，移载机构20先将一组夹持组件21移动至其中的一个承载机构10上，使两个电芯沿着该承载机构10移动至堆叠端依次进行堆叠，

S3，再将另一组夹持组件21的两块电芯堆叠到步骤S2中的承载机构10上，此时由辅助对中机构30对中并夹紧已堆叠的最外端的电芯，然后另一组夹持组件21的电芯再堆叠到堆叠端，具体堆叠时，承载机构10会后退两个电芯的距离，再由辅助对中机构30夹持最外端的电芯，然后移载机构20继续堆叠，每次堆叠后，承载机构10都会后退两个电芯的距离，如此反复直至步骤S2中的承载机构10上堆叠指定个数的电芯；

S4，当步骤S2中的承载机构10上堆叠好一个电芯组40后，移载机构20继续在另一个承载机构10上堆叠电芯模组，步骤S2中的承载机构10上的电芯组40由起吊装置送到下道工序。

本实施例中提供的电芯堆叠设备具有以下优点：

1)在每次堆叠下一个电芯时，先对上一个电芯对中并夹持，能够保证电芯堆叠的基准不会发生偏离，进而大大降低了电芯的堆叠误差。

2)在下一电芯堆叠前，承载机构沿着堆叠方向步进两个电芯厚度的距离，以将堆叠位置让出，实现了电芯的快速堆叠，缩短了节拍周期，提高工作效率。

3)在电芯堆叠前，先对电芯的初对中，进一步提高电芯堆叠的精确性。

4)能够实现电芯的连续堆叠，提高工作效率，满足快节拍的作业要求。

5)集成有扫码和清洗功能，设备集成度高，整体占用空间小。

以上实施例只是阐述了本实用新型的基本原理和特性，本实用新型不受上述事例限制，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还有各种变化和改变，这些变化和改变都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种电芯堆叠设备，其特征在于，所述电芯堆叠设备包括承载机构、移载机构和辅助对中机构，其中，

所述承载机构用于承载堆叠中及堆叠后的电芯，所述承载机构设置有用于承载堆叠后的电芯的堆叠端；

所述移载机构被配置为接收第n组电芯，并将所述第n组电芯移至所述承载机构的堆叠端，所述移载机构还被配置为接收第n+1组电芯，并将所述第n+1组电芯堆叠至所述第n组电芯的端面，直至形成具有指定个数电芯的电芯组，所述n为≥1的正整数，

所述辅助对中机构被配置为在堆叠所述第n+1组电芯时，先将已堆叠的第n组电芯对中并夹持。

2.根据权利要求1所述的电芯堆叠设备，其特征在于，所述电芯堆叠设备还包括用于驱动所述承载机构沿所述电芯的堆叠方向滑移的直线驱动模组，在第n组电芯堆叠于所述堆叠端后，所述直线驱动模组带动所述承载机构沿着堆叠方向步进第n组电芯厚度的距离，所述移载机构每次将第n组电芯移至所述堆叠端时所需移动的距离相同。

3.根据权利要求1所述的电芯堆叠设备，其特征在于，所述移载机构包括至少一组夹持组件，每组电芯包括两块电芯，每组所述夹持组件均包括两个夹持部件，两个所述夹持部件沿电芯的堆叠方向并列放置，每个所述夹持部件用于单独夹持或松开一块电芯。

4.根据权利要求3所述的电芯堆叠设备，其特征在于，所述移载机构包括两组所述夹持组件和第一驱动组件，两组所述夹持组件被配置为分别接收一组电芯，再先后将所接收的电芯堆叠至所述堆叠端，所述第一驱动组件被配置为同步驱动两组所述夹持组件沿垂直于所述电芯堆叠的方向往复移动。

5.根据权利要求1所述的电芯堆叠设备，其特征在于，所述辅助对中机构包括至少一组夹持对中组件，所述夹持对中组件被配置为对已堆叠电芯的最外端电芯对中并夹持，所述夹持对中组件上设置有用于压紧已堆叠电芯的最外端电芯的上表面的压紧组件。

6.根据权利要求5所述的电芯堆叠设备，其特征在于，所述承载机构设置有两个，两个所述承载机构交替工作，所述辅助对中机构包括两组夹持对中组件，每组夹持对中组件对应一个承载机构。

7.根据权利要求1所述的电芯堆叠设备，其特征在于，所述辅助对中机构上还设置有用于扫描电芯的图形码的扫码组件。

8.根据权利要求5所述的电芯堆叠设备，其特征在于，所述承载机构设置有两个，两个所述承载机构交替工作，所述辅助对中机构还包括第二驱动组件，所述第二驱动组件被配置为驱动所述夹持对中组件在两个所述承载机构间切换。

9.根据权利要求1所述的电芯堆叠设备，其特征在于，所述辅助对中机构上还设置有用于清洗所述电芯组外侧面的清洗装置，所述清洗装置位于所述承载机构的移动路径外。

10.根据权利要求2所述的电芯堆叠设备，其特征在于，所述承载机构包括相对设置的电芯模组夹持组件和端板夹持组件，所述端板夹持组件被配置为夹持初始的电芯并对初始的电芯定基准，所述电芯模组夹持组件被配置为在所述电芯组堆叠完成后，夹持最末端的电芯并与所述端板夹持组件配合将所述电芯组夹紧固定。