专利名称：二次电池用组装托盘及二次电池的制造方法
技术领域：
本发明涉及在二次电池的组装工序中、尤其是在制造生产线上制造多种用端板保持二次电池的堆叠组件的侧部的电池组时，使托盘通用化的技术。
背景技术：
近年来，鉴于国际形势、环境问题等，开始出售多种混合动力车、电力汽车等搭载有大容量二次电池的汽车。并且，认为今后这种倾向将持续下去，预测搭载更大容量二次电池的汽车的种类会增加。因此，关于二次电池的大小，需要有多种，用于在组装二次电池的生产线上保持二次电池的托盘也需要应对该情况。由于搭载于汽车上的小型且大容量的二次电池目前为止利用度不高，因此关于这样的托盘的通用化的问题几乎没有研究。因此，现实情况是对一种电池使用一种托盘。但 是，预测今后需要用制造生产线制造更多种类的二次电池，这种托盘的通用化可以说是当务之急。以往，在制作各种各样构件的生产线上谋求过托盘的通用化，因此对托盘的通用化这一课题提出多个方案。例如专利文献I中公开了关于瓦(瓷砖)基底干燥托盘的技术。该瓦基底干燥用托盘，在相互平行的多根支承棒上，使支承面与瓦基底的形状大致一致的形状的支承件相互平行、跨过多根支承棒，其中，为了支承多种湿式形成的瓦基底，支承件的至少I个可在支承棒上移动。此外，专利文献2中公开了关于使用工件定位用夹具的方法及系统。托盘用于保持汽车的车身，具有沿纵向和横向延伸的多个骨架相互结合而成的框架，托盘支承件可装卸。此外，具有滑动式的定位机构、可锁定的夹具，由此可将车身保持于托盘上。专利文献3中公开了关于输送用托盘的技术。托盘用于输送车载用压缩机，具有形成为大致板状的基座部，和设于基座部、形成有与压缩机接触来支承压缩机的多个部位的支承面的支承块体，支承块体的多个部位的支承面形成为根据压缩机的种类而距离基座部的尺寸不同的带有台阶形状。通过做成这样的结构，可用I个托盘应对多种压缩机。专利文献I :日本特开平8-061587号公报专利文献2 日本特开2000-176747号公报专利文献3 日本特开2004-182307号公报
发明内容
但是，专利文献I至专利文献3中存在以下说明的问题。在输送二次电池时，需要用托盘支承二次电池的部分。但是，二次电池上可抵接支承的部分少，尤其是难以应对根据车种类不同而形状不同的底壳(lower case)。因此，难以直接应用专利文献I至专利文献3的技术。因此，本发明为了解决该问题，目的在于提供一种可支承多种二次电池的二次电池组装用托盘及电池的制造方法。
为了达到所述目的，本发明的一方案的二次电池组装用托盘具有以下的特征。(I) 一种二次电池用组装托盘，用于二次电池，该二次电池包括在多个排列着的单电池的两侧配置的端板和用于将所述单电池安装于车体的底壳，其特征在于，该二次电池用组装托盘具有将所述端板定位的定位销、支承所述端板及所述二次电池的堆叠组件的支座、和基板，所述定位销包括主定位销和副定位销，所述主定位销固定于所述基板，所述副定位销以能够相对于所述主定位销移动的方式保持于所述基板。(2)在⑴所述的二次电池用组装托盘中，优选是所述主定位销及所述副定位销是具有将所述端板定位的顶端部和支承所述底壳的支承部的带有台阶的形状，所述支承部被设定为与所述支座相同高度，所述主定位销、所述副定位销和所述支座插入配置于所述基板。此外，为了达到所述目的，本发明的另一方案的二次电池的制造方法具有以下的特征。 (3) 一种二次电池的制造方法，在组装用托盘上配置底壳，并且在该底壳配置用端板从两侧约束的多个排列着的单电池所构成的堆叠组件，进行组装，其特征在于，将以能够相对于在所述组装用托盘设置的主定位销移动的方式设置的副定位销，配置在与所述堆叠组件所具有的所述端板的位置对应的位置，使所述底壳支承在所述主定位销、所述副定位销及支座，将所述堆叠组件配置在所述底壳上，进行组装。根据具有这样特征的本发明的二次电池组装用托盘的一方案，可得到以下的作用效果。上述(I)所述的发明的方案是，在包括在多个排列的单电池的两侧配置的端板和用于将单电池安装于车体的底壳的二次电池所用的二次电池用组装托盘中，具有将端板定位的定位销、支承端板及二次电池的堆叠组件的支座、和基板，定位销包括主定位销和副定位销，主定位销固定于基板，副定位销以能够相对于主定位销移动的方式保持于基板。为了将二次电池安装到车辆而使用底壳，但该底壳的形状受车辆的车体等的形状影响。因此，通过做成用主定位销及副定位销对与在二次电池中比较容易支承的端板对应的部分进行定位、以可移动的方式保持副定位销的构造，从而能够利用I张二次电池用托盘支承不同尺寸的堆叠组件及底壳。若能够谋求托盘的通用化，则在用I个制造生产线制造多种二次电池时，能够大幅度减轻托盘的管理，益处非常大。尤其在多种二次电池混合存在而用I个制造生产线制造时，由于更换托盘的时间浪费导致生产效率变差，因此使托盘能够通用化的意义重大。此外，上述(2)方案是在(I)所述的二次电池用组装托盘中，主定位销及副定位销是具有将端板定位的顶端部和支承底壳的支承部的带有台阶的形状，支承部被设定为与支座相同高度，主定位销、副定位销和支座插入配置于基板。通过将定位销、副定位销、支座做成插入方式，从而在磨损时可更换。而且，通过将主定位销及副定位销做成带有台阶形状而设置支承部，能够使主定位销及副定位销起到支座的作用。通过如此结构，与底壳接触的部分可更换，能有助于延长托盘的寿命。此外，根据具有这样特征的本发明的二次电池的制造方法的方案，可得到以下的作用效果。上述(3)所述的发明，在组装用托盘上配置底壳，并且在底壳配置用端板从两侧约束的多个排列着的单电池所构成的堆叠组件，进行组装，将以能够相对于在组装用托盘设置的主定位销移动的方式设置的副定位销，配置在与堆叠组件所具有的端板的位置对应的位置，使底壳支承在主定位销、副定位销及支座，将堆叠组件配置在底壳上，进行组装。通过这样将副定位销配置成能够相对于主定位销移动，从而能够用一种通用托盘装配多种二次电池。通过可以谋求托盘的通用化，从而能够减少托盘的维持管理费，结果能够实现二次电池的成本降低。
图I是第I实施方式的电池单元的堆叠组件的立体图。图2是第I实施方式的底壳的立体图。图3是第I实施方式的底壳的俯视图。
图4是第I实施方式的底壳的侧视图。图5是第I实施方式的托盘的立体图。图6是表示第I实施方式的在托盘上装配电池单元的状态的立体图。图7是第I实施方式的在托盘上配置了电池单元的状态的俯视图。图8是第I实施方式的定位销部分的剖面图。图9是第I实施方式的进行了换产调整(程序变更)的托盘的立体图。图10是第I实施方式的工件B用底壳的立体图。图11是第I实施方式的工件B用底壳的俯视图。图12是第I实施方式的将电池单元配置在托盘上的俯视图。图13是第I实施方式的工件C用底壳的俯视图。图14是第I实施方式的将电池单元配置在托盘上的俯视图。图15是第2实施方式的进行了换产调整的托盘的立体图。
具体实施例方式首先，说明本发明的第I实施方式。图I表示第I实施方式所用的电池单元100的堆叠组件105的立体图。电池单元100所用的堆叠组件105是用2张端板101和4个约束零件102将多张重叠的单电池103约束而形成。单电池103的重量是每一个Ikg左右，堆叠组件105使用十几个 几十个单电池103，因此电池单元100为几十kg。用端板101压住重叠的单电池103的两侧，结合4个约束零件102，从而形成堆叠组件105。图2表示工件A用底壳110的立体图。图3表示工件A用底壳110的俯视图。图4表示工件A用底壳110的侧视图。工件A用底壳110是对厚度O. 7mm左右的钢板进行冲压成型而形成为有凹凸的形状。在工件A用底壳110形成有主定位销用定位孔111、副定位销用定位孔112、及2处销钉孔113。工件A用底壳110的形状根据所搭载的车种类而决定。电池单元100在未图示的车辆上的搭载位置多是沿着车身配置在后部座椅的下方、行李室下方等，需要避开车身、附属于车身的部件等地安装，因此工件A用底壳110大多也成为复杂的形状。主定位销用定位孔111及副定位销用定位孔112设定为Φ9、销钉孔113设定为Φ5. 2。
图5表示托盘200的立体图。托盘200的基座210由树脂制的板材构成，大小为1100mm X 600mm左右，厚度为30mm左右。在该基座210的上面设有块体206，插入有主定位销201、支承面销203、带有销钉退避孔的销204。此外，副定位销202插入移动块体207。主定位销201及副定 位销202是实施如下台阶加工而成的定位销使Φ 14的圆筒销的顶端部201a为Φ6,支座201b为根部。支承面销203是Φ 14的销，带有销钉退避孔的销204是在Φ 14的销的顶端设置Φ8的孔。该孔是用于避开在端板101安装的未图示的销钉的孔。顶端部201a为了防止破损而优选是Φ6以上。由于未图示的销钉贯穿工件A用底壳110而突出，所以设为不与带有销钉退避孔的销204干涉。主定位销201、副定位销202、支承面销203及带有销钉退避孔的销204是使用耐磨损性高的金属的销，可相对于块体206及移动块体207更换。移动块体207被构成为可与副定位销202 —起在基座210上移动。移动块体207利用未图示的螺栓和定位销等而固定、定位于基座210，可配置在预定场所。图6是表示在托盘200上装配电池单元100的状态的立体图。图7表示在托盘200上配置了电池单元100的状态的俯视图。在由设于基座210的主定位销201、副定位销202、支承面销203及带有销钉退避孔的销204支承的工件A用底壳110组装电池单元100。主定位销201及副定位销202的顶端插入电池单元100的端板101而定位。此外，设于端板101的未图示的销钉穿过设于工件A用底壳110的销钉孔113而插入到在带有销钉退避孔的销204设置的退避孔。用设于主定位销201及副定位销202的带有台阶的支承面部分、支承面销203的头顶部、及带有销钉退避孔的销204的头顶部，承受支承工件A用底壳110的下面。图8表示定位销部分的剖面图。如上所述，主定位销201形成有顶端部201a和支座201b。如图7所示，主定位销201的顶端部20Ia贯穿工件A用底壳110的副定位销用定位孔112而插入到设置在端板101的定位孔101a，被定位。副定位销202是相同构造。
如此，在托盘200上配置工件A用底壳110，组装堆叠组件105，从而能够形成电池单元100。具体而言，在托盘200配置了工件A用底壳110的状态下，将堆叠组件105安装在工件A用底壳110，用螺栓将工件A用底壳110和堆叠组件105固定。其后，用配线将堆叠组件105结合而形成电池单元100，进行充放电检查。如此进行电池单元100的组装，从托盘200卸下。图9表示进行了换产调整的托盘200的立体图。在托盘200设置的副定位销202及移动块体207可以在基座210上移动。具体而言，是移动块体207插入基座210的形式，在基座210上设置多个孔，从而可进行换产调整。图10表示工件B用底壳120的立体图。图11表示工件B用底壳120的俯视图。图12表示将电池单元100配置在托盘200上的俯视图。工件B用底壳120与工件A用底壳110同样，是用于载置堆叠组件105的部件，但与工件A用底壳110的形状不同。与工件A用底壳110同样，在工件B用底壳120也设有主定位销用定位孔121、副定位销用定位孔122及销钉孔123。在工件B用底壳120使用与工件A用底壳110相同尺寸的堆叠组件105。因此，虽然工件A用底壳110和工件B用底壳120的形状不同，但在生产使用工件A用底壳110的电池单元100时和生产使用工件B用底壳120的电池单元100时不需进行换产调整，就能进行电池单元100的生产。图13表示工件C用底壳130的俯视图。图14表示将电池单元100配置在托盘200上的俯视图。工件C用底壳130与工件B用底壳120的形状非常类似，因此省略立体图。工件B用底壳120和工件C用底壳130的不同点在于由于堆叠组件105的长度不同，因此使副定位销202及移动块体207移动。此外，比较图14和图12可知，在托盘200上配置的电池单元100的位置也不同。另外，工件C用底壳130所用的堆叠组件105的单电池103的个数是34。因此，不能与工件A用底壳110及工件B用底壳120的副定位销202及移动块体207的位置相同地进行运
用，因此需要进行换产调整。但是，堆叠组件105所用的单电池103的大小没有变化，仅是重叠个数不同，因此 堆叠组件105仅是横向变长，所用的端板101的形状相同。工件A用底壳110及工件B用底壳120所用的堆叠组件105所使用的单电池103的个数是32，而工件C用底壳130所用的堆叠组件705所使用的单电池103的个数是34。因此，需要将工件C用底壳130设定得大于工件A用底壳110。因此，如图9所示，对副定位销202及移动块体207进行换产调整而与在工件C用底壳130设置的主定位销用定位孔131及副定位销用定位孔132的孔对应，从而能够使用基座210进行在工件C用底壳130组装堆叠组件105的作业。由此，如图12所示那样在托盘200上配置电池单元100。第I实施方式的电池单元100的制造方法是上述构成，所以能够起到以下说明的
作用效果。首先，作为效果可举出可谋求托盘的通用化这一点。第I实施方式的电池单元100所用的托盘200是如下这样的部件在具有配置在多个排列的单电池103的两侧的端板101和用于将单电池103安装于车体的工件A用底壳110的二次电池所用的二次电池用组装托盘中，具有定位端板101的定位销、支承端板101及二次电池的堆叠组件105的支承面销203、基座210，定位销包括主定位销201和副定位销202，主定位销201固定于基座210，副定位销202可相对于主定位销201移动地保持于基座210。通过将主定位销201及副定位销202插入在端板101设置的定位孔101a，来确定电池单元100的位置。并且，由于堆叠组件105是将单电池103排列多个来使用，因此仅在重叠单电池103的方向上堆叠组件105的大小有变化。因此，通过改变副定位销202相对于主定位销201的位置，就能应对多种电池单元100。所以，使用一张托盘200就能应对多种电池单元100，因此存在成本优势。若在生产线上采用多种托盘200，则需要将托盘200存放的空间，因此需要很大的设备设置面积。此外，由于需要更换托盘200的作业，因此若随机(任意)制造电池单元100的品种，则准备时间(加工准备时间)必然变长。申请人:的生产方式是以极力减少在库为目的，从而需要用一个生产线随机地生产电池单元100。在批量生产方面生产效率低。申请人调查得知，若进行批量生产，生产效率变差4. 5%左右。因此，需要能够使托盘200对于多品种通用化，采用本发明的方法使托盘200通用使用，可对于电池单元100的成本降低贡献非常大。
此外，由于用以可从托盘200卸下的状态保持的主定位销201、副定位销202、支承面销203及带有销钉退避孔的销204来支承工件A用底壳110、工件B用底壳120或工件C用底壳130，因此可延长托盘200的寿命。由于主定位销201、副定位销202、支承面销203及带有销钉退避孔的销204使用耐磨损性高的部件，因此有助于延长托盘200的寿命。此外，由于主定位销201的形状是由顶端部201a及支座201b构成的带有台阶的形状，因此用主定位销201兼具支承面销203的支承工件A用底壳110等的功能，能够减少托盘200上的安装空间。该构造在副位置定位销202也一样，通过进行换产调整使副定位销202移动，从而支座也可移动，省略了换产调整的功夫，也能发挥防误防错的作用。因此，能够有助于提高电池单元100的生产效率。接着，说明本发明的第2实施方式。第2实施方式与第I实施方式结构大致相同，但托盘200的换产调整的方式有些不同，以下说明该不同点。 图15表示第2实施方式的托盘200的立体图。托盘200所具有的副定位销202及移动块体207可在基座210上移动。此外，在移动块体207上设置的带有销钉退避孔的销204也可以在基座210上移动。但是，关于移动块体207的结构，与第I实施方式相同，通过换产调整而使其移动。如此使带有销钉退避孔的销204也能移动，从而能够应对更多种类的电池单元100。关于副定位销202及带有销钉退避孔的销204的移动，若移动量少，则可利用带有销钉退避孔的销204支承端板101附近，因此即使不进行换产调整也没有大问题。但是，根据电池单元100的尺寸，副定位销202及带有销钉退避孔的销204会移动到使得底壳挠曲的位置，即，不适于用设于托盘200的带有销钉退避孔的销204支承电池单元100。因此，存在使带有销钉退避孔的销204可移动更有利的情况。以上，基于第I实施方式及第2实施方式说明了发明，但本发明不限于所述实施方式，在不脱离发明要旨的范围内可适当改变一部分结构来实施。例如，为了谋求电池单元100的通用化而将副定位销202及移动块体207的换产调整位置做成2个位置，但为了应对许多品种也可以是3个位置以上。此外，不仅可以如第2实施方式所示改变带有销钉退避孔的销204的位置，也可以改变支承面销203的位置。但是，若换产调整的功夫增加则准备时间增长，因此优选是尽可能能够通用化。此外，关于例示的材质、尺寸等可以在设计事项范围内进行变更。附图标记说明100电池单元101 端板IOla 定位孔102约束零件103单电池105堆叠组件110工件A用底壳111主定位销用定位孔112副定位销用定位孔113销钉孔
120工件B用底壳121主定位销用定位孔122副定位销用定位孔123销钉孔130工件C用底壳131主定位销用定位孔132副定位销用定位孔200托盘
201主定位销201a 顶端部201b 支座202副定位销203支承面销204带有销钉退避孔的销206块体207移动块体210基座
权利要求
1.一种二次电池用组装托盘，用于二次电池，该二次电池包括在多个排列着的单电池的两侧配置的端板和用于将所述单电池安装于车体的底壳，其特征在于， 该二次电池用组装托盘具有将所述端板定位的定位销、支承所述端板及所述二次电池的堆叠组件的支座、和基板， 所述定位销包括主定位销和副定位销，所述主定位销固定于所述基板，所述副定位销以能够相对于所述主定位销移动的方式保持于所述基板。
2.根据权利要求I所述的二次电池用组装托盘，其特征在于， 所述主定位销及所述副定位销是具有将所述端板定位的顶端部和支承所述底壳的支承部的带有台阶的形状， 所述支承部被设定为与所述支座相同高度， 所述主定位销、所述副定位销和所述支座插入配置于所述基板。
3.一种二次电池的制造方法，在组装用托盘上配置底壳，并且在该底壳配置用端板从两侧约束的多个排列着的单电池所构成的堆叠组件，进行组装，其特征在于， 将以能够相对于在所述组装用托盘设置的主定位销移动的方式设置的副定位销，配置在与所述堆叠组件所具有的所述端板的位置对应的位置， 使所述底壳支承在所述主定位销、所述副定位销及支座， 将所述堆叠组件配置在所述底壳上，进行组装。
全文摘要
本发明提供一种可支承多种二次电池的二次电池组装用托盘，在具有配置于排列的单电池(103)的两端的端板(101)和配置于下部的底壳(110)的二次电池所用的二次电池用组装托盘(200)中，包括将端板(101)定位的主定位销(201)和副定位销(202)、支承二次电池的堆叠组件(105)的支承面销(203)、和基座(210)，主定位销(201)固定于基座(210)，副定位销(202)以可移动的方式保持在基座(210)。
文档编号H01M2/10GK102893426SQ201080033880
公开日2013年1月23日 申请日期2010年9月20日 优先权日2010年9月20日
发明者关哲男 申请人:丰田自动车株式会社