电池模块的装配装置及装配方法与流程

本发明涉及电池模组的装配技术领域，尤其涉及电池模块的装配装置及装配方法。

背景技术：

电池通常包括壳体和设于壳体内的电池模组，一般的电池模块没有受壳体外形限制，具有良好的装配空间，零部件可以直接按照装配顺序组装在壳体内，完成单个电池模块的安装。但对于一些具有至少上下两层电池模组的电池模块，其还包括有用于固定电池模组的紧固件和支架等，而如若按照现有的电池模块的装配方法将电池模组组装到壳体内后，由于受到壳体结构外形的影响，电池模组导入到壳体内部距离壳体边缘尺寸过小，壳体剩余的安装空间不足，很难实现将紧固件和支架等其他零部件继续组装在壳体内，工作人员的操作难度极大，甚至无法操作。即使电池模块最后组装成功，生产效率也极低，且由于无法对电池模块的零部件进行精确定位，还导致电池模块的累计误差及其本身性能达不到生产的要求，良品率低。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种电池模块的装配装置及装配方法，旨在解决现有技术的电池模组的组装受到壳体空间限制而导致装配精度低甚至无法安装的技术问题。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种电池模块的装配装置，包括机架、设于所述机架上端两侧的第一侧板和第二侧板以及转动连接于所述第一侧板和所述第二侧板之间且用于供电池模块装配的翻转工作台，所述第一侧板上设有用于限定所述翻转工作台转动角度的限位机构。

优选地，所述翻转工作台上设有供所述电池模组的各零部件紧固安装的若干安装孔和/或若干夹具。

优选地，所述翻转工作台靠近所述第一侧板的端部设有第一转轴、靠近所述第二侧板的端部设有第二转轴，所述第一转轴和所述第二转轴的中轴线与所述翻转工作台宽度方向的中心线共线；所述第一侧板和所述第二侧板分别开设有与所述第一转轴和所述第二转轴转动连接的第一转接孔和第二转接孔，所述限位机构与所述第一转轴连接并用于限制所述第一转轴的转动角度。

优选地，所述限位机构包括分度盘以及限位块，所述限位块可转动地设于所述第一侧板的上方，所述分度盘设于所述第一侧板的外侧并与所述第一转轴固定连接，所述分度盘上开设有转动所述分度盘时与所述限位块卡接的至少两个呈角度设置的限位槽。

优选地，至少两个所述限位槽在其深度的延长方向呈90°角度设置。

优选地，所述限位机构还包括翻转手柄，所述翻转手柄与所述分度盘固定连接以用于操控所述分度盘转动。

优选地，所述第一转轴外套接有与所述第一转轴过盈配合的第一轴承，所述第一转接孔内设有与所述第一侧板固定连接的第一轴承挡圈，所述第一轴承位于所述第一轴承挡圈内且与所述第一轴承挡圈过盈配合；所述第二转轴外套接有与所述第二转轴过盈配合的第二轴承，所述第二转接孔内设有与所述第二侧板固定连接的第二轴承挡圈，所述第二轴承位于所述第二轴承挡圈内且与所述第二轴承挡圈过盈配合。

优选地，所述第一转轴外还套接有用于防止所述第一轴承产生轴向窜动的轴套，所述轴套抵接于所述分度盘与所述第一轴承之间；所述第二转轴的外端连接有用于防止所述第二轴承轴向窜动的限位螺母，所述限位螺母抵接于所述第二轴承。

优选地，所述机架反向于所述翻转工作台的翻转方向的上端设有支撑块，所述支撑块的顶端和内侧均螺纹连接有用于支撑抵接所述翻转工作台的底部以限制所述翻转工作台的翻转角度的调整螺栓。

本发明的有益效果：本发明的电池模块的装配装置，通过将翻转工作台可转动地设置在机架上的第一侧板和第二侧板之间，这样可以实现对该翻转工作台进行翻转，然后对翻转后的翻转工作台通过限位机构限定，从而确保翻转工作台始终保持在需要的角度状态，然后将电池模块的各部件根据需要在翻转工作台上定位装配，这样通过该翻转工作台模拟电池的壳体，装配电池模块的各零部件时可以避免受到壳体内有限空间的限制，能够通过翻转该翻转工作台至最佳的角度以确保电池模块的各零部件的安装精度，解决装配空间受限制的问题，不但操作更加便利，使得装配效率得以提高，同时保证了产品结构设计的累计误差。

本发明的另一种技术方案是：一种电池模块的装配方法，包括以下步骤：

S1：提供上述的电池模块的装配装置，翻转所述翻转工作台至水平状态，并通过操作所述限位机构限定所述翻转工作台保持水平状态，将电池模块的支架固定安装在所述翻转工作台上；

S2：翻转所述翻转工作台至竖直状态，并通过操作所述限位机构限定所述翻转工作台保持竖直状态，将电池模块的导向螺杆旋入所述支架，导入电池模块的电池模组，然后拔出所述导向螺杆，并将所述支架预紧在所述翻转工作台上，再将电池模块的紧固件设置在所述电池模组上；

S3：翻转所述翻转工作台至水平状态，并通过操作所述限位机构限定所述翻转工作台保持水平状态，将各所述紧固件固定连接在所述电池模组上，电池模组装配完毕。

本发明的电池模块的装配方法，使用上述的电池模块的装配装置对电池模块进行装配，通过对翻转工作台进行翻转以调整其至适合的状态模拟电池的壳体对电池模块进行装配，从而使得在装配电池模块的各零部件时不受空间的限制，解决装配空间受限制的问题，不但操作更加便利，使得装配效率得以提高，同时保证了产品结构设计的累计误差。

附图说明

图1为本发明实施例提供的电池模块的装配装置的立体结构示意图。

图2为本发明实施例提供的电池模块的装配装置的立体结构分解示意图。

图3为本发明实施例提供的电池模块的装配装置的机架的立体结构示意图。

图4为本发明实施例提供的电池模块的装配装置的翻转工作台的立体结构示意图。

图5为本发明实施例提供的电池模块的装配装置的第一转轴与第一侧板连接的剖切图。

图6为本发明实施例提供的电池模块的装配装置的第二转轴与第二侧板连接的剖切图。

附图标记包括：

10—机架 11—万向轮 12—储物层

13—第一支撑板 14—第二支撑板 15—调整螺栓

16—支撑块 20—第一侧板 21—第一转接孔

22—第一轴承 23—第一轴承挡圈 24—轴套

30—第二侧板 31—第二转接孔 32—第二轴承

33—第二轴承挡圈 34—限位螺母 40—翻转工作台

41—第一转轴 42—第二转轴 43—安装孔

44—夹具 50—限位机构 51—分度盘

52—限位块 53—翻转手柄 511—限位槽。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图1～6描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1至图4所示，本发明的实施例提供的一种电池模块的装配装置，包括机架10、设于所述机架10上端两侧的第一侧板20和第二侧板30以及转动连接于所述第一侧板20和所述第二侧板30之间且用于供电池模块装配的翻转工作台40，第一侧板20和第二侧板30可以通过紧固件锁紧固定在机架10上，进一步地，在机架10上端长度方向的两侧分别设置用于分别供与第一侧板20和第二侧板30焊接的第一支撑板13和第二支撑板14，所述第一侧板20上设有用于限定所述翻转工作台40转动角度的限位机构50。具体地，本发明实施例的电池模块的装配装置，通过将翻转工作台40可转动地设置在机架10上的第一侧板20和第二侧板30之间，这样可以实现对该翻转工作台40进行翻转，然后对翻转后的翻转工作台40通过限位机构50限定，从而确保翻转工作台40始终保持在需要的角度状态，然后将电池模块的各部件根据需要在翻转工作台40上定位装配，这样通过该翻转工作台40模拟电池的壳体，装配电池模块的各零部件时可以避免受到壳体内有限空间的限制，能够通过翻转该翻转工作台40至最佳的角度以确保电池模块的各零部件的安装精度，解决装配空间受限制的问题，不但操作更加便利，使得装配效率得以提高，同时保证了产品结构设计的累计误差。

需要进一步说明的是，电池模块一般包括多个零部件(电池模块及其零部件均未进行图示)，例如包括电池模组、支架、定位环、冷板、汇流排以及紧固螺栓、紧固螺杆等，那么在装配该种电池模块时，可以分布对各部件进行组装。例如，第一步、先将翻转工作台40翻转至水平状态，限位机构50将该翻转工作台40保持在该种水平状态，将支架固定在翻转工作台40上，即通过将支架的空位与翻转工作台40上的孔位进行对位，并利用螺栓等将支架固定在翻转工作台40上；第二步、将翻转工作台40翻转至竖直状态，优选为垂直状态，并将导向螺杆旋转支架上；第三步、依序导入位于下层的电池模组、定位环、冷板以及汇流排到导向螺杆中；第四步、导入位置上层的电池模组，并将该位置上层的电池模组与汇流排连接；第五步、拔出作为导向作用的导向螺杆，将支架预紧在翻转工作台40上；第六步、将紧固螺杆穿过电池模组并预拧紧，再拧紧支架上的螺栓，最后紧固该紧固螺杆及汇流排；将翻转工作台40再次翻转至水平状态，汇流排安装，上端预紧，下端拧紧，装上电气件底座的保护盖，防止漏电危险；如此，整个电池模块装配完毕，最后可以将该完成装配后的电池模块从翻转工作台40上卸下，并吊至电池的壳体内进行装配。

本实施例的电池模块的装配装置，能够结合电池模块的产品特性，改变传统安照装配顺序将电池模块的各零部件组装在电池的壳体内的装配模式，采用水平—竖直—水平的装配模式，对电池模块进行模组分装，最后再将完成装配的电池模块整体导入电池的壳体内形成电池。

如图1～3所示，进一步地，机架10的中部可以设置储物层12，通过该储物层12的设置可以将电池模块的各零部件放置在该储物层12上，从而便于工作员拿取各电池模块的各零部件进行装配，提升工作效率。

如图1～3所示，更近一步地，机架10的底端的四个角部可以分别设置一万向轮11，这样可以便于推出整个电池模块的装配装置移动至合适的位置，且各万向轮11上均设有锁定件，即通过该锁定件可以锁定万向轮11，避免在工作时，万向轮11受到外力作用而转动。

如图1～2和图4所示，本实施例中，所述翻转工作台40上设有供所述电池模组的各零部件紧固安装的若干安装孔43和/或若干夹具44。具体地，翻转工作台40承担电池的壳体的角色，那么可以在翻转工作台40上设置若干安装孔43对电池模块的支架进行公差控制，其中安装孔43的位置与电池模块的孔位设计为相对应。例如，可以采用4个定位销进行主定位，8个M7螺纹孔及2个M6进行副定位，公差控制在±0.5mm，保证支架相对位置，满足设计要求。另外，若干夹具44的设置，一方面可以夹持电池模块的支架，另一方面在翻转工作台40处于竖直状态是，还可以起到支撑各个电池模块的零部件安装的作用，保证电池模块装配的稳定性和可靠性。优选地，夹具44可以采用肘夹或者快拆螺栓等。

如图1～2和图5～6所示，本实施例中，所述翻转工作台40靠近所述第一侧板20的端部设有第一转轴41、靠近所述第二侧板30的端部设有第二转轴42，所述第一转轴41和所述第二转轴42的中轴线与所述翻转工作台40宽度方向的中心线共线；所述第一侧板20和所述第二侧板30分别开设有与所述第一转轴41和所述第二转轴42转动连接的第一转接孔21和第二转接孔31，所述限位机构50与所述第一转轴41连接并用于限制所述第一转轴41的转动角度。需要说明的是，当有两个转轴时，限位机构50只要与其中一个转轴连接即可同时限定两个转轴的转动角度，也就是在本实施例中，当定义一个转轴为第一转轴41时，那么，另外一个则为第二转轴42，而本实施例的限位机构50与第一转轴41连接并不是限定只能够与某一转轴连接，而应当理解为，该限位机构50也可以是与第二转轴42连接。

具体地，翻转工作台40通过设置的第一转轴41和第二转轴42分别与第一侧板20上的第一转接孔21和第二侧板30上的第二转接孔31形成轴孔配合，这样可以确保翻转工作台40能够相对于第一侧板20和第二侧板30转动，确保翻转工作台40转动的可靠性。

其中，将第一转轴41和第二转轴42的中轴线与翻转工作台40宽度方向的中心线共线设置，可以确保翻转工作台40上的电池模块的各零部件装配后对翻转工作台40翻转的平稳性更佳，也即是该中轴线与中心线的共线即为翻转中心，其设计原理为：首先定义垂直于翻转工作台40的上表面的方向为Z向、翻转工作台40的宽度方向为Y向，翻转工作台40的长度方向为X向。其中，电池模组Z向重心坐标为Z1＝81.59，单个电池模组的质量为G1；n个支架Z向重心坐标为Z2，质量为G2；翻转工作台40Z向重心坐标为Z3，质量为G3；G1*Z1+G2*Z2+G3*Z3＝(G1+G2+G3)Z，通过设计计算整体重心Z向高度为Z，故翻转工作台40的整体重心与第一转轴41和第二转轴42的中轴线中心重合。

进一步地，翻转工作台40及电池模组等零部件绕重心旋转所需要施加力为：(G1+G2+G3)*g*Z＝F*Y，得知F<100N，满足现场工艺要求(100N为工艺约束)，操作强度小。

如图1～2和图5所示，本实施例中，优选地，所述限位机构50包括分度盘51以及限位块52，所述限位块52可转动地设于所述第一侧板20的上方，其中，限位块52可以通过开孔穿销钉的放置设置在第一侧板20的上方，这样可以使得限位块52相对于销钉转动，所述分度盘51设于所述第一侧板20的外侧并与所述第一转轴41固定连接，所述分度盘51上开设有转动所述分度盘51时与所述限位块52卡接的至少两个呈角度设置的限位槽511，即转动限位块52即可使得限位块52卡接在限位槽511内。具体地，由于该分度盘51与第一转轴41固定连接，那么操控旋转分度盘51转动时，即可以实现操控第一转轴41转动，而该第一转轴41是设置在翻转工作台40上，那么即可实现操控翻转工作台40转动，由于分布盘上开设有限位槽511，当旋转分度盘51到一定的角度后，将限位块52卡接在限位槽511内，通过限位块52限制住分度盘51继续转动，从而限制住了第一转轴41转动，进而限制住了翻转工作台40继续翻转，确保翻转工作台40保持在实时状态(例如，水平状态或者竖直状态)，如此，工作人员可以以该翻转工作台40模拟电池的壳体对电池模块的各零部件进行装配，操作非常便利。

其中，限位块52与限位槽511进行卡接即可实现对翻转工作台40进行限位，那么，通过将限位槽511的位置设定为与翻转工作台40处于常用的几个工作状态适配，这样工作人员能够通过限位块52与限位槽511的卡接快速将翻转工作台40限定在适合的状态。

如图2所示，优选地，本实施例中，至少有两个所述限位槽511在其深度的延长方向呈90°角度设置。也即是说，当其中一个限位槽511与限位块52卡接时，翻转工作台40处于水平的状态，而至少有另外一个限位槽511与限位块52卡接时，翻转工作台40处于垂直的状态，这样即可满足对大部分结构的电池模块进行装配。

如图1～2和图5所示，本实施例中，所述限位机构50还包括翻转手柄53，所述翻转手柄53与所述分度盘51固定连接以用于操控所述分度盘51转动。具体地，翻转手柄53的设置便于工作员通过握持其来操控分度盘51进行转动，根据杠杆原理，翻转手柄53的设置可以有效减小工作人员施加操控分度盘51进行转动的力，减轻工作人员的劳动强度，提升工作效率。

当然，在其他实施例中，限位机构50可以是定位销或者定位螺钉等，即当翻转工作台40翻转至需要的角度状态时，通过定位销或者定位螺钉等，将翻转工作台40相对于第一侧板20和第二侧板30锁定，如此，使得翻转工作台40相对于机架10固定，实现位置的限定，保证翻转翻转工作台40能够模拟电池的壳体以便电池模块的各零部件进行组装。

如图5所示，本实施例中，所述第一转轴41外套接有与所述第一转轴41过盈配合的第一轴承22，所述第一转接孔21内设有与所述第一侧板20固定连接的第一轴承挡圈23，所述第一轴承22位于所述第一轴承挡圈23内且与所述第一轴承挡圈23过盈配合。具体地，第一轴承22的设置起到支承第一转轴41的转动，第一轴承挡圈23的设置则实现供第一轴承22安装。其中，第一轴承挡圈23的截面呈T字形，这样可以形成一个台阶与第一侧板20抵接，并可以通过螺钉等固定件将第一轴承挡圈23与第一侧板20固定连接。

如图6所示，进一步地，所述第二转轴42外套接有与所述第二转轴42过盈配合的第二轴承32，所述第二转接孔31内设有与所述第二侧板30固定连接的第二轴承挡圈33，所述第二轴承32位于所述第二轴承挡圈33内且与所述第二轴承挡圈33过盈配合。同理，第二轴承32的设置起到支承第二转轴42的转动，第二轴承挡圈33的设置则实现供第二轴承32安装。其中，第二轴承挡圈33的截面呈T字形，这样可以形成一个台阶与第二侧板30抵接，并可以通过螺钉等固定件将第二轴承挡圈33与第二侧板30固定连接。

如图2和图5～6所示，本实施例中，所述第一转轴41外还套接有用于防止所述第一轴承22产生轴向窜动的轴套24，所述轴套24抵接于所述分度盘51与所述第一轴承22之间；所述第二转轴42的外端连接有用于防止所述第二轴承32轴向窜动的限位螺母34，所述限位螺母34抵接于所述第二轴承32。具体地，轴套24的设置抵顶住第一轴承22，这样可以确保第一轴承22在轴向方向无窜动。同理，限位螺母34的设置抵顶住第二轴承32，这样可以确保第二轴承32在轴向方向无窜动。

如图2所示，本实施例中，所述机架10反向于所述翻转工作台40的翻转方向的上端设有支撑块16，所述支撑块16的顶端和内侧均螺纹连接有用于支撑抵接所述翻转工作台40的底部以限制所述翻转工作台40的翻转角度的调整螺栓15。具体地，调整螺栓15抵接在翻转工作台40的底端，这样可以对翻转工作台40起到一定的支撑作用，从而支撑住翻转工作台40后，以避免翻转工作台40继续朝该调整螺栓15的方向翻转角度，结合限位块52和限位槽511的卡接作用共同对翻转工作台40的翻转角度进行限位。更具体的，为了便于调整螺栓15的安装和方向的设定，可以在机架10上需要安装调整螺栓15的位置设置支撑块16以供调整螺栓15安装，例如在机架10上焊接一支撑块16，然后将两个调整螺栓15分别呈90°角度的设置螺纹连接在支撑块16上。

结合图1～6所示，本发明实施例还提供一种电池模块的装配方法，包括以下步骤：

S1：提供上述的电池模块的装配装置，翻转所述翻转工作台40至水平状态，并通过操作所述限位机构50限定所述翻转工作台40保持水平状态，将电池模块的支架固定安装在所述翻转工作台40上；

S2：翻转所述翻转工作台40至竖直状态，并通过操作所述限位机构50限定所述翻转工作台40保持竖直状态，将电池模块的导向螺杆旋入所述支架，导入电池模块的电池模组，然后拔出所述导向螺杆，并将所述支架预紧在所述翻转工作台40上，再将电池模块的紧固件设置在所述电池模组上；

S3：翻转所述翻转工作台40至水平状态，并通过操作所述限位机构50限定所述翻转工作台40保持水平状态，将各所述紧固件固定连接在所述电池模组上，电池模组装配完毕。

也即是，本实施例的电池模块的装配方法，能够结合电池模块的产品特性，改变传统安照装配顺序将电池模块的各零部件组装在电池的壳体内的装配模式，采用水平—竖直—水平的装配模式，对电池模块进行模组分装，最后再将完成装配的电池模块整体导入电池的壳体内形成电池。

本发明实施例的电池模块的装配方法，使用上述的电池模块的装配装置对电池模块进行装配，通过对翻转工作台40进行翻转以调整其至适合的状态模拟电池的壳体对电池模块进行装配，从而使得在装配电池模块的各零部件时不受空间的限制，解决装配空间受限制的问题，不但操作更加便利，使得装配效率得以提高，同时保证了产品结构设计的累计误差。

综上所述可知本发明乃具有以上所述的优良特性，得以令其在使用上，增进以往技术中所未有的效能而具有实用性，成为一极具实用价值的产品。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的思想和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。