电芯夹紧工装的制作方法

本实用新型涉及工装夹具技术领域，更具体地，涉及一种电芯夹紧工装。

背景技术：

根据最新新能源汽车补贴方案调整，行业补贴将按照动力电池系统质量能量密度大小执行补贴额度，为了最大限度的减自重，动力电池系统内部将电芯集中摆放，底部用结构胶与箱体相连。

首先将电芯按照串并联结构要求倒立摆放到电芯夹紧工装上，由于是倒立摆放，每摆放一个电芯需和图纸确认一下电芯的正负极摆放位置，为防止出错，每摆放上一个电芯后还要在夹紧工装上标记电芯的正负极并在电芯的侧面标记电芯的正负极。在电芯夹紧工装上确认所有电芯的极柱在同一个平面上，将工装进行夹紧后在电芯底部涂结构胶，然后将电箱翻转倒扣在电芯上，电箱底部放置大量重物，以一定的压紧力保证电箱与涂在电芯底部的结构胶充分接触，待胶水达到夹固时间时，将动力电池系统进行翻转，使电芯正负极极柱朝上，进行焊接busbar、采集线的操作。

在利用现有技术中的电芯夹紧工装进行动力电池模组的生产时，存在以下问题：

1、电芯正负极柱朝上经过人工翻转倒立在夹紧工装上，由于高能量密度电芯质量较大，此工序费事费力。翻转过程中，极易将电芯正负极位置摆放错误。

2、检验次数较多，电芯倒立翻转时，需检验正负极位置；放置电芯时，需检验工装的正负及与电池系统的正负极一致；每放入一块电芯，需在工装上记录一次电芯的正负极位置。

3、无法检验：由于电芯倒立摆放，看不见电芯的极柱，涂胶前无法确认电芯的正负极是否摆放正确，待结构胶将电芯与箱体固化后翻转时 才能发现错误，此时只能依靠强拆的方法进行返修。

4、由于电芯是倒立的摆放在涂胶工装上的，待胶达到夹固强度时，需要将整个电池系统翻转过来，使电芯正负极极柱朝上，目前的翻转是需要人力进行翻转，费时费力，缺乏安全性。

5、没有方便的压紧工装，只靠重物压紧保证底箱与电芯底部的接触。

针对现有电芯夹紧工装中存在的问题，亟待提出一种新的设计方案来解决上述问题。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种电芯夹紧工装，以解决现有技术中存在的问题。

根据本实用新型提供一种电芯夹紧工装，包括：

下模，用于摆放阵列设置的多个电芯；

上模，与所述下模结合，将所述多个电芯夹紧固定，进而将所述多个电芯进行上下翻转，

其中，所述上模包括本体、限位结构、第一夹紧机构和第二夹紧机构，在所述本体的第一方向上，所述限位结构和所述第一夹紧机构分别设于所述本体的相对两端，所述限位结构和所述第一夹紧机构相配合将所述多个电芯夹紧于两者之间，在所述本体的第二方向上，所述第二夹紧机构分布于所述本体上的相对两侧，用于将所述上模固定于所述下模上，所述第一方向和第二方向相互垂直。

优选地，所述下模上设有至少一个限位槽，用于对电芯的摆放位置进行限位。

优选地，所述上模本体的朝向所述下模的侧面上设有多组限位孔，各组限位孔与所述电芯的极柱相匹配，用于对对应的所述电芯的摆放位置进行限位。

优选地，所述第一夹紧机构包括至少一个第一夹紧单元，所述第一夹紧单元与所述限位结构相对应，以便沿着第一方向对处于两者之间的电芯进行夹紧固定。

优选地，所述限位结构包括至少一个限位单元，所述限位单元与对 应的所述第一夹紧单元配合使用。

优选地，所述限位单元包括底座板、连接板和限位板，

所述底座板用于将所述限位单元固定于所述本体上，所述连接板的两端分别与所述底座板和所述限位板固定连接。

优选地，所述第一夹紧单元包括支架、第一夹具、导向杆和压板，所述支架固定于所述本体上，所述第一夹具固定于所述支架的一侧面上，并且所述第一夹具的轴杆穿过所述支架与所述压板固定连接，所述导向杆的一端固定于所述支架上，另一端插接于所述压板上，使得所述压板能够在所述第一夹具轴杆的带动下沿着所述导向杆移动。

优选地，所述第一夹具选为快速夹具。

优选地，所述第二夹紧机构包括多个第二夹紧单元，各个第二夹紧单元分别可转动设于所述本体上。

优选地，所述第二夹紧单元包括L形板和第二夹具，所述L形板包括本体部和与所述本体部连接的折弯部，所述本体部一端枢接于所述上模本体上，另一端与所述折弯部连接，所述第二夹具固定于所述折弯部上。

本实用新型提供的电芯夹紧工装，实现了电芯正立拼装。相对于现有技术，一方面解决了动力电池系统中电芯拼接还要倒立摆放，高能量电芯单体较重，电芯倒置翻转时全部为人工操作，因此减轻了工人的劳动强度。另一方面，由于实现了电芯正立摆放，所以电芯极柱检查一次就可通过，解决了电芯正负极柱朝下时，还要在电芯侧面做正负极标记，避免了多次检验，提供工作效率。再之，由上模和下模结合形成的双工装系统配合翻转装置保证阵列电芯翻转时，安全性能更高，也同时解决了由于人工翻转阵列电芯时操作事故的发生。

附图说明

通过以下参照附图对本实用新型实施例的描述，本实用新型的上述以及其他目的、特征和优点将更为清楚。

图1为根据本实用新型实施例的电芯夹紧工装使用前的结构示意图(中间为待固定夹紧的电芯阵列)。

图2为根据本实用新型实施例的电芯夹紧工装使用状态示意图(翻转前)。

图3为根据本实用新型实施例的电芯夹紧工装使用状态示意图(翻转后)。

图4为根据本实用新型实施例的电芯夹紧工装的翻转后在电芯地面上固定电池箱体的结构示意图。

图5为根据本实用新型实施例的电芯夹紧工装的上模的结构示意图。

图6为根据本实用新型实施例的电芯夹紧工装的第二夹具的结构示意图。

图中：上模1、下模2、限位槽21、电芯3、本体11、限位孔111、限位结构12、第一夹紧单元131、支架1311、第一夹具1312、导向杆1313、压板1314、限位单元132、底座板1321、连接板1322、限位板1323、第二夹紧单元141、L形板1411、第二夹具1412、箱体4。

具体实施方式

以下将参照附图更详细地描述本实用新型的各种实施例。在各个附图中，相同的元件采用相同或类似的附图标记来表示。为了清楚起见，附图中的各个部分没有按比例绘制。

在下文中描述了本实用新型的许多特定的细节，例如部件的结构、材料、尺寸、处理工艺和技术，以便更清楚地理解本实用新型。但正如本领域的技术人员能够理解的那样，可以不按照这些特定的细节来实现本实用新型。

应当理解，在描述部件的结构时，当将一层、一个区域称为位于另一层、另一个区域“上面”或“上方”时，可以指直接位于另一层、另一个区域上面，或者在其与另一层、另一个区域之间还包含其它的层或区域。并且，如果将部件翻转，该一层、一个区域将位于另一层、另一个区域“下面”或“下方”。

如图1-6所示，根据本实用新型提供一种电芯夹紧工装，用于对成列排布的电芯3进行固定夹紧，以便于后续工艺的完成。该电芯夹紧工装包括下模2和上模1。下模2用于摆放阵列设置的多个电芯3；上模1 与下模2结合，将多个电芯3夹紧固定，进而将多个电芯3固定于翻转装置(图中未示)上，进行上下翻转。

该实施例中，以电芯夹紧工装夹紧固定三列电芯3为例来做说明。

其中，上模1包括本体11、限位结构12、包括至少一个第一夹紧单元131的第一夹紧机构和包括多个第二夹紧单元141的第二夹紧机构，在本体11的第一方向上，限位结构12和第一夹紧机构分别设于本体11的相对两端，限位结构12和第一夹紧机构相配合将多个电芯夹紧于两者之间，在本体11的第二方向上，第二夹紧机构分布于本体11上的相对两侧，用于将上模1固定于下模2上，第一方向和第二方向相互垂直。

下模2为板状结构，下模2上设有至少一个限位槽21，用于对电芯3的摆放位置进行限位。该实施例中，下模2上共设有三列限位槽21，用于分别排布三列电芯3。

上模1的本体11大致为板状结构，上模1本体11的朝向下模2的侧面上设有多组限位孔，各组限位孔与电芯3的极柱相匹配，用于对对应的电芯3的摆放位置进行限位。具体地，各组限位孔分别包括两个限位孔，两个限位孔分别用于对各个电芯3的正负极柱进行限位。即当上模1结合于下模2上时，各个电芯3的正负极柱卡设入对应组的限位孔内，以便实现对电芯3摆放位置的限定。第一夹紧机构包括至少一个第一夹紧单元131，第一夹紧单元131与限位结构12相对应，对处于两者之间的一列电芯3进行夹紧固定。限位结构12包括至少一个限位单元132，限位单元132与对应的第一夹紧单元131配合使用。限位单元132包括底座板1321、连接板1322和限位板1323，底座板1321用于将限位单元132固定于本体11上，连接板1322的两端分别与底座板1321和限位板1323固定连接。

第一夹紧单元131包括固定于本体11上的支架1311、第一夹具1312、导向杆1313和压板1314，第一夹具1312固定于支架1311的一侧面上，并且第一夹具1312的轴杆穿过支架1311与压板1314固定连接，导向杆1313的一端固定于支架1311上，另一端插接于压板1314上，使得压板1314能够在第一夹具1312轴杆的带动下沿着导向杆移动。该实施例中，第一夹具1312选为快速夹具。

第二夹紧机构包括多个第二夹紧单元141，各个第二夹紧单元141分别可转动设于本体11上。第二夹紧单元141包括L形板1411和第二夹具1412，L形板1411包括本体11部和与本体11部连接的折弯部，L形板1411枢接于上模1本体11上，第二夹具1412固定于折弯部上。该实施例中，第二夹具1412选为快速夹具。

该实施例中，第一夹紧机构共具有三个第一夹紧单元131，限位结构12共具有三个限位单元132。三个单位单元与三个第一夹紧单元131一一对应，用于三列电芯3的夹紧固定。第二夹紧机构共具有四个第二夹紧单元141，并以每两个为一组沿着第二方向对称设于上模1本体11上。

参考图1-4，该实施例中的电芯夹紧工装在使用时，可参考如下步骤：

1、首先将电芯3正面朝上放置在下模2上，使得电芯3的正负电极端朝向排布于下模2的三个限位槽21上，形成三列电芯3；

2、将上模1盖合于电芯3上，并使得三列电芯3位于限位结构12和第一夹紧机构之间；

3、扳动各个第一夹紧单元131上的各个快速夹具1312，将三列电芯3夹持固定，然后扳动L形板1411，使得L形板1411钩挂于下模2的底部，并扳动第二夹紧单元141的夹具1412将上模1和下模2压紧；

4、将步骤3中的电芯3夹具工装整体固定于翻转装置上，实现电芯夹紧工装的上下翻转，使得下模2朝上。

5、松开第二夹具1412，取下下模2，在三列电芯3的底面上涂刷胶液，然后将电池模组的箱体4翻转盖合于三列电池上；

6、重新预紧第二夹具1412，使得第二夹具机构压实于箱体4的底面一段时间，从而将三列电芯3固定于箱体4内。

本申请中的电芯夹紧工装，实现了电芯3正立拼装。相对于现有技术，一方面解决了动力电池系统中电芯3拼接还要倒立摆放，高能量电芯3单体较重，电芯3倒置翻转时全部为人工操作，因此减轻了工人的劳动强度。另一方面，由于实现了电芯3正立摆放，所以电芯3极柱检查一次就可通过，解决了电芯3正负极柱朝下时，还要在电芯3侧面做 正负极标记，避免了多次检验，提供工作效率。再之，由上模1和下模2结合形成的双工装系统配合翻转装置保证阵列电芯3翻转时，安全性能更高，也同时解决了由于人工翻转阵列电芯3时操作事故的发生。

应当说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非列他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不列除在包括要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

最后应说明的是：显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型的保护范围之中。