车载电池组系统模块装配整形工装及装配整形方法
【专利摘要】本发明公开一种车载电池组系统模块装配整形工装，该工装包含：承载组件，其包含固定在任意工装平台上的模块组装托盘，及平行设置在模块组装托盘上的一对限位挡块，限位挡块之间形成用于放置电池组的容置区域；一对整形组件，其分别设置于容置区域未设有限位挡块的两端；一对整形组件分别设有可沿平行于限位挡块轴向相向或相反运动的整形推板；固定组件，其包含捆扎在电池组上的钢带，以及与钢带连接的钢带收紧机构。本发明通采用承载组件对若干电池单元进行限位，采用整形组件整理电池组，并采用固定组件固化电池组的大小尺寸，实现便捷完成电池单元的模块化装配，稳定可靠，提高生产效率。
【专利说明】车载电池组系统模块装配整形工装及装配整形方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及车载电池模块装配领域，具体涉及一种车载电池组系统模块装配整形 工装及装配整形方法。
【背景技术】
[0002] 车载电池系统的焊接一体化电池模块由多个锂电池单元通过结构胶粘结、金属绑 带捆扎、激光焊接金属绑带等部件工艺组合而成。由于每个单元直接由缓冲垫将各单元电 池分隔，并起到电芯间的绝缘作用。缓冲垫材料为EPDM (三元乙丙橡胶）系列发泡产品，其 特性为可压缩性强，强韧性等特性。挤压模块中的若干缓冲垫可产生上百公斤的反作用力。 因此，依靠人力则无法实现模块整形任务。
[0003] 为此，设计一套模块整形工装，模块借由整形工装上的各机械装置对模块进行挤 压并压缩至模块装配尺寸，才能满足模块整形工艺任务，以及以简易、便捷的方式满足模块 的生产需求。
【发明内容】
[0004] 本发明提供一种车载电池组系统模块装配整形工装及装配整形方法，便于完成电 池模块的装配和整形工作，以便捷的操作方式提升生产效率。
[0005] 为实现上述目的，本发明提供一种车载电池组系统模块装配整形工装，其特点是， 该工装包含： 承载组件，其包含固定在任意工装平台上的模块组装托盘，及平行设置在模块组装托 盘上的一对限位挡块，限位挡块之间的间隔限定形成用于放置电池组的容置区域；电池组 中电池单元沿平行于限位挡块轴向的方向排列设置； 一对整形组件，其分别设置于容置区域未设有限位挡块的两端；一对整形组件分别设 有整形推板，两个整形推板可沿平行于限位挡块轴向相向或相反运动； 固定组件，其包含捆扎在电池组上的钢带，以及与钢带连接的钢带收紧机构。
[0006] 上述电池组包含若干排列设置的电池单元，设置在电池组首尾处的两端挡板，即 设置在电池组中部的中部挡板；两端挡板包含一片三元乙丙橡胶发泡棉；中部挡板包含若 干片三元乙丙橡胶发泡棉。
[0007] 每个上述电池单元包含有电池导热板和三元乙丙橡胶发泡棉。
[0008] 上述模块组装托盘上平行固定有两条限位挡块，两条限位挡块间隔距离与电池单 元宽度相适配；电池单元位于限位挡块之间，并且沿限位挡块轴向依次排列。
[0009] 上述整形组件包含： 固定支架，其固定在工装平台上，其设有平行于限位挡块轴向的螺纹孔和导向孔； 所述整形推板设置的推板本体，推板本体一面朝向容置区域内的电池组，另一面设有 平行于限位挡块轴向的导向杆，导向杆串设在导向孔中，可沿平行于限位挡块轴向自由滑 动； 旋转丝杆，其通过螺纹串设所述螺纹孔中，一端与整形推板活动连接，旋转丝杆通过螺 纹旋进或退出带动整形推板沿平行于限位挡块轴向来回移动。
[0010] 上述钢带收紧机构包含： 钢带收紧机构支架，其固定在工装平台上，设有坚直的主轴孔； 旋转主轴，其坚直串设在主轴孔中； 钢带绞盘机构，其套设在旋转主轴上，所述钢带盘在该钢带绞盘机构中； 齿轮盘，其套设在旋转主轴上，并与钢带绞盘机构连接，可带动绞盘机构连接进行旋 转； 棘轮锁止机构，其固定于钢带收紧机构支架，与齿轮盘对应设置；齿轮盘带动钢带绞盘 机构使钢带处于缩紧状态下，棘轮锁止机构锁止齿轮盘阻止回转。
[0011] 上述钢带收紧机构还包含钢带绞盘固定扣，控制钢带绞盘机构与旋转主轴间固定 或分离。
[0012] 上述钢带收紧机构包含有若干个套设在旋转主轴上的钢带绞盘机构，分别--对 应连接有用于捆扎电池组的钢带；每个钢带绞盘机构设有分别与之对应的所述齿轮盘和棘 轮锁止机构。
[0013] 一种上述的车载电池组系统模块装配整形工装的装配整形方法，其特点是，该方 法包含： 若干电池单元依次排列成电池组，并放置在模块组装托盘上限位挡块之间的容置区域 内； 整形组件由电池单元排列的首尾两端向容置区域内的电池组施加相向的压力； 钢带捆扎在排列的电池组上，钢带收紧机构将捆扎在电池组上的钢带收紧，固化电池 组的大小尺寸。
[0014] 上述电池单元排列成电池组时，在位于电池组最外侧的首尾两端设置两端挡板， 并在电池组中部设置中部挡板。
[0015] 本发明车载电池组系统模块装配整形工装及装配整形方法和现有技术的电池组 模块装配技术相比，其优点在于，本发明通采用承载组件对若干电池单元进行限位，采用整 形组件整理电池组，并采用固定组件固化电池组的大小尺寸，实现便捷完成电池单元的模 块化装配，稳定可靠，提高生产效率。
【专利附图】
【附图说明】
[0016] 图1为本发明车载电池组系统模块装配整形工装的整体结构示意图； 图2为本发明承载组件的结构示意图； 图3为本发明承载组件的使用状态图； 图4为本发明整形组件的结构示意图； 图5为本发明整形组件的使用状态图； 图6为本发明固定组件的结构示意图； 图7为本发明固定组件中钢带的连接示意图； 图8为本发明固定组件中钢带的连接示意图； 图9为本发明固定组件的使用状态图。
【具体实施方式】
[0017] 以下结合附图，进一步说明本发明的具体实施例。
[0018] 如图1所示，本发明公开一种车载电池组系统模块装配整形工装，该工装包含：承 载组件100、整形组件200和固定组件300。
[0019] 承载组件100固定在任意工装平台上，该承载组件100整体呈长方形。两个整形 组件200分别设置于承载组件100的两端。两个固定组件300分别对应设置于两个整形组 件200的侧边。
[0020] 如图2所示，承载组件100包含固定在任意工装平台上的模块组装托盘101，及平 行设置在模块组装托盘101上的一对限位挡块102。模块组装托盘101为以长方形钢板，其 四个顶角设有通孔，通过定位销与工装平台固定连接，电池模块可在其上进行组装作业，并 且在其上完成电池模块的整形作业。
[0021] 限位挡块102设为长条状，每块限位挡块102使用10颗M4沉头螺钉沿着模块组 装托盘101的长边边缘，固定在模块组装托盘101上，其作业任务是承载电池模块，并限制 电池模块在整形过程的外形变化任务。
[0022] 如图3所示，电池单元410为扁平状的锂电池单元，其包含面积较大的一对侧面和 面积较小的一对侧面，若干电池单元401依次排列设置组成电池组模块，当电池单元401排 列设置时，相邻两个电池单元410之间，其面积较大的侧面相互紧贴设置。在电池组模块首 尾两端两个电池单元401的外侧，分别设有两端挡板430。并且在电池组模块的中部设有中 部挡板420。每个电池单元410包含电池导热板及一片三元乙丙橡胶发泡棉层411 ;两端挡 板430包含一片三元乙丙橡胶发泡棉；中部挡板420包含两片三元乙丙橡胶发泡棉。
[0023] 模块组装托盘101上两条限位挡块102之间的间隔所限定的空间形成用于放置电 池组的容置区域。电池组中电池单元410沿平行于限位挡块102轴向的方向排列设置。两 条限位挡块102之间容置区域的间隔距离与电池单元410宽度相适配，实现电池单元410 中上述面积较大的一对侧面与限位挡块102轴向所在的轴线垂直设置。电池组模块的电池 单元410依次排列设置在限位挡块102之间的容置区域内。
[0024] 如图4所示，整形组件200包含：固定支架210、整形推板220、旋转丝杆230和导 向杆240。
[0025] 固定支架210通过四颗M8内六角螺栓固定在工装平台上。用以承载对模块挤压 过程，各单元电池组内泡棉产生的反作用力。固定支架210的上部设有平行于限位挡块轴 向的一个螺纹孔(旋转丝杆安装孔）和两个导向孔。
[0026] 整形推板220包含推板本体，推板本体厚度为15毫米的钢板，推板本体一面为平 整面，朝向容置区域内的电池组，运作时与电池组挡板的平面相贴。另一面设有用于安装旋 转丝杆230和导向杆240的安装孔。整形推板220通过旋转丝杆230、导向杆240进行前后 直线方向运动，推动电池组的挡板进行整形。
[0027] 导向杆240采用30mm圆杆，整形推板220通过M4内六角螺钉固定连接有两根导向 杆240,该导向杆240平行于限位挡块轴向设置，两根导向杆240分别串设在固定支架210 的两个导向孔中，可沿平行于限位挡块轴向自由滑动，并对整形推板220的运动进行导向。
[0028] 旋转丝杆230采用直径为40毫米螺纹丝杆，其通过螺纹串设在固定支架210上部 的螺纹孔中，一端与整形推板活动连接，另一端设有旋转把手。旋转丝杆通过螺纹旋进或退 出带动整形推板220沿平行于限位挡块轴向来回移动。
[0029] 如图5所示，当电池组设置于限位挡块102之间的容置区域中，对电池单元宽度方 向的位移进行限制。两个整形组件200分别设置于容置区域未设有限位挡块102的两端。 通过与整形推板220相连接的旋转把手推进整形推板220,由未设有限位挡块102的两端 (电池组设置两端挡板的两端）对电池组施加相向的压力，对整个电池组模块进行挤压，并 分别将电池单元之间、两端挡板、中部挡板上的三元乙丙橡胶发泡棉进行压缩，从而到达对 电池模块的长度整形目的。
[0030] 如图6所示，固定组件300包含捆扎在电池组上的钢带，以及与钢带连接的钢带收 紧机构310。
[0031] 钢带收紧机构310包含：钢带收紧机构支架311、旋转主轴312、钢带绞盘机构 313、齿轮盘314、棘轮锁止机构315和钢带绞盘固定扣316。
[0032] 钢带收紧机构支架311由15mm厚钢板加工而成。其由固定在工装平台上的支架立 板，设置于支架立板顶部的支架顶板，以及固定于支架立板下部侧边和支架立板与支架顶 板连接处的支架加强块组成，整个支架与工装平台固定，在支架顶板上设有坚直的主轴孔。 各部件使用M6内六角螺钉进行连接，其作用起到固定钢带收紧机构，并与钢带收紧机构各 部件连接任务。
[0033] 旋转主轴312采用直径为20mm钢轴，坚直串设在钢带收紧机构支架311的主轴孔 中。旋转主轴312上有加工多个固定点，分别于钢带收紧支架311、钢带绞盘固定扣316、钢 带绞盘机构313、齿轮盘314等贯穿连接。
[0034] 如图7并结合图8所示，钢带绞盘机构313为直径为100mm圆盘，套设在旋转主轴 上并与旋转主轴连接，其单边有开槽，用于放置钢带320,钢带320端部弯折卡紧于钢带绞 盘机构313内。钢带绞盘机构313内设活动锁止机构，钢带320放入绞盘槽内，推动活动锁 止机构，可将钢带320锁死在圆盘上。旋转主轴312可带动钢带绞盘机构313,连同固定好 的钢带320进行旋转，从而实现收紧钢带320任务。
[0035] 齿轮盘314为直径120mm的齿轮机构，套设在旋转主轴312上，并与钢带绞盘机构 313连接，齿轮盘314可带动钢带绞盘机构313进行逆时针方向旋转(旋转方向取决于钢带 绞盘机构313的结构)，使钢带收紧，并与棘轮锁止机构315配合，防止钢带绞盘机构313回 转。
[0036] 棘轮锁止机构315包含固定于钢带收紧机构支架上的棘轮固定架，由2_金属销 钉固定于棘轮固定架内的棘轮固定扣，设置于棘轮固定架内连接棘轮固定扣的4_弹簧。 棘轮锁止机构315通过棘轮固定架固定于钢带收紧机构支架上，与齿轮盘314对应设置。 弹簧支撑棘轮固定扣，齿轮盘314逆时针方向旋转(旋转方向取决于钢带绞盘机构313的结 构)，使钢带收紧，可使棘轮固定扣压缩弹簧，旋转时不受阻碍。顺时针方向旋转，弹簧支撑 住棘轮固定扣，卡住齿轮盘314的齿轮槽，使钢带处于缩紧状态下。从而达成阻止钢带绞盘 机构回转目的。
[0037] 钢带绞盘固定扣316,上部成圆形，便于人员手动拿取。下部为六边形凸台，与钢带 绞盘机构上的六边形凹槽对应。其作用为可将钢带绞盘机构与旋转主轴分离，从而达成上、 下钢带绞盘机构的分开操作目的。
[0038] 优选的，钢带收紧机构300可以包含有若干个套设在旋转主轴312上的钢带绞盘 机构313,分别一一对应连接有用于捆扎电池组的钢带320 ;每个钢带绞盘机构313还分别 对应设有齿轮盘314和棘轮锁止机构315。
[0039] 如图9所示，当钢带320捆扎在排列的电池组上，齿轮盘314带动钢带绞盘机构 313进行旋转，使钢带320收紧。棘轮锁止机构315卡住齿轮盘314的齿轮槽，使钢带320 处于缩紧状态下。
[0040] 本发明公开一种车载电池组系统模块装配整形工装的装配整形方法，该方法包含 以下步骤： 步骤1、若干电池单元依次排列成电池组，并放置在模块组装托盘上限位挡块之间的容 置区域内。电池单元排列成电池组时，在位于电池组最外侧的首尾两端设置两端挡板，并在 电池组中部设置中部挡板。
[0041] 步骤2、整形组件由电池单元排列的首尾两端向容置区域内的电池组施加相向的 压力。通过与整形推板相连接的旋转把手推进整形推板，从未设有限位挡块的两端（电池组 设置两端挡板的两端）对电池组施加相向的压力，对整个电池组模块进行挤压，并分别将电 池单元之间、两端挡板、中部挡板上的三元乙丙橡胶发泡棉进行压缩，从而到达对电池模块 的长度整形目的。
[0042] 步骤3、钢带捆扎在排列的电池组上，钢带收紧机构将捆扎在电池组上的钢带收 紧，使钢带处于缩紧状态下，固化电池组的大小尺寸。
[0043] 尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的 描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的 多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。
【权利要求】
1. 一种车载电池组系统模块装配整形工装，其特征在于，该工装包含： 承载组件，其包含固定在任意工装平台上的模块组装托盘，及平行设置在模块组装托 盘上的一对限位挡块，限位挡块之间的间隔限定形成用于放置电池组的容置区域；电池组 中电池单元沿平行于限位挡块轴向的方向排列设置； 一对整形组件，其分别设置于容置区域未设有限位挡块的两端；一对整形组件分别设 有整形推板，两个整形推板可沿平行于限位挡块轴向相向或相反运动； 固定组件，其包含捆扎在电池组上的钢带，以及与钢带连接的钢带收紧机构。
2. 如权利要求1所述的车载电池组系统模块装配整形工装，其特征在于，所述电池组 包含若干排列设置的电池单元，设置在电池组首尾处的两端挡板，即设置在电池组中部的 中部挡板；两端挡板包含一片三元乙丙橡胶发泡棉；中部挡板包含若干片三元乙丙橡胶发 泡棉。
3. 如权利要求2所述的车载电池组系统模块装配整形工装，其特征在于，每个所述电 池单元包含有电池导热板和三元乙丙橡胶发泡棉。
4. 如权利要求1所述的车载电池组系统模块装配整形工装，其特征在于，所述模块组 装托盘上平行固定有两条限位挡块，两条限位挡块间隔距离与电池单元宽度相适配；电池 单元位于限位挡块之间，并且沿限位挡块轴向依次排列。
5. 如权利要求1所述的车载电池组系统模块装配整形工装，其特征在于，所述整形组 件包含： 固定支架，其固定在工装平台上，其设有平行于限位挡块轴向的螺纹孔和导向孔； 所述整形推板设置的推板本体，推板本体一面朝向容置区域内的电池组，另一面设有 平行于限位挡块轴向的导向杆，导向杆串设在所述导向孔中，可沿平行于限位挡块轴向自 由滑动； 旋转丝杆，其通过螺纹串设所述螺纹孔中，一端与整形推板活动连接，旋转丝杆通过螺 纹旋进或退出带动整形推板沿平行于限位挡块轴向来回移动。
6. 如权利要求1所述的车载电池组系统模块装配整形工装，其特征在于，所述钢带收 紧机构包含： 钢带收紧机构支架，其固定在工装平台上，设有坚直的主轴孔； 旋转主轴，其坚直串设在主轴孔中； 钢带绞盘机构，其套设在旋转主轴上，所述钢带盘在该钢带绞盘机构中； 齿轮盘，其套设在旋转主轴上，并与钢带绞盘机构连接，可带动绞盘机构连接进行旋 转； 棘轮锁止机构，其固定于钢带收紧机构支架，与齿轮盘对应设置；齿轮盘带动钢带绞盘 机构使钢带处于缩紧状态下，棘轮锁止机构锁止齿轮盘阻止回转。
7. 如权利要求6所述的车载电池组系统模块装配整形工装，其特征在于，所述钢带收 紧机构还包含钢带绞盘固定扣，控制钢带绞盘机构与旋转主轴间固定或分离。
8. 如权利要求6或7所述的车载电池组系统模块装配整形工装，其特征在于，所述钢带 收紧机构包含有若干个套设在旋转主轴上的钢带绞盘机构，分别一一对应连接有用于捆扎 电池组的钢带；每个钢带绞盘机构设有分别与之对应的所述齿轮盘和棘轮锁止机构。
9. 一种如权利要求1至8中任意一项权利要求所述的车载电池组系统模块装配整形工 装的装配整形方法，其特征在于，该方法包含： 若干电池单元依次排列成电池组，并放置在模块组装托盘上限位挡块之间的容置区域 内； 整形组件由电池单元排列的首尾两端向容置区域内的电池组施加相向的压力； 钢带捆扎在排列的电池组上，钢带收紧机构将捆扎在电池组上的钢带收紧，固化电池 组的大小尺寸。
10.如权利要求9所述的装配整形方法，其特征在于，所述电池单元排列成电池组时， 在位于电池组最外侧的首尾两端设置两端挡板，并在电池组中部设置中部挡板。
【文档编号】H01M10/04GK104143653SQ201410385740
【公开日】2014年11月12日 申请日期:2014年8月7日 优先权日:2014年8月7日
【发明者】荆玉麟, 汪涵, 顾轶伟 申请人:上海航天电源技术有限责任公司