一种模组堆叠装置和组合加工方法与流程

1.本发明涉及新能源电池技术领域，特别涉及一种模组堆叠装置和组合加工方法。


背景技术：

2.在新能源电池领域，为了提高续航能力，往往需要将不同数量的电芯通过串并联连接起来形成电芯模组，以提供相应的电压或电流供负载端使用。在组装时，多个单体电芯依次排列成一排并彼此贴紧，然后再将一排单体电芯通过端板及侧板组合在一起形成电芯模组。而为了进一步提高续航能力，根据实际需求还会将两个堆叠完成的电芯模组进行并列贴合，组成双排模组。
3.在相关技术中，为了减少电芯模组在组装后多个单体电芯之间的间隙，通常需要对电芯模组进行挤压加工。通过挤压装置对位于电芯模组两端的端板进行施压，使两个端板之间依次排列的多个单体电芯彼此贴紧。在完成挤压加工后，再在两排电芯模组的侧面之间设置双面涂胶的pc(polycarbonate，聚碳酸酯)片，并利用挤压工装进行挤压粘接，完成双排模组的组合。
4.在进行电芯模组的挤压加工过程中，由于两个电芯模组在组合之前，其堆叠和挤压加工均为独立进行。在堆叠方向上进行加压加工时多个电芯之间可能在水平方向上产生细微的相对滑移和窜动，造成电芯模组用于后续组合粘接的侧端面可能会存在一定的尺寸偏差，其与pc片的贴合面存在凹凸不平。导致后续两排电芯模组在进行组合粘接时，与pc片粘接的侧接触面因平整度问题造成无法贴合紧固，双排模组的组合稳定性差。


技术实现要素：

5.本发明实施例提供了一种模组堆叠装置和组合加工方法，能够解决现有双排模组在进行挤压和粘接组合加工过程中出现的无法贴合紧固，组合稳定性差的问题。所述技术方案如下：
6.第一方面，本发明实施例提供了一种模组堆叠装置，包括：
7.安装平台、定位板和两个挤压组件；
8.所述安装平台上具有安装面，所述定位板与所述安装面垂直且与所述安装面可拆卸连接；
9.所述两个挤压组件均设置于所述安装面上，所述挤压组件包括底部支架、横向压紧装置和两个纵向压紧装置，所述底部支架设置于述定位板的一侧，所述底部支架用于承托电芯模组，所述横向压紧装置设置于底部支架远离所述定位板的一侧，所述横向压紧装置上设置有与所述定位板平行且相对布置的侧压板，所述侧压板与所述定位板的间距可调，所述两个纵向压紧装置沿平行于所述定位板的方向分别设置于所述底部支架的两端，所述两个纵向压紧装置上设置有相对布置的端部压板，两个所述端部压板之间的间距可调，所述两个挤压组件相对于所述定位板对称布置。
10.可选地，在所述两个挤压组件的其中一个中，所述横向压紧装置包括第一驱动轴、
连接板和多个所述侧压板，所述第一驱动轴与所述定位板垂直，所述第一驱动轴的一端与所述连接板连接，所述第一驱动轴的另一端用于与外部驱动装置连接，多个所述侧压板沿垂直于所述端部压板的方向并列布置，每个所述侧压板均通过丝杆与所述连接板固定连接。
11.可选地，所述丝杆上套装有减振弹簧，所述减振弹簧的两端分别与所述侧压板和所述连接板相抵接。
12.可选地，在所述两个挤压组件的其中另一个中，所述侧压板远离所述安装面的一端凸出设置有限位凸缘。
13.可选地，在所述两个挤压组件的其中一个中，所述底部支架上具有与所述安装面平行的底部定位面；在所述两个挤压组件的其中另一个中，所述底部支架包括两个条状支撑块，所述两个条状支撑块沿平行于所述定位板的方向延伸，所述两个条状支撑块平行间隔布置。
14.可选地，所述纵向压紧装置包括第二驱动轴、安装座和所述端部压板，所述安装座设置于所述底部支架的旁侧，所述第二驱动轴可伸缩地穿设于所述安装座上，所述第二驱动轴的一端与所述端部压板垂直连接，所述第二驱动轴的另一端用于与外部驱动装置连接。
15.可选地，所述模组堆叠装置包括两个总驱动座，所述安装座下方均对应设置有滑轨，所述滑轨垂直于所述端部压板且固定设置于所述安装面上，所述安装座可滑动地安装于对应的所述滑轨上，所述两个总驱动座沿平行于所述定位板的方向分别设置于所述底部支架的两端，且位于所述纵向压紧装置远离所述底部支架的一侧，所述总驱动座上可伸缩地穿设有总驱动轴，所述总驱动轴与所述第二驱动轴平行，所述两个总驱动座的其中一个中，所述总驱动轴的一端与位于所述定位板一端的两个所述安装座固定连接；所述两个总驱动座的其中另一个中，所述总驱动轴的一端与位于所述定位板另一端的两个所述安装座固定连接，所述总驱动轴的另一端用于与外部驱动装置连接。
16.可选地，所述端部压板背向所述安装座一侧的板面上凸出设置有端部限位凸起，所述端部限位凸起用于与所述电芯模组一侧端板上的定位孔相配合。
17.可选地，所述安装面上设置有插接槽，所述定位板插装于所述插接槽中。
18.第二方面，本发明实施例还提供了一种组合加工方法，基于前述第一方面所述的模组堆叠装置实现，所述组合加工方法包括：
19.将两排电芯模组分别堆叠放置于所述两个挤压组件中的所述底部支架上，使所述两排电芯模组的侧端面分别与所述定位板的两侧板面平齐；
20.调节所述挤压组件中的所述两个纵向压紧装置的两个所述端部压板之间的间距，利用所述两个端部压板由所述电芯模组在堆叠方向上的两端对所述电芯模组进行挤压；
21.将所述定位板由所述安装面上拆除，在所述两排电芯模组的其中一个的侧端面上贴装pc片；
22.解除所述端部压板对所述电芯模组的压紧，调节所述横向压紧装置中的所述侧压板与所述定位板和所述安装面的连接位置之间的间距，利用所述侧压板将所述两排电芯模组与所述pc片夹紧贴合，完成双排模组的组合。
23.本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果至少包括：
24.将对两排电芯模组的分别挤压加工，以及两排电芯模组的组合粘结加工进行了整合。在对两排电芯模组进行堆叠放置和挤压加工之前，利用定位板对两排电芯模组后续需要粘结的侧端面进行预定位。在利用纵向压紧装置进行和完成两排电芯模组各自的挤压加工过程中，定位板均能够对侧端面的平齐度进行保证。后续在拆除定位板后即可在其中一个电芯模组的侧端面上贴装片，最后利用横向压紧装置中的侧压板推动其中另一个电芯模组靠近紧贴，即可使两排电芯模组相互平齐的侧端面贴合粘结，解决了现有双排模组在进行挤压和粘接组合加工过程中出现的无法贴合紧固，组合稳定性差的问题。
附图说明
25.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
26.图1是本发明实施例提供的模组堆叠装置的立体结构示意图；
27.图2是本发明实施例提供的模组堆叠装置的俯视结构示意图；
28.图3是本发明实施例提供的模组堆叠装置工作时的立体结构示意图；
29.图4是本发明实施例提供的一种组合加工方法的流程图。
30.图中：
31.1-安装平台；2-定位板；3-挤压组件；11-安装面；31-底部支架；32-横向压紧装置；33-纵向压紧装置；34-总驱动座；111-插接槽；311-底部定位面；312-条状支撑块；321-侧压板；322-第一驱动轴；323-连接板；324-丝杆；325-减振弹簧；331-端部压板；332-第二驱动轴；333-安装座；334-滑轨；341-总驱动轴；3211-限位凸缘；3311-端部限位凸起。
具体实施方式
32.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
33.在相关技术中，为了减少电芯模组在组装后多个单体电芯之间的间隙，通常需要对电芯模组进行挤压加工。通过挤压装置对位于电芯模组两端的端板进行施压，使两个端板之间依次排列的多个单体电芯彼此贴紧。在完成挤压加工后，再在两排电芯模组的侧面之间设置双面涂胶的pc片，并利用挤压工装进行挤压粘接，完成双排模组的组合。
34.在进行电芯模组的挤压加工过程中，由于两个电芯模组在组合之前，其堆叠和挤压加工均为独立进行。在堆叠方向上进行加压加工时多个电芯之间可能在水平方向上产生细微的相对滑移和窜动，造成电芯模组用于后续组合粘接的侧端面可能会存在一定的尺寸偏差，其与pc片的贴合面存在凹凸不平。导致后续两排电芯模组在进行组合粘接时，与pc片粘接的侧接触面因平整度问题造成无法贴合紧固，双排模组的组合稳定性差。
35.图1是本发明实施例提供的模组堆叠装置的立体结构示意图。图2是本发明实施例提供的模组堆叠装置的俯视结构示意图。图3是本发明实施例提供的模组堆叠装置工作时的立体结构示意图。如图1至3所示，通过实践，本技术人提供了一种模组堆叠装置，包括安装平台1、定位板2和两个挤压组件3。
36.其中，安装平台1上具有安装面11，定位板2与安装面11垂直且与安装面11可拆卸连接。
37.两个挤压组件3均设置于安装面11上，挤压组件3包括底部支架31、横向压紧装置32和两个纵向压紧装置33。底部支架31设置于述定位板2的一侧，底部支架31用于承托电芯模组。横向压紧装置32设置于底部支架31远离定位板2的一侧，横向压紧装置32上设置有与定位板2平行且相对布置的侧压板321，侧压板321与定位板2的间距可调。两个纵向压紧装置33沿平行于定位板2的方向分别设置于底部支架31的两端，两个纵向压紧装置33上设置有相对布置的端部压板331，两个端部压板331之间的间距可调，两个挤压组件3相对于定位板2对称布置。
38.在本发明实施例中，在需要对两排独立的电芯模组进行组合加工时，首先将两排电芯模组分别堆叠放置于两个挤压组件3中的底部支架31上，电芯模组的堆叠方向与两个纵向压紧装置33中的端部压板331垂直，电芯模组中相邻两个单体电芯之间的接触面上贴装有0.8mm的聚氨酯泡棉胶。同时在堆叠放置时，两排电芯模组相对的侧端面分别与定位板2的相对两侧板面抵接平齐，利用定位板2对两排模组之后需要进行粘结的侧端面进行预定位。之后调节两个底部支架31两端的纵向压紧装置33，通过调节位于电芯模组在堆叠方向上两端的两个端部压板331之间的间距，利用两个端部压板331对电芯模组进行挤压，多个单体电芯之间彼此紧贴，以消除电芯模组中多个单体电芯之间的装配间隙。之后将定位板2由安装面11上拆除，露出两排电芯模组侧端面之间的间隙，利用该间隙在其中一排电芯模组的侧端面上贴装双面涂胶的pc片。之后解除端部压板331对其中另一排电芯模组两端的压紧，调节与该电芯模组相邻的横向压紧装置32中的侧压板321，使侧压板321向靠近定位板2和安装面11的连接位置的方向移动，进而推动两排电芯模组相互靠近，直到两排电芯模组的侧端面相互紧贴，并通过pc片贴合粘结，完成双排模组的组合加工。
39.采用本发明实施例所提供的模组堆叠装置，将对两排电芯模组的分别挤压加工，以及两排电芯模组的组合粘结加工进行了整合。在对两排电芯模组进行堆叠放置和挤压加工之前，利用定位板2对两排电芯模组后续需要粘结的侧端面进行预定位。在利用纵向压紧装置33进行和完成两排电芯模组各自的挤压加工过程中，定位板2均能够对侧端面的平齐度进行保证。后续在拆除定位板2后即可在其中一个电芯模组的侧端面上贴装pc片，最后利用横向压紧装置32中的侧压板321推动其中另一个电芯模组靠近紧贴，即可使两排电芯模组相互平齐的侧端面贴合粘结，解决了现有双排模组在进行挤压和粘接组合加工过程中出现的无法贴合紧固，组合稳定性差的问题。
40.可选地，在两个挤压组件3的其中一个中，横向压紧装置32包括第一驱动轴322、连接板323和多个侧压板321，第一驱动轴322与定位板2垂直，第一驱动轴322的一端与连接板323连接，第一驱动轴322的另一端用于与外部驱动装置连接，多个侧压板321沿垂直于端部压板331的方向并列布置，每个侧压板321均通过丝杆324与连接板323固定连接。示例性地，在本发明实施例中，在进行双排模组的粘结组合工序时，两个挤压组件3的其中一个作为主要施力部，而其中另一个则通过完整的侧压板321对另一侧的电芯模组进行抵接支撑。在作为施力部的挤压组件3中，用于推动挤压电芯模组的横向压紧装置32包括与电芯模组中多个单体电芯一一对应的多个侧压板321。每个侧压板321通过丝杆324连接于连接板323上并调节好间距，接受外部驱动装置的动力在第一驱动轴322的推动下对对应的单体电芯进行
挤压，从而以均匀的推力将整排电芯模组向另一侧的电芯模组推动并粘合，有效提高了双排模组的组合稳定性。
41.可选地，丝杆324上套装有减振弹簧325，减振弹簧325的两端分别与侧压板321和连接板323相抵接。示例性地，在本发明实施例中，通过在每个丝杆324上均套设一减振弹簧325，在通过多个侧压板321对电芯模组的多个单体电芯进行挤压时，在侧压板321接触电芯、推动电芯以及将电芯与另一侧电芯模组推动抵接的过程中，减振弹簧325可以对产生的对向应力进行吸收缓冲，减少侧压板321及电芯模组之间产生的接触应力，避免造成损坏，提高了组合加工的安全性。
42.可选地，在两个挤压组件3的其中另一个中，侧压板321远离安装面11的一端凸出设置有限位凸缘3211。示例性地，在本发明实施例中，在两个挤压组件3的其中另一个中，通过完整的侧压板321对另一侧的电芯模组进行抵接支撑。而通过在侧压板321的顶部凸出设置限位凸缘3211，在进行电芯模组的挤压，与侧向端面的粘合时，限位凸缘3211可以由纵向对底部支架31上的电芯模组进行限位固定，避免在组合加工时多个电芯受到应力而在纵向上发生窜动，提高双排模组的加工良率。
43.需要说明的是，在两个挤压组件3中，侧压板321的尺寸大小不同，但均用于在水平方向上与电芯模组进行接触。
44.可选地，在两个挤压组件3的其中一个中，底部支架31上具有与安装面11平行的底部定位面311；在两个挤压组件3的其中另一个中，底部支架31包括两个条状支撑块312，两个条状支撑块312沿平行于定位板2的方向延伸，两个条状支撑块312平行间隔布置。示例性地，在本发明实施例中，在两个挤压组件3的其中一个中，由于需要作为主要施力部，在进行两排电芯模组的挤压粘合时，其底部支架31上的电芯模组会受到推动而产生一定的水平位移，故将底部支架31设置为完整的板状结构，通过完整的底部定位面311对其上的电芯模组进行支撑。而在两个挤压组件3的其中另一个中，由于位于其底部支架31上的电芯模组在进行挤压粘合时始终处于静止状态不会发生相对移动，故可以对其底部支架31进行镂空处理，仅通过两个条状支撑块312保证其底部的支撑强度和高度，减少底部支架31的制造材料用量，减少模组堆叠装置的生产成本。
45.可选地，纵向压紧装置33包括第二驱动轴332、安装座333和端部压板331，安装座333设置于底部支架31的旁侧，第二驱动轴332可伸缩地穿设于安装座333上，第二驱动轴332的一端与端部压板331垂直连接，第二驱动轴332的另一端用于与外部驱动装置连接。示例性地，在本发明实施例中，在电芯模组在底部支架31上堆叠放置完成后，接受外部驱动装置的动力在第二驱动轴332的推动下，两个纵向压紧装置33上的端部压板331由两端对电芯模组进行挤压，以消除电芯模组中多个单体电芯之间的装配间隙，提高双排模组的后续加工良率。
46.可选地，模组堆叠装置包括两个总驱动座34，安装座333下方均对应设置有滑轨334，滑轨334垂直于端部压板331且固定设置于安装面11上，安装座333可滑动地安装于对应的滑轨334上，两个总驱动座34沿平行于定位板2的方向分别设置于底部支架31的两端，且位于纵向压紧装置33远离底部支架31的一侧，总驱动座34上可伸缩地穿设有总驱动轴341，总驱动轴341与第二驱动轴332平行，两个总驱动座34的其中一个中，总驱动轴341的一端与位于定位板2一端的两个安装座333固定连接；两个总驱动座34的其中另一个中，总驱
动轴341的一端与位于定位板2另一端的两个安装座333固定连接，总驱动轴341的另一端用于与外部驱动装置连接。示例性地，在本发明实施例中，在进行对电芯模组的挤压加工以消除装配间隙的工序时，位于总驱动座34上的总驱动轴341在接受外部驱动装置的动力供给下，总驱动轴341相对于总驱动座34进行伸缩，从而同时推动位于定位板2一端的两个安装座333同时在各自对应的滑轨334上移动，从而同步对两排电芯模组的端部进行挤压，针对两排电芯模组另一端的加工方式同上。利用两个总驱动座34和总驱动轴341同时驱动两个挤压组件3中的纵向压紧装置33进行同步挤压，保证两排电芯模组受到同样的挤压压力和挤压形成，保证后续组合粘接时，其侧端面上的多个单体电芯粘合位置能够一一对应，进一步提高了双排模组的组合稳定性。
47.可选地，端部压板331背向安装座333一侧的板面上凸出设置有端部限位凸起3311，端部限位凸起3311用于与电芯模组一侧端板上的定位孔相配合。示例性地，在本发明实施例中，在通过端部压板331对电芯模组进行堆叠方向上的挤压时，端部压板331可以通过端部限位凸起3311与电芯模组一侧端板上的定位孔进行插接配合，在后续挤压过程中，端部限位凸起331与端板的配合结构可以在水平方向上起到对电芯模组的限位固定作用，避免出现相对晃动，进一步提高了加工稳定性和精确度。
48.可选地，安装面11上设置有插接槽111，定位板2插装于插接槽111中。示例性地，在本发明实施例中，定位板2采用插接配合的可拆卸连接方式对应安装于安装面11上的插接槽111中，结构简单，拆装方便。
49.图4是本发明实施例提供的一种组合加工方法的流程图。如图4所示，本发明实施例还提供了一种组合加工方法，用于成型制造如图1至图3所示的模组堆叠装置，该组合加工方法包括：
50.s1、将两排电芯模组分别堆叠放置于两个挤压组件3中的底部支架31上，使两排电芯模组的侧端面分别与定位板2的两侧板面平齐。
51.具体地，在需要对两排独立的电芯模组进行组合加工时，首先将两排电芯模组分别堆叠放置于两个挤压组件3中的底部支架31上，电芯模组的堆叠方向与两个纵向压紧装置33中的端部压板331垂直，电芯模组中相邻两个单体电芯之间的接触面上贴装有0.8mm的聚氨酯泡棉胶。同时在堆叠放置时，两排电芯模组相对的侧端面分别与定位板2的相对两侧板面抵接平齐，利用定位板2对两排模组之后需要进行粘结的侧端面进行预定位。
52.s2、调节挤压组件3中的两个纵向压紧装置33的两个端部压板331之间的间距，利用两个端部压板331由电芯模组在堆叠方向上的两端对电芯模组进行挤压。
53.具体地，调节两个底部支架31两端的纵向压紧装置33，通过调节位于电芯模组在堆叠方向上两端的两个端部压板331之间的间距，利用两个端部压板331对电芯模组进行挤压，多个单体电芯之间彼此紧贴，以消除电芯模组中多个单体电芯之间的装配间隙。
54.s3、将定位板2由安装面11上拆除，在两排电芯模组的其中一个的侧端面上贴装pc片。
55.具体地，之后将定位板2由安装面11上拆除，露出两排电芯模组侧端面之间的间隙，利用该间隙在其中一排电芯模组的侧端面上贴装双面涂胶的pc片。
56.s4、解除端部压板331对电芯模组的压紧，调节横向压紧装置32中的侧压板321与定位板2和安装面11的连接位置之间的间距，利用侧压板321将两排电芯模组与pc片夹紧贴
合，完成双排模组的组合。
57.具体地，之后解除端部压板331对其中另一排电芯模组两端的压紧，调节与该电芯模组相邻的横向压紧装置32中的侧压板321，使侧压板321向靠近定位板2和安装面11的连接位置的方向移动，进而推动两排电芯模组相互靠近，直到两排电芯模组的侧端面相互紧贴，并通过pc片贴合粘结，完成双排模组的组合加工。
58.采用本发明实施例所提供的模组堆叠装置和上述组合加工方法，将对两排电芯模组的分别挤压加工，以及两排电芯模组的组合粘结加工进行了整合。在对两排电芯模组进行堆叠放置和挤压加工之前，利用定位板2对两排电芯模组后续需要粘结的侧端面进行预定位。在利用纵向压紧装置33进行和完成两排电芯模组各自的挤压加工过程中，定位板2均能够对侧端面的平齐度进行保证。后续在拆除定位板2后即可在其中一个电芯模组的侧端面上贴装pc片，最后利用横向压紧装置32中的侧压板321推动其中另一个电芯模组靠近紧贴，即可使两排电芯模组相互平齐的侧端面贴合粘结，解决了现有双排模组在进行挤压和粘接组合加工过程中出现的无法贴合紧固，组合稳定性差的问题。
59.除非另作定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明专利申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”或者“一”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的元件或者物件及其等同，并不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则所述相对位置关系也可能相应地改变。
60.以上所述仅为本发明的可选实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。