一种新型590软包模组的堆叠装置及堆叠方法与流程

1.本发明涉及电池堆叠技术领域，尤其涉及一种新型590软包模组的堆叠装置及堆叠方法。


背景技术：

2.现有模组堆叠技术方案，电芯、电芯、电芯、云母片逐一完成堆叠后，将极耳穿出模组绝缘件及铜排时，由人工手动拿取模组绝缘件及铜排(一体式)对位将极耳从铜排间隙内穿出，由于并联的电芯需要将三个独立的极耳聚拢后由一个模组绝缘件上的铜排孔穿出，且并联的电芯与串联的电芯之间需要确保彼此绝缘，导致铜排间隙狭小、铜排间的极耳姿态各不相同，装配难度高且绝缘难以保证，最终难以实现自动化量产、制造成本高。
3.针对上述技术问题，本发明提出一种新型590软包模组的堆叠装置及堆叠方法。


技术实现要素：

4.本发明的目的是针对现有技术的缺陷，提供了种新型590软包模组的堆叠装置及堆叠方法。
5.为了实现以上目的，本发明采用以下技术方案：
6.一种新型590软包模组的堆叠装置，包括机架、电芯定位工装台、极耳整形抓手、升降气缸、三轴伺服机构；所述电芯定位工装台设置于机架上，三轴伺服机构设置于机架上，升降气缸与三轴伺服机构滑动连接，极耳整形抓手设置于升降气缸上。
7.进一步的，所述三轴伺服机构包括x轴伺服机构、y轴伺服机构、z轴伺服机构，x轴伺服机构设置于机架上，y轴伺服机构设置于x轴伺服机构上，z轴伺服机构设置于y轴伺服机构上；升降气缸设置于z轴伺服机构上。
8.相应的，还提供一种新型590软包模组的堆叠方法，包括一种新型590软包模组的堆叠装置，堆叠方法包括步骤：
9.s1.将数个电芯逐一放入电芯定位工装台内，并将数个电芯堆叠成block框架，并对堆叠成block框架的数个电芯进行第二次定位；
10.s2.y轴伺服机构在x轴伺服机构上向电芯定位工装台方向移动第一预设距离；
11.s3.z轴伺服机构在y轴伺服机构上向电芯定位工装台方向移动第二预设距离；
12.s4.极耳整形抓手在升降机构的带动下下降并夹紧数个电芯的极耳；
13.s5.对夹紧后的极耳进行点焊处理，形成电焊后的电芯极耳。
14.进一步的，所述步骤s5中对夹紧后的极耳进行点焊处理采用的是激光打点的方式。
15.与现有技术相比，本发明将电芯预堆叠成block并点焊后，极耳姿态保持相对稳定，极耳点焊在一起后形成一个整体便于自动化实现从铜排间隙孔内穿出；三个并联的电芯极耳与相邻需要串联的电芯极耳之间间隙增大有效避免极耳正负极导通而造成短路风险。同时由于极耳姿态固定便于穿出，本方案实现了590软包模组堆叠自动化和连续批量制
作，最终590软包模组整线全工序具备自动化或半自动化可行性，有利于软包模组的大批量生产、提高产能平衡率和降低制造成本。
附图说明
16.图1是实施例一提供的一种新型590软包模组的堆叠装置结构图；
17.图2是实施例一提供的电芯定位工装台的结构示意图；
18.图3是实施例一提供的电芯置于电芯定位工装台的结构示意图；
19.图4是实施例一提供的三轴伺服机构的结构示意图；
20.图5是实施例二提供的模组堆叠极耳姿态示意图；
21.图6是实施例二提供的电芯预堆叠示意图。
具体实施方式
22.以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
23.本发明的目的是针对现有技术的缺陷，提供了种新型590软包模组的堆叠装置及堆叠方法。
24.实施例一
25.本实施例提供一种新型590软包模组的堆叠装置，如图1所示，包括机架1、电芯定位工装台2、极耳整形抓手3、升降气缸4、三轴伺服机构5、电芯6。
26.机架1的结构为下方到地脚的箱体，箱体内可以存放所需要的器件，且在箱体上方设有支架式框架，该框架用于安装配套的设备。
27.如图2所示为电芯定位工装台的结构示意图，电芯定位工装台2设置于机架1的箱体平面上，电芯定位工装台2的数量可根据实际情况设置，本实施例箱体的平面设有两个电芯定位工装台，电芯定位工装台2用于放置电芯6，如图3所示。
28.如图4所示为三轴伺服机构的结构示意图，三轴伺服机构5设置于机架1上，三轴伺服机构5包括x轴伺服机构51、y轴伺服机构52、z轴伺服机构53；x轴伺服机构51设置于机架1上，y轴伺服机构设置于x轴伺服机构上并能相对x轴伺服机构51沿x轴方向移动，z轴伺服机构设置于y轴伺服机构上并能相对y轴伺服机构52沿y轴方向移动。
29.x轴伺服机构51包括x轴电机、x轴齿轮、x轴齿条、x向移动座以及x轴横梁；x轴电机连接x轴齿轮，x轴齿轮安装在x向移动座上并与x轴齿条啮合；x轴齿条沿x向布设在x轴横梁上，x轴横梁固定在支架1上。
30.y轴伺服机构52包括y轴电机、y轴齿轮、y轴齿条、y向移动座以及y轴横梁；y轴齿条沿y向布设在y轴横梁上；y向移动座固定在x轴横梁上，y轴电机连接y轴齿轮，且y轴齿轮安装在y向移动座上，并与y轴齿条啮合。
31.z轴伺服机构53包括z轴电机、z轴齿轮、z轴齿条、z向移动座以及z轴横梁，z轴齿条沿z向布设在z轴横梁上，z向移动座固定在y轴横梁上，z轴电机连接z轴齿轮，且z轴齿轮安
装在z向移动座上，并与z轴齿条啮合。
32.极耳整形抓手3设置于升降气缸4上，升降气缸4设置于三轴伺服机构5上，由三轴伺服机构5带动沿x轴、y轴和z轴三个维度移动，以使极耳整形抓手3能够精确定位在预定位置。
33.使用时将电芯6依次放置于电芯定位工装台2上，y轴伺服机构相对x轴伺服机构51沿x轴方向移动一定距离，z轴伺服机构相对y轴伺服机构51沿y轴方向移动一定距离，接着通过极耳整形抓手3通过升降气缸4向下移动并夹紧电芯的极耳，最后使用激光将夹紧后的极耳点焊，形成一个整体。
34.本实施例将电芯预堆叠成block并点焊后，极耳姿态保持相对稳定，极耳点焊在一起后形成一个整体便于自动化实现从铜排间隙孔内穿出。
35.实施例二
36.本实施例提供一种新型590软包模组的堆叠方法，包括实施例一中的一种新型590软包模组的堆叠装置，堆叠方法包括步骤：
37.s1.将数个电芯逐一放入电芯定位工装台内，并将数个电芯堆叠成block框架，并对堆叠成block框架的数个电芯进行第二次定位；
38.s2.y轴伺服机构在x轴伺服机构上向电芯定位工装台方向移动第一预设距离；
39.s3.z轴伺服机构在y轴伺服机构上向电芯定位工装台方向移动第二预设距离；
40.s4.极耳整形抓手在升降机构的带动下下降并夹紧数个电芯的极耳；
41.s5.对夹紧后的极耳进行点焊处理，形成电焊后的电芯极耳。
42.软包590电芯项目组装的通常采用3p8s或2p12s的形式，本实施例以3p8s(3并联*8串联)为例进行描述。现有技术中的模组堆叠技术是将电芯按照串并联关系与云母片逐个堆叠成整体，然后进行模组绝缘件及铜排安装(一体式)、极耳折弯、极耳焊接、外壳焊接等一些列的工序，其存在难以实现自动化量产、制造成本高的问题，因此本实施例通过在590模组电芯堆叠过程中，将三个并联的电芯预堆叠生成一个block框架，对block内的极耳进行整形成为堆叠后的姿态，然后对block进行点焊固定，实现了极耳穿孔位置、长度等姿态相对固定，从而便于后续模组绝缘件及铜排安装、极耳折弯、极耳焊接等工序自动化实施。
43.如图5所示为模组堆叠极耳姿态示意图，590软包模组在制备过程中，电芯堆叠后需要将三个并联的电芯极耳聚拢在一起后从一个铜排穿出(如
②
中的三个极耳)，本实施例以3p8s为例一侧共有八种不同姿态的极耳。
44.如图6所示为电芯预堆叠示意图，本实施例在软包电芯预处理工序(ocv测试，极耳整形，极耳裁切)之后，云母片、电芯、电芯、电芯、云母片依次堆叠循环八次工序之前，增加一个电芯、电芯、电芯预堆叠生成block工序，将单电芯先预堆叠成三个一体的block，然后对block进行整形处理。
45.将三个电芯逐一放入电芯定位工装内堆叠成block，并进行二次定位；y轴伺服机构相对x轴伺服机构沿x轴方向移动一定距离，z轴伺服机构相对y轴伺服机构沿y轴方向移动一定距离，三轴伺服机构精确到达电芯定位工装处并定位；升降气缸相对z轴伺服机构沿z轴方向下降并夹紧三个极耳；最后使用激光将夹紧后的极耳点焊，形成一个整体。
46.不同的block极耳姿态，通过三轴伺服机构的三个轴向进行精确移位，确保不同类型极耳的长度、弯折度、位置等姿态，后续通过调用配方的形式控制相关参数从而实现不同
姿态的极耳兼容并快速切换。
47.本实施例的电芯堆叠成block时，对电芯进行精确定位；定位完成后三轴伺服机构精确平稳的定位移动至预设的指定位置确保三个极耳夹紧后一次成型，点焊后变成所需的姿态；极耳整形抓手具有一定的浮动功能吸收极耳微小偏差；整套机构采取严格的绝缘措施，确保极耳正负极绝缘隔离不导通。
48.需要说明的是，block是指将若干个单体电芯组装成一个制程中过渡的整体子模块。
49.与现有技术相比，本实施例将电芯预堆叠成block并点焊后，极耳姿态保持相对稳定，极耳点焊在一起后形成一个整体便于自动化实现从铜排间隙孔内穿出；三个并联的电芯极耳与相邻需要串联的电芯极耳之间间隙增大有效避免极耳正负极导通而造成短路风险。同时由于极耳姿态固定便于穿出，本发明实现了590软包模组堆叠自动化和连续批量制作，最终590软包模组整线全工序具备自动化或半自动化可行性，有利于软包模组的大批量生产、提高产能平衡率和降低制造成本。
50.实施例三
51.本实施例提供一种新型590软包模组的堆叠方法与实施例二的不同之处在于：
52.本实施例配套的模组堆叠，电芯定位工装可采取靠边推靠、吸盘吸附等形式对电芯进行二次定位，伺服驱动机构可以通过三轴机器人、四轴机器人、六轴机器人等不同驱动方式，均可实现不同种类的极耳长度、弯折点、位置度等参数精确微调，将极耳夹紧成预设的姿态，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。
53.注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。