一种电芯堆叠装置及电池模组装配线的制作方法

1.本实用新型涉及锂电池制造技术领域，具体涉及一种电芯堆叠装置及电池模组装配线。


背景技术：

2.当前动力电池通常为采用电芯单元制成模组，然后由模组制成pack包的形式，而模组的制作方式，基本上都是将若干数量的电芯单元按一定的规则进行排列堆叠，然后通过扎带或焊接形成一个整体。现有技术中，电芯的堆叠通常采用机械手直接抓取电芯沿水平方向逐个摆放至预定位置，再利用夹持移动机构将摆放好的电芯进行夹紧堆叠，导致堆叠过程动作复杂，效率低。


技术实现要素：

3.因此，本实用新型要解决的技术问题在于克服现有技术中的电芯堆叠装置堆叠过程动作复杂，效率低的缺陷，从而提供一种电芯堆叠装置及电池模组装配线。
4.为了解决上述问题，本实用新型提供了一种电芯堆叠装置，包括：堆叠机构，包括夹料部、导向部和叠放部，所述夹料部与所述叠放部相对设置，所述导向部能够连接所述夹料部和所述叠放部，所述夹料部适于在所述预定位置夹持电芯并使电芯通过所述导向部向下滑动至所述叠放部。
5.可选地，所述堆叠机构还包括基板，所述夹料部、所述导向部和所述叠放部均设置于所述基板上。
6.可选地，所述堆叠机构还包括叠放驱动结构，所述叠放驱动结构设置于所述基板上，并与所述叠放部传动连接，所述叠放驱动结构适于驱动所述叠放部靠近或远离所述夹料部。
7.可选地，所述基板沿竖直方向设置或者是相对于竖直方向倾斜设置。
8.可选地，所述导向部包括若干个导向滑槽，若干个所述导向滑槽沿所述叠放部的周向间隔设置。
9.可选地，所述电芯堆叠装置还包括输送机构，所述输送机构适于将电芯输送至所述夹料部上。
10.可选地，所述夹料部位于所述输送机构的输送路径上，所述夹料部靠近所述输送机构的输出端设置。
11.可选地，所述电芯堆叠装置还包括推料机构，所述推料机构对应所述输送机构的输出端设置，所述推料机构适于将位于所述输送机构输出端处的电芯推动至预定位置。
12.可选地，所述推料机构包括：支架，位于所述输送机构的输出端；横向驱动结构，设置于所述支架上并位于所述输送机构的上方；竖向驱动结构，与所述横向驱动结构的驱动端传动连接，所述横向驱动结构适于驱动所述竖向驱动结构在所述输送机构的输出端和所述预定位置往复移动；推动部，连接于所述竖向驱动结构的驱动端处，所述竖向驱动结构适
于驱动所述推动部在竖直方向往复移动。
13.可选地，所述堆叠机构位于所述输送机构的侧方，所述推料机构还包括连接结构，所述连接结构设置于所述支架上，所述连接结构垂直于所述输送机构的输送方向设置，所述连接结构的一端与所述输送机构对接，所述连接结构的另一端与所述夹料部对接，所述夹料部的夹持位置形成所述预定位置。
14.可选地，所述输送机构包括并排设置的若干条沿输送方向的输送路径，所述横向驱动结构、所述竖向驱动结构和所述推动部对应设置有若干个。
15.可选地，所述电芯堆叠装置还包括阻挡机构，所述阻挡机构设置于所述输送机构的上方，所述阻挡机构靠近所述推料机构设置，并且沿所述输送机构的输送方向，所述阻挡机构位于所述推料机构的上游，所述阻挡机构适于挡设于所述输送路径上。
16.可选地，所述电芯堆叠装置还包括旋转机构，所述堆叠机构设置于所述旋转机构上，所述旋转机构适于驱动所述堆叠机构绕竖直方向转动。
17.可选地，所述堆叠机构沿所述旋转机构的旋转驱动方向间隔设置有若干个。
18.本实用新型还提供了一种电池模组装配线，包括上述的电芯堆叠装置。
19.本实用新型具有以下优点：
20.1.本实用新型提供的一种电芯堆叠装置，堆叠机构能够在预定位置夹持电芯，并使电芯经由导向部下滑至叠放部，实现了电芯的连续堆叠，简化了电芯的堆叠过程，提高电芯的堆叠效率。
21.2.本实用新型提供的一种电芯堆叠装置，将叠放部可移动设置，以使堆叠时叠放部能够位于靠近夹料部的位置，再随着叠放电芯数量的增多逐渐下降，保证电芯堆叠过程中的稳定性，并且减小了电芯之间的冲击力。
22.3.本实用新型提供的一种电芯堆叠装置，通过设置输送机构能够连续的对电芯进行输送，并在连续输送过程中实现对电芯的堆叠，提高堆叠效率。
23.4.本实用新型提供的一种电芯堆叠装置，利用推料机构将输送机构输出端处的电芯推动至预定位置，实现了电芯在输送机构和堆叠机构之间的转运。
24.5.本实用新型提供的一种电芯堆叠装置，利用竖向驱动结构驱动推动部移动至输送机构上的电芯的侧方，再通过横向驱动结构驱动竖向驱动结构沿横向移动，以在移动过程中推动电芯移动至预定位置，推料机构结构简单，且使用方便，提高电芯的推料效率。
25.6.本实用新型提供的一种电芯堆叠装置，利用连接结构能够在电芯移动过程中对电芯进行支撑与导向，保证电芯移动过程中的稳定性以及位置的准确性。
26.7.本实用新型提供的一种电芯堆叠装置，利用旋转机构带动堆叠机构绕竖直方向转动，以在电芯堆叠完成后使堆叠机构旋转至与电芯模组下料装置相对应，提高了堆叠与下料之间的连续性。
27.8.本实用新型提供的一种电芯堆叠装置，将堆叠机构在旋转机构上设置为若干个，在其中一个堆叠机构堆叠完成转动至下料位置时，另一个堆叠机构能够同步转动至堆叠位置，实现了电芯的连续堆叠，进一步提高了电芯的堆叠效率。
附图说明
28.为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对
具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，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。
29.图1示出了本实用新型的实施例提供的电芯堆叠装置的整体结构示意图；
30.图2示出了本实用新型的实施例提供的电芯堆叠装置另一角度的整体结构示意图；
31.图3示出了本实用新型的实施例提供的推料机构的结构示意图；
32.图4示出了本实用新型的实施例提供的堆叠机构的结构示意图。
33.附图标记说明：
34.10、输送机构；20、推料机构；21、支架；22、横向驱动结构；23、竖向驱动结构；24、推动部；25、连接结构；30、堆叠机构；31、夹料部；32、导向部；321、导向滑槽；33、叠放部；34、基板；341、导轨；35、叠放驱动结构；351、电机；352、丝杆；40、旋转机构；50、阻挡机构。
具体实施方式
35.下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
36.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
37.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。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实用新型中的具体含义。
38.此外，下面所描述的本实用新型不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
39.如图1至图4所示的电芯堆叠装置的一种具体实施方式，包括：堆叠机构30。堆叠机构30包括夹料部31、导向部32和叠放部33，夹料部31与叠放部33相对设置，导向部32能够连接夹料部31和叠放部33，夹料部31能够在预定位置夹持电芯并使电芯通过导向部32向下滑动至叠放部33。
40.堆叠机构30能够在预定位置夹持电芯，并使电芯经由导向部32下滑至叠放部33，实现了电芯的连续堆叠，简化了电芯的堆叠过程，提高电芯的堆叠效率。
41.如图1和图2所示，电芯堆叠装置还包括输送机构10和推料机构20。输送机构10用于连续输送电芯，推料机构20对应输送机构10的输出端设置，推料机构20能够将位于输送机构10输出端处的电芯推动至预定位置。
42.如图1至图3所示，推料机构20包括支架21、横向驱动结构22、竖向驱动结构23和推动部24。支架21位于输送机构10的输出端，横向驱动结构22设置于支架21上并位于输送机构10的上方，竖向驱动结构23与横向驱动结构22的驱动端传动连接，推动部24连接于竖向驱动结构23的驱动端处。通过支架21将横向驱动结构22、竖向驱动结构23和推动部24支设于输送机构10输出端的上方，竖向驱动结构23能够驱动推动部24沿竖向靠近或远离输送机构10的输送面移动，横向驱动结构22能够驱动竖向驱动结构23在输送机构10的输出端和预定位置往复移动。
43.利用竖向驱动结构23驱动推动部24移动至输送机构10上的电芯的侧方，再通过横向驱动结构22驱动竖向驱动结构23沿横向移动，以在移动过程中推动电芯移动至预定位置，推料机构20结构简单，且使用方便，提高电芯的推料效率。
44.在本实施例中，横向驱动结构22和竖向驱动结构23均为气缸。
45.如图1至图3所示，堆叠机构30位于输送机构10的侧方，推料机构20包括连接结构25，连接结构25设置于支架21上，连接结构25垂直于输送机构10的输送方向，连接结构25的一端与输送机构10对接，连接结构25的另一端与夹料部31对接，夹料部31的夹持位置形成预定位置。在横向驱动结构22、竖向驱动结构23和推动部24配合推动电芯过程中，电芯经由连接结构25移动至夹料部31上，也即，将电芯从输送机构10上持续推动至夹料部31上，夹料部31能够夹持或承托电芯，然后即可使夹料部31松开电芯，使电芯经由导向部32滑动至叠放部33。
46.当然，也可以将夹料部31设置为可伸缩的夹取结构，当电芯被推动至连接结构25的输出端处时，夹料部31伸出至连接结构25的输出端处将电芯夹取，再回缩复位并松开电芯进行堆叠，此时，上述的预定位置即为连接结构25的输出端位置。
47.值得说明的是，夹料部31能够对电芯进行夹持，以对电芯的位置进行调整，实现电芯的校准定位，使电芯能够准确的与导向部32配合下滑，实现每个电芯的精准堆叠，保证电芯的堆叠精度。
48.利用连接结构25能够在电芯移动过程中对电芯进行支撑与导向，保证电芯移动过程中的稳定性以及位置的准确性。
49.当然，推料机构20也可以为其他能够实现电芯在输送机构10与堆叠机构30之间转移的结构，例如气爪抓取搬运机构。
50.当然，根据设备的整体布局，也可以将堆叠机构30设置于输送机构10的正前方，也即，将夹料部31设置于输送机构10的输送路径上，横向驱动结构22的驱动方向以及连接结构25的延伸方向均与输送机构10的输送方向同向设置，也即，推料机构20能够沿输送机构10的输送方向将电芯推动至堆叠机构30。
51.值得说明的是，当夹料部31位于输送机构10的正前方且靠近输送机构10的输出端设置时，可以无需设置推料机构20，直接使输送机构10将电芯输送至夹料部31上。
52.在本实施例中，如图1至图3所示，输送机构10包括沿横向并排设置的两条输送路径，相应的，横向驱动结构22、竖向驱动结构23和推动部24也分别设置有两个，以分别对输送机构10的输出端上并排设置的两个电芯进行推动。
53.值得说明的是，请参阅图3，两个横向驱动结构22相对间隔且平行设置，两个竖向驱动结构23分设于两个横向驱动结构22上，且在横向上错位设置，以使两个推动部24分别
与并排设置的两个电芯相对应，推动部24能够在电芯远离堆叠机构30的一侧推动电芯。
54.需要进一步说明的是，当靠近堆叠机构30的一个推动部24将与其对应的电芯推动至夹料部31上后，与该推动部24对应的竖向驱动结构23驱动推动部24向上移动，并且在对应的横向驱动结构22的驱动下沿横向返回，此时，另一个推动部24继续朝向堆叠机构30推动另一个电芯(并排设置的两个电芯中远离堆叠机构的电芯)，将该电芯推动至夹料部31上后，竖向驱动结构23驱动该推动部24向上移动，横向驱动结构22驱动该竖向驱动结构23沿横向返回。
55.当然，输送机构10也可以并排设置其他数量的输送路径，例如三条，只需使横向驱动结构22、竖向驱动结构23和推动部24对应输送路径进行设置，并且使若干竖向驱动结构23之间、若干推动部24之间在沿横向往复移动过程中不会产生干涉即可。
56.在本实施例中，输送机构10为输送皮带线。
57.在本实施例中，如图3所示，连接结构25包括两条沿横向延伸设置的导向槽，两条导向槽间隔设置，电芯能够在两条导向槽之间通过。
58.值得说明的是，请参阅图2和图3，两条导向槽为一条较长的导向槽和一条较短的导向槽，较长的导向槽从输送机构10远离堆叠机构30的一侧延伸至堆叠机构30的夹料部31处，较短的导向槽从输送机构10靠近堆叠机构30的一侧延伸至堆叠机构30的夹料部31处，并且，沿输送机构10的输送方向，较长的导向槽位于较短的导向槽的下游。因此，能够满足对沿横向并排设置的两个电芯的导向。
59.需要说明的是，请参阅图1，本实施例中“横向”指的是与输送机构10的输送方向相垂直的方向。
60.如图4所示，堆叠机构30还包括基板34，夹料部31、导向部32和叠放部33均设置于基板34上。
61.值得说明的是，请参阅图4，基板34为长条形板体，导向部32固定设置于基板34上，且导向部32沿长条形板体的长度方向延伸设置；夹料部31固定设置于基板34的上端，叠放部33与夹料部31在长条形板体的长度方向上相对设置。
62.如图4所示，堆叠机构30还包括叠放驱动结构35，叠放驱动结构35设置于基板34上，叠放驱动结构35与叠放部33传动连接，以驱动叠放部33靠近或远离夹料部31。将叠放部33可移动设置，以使堆叠时叠放部33能够位于靠近夹料部31的位置，再随着叠放电芯数量的增多逐渐下降，保证电芯堆叠过程中的稳定性，并且减小了电芯之间的冲击力。
63.在本实施例中，如图4所示，叠放驱动结构35包括电机351和丝杆352，电机351能够驱动丝杆352转动，丝杆352与叠放部33螺纹连接，丝杆352沿基板34的长度方向延伸设置。
64.在本实施例中，如图4所示，基板34上还设置有导轨341，叠放部33与导轨341可滑动连接，导轨341沿基板34的长度方向延伸设置，提高了叠放部33在移动过程中的稳定性。
65.在本实施例中，如图4所示，基板34相对于竖直方向倾斜设置，以使电芯能够较为平缓的沿导向槽滑动，减小了电芯堆叠过程中电芯之间的冲击力，并且便于电芯之间进行相互对齐，保证电芯的堆叠精度。
66.当然，基板34也可以沿竖直方向设置。
67.在本实施例中，如图4所示，导向部32包括四个导向滑槽321，四个导向滑槽321沿叠放部33的周向间隔设置，具体的，如图4所示，四个导向滑槽321位于叠放部33的外周且分
设于叠放部33的四角，因此能够在电芯的四角处对电芯进行导向。
68.当然，导向滑槽321也可以设置为其他数量，例如两个、三个等。
69.如图4所示，电芯堆叠装置还包括旋转机构40，堆叠机构30设置于旋转机构40上，旋转机构40能够驱动堆叠机构30绕竖直方向转动。在电芯堆叠完成后使堆叠机构30旋转至与电芯模组下料装置相对应，提高了堆叠与下料之间的连续性。
70.在本实施例中，如图4所示，堆叠机构30沿旋转机构40的旋转驱动方向间隔设置有两个，两个堆叠机构30在旋转驱动方向上的夹角为180
°
。在其中一个堆叠机构30堆叠完成转动至下料位置时，另一个堆叠机构30能够同步转动至堆叠位置，实现了电芯的连续堆叠，进一步提高了电芯的堆叠效率。
71.值得说明的是，堆叠机构30也可以设置为其他数量，以与电芯的输送、堆叠效率以及电芯模组的下料转运效率相适配即可。
72.具体的，在本实施例中，旋转机构40包括旋转架体和旋转驱动部，旋转驱动部适于驱动旋转架体绕竖直方向转动，基板34与旋转架体相连接。
73.如图1和图2所示，电芯堆叠装置还包括阻挡机构50，阻挡机构50设置于输送机构10的上方，阻挡机构50靠近推料机构20设置，并且，沿输送机构10的输送方向，阻挡机构50位于推料机构20的上游，阻挡机构50能够挡设于电芯的输送路径上。在推料机构20推动电芯时，阻挡机构50挡设于位于输出端的电芯(被推电芯)和在输送方向上与其相邻的电芯之间，避免后续电芯向前输送对推料过程产生干扰而影响推料的准确性。
74.值得说明的是，阻挡机构50可以通过单独的安装架架设于输送机构10的上方，也可以直接安装于推料机构20的支架21上。
75.本实施例还提供了电池模组装配线的一种具体实施方式，包括上述的电芯堆叠装置。利用该电芯堆叠装置实现电芯堆叠形成电芯模组，电芯能够连续的输送与堆叠，简化了电芯的堆叠过程，提高电芯的堆叠效率，并且保证电芯堆叠精度。
76.在使用本实施例的电芯堆叠装置时，首先，电芯随输送机构10输送至输送机构10的输出端处，阻挡机构50阻挡后续来料；然后，竖向驱动结构23驱动推动部24向下移动至电芯的侧方，再使用横向驱动结构22驱动竖向驱动结构23沿横向靠近堆叠机构30移动，以推动电芯经由连接结构25移动至夹料部31上；最后，夹料部31松开电芯，电芯沿导向滑槽321下滑至叠放部33，并且在电芯堆叠过程中，叠放部33由靠近夹料部31的位置逐渐朝向远离夹料部31的方向移动。
77.根据上述描述，本专利申请具有以下优点：
78.1.在输送机构连续输送过程中实现电芯的连续堆叠，输送机构无需停机；
79.2.使用推料机构将电芯从输送机构转移至堆叠机构，速度快，提高堆叠效率；
80.3.电芯通过导向滑槽向下滑动至叠放部进行堆叠，堆叠速度快，提高堆叠效率，并且堆叠精度高。
81.显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，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。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。