一种模组堆叠方法、堆叠托盘及模组堆叠装置与流程

本发明属于二次电池的制造领域，特别是涉及一种模组堆叠方法、堆叠托盘及模组堆叠装置。

背景技术：

1、随着技术的不断发展，为了提高电池包的体积能量密度和重量能量密度，电池模组从单排模组逐渐发展为双排模组，目前，双排模组已经在生产实践中得到了广泛的引用，随着技术的进一步发展，三排模组、四排模组也成为可能。

2、在堆叠电池模组时需要用到模组堆叠装置，其中，在堆叠单排电池模组时仅需将电芯放置在堆叠托盘上，并利用纵向夹紧机构夹紧整排电芯，从而使整排电芯粘接在一起即可；在堆叠双排模组、三排模组或更多排数的模组时，不仅需要利用纵向夹紧机构夹紧整排电芯，还需要利用横向夹紧机构将所有被夹紧后的各排电芯挤压在一起。

3、例如，申请公布号为cn115882148a，申请公布日为2023.03.31的中国发明专利申请公开了一种模组堆叠装置，模组堆叠装置包括具有安装台面的工作台，安装台面上安装有定位板和两个挤压组件，两个挤压组件相对于定位板对称布置。各挤压组件均包括两个输出端可沿左右方向运动的纵向压紧装置（相当于纵向直动驱动机构）和一个输出端可沿前后方向运动的横向压紧装置（相当于横向直动驱动机构）。其中，各挤压组件中的两个纵向压紧装置分别构成了一个纵向夹紧机构，两个挤压组件中的两个横向压紧装置共同构成了一个横向夹紧机构。

4、在利用上述模组堆叠装置组装双排模组时，首先将两排电芯堆叠放置在定位板的两侧，并使各排电芯紧贴定位板的板面；之后，利用各挤压组件中的纵向压紧装置（即各纵向夹紧机构）分别沿左右方向对各排电芯进行挤压，以消除各排电芯排内的装配间隙，提升双排模组的后续加工良率；再之后，拆除定位板，并在一排电池模组与另一排电池模组相对的侧面上贴装双面涂胶的pc（polycarbonate，聚碳酸酯）膜（相当于带胶片）；最后，使各纵向夹紧机构松开各排电芯，并利用两个横向压紧装置（即横向夹紧机构）沿前后方向夹紧两排电芯（即所有电芯），从而使pc膜的两侧分别粘接在两排电芯上，完成双排模组的组装。

5、在双排模组组装完成后，需要将双排模组吊装至下一道工序，在吊装过程中，由于双排模组底部没有支撑，所以双排模组中的部分电芯会向下运动一段距离，导致双排模组底部的平整度较差；同时，上述模组堆叠装置及上述模组堆叠装置中所蕴含的模组堆叠方法只能堆叠双排模组，没有可扩展性，不能适用于三排、四排或更多排数的模组。同时，在利用堆叠托盘堆叠电芯时，针对不同排数的电池模组需要选用不同尺寸的托盘，托盘的种类较多，导致成本较高且现场管理不便。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种模组堆叠方法，以解决在利用现有模组堆叠装置没有可扩展性，且现有模组堆叠方法需要制造多种不同尺寸的托盘，成本较高且不易管理的技术问题。

2、本发明的目的在于提供一种堆叠托盘，以解决上述相同的技术问题。

3、本发明的目的在于提供一种模组堆叠装置，以解决上述相同的技术问题。

4、为实现上述目的，本发明所提供的模组堆叠方法的技术方案是：

5、一种模组堆叠方法，包括以下步骤：

6、步骤s1、将各排电芯分别放置在与电芯排数相同的各子托盘上，并利用纵向夹紧机构夹紧各排电芯，以使各排电芯粘接在一起；

7、步骤s2、定义各排电芯中的相邻两个电芯的排布方向为左右方向，各子托盘沿前后方向可移动地设置在工作台上，在相邻两排电芯相邻的两端面的其中一个上粘贴双面涂胶的带胶片；

8、步骤s3、使各纵向夹紧机构松开各排电芯，之后利用横向夹紧机构夹紧所有电芯，横向夹紧机构顶推位于子托盘上的电芯，电芯与子托盘之间的摩擦力带动子托盘沿前后方向运动，以使所有子托盘接触且所有电芯粘接在一起；

9、步骤s4、将所有的子托盘组装成一个整体并形成堆叠托盘，以方便后期整体吊装堆叠托盘；

10、在步骤s1中，使相邻子托盘间具有设定间距，或者，在步骤s2中，移动子托盘以保证相邻两子托盘间具有设定间距，以为粘贴带胶片提供空间。

11、更进一步地，工作台包括台本体和与台本体沿前后方向导向移动配合的安装板，各安装板沿前后方向的宽度与各子托盘的宽度相匹配；各安装板上均设有一套纵向夹紧机构，各子托盘均放置在相应的一个安装板上，且安装板和子托盘的其中一个上设有限位件，另外一个上设有与限位件相适配的限位孔，以限制安装板和子托盘的相对位置。

12、更进一步地，在步骤s1中，各排电芯均配置有一个或一对可拆卸的可拆夹持件，纵向夹紧机构通过可拆夹持件夹紧各排电芯。

13、本发明所提供的模组堆叠方法的有益效果为：本发明为开拓性发明创造。在堆叠n排模组时，利用n个子托盘分别承托不同排电芯，并在模组堆叠完成后将n个子托盘组装为一个整体以方便后期吊装。在堆叠不同排数的模组时，仅需选取不同数量的子托盘，能够减少托盘的种类，降低成本且便于现场管理。

14、为实现上述目的，本发明所提供的堆叠托盘的技术方案是：

15、一种堆叠托盘，包括至少n个沿前后方向布置且分别用于承托不同排电芯的子托盘，n≥2，各子托盘沿前后方向的宽度与各排电芯沿前后方向的宽度相匹配，相邻子托盘之间卯榫连接，各子托盘上具有水平延伸的连接榫头，连接榫头上均设有沿上下方向贯通连接榫头的穿孔，堆叠托盘还包括用于同时插入相邻子托盘间的所有连接榫头的穿孔内的固定销，以将相邻子托盘可拆卸固定连接；位于最前端的子托盘和位于最后端的子托盘上设有用于与吊具配合的吊具连接结构。

16、更进一步地，各子托盘均包括用于承托电芯的托板和位于托板两端的两个立板，各立板上端设有沿上下方向延伸以用于在使用时避让可拆夹持件的避让槽，连接榫头设置在立板上。

17、更进一步地，吊具连接结构为竖直安装在立板上端的吊钩或吊环。

18、更进一步地，相邻托板之间卯榫配合，其中一个托板上设有沿左右方向延伸的支撑榫头，另外一个托板上设有与支撑榫头相匹配的卯眼。

19、更进一步地，托板的下端设有用于与各安装板上的限位孔限位配合的限位件；或者，托板的下端设有用于与各安装板上的限位件限位配合的限位孔。

20、本发明所提供的堆叠托盘的有益效果为：本发明为改进型发明创造。相邻子托盘能沿水平方向对接，在对接后，能够利用固定销将相邻子托盘固定连接。堆叠托盘具有可拓展性，通过增加或减少子托盘的数量，能够使堆叠托盘承托不同排数电芯的模组。在堆叠托盘应用至模组堆叠方法中后，在吊装n排模组时，吊具吊装堆叠托盘，堆叠托盘承托n排模组，从而保证n排模组底部的平整度。相对于制造不同排数的模组时采用完全不同的一体式堆叠托盘的技术方案而言，本发明中的堆叠托盘为分体式结构，通过变更子托盘的数量就能适应不同排数的模组，不需要制造大量不同规格的堆叠托盘，能够节省模具费用，节约成本。

21、为实现上述目的，本发明所提供的模组堆叠装置的技术方案是：

22、一种模组堆叠装置，包括工作台，工作台上安装有用于沿左右方向夹紧一排电芯的纵向夹紧机构和用于沿前后方向夹紧所有电芯的横向夹紧机构，纵向夹紧机构沿前后方向布置有n个，n≥2；模组堆叠装置还包括用于同时承托n排电芯的堆叠托盘，堆叠托盘为权利要求4所述的堆叠托盘。

23、更进一步地，纵向夹紧机构包括两个输出端可沿左右方向运动的纵向直动驱动机构，模组堆叠装置还包括2n个可拆夹持件，2n个可拆夹持件两两配对而形成n对用于夹紧一排电芯的可拆夹持件；在左右方向上，针对一对可拆夹持件而言，各可拆夹持件分别与同一个纵向夹紧机构中的两个纵向直动驱动机构的输出端止挡配合，以使纵向直动驱动机构驱动一对可拆夹持件左右运动而改变一对可拆夹持件之间的间距。

24、更进一步地，纵向夹紧机构包括一个输出端可沿左右方向运动的纵向直动驱动机构和一个固定在工作台上的纵向固定座；模组堆叠装置还包括2n个可拆夹持件，2n个可拆夹持件两两配对而形成n对用于夹紧一排电芯的可拆夹持件；在左右方向上，针对一对可拆夹持件而言，其中一个可拆夹持件与纵向固定座止挡配合，另外一个可拆夹持件与同一个纵向夹紧机构中的纵向直动驱动机构的输出端止挡配合，以使纵向直动驱动机构驱动相应的可拆夹持件左右运动而改变一对可拆夹持件之间的间距。

25、更进一步地，各子托盘均包括用于承托电芯的托板和位于托板两端的两个立板，各立板上端均设有沿上下方向延伸以避让相应可拆夹持件的避让槽，可拆夹持件的左右两端分别位于相应立板的左右两侧；连接榫头设置在立板上。

26、更进一步地，工作台包括台本体和与台本体沿前后方向导向移动配合的n个安装板，各安装板上均设有一个纵向夹紧机构和一个子托盘。

27、更进一步地，各安装板上设有限位孔，托板的下端设有用于与各安装板上的限位孔限位配合的限位销；或者，托板的下端设有限位孔，各安装板上设有用于与各托板上的限位孔限位配合的限位销。

28、更进一步地，可拆夹持件包括用于放置在托板上的主体部分和位于主体部分一侧并用于与纵向直动驱动机构或纵向固定座止挡配合的至少两个传力杆，其中两个传力杆沿前后方向布置，且该两个传力杆在使用时分别位于不同的避让槽内，避让槽的槽宽与传力杆的外径相匹配而构成为传力杆提供导向的导向槽。

29、更进一步地，横向夹紧机构包括一个输出端可沿前后方向运动的横向直动驱动机构和一个固定在工作台上的横向固定座，或者，横向夹紧机构包括两个输出端可沿前后方向运动的横向直动驱动机构；各横向直动驱动机构配置有用于顶压电芯的横压板，横压板和横向直动驱动机构之间的输出端连接有等腰三角架，横压板靠近横向直动驱动机构的板面与等腰三角架的底边固定相连，横向直动驱动机构的输出端与等腰三角架的顶角固定相连。

30、本发明所提供的模组堆叠装置的有益效果为：本发明为改进型发明创造。模组堆叠装置具有可拓展性，使各纵向夹紧机构仅夹紧一排电芯，在制造n排模组（n≥2，在n=2时为双排模组，在n≥3时为多排模组）时，n个纵向夹紧机构能够夹紧n排电芯，以消除各排电芯内部电芯间的装配间隙，提升n排模组的后续加工良率。同时，n个子托盘组装在一起后能够承托n排电芯。在堆叠不同排数的模组时，仅需选取不同数量的子托盘，能够减少托盘的种类，降低成本且便于现场管理。