電池模塊的裝配裝置及裝配方法與流程

本發明涉及電池模組的裝配技術領域，尤其涉及電池模塊的裝配裝置及裝配方法。

背景技術：

電池通常包括殼體和設于殼體內的電池模組，一般的電池模塊沒有受殼體外形限制，具有良好的裝配空間，零部件可以直接按照裝配順序組裝在殼體內，完成單個電池模塊的安裝。但對于一些具有至少上下兩層電池模組的電池模塊，其還包括有用于固定電池模組的緊固件和支架等，而如若按照現有的電池模塊的裝配方法將電池模組組裝到殼體內后，由于受到殼體結構外形的影響，電池模組導入到殼體內部距離殼體邊緣尺寸過小，殼體剩余的安裝空間不足，很難實現將緊固件和支架等其他零部件繼續組裝在殼體內，工作人員的操作難度極大，甚至無法操作。即使電池模塊最后組裝成功，生產效率也極低，且由于無法對電池模塊的零部件進行精確定位，還導致電池模塊的累計誤差及其本身性能達不到生產的要求，良品率低。

技術實現要素：

本發明的目的在于提供一種電池模塊的裝配裝置及裝配方法，旨在解決現有技術的電池模組的組裝受到殼體空間限制而導致裝配精度低甚至無法安裝的技術問題。

為實現上述目的，本發明的技術方案是：一種電池模塊的裝配裝置，包括機架、設于所述機架上端兩側的第一側板和第二側板以及轉動連接于所述第一側板和所述第二側板之間且用于供電池模塊裝配的翻轉工作臺，所述第一側板上設有用于限定所述翻轉工作臺轉動角度的限位機構。

優選地，所述翻轉工作臺上設有供所述電池模組的各零部件緊固安裝的若干安裝孔和/或若干夾具。

優選地，所述翻轉工作臺靠近所述第一側板的端部設有第一轉軸、靠近所述第二側板的端部設有第二轉軸，所述第一轉軸和所述第二轉軸的中軸線與所述翻轉工作臺寬度方向的中心線共線；所述第一側板和所述第二側板分別開設有與所述第一轉軸和所述第二轉軸轉動連接的第一轉接孔和第二轉接孔，所述限位機構與所述第一轉軸連接并用于限制所述第一轉軸的轉動角度。

優選地，所述限位機構包括分度盤以及限位塊，所述限位塊可轉動地設于所述第一側板的上方，所述分度盤設于所述第一側板的外側并與所述第一轉軸固定連接，所述分度盤上開設有轉動所述分度盤時與所述限位塊卡接的至少兩個呈角度設置的限位槽。

優選地，至少兩個所述限位槽在其深度的延長方向呈90°角度設置。

優選地，所述限位機構還包括翻轉手柄，所述翻轉手柄與所述分度盤固定連接以用于操控所述分度盤轉動。

優選地，所述第一轉軸外套接有與所述第一轉軸過盈配合的第一軸承，所述第一轉接孔內設有與所述第一側板固定連接的第一軸承擋圈，所述第一軸承位于所述第一軸承擋圈內且與所述第一軸承擋圈過盈配合；所述第二轉軸外套接有與所述第二轉軸過盈配合的第二軸承，所述第二轉接孔內設有與所述第二側板固定連接的第二軸承擋圈，所述第二軸承位于所述第二軸承擋圈內且與所述第二軸承擋圈過盈配合。

優選地，所述第一轉軸外還套接有用于防止所述第一軸承產生軸向竄動的軸套，所述軸套抵接于所述分度盤與所述第一軸承之間；所述第二轉軸的外端連接有用于防止所述第二軸承軸向竄動的限位螺母，所述限位螺母抵接于所述第二軸承。

優選地，所述機架反向于所述翻轉工作臺的翻轉方向的上端設有支撐塊，所述支撐塊的頂端和內側均螺紋連接有用于支撐抵接所述翻轉工作臺的底部以限制所述翻轉工作臺的翻轉角度的調整螺栓。

本發明的有益效果：本發明的電池模塊的裝配裝置，通過將翻轉工作臺可轉動地設置在機架上的第一側板和第二側板之間，這樣可以實現對該翻轉工作臺進行翻轉，然后對翻轉后的翻轉工作臺通過限位機構限定，從而確保翻轉工作臺始終保持在需要的角度狀態，然后將電池模塊的各部件根據需要在翻轉工作臺上定位裝配，這樣通過該翻轉工作臺模擬電池的殼體，裝配電池模塊的各零部件時可以避免受到殼體內有限空間的限制，能夠通過翻轉該翻轉工作臺至最佳的角度以確保電池模塊的各零部件的安裝精度，解決裝配空間受限制的問題，不但操作更加便利，使得裝配效率得以提高，同時保證了產品結構設計的累計誤差。

本發明的另一種技術方案是：一種電池模塊的裝配方法，包括以下步驟：

S1：提供上述的電池模塊的裝配裝置，翻轉所述翻轉工作臺至水平狀態，并通過操作所述限位機構限定所述翻轉工作臺保持水平狀態，將電池模塊的支架固定安裝在所述翻轉工作臺上；

S2：翻轉所述翻轉工作臺至豎直狀態，并通過操作所述限位機構限定所述翻轉工作臺保持豎直狀態，將電池模塊的導向螺桿旋入所述支架，導入電池模塊的電池模組，然后拔出所述導向螺桿，并將所述支架預緊在所述翻轉工作臺上，再將電池模塊的緊固件設置在所述電池模組上；

S3：翻轉所述翻轉工作臺至水平狀態，并通過操作所述限位機構限定所述翻轉工作臺保持水平狀態，將各所述緊固件固定連接在所述電池模組上，電池模組裝配完畢。

本發明的電池模塊的裝配方法，使用上述的電池模塊的裝配裝置對電池模塊進行裝配，通過對翻轉工作臺進行翻轉以調整其至適合的狀態模擬電池的殼體對電池模塊進行裝配，從而使得在裝配電池模塊的各零部件時不受空間的限制，解決裝配空間受限制的問題，不但操作更加便利，使得裝配效率得以提高，同時保證了產品結構設計的累計誤差。

附圖說明

圖1為本發明實施例提供的電池模塊的裝配裝置的立體結構示意圖。

圖2為本發明實施例提供的電池模塊的裝配裝置的立體結構分解示意圖。

圖3為本發明實施例提供的電池模塊的裝配裝置的機架的立體結構示意圖。

圖4為本發明實施例提供的電池模塊的裝配裝置的翻轉工作臺的立體結構示意圖。

圖5為本發明實施例提供的電池模塊的裝配裝置的第一轉軸與第一側板連接的剖切圖。

圖6為本發明實施例提供的電池模塊的裝配裝置的第二轉軸與第二側板連接的剖切圖。

附圖標記包括：

10—機架 11—萬向輪 12—儲物層

13—第一支撐板 14—第二支撐板 15—調整螺栓

16—支撐塊 20—第一側板 21—第一轉接孔

22—第一軸承 23—第一軸承擋圈 24—軸套

30—第二側板 31—第二轉接孔 32—第二軸承

33—第二軸承擋圈 34—限位螺母 40—翻轉工作臺

41—第一轉軸 42—第二轉軸 43—安裝孔

44—夾具 50—限位機構 51—分度盤

52—限位塊 53—翻轉手柄 511—限位槽。

具體實施方式

下面詳細描述本發明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖1～6描述的實施例是示例性的，旨在用于解釋本發明，而不能理解為對本發明的限制。

在本發明的描述中，需要理解的是，術語“長度”、“寬度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”“內”、“外”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，僅是為了便于描述本發明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發明的限制。

此外，術語“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術特征的數量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隱含地包括一個或者更多個該特征。在本發明的描述中，“多個”的含義是兩個或兩個以上，除非另有明確具體的限定。

在本發明中，除非另有明確的規定和限定，術語“安裝”、“相連”、“連接”、“固定”等術語應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或成一體；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通或兩個元件的相互作用關系。對于本領域的普通技術人員而言，可以根據具體情況理解上述術語在本發明中的具體含義。

如圖1至圖4所示，本發明的實施例提供的一種電池模塊的裝配裝置，包括機架10、設于所述機架10上端兩側的第一側板20和第二側板30以及轉動連接于所述第一側板20和所述第二側板30之間且用于供電池模塊裝配的翻轉工作臺40，第一側板20和第二側板30可以通過緊固件鎖緊固定在機架10上，進一步地，在機架10上端長度方向的兩側分別設置用于分別供與第一側板20和第二側板30焊接的第一支撐板13和第二支撐板14，所述第一側板20上設有用于限定所述翻轉工作臺40轉動角度的限位機構50。具體地，本發明實施例的電池模塊的裝配裝置，通過將翻轉工作臺40可轉動地設置在機架10上的第一側板20和第二側板30之間，這樣可以實現對該翻轉工作臺40進行翻轉，然后對翻轉后的翻轉工作臺40通過限位機構50限定，從而確保翻轉工作臺40始終保持在需要的角度狀態，然后將電池模塊的各部件根據需要在翻轉工作臺40上定位裝配，這樣通過該翻轉工作臺40模擬電池的殼體，裝配電池模塊的各零部件時可以避免受到殼體內有限空間的限制，能夠通過翻轉該翻轉工作臺40至最佳的角度以確保電池模塊的各零部件的安裝精度，解決裝配空間受限制的問題，不但操作更加便利，使得裝配效率得以提高，同時保證了產品結構設計的累計誤差。

需要進一步說明的是，電池模塊一般包括多個零部件(電池模塊及其零部件均未進行圖示)，例如包括電池模組、支架、定位環、冷板、匯流排以及緊固螺栓、緊固螺桿等，那么在裝配該種電池模塊時，可以分布對各部件進行組裝。例如，第一步、先將翻轉工作臺40翻轉至水平狀態，限位機構50將該翻轉工作臺40保持在該種水平狀態，將支架固定在翻轉工作臺40上，即通過將支架的空位與翻轉工作臺40上的孔位進行對位，并利用螺栓等將支架固定在翻轉工作臺40上；第二步、將翻轉工作臺40翻轉至豎直狀態，優選為垂直狀態，并將導向螺桿旋轉支架上；第三步、依序導入位于下層的電池模組、定位環、冷板以及匯流排到導向螺桿中；第四步、導入位置上層的電池模組，并將該位置上層的電池模組與匯流排連接；第五步、拔出作為導向作用的導向螺桿，將支架預緊在翻轉工作臺40上；第六步、將緊固螺桿穿過電池模組并預擰緊，再擰緊支架上的螺栓，最后緊固該緊固螺桿及匯流排；將翻轉工作臺40再次翻轉至水平狀態，匯流排安裝，上端預緊，下端擰緊，裝上電氣件底座的保護蓋，防止漏電危險；如此，整個電池模塊裝配完畢，最后可以將該完成裝配后的電池模塊從翻轉工作臺40上卸下，并吊至電池的殼體內進行裝配。

本實施例的電池模塊的裝配裝置，能夠結合電池模塊的產品特性，改變傳統安照裝配順序將電池模塊的各零部件組裝在電池的殼體內的裝配模式，采用水平—豎直—水平的裝配模式，對電池模塊進行模組分裝，最后再將完成裝配的電池模塊整體導入電池的殼體內形成電池。

如圖1～3所示，進一步地，機架10的中部可以設置儲物層12，通過該儲物層12的設置可以將電池模塊的各零部件放置在該儲物層12上，從而便于工作員拿取各電池模塊的各零部件進行裝配，提升工作效率。

如圖1～3所示，更近一步地，機架10的底端的四個角部可以分別設置一萬向輪11，這樣可以便于推出整個電池模塊的裝配裝置移動至合適的位置，且各萬向輪11上均設有鎖定件，即通過該鎖定件可以鎖定萬向輪11，避免在工作時，萬向輪11受到外力作用而轉動。

如圖1～2和圖4所示，本實施例中，所述翻轉工作臺40上設有供所述電池模組的各零部件緊固安裝的若干安裝孔43和/或若干夾具44。具體地，翻轉工作臺40承擔電池的殼體的角色，那么可以在翻轉工作臺40上設置若干安裝孔43對電池模塊的支架進行公差控制，其中安裝孔43的位置與電池模塊的孔位設計為相對應。例如，可以采用4個定位銷進行主定位，8個M7螺紋孔及2個M6進行副定位，公差控制在±0.5mm，保證支架相對位置，滿足設計要求。另外，若干夾具44的設置，一方面可以夾持電池模塊的支架，另一方面在翻轉工作臺40處于豎直狀態是，還可以起到支撐各個電池模塊的零部件安裝的作用，保證電池模塊裝配的穩定性和可靠性。優選地，夾具44可以采用肘夾或者快拆螺栓等。

如圖1～2和圖5～6所示，本實施例中，所述翻轉工作臺40靠近所述第一側板20的端部設有第一轉軸41、靠近所述第二側板30的端部設有第二轉軸42，所述第一轉軸41和所述第二轉軸42的中軸線與所述翻轉工作臺40寬度方向的中心線共線；所述第一側板20和所述第二側板30分別開設有與所述第一轉軸41和所述第二轉軸42轉動連接的第一轉接孔21和第二轉接孔31，所述限位機構50與所述第一轉軸41連接并用于限制所述第一轉軸41的轉動角度。需要說明的是，當有兩個轉軸時，限位機構50只要與其中一個轉軸連接即可同時限定兩個轉軸的轉動角度，也就是在本實施例中，當定義一個轉軸為第一轉軸41時，那么，另外一個則為第二轉軸42，而本實施例的限位機構50與第一轉軸41連接并不是限定只能夠與某一轉軸連接，而應當理解為，該限位機構50也可以是與第二轉軸42連接。

具體地，翻轉工作臺40通過設置的第一轉軸41和第二轉軸42分別與第一側板20上的第一轉接孔21和第二側板30上的第二轉接孔31形成軸孔配合，這樣可以確保翻轉工作臺40能夠相對于第一側板20和第二側板30轉動，確保翻轉工作臺40轉動的可靠性。

其中，將第一轉軸41和第二轉軸42的中軸線與翻轉工作臺40寬度方向的中心線共線設置，可以確保翻轉工作臺40上的電池模塊的各零部件裝配后對翻轉工作臺40翻轉的平穩性更佳，也即是該中軸線與中心線的共線即為翻轉中心，其設計原理為：首先定義垂直于翻轉工作臺40的上表面的方向為Z向、翻轉工作臺40的寬度方向為Y向，翻轉工作臺40的長度方向為X向。其中，電池模組Z向重心坐標為Z1＝81.59，單個電池模組的質量為G1；n個支架Z向重心坐標為Z2，質量為G2；翻轉工作臺40Z向重心坐標為Z3，質量為G3；G1*Z1+G2*Z2+G3*Z3＝(G1+G2+G3)Z，通過設計計算整體重心Z向高度為Z，故翻轉工作臺40的整體重心與第一轉軸41和第二轉軸42的中軸線中心重合。

進一步地，翻轉工作臺40及電池模組等零部件繞重心旋轉所需要施加力為：(G1+G2+G3)*g*Z＝F*Y，得知F<100N，滿足現場工藝要求(100N為工藝約束)，操作強度小。

如圖1～2和圖5所示，本實施例中，優選地，所述限位機構50包括分度盤51以及限位塊52，所述限位塊52可轉動地設于所述第一側板20的上方，其中，限位塊52可以通過開孔穿銷釘的放置設置在第一側板20的上方，這樣可以使得限位塊52相對于銷釘轉動，所述分度盤51設于所述第一側板20的外側并與所述第一轉軸41固定連接，所述分度盤51上開設有轉動所述分度盤51時與所述限位塊52卡接的至少兩個呈角度設置的限位槽511，即轉動限位塊52即可使得限位塊52卡接在限位槽511內。具體地，由于該分度盤51與第一轉軸41固定連接，那么操控旋轉分度盤51轉動時，即可以實現操控第一轉軸41轉動，而該第一轉軸41是設置在翻轉工作臺40上，那么即可實現操控翻轉工作臺40轉動，由于分布盤上開設有限位槽511，當旋轉分度盤51到一定的角度后，將限位塊52卡接在限位槽511內，通過限位塊52限制住分度盤51繼續轉動，從而限制住了第一轉軸41轉動，進而限制住了翻轉工作臺40繼續翻轉，確保翻轉工作臺40保持在實時狀態(例如，水平狀態或者豎直狀態)，如此，工作人員可以以該翻轉工作臺40模擬電池的殼體對電池模塊的各零部件進行裝配，操作非常便利。

其中，限位塊52與限位槽511進行卡接即可實現對翻轉工作臺40進行限位，那么，通過將限位槽511的位置設定為與翻轉工作臺40處于常用的幾個工作狀態適配，這樣工作人員能夠通過限位塊52與限位槽511的卡接快速將翻轉工作臺40限定在適合的狀態。

如圖2所示，優選地，本實施例中，至少有兩個所述限位槽511在其深度的延長方向呈90°角度設置。也即是說，當其中一個限位槽511與限位塊52卡接時，翻轉工作臺40處于水平的狀態，而至少有另外一個限位槽511與限位塊52卡接時，翻轉工作臺40處于垂直的狀態，這樣即可滿足對大部分結構的電池模塊進行裝配。

如圖1～2和圖5所示，本實施例中，所述限位機構50還包括翻轉手柄53，所述翻轉手柄53與所述分度盤51固定連接以用于操控所述分度盤51轉動。具體地，翻轉手柄53的設置便于工作員通過握持其來操控分度盤51進行轉動，根據杠桿原理，翻轉手柄53的設置可以有效減小工作人員施加操控分度盤51進行轉動的力，減輕工作人員的勞動強度，提升工作效率。

當然，在其他實施例中，限位機構50可以是定位銷或者定位螺釘等，即當翻轉工作臺40翻轉至需要的角度狀態時，通過定位銷或者定位螺釘等，將翻轉工作臺40相對于第一側板20和第二側板30鎖定，如此，使得翻轉工作臺40相對于機架10固定，實現位置的限定，保證翻轉翻轉工作臺40能夠模擬電池的殼體以便電池模塊的各零部件進行組裝。

如圖5所示，本實施例中，所述第一轉軸41外套接有與所述第一轉軸41過盈配合的第一軸承22，所述第一轉接孔21內設有與所述第一側板20固定連接的第一軸承擋圈23，所述第一軸承22位于所述第一軸承擋圈23內且與所述第一軸承擋圈23過盈配合。具體地，第一軸承22的設置起到支承第一轉軸41的轉動，第一軸承擋圈23的設置則實現供第一軸承22安裝。其中，第一軸承擋圈23的截面呈T字形，這樣可以形成一個臺階與第一側板20抵接，并可以通過螺釘等固定件將第一軸承擋圈23與第一側板20固定連接。

如圖6所示，進一步地，所述第二轉軸42外套接有與所述第二轉軸42過盈配合的第二軸承32，所述第二轉接孔31內設有與所述第二側板30固定連接的第二軸承擋圈33，所述第二軸承32位于所述第二軸承擋圈33內且與所述第二軸承擋圈33過盈配合。同理，第二軸承32的設置起到支承第二轉軸42的轉動，第二軸承擋圈33的設置則實現供第二軸承32安裝。其中，第二軸承擋圈33的截面呈T字形，這樣可以形成一個臺階與第二側板30抵接，并可以通過螺釘等固定件將第二軸承擋圈33與第二側板30固定連接。

如圖2和圖5～6所示，本實施例中，所述第一轉軸41外還套接有用于防止所述第一軸承22產生軸向竄動的軸套24，所述軸套24抵接于所述分度盤51與所述第一軸承22之間；所述第二轉軸42的外端連接有用于防止所述第二軸承32軸向竄動的限位螺母34，所述限位螺母34抵接于所述第二軸承32。具體地，軸套24的設置抵頂住第一軸承22，這樣可以確保第一軸承22在軸向方向無竄動。同理，限位螺母34的設置抵頂住第二軸承32，這樣可以確保第二軸承32在軸向方向無竄動。

如圖2所示，本實施例中，所述機架10反向于所述翻轉工作臺40的翻轉方向的上端設有支撐塊16，所述支撐塊16的頂端和內側均螺紋連接有用于支撐抵接所述翻轉工作臺40的底部以限制所述翻轉工作臺40的翻轉角度的調整螺栓15。具體地，調整螺栓15抵接在翻轉工作臺40的底端，這樣可以對翻轉工作臺40起到一定的支撐作用，從而支撐住翻轉工作臺40后，以避免翻轉工作臺40繼續朝該調整螺栓15的方向翻轉角度，結合限位塊52和限位槽511的卡接作用共同對翻轉工作臺40的翻轉角度進行限位。更具體的，為了便于調整螺栓15的安裝和方向的設定，可以在機架10上需要安裝調整螺栓15的位置設置支撐塊16以供調整螺栓15安裝，例如在機架10上焊接一支撐塊16，然后將兩個調整螺栓15分別呈90°角度的設置螺紋連接在支撐塊16上。

結合圖1～6所示，本發明實施例還提供一種電池模塊的裝配方法，包括以下步驟：

S1：提供上述的電池模塊的裝配裝置，翻轉所述翻轉工作臺40至水平狀態，并通過操作所述限位機構50限定所述翻轉工作臺40保持水平狀態，將電池模塊的支架固定安裝在所述翻轉工作臺40上；

S2：翻轉所述翻轉工作臺40至豎直狀態，并通過操作所述限位機構50限定所述翻轉工作臺40保持豎直狀態，將電池模塊的導向螺桿旋入所述支架，導入電池模塊的電池模組，然后拔出所述導向螺桿，并將所述支架預緊在所述翻轉工作臺40上，再將電池模塊的緊固件設置在所述電池模組上；

S3：翻轉所述翻轉工作臺40至水平狀態，并通過操作所述限位機構50限定所述翻轉工作臺40保持水平狀態，將各所述緊固件固定連接在所述電池模組上，電池模組裝配完畢。

也即是，本實施例的電池模塊的裝配方法，能夠結合電池模塊的產品特性，改變傳統安照裝配順序將電池模塊的各零部件組裝在電池的殼體內的裝配模式，采用水平—豎直—水平的裝配模式，對電池模塊進行模組分裝，最后再將完成裝配的電池模塊整體導入電池的殼體內形成電池。

本發明實施例的電池模塊的裝配方法，使用上述的電池模塊的裝配裝置對電池模塊進行裝配，通過對翻轉工作臺40進行翻轉以調整其至適合的狀態模擬電池的殼體對電池模塊進行裝配，從而使得在裝配電池模塊的各零部件時不受空間的限制，解決裝配空間受限制的問題，不但操作更加便利，使得裝配效率得以提高，同時保證了產品結構設計的累計誤差。

綜上所述可知本發明乃具有以上所述的優良特性，得以令其在使用上，增進以往技術中所未有的效能而具有實用性，成為一極具實用價值的產品。

以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，并不用以限制本發明，凡在本發明的思想和原則之內所作的任何修改、等同替換或改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。