一种顶盖冷却结构及定位压紧装置的制作方法

1.本实用新型属于电池技术领域，尤其涉及一种用于对焊接电池极组极片进行冷却的冷却部件及定位压紧装置。


背景技术：

2.新能源汽车主要以锂离子电池作为能量来源，锂离子电池的生产将会制约新能源汽车的发展。伴随着锂电池在新能源汽车中的大量运用，对锂电池的质量可靠性提出了更高的要求。
3.锂离子电池的制作工艺较为复杂，需要将电芯装进电芯壳体后，进行焊接。在锂电池的诸多焊接环节中，正负极顶盖激光焊的焊接质量尤其重要。
4.目前，锂离子电池在正负极顶盖焊接过程中，基本为无冷却或水冷冷却，并且冷却面小，不仅降温效果较差，并且存在冷却液泄露的风险，对电芯生产是极大的隐患。并且现有的定位机构与电芯壳体一般为刚性接触，定位精度较差，在压装过程中容易划伤电芯壳体，甚至导致顶盖变形，导致电池存在质量缺陷，直接影响产品的安全性能。


技术实现要素：

5.本实用新型目的在于提供一种顶盖冷却结构,用以解决上述背景技术提出问题中的至少一项。
6.为解决上述技术问题，本实用新型的具体技术方案如下：
7.本技术的一些实施例中，提供了一种顶盖冷却结构，包括：
8.冷却部件，其一端设置用于连接电芯顶盖的连接部件；所述冷却部件开设有气体通道，冷却介质进入所述气体通道进行热交换后流出。
9.优选的，在上述顶盖冷却结构的优选实施例中，所述冷却部件的一端开有连接槽一，所述连接部件通过弹性部件连接于所述连接槽一内。
10.优选的，在上述顶盖冷却结构的优选实施例中，所述连接部件与所述电芯顶盖对应的一侧设置有极柱防护槽。
11.优选的，在上述顶盖冷却结构的优选实施例中，所述连接槽一内设置至少两个安装位，所述连接部件通过所述弹性部件可拆卸连接于其中一个所述安装位。
12.优选的，在上述顶盖冷却结构的优选实施例中，所述冷却部件设置有温度检测部件。
13.经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：
14.在冷却部件内开设有气体通道，并通过循环的气体降温介质进行换热，在焊接过程中对电芯顶盖进行降温，能够避免液冷机构降温出现泄露后污染电芯的问题；
15.通过弹性连接的连接部件与电芯顶盖连接，能够避免传统刚性连接划伤电芯壳体，甚至挤压壳体导致壳体变形的问题，并且能够防止电池极柱受到损伤，进一步提升电池的质量。
16.本技术的一些实施例中，提供了一种定位压紧装置，包括：
17.连接架，连接于加工设备；
18.驱动组件，连接于所述连接架；
19.如上述的冷却结构，连接于所述驱动组件的动作端，所述驱动组件能够带动所述冷却结构与待焊接的电芯顶盖连接。
20.优选的，在上述定位压紧装置的优选实施例中，所述驱动组件包括：
21.安装架，滑动连接于所述连接架；
22.转动部件，连接于所述安装架，其动作端贯穿所述安装架，并连接有所述冷却结构；
23.推动部件，固定于所述连接架，其动作端连接于所述安装架，能够驱动所述安装架沿所述连接架往复动作。
24.优选的，在上述定位压紧装置的优选实施例中，还包括限位部件，连接于所述连接架，且处于所述安装架的滑动轨迹上，限制所述滑动部件的滑动距离。
25.优选的，在上述定位压紧装置的优选实施例中，还包括旋转定位机构；
26.所述旋转定位机构连接于所述安装架，其动作部件能够对所述转动部件的动作端进行制动。
27.优选的，在上述定位压紧装置的优选实施例中，所述旋转定位机构包括：
28.定位安装块，固定于所述安装架；
29.线性驱动部件，其主体固定于所述定位安装块；所述转动部件的动作端设有限位槽，所述线性驱动的动作部件与所述限位槽形成制动结构。
30.经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：
31.除上述冷却结构的优点外，本方案能够提升压装过程中定位的准确性，避免损伤电池，并且能够在焊接过程中，伴随旋转焊接进行转动，确保降温的高效性，缓解焊接过程中热应力对铝壳产生变形的现象，提升电池的质量。
附图说明
32.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
33.图1为本实用新型实施例中冷却部件的结构示意图；
34.图2为本实用新型实施例中冷却部件的俯视装配原理图；
35.图3为本实用新型实施例中冷却部件的俯视原理图；
36.图4为本实用新型实施例中冷却部件的侧视图；
37.图5-6为本实用新型实施例中定位压紧装置在不同角度的结构示意图；
38.图7为本实用新型实施例中定位压紧装置的俯视图；
39.图8为本实用新型实施例中定位压紧装置的仰视图；
40.图9为本实用新型实施例中定位压紧装置的侧视图。
41.图中：
42.1、冷却部件；10、气体通道；11、连接槽一；12、弹性部件；2、连接部件；20、极柱防护槽；21、连接槽二；3、温度检测部件；40、垂直基板；41、水平基板；410、轨道孔；42、导轨滑块机构；50、安装架；500、水平安装板；501、垂直安装板；502、加强筋；51、转动部件；510、限位槽；52、推动部件；61、限位块一；62、限位块二；70、定位安装块；71、线性驱动部件。
具体实施方式
43.下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。
44.在本技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“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技术和简化描述，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技术的限制。
45.术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本技术的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
46.在本技术的描述中，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，可以具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
47.为了更好地了解本实用新型的目的、结构及功能，下面结合附图，对本实用新型做进一步详细的描述。
48.参阅图1-4所示，描述本技术实施例的顶盖冷却结构，包括：冷却部件1；冷却部件1的一端设置用于连接电芯顶盖的连接部件2；冷却部件1开设有气体通道10，冷却介质进入气体通道10进行热交换后流出。
49.需要说明的是，冷却部件1可以为方形结构，其一端用于连接电芯顶盖，相反端设有用于与定位压紧装置连接的连接座；气体通道10可以开设于方形结构内，气体通道10的进气口和出气口分别处于方形结构的侧壁上，分别通过输气管连接供气设备，在方形结构内形成循环，通过冷却部件1对顶盖的端面和极柱进行散热，同时规避了水冷漏水的风险，利用气体通道10内的低温气体进行热量传导，保护壳体不易变形。
50.具体而言，冷却部件1可以通过铍铜材料制备，热传导系数及耐磨性良好。
51.具体而言，供气设备为现有技术，可以选用涡流制冷器；工作时，能够产生的-10℃～0℃的冷气吹入气体通道10中，形成一个内循环后从出气口吹出。
52.具体而言，气体通道10可以设置若干条，以便增加换热及冷却速度，提升冷却效果。
53.具体而言，冷却部件1设置有温度检测部件3，温度检测部件3为现有技术，可以选用热电偶，用于实时监控冷却部件1的温度，便于进行调控。
54.具体而言，温度检测部件3固嵌在冷却部件1上，且处于气体通道10的两侧。
55.具体而言，冷却部件1的一端开有连接槽一11，连接部件2通过弹性部件12连接于连接槽一11内；即，连接槽一11开设在方形结构的一侧壁上，连接部件2的底部与连接槽一11的底壁之间通过弹性部件12连接，形成弹性连接，当电芯顶盖与连接部件2接触后，连接部件2具有向后移动的空间，防止过度挤压电芯顶盖，导致电芯壳体变形。
56.具体而言，连接部件2与电芯顶盖对应的一侧设置有极柱防护槽20。
57.需要说明的是，连接部件2为方形结构，其一侧壁开有连接电芯顶盖的连接槽二21，连接槽二21的底壁开有与正、负极柱对应的两个极柱防护槽20，方形结构的相反一端通过弹性部件12与连接槽一11的底壁连接。
58.具体而言，弹性部件12优选为弹簧，还可以为其他具有回弹特性的结构，如橡胶垫块等，弹簧能够给电芯顶盖施加弹力，增加旋转时的摩擦力，更为稳定。
59.具体而言，连接槽一11内可以设置至少两个安装位，针对于不同的电池型号，可以将连接部件2通过弹性部件12可拆卸连接于其中一个适配的安装位，增强适配性。
60.具体而言，连接槽一11内设置安装位，连接部件2通过弹性部件12连接于安装位。
61.参阅图5-9所示，描述本技术实施例的一种定位压紧装置，包括：连接架、驱动组件和如上述的冷却结构；
62.连接架连接于加工设备；驱动组件连接于连接架；冷却结构连接于驱动组件的动作端，驱动组件能够带动冷却结构与待焊接的电芯顶盖连接。
63.需要说明的是，连接架包括两块垂直基板40和一块水平基板41；两块垂直基板40平行且相对设置，水平基板41连接于两块垂直基板40的底部，并且两块垂直基板40的同侧的一端与焊接设备的主体固定，水平基板41形成驱动组件的安装基板，水平基板41的顶部靠近两端的位置分别连接有导轨滑块机构42，其滑轨朝向焊接设备的方向，能够通过驱动部件将冷却结构推向焊接设备方向。
64.具体而言，驱动组件包括：安装架50、转动部件51和推动部件52；
65.安装架50滑动连接于连接架；转动部件51连接于安装架50，其动作端贯穿安装架50，并连接有冷却结构；推动部件52固定于水平基板41上，其动作端连接安装架50，能够驱动安装架50沿水平基板41往复动作。
66.需要说明的是，安装架50包括两块水平安装板500和垂直安装板501，两块水平安装板500连接在垂直安装板501一侧的两端，形成l形结构，且每个水平安装板500和垂直安装板501之间通过三角形的加强筋502进行加固，进一步增强了稳定性；两个水平安装板500的底部分别固定在对应侧的导轨滑块机构42的滑块上，使安装架50随导轨滑块机构42在水平基板41上滑动。
67.具体而言，转动部件51为现有技术，可以选用电气滑环装置，将其固定端固定在垂直安装板501的外侧，在垂直安装板501中部开圆孔，以便于电气滑环装置的转动部穿过，电气滑环装置的转动部与圆孔内壁通过轴承转动连接，转动部靠近端部的位置开有能够供输气管贯穿的避让孔，冷却结构进出口的供气管穿过避让孔连接于供气设备，保证旋转焊接过程中能同时冷却。
68.具体而言，推动部件52为现有技术，可以优选为气缸装置，将气缸的缸体固定在水平基板41的底部，在水平基板41上开设轨道孔410，气缸的伸缩杆通过连接块连接在垂直安装板501的底部，当气缸的伸缩杆动作时能够带动安装架50和转动部件51进行移动，使冷却
结构与电芯顶盖连接，进行冷却作业。
69.在本方案的优选实施例中，还包括限位部件，连接于连接架，且处于安装架50的滑动轨迹上，限制滑动部件的滑动距离。
70.需要说明的是，限位部件可以为一个限位块一61，设置在水平安装板500的行进轨迹上，当水平安装板500移动至其位置时，对其进行阻挡限位；限位块一61还可以固定在水平安装板500的行进轨迹的一侧，同时在水平安装板500的一侧连接与限位块一61对应的限位块二62，限位块二62的端部设置触碰开关，通过限位块一61与限位块二62的碰撞进行限位。
71.在本方案的优选实施例中，还包括旋转定位机构；旋转定位机构连接于安装架50，其动作部件能够对转动部件51的动作端进行制动。
72.具体而言，旋转定位机构包括：定位安装块70和线性驱动部件71；
73.定位安装块70固定于安装架50；线性驱动部件71的主体固定于定位安装块70；转动部件51的动作端设有限位槽510，线性驱动的动作部件与限位槽510形成制动结构。
74.需要说明的是，定位安装块70为u型结构，固定在垂直安装板501上，电气滑环的转动端沿其中部缺口穿过；线性驱动部件71为现有技术，可以选用气缸，将气缸的缸体垂直固定在u型结构的外部，其伸缩杆贯穿对应侧的壁板，并在端部固定定位销柱，定位销柱能够伸入限位槽510内，将其卡住，限制转动部件51动作端的转动，能够提升压装过程中定位的准确性，避免损伤电池。
75.需要说明的是，电芯被放置到旋转焊接平台后，线性驱动部件71的动作部件卡入限位槽510，限制转动部件51转动，然后驱动推动部件52使其沿导轨滑块机构42滑动，直至限位块二62与限位块一61抵接，将冷却部件1传送至合适位置，此时电芯顶盖的正、负极端盖面与冷却部件1上的连接部件2接触，保护极柱的同时将施加弹力，增加旋转时的摩擦力，解除线性驱动部件71的限位。同时涡流制冷器将产生的-10℃～0℃的冷气吹入气体通道10中，形成一个内循环后从出气口吹出，保证旋转焊接过程中能同时冷却。
76.本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
77.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

技术特征：
1.一种顶盖冷却结构，其特征在于，包括：冷却部件，其一端设置用于连接电芯顶盖的连接部件；所述冷却部件开设有气体通道，冷却介质进入所述气体通道进行热交换后流出；所述冷却部件的一端开有连接槽一，所述连接部件通过弹性部件连接于所述连接槽一内。2.根据权利要求1所述的一种顶盖冷却结构，其特征在于，所述连接部件与所述电芯顶盖对应的一侧设置有极柱防护槽。3.根据权利要求2所述的一种顶盖冷却结构，其特征在于，所述连接槽一内设置至少两个安装位，所述连接部件通过所述弹性部件可拆卸连接于其中一个所述安装位。4.根据权利要求1所述的一种顶盖冷却结构，其特征在于，所述冷却部件设置有温度检测部件。5.一种定位压紧装置，其特征在于，包括：连接架，连接于加工设备；驱动组件，连接于所述连接架；如上述权利要求1-4任一项的冷却结构，连接于所述驱动组件的动作端，所述驱动组件能够带动所述冷却结构与待焊接的电芯顶盖连接。6.根据权利要求5所述的一种定位压紧装置，其特征在于，所述驱动组件包括：安装架，滑动连接于所述连接架；转动部件，连接于所述安装架，其动作端贯穿所述安装架，并连接有所述冷却结构；推动部件，固定于所述连接架，其动作端连接于所述安装架，能够驱动所述安装架沿所述连接架往复动作。7.根据权利要求6所述的一种定位压紧装置，其特征在于，还包括限位部件，连接于所述连接架，且处于所述安装架的滑动轨迹上，限制所述滑动部件的滑动距离。8.根据权利要求6所述的一种定位压紧装置，其特征在于，还包括旋转定位机构；所述旋转定位机构连接于所述安装架，其动作部件能够对所述转动部件的动作端进行制动。9.根据权利要求8所述的一种定位压紧装置，其特征在于，所述旋转定位机构包括：定位安装块，固定于所述安装架；线性驱动部件，其主体固定于所述定位安装块；所述转动部件的动作端设有限位槽，所述线性驱动的动作部件与所述限位槽形成制动结构。

技术总结
本实用新型涉及电池技术领域，公开了提供的一种顶盖冷却结构及定位压紧装置，其中，冷却结构包括冷却部件，冷却部件的连接部件通过弹性部件连接于连接槽一内，用于连接电芯顶盖；通过冷却介质在气体通道内热交换实现降温；能够避免液冷机构降温出现泄露后污染电芯以及传统刚性连接划伤电芯壳体，甚至挤压壳体导致壳体变形的问题；定位压紧装置包括连接架、驱动组件、冷却结构和旋转定位机构；驱动组件能够带动冷却结构与待焊接的电芯顶盖连接；旋转定位机构能够对转动部件的动作端进行制动定位，能够提升压装过程中定位的准确性，避免损伤电池，缓解焊接过程中热应力对铝壳产生变形的现象，提升电池的质量。提升电池的质量。提升电池的质量。


技术研发人员：请求不公布姓名
受保护的技术使用者：蜂巢能源科技股份有限公司
技术研发日：2022.12.16
技术公布日：2023/8/13