电芯配比重组装置、电池模组装配线和电芯配比重组方法

技术领域

本发明用于动力电池领域，特别是涉及一种电芯配比重组装置、电池模组装配线和电芯配比重组方法。

背景技术

汽车尾气对大气环境造成了一定的污染，因此从传统燃油车到混合动力汽车、纯电动汽车，人们不断探究如何节能减排，实现汽车轻量化。近些年来随着各个国家对新能源汽车的重视，新能源汽车的市场占比越来越大，这就要求新能源汽车的核心-动力电池产量能够满足市场需求。

目前，电池模组装配线，位于整个动力电池制造的后段，对自动化程度要求高。电池模组装配线中，常常需要进行电芯配比重组，现有技术中，电芯重组多采用AB电芯上料，按照比例一个一个搬运到某处进行重组。例如一个模组需要15个电芯，需要AB电芯比例7：8，则需要搬运7个A电芯、8个B电芯到某处组成一个模组。缺点：1.现有重组方式节拍不能满足生产需求；2.如配比更换，或需要兼容不同配比，逻辑控制复杂。

发明内容

本发明的目的在于至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种电芯配比重组装置、电池模组装配线和电芯配比重组方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

第一方面，电芯配比重组装置，包括：

第一电芯上料位，具有用于供给第一电芯的第一上料托盘；

第二电芯上料位，具有用于供给第二电芯的第二上料托盘；

第一电芯重组位，对应所述第一电芯上料位；

第二电芯重组位，对应所述第二电芯上料位；

组件托盘，能够由所述第一电芯重组位移动至所述第二电芯重组位；

第一搬运装置，用于将位于所述第一电芯上料位的第一上料托盘的第一电芯搬运至位于所述第一电芯重组位的组件托盘；

第二搬运装置，用于将位于所述第二电芯上料位的第二上料托盘的第二电芯搬运至位于所述第二电芯重组位的组件托盘。

结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，所述第一上料托盘设有多个第一电芯托槽，多个所述第一电芯托槽在所述第一上料托盘沿第一方向排列，所述第一电芯上料位具有多个所述第一上料托盘，多个所述第一上料托盘在所述第一电芯上料位沿第二方向排列，所述第一搬运装置能够一次抓取多个所述第一上料托盘的第一电芯。

结合第一方面和上述实现方式，在第一方面的某些实现方式中，所述第二上料托盘设有多个第二电芯托槽，多个所述第二电芯托槽在所述第二上料托盘沿第一方向排列，所述第二电芯上料位具有多个所述第二上料托盘，多个所述第二上料托盘在所述第二电芯上料位沿第二方向排列，所述第二搬运装置能够一次抓取多个所述第二上料托盘的第二电芯。

结合第一方面和上述实现方式，在第一方面的某些实现方式中，所述第一电芯托槽用于将第一电芯竖立的限定于所述第一上料托盘，所述第二电芯托槽用于将第二电芯竖立的限定于所述第二上料托盘，所述组件托盘具有重组电芯托槽，所述重组电芯托槽用于将第一电芯或第二电芯平放的限定于所述组件托盘，所述第一搬运装置能够将搬运的第一电芯由竖立姿态切换至平放姿态，所述第二搬运装置能够将搬运的第二电芯由竖立姿态切换至平放姿态。

结合第一方面和上述实现方式，在第一方面的某些实现方式中，还包括：

第一电芯上料备用位，与所述第一电芯上料位切换使用，以用于供给第一电芯；

第二电芯上料备用位，与所述第二电芯上料位切换使用，以用于供给第二电芯；

第一电芯重组备用位，对应所述第一电芯上料备用位，与所述第一电芯重组位切换使用，以用于承接第一搬运装置搬运的第一电芯；

第二电芯重组备用位，对应所述第二电芯上料备用位，与所述第二电芯重组位切换使用，以用于承接第二搬运装置搬运的第二电芯。

结合第一方面和上述实现方式，在第一方面的某些实现方式中，

所述第一电芯上料位和第一电芯上料备用位均设有第一电芯上料输送装置，用于所述第一上料托盘的输入和输出，所述第一电芯上料输送装置沿第二方向输送并使多个所述第一上料托盘在所述第一电芯上料位或第一电芯上料备用位沿第二方向排列；

所述第二电芯上料位和第二电芯上料备用位均设有第二电芯上料输送装置，用于所述第二上料托盘的输入和输出，所述第二电芯上料输送装置沿第二方向输送并使多个所述第二上料托盘在所述第二电芯上料位或第二电芯上料备用位沿第二方向排列；

电芯重组位输送装置，用于驱动所述组件托盘沿第二方向由所述第一电芯重组位移动至所述第二电芯重组位；

电芯重组备用位输送装置，用于驱动所述组件托盘沿第二方向由所述第一电芯重组备用位移动至所述第二电芯重组备用位。

结合第一方面和上述实现方式，在第一方面的某些实现方式中，还包括：

第一电芯输送线，沿所述第一方向延伸至所述第一电芯上料输送装置的输入端，用于输送第一上料托盘到所述第一电芯上料位的第一电芯上料输送装置或第一电芯上料备用位的第一电芯上料输送装置；

第二电芯输送线，沿所述第一方向延伸至所述第二电芯上料输送装置的输入端，用于输送第二上料托盘到所述第二电芯上料位的第二电芯上料输送或第一电芯上料备用位的第二电芯上料输送；

第一升降机，设置于所述第一电芯上料输送装置、第二电芯上料输送装置的输出端；

第二升降机，设置于所述电芯重组位输送装置和电芯重组备用位输送装置的输入端；

重组电芯输出线，沿所述第一方向延伸至所述电芯重组位输送装置和电芯重组备用位输送装置的输出端。

结合第一方面和上述实现方式，在第一方面的某些实现方式中，所述第一电芯上料位与所述第一电芯重组位沿第一方向间隔一定距离，所述第一搬运装置包括第一桁架和沿所述第一桁架运行的第一搬运抓手，所述第一桁架沿第一方向跨越所述第一电芯上料位与所述第一电芯重组位。

结合第一方面和上述实现方式，在第一方面的某些实现方式中，所述第二电芯上料位与所述第二电芯重组位沿第一方向间隔一定距离，所述第二搬运装置包括第二桁架和沿所述第二桁架运行的第二搬运抓手，所述第二桁架沿第一方向跨越所述第二电芯上料位与所述第二电芯重组位。

第二方面，电池模组装配线，包括第一方面中任一实现方式所述的电芯配比重组装置。

第三方面，电芯配比重组方法，包括以下步骤：

在第一电芯上料位沿第二方向排列多个第一上料托盘，并使每个所述第一上料托盘的第一电芯托槽沿第一方向排列；在第二电芯上料位沿第二方向排列多个第二上料托盘，并使每个所述第二上料托盘的第二电芯托槽沿第一方向排列；

在第一电芯重组位设置组件托盘，并使所述组件托盘的重组电芯托槽沿第二方向排列；

在第一电芯上料位抓取沿第二方向排列于多个所述第一上料托盘的多个第一电芯，并搬运至位于所述第一电芯重组位的组件托盘的重组电芯托槽；

驱动所述组件托盘由所述第一电芯重组位移动至第二电芯重组位；

在第二电芯上料位抓取沿第二方向排列于多个所述第二上料托盘的多个第二电芯，并搬运至位于所述第二电芯重组位的组件托盘的重组电芯托槽。

上述技术方案中的一个技术方案至少具有如下优点或有益效果之一：电芯配比重组过程中，根据第一电芯和第二电芯的配比要求，第一搬运装置由第一电芯上料位的第一上料托盘中拾取第一电芯，并搬运至第一电芯重组位的组件托盘，托盘组件由第一电芯重组位移动至第二电芯重组位，第二搬运装置由第二电芯上料位的第二上料托盘中拾取第二电芯，并搬运至第二电芯重组位的组件托盘。上述技术方案在配比重组时，能够兼容第一电芯、第二电芯任意配比，可以根据生产节拍设置搬运装置每次抓取的电芯数量。摒弃现有技术中一个一个搬运到某处进行重组的重组方式，逻辑控制更简单，换型更加方便。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本发明电芯配比重组装置的一个实施例布置示意图；

图2是图1所示的一个实施例第一电芯上料位、第二电芯上料位布置示意图；

图3是图1所示的一个实施例第一电芯重组位、第二电芯重组位布置示意图；

图4是图1所示的一个实施例第一上料托盘结构示意图；

图5是图1所示的一个实施例组件托盘结构示意图；

图6是图1所示的一个实施例第一搬运装置结构示意图。

具体实施方式

本部分将详细描述本发明的具体实施例，本发明之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地、形象地理解本发明的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本发明保护范围的限制。

本发明中，如果有描述到方向(上、下、左、右、前及后)时，其仅是为了便于描述本发明的技术方案，而不是指示或暗示所指的技术特征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发明的限制。

本发明中，“若干”的含义是一个或者多个，“多个”的含义是两个以上，“大于”“小于”“超过”等理解为不包括本数；“以上”“以下”“以内”等理解为包括本数。在本发明的描述中，如果有描述到“第一”“第二”仅用于区分技术特征为目的，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或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本发明中，除非另有明确的限定，“设置”“安装”“连接”等词语应做广义理解，例如，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连；可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，还可以是一体成型；可以是机械连接，也可以是电连接或能够互相通讯；可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。

其中，图1给出了本发明实施例的参考方向坐标系，以下结合图1所示的方向，对本发明的实施例进行说明。

电芯生产过程中，满足要求范围内电芯厚度有所偏差，为装配电池模组长度相同，需要使用不同厚度的电芯进行组合配比。配比重组过程逻辑复杂。

本发明的实施例提供了一种电芯配比重组装置，用于电芯的重组配比，进行电芯配比重组后，由于后续工艺需求，电芯仍放置在组件托盘中。具体的，参见图1，电芯配比重组装置包括第一电芯上料位1、第二电芯上料位2、第一电芯重组位3、第二电芯重组位4、组件托盘5、第一搬运装置6以及第二搬运装置7。第一电芯上料位1具有用于供给第一电芯的第一上料托盘8；第二电芯上料位2具有用于供给第二电芯的第二上料托盘9；第一电芯重组位3对应第一电芯上料位1；第二电芯重组位4对应第二电芯上料位2；组件托盘5能够由第一电芯重组位3移动至第二电芯重组位4；第一搬运装置6用于将位于第一电芯上料位1的第一上料托盘8的第一电芯搬运至位于第一电芯重组位3的组件托盘5；第二搬运装置7用于将位于第二电芯上料位2的第二上料托盘9的第二电芯搬运至位于第二电芯重组位4的组件托盘5。

结合图1，电芯配比重组过程中，根据第一电芯和第二电芯的配比要求，第一搬运装置6由第一电芯上料位1的第一上料托盘8中拾取第一电芯，并搬运至第一电芯重组位3的组件托盘5，托盘组件由第一电芯重组位3移动至第二电芯重组位4，第二搬运装置7由第二电芯上料位2的第二上料托盘9中拾取第二电芯，并搬运至第二电芯重组位4的组件托盘5，完成配比重组后的电芯放置在组件托盘5上，输送至下一工位。其间，第一搬运装置6继续由第一电芯上料位1的第一上料托盘8中拾取第一电芯，并搬运至第一电芯重组位3的下一个组件托盘5。上述技术方案在配比重组时，能够兼容第一电芯、第二电芯任意配比，可以根据生产节拍设置搬运装置每次抓取的电芯数量，并将第一电芯和第二电芯的配比动作相拆分，使其分别连续地进行，摒弃现有技术中一个一个搬运到某处进行重组的重组方式，逻辑控制更简单，换型更加方便。

在一些实施例中，参见图1、图2、图4，第一上料托盘8设有多个第一电芯托槽，多个第一电芯托槽在第一上料托盘8沿第一方向X排列，第一电芯上料位1具有多个第一上料托盘8，多个第一上料托盘8在第一电芯上料位1沿第二方向Y排列，第一搬运装置6能够一次抓取多个第一上料托盘8的第一电芯。其中，电芯上料位上上料托盘的数量由后段工艺需求和整线节拍决定，本实施例中第一电芯上料位1上第一上料托盘8数量5个，搬运装置设置两列抓取位，每列5个共10个抓取位，搬运装置能够一次性抓取沿第二方向Y排列的两列10个电芯，即每个第一上料托盘8各抓取2个第一电芯。通过此配比重组方法，上料时根据后续工艺采用多个托盘同时上料，即通过调节第一上料托盘8沿第二方向Y的排列数量来满足模组需求，可以消除第一上料托盘8中电芯数量与模组需求电芯数量不同的影响，电气逻辑控制更加简单。

类似的，参见图1、图2，第二上料托盘9设有多个第二电芯托槽，多个第二电芯托槽在第二上料托盘9沿第一方向X排列，第二电芯上料位2具有多个第二上料托盘9，多个第二上料托盘9在第二电芯上料位2沿第二方向Y排列，第二搬运装置7能够一次抓取多个第二上料托盘9的第二电芯。其原理与第一电芯上料位1相同，不再赘述。

在一些实施例中，参见图4，第一电芯托槽用于将第一电芯竖立的限定于第一上料托盘8，第二电芯托槽用于将第二电芯竖立的限定于第二上料托盘9，竖立放置的姿态既方便搬运装置拾起电芯，又能够尽量增加上料托盘的承载能力。

由于后续工艺需求，例如隔热垫粘贴、涂胶等，电芯需平放在组件托盘5。鉴于此，参见图5，组件托盘5具有重组电芯托槽，重组电芯托槽用于将第一电芯或第二电芯平放的限定于组件托盘5，电芯的翻转由搬运装置在搬运其间完成，即第一搬运装置6能够将搬运的第一电芯由竖立姿态切换至平放姿态，第二搬运装置7能够将搬运的第二电芯由竖立姿态切换至平放姿态。

在一些实施例中，参见图1、图2、图3，电芯配比重组装置还包括第一电芯上料备用位10、第二电芯上料备用位11、第一电芯重组备用位12和第二电芯重组备用位13，其中，第一电芯上料备用位10与第一电芯上料位1切换使用，以用于供给第一电芯；第二电芯上料备用位11与第二电芯上料位2切换使用，以用于供给第二电芯；第一电芯重组备用位12对应第一电芯上料备用位10，与第一电芯重组位3切换使用，以用于承接第一搬运装置6搬运的第一电芯；第二电芯重组备用位13对应第二电芯上料备用位11，与第二电芯重组位4切换使用，以用于承接第二搬运装置7搬运的第二电芯。本实施例通过设置第一电芯上料备用位10、第二电芯上料备用位11、第一电芯重组备用位12和第二电芯重组备用位13，能够在上料进行电芯配比重组搬运时，上料备用位进行上料托盘的输送，重组备用位行组件托盘5的输送，消除托盘输送对节拍的影响。

进一步的，随着搬运装置不断的搬运电芯，电芯上料位需要不断将承载有电芯的上料托盘补充进入电芯上料位，并将空置的上料托盘移出电芯上料位。参见图2、图3，第一电芯上料位1和第一电芯上料备用位10均设有第一电芯上料输送装置14，第一电芯上料输送装置14用于第一上料托盘8的输入和输出，第一电芯上料位1和第一电芯上料备用位10的第一电芯上料输送装置14并行设置，第一电芯上料输送装置14沿第二方向Y输送并使多个第一上料托盘8在第一电芯上料位1或第一电芯上料备用位10沿第二方向Y排列。其中，第一电芯上料输送装置14可采用传送带、传送链、传送辊排等输送装置以输送上料托盘，例如在一些实施例中，第一电芯上料输送装置14采用倍速链，倍速链具有积放功能，能够保证输送到位的上料托盘停留在电芯上料位。

类似的，参见图2、图3，第二电芯上料位2和第二电芯上料备用位11均设有第二电芯上料输送装置15，用于第二上料托盘9的输入和输出，第二电芯上料输送装置15沿第二方向Y输送并使多个第二上料托盘9在第二电芯上料位2或第二电芯上料备用位11沿第二方向Y排列。第二电芯上料输送装置15与第一电芯上料输送装置14的设置类似，其原理与第一电芯上料位1相同，不再赘述。

电芯重组位输送装置16用于驱动组件托盘5沿第二方向Y由第一电芯重组位3移动至第二电芯重组位4，实现组件托盘5由第一电芯重组位3至第二电芯重组位4的自动化输送；电芯重组备用位输送装置17用于驱动组件托盘5沿第二方向Y由第一电芯重组备用位12移动至第二电芯重组备用位13，实现组件托盘5由第一电芯重组备用位12至第二电芯重组备用位13的自动化输送。电芯重组位输送装置16、电芯重组备用位输送装置17可采用传送带、传送链、传送辊排等输送装置以输送组件托盘5，例如在一些实施例中，电芯重组位输送装置16、电芯重组备用位输送装置17采用倍速链，倍速链具有积放功能，能够保证输送到位的组件托盘5停留在电芯重组位。

在一些实施例中，参见图1、图2、图3，电芯配比重组装置还包括第一电芯输送线18、第二电芯输送线19、第一升降机20、第二升降机21和重组电芯输出线22。其中，第一电芯输送线18、第二电芯输送线19、重组电芯输出线22可采用传送带、传送链、传送辊排等输送装置，例如在一些实施例中，第一电芯输送线18、第二电芯输送线19、重组电芯输出线22采用倍速链。

具体的，参见图2，第一电芯输送线18沿第一方向X延伸至第一电芯上料输送装置14的输入端，用于输送第一上料托盘8到第一电芯上料位1的第一电芯上料输送装置14或第一电芯上料备用位10的第一电芯上料输送装置14。

第二电芯输送线19沿第一方向X延伸至第二电芯上料输送装置15的输入端，用于输送第二上料托盘9到第二电芯上料位2的第二电芯上料输送或第一电芯上料备用位10的第二电芯上料输送。

第一升降机20设置于第一电芯上料输送装置14、第二电芯上料输送装置的输出端，第一升降机20在不同高度往复运行，用于将第一电芯上料输送装置14、第二电芯上料输送装置15输出的上料托盘收入并进行循环利用。

参见图3，第二升降机21设置于电芯重组位输送装置16和电芯重组备用位输送装置17的输入端，第二升降机21在不同高度往复运行，用于将空置的组件托盘5不断向电芯重组位输送装置16和电芯重组备用位输送装置17输送组件托盘5；重组电芯输出线22沿第一方向X延伸至电芯重组位输送装置16和电芯重组备用位输送装置17的输出端。

第一搬运装置6和第二搬运装置7可采用机械手或搬运机器人，例如在一些实施例中，参见图1、图6，第一电芯上料位1与第一电芯重组位3沿第一方向X间隔一定距离，第一搬运装置6包括第一桁架23和沿第一桁架23运行的第一搬运抓手24，第一搬运抓手24可采用夹紧气缸等抓手形式。根据工艺及节拍要求，可以设置搬运抓手上夹持电芯数量，本实施方式中，搬运抓手上设置两列每列5个共10个抓取位，能够一次性抓取10个电芯。第一桁架23沿第一方向X跨越第一电芯上料位1与第一电芯重组位3。第一搬运抓手24抓取电芯后，抓手上的翻转装置能够绕旋转轴旋转，实现电芯的90°旋转，将竖直放置的电芯平放到组件托盘5。

类似的，第二电芯上料位2与第二电芯重组位4沿第一方向X间隔一定距离，第二搬运装置7包括第二桁架和沿第二桁架运行的第二搬运抓手，第二桁架沿第一方向X跨越第二电芯上料位2与第二电芯重组位4。第二搬运装置7的原理与第一搬运装置6类似，不再赘述。

本发明的实施例还提供了一种电池模组装配线，电池模组装配线用于完成电芯串并联装配的生产线，包括例如小件上料、电芯隔热垫粘贴、端板侧板焊接、Busbar焊接、电芯模组检测等工艺。电池模组装配线包括以上任一实施例中的电芯配比重组装置，用于完成电芯生产过程中的电芯进行组合配比。

本发明的实施例还提供了一种电芯配比重组方法，包括以下步骤：

在第一电芯上料位1沿第二方向Y排列多个第一上料托盘8，并使每个第一上料托盘8的第一电芯托槽沿第一方向X排列；在第二电芯上料位2沿第二方向Y排列多个第二上料托盘9，并使每个第二上料托盘9的第二电芯托槽沿第一方向X排列；

在第一电芯重组位3设置组件托盘5，并使组件托盘5的重组电芯托槽沿第二方向Y排列；

在第一电芯上料位1抓取沿第二方向Y排列于多个第一上料托盘8的多个第一电芯，并搬运至位于第一电芯重组位3的组件托盘5的重组电芯托槽；

驱动组件托盘5由第一电芯重组位3移动至第二电芯重组位4；

在第二电芯上料位2抓取沿第二方向Y排列于多个第二上料托盘9的多个第二电芯，并搬运至位于第二电芯重组位4的组件托盘5的重组电芯托槽。

在本说明书的描述中，参考术语“示例”、“实施例”或“一些实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

当然，本发明创造并不局限于上述实施方式，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可作出等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。