構造成用於壓緊電池模塊的節段的夾具的製作方法
2023-07-12 23:23:11
專利名稱：構造成用於壓緊電池模塊的節段的夾具的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種構造成用於壓緊電池模塊的節段的夾具。
背景技術：
典型的電池模塊包括彼此相鄰設置的多個節段。每個節段包括彼此相鄰設置的多 個電池單元。在電池模塊完全組裝好時，每個節段的每個電池單元由延伸通過全部節段的 多個杆保持成壓緊。如果在單個節段內的一個或多個電池單元停止工作並且杆被拆除以更 換這些電池單元，則在這些電池單元之間的壓緊喪失並且整個電池模塊需要進行復置。
發明內容
一種構造成用來壓緊電池模塊的節段的夾具。該夾具包括本體、臂、第一夾爪和第 二夾爪。第一夾爪可操作地連接至本體。臂可操作地連接至本體。第二夾爪可操作地連接 至臂。每個夾爪構造成接合電池模塊的相對端部。臂可滑動地附接到本體以允許臂沿著軸 線相對於本體線性移動。第二夾爪隨臂在用於鬆開電池模塊的所述節段的伸展位置和用於 使電池模塊的所述節段在夾爪之間保持壓緊的壓緊位置之間移動夾持距離。本發明的另一個方面包括一種用於操作夾具以使電池模塊的節段壓緊至所期望 的壓緊負荷的方法。該方法包括在夾具處於伸展位置時使得夾具的一對相對夾爪與電池模 塊的所述節段的相對端部對準。夾具的相對夾爪從伸展位置移動到壓緊位置，使得所述相 對夾爪沿著軸線朝著彼此線性移動以使得電池模塊的所述節段保持夾緊到所期望的壓緊 負荷。本發明的又一個方面包括一種為拆卸電池模塊的多個節段中的一個節段而設置 電池模塊的方法。該方法包括提供一對夾具，這對夾具與多個節段中的每一個節段的一對 相應側對應。在夾具處於伸展位置時，使每個夾具的一對相對夾爪與電池模塊的相應節段 的其中一側的相對端部對準。使每個夾具的相對夾爪從伸展位置向壓緊位置移動，使得相 對夾爪沿著軸線朝著彼此線性移動以使電池模塊的相應節段的側面保持受到所期望壓緊 負荷的壓緊。將穿過多個節段中的每一個延伸至電池模塊的相對端部的至少一個杆拆卸， 使得通過處於壓緊位置中的相應夾具對來維持多個節段中的每一個的壓緊負荷。本發明還提供如下方案方案1、一種構造成用於壓緊電池模塊的節段的夾具，所述夾具包括本體；可操作地連接至所述本體的第一夾爪；可操作地連接至所述本體的臂；可操作地連接至所述臂的第二夾爪；其中每個所述夾爪構造成用於接合所述電池模塊的所述節段的相對端部；其中所述臂可滑動地附接到所述本體以允許所述臂沿著軸線相對於所述本體線 性移動；
其中所述第二夾爪與隨臂在用於鬆開所述電池模塊的所述節段的伸展位置和用 於使所述電池模塊的所述節段在所述夾爪之間保持壓緊的壓緊位置之間移動夾持距離。方案2、如方案1所述的夾具，其特徵在於，所述臂限定出至少一個槽和延伸穿過 所述至少一個槽並進入所述本體的銷；其中所述至少一個槽和所述銷構造成允許所述臂和所述第二夾爪僅移動所述夾
持距離。方案3、如方案2所述的夾具，其特徵在於，所述銷構造成將所述臂保持到所述本 體。方案4、如方案1所述的夾具，其特徵在於，所述本體包括以彼此間隔開且平行的 關係延伸的一對凸緣，並且所述臂可滑動地布置在所述一對凸緣之間。方案5、如方案1所述的夾具，其特徵在於，每個所述夾爪包括基部和至少一個指 狀部，所述指狀部構造成用於布置在被限定在所述電池模塊的所述節段的相對端部中的相 應棘爪內。方案6、如方案5所述的夾具，其特徵在於，每個所述夾爪包括基部和從所述相應 的基部以彼此間隔開且大體上平行的關係延伸出的一對指狀部。方案7、如方案6所述的夾具，其特徵在於，每個所述指狀部包括構造成用於接合 所述節段的對應端部中的相應棘爪的突出部。方案8、如方案7所述的夾具，其特徵在於，每個所述突出部從所述相應的指狀部 以彼此間隔開且大體上平行的關係延伸。方案9、如方案5所述的夾具，其特徵在於，每個所述夾爪大體上為C形。方案10、如方案1所述的夾具，其特徵在於，還包括將所述本體和所述臂可操作地 相連的夾緊機構；其中所述夾緊機構構造成致動所述臂並且選擇性地允許所述臂在所述伸展位置 和所述壓緊位置之間相對於所述本體移動。方案11、如方案10所述的夾具，其特徵在於，所述夾緊機構包括將所述本體和所 述臂可操作地互連的鉸接夾。方案12、如方案11所述的夾具，其特徵在於，所述夾緊機構還包括扭轉彈簧。方案13、一種用於操作夾具以使電池模塊的節段壓緊至所期望的壓緊負荷的方 法，所述方法包括在所述夾具處於伸展位置時使夾具的一對相對夾爪與所述電池模塊的所述節段 的相對端部對準；使所述夾具的所述相對夾爪從伸展位置移動到壓緊位置，以使所述相對夾爪沿著 軸線朝著彼此線性移動從而使所述電池模塊的所述節段保持壓緊到所述所期望的壓緊負 荷。方案14、如方案13所述的操作夾具的方法，其特徵在於，所述移動所述相對夾爪 還被限定為致動接合機構以使得所述夾具的所述相對夾爪從所述伸展位置移動到所述壓 緊位置。方案15、一種為拆除電池模塊的多個節段中的一個節段而布置電池模塊的方法， 所述方法包括
提供夾具對，所述夾具對與所述多個節段中的每一個節段的一對相應側對應；在所述夾具處於伸展位置時，使每個夾具的一對相對夾爪與所述電池模塊的所述 相應節段的其中一個所述側的相對端部對準；使每個所述夾具的所述相對夾爪從所述伸展位置向壓緊位置移動，以使所述相對 夾爪沿著軸線朝著彼此線性移動從而使所述電池模塊的所述相應節段的所述側保持壓緊 到所期望的壓緊負荷；將穿過所述多個節段中的每一個節段延伸至所述電池模塊的相對端部的至少一 個杆拆除，以使所述多個節段中的每一個節段的所述壓緊負荷通過處於所述壓緊位置中的 所述相應夾具對來維持。從結合附圖給出的實施本發明的最佳模式的以下詳細說明中將很容易了解本發 明的上面特徵和優點以及其它特徵和優點。
現在參照這些附圖，這些附圖為示例性實施方案並且其中相同的元件用相同的附 圖標記表示。圖1為處於壓緊位置中的用於接合電池模塊的節段的端部框架的夾具的示意性 正視立體圖；圖2為處於壓緊位置中的圖1的夾具的示意性後視立體圖；圖3為處於伸展位置中的圖1的夾具的示意性正視立體圖；圖4為處於伸展位置中的圖1的夾具的示意性後視立體圖；以及圖5為具有多個節段的電池模塊的示意性俯視立體圖。
具體實施例方式參照這些附圖，其中相同的附圖標記表示相同的部件，圖1-4顯示出構造成用於 使在圖5中所示的電池模塊16的節段15壓緊並且保持所期望的壓緊負荷。如將在下面更 詳細描述的一樣，夾具10構成用於接合限定在電池模塊16的節段15的端部框架14中的 棘爪12。參照圖5，電池模塊16包括一個或多個節段15。在所示的實施方案中，在電池模 塊16中有三個節段15。應該理解的是，如本領域普通技術人員所知道的一樣，電池模塊16 可以採用更多或更少的節段15。每個節段15包括一對端部框架14和多個電池單元18。 其中一個端部框架14設置在每個節段15的相對端部處，並且電池單元18設置在每對端部 框架14之間。節段15對齊並且彼此鄰接，使得一個節段15的其中一個端部框架14鄰接 著相鄰節段15的其中一個端部框架14。因此，還存在在電池模塊16的相對端部20處布 置的單個端部框架14。在附圖中所示的實施方案中，每個端部框架14限定有兩對棘爪12。 參照圖5，在相應節段15的相對端部處的棘爪12之間限定有距離L1、L2、L3。距離L1、L2、 L3由布置在相應節段15內的電池單元18的總數確定。應該理解的是，如果每個節段15 包括相同數量的電池單元18，則距離L1、L2、L3將彼此相等。多個杆22每個都在電池模塊 16的相對端部20之間延伸，使得杆22延伸穿過每個端部框架14和每個電池單元18。每 對棘爪12布置在端部框架14的彼此相對的側24上。一對杆22每個都延伸穿過電池模塊16的相對側24。每個杆22被緊固或以其它方式固定以將整個電池模塊16在端部之間保 持壓緊所期望的壓緊負荷。這意味著對於每個節段15來說的每個單元18相對於彼此保持 壓緊。參照圖1-4，夾具10包括本體26、臂28、第一夾爪30、第二夾爪32和夾緊機構34。 臂28可操作地連接至本體26。更具體地說，臂28延伸一段線性長度L4，並且可滑動地附 接到本體26以允許臂28能夠沿著軸線A相對於本體26線性移動。本體26包括以平行間 隔開且平行的關係延伸的一對凸緣35，並且臂28可滑動地布置在凸緣35之間。參照圖2 和4，臂28限定有一對槽36。銷38延伸穿過每個槽36並進入到本體中，使得臂28沿著軸 線A相對於本體26滑動。因此，銷38不僅有利於沿著軸線A的線性移動，而且還將臂28 保持到本體26。但是，應該理解的是，槽26可以替代地被限定在本體26中，使得銷38延伸 穿過臂28，並且臂28沿著軸線A相對於本體26滑動。第一夾爪30可操作地連接至本體 26，並且第二夾爪32可操作地連接至臂28，使得夾爪30、32沿著軸線A相對於彼此線性移 動。夾爪30、32布置成彼此成間隔關係。夾爪30、32中每個大體上為C形。每個夾爪30、 32包括具有至少一個指狀部40的基部39，該指狀部構造成用於設置在位於相應端部框架 14中的其中一個棘爪12內。第二夾爪32的基部39和指狀部40以與第一夾爪30的基部 39和指狀部40間隔且大體上平行的關係延伸。參照在圖1和2中所示的實施方案，每個夾 爪30、32包括彼此間隔且大體上平行延伸的一對指狀部40。應該理解的是，如本領域普通 技術人員所知道的一樣，可以採用更多或更少的指狀部40。每個指狀部40包括構造成用 於接合在對應端部框架14中的相應棘爪12的突出部42。每個突出部42從相應指狀部40 大體上垂直延伸。應該理解的是，這些突出部42可以為本領域普通技術人員所知的與相應 棘爪12接合的任何形狀。夾爪30、32可以由鋼例如硬質工具鋼或本領域普通技術人員所 知的任何其它合適材料形成。再次參照圖1和3，夾緊機構34使本體26和臂28可操作互連。夾緊機構34構造 成選擇地允許臂28相對於本體26在如圖3和4中所示的伸展位置與如圖1和2中所示的 壓緊位置46之間移動。致動夾緊機構34以將夾具10鎖緊並且保持在壓緊位置46中。夾 緊機構34可以包括鉸接夾47和扭轉彈簧49。應該理解的是，夾緊機構34可以是本領域普 通技術人員所知的任何其它裝置和/或彈簧。在夾具10處於伸展位置44中時，如圖3和4 所示，鉸接夾47解閂以使第二夾爪32和臂28線性移動離開第一夾爪30和本體26。伸展 位置44允許夾具10出現在相應節段15的相應相對端部框架14上或者與相應節段15的 相應相對端部框架14脫開。在夾具10出現在相應節段15上並且每個指狀部40的突出部 42與相應棘爪12對準時，夾緊機構34移動到如圖1和2所示的壓緊位置46。在夾具10處 於壓緊位置46中時，鉸接夾47円住使得第二夾爪32朝著第一夾爪30和本體26線性移 動，優選地與接合在相應棘爪12內的每個指狀部40的突出部42 —起朝著第一夾爪30和 本體26線性移動。在夾具10處於壓緊位置46中時，在第二夾爪32的指狀部40和第一夾 爪30的指狀部40之間限定有夾持距離L5。夾持距離L5可以等於相應節段15的任意距離 L1、L2、L3。在夾具10處於壓緊位置46中時，夾具10使相應節段15保持壓緊以適配由杆 22提供的壓緊負荷。再次參照圖3，夾具10優選地固定到相應節段15的每一側。應該理 解的是，通過改變臂28的線性長度L4可將在圖2和3中所示的夾具10的L5構造成等於 所期望的距離L1、L2、L3。
7
為了拆卸在圖5中所示的電池模塊16，同時使每個節段15保持壓緊，六個夾具10 被附接到相應節段15的相應側24。使每個夾具10移動到壓緊位置46，並且使每個節段15 的電池單元18保持壓緊。然後從電池模塊16中將每個杆22拆除。一旦將杆22拆除，電 池模塊16的任意所期望的節段15被拆除並且或者被更換或者維修，而不用破壞剩餘節段 15的壓緊負荷。在修理或更換所期望的節段15之後，將那個節段15復置並且與剩餘節段 15鄰接。然後杆22被重新插入在端部之間並且重新緊固以適配所期望的壓緊負荷。然後 將所有夾具10移動至伸展位置44，並且從相應節段15中拆除。雖然已經對實施本發明的最佳模式進行了詳細說明，但是本發明所屬的普通技術 人員在所附權利要求的範圍內將知道用於實施本發明的各種可選設計和實施方案。
權利要求
一種構造成用於壓緊電池模塊的節段的夾具，所述夾具包括本體；可操作地連接至所述本體的第一夾爪；可操作地連接至所述本體的臂；可操作地連接至所述臂的第二夾爪；其中每個所述夾爪構造成用於接合所述電池模塊的所述節段的相對端部；其中所述臂可滑動地附接到所述本體以允許所述臂沿著軸線相對於所述本體線性移動；其中所述第二夾爪與隨臂在用於鬆開所述電池模塊的所述節段的伸展位置和用於使所述電池模塊的所述節段在所述夾爪之間保持壓緊的壓緊位置之間移動夾持距離。
2.如權利要求1所述的夾具，其特徵在於，所述臂限定出至少一個槽和延伸穿過所述 至少一個槽並進入所述本體的銷；其中所述至少一個槽和所述銷構造成允許所述臂和所述第二夾爪僅移動所述夾持距罔。
3.如權利要求2所述的夾具，其特徵在於，所述銷構造成將所述臂保持到所述本體。
4.如權利要求1所述的夾具，其特徵在於，所述本體包括以彼此間隔開且平行的關係 延伸的一對凸緣，並且所述臂可滑動地布置在所述一對凸緣之間。
5.如權利要求1所述的夾具，其特徵在於，每個所述夾爪包括基部和至少一個指狀部， 所述指狀部構造成用於布置在被限定在所述電池模塊的所述節段的相對端部中的相應棘 爪內。
6.如權利要求5所述的夾具，其特徵在於，每個所述夾爪包括基部和從所述相應的基 部以彼此間隔開且大體上平行的關係延伸出的一對指狀部。
7.如權利要求6所述的夾具，其特徵在於，每個所述指狀部包括構造成用於接合所述 節段的對應端部中的相應棘爪的突出部。
8.如權利要求7所述的夾具，其特徵在於，每個所述突出部從所述相應的指狀部以彼 此間隔開且大體上平行的關係延伸。
9.一種用於操作夾具以使電池模塊的節段壓緊至所期望的壓緊負荷的方法，所述方法 包括在所述夾具處於伸展位置時使夾具的一對相對夾爪與所述電池模塊的所述節段的相 對端部對準；使所述夾具的所述相對夾爪從伸展位置移動到壓緊位置，以使所述相對夾爪沿著軸線 朝著彼此線性移動從而使所述電池模塊的所述節段保持壓緊到所述所期望的壓緊負荷。
10.一種為拆除電池模塊的多個節段中的一個節段而布置電池模塊的方法，所述方法 包括提供夾具對，所述夾具對與所述多個節段中的每一個節段的一對相應側對應； 在所述夾具處於伸展位置時，使每個夾具的一對相對夾爪與所述電池模決的所述相應 節段的其中一個所述側的相對端部對準；使每個所述夾具的所述相對夾爪從所述伸展位置向壓緊位置移動，以使所述相對夾爪 沿著軸線朝著彼此線性移動從而使所述電池模塊的所述相應節段的所述側保持壓緊到所期望的壓緊負荷；將穿過所述多個節段中的每一個節段延伸至所述電池模塊的相對端部的至少一個杆 拆除，以使所述多個節段中的每一個節段的所述壓緊負荷通過處於所述壓緊位置中的所述 相應夾具對來維持。
全文摘要
一種夾具構造成用於壓緊電池模塊的節段。所述夾具包括本體、臂、第一夾爪和第二夾爪。第一夾爪可操作地連接至本體。臂可操作地連接至本體。第二夾爪可操作地連接至臂。每個夾爪構造成用於接合電池模塊的相對端部。臂可滑動地附接到本體以允許臂沿著軸線相對於本體線性移動。第二夾爪與隨臂在用於鬆開電池模塊的所述節段的伸展位置和用於使電池模塊的所述節段在夾爪之間保持壓緊的壓緊位置之間移動夾緊距離。
文檔編號H01M10/04GK101901931SQ20101019354
公開日2010年12月1日 申請日期2010年5月28日 優先權日2009年5月29日
發明者R·F·魯爾克, R·J·朔伊爾曼 申請人:通用汽車環球科技運作公司