CN102931450B - 一种电动车用动力电池模组分离设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电动车用动力电池模组分离设备，包括通过轨道依次连接的外框拆解区和单体拆解区，以及设置在轨道上用于运送车用动力电池的自动履带轮推车，所述的单体拆解区为密封式空间，其上设置有稀有气体通入口，自动化程度高，可减轻劳动强度，实现动力车用动力电池无损化、无害化拆解，免放电，安全环保。

Description

一种电动车用动力电池模组分离设备

技术领域

本发明属于车用动力电池回收处理领域，特别涉及一种电动车用动力电池模组分离设备。

背景技术

随着环境的不断恶化和资源的日益短缺，电动汽车将成为未来汽车产业发展的重要方向，也是我国汽车工业升级转型的目标之一，近年来国家投入大量的人力物力进行电动汽车的研发及产业化，《国家“十二五”科学和技术发展规划》，明确提出“十二五”期间将大力推动新能源电动汽车产业的发展，到2015年，电动汽车保有量达100万辆，产值预期超过1000亿元。

车用动力电池作为电动汽车的动力源，是影响电动汽车发展的核心部件，随着电动汽车的逐步产业化，车用动力电池的产量及使用将大幅提高，随之而来的问题是废旧车用动力电池该如何回收和处理。车用动力电池中含有大量的铅，钴，镍，锂等重金属材料和电解液，一旦废旧电池不能得到有效地回收处理，不仅会造成资源的浪费，对环境也会造成严重的污染。

现今的车用动力电池回收一般采用人工拆解处理方式，如锤击式手工敲碎电池壳，然而，车用动力电池内部结构复杂，其车用动力电池由多个电池单体串联叠置而成，一个典型的车用动力电池大约有96个电池单体，就一个电池单体来说，其体积比一般的手机电池、数码相机电池等小型充电电池的体积大，失效后其余能电压和电量仍然很高, 因而车用动力车用动力电池和单体的拆解都存在很大的危险性，容易发生起火或爆炸，所以若采用人工拆解处理方式回收车用动力电池，其危险性非常大，同时，这种处理方式噪音大、流程长、效率不高，对工人的身体也会造成一定损伤。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种自动化程度高，可减轻劳动强度，实现动力车用动力电池无损化、无害化拆解，免放电，安全环保的车用动力电池模组分离设备。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种电动车用动力电池模组分离设备，包括用于分离电池模组的外框拆解区和单体拆解区，有轨道依次经过外框拆解区和单体拆解区，所述轨道上设有用于运送电池模组的自动履带轮推车，所述的单体拆解区为密封式空间，其上设置有稀有气体通入口；通过稀有气体通入口充有稀有气体，其中，稀有气体的体积比，氩气占95%，氖气占3%，氦气占2%。

在本发明中，所述的外框拆解区为箱体式结构，在外框拆解区左、右两面分别设置有供轨道经过的进料门Ⅰ和出料门Ⅰ，在外框拆解区内设有支撑轨道的工作台面Ⅰ，位于工作台面Ⅰ上设有对电池模组定位的夹具装置Ⅰ，在工作台面的上方还设有固定于外框拆解区内的平行架，所述平行架上活动安装有外框拆解装置。

在本发明中，所述的单体拆解区为箱体式结构，在单体拆解区左、右两面分别开有进料门Ⅱ和出料门Ⅱ，所述轨道从进料门Ⅱ伸入至单体拆解区中，该单体拆解区内位于轨道下方设有将单体拆解区分隔为上、下腔室的工作台面Ⅱ，在工作台面Ⅱ上设有单体拆解装置、夹具装置Ⅱ、曲柄推动机构以及通过进料板与轨道尾部连接的电池槽。

本发明的有益效果是：通过将待分离的车用动力电池模组放置在自动履带轮推车上，利用自动履带轮推车将电池模组经轨道依次送至外框拆解区和单体拆解区，经外框拆解区和单体拆解区中的外框拆解装置、单体拆解装置对电池模组进行外框拆解及单体拆解，通过上述区域并结合自动化控制单元进行控制，实现了对车用动力电池无损化、免放电、无害化拆解；同时，在拆解过程中，可控制拆解的距离、深度和速度，具有精准拆解的优点；有效的提高了电池模组拆解的工作效率，极大的降低了劳动强度，杜绝了电池模组切割后产生二次污染的现象，具有节能环保的优点。

此外，由于稀有气体化学性质很不活泼，不容易和其他物质发生反应，稀有气体的通入单体拆解区中可起到隔绝空气的作用，有效地杜绝了电池模组拆解过程中可能产生的起火或爆炸，实现了动力车用动力电池拆解免放电的功能，安全可靠。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的整体装配结构示意图；

图2是本发明外框拆解区的结构示意图；

图3是本发明外框拆解区内部的结构示意图；

图4是本发明单体拆解区的结构示意图；

图5是本发明单体拆解区另一个角度的结构示意图；

图6是本发明单体拆解装置砂轮和推动气缸的的结构示意图；

图7是本发明曲柄推动机构的结构示意图；

图8是本发明自动履带轮推车与车用动力电池的结构示意图；

图9是本发明的工作流程示意图。

具体实施方式

如图1所示。一种电动车用动力电池模组分离设备，包括用于分离电池模组48的外框拆解区10和单体拆解区20，有轨道1依次经过外框拆解区10和单体拆解区20，所述轨道1上设有用于运送电池模组48的自动履带轮推车2，所述的单体拆解区20为密封式空间，其上设置有稀有气体通入口3。

其中，所述单体拆解区20通过稀有气体通入口3充有稀有气体；其中，稀有气体的体积比，氩气占95%，氖气占3%，氦气占2%。

如图2、图3所示。所述的外框拆解区10为箱体式结构，在外框拆解区10左、右两面分别设置有供轨道1经过的进料门Ⅰ4和出料门Ⅰ5，在外框拆解区10内设有支撑轨道1的工作台面Ⅰ6，位于工作台面Ⅰ6上设有对电池模组48定位的夹具装置Ⅰ7，在工作台面的上方还设有固定于外框拆解区10内的平行架8，位于平行架8上活动安装有外框拆解装置9。

进一步，所述外框拆解装置9包括活动套装在平行架8上的滑动套11，在滑动套11上下端面固定有上、下滑板12、13，在下滑板13下端固定有锯片组件14，在上滑板12上端固定有控制锯片组件14工作的锯片电机15；所述平行架8一端还设有控制上、下滑板12、13活动的驱动气缸16。

进一步，所述平行架8另一端设有测量锯片组件14与电池模组48之间距离的传感器Ⅰ17，该传感器Ⅰ17与锯片电机15电连接。

进一步，所述工作台面Ⅰ6将箱体式的外框拆解区10分隔为上、下腔室，在工作台面Ⅰ6上开有外框下料口18；所述夹具装置Ⅰ7上还设有冲气管49。

如图4至7所示。所述的单体拆解区20为箱体式结构，在单体拆解区20左、右两面分别开有进料门Ⅱ19和出料门Ⅱ21，所述轨道1从进料门Ⅱ19伸入至单体拆解区20中，该单体拆解区20内位于轨道1下方设有将单体拆解区20分隔为上、下腔室的工作台面Ⅱ22，在工作台面Ⅱ22上设有单体拆解装置23、夹具装置Ⅱ25、曲柄推动机构24以及通过进料板26与轨道1尾部连接的电池槽27。

进一步，所述的工作台面Ⅱ22上开有残件下料口28，所述单体拆解装置23包括设置在工作台面Ⅱ22底部的导轨式气缸29，在导轨式气缸29的导轨上设有活动滑板30，该活动滑板30上设有砂轮电机31，有砂轮32置于残件下料口28中、并通过砂轮电机31驱动，所述导轨式气缸29上的气缸与滑板30相连、通过滑板30带动砂轮32在残件下料口28中反复运动。

进一步，所述曲柄推动机构24包括电动曲柄33、推杆35，该推杆35通过连杆34与电动曲柄33活动连接。

进一步，所述单体拆解区20的下腔室中位于残件下料口28下方设有电解液回收槽36，所述电解液回收槽36前端并排设置有残件收集槽37，在电解液回收槽36上方斜置有引向残件收集槽37的滤网38。

进一步，所述导轨式气缸29一端设有测量砂轮32与电池之间距离的传感器Ⅱ39，该传感器Ⅱ39与砂轮电机31电连接。

如图8所示。所述自动履带轮推车2底下设有滑轮40、自动履带轮推车2上表面安装有履带传输装置41。

本发明的工作原理是：工作时，将待拆解的电池模组48置于自动履带轮推车2表面，在履带传输装置41的带动下通过轨道1从外框拆解区10的进料门Ⅰ4进入，自动履带轮推车2进入到工作台面Ⅰ6后，当到达指定位置，启动夹具装置Ⅰ7将电池模组48进行加紧和定位，接着启动锯片电机15，通过皮带轮带动锯片组件14上的转轴、锯片旋转工作，然后启动驱动气缸16以推动上、下滑板12、13，使锯片组件14对电池模组48的外部金属框架进行拆解作业，拆解完成后，锯片组件14复位，夹具装置Ⅰ7松开对电池模组48的夹合，启动冲气管49，将已拆解的金属外部框架冲至外框下料口18，从而掉落至工作台面Ⅰ6下方的下腔室中。

继续启动履带轮传输装置41，带动自动履带轮推车2经轨道1先后通过外框拆解区10的出料门Ⅰ5、进料门Ⅱ19，进入到单体拆解区20中，电池单体经过轨道1尾部的进料板26输送至电池槽27，电池单体在自身重力下跌落至工作台面Ⅱ22；启动曲柄推动机构24上的电动曲柄33，通过连杆34带动推杆35往前运动，推杆35前端的推头将电池单体推到指定位置后，启动夹具装置Ⅱ25将电池单体固定后，砂轮电机31工作，砂轮32开始旋转，启动导轨式气缸29，通过滑板30带动砂轮32在残件下料口28中运动以对电池单体进行拆解作业，电池单体拆解完毕后，已拆解的电池外壳残件在自身重力作用下通过残件下料口28跌落至滤网38，并通过滤网38滑落至残件收集槽37，而切割后产生的电解液通过残件下料口28滴落至滤网38，并最后回收于电解液回收槽36。

接下来，砂轮32复位，夹具装置Ⅱ25松开单体电池，启动启动曲柄推动机构24上的电动曲柄33，驱动推杆35前端的推头将电池单体推出至出料门Ⅱ21外，然后驱动推杆35在电动曲柄33的带动下复位；同时，履带传输装置41带动自动履带轮推车2返回轨道1起点，如此循环，便可多次完成电池模组48的连续自动拆解作业。

本发明通过上述自动化控制单元进行控制，实现了对动力车用动力电池无损化、免放电、无害化拆解；同时，在拆解过程中，具有精准拆解，可控制拆解的距离、深度和速度等优点；有效的提高了电池模组48拆解的工作效率，极大的降低了劳动强度，杜绝了电池模组48切割后产生二次污染的现象，具有节能环保的优点。

此外，由于稀有气体化学性质很不活泼，不容易和其他物质发生反应，稀有气体的通入单体拆解区20中可起到隔绝空气的作用，有效地杜绝了电池模组48拆解过程中可能产生的起火或爆炸，实现了动力车用动力电池拆解免放电的功能。

再次，所述外框拆解区10箱体前面分别设置有上腔室推拉门Ⅰ42和下腔室推拉门Ⅰ43；在箱体侧边还设置有外框拆解区控制面板44；所述单体拆解区20箱体前面分别设置有上腔室推拉门45Ⅱ和下腔室推拉门Ⅱ46；在箱体侧边还设置有单体拆解区控制面板47。根据实际需要可以对上述推拉门选择打开或关闭，而外框拆解区控制面板44、单体拆解区控制面板47则用于控制系统的操作。

再次，所述外框拆解区10的进料门Ⅰ4、出料门Ⅰ5，单体拆解区20的进料门Ⅱ19、出料门Ⅱ21均为顶部与箱体侧面的开口顶部铰接，在开口处四周设有密封圈，门口装有磁性铁，这样的结构便于门的开合和自动关闭，且关闭后起到很好的封闭效果。

当然，本发明除了上述实施方式之外，还可以有其它结构上的变形，这些等同技术方案也应当在其保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电动车用动力电池模组分离设备，其特征在于包括用于分离电池模组的外框拆解区（10）和单体拆解区（20），有轨道（1）依次经过外框拆解区（10）和单体拆解区（20），所述轨道（1）上设有用于运送电池模组的自动履带轮推车（2），所述的单体拆解区（20）为密封式空间，其上设置有稀有气体通入口（3），自动履带轮推车(2) 上表面安装有履带传输装置(41)。

2.根据权利要求1 所述的一种电动车用动力电池模组分离设备，其特征在于所述单体拆解区（20）通过稀有气体通入口（3）充有稀有气体，其中，稀有气体的体积比，氩气占95%，氖气占3%，氦气占2%。

3.根据权利要求1 所述的一种电动车用动力电池模组分离设备，其特征在于所述的外框拆解区（10）为箱体式结构，在外框拆解区（10）左、右两面分别设置有供轨道（1）经过的进料门Ⅰ（4）和出料门Ⅰ（5），在外框拆解区（10）内设有支撑轨道（1）的工作台面Ⅰ（6），位于工作台面Ⅰ（6）上设有对电池模组定位的夹具装置Ⅰ（7），在工作台面的上方还设有固定于外框拆解区（10）内的平行架（8），所述平行架（8）上活动安装有外框拆解装置（9）。

4.根据权利要求3所述的一种电动车用动力电池模组分离设备，其特征在于所述外框拆解装置（9）包括活动套装在平行架（8）上的滑动套（11），在滑动套（11）上下端面固定有上、下滑板（12、13），在下滑板（13）下端固定有锯片组件（14），在上滑板（12）上端固定有控制锯片组件（14）工作的锯片电机（15）；所述平行架（8）一端还设有控制上、下滑板（12、13）活动的驱动气缸（16）。

5.根据权利要求3所述的一种电动车用动力电池模组分离设备，其特征在于所述工作台面Ⅰ（6）将箱体式的外框拆解区（10）分隔为上、下腔室，在工作台面Ⅰ（6）上开有外框下料口（18）。

6.根据权利要求3所述的一种电动车用动力电池模组分离设备，其特征在于所述夹具装置Ⅰ（7）上还设有冲气管（49）。

7.根据权利要求1所述的一种电动车用动力电池模组分离设备，其特征在于所述的单体拆解区（20）为箱体式结构，在单体拆解区（20）左、右两面分别开有进料门Ⅱ（19）和出料门Ⅱ（21），所述轨道（1）从进料门Ⅱ（19）伸入至单体拆解区（20）中，该单体拆解区（20）内位于轨道（1）下方设有将单体拆解区（20）分隔为上、下腔室的工作台面Ⅱ（22），在工作台面Ⅱ（22）上设有单体拆解装置（23）、夹具装置Ⅱ（25）、曲柄推动机构（24）以及通过进料板（26）与轨道（1）尾部连接的电池槽（27）。

8.根据权利要求7所述的一种电动车用动力电池模组分离设备，其特征在于所述的工作台面Ⅱ（22）上开有残件下料口（28），所述单体拆解装置（23）包括设置在工作台面Ⅱ（22）底部的导轨式气缸（29），在导轨式气缸（29）的导轨上设有活动滑板（30），该活动滑板（30）上设有砂轮电机（31），有砂轮（32）置于残件下料口（28）中、并通过砂轮电机（31）驱动，所述导轨式气缸（29）上的气缸与滑板（30）相连、通过滑板（30）带动砂轮（32）在残件下料口（28）中反复运动。

9.根据权利要求7所述的一种电动车用动力电池模组分离设备，其特征在于所述曲柄推动机构（24）包括电动曲柄（33）、推杆（35），该推杆（35）通过连杆（34）与电动曲柄（33）活动连接。

10.根据权利要求7所述的一种电动车用动力电池模组分离设备，其特征在于所述单体拆解区（20）的下腔室中位于残件下料口（28）下方设有电解液回收槽（36），所述电解液回收槽（36）前端并排设置有残件收集槽（37），在电解液回收槽（36）上方斜置有引向残件收集槽（37）的滤网（38）。