CN104466289A - 一种改进型车用动力电池模组分离装置 - Google Patents

一种改进型车用动力电池模组分离装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种改进型车用动力电池模组分离装置，包括承载盘、机架、第一气缸、第二气缸、分解装置、第一输送装置、第二输送装置、破碎装置，第二输送装置通过第一枢轴枢接在机架上，第一气缸用于驱动第二输送装置绕着第一枢轴旋转，第二输送装置通过第二枢轴枢接有单体接收板，第二气缸用于驱动单体接收板绕着第二枢轴旋转，单体接收板上安装有吹气装置，分解装置主要包括固定安装在机架上的平行架、活动套装在平行架上的滑动套、连接在滑动套上的丝杠螺母副、连接在丝杠螺母副上的铣刀组件。本发明可显著提高动力电池模组分离的工作效率和机械化程度，充分保证操作人员的安全性，较好地实现动力电池的无害化拆解。

Description

一种改进型车用动力电池模组分离装置
技术领域
本发明属于车用动力电池回收处理领域，特别涉及一种改进型车用动力电池模组分离装置。
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。
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十分复杂，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、效率不高，对工人的身体也会造成一定损伤。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明目的旨在于提供一种改进型车用动力电池模组分离装置，可显著提高动力电池模组分离的工作效率和机械化程度，充分保证操作人员的安全性，较好地实现动力电池的无害化拆解。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种改进型车用动力电池模组分离装置，用于拆解动力电池模组上的外框和破碎动力电池单体，包括用于承载动力电池模组的承载盘、机架、第一气缸、第二气缸、安装在机架上并用于拆解动力电池模组上的外框的分解装置、用于输送承载盘的第一输送装置、用于从第一输送装置的承载盘上承接动力电池单体的第二输送装置、用于破碎从第二输送装置末端输出的动力电池单体的破碎装置，所述第二输送装置通过第一枢轴枢接在机架上，所述第一气缸用于驱动第二输送装置绕着第一枢轴旋转，所述第一枢轴位于第一输送装置的上方，所述第二输送装置的单体接收端通过第二枢轴枢接有单体接收板，所述第二气缸用于驱动单体接收板绕着第二枢轴旋转，所述单体接收板上安装有用于将外框吹至承载盘边缘处的吹气装置；
所述分解装置包括固定安装在机架上的平行架、活动套装在平行架上的滑动套、连接在滑动套上的丝杠螺母副、连接在丝杠螺母副上的铣刀组件、用于驱动丝杠螺母副工作的丝杠电机、用于驱动铣刀组件工作的铣刀电机，所述平行架的一端还设有用于驱动丝杠螺母副前后移动的第三气缸，所述平行架的下方还安装有用于夹紧动力电池模组两侧的夹具。
优选地，所述破碎装置包括破碎箱体、安装在破碎箱体内的第一主动轴和第一从动轴、用于驱动第一主动轴旋转的第一电机，所述第一主动轴上安装有第一齿轮，所述第一从动轴上安装有与第一齿轮相啮合的第二齿轮，所述第一主动轴上安装有第一旋转刀组，所述第一从动轴上安装有与第一旋转刀组相配合的第二旋转刀组，所述破碎箱体上设有用于承接从第二输送装置末端输出的动力电池单体的进料板，所述破碎箱体的顶部形成有与进料板相交接的物料入口，所述破碎箱体的底部形成有朝向第一输送装置的物料出口。
优选地，所述第一旋转刀组包括多个第一旋转刀片，每相邻的两个第一旋转刀片之间安装有第一隔套；所述第二旋转刀组包括多个第二旋转刀片，每相邻的两个第二旋转刀片之间安装有第二隔套，所述第一隔套与第二旋转刀片呈一一对应设置，所述第一旋转刀片与第二隔套呈一一对应设置，所述第一旋转刀组和第二旋转刀组的两端均安装有限位螺母。
优选地，所述第一输送装置包括分别枢接在机架两端的第二主动轴和第二从动轴、用于驱动第二主动轴旋转的第二电机，所述第二主动轴上安装有主动轮，所述第二从动轴上安装有从动轮，所述主动轮和从动轮上套绕有第一输送带。
优选地，所述第二输送装置包括用于驱动第一枢轴旋转的第三电机、活动套装在第一枢轴上的安装板、枢接在安装板上的从动辊筒、套绕在第一枢轴和从动辊筒上的第二输送带，所述第一气缸的活塞杆与安装板相连接。
优选地，所述单体接收板上连接有拉动杆，所述拉动杆的另一端与第二气缸的活塞杆相连接。
优选地，所述机架的底部安装有多个支架，沿着机架的长度方向等距排布且其高度值沿着承载盘的输送方向逐渐减小；所述支架的底部安装有底脚。
本发明有益效果在于：
本发明通过第一输送装置可将承载有动力电池模组的承载盘进行输送，在承载盘被输送至分解装置位置后，通过分解装置可较好地拆解电池模组上的外框，被拆解后的动力电池模组继续向前输送，输送至靠近单体接收板的位置处后，通过第一气缸驱动第二输送装置绕着第一枢轴向下旋转，接着从吹气装置中喷出较高的气压，将外框吹向承载盘的边缘处，然后通过第二气缸驱动单体接收板绕着第二枢轴向下旋转，使得单体接收板的首端插入至电池单体的底部，在第一输送装置的向前运动下，使得电池单体运动至单体接收板上，接着通过第二气缸驱动单体接收板绕着第二枢轴向上旋转，使得电池单体掉落至第二输送装置上，进而将电池单体输送至第二输送装置上，接着通过第一气缸驱动第二输送装置绕着第一枢轴向上旋转，使得装载有电池外框的承载盘在第一输送装置的作用下，继续沿着原来的输送方向运动，而电池单体输送至第二输送装置的末端后，过渡至破碎装置内，在破碎装置的作用下，完成动力电池单体的破碎工作，且在分解装置的丝杠螺母副和第三气缸的作用下，可对外框进行上下和前后的四个方位进行分解，整个工作过程全自动化，可显著提高动力电池模组分离的工作效率和机械化程度，充分保证操作人员的安全性，较好地实现动力电池的无害化拆解；同时，破碎箱体的底部形成有朝向第一输送装置的物料出口，当动力电池单体在破碎箱内破碎完后，可从物料出口处向下排出，掉落至其正下方的承载盘上，最后从第一输送装置的末端向外界输送，作进一步的处理工作，可进一步提高本发明的工作效率。
附图说明
图1为本发明的主视图；
图2为本发明的俯视图；
图3为本发明去除破碎装置后的立体结构示意图；
图4为本发明的破碎装置的内部结构示意图；
图5为本发明的第一旋转刀片和第二旋转刀片的主视图；
图6为本发明的分解装置的结构示意图；
图7为本发明的第二气缸和单体接收板的结构示意图；
图8为本发明的动力电池模组的结构示意图。
其中，1、机架；2、第一输送装置；21、第二主动轴；22、主动轮；23、从动轮；24、第二从动轴；25、第一输送带；26、第二电机；3、第二输送装置；31、第一枢轴；32、第二输送带；33、第三电机；34、安装板；35、从动辊筒；36、第二枢轴；4、分解装置；41、第三气缸；42、滑动套；43、丝杠螺母副；44、铣刀组件；45、平行架；46、铣刀电机；47、丝杠电机；5、动力电池模组；51、外框；52、电池单体；6、破碎装置；61、进料板；62、破碎箱体；63、物料出口；64、第一电机；65、第一主动轴；651、第一齿轮；652、第一旋转刀片；653、第一隔套；66、第一从动轴；661、第二齿轮；662、第二旋转刀片；663、第二隔套；67、限位螺母；7、单体接收板；8、第二气缸；9、支架；10、底脚；11、夹具；12、承载盘；13、拉动杆；14、气管；15、第一气缸。
具体实施方式
下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述：
如图1-8所示，为本发明的一种改进型车用动力电池模组分离装置，用于拆解动力电池模组5上的外框51和破碎动力电池单体52，包括用于承载动力电池模组5的承载盘12、机架1、第一气缸15、第二气缸8、安装在机架1上并用于拆解动力电池模组5上的外框51的分解装置4、用于输送承载盘12的第一输送装置2、用于从第一输送装置2的承载盘12上承接动力电池单体52的第二输送装置3、用于破碎从第二输送装置3末端输出的动力电池单体52的破碎装置6，所述第二输送装置3通过第一枢轴31枢接在机架1上，所述第一气缸15用于驱动第二输送装置3绕着第一枢轴31旋转，所述第一枢轴31位于第一输送装置2的上方，所述第二输送装置3的单体接收端通过第二枢轴36枢接有单体接收板7，所述第二气缸8用于驱动单体接收板7绕着第二枢轴36旋转，所述单体接收板7上安装有用于将外框51吹至承载盘12边缘处的吹气装置；
所述分解装置4包括固定安装在机架1上的平行架45、活动套装在平行架45上的滑动套42、连接在滑动套42上的丝杠螺母副43、连接在丝杠螺母副43上的铣刀组件44、用于驱动丝杠螺母副43工作的丝杠电机47、用于驱动铣刀组件44工作的铣刀电机46，所述平行架45的一端还设有用于驱动丝杠螺母副43前后移动的第三气缸41，所述平行架45的下方还安装有用于夹紧动力电池模组5两侧的夹具11。夹具11可以是现有技术中的气缸夹具11，在需要拆解外框51时能较好地将动力电池模组5夹紧在平行架45的下方即可。
分解装置4的工作原理为：通过铣刀电机46可带动铣刀组件44的旋转工作；通过丝杠电机47可带动丝杠螺母副43的运动，进而驱动铣刀组件44的上下运动；通过第三气缸41，可驱动丝杠螺母副43的前后移动，进而带动铣刀组件44的前后移动，使得铣刀组件44可对外框51进行上下、前后四个方向的拆解，操作灵活度非常高。铣刀组件44只需对外框51的一侧拆解即可，另外一侧可自然脱落，且在吹气装置的作用下，可更好地完成脱落。
吹气装置可以是通过在单体接收板7上设置有多个气管14，气管14和外界的鼓风机相连通，通过吹气装置可较好地将已拆解的外框51吹向承载盘12的边缘，使得外框51和电池单体52彻底分开，可方便外框51和电池单体52可分别进行后续的处理工作。
本实施例通过第一输送装置2可将承载有动力电池模组5的承载盘12进行输送，在承载盘12被输送至分解装置4位置后，通过分解装置4可较好地拆解动力电池模组5上的外框51，被拆解后的动力电池模组5继续向前输送，输送至靠近单体接收板7的位置处后，通过第一气缸15驱动第二输送装置3绕着第一枢轴31向下旋转，接着从吹气装置中喷出较高的气压，将外框51吹向承载盘12的边缘处，然后通过第二气缸8驱动单体接收板7绕着第二枢轴36向下旋转，使得单体接收板7的首端插入至电池单体52的底部，在第一输送装置2的向前运动下，使得电池单体52运动至单体接收板7上，接着通过第二气缸8驱动单体接收板7绕着第二枢轴36向上旋转，使得电池单体52掉落至第二输送装置3上，进而将电池单体52输送至第二输送装置3上，接着通过第一气缸15驱动第二输送装置3绕着第一枢轴31向上旋转，使得装载有电池外框51的承载盘12在第一输送装置2的作用下，继续沿着原来的输送方向运动，而电池单体52输送至第二输送装置3的末端后，过渡至破碎装置6内，在破碎装置6的作用下，完成动力电池单体52的破碎工作。
优选地，所述破碎装置6包括破碎箱体62、安装在破碎箱体62内的第一主动轴65和第一从动轴66、用于驱动第一主动轴65旋转的第一电机64，所述第一主动轴65上安装有第一齿轮651，所述第一从动轴66上安装有与第一齿轮651相啮合的第二齿轮661，所述第一主动轴65上安装有第一旋转刀组，所述第一从动轴66上安装有与第一旋转刀组相配合的第二旋转刀组，所述破碎箱体62上设有用于承接从第二输送装置3末端输出的动力电池单体52的进料板61，所述破碎箱体62的顶部形成有与进料板61相交接的物料入口，所述破碎箱体62的底部形成有朝向第一输送装置2的物料出口63。
具体的，电池单体52从进料板61上滑落至物料入口后掉入至破碎箱体62内，然后启动第一电机64，带动第一主动轴65的旋转，进而带动第一旋转刀组的旋转，在相互啮合的第一齿轮651和第二齿轮661的作用下，使得第一从动轴66与第一主动轴65同步旋转，在第一旋转刀组和第二旋转刀组的配合作用下，可对电池单体52进行破碎，破碎后的电池单体52物料从物料出口63处向下排出，掉落在其正下方的承载盘12上。在实际使用时，可在物料出口63处设置一盖板，当承载盘12运动至物料出口63的正下方时，打开盖板，使得破碎后的物料准确的掉落至承载盘12内。
另外，第一电机64的数量可以是两个或者三个，使得本发明的破碎装置6可实现四轴或者六轴的同步破碎工作，可显著提高破碎装置6的破碎效率。这些轴可以是通过独立的电机来实现转动，也可以是通过同一个电机来进行联动。而且，可以是如图4所示的，每两个轴为一组的破碎方式，每组轴的旋转方向可以是相同，也可以是相反。
优选地，所述第一旋转刀组包括多个第一旋转刀片652，每相邻的两个第一旋转刀片652之间安装有第一隔套653；所述第二旋转刀组包括多个第二旋转刀片662，每相邻的两个第二旋转刀片662之间安装有第二隔套663，所述第一隔套653与第二旋转刀片662呈一一对应设置，所述第一旋转刀片652与第二隔套663呈一一对应设置，所述第一旋转刀组和第二旋转刀组的两端均安装有限位螺母67。限位螺母67可有效防止第一旋转刀组和第二旋转刀组的轴向滑动。
具体地破碎工作原理：第一旋转刀片652和第二旋转刀片662在高速旋转时，可对电池单体52进行高速剪切，同时第一旋转刀片652的刃口和第二隔套663，第二旋转刀片662的刃口和第一隔套653之间形成相互剪切、撕裂和挤压的作用，将电池单体52处理成块状或团状，从而达到破碎的目的。
优选地，所述第一输送装置2包括分别枢接在机架1两端的第二主动轴21和第二从动轴24、用于驱动第二主动轴21旋转的第二电机26，所述第二主动轴21上安装有主动轮22，所述第二从动轴24上安装有从动轮23，所述主动轮22和从动轮23上套绕有第一输送带25。通过第二电机26可带动第二主动轴21的旋转，进而带动第一输送带25的运动，可较好地方便承载盘12的输送工作。
优选地，所述第二输送装置3包括用于驱动第一枢轴31旋转的第三电机33、活动套装在第一枢轴31上的安装板34、枢接在安装板34上的从动辊筒35、套绕在第一枢轴31和从动辊筒35上的第二输送带32，所述第一气缸15的活塞杆与安装板34相连接。第三电机33可带动第一枢轴31的旋转工作，进而带动第二输送带32的运动。此时值得注意的是，第一枢轴31的旋转不会带动安装板34的旋转运动，安装板34绕着第一枢轴31的旋转运动是通过第一气缸15的伸缩运动来带动。
优选地，所述单体接收板7上连接有拉动杆13，所述拉动杆13的另一端与第二气缸8的活塞杆相连接。通过第一气缸15的伸缩运动可带动拉动杆13的运动，进而带动单体接收板7绕着第二枢轴36的转动，可灵活的调整单体接收板7与第二输送装置3之间的夹角。
优选地，所述机架1的底部安装有多个支架9，沿着机架1的长度方向等距排布且其高度值沿着承载盘12的输送方向逐渐减小，可方便承载盘12的运输工作；所述支架9的底部安装有底脚10，可方便本发明的支撑工作。
如图8所示，动力电池模组5是由多个电池单体52通过外框51组合形成，其体积非常大，对其整体破碎非常困难，且电池单体52和外框51的制作材料不一样，需要将外框51拆解后，分别进行后续处理。本发明是通过以下的工作方式来实现的：通过第一输送装置2可将承载有动力电池模组5的承载盘12进行输送，在承载盘12被输送至夹具11的位置后，通过夹具11将动力电池模组5固定在平行架45的下方，接着启动铣刀电机46，带动铣刀组件44的旋转工作，在需要调整铣刀组件44的高度时，只需启动丝杠电机47即可调整铣刀组件44的高度，在需要调整铣刀组件44的前后位置时，可通过启动第三气缸41实现，进而可较好地拆解动力电池模组5上的外框51。外框51拆解完毕后，松开夹具11，被拆解后的动力电池模组5继续向前输送，输送至靠近单体接收板7的位置处后，通过第一气缸15驱动第二输送装置3绕着第一枢轴31向下旋转，接着从吹气装置中喷出较高的气压，将外框51吹向承载盘12的边缘处，然后通过第二气缸8驱动单体接收板7绕着第二枢轴36向下旋转，使得单体接收板7的首端插入至电池单体52的底部，在第一输送装置2的向前运动下，使得电池单体52运动至单体接收板7上，接着通过第二气缸8驱动单体接收板7绕着第二枢轴36向上旋转，使得电池单体52掉落至第二输送装置3上，进而将电池单体52输送至第二输送装置3上，接着通过第一气缸15驱动第二输送装置3绕着第一枢轴31向上旋转，使得装载有电池外框51的承载盘12在第一输送装置2的作用下，继续沿着原来的输送方向运动，最后被输送至第一输送装置2的末端，进行下一步的处理，而电池单体52输送至第二输送装置3的末端后，过渡至进料板61上，接着滑落至破碎箱体62内，最后在第一旋转刀组和第二旋转刀组的作用下，完成动力电池单体52的破碎工作。电池单体52破碎后，从物料出口63处掉落至其正下方的承载盘12上，最后从第一输送装置2的末端向外界输送，作进一步的处理工作。
对于本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及变形，而所有的这些改变以及变形都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种改进型车用动力电池模组分离装置，用于拆解动力电池模组上的外框和破碎动力电池单体，其特征在于：包括机架、第一气缸、第二气缸、用于承载动力电池模组的承载盘、安装在机架上并用于拆解动力电池模组上的外框的分解装置、用于输送承载盘的第一输送装置、用于从第一输送装置的承载盘上承接动力电池单体的第二输送装置、用于破碎从第二输送装置末端输出的动力电池单体的破碎装置，所述第二输送装置通过第一枢轴枢接在机架上，所述第一气缸用于驱动第二输送装置绕着第一枢轴旋转，所述第一枢轴位于第一输送装置的上方，所述第二输送装置的单体接收端通过第二枢轴枢接有单体接收板，所述第二气缸用于驱动单体接收板绕着第二枢轴旋转，所述单体接收板上安装有用于将外框吹至承载盘边缘处的吹气装置；
所述分解装置包括固定安装在机架上的平行架、活动套装在平行架上的滑动套、连接在滑动套上的丝杠螺母副、连接在丝杠螺母副上的铣刀组件、用于驱动丝杠螺母副工作的丝杠电机、用于驱动铣刀组件工作的铣刀电机，所述平行架的一端还设有用于驱动丝杠螺母副前后移动的第三气缸，所述平行架的下方还安装有用于夹紧动力电池模组两侧的夹具。
2.如权利要求1所述的改进型车用动力电池模组分离装置，其特征在于：所述破碎装置包括破碎箱体、安装在破碎箱体内的第一主动轴和第一从动轴、用于驱动第一主动轴旋转的第一电机，所述第一主动轴上安装有第一齿轮，所述第一从动轴上安装有与第一齿轮相啮合的第二齿轮，所述第一主动轴上安装有第一旋转刀组，所述第一从动轴上安装有与第一旋转刀组相配合的第二旋转刀组，所述破碎箱体上设有用于承接从第二输送装置末端输出的动力电池单体的进料板，所述破碎箱体的顶部形成有与进料板相交接的物料入口，所述破碎箱体的底部形成有朝向第一输送装置的物料出口。
3.如权利要求2所述的改进型车用动力电池模组分离装置，其特征在于：所述第一旋转刀组包括多个第一旋转刀片，每相邻的两个第一旋转刀片之间安装有第一隔套；所述第二旋转刀组包括多个第二旋转刀片，每相邻的两个第二旋转刀片之间安装有第二隔套，所述第一隔套与第二旋转刀片呈一一对应设置，所述第一旋转刀片与第二隔套呈一一对应设置，所述第一旋转刀组和第二旋转刀组的两端均安装有限位螺母。
4.如权利要求1所述的改进型车用动力电池模组分离装置，其特征在于：所述第一输送装置包括分别枢接在机架两端的第二主动轴和第二从动轴、用于驱动第二主动轴旋转的第二电机，所述第二主动轴上安装有主动轮，所述第二从动轴上安装有从动轮，所述主动轮和从动轮上套绕有第一输送带。
5. 如权利要求1所述的改进型车用动力电池模组分离装置，其特征在于：所述第二输送装置包括用于驱动第一枢轴旋转的第三电机、活动套装在第一枢轴上的安装板、枢接在安装板上的从动辊筒、套绕在第一枢轴和从动辊筒上的第二输送带，所述第一气缸的活塞杆与安装板相连接。
6.如权利要求1所述的改进型车用动力电池模组分离装置，其特征在于：所述单体接收板上连接有拉动杆，所述拉动杆的另一端与第二气缸的活塞杆相连接。
7.如权利要求1-6任一项所述的改进型车用动力电池模组分离装置，其特征在于：所述机架的底部安装有多个支架，沿着机架的长度方向等距排布且其高度值沿着承载盘的输送方向逐渐减小；所述支架的底部安装有底脚。
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