CN113319776B - 拆解设备及电池模组拆解方法 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种拆解设备以及电池模组拆解方法,拆解设备应用于电池模组的拆解,拆解设备包括冷却介质注入装置以及拆解装置,冷却介质注入装置包括用于存储冷却介质的容器、注入泵以及第一连接管,注入泵用于将冷却介质注入散热通道内,以使胶体的温度降低至待拆解温度,拆解装置用于将电池本体与散热板分离。通过向散热板的散热通道内注入冷却介质,以制造低温环境,使得胶体表现出脆性,只需较小外力即可快速地将电池本体与散热板进行分离,避免强行拆解时导致电芯变形、损坏、漏液或短路爆喷等安全风险,同时,在拆解过程中,不会对电池本体以及散热板造成损伤,冷却介质可以快速地降低整个电池模组的温度,避免其出现高温过热失控的风险。
Description
技术领域
本申请涉及电池拆解技术领域,更具体地,涉及一种拆解设备及电池模组拆解方法。
背景技术
随着全球能源危机和环境污染问题的日益严重,电动汽车的发展尤为迅速。电动汽车以电力为动力源,通过电动机取代燃油发动机,不仅具有高效率、低噪声、减少废气排放等特点,而且可以大量节省燃油能源。随着电动汽车动力电池技术的日益成熟与发展,电动汽车必将成为未来汽车工业发展的主要趋势。
现有的电动汽车主要通过电池模组提供动力源,电动汽车用电池模组总成轻量化和高集成度结构的方案不断地增加,目前电池模组中较为典型结构主要有:动力电池模组或者电芯与水冷系统集成箱体通过导热结构胶整体装配的无模组设计、组合电池包以及电芯和底盘合体等产品结构。随着电池模组的集成度的进一步提高,电池模组中的电池组通常通过导热胶体与水冷板粘接,在电池模组或水冷板因故障需要拆解维修时,因导热胶体粘接于电池组与水冷板之间,导致电池组与水冷板无法进行拆解,若强行拆解,则容易导致电池组的电芯变形、损坏、漏液或短路爆喷等安全风险。
发明内容
本申请提出了一种拆解设备以及电池模组拆解方法。
第一方面,本申请实施例提供了一种拆解设备,应用于电池模组的拆解,电池模组包括电池本体以及散热板,电池本体与散热板之间通过胶体粘接,散热板设有散热通道,散热通道具有入口,拆解设备包括冷却介质注入装置以及拆解装置,冷却介质注入装置包括用于存储冷却介质的容器、注入泵以及用于与入口连通的第一连接管,注入泵用于将冷却介质注入散热通道内,以使胶体的温度降低至待拆解温度,拆解装置用于将电池本体与散热板分离。
第二方面,本申请实施例还提供了一种电池模组拆解方法,该方法适于应用于上述的拆解设备,拆解方法包括:提供待拆解电池模组,将电池模组的入口与第一连接管连通;通过拆解设备将冷却介质注入电池模组的散热通道,以对胶体进行冷冻;当所述胶体的温度小于待拆解温度时,拆解装置将电池本体与散热板分离。
本申请提供的拆解设备以及电池模组拆解方法,通过向散热板的散热通道内注入冷却介质,以制造低温环境,快速降温可以使过胶体中的粒子来不及排列成能量最低的晶体结构就互相卡住,凝固成无序的玻璃态,使得胶体表现出脆性,胶体基本失去了粘接性,只需较小外力即可快速地将电池本体与散热板进行分离,避免强行拆解时导致电芯变形、损坏、漏液或短路爆喷等安全风险,同时,在拆解过程中,不会对电池本体以及散热板造成损伤,利于维修;同时,冷却介质可以快速地降低整个电池本体的温度,避免电池模组在拆解过程中出现高温过热失控的风险。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案,下面将对实施例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申请的一些实施例,对于本领域技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1示出了本申请提供的一种电池模组的剖面示意图。
图2示出了本申请实施例提供的一种拆解设备的结构示意图。
图3示出了图2所示拆解设备中的冷却介质注入装置的结构示意图。
图4示出了本申请实施例提供的另一种拆解设备与如图1所示的电池模组在使用时的剖面示意图。
图5示出了图4所示拆解设备中的回收装置的结构示意图。
图6示出了图4所示拆解设备中的拆解装置在使用时的结构示意图。
图7示出了图6所示的拆解装置的局部结构示意图。
图8示出了本申请实施例提供的拆解设备中的剥离机构的立体结构示意图。
图9示出了本申请实施例提供的拆解方法的流程图。
具体实施方式
下面详细描述本申请的实施方式,所述实施方式的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的,仅用于解释本申请,而不能理解为对本申请的限制。
下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本申请的不同结构。为了简化本申请的公开,下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然,它们仅仅为示例,并且目的不在于限制本申请。此外,本申请可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母,这种重复是为了简化和清楚的目的,其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。
现有电动汽车主要通过电池模组提供动力源,电动汽车用电池模组总成轻量化和高集成度结构方案不断地增加。动力电池可以包括铅酸电池、镍氢电池、锂电池、氢燃料电池等电池。动力电池目前主要典型的结构,例如,电芯与水冷系统集成箱体通过导热结构胶整体装配的CTP(Cell to Pack,无模组设计)/CIP(Cell is Pack,组合电池包)/CTC(Cellto Chassis,电芯和底盘合体)等产品结构,其中CTP技术,即将电芯→模组→整包的制造过程简化为电芯→整包,去除模组这个中间状态,也即将电池内部的电芯直接集成到电池包上,CTP技术能够省掉或者减少组装模组的端板、侧板以及用于固定模组的螺钉等紧固件,能提高体积利用率,由于零部件的减少,带来重量的减少,因此电池模组的质量能量密度也能够提高,整车续航里程也能提高,CTP电池产品结构中通常使用钢带或塑钢带打包模组,模组底部使用导热结构胶将其粘接至自带水冷板的箱体内,形成组合电池包。
如图1所示,本申请提供一种电池模组200,电池模组200包括电池本体210以及散热板220,电池本体210与散热板220之间通过胶体240粘接。电池本体210可以包括电池包211以及打包件212,电池包211可以包括多个电池单体,每个电池单体都具有电芯,多个电池单体可以通过打包件212组成电池包211,具体地,打包件212可以围设在电池包211的外周,以对电池包211进行稳固。电池模组200还包括底壳230,底壳230设有安装腔233,电池本体210可以安装于安装腔233内,以对电池本体210进行保护。具体地,底壳230可以包括底板231以及框体232,框体232可以围设于底板231并与底板231共同围成安装腔233。电池模组200在正常工作时,散热板220用于对电池本体210进行散热,散热板220可以为水冷板,散热板220固定在底壳230上,散热板220设有散热通道221,散热通道221具有入口222以及出口223,散热板220设置于电池本体210与底板231之间。在电池模组200组装完成后,胶体240在正常状态下为凝固态,胶体240能够稳固地粘接于电池本体210与散热板220之间。
此外,在一些实施方式中,底壳230可以省略底板231,散热板220可以直接连接于框体232,以作为底壳230的底部,这样可以降低电池模组200的厚度,便于组装和加工,电池包211与散热板220之间通过胶体240粘接。
上述的胶体240可以为环氧胶、聚氨酯型粘合剂、高温胶等,其中,环氧胶具有耐化学性、耐候性以及良好的导热性;聚氨酯型粘合剂具有良好的粘结性能、柔韧性和耐用性;高温胶是一种利用无机纳米材料经缩聚反应制成的耐高温无机纳米复合粘结剂,不仅粘结力强且对金属基体无腐蚀性,而且可以在高温下保持良好的粘接性能和抗腐蚀性,使用寿命长。通常不同类型的胶体240通常具有不同的玻璃化转变温度,其中,玻璃化转变温度(Glass transition temperature)是指固化物从玻璃形态向无定形或高弹态或流态转变(或相反的转变)的较窄温度范围的近似中点,通常以Tg表示。经过发明人付出创造性劳动后,在拆解电池模组200时,通过向散热板220的散热通道221内快速地注入冷却介质,以制造低温环境,快速降温可以使过冷却后的胶体内的粒子来不及排列成能量最低的晶体结构就互相卡住,凝固成无序的玻璃态,使得胶体240表现出脆性,此时,胶体240的粘接性较弱,甚至胶体240基本失去了粘接性,只需施加较小的作用力即可以剥离破坏脆性的胶体240,从而可快速地将电池本体210与散热板220剥离,这样不仅能够避免强行拆解时导致电芯变形、损坏、漏液或短路爆喷等安全风险,而且在拆解过程中,不会对电池本体210以及散热板220造成损伤,有利于维修;同时,冷却介质可以快速地降低整个电池模组200的温度,避免电池模组200在拆解过程中,出现高温过热失控的风险。
请参阅图1和图2,本申请实施例提供一种拆解设备300,可应用于上述的电池模组200的拆解,拆解设备300包括冷却介质注入装置310以及拆解装置320,冷却介质注入装置310用于向散热通道221内注入冷却介质,拆解装置320用于将电池本体210与散热板220分离。
冷却介质注入装置310包括用于存储冷却介质的容器311、注入泵312以及用于与入口222连通的第一连接管313,注入泵312连接容器311以及第一连接管313,注入泵312用于将冷却介质注入散热通道221内,以使胶体240的温度降低至待拆解温度。胶体240的玻璃化转变温度通常在0℃或者0℃以下时,示例性地,胶体240的玻璃化转变温度可以为-10℃、-20℃、-30℃、-40℃、-50℃、-60℃或者-60℃以下。待拆解温度低于胶体240的玻璃化转变温度,当胶体240的温度降低至待拆解温度以下时,胶体240呈玻璃态。
冷却介质可以是液相和/或气相的冷却介质,其温度低于胶体240的玻璃化转变温度,例如,可以是液氮、液氦、液氩等。示例性地,冷却介质可以是液氮,通常氮气在正常大气压下温度低于零下196℃会变成液氮,氮气的临界温度是零下147℃,在将氮气降低至临界温度或者临界温度以下时,并施加一定的压力,也可以使得氮气在高于零下196℃的温度时变成液氮。通过将零下196℃左右的液氮注入散热通道221内,可以对电池模组200的胶体240进行极速降温,胶体240在较短时间内快速地转换为玻璃态,由于液氮具有较低的温度,因此,液氮基本可以实现不同类型胶体240的玻璃态转变。
在本实施例中,存储冷却介质的容器311可以是杜瓦瓶,杜瓦瓶用于储备低温液体,由于杜瓦瓶的特性(杜瓦瓶的真空夹层能够防止对流和传导散热,两层胆壁上的阻热层可以防止辐射散热),使得盛在杜瓦瓶内的冷却介质的温度不易发生变化,有效地保证冷却介质处于低温环境中。容器311设置有进出液阀3111、压力计3112以及安全阀3113,进出液阀3111可以连通容器311和冷却介质源,进出液阀3111在开启时,用于供冷却介质源进入容器311内;安全阀3113与容器311连通,安全阀3113可以对容器311内的压力进行自动卸压,其起跳压力可略大于最大工作压力,当容器311的压力大于起跳压力时,安全阀3113可以自动卸压,压力计3112与安全阀3113连接,以用于指示容器311内的压力。
请参阅图2,在本实施例中,冷却介质注入装置310包括开关阀313以及流量调节阀314,开关阀313连接于注入泵312以及容器311,以用于选择性地打开或关闭容器311,流量调节阀314连接于注入泵312或第一连接管313。注入泵312可以通过流量调节阀314与第一连接管313连接,流量调节阀314可以用于调节冷却介质的流量,以改变冷却介质进入散热通道221的流量,其中,流量调节阀314可以是手动式调节阀或者电动式调节阀(例如,电磁式阀体)。注入泵312可以是手动或者电动注液泵,例如,注入泵312可以为电动注液泵,通过调节电动注液泵工作时功率的大小可以改变冷却介质的流速。
在一些实施方式中,如图2和图3所示,第一连接管313可以为三通管,也即第一连接管313具有三个连通口,其中入口222可以通过第一连接管313与不同的阀体、泵体等进行连接,具体地,第一连接管313设有第一连通口3131、第二连通口3132以及第三连通口3133,第一连通口3131用于与入口222连通,第二连通口3132与注入泵312连通。冷却介质注入装置310还包括进气阀315,进气阀315与第三连通口3133连通,进气阀315可以选择性地将第三连通口3133与外界连通或者隔绝,以及控制气体的进入量。进气阀315可以为蝶式进气控制阀、活塞式进气阀等,其可以为自动或手动式。当散热通道221内的冷却介质需要排出时,可以将进气阀315打开,使得散热通道221与外界连通,保证散热通道221内的气压平衡,便于冷却介质快速地排出。
在一些实施方式中,如图4所示,拆解设备300还可以包括回收装置330,回收装置330用于回收散热通道221内的冷却介质,实现冷却介质的重复回收和利用。具体地,回收装置330可以包括回收罐331、回收泵332以及用于与出口223连通的第二连接管333,回收泵332用于将散热通道221内的冷却介质回收至回收罐331内。回收泵332可以为吸液泵,回收罐331可以为杜瓦瓶或者常压罐,回收泵332通过第二连接管333与散热通道221的出口223连通,回收泵332在开启时,其对散热通道221内的冷却介质产生抽吸力,使得冷却介质快速地被回收至回收罐331内。
在回收泵332对散热通道221内的冷却介质回收时,注入泵312处于关闭状态,以阻断容器311内的冷却介质继续进入散热通道221;进气阀315处于开启状态,以使第三连通口3133与外界连通,保证散热通道221内的气压平衡,便于回收泵332快速地对冷却介质进行回收,避免散热通道221内形成负压而造成回收装置330内的冷却介质回流。
在一些实施方式中,如图4和图5所示,第二连接管333可以为三通管,也即第二连接管333具有三个连通口,其中,出口223可以通过第二连接管333与不同的阀体、泵体等进行连接,具体地,第二连接管333设有第一连接口3331、第二连接口3332以及第三连接口3333,第一连接口3331用于与出口223连通,第二连接口3332与回收泵332连通。回收装置330还包括排气阀335,排气阀335与第三连接口3333连通,排气阀335可以选择性地将第三连接口3333与外界连通或者隔绝,以及控制气体的排出量,排气阀335可以为浮筒式和浮球式排气阀,其可以为自动或手动式阀体。在将冷却介质注入散热通道221的过程中,排气阀335处于开启状态,散热通道221内的空气可以经由排气阀335排出,避免散热通道221内的空气形成压强而造成冷却介质无法排入,冷却介质能够快速地进入散热通道221内,以在短时间内对胶体240进行快速地冷却,胶体240经过快速冷却后转换为玻璃态。
在注入泵312向散热通道221注入冷却介质时,回收泵332处于关闭状态,以避免冷却介质从出口223被排出;排气阀335处于开启状态,以使第三连接口3333与外界连通,使得散热通道221内的空气可以被进入的冷却介质挤出,避免散热通道221内的空气形成压强而阻碍冷却介质的排入。
在一些实施方式中,回收装置330包括用于介质冷却的回流管336以及泄压阀337,泄压阀337通过回流管336与回收罐331连通。回流管336可以为翼型管,回流管336可以包括多段并排间隔的冷却管,相邻两段冷却管之间相互连通,这样可以增长回流管336的冷却管路,增强其对冷却介质的冷却效果,以保证冷却介质能够被充分冷却后回流,经过回流管336的冷却后气相的冷却介质转换为液相,并回流至回收罐331内,从而实现冷却介质的充分回收,减少或者避免浪费。泄压阀337可以为弹簧式和杠杆式泄压阀,其可以为自动或手动式。泄压阀337的主要作用是在回收罐331内的工作压力达到安全压力上限时能够自动开启或者闭合,降低回收罐331内的工作压力,从而保证整个回收装置330的安全。
在一些实施方式中,回收装置330还可以包括后抽阀338,回收泵332通过后抽阀338与第二连接管333连接,后抽阀338可以选择性地接通或者阻断回收泵332与第二连接管333。在注入泵312向散热通道221注入冷却介质时,回收泵332以及后抽阀338均可以处于关闭状态,以防止注入散热通道221内的冷却介质被排出。
上述的阀体与阀体之间,以及阀体与连接管之间可以通过低温套管进行连接,低温套管可以是由具有保温隔热功能材料制成,或者是外周套设有保温隔热功能材料的管体,由于液氮的温度极低,通过采用低温套管,可以避免人体与液氮直接接触而被冻伤,同时低温套管能能够将冷却介质与外界隔热,液氮等冷却介质在通过较长管路后仍能保持低温,此外,第一连接管313、第二连接管333也可以为低温套管。
拆解装置320可以为自动或者手动式拆解装置,其用于在电池模组200的胶体240到达拆解温度后,将电池模组200的电池本体210和散热板220分离。请参阅图6和图7,在本实施例中,拆解装置320包括限位座3217、驱动机构321以及勾持部322,限位座3217适于限定散热板220的位置,驱动机构321连接于限位座3217,并用于驱使勾持部322带动电池本体210脱离散热板220。限位座3217上可以设置有限位槽、限位卡扣等限位结构,以限定散热板220的位置。
勾持部322在带动电池本体210脱离散热板220时,散热板220能够被限位座3217限制在特定的位置,防止散热板220跟随着电池本体210一起运动,以使电池本体210与散热板220完全分离。此外,在拆解电池模组200时,限位座3217可以支撑在底壳230上,以对底壳230进行抵压,由于散热板220固定在底壳230上,勾持部322在带动电池本体210脱离散热板220时,散热板220能够相对于底壳230保持固定,使得电池本体210能够与散热板220完全分离。限位座3217可以为橡胶胶垫,避免其支撑于底壳230时对造成底壳230损坏。
驱动机构321可以为丝杆机构、吊机等结构,驱动机构321可以驱使勾持部322带着电池本体210朝向远离散热板220的方向移动,以使电池本体210与散热板220分离,从而实现电池模组200的拆解。勾持部322包括相连接的连接端3221和勾持端3222,连接端3221连接于驱动机构321,勾持端3222可以相对连接端3221弯折90°或者90°以上以形成倒钩结构。在拆解时,勾持端3222可以勾持住电池模组200的打包件212,通过向电池模组200的打包件212反复地施加拉力,以反复地撬动剥离破坏脆性的胶体240,从而完成电池模组200的拆解。
在一些实施方式中,驱动机构321可以为丝杆机构,丝杆机构可以将自身的旋转运动转换为勾持部322的直线运动,具体地,驱动机构321可以包括丝杆3211、移动件3212以及撬杆3213,移动件3212套设于丝杆3211,并与丝杆3211螺纹连接,移动件3212在丝杆3211的驱使下可大致沿丝杆3211的轴向移动,撬杆3213连接于移动件3212,勾持部322连接于撬杆3213,勾持部322可以直接连接于撬杆3213,或者通过中间部件与撬杆3213连接。丝杆3211为直杆状结构,丝杆3211可以大致沿竖向设置,其外周设有外螺纹,移动件3212为中空的筒状结构,移动件3212的内周设有与外螺纹相配合的内螺纹。撬杆3213大致为直线杆状结构,撬杆3213连接于移动件3212外,并可以大致沿移动件3212的径向设置,勾持部322连接于撬杆3213邻近移动件3212的一端。可以通过人工或者驱动结构(例如,电机)驱使丝杆3211相对于移动件3212正向或者反向转动时,移动件3212与丝杆3211相对转动,移动件3212可以大致沿丝杆3211的轴向选择性地带动勾持部322朝向远离散热板220的方向上升,或者朝向靠近散热板220的方向下降,当驱动机构321驱使撬杆3213上升时,撬杆3213的两端可以分别通过勾持部322以及吊孔向电池本体210施加拉力,从而保证整个电池本体210与散热板220分离。
在一些实施方式中,勾持部322可以通过中间部件与撬杆3213连接,具体地,驱动机构321可以包括连接把手3215,连接把手3215可以为杆状结构,其可以相对于撬杆3213倾斜设置,连接把手3215的一端连接于勾持部322,另一端与撬杆3213连接,连接把手3215可以与勾持部322铰接,连接把手3215可以相对于勾持部322转动至不同的角度,以调节连接把手3215相对于撬杆3213的倾斜角度,从而调节连接把手3215连接于撬杆3213的一端距离移动件3212的距离以改变力矩的大小。
在一些实施方式中,驱动机构321包括转动连接件3216,转动连接件3216可以是旋转球头,丝杆3211通过转动连接件3216铰接于限位座3217。转动连接件3216可以球接于限位座3217,丝杆3211的一端可以固定连接于转动连接件3216,丝杆3211基于转动连接件3216的转动可以相对于限位座3217转动,丝杆3211可以围绕转动连接件3216的多个直径中的一者进行转动,例如,丝杆3211可以围绕转动连接件3216沿竖向的直径转动,或者围绕平行于水平面的直径进行转动,例如,丝杆3211可以围绕平行于水平面的直径进行转动至不同的角度,以调节丝杆3211相对于水平面的垂直度,这样可以将丝杆3211调节至其与地面垂直的位置,保证移动件3212能够带着勾持部322向电池本体210施加较大作用的竖向拉力,此外,转动连接件3216可以作为转动支点,丝杆3211围绕平行于水平面的直径进行转动,以带动撬杆3213远离移动件3212的端部上升,从而撬动电池本体210;当丝杆3211大致围绕转动连接件3216沿竖直的直径正向转动时,移动件3212可以带着撬杆3213上升,以撬动电池本体210与散热板222分离。
在一些实施方式中,驱动机构321还可以包括调节盘3218,调节盘3218可以大致为圆盘结构,调节盘3218与丝杆3211远离限位座3217的一端连接,丝杆3211可以连接于调节盘3218的中心部位。作业人员可以通过转动调节盘3218来驱使丝杆3211转动。此外,调节盘3218也可以省略,驱动机构321可以包括驱动部(图未示),驱动部可以为电机、气缸等,驱动部可以通过齿轮组件、轴承等传动结构与丝杆3211传动配合,通过驱动部驱动丝杆3211正向和反向转动,以反复撬动剥离破坏脆性的胶体240,从而实现电池模组200的拆解。
在一些实施方式中,撬杆3213的一端可以铰接于驱动机构321,撬杆3213远离驱动机构321的另一端设置有用于吊装电池本体210的吊装部3214,以在转动过程中带动电池本体210与散热板220分离。其中,吊装部3214可以为吊孔或者吊钩,吊装部3214可以通过吊绳或者直接对电池本体210进行吊装。作为一种示例,吊装部3214为吊孔,吊孔通过吊绳连接于电池本体210,撬杆3213的一端可以铰接于移动件3212,并可以相对于移动件3212转动,撬杆3213在转动时,吊孔朝向远离散热板220的方向上升,以带动电池本体210与散热板220分离。
上述的拆解装置320的数量可以为1个、2个或者2个以上,作为一种示例,拆解装置320的数量可以为两个,两个拆解装置320相对设置,并可以分别设置于电池本体210的两侧,两个拆解装置320中的限位座3217分别支撑于底壳230的不同框体232上,两个拆解装置320中的勾持部322分别勾持在电池本体210的两端,两个拆解装置320的吊装部3214可以相对设置,并均可以对应于电池本体210的中间位置,吊装部3214为吊孔时,两个拆解装置320的吊孔可以通过吊绳与电池本体210连接。当两个拆解装置320中的撬杆3213转动时,两个拆解装置320中的勾持部322同时向电池本体210的两端施加向上的拉力时,同时,两个拆解装置320的吊孔可以向电池本体210的中间位置施加向上的拉力,进而撬动整个电池本体210,快速地将整个电池本体210从散热板220剥离。
在一些实施方式中,如图8所示,拆解装置320还可以包括剥离机构323,剥离机构323相对于散热板220可活动地设置,并对应于电池本体210与散热板220之间的间隙,以插入间隙将电池本体210与散热板220分离,其可以快速地剥离破坏脆性的胶体240。作为一种示例,剥离机构323可以包括楔形块3231以及施力部3232,楔形块3231连接于施力部3232,楔形块3231的厚度由连接于施力部3232的一端朝向远离施力部3232的另一端逐渐减小,这样楔形块3231具有厚度较薄的尖端,便于楔形块3231快速地插入电池本体210与散热板220之间的间隙,随着楔形块3231不断地插入,由于楔形块3231的厚度不断地增加,电池本体210与散热板220之间的胶体240受到的剥离力也就越大,从而使得电池本体210逐渐与散热板220分离。
作为一种示例,楔形块3231的纵截面可以大致为直角三角形,楔形块3231的一直角边连接于施力部3232,施力部3232可以与驱动气缸连接,驱动气缸可以驱使楔形块3231大致沿平行于电池本体210与散热板220之间的结合面运动,驱动气缸可以驱使楔形块3231从电池本体210与散热板220的结合处插入电池本体210与散热板220之间,以剥离破坏电池本体210与散热板220之间脆性的胶体240。
通过拆解设备向散热板的散热通道内注入冷却介质,以制造低温环境,快速降温可以使过胶体中的粒子来不及排列成能量最低的晶体结构就互相卡住,凝固成无序的玻璃态,使得胶体表现出脆性,胶体基本失去了粘接性,只需较小外力即可快速地将电池本体与散热板进行分离,避免强行拆解时导致电芯变形、损坏、漏液或短路爆喷等安全风险,同时,在拆解过程中,不会对电池本体以及散热板造成损伤,利于维修;同时,冷却介质可以快速地降低整个电池模组的温度,避免电池模组在拆解过程中,出现高温过热失控的风险。进一步地,拆解设备的回收装置对散热通道内的冷却介质进行回收,实现冷却介质的重复利用,减少或者避免浪费。
请参阅图9,在本实施例中,本申请实施例还提供一种电池模组拆解方法,方法适于应用于上述的拆解设备300,拆解方法包括以下步骤:
步骤S110:提供待拆解电池模组,将电池模组的入口与第一连接管连通。
提供的待拆解电池模组可以是如图1所示的结构,如图2所示的第一连接管313可以通过螺纹连接、插接、卡接等方式与入口222可拆卸连接,或者也可以通过连接套管等中间部件与入口222连接。
步骤S120:通过拆解设备将冷却介质注入电池模组的散热通道,以对胶体进行冷冻。
根据待拆解电池模组的胶体的玻璃化温度,可以向电池模组的散热通道内注入对应温度的冷却介质,以将电池模组的胶体极速地冷却至玻璃化温度以下,其中冷却的时间可以为2min、4min、8min、16min或者16min以上,或者也可以是0~2min之间,例如,10s、20s、30s、60s,冷却介质注入的速率可以为2m/s、4m/s、8m/s、16m/s、32m/s或者32m/s以上,具体可以根据实际需求任意调整。向电池模组的散热通道内注入的冷却介质可以是液氮、液氦、液氩等,例如,可以注入零下196℃的液氮,零下196℃的液氮基本可以将所有类型的胶体快速地冷却至玻璃化温度以下,实现胶体玻璃化的快速转变。
作为一种示例,提供如图4所示的拆解设备300,在将冷却介质注入散热通道221时,可以关闭回收泵332,以避免冷却介质从出口223被排出;开启排气阀335,以使第三连接口3333与外界连通,使得散热通道221内的空气可以被进入的冷却介质挤出,避免散热通道221内的空气形成压强而阻碍冷却介质的排入。
步骤S130:当胶体的温度小于待拆解温度时,拆解装置将电池本体与散热板分离。
可以采用温度检测装置对胶体的温度进行测量,例如,可以采用多个温度检测装置检测胶体的多个位置点的温度,计算多个位置点的平均温度,待平均温度小于待拆解温度时,采用拆解装置通过手动或者自动的方式对电池模组进行拆解。此外,也可以对胶体的某个区域或者位置点进行测量。
作为一种示例,提供如图6所示的拆解装置320,通过将拆解装置320的限位座3217支撑于电池模组的底壳上,将拆解装置320中的勾持部322勾持住电池模组的端板,通过向电池模组反复地施加向上的拉力,以反复地撬动剥离破坏脆性的胶体,从而实现电池本体与散热板的分离。此外,还可以同时采用如图8所示的剥离机构323,随着剥离机构323插入电池本体210与散热板220之间的厚度不断地增加,电池本体210与散热板220之间的胶体240受到的剥离力越大,从而使得电池本体与散热板快速地分离。
步骤S140:待电池模组拆解完后,通过拆解设备对散热通道内的冷却介质进行回收。
在回收泵332对散热通道221内的冷却介质回收时,关闭注入泵312,以阻断容器311内的冷却介质进入散热通道221内;开启进气阀315以及回收泵332,通过开启进气阀315可以使第三连通口3133与外界连通,保证散热通道221内的气压平衡,便于回收泵332快速地对散热通道221内的冷却介质进行回收,避免散热通道221内形成负压而造成回收装置330内的冷却介质回流。
本申请实施例提供的拆解方法,通过向散热板的散热通道内注入冷却介质,以制造低温环境,快速降温可以使过胶体中的粒子来不及排列成能量最低的晶体结构就互相卡住,凝固成无序的玻璃态,使得胶体表现出脆性,胶体基本失去了粘接性,只需较小外力即可快速地将电池本体与散热板进行分离,避免强行拆解时导致电芯变形、损坏、漏液或短路爆喷等安全风险,同时,在拆解过程中,不会对电池本体以及散热板造成损伤,利于维修;同时,冷却介质可以快速地降低整个电池模组的温度,避免电池模组在拆解过程中,出现高温过热失控的风险。
在本说明书的描述中,参考术语“一个实施方式”、“某些实施方式”、“示意性实施方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合所述实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施方式或示例中。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方式或示例。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方式或示例中以合适的方式结合。
在本申请的描述中,需要理解的是,术语“长度”、“上方”、“前”、“顶”、“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申请和简化描述,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申请的限制。此外,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所述特征。在本申请的描述中,“多个”的含义是两个或两个以上,除非另有明确具体的限定。
在本申请的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“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,也可以是电连接或可以相互通讯;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或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
在本申请中,除非另有明确的规定和限定,第一特征在第二特征之“上”可以包括第一和第二特征直接接触,也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且,第一特征在第二特征“上方”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。
尽管已经示出和描述了本申请的实施方式,本领域的普通技术人员可以理解:在不脱离本申请的原理和宗旨的情况下可以对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型,本申请的范围由权利要求及其等同物限定。
Claims (9)
1.一种拆解设备,其特征在于,应用于电池模组的拆解,所述电池模组包括电池本体以及散热板,所述电池本体与所述散热板之间通过胶体粘接,所述散热板设有散热通道,所述散热通道具有入口,所述拆解设备包括:
冷却介质注入装置,包括用于存储冷却介质的容器、注入泵以及用于与所述入口连通的第一连接管,所述注入泵连接所述容器以及所述第一连接管,所述注入泵用于将冷却介质注入所述散热通道内,以使所述胶体的温度降低至待拆解温度;以及
拆解装置,所述拆解装置包括限位座、驱动机构以及勾持部,所述勾持部设置于所述驱动机构,所述勾持部用于勾持所述电池本体;所述限位座适于限定所述散热板的位置,所述驱动机构连接于所述限位座,并用于驱使所述勾持部带动所述电池本体脱离所述散热板。
2.根据权利要求1所述的拆解设备,其特征在于,所述散热通道还具有出口,所述拆解设备还包括回收装置,所述回收装置包括回收泵、回收罐以及用于与所述出口连通的第二连接管,所述回收泵用于将所述散热通道内的冷却介质回收至所述回收罐内。
3.根据权利要求2所述的拆解设备,其特征在于,所述第二连接管设有第一连接口、第二连接口以及第三连接口,所述第一连接口用于与所述出口连通,所述回收泵与所述第二连接口连通,所述回收装置还包括排气阀,所述排气阀与所述第三连接口连通,其中,在所述注入泵向所述散热通道注入冷却介质时,所述回收泵处于关闭状态,所述排气阀处于开启状态,以使所述第三连接口与外界连通。
4.根据权利要求3所述的拆解设备,其特征在于,所述第一连接管设有第一连通口、第二连通口以及第三连通口,所述第一连通口用于与所述入口连通,所述注入泵与所述第二连通口连通,所述冷却介质注入装置还包括进气阀,所述进气阀与所述第三连通口连通,在所述回收泵对所述散热通道内的冷却介质回收时,所述注入泵处于关闭状态,所述进气阀处于开启状态,以使所述第三连通口与外界连通。
5.根据权利要求2所述的拆解设备,其特征在于,所述回收装置包括回流管以及泄压阀,所述泄压阀通过所述回流管与所述回收罐连通。
6.根据权利要求1所述的拆解设备,其特征在于,所述驱动机构包括丝杆、移动件以及撬杆,所述移动件与所述丝杆螺纹连接,所述拆解装置还包括转动连接件,所述丝杆通过所述转动连接件铰接于所述限位座,所述移动件在所述丝杆的驱使下可沿所述丝杆的轴向移动,所述撬杆连接于所述移动件,所述勾持部连接于所述撬杆。
7.根据权利要求1~5中任一项所述的拆解设备,其特征在于,所述拆解装置包括所述拆解装置为两个,两个所述拆解装置相对设置,所述拆解装置还包括撬杆,所述撬杆的一端铰接于所述驱动机构,所述撬杆远离所述驱动机构的另一端设置有用于吊装所述电池本体的吊装部,以在转动过程中带动所述电池本体与所述散热板分离,两个所述拆解装置的吊装部相对设置。
8.根据权利要求1~5中任一项所述的拆解设备,其特征在于,所述拆解装置还包括剥离机构,所述剥离机构相对于所述散热板可活动地设置,并对应于所述电池本体与所述散热板之间的间隙,以用于插入所述间隙将所述电池本体与所述散热板分离。
9.一种电池模组拆解方法,其特征在于,所述方法适于应用于如权利要求1~8中任一项所述的拆解设备,所述拆解方法包括:
提供待拆解电池模组,将所述电池模组的入口与所述第一连接管连通;
通过所述拆解设备将冷却介质注入所述电池模组的散热通道,以对所述胶体进行冷冻;以及
当所述胶体的温度小于所述待拆解温度时,所述拆解装置将所述电池本体与所述散热板分离。
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