CN203134933U

CN203134933U - 一种新型电动车用动力电池模组分离设备

Info

Publication number: CN203134933U
Application number: CN2013201052803U
Authority: CN
Inventors: 罗峰; 李长东; 余海军
Original assignee: FOSHAN BRUNP RECYCLING TECHNOLOGY Co Ltd; Hunan Brunp Recycling Technology Co Ltd
Current assignee: Guangdong Bangpu Cycle Technology Co ltd; Hunan Brunp Recycling Technology Co Ltd; Guangdong Brunp Recycling Technology Co Ltd
Priority date: 2013-03-08
Filing date: 2013-03-08
Publication date: 2013-08-14
Anticipated expiration: 2023-03-08

Abstract

本实用新型公开了一种新型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室、单体拆解室以及位于它们下方的下腔室，有轨道依次经过外框拆解室和单体拆解室，所述轨道上设有用于运送电池模组的自动履带轮推车；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；特别是单体拆解室内所采用的旋转台可带动电池单体在水平面上360°任意角度旋转后并定位，并结合单体拆解装置对电池单体进行全方位的精准距离、深度和速度的拆解，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。

Description

一种新型电动车用动力电池模组分离设备

技术领域

本实用新型属于车用动力电池回收处理领域，特别涉及一种新型电动车用动力电池模组分离设备。

背景技术

随着资源的日益短缺和环境的不断恶化，电动汽车将成为未来世界汽车产业发展的重要方向，也是我国汽车工业升级转型的重要手段，近年来国家投入大量的人力和财力进行电动汽车的研发及产业化工作。2001年，我国就确立了“十五”国家高新技术研究发展计划（863计划）电动汽车重大专项项目，提出“三横三纵”的开发布局。2012年7月，国务院发布的《节能与新能源汽车产业发展规划（2012-2020）》更是明确提出，到2015年，纯电动汽车和插电式混合动力汽车累计产销量超过50万辆；到2020年，纯电动汽车和插电式混合动力汽车生产能力达200万辆、累计产销量超过500万辆。

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，电动汽车动力电池的产量将大幅提高。随之而来的问题是废旧动力电池该如何回收和处理。电动汽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，不仅造成资源的浪费，对环境的污染也尤为严重。因此，如何治理“车用动力电池污染”，减少资源浪费、提高经济效益，最大程度地避免环境污染，实现废旧车用动力电池资源循环化利用，已成为人们关注的焦点。

目前，现有的车用电池回收一般采用人工拆解处理方式，如锤击式破碎，手工敲打电池壳。然而，车用动力电池因需要满足汽车使用，其体积、电压和电量都非常大，而且车用动力电池一般是由十几个电池单体串联叠置而成。就一个电池单体而言，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, 因而车用动力电池组和单体的拆解都存在很大的危险性，例如容易起火或爆炸。车用动力电池的结构也比较复杂，除了电池单体以外，还有像铁片、铜片、电线、线路板、塑料和橡胶等材料。因而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。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本实用新型提供一种可减轻劳动强度，自动化程度高，对电池单体进行多方位旋转拆解，并能精确控制拆解距离、深度和速度，实现动力电池组无损化、免放电防爆防燃、安全环保的新型电动车用动力电池模组分离设备。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种新型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室、单体拆解室以及位于它们下方的下腔室，有轨道依次经过外框拆解室和单体拆解室，所述轨道上设有用于运送电池模组的自动履带轮推车；所述外框拆解室左、右两面分别设置有供轨道经过的进料门Ⅰ和出料门Ⅰ，在外框拆解室内设有支撑轨道的工作台Ⅰ，位于工作台Ⅰ上设有对电池模组定位的夹具装置Ⅰ，在工作台Ⅰ的上方还设有固定于外框拆解室内的平行架Ⅰ，所述平行架Ⅰ上活动安装有外框拆解装置，在工作台Ⅰ上开有与下腔室相通的外框下料口；所述单体拆解室通过出料门Ⅰ与外框拆解室相通，在单体拆解室右侧设有出料门Ⅱ，所述轨道从出料门Ⅰ伸入至单体拆解室中，在单体拆解室内设有支撑轨道的工作台Ⅱ，位于工作台Ⅱ上设有旋转台，在旋转台上方设有夹具装置Ⅱ，所述单体拆解室内还设有机械手装置和平行架Ⅱ，所述平行架Ⅱ上活动安装有单体拆解装置，在工作台Ⅱ上开有与下腔室相通的出料口。

在本实用新型中，所述外框拆解装置包括活动套装在平行架Ⅰ上的滑动套Ⅰ，在滑动套Ⅰ上下端面固定有上、下滑板，在下滑板下端固定有锯片组件，在上滑板上端固定有控制锯片组件工作的锯片电机；所述平行架Ⅰ一端还设有控制上、下滑板活动的驱动气缸Ⅰ。

在本实用新型中，所述单体拆解装置包括活动套装在平行架Ⅱ上的滑动套Ⅱ，在滑动套Ⅱ上连接有丝杠螺母副，有铣刀机构与丝杠螺母副相连，所述丝杠螺母副与铣刀机构分别由丝杠电机和铣刀电机驱动，所述平行架Ⅱ一端还设有控制丝杠螺母副活动的驱动气缸Ⅱ。

在本实用新型中，所述下腔室内设有蜗轮蜗杆装置，所述蜗轮蜗杆装置包括固定于下腔室内的电机座，在电机座上设有旋转台电机，旋转台电机连有蜗杆，有蜗轮与蜗杆啮合，所述蜗轮通过立轴与旋转台底部连接。

本实用新型的有益效果是：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室和单体拆解室，经外框拆解室和单体拆解室中的外框拆解装置、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；特别是单体拆解室内所采用的旋转台可带动电池单体在水平面上360°任意角度旋转后并定位，并结合单体拆解装置对电池单体进行全方位的精准距离、深度和速度的拆解，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。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型中外框拆解室和单体拆解室的结构示意图；

图3是本实用新型中外框拆解装置的结构示意图；

图4是本实用新型中单体拆解装置的结构示意图；

图5是本实用新型中下腔室的结构示意图；

图6是本实用新型中装载有电池模组的自动履带轮推车结构示意图。

具体实施方式

参照图1、图2。一种新型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室10、单体拆解室20以及位于它们下方的下腔室30，有轨道1依次经过外框拆解室10和单体拆解室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；所述外框拆解室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，在外框拆解室10内设有支撑轨道1的工作台Ⅰ6，位于工作台Ⅰ6上设有对电池模组定位的夹具装置Ⅰ7，在工作台Ⅰ6的上方还设有固定于外框拆解室10内的平行架Ⅰ8，所述平行架Ⅰ8上活动安装有外框拆解装置9，在工作台Ⅰ6上开有与下腔室30相通的外框下料口18；所述单体拆解室20通过出料门Ⅰ5与外框拆解室10相通，在单体拆解室20右侧设有出料门Ⅱ19，所述轨道1从出料门Ⅰ5伸入至单体拆解室20中，在单体拆解室20内设有支撑轨道1的工作台Ⅱ21，位于工作台Ⅱ21上设有旋转台22，在旋转台22上方设有夹具装置Ⅱ23，所述单体拆解室20内还设有机械手装置24和平行架Ⅱ25，所述平行架Ⅱ25上活动安装有单体拆解装置26，在工作台Ⅱ21上开有与下腔室30相通的出料口27。

另外，所述单体拆解室20上开有液氮通入口3。

参照图3。所述外框拆解装置9包括活动套装在平行架Ⅰ8上的滑动套Ⅰ11，在滑动套Ⅰ11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Ⅰ8一端还设有控制上、下滑板12、13活动的驱动气缸Ⅰ16。

进一步，所述平行架Ⅰ8另一端设有测量锯片组件14与电池模组之间距离的传感器Ⅰ17，该传感器Ⅰ17与锯片电机15电连接，通过该结构可以保证外框拆解装置9使用的安全性。

进一步，所述夹具装置Ⅰ7上设有冲气管43。

参照图4。所述单体拆解装置26包括活动套装在平行架Ⅱ25上的滑动套Ⅱ27，在滑动套Ⅱ27上连接有丝杠螺母副28，有铣刀机构29与丝杠螺母副28相连，所述丝杠螺母副28与铣刀机构29分别由丝杠电机31和铣刀电机32驱动，所述平行架Ⅱ25一端还设有控制丝杠螺母副28活动的驱动气缸Ⅱ33。

进一步，所述平行架Ⅱ25另一端设有测量铣刀机构29中的铣刀与电池单体之间距离的传感器Ⅱ34，通过该结构可以保证单体拆解装置26使用的安全性。

参照图5。所述下腔室30内设有蜗轮蜗杆装置，所述蜗轮蜗杆装置包括固定于下腔室30内的电机座35，在电机座35上设有旋转台电机36，旋转台电机36连有蜗杆37，有蜗轮38与蜗杆37啮合，所述蜗轮38通过立轴39与旋转台22底部连接。

另外，下腔室30内设有与外框下料口18位置对应的外框收集箱40。

另外，下腔室30内设有与出料口27位置对应的废液收集箱41，出料口27与废液收集箱41通过导流管42接通。

本实用新型的工作原理是：工作时，将待拆解的电池模组置于自动履带轮推车2表面，在履带传输装置的带动下通过轨道1从外框拆解室10的进料门Ⅰ4进入，自动履带轮推车2进入到工作台Ⅰ6后，当到达指定位置后停止不动，启动夹具装置Ⅰ7将电池模组进行夹紧和定位，接着启动锯片电机15，通过皮带轮带动锯片组件14旋转工作，然后启动驱动气缸Ⅰ16以推动上、下滑板12、13，使锯片组件14完成对电池模组的外部金属框架进行拆解作业，拆解完成后，外框拆解装置9复位，夹具装置Ⅰ7松开对电池模组的夹合，启动冲气管43，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Ⅰ6下方的下腔室中的外框收集箱40中。

继续启动履带轮传输装置，带动自动履带轮推车2经轨道1通过外框拆解室10的出料门Ⅰ5、进入到单体拆解室20中，到达指定位置后，启动机械手装置24将电池单体（注：电池模组经过外框拆解装置拆解后为电池单体）夹持至旋转台22上，接着启动夹具装置Ⅱ23，将电池单体进行夹紧和定位工作，接着启动铣刀电机32、丝杠电机31和驱动气缸Ⅱ33，铣刀机构29上的铣刀便可在电池单体进行拆解作业。同时，在蜗轮蜗杆装置的配合下，通过旋转台电机36驱动蜗杆37带动蜗轮38、立轴39转动使得旋转台22随之转动，其转动角度通过连接PLC控制系统，可在水平面上360°任意角度旋转后并通过夹具装置Ⅱ23定位，通常旋转角度控制为90°、180°、270°以及360°工位，便于单体拆解装置26对电池单体进行四个方位的拆解。拆解过程中，电池废液将沿着出料口27顺着导流管42流入下腔室30，最终收集于废液收集箱41内。

接下来，单体拆解装置26复位，夹具装置Ⅱ23松开单体电池，启动机械手装置24，将已拆解的电池单体夹持至出料门Ⅱ19，通过门外的出料板运输到指定位置；同时，履带传输装置带动自动履带轮推车2返回至轨道1的起点，如此循环，便可多次完成电池模组的连续自动拆解作业。

通过上述结构对电池模组进行分离拆解作业，实现了对车用动力电池无损化、免放电、无害化的拆解；特别是单体拆解室内20所采用的旋转台22采用蜗轮蜗杆装置进行驱动，一方面可带动电池单体在水平面上360°任意角度旋转后并定位，另外，蜗轮蜗杆装置具有结构紧凑、承载能力强、传动平稳、噪音小的优点，并结合单体拆解装置26的特殊结构，本实用新型中主要采用了可受驱动气缸Ⅱ33驱动丝杠螺母副28沿平行架Ⅱ25水平移动，同时铣刀机构29可沿丝杠螺母副28垂直移动，从而对电池单体进行全方位的精准距离、深度和速度的拆解，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，所述单体拆解室20上开有液氮通入口3，通过该通入口充入液氮至单体拆解室20内。由于液氮化学性质很不活泼，不容易和其他物质发生反应，液氮的通入使得单体拆解室20中可起到隔绝空气的作用，有效地杜绝了电池单体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。同时，液氮在汽化过程中将大量吸收单体拆解室20中的热量，降低封闭区域内的温度，从而有效地解决了铣刀机构29拆解电池单体过程产生高温的现象。

当然，本实用新型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

1.一种新型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室（10）、单体拆解室（20）以及位于它们下方的下腔室（30），有轨道（1）依次经过外框拆解室（10）和单体拆解室（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）；所述外框拆解室（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），在外框拆解室（10）内设有支撑轨道（1）的工作台Ⅰ（6），位于工作台Ⅰ（6）上设有对电池模组定位的夹具装置Ⅰ（7），在工作台Ⅰ（6）的上方还设有固定于外框拆解室（10）内的平行架Ⅰ（8），所述平行架Ⅰ（8）上活动安装有外框拆解装置（9），在工作台Ⅰ（6）上开有与下腔室（30）相通的外框下料口（18）；所述单体拆解室（20）通过出料门Ⅰ（5）与外框拆解室（10）相通，在单体拆解室（20）右侧设有出料门Ⅱ（19），所述轨道（1）从出料门Ⅰ（5）伸入至单体拆解室（20）中，在单体拆解室（20）内设有支撑轨道（1）的工作台Ⅱ（21），位于工作台Ⅱ（21）上设有旋转台（22），在旋转台（22）上方设有夹具装置Ⅱ（23），所述单体拆解室（20）内还设有机械手装置（24）和平行架Ⅱ（25），所述平行架Ⅱ（25）上活动安装有单体拆解装置（26），在工作台Ⅱ（21）上开有与下腔室（30）相通的出料口（27）。

2.根据权利要求1所述的一种新型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Ⅰ（8）上的滑动套Ⅰ（11），在滑动套Ⅰ（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Ⅰ（8）一端还设有控制上、下滑板（12、13）活动的驱动气缸Ⅰ（16）。

3.根据权利要求2所述的一种新型电动车用动力电池模组分离设备，其特征在于所述平行架Ⅰ（8）另一端设有测量锯片组件（14）与电池模组之间距离的传感器Ⅰ（17），该传感器Ⅰ（17）与锯片电机（15）电连接。

4.根据权利要求1所述的一种新型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）上设有冲气管（43）。

5.根据权利要求1所述的一种新型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装置（26）包括活动套装在平行架Ⅱ（25）上的滑动套Ⅱ（27），在滑动套Ⅱ（27）上连接有丝杠螺母副（28），有铣刀机构（29）与丝杠螺母副（28）相连，所述丝杠螺母副（28）与铣刀机构（29）分别由丝杠电机（31）和铣刀电机（32）驱动，所述平行架Ⅱ（25）一端还设有控制丝杠螺母副（28）活动的驱动气缸Ⅱ（33）。

6.根据权利要求5所述的一种新型电动车用动力电池模组分离设备，其特征在于所述平行架Ⅱ（25）另一端设有测量铣刀机构（29）中的铣刀与电池单体之间距离的传感器Ⅱ（34）。

7.根据权利要求1所述的一种新型电动车用动力电池模组分离设备，其特征在于所述下腔室（30）内设有蜗轮蜗杆装置，所述蜗轮蜗杆装置包括固定于下腔室（30）内的电机座（35），在电机座（35）上设有旋转台电机（36），旋转台电机（36）连有蜗杆（37），有蜗轮（38）与蜗杆（37）啮合，所述蜗轮（38）通过立轴（39）与旋转台（22）底部连接。

8.根据权利要求1所述的一种新型电动车用动力电池模组分离设备，其特征在于所述下腔室（30）内设有与外框下料口（18）位置对应的外框收集箱（40）。

9.根据权利要求1所述的一种新型电动车用动力电池模组分离设备，其特征在于所述下腔室（30）内设有与出料口（27）位置对应的废液收集箱（41），出料口（27）与废液收集箱（41）通过导流管（42）接通。

10.根据权利要求1所述的一种新型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室（20）上开有液氮通入口（3）。