CN213059092U - 电池包处理回收产线 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种能够降低成本并提高回收效率的自动化的电池包处理回收产线，该电池包处理回收产线包括：输送单元，呈预设形状设置，用于对待回收的电池包进行输送；复数个工位区，沿所述输送单元的输送方向依次设置，用于对所述电池包依次进行不同的回收处理操作从而分别从所述电池包上取下对应的零部件。通过呈预设形状设置的输送单元在复数个工位区之间形成用于对待回收的电池包进行输送的输送路径，并且，在每个工位区对电池包依次进行不同的回收处理操作，并且分别从电池包上取下对应的零部件，从而对电池包的各个部件进行充分的拆解与回收处理，实现自动化自能化，提高利用效率与回收效率，降低人工与生产运营成本。

Description

电池包处理回收产线

技术领域

本实用新型属于电动汽车锂电池包拆解回收技术领域，具体地涉及一种电池包处理回收产线。

背景技术

随着电动汽车和混动汽车的普及率已经越来越高，全国首批电动汽车锂电池寿命年限时间已逐步到来，被更换下来的废旧电池包越来越多。然而，目前市场上的电池包回收技术层次不齐，暂时并没有形成标准的自动化回收生产线。而且，由于工艺复杂基本是人工回收，回收效率低，精细化程度不高，拆解过程对环境污染严重，也容易对电池造成损伤。

实用新型内容

本实用新型是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供一种能够降低成本并提高回收效率的自动化的电池包处理回收产线。

本实用新型提供了一种电池包处理回收产线，其特征在于，包括：输送单元，呈预设形状设置，用于对待回收的电池包进行输送；

复数个工位区，沿所述输送单元的输送方向依次设置，用于对所述电池包依次进行不同的回收处理操作从而分别从所述电池包上取下对应的零部件。

在本实用新型提供的电池包处理回收产线中，还可以具有这样的特征，其中，所述输送单元包括复数个直线输送机构和一一对应设置在相邻的两个所述直线输送机构之间的复数个直角转运机构。

在本实用新型提供的电池包处理回收产线中，还可以具有这样的特征，其中，每个所述直线输送机构包括底座、设置在所述底座上的复数个辊筒组件以及用于驱动所述辊筒组件旋转从而带动所述电池包移动的平移驱动器。

在本实用新型提供的电池包处理回收产线中，还可以具有这样的特征，其中，每个所述直角转运机构包含支架、活动连接在所述支架上的旋转台以及用于驱动所述旋转台旋转90度的旋转驱动器。

在本实用新型提供的电池包处理回收产线中，还可以具有这样的特征，其中，所述输送单元的形状呈S型。

在本实用新型提供的电池包处理回收产线中，还可以具有这样的特征，其中，每个所述工位区包括用于对所述电池包执行对应操作的操作区域以及用于存放执行该操作而取下的所述零部件的储存区域。

在本实用新型提供的电池包处理回收产线中，还可以具有这样的特征，其中，所述输送单元在与每个所述工位区对应的位置设置匹配的操作执行机构。

在本实用新型提供的电池包处理回收产线中，还可以具有这样的特征，其中，所述复数个工位区依次为：电池包上料工位、BMS放电与放电解液工位、电池包暂存工位、拆上盖螺丝工位、人工拆线工位、拆铜排螺丝及模组固定螺丝工位、人工拆铜排及模组固定片工位、卸电池模组并转移下壳工位、电池模组放电测试工位、梯次利用料入库工位、自动复检电池模组电压工位、电池模组拆解工位、电芯放电测试工位、电池辨别分流工位、电池切除极耳工位、电池出电芯工位、电芯分流工位、电芯切胶纸工位、除电芯电解液工位以及电芯人工分离工位。

实用新型的作用与效果

根据本实用新型所涉及的电池包处理回收产线，通过呈预设形状设置的输送单元在复数个工位区之间形成用于对待回收的电池包进行输送的输送路径，并且，在每个工位区对电池包依次进行不同的回收处理操作，并且分别从电池包上取下对应的零部件，从而对电池包的各个部件进行充分的拆解与回收处理，实现自动化自能化，提高利用效率与回收效率，降低人工与生产运营成本。

附图说明

图1是本实用新型的实施例中电池包处理回收产线的结构示意图。

图2是本实用新型的实施例中电池包处理回收的流程图。

具体实施方式

下面通过实施例的方式进一步说明本实用新型，但并不因此将本实用新型限制在所述的实施例范围之中。

<实施例>

如图1和图2所示，本实施例公开了一种电池包处理回收产线100，用于对电动汽车上已废旧的待回收的电池包200进行拆解与回收处理，整个产线100上实现了对电池包200的完整拆解以及对各个零部件的检测从而更好地进行回收，提高利用率。具体地，电池包处理回收产线100包括：输送单元10和复数个工位区20。

输送单元10呈预设形状设置，用于对等待回收的电池包200进行输送。

复数个工位区20沿输送单元10的输送方向依次设置，用于对电池包200依次进行不同的回收处理操作，从而分别从电池包200上取下对应的零部件。

输送单元10包括复数个直线输送机构11和一一对应设置在相邻的两个直线输送机构11之间的复数个直角转运机构12。

在本实施例中，复数个直线输送机构11的结构与功能完全相同，仅设置位置不同，即位于相邻的工位区20之间并实现对应的输送功能。

每个直线输送机构11包括图中未画出的底座和平移驱动器以及复数个辊筒组件111。

复数个辊筒组件111设置在底座上，平移驱动器用于驱动辊筒组件111旋转从而带动电池包200移动以实现在不同工位区20之间的输送。

在本实施例中，复数个直角转运机构12的结构与功能完全相同，仅设置位置不同，即位于相邻的直线输送机构11之间并实现对应的90度旋转输送功能。

每个直角转运机构12包含图中未画出的支架和旋转驱动器以及旋转台。

旋转台活动连接在支架上，旋转驱动器用于驱动旋转台旋转90度，从而将电池包200或电池包200当前剩下的待拆解零件实现在垂直设置的两个直线输送机构11之间的转运。

在本实施例中，复数个工位区依次为：电池包上料工位、BMS放电与放电解液工位、电池包暂存工位、拆上盖螺丝工位、人工拆线工位、拆铜排螺丝及模组固定螺丝工位、人工拆铜排及模组固定片工位、卸电池模组并转移下壳工位、电池模组放电测试工位、梯次利用料入库工位、自动复检电池模组电压工位、电池模组拆解工位、电芯放电测试工位、电池辨别分流工位、电池切除极耳工位、电池出电芯工位、电芯分流工位、电芯切胶纸工位、除电芯电解液工位以及电芯人工分离工位。

其中，根据电池包的规格不同，即方壳电池或软包电池，以及电芯结构的不同，即叠片式电芯或缠绕式电芯，对“电池切除极耳工位、电池出电芯工位、电芯切胶纸工位以及电芯人工分离工位”这四个工位进行了分支设计，即在电池辨别分流工位之后，方壳电池依次进行“方壳电池切除极耳工位与方壳电池出电芯工位”，而软包电池依次进行“软包电池切除极耳工位与软包电池出电芯工位”。其次，在电芯分流工位之后，叠片式电芯进行“叠片式电芯切胶纸工位”，缠绕式电芯进行“缠绕式电芯切胶纸工位”。另外，在除电芯电解液工位之后，叠片式电芯进行“叠片式电芯人工分离工位”，缠绕式电芯进行“缠绕式电芯人工分离工位”。

根据上述工位区20所要执行的各项拆解、测试或回收操作，每个工位区20在输送单元10的对应位置设置有匹配的操作执行机构，而且每个工位区20包括用于对电池包200或电池包200当前剩下的待拆解零件执行对应操作的操作区域以及用于存放执行该操作而取下的零部件的储存区域，便于由所有工位区20中收集电池包200的所有零部件。

如图2所示，电池包200在电池包处理回收产线100中依次按照以下工位顺序进行拆解、测试与回收操作。

工位1：BMS放电上料点。具体地，当货车托运若干待回收处理的电池包200停放在工位1对应位置出，由叉车将电池包200依次上料至输送单元10上，通过平移驱动器驱动对应的辊筒组件111旋转从而将电池包200输送至工位2对应区域。

工位2：BMS放电和放电解液。具体地，为了对电池包200执行BMS放电和放电解液操作，在工位2对应的工位区内配置有：放电柜一套，电解液收集车一套。主要地，首先需要检测电池包200内是否有模组短路，若有短路情况，则直接移料，即将该电池包200由输送单元10上转运下来并且留作其它处理；若没有短路情况，则执行BMS放电，并且在放电完成后进一步进行电解液的排放操作。执行完工位2对应的操作的电池包200被输送单元10输送至工位3对应区域。需注意的是，BMS放电需客户开放BMS通讯协议，所以在进行工位2对应的操作之前，需确保BMS通讯协议已开放。

工位3：电池包暂存库。具体地，在工位3对应的区域内设有较大的电池包暂存空间，便于将方壳电池或软包电池暂存至一定的数量，然后批量投入后续拆解工位，保证整个电池包处理回收产线100的利用率最大化。

工位4：拆上盖螺丝及转移上盖。具体地，为了对电池包200执行拆上盖螺丝和取下上盖操作，在工位4对应的工位区内配置有：挡料定位机构一套，拆螺丝及上盖夹具一套，视觉识别机构一套，螺丝收集小车一套，机械手一套，螺丝外移流线一套，外壳暂存栈板车一套。主要地，首先通过视觉识别机构识别出电池包200的上盖以及上盖上的螺丝的位置，然后，通过拆螺丝机构(即机械手)对上盖上的螺丝进行拆卸，拆卸完成后，由上盖夹具取下被拆下的上盖。拆下的螺丝由螺丝外移流线流转到螺丝收集小车内，上盖被暂存在外壳暂存栈板车内，便于一次性收集，提高回收效率。需要注意的是，机械手拆螺丝的点位需根据上盖结构提前获取到，然后再进行视觉识别判断。电池包200被拆下上盖的剩余部分再由输送单元10被输送至工位5对应区域。

工位5：人工拆线。具体地，在该工位，通过人工完成拆线缆、BMS板、螺栓盖、液体管插头等操作，操作时保证安全性，按规范拆线顺序等进行操作，人工操作效率更高，能够提高回收处理效率。被人工拆下的各零件在该工位被收集回收，而电池包200对应的剩余部分再由输送单元10输送至工位6对应区域。

工位6：拆铜排螺丝及模组固定螺丝。具体地，为了实现拆铜排螺丝及模组固定螺丝的操作，在工位6对应的工位区内配置有：挡料定位机构一套，自动拆螺丝机构一套，视觉识别机构一套，螺丝收集小车一套，机械手一套，螺丝外移流线一套。主要地，首先通过视觉识别机构识别出铜排螺丝及模组固定螺丝的位置，然后，通过自动拆螺丝机构(即机械手)对完成对应螺丝的拆卸，被拆下的螺丝由螺丝外移流线流转到螺丝收集小车内，便于一次性收集，提高回收效率。同工位4的视觉识别原理，这里的机械手拆螺丝的点位也需提前获取到，便于进行视觉识别判断。最后，完成本工位对应的螺丝拆卸与回收后的电池包200的剩余部分再由输送单元10输送至工位7对应区域。

工位7：人工拆铜排及模组固定片。在工位6完成铜排螺丝和模组固定螺丝后，在该工位内，通过人工完成铜排和模组固定片的拆卸与回收，操作时保证安全性，相比机械手的操作更快更准，效率更高。最后，完成本工位的拆卸与回收操作后的电池包200的剩余部分再由输送单元10输送至工位8对应区域。

工位8：机械手卸电池模组并转移下壳。具体地，为了完成电池模组拆卸与下壳转移操作，在工位8对应的工位区内配置有：挡料定位机构一套，模组夹取机构一套，下壳抓取机构一套，机械手一套，夹具支架一套，外壳暂存栈板车一套。主要地，首先通过模组夹取机构将电池包200内已完成拆解固定螺丝的所有电池模组取出，然后由夹具支架上的下壳抓取机构将电池包200的下壳取出。下壳被暂存在外壳暂存栈板车内，便于后续一次性回收，提高回收效率。而且被取出的所有电池模组则依次被输送单元10输送至工位9对应区域。这里，机械手可实现自动换装夹具，通过电磁吸盘可对不同工装快速替换。

工位9：电池模组放电测试。具体地，为了实现对电池模组的放电测试，在工位9对应的工位区内配置有：电池放电测试设备四套，机械手两套，二维码喷印机一套，挡料机构两套，提升定位机构两套，长宽测定机构一套，移动运输机构一套。主要地，通过对电池模组的放电测试从而辨别出完好可用的电池模组(即OK料)以及有问题的电池模组(即NG料)，并且对两种电池模组分别进行了二维码喷涂，便于后续的工位进行区分辨别，放置误操作，提高回收准确率。另外，移动运输机构也针对OK料和NG料分别设置了一条出料线(即OK料出料线和NG料出料线)。这样，可以将完好可用的电池模组单独回收，可以投入其它使用场景，具体地，完好可用的电池模组经OK料出料线被输送至工位10对应区域。同时，有问题的电池模组则会经NG料出料线被输送至工位11对应区域。这里，OK料出料线和NG料出料线即作为输送单元10的其中一端输送区间。

工位10：梯次利用料入库。在该工位用于实现对完好可用的电池模组的回收，并具体配置有：挡料定位机构一套，自动读码机构一套，AGV一套，动力滚筒运输托架一套。通过自动读码机构对输送来对工位9输送来的电池模组上的二维码进行识别，确保该电池模组确实是OK料，防止NG料被误操作而输送过来。另外，运输托架具有四个工位，满载后底部AGV小车直接将电池模组运输至梯次利用料仓库保存。

工位11：自动复检NG电池模组电压。具体地，在该工位对由工位9输送来的电池模组进行进一步复检，通过复检模组电压来防止好料误入。同工位10一样，设置二维码扫描机构对工位9输送来的电池模组进行二维码扫描，初步判断出该电池模组是OK料还是NG料，然后再执行电压复检操作。由于电池包200的规格不同，具体由方壳电池和软包电池，而针对方壳电池和软包电池的模组拆解操作也是不同的，因此，完成电压复检的电池模组依据规格不同分别被输送单元10输送至不同的工位区域。具体为：完成本工位的电压复检操作后的方壳电池模组被输送单元10输送至工位12对应区域；而完成本工位的电压复检操作后的软包电池模组被输送单元10输送至工位13对应区域。

工位12：方壳电池模组拆解。具体地，为了实现方壳电池模组的拆解，在工位12对应的工位区内配置有：挡料定位机构一套，机械手一套，数控加工中心一套，自动读码机构一套。通过自动读码机构执行读码操作对方壳电池或软包电池进行进一步判断，若存在软包电池误操作，则软包电池直接被输送至工位13对应区域。针对方壳电池模组的拆解，由方壳电池机械手抓料铣去周边铝壳。为了确保操作的安全性，在数控加工中心内安装烟雾报警，高温报警系统进行预警提醒。最后，完成本工位对应的去除周边铝壳后的方壳电池模组的剩余部分被输送单元10输送至工位14对应区域。

工位13：软包电池模组拆解。具体地，针对软包电池的特性，在本工位通过人工的方式在线拆解软包电池模组，该工位区内仅配置有挡料机构两套即可。最后，完成本工位对应的模组拆解操作的软包电池模组的剩余部分被输送单元10输送至工位14对应区域。

工位14：电芯放电测试。具体地，为了实现对方壳电池模组或软包电池模组中的电芯的放电测试，在工位14对应的工位区内配置有：电芯放电测试设备四套，机械手两套，挡料机构一套，提升定位机构一套，长宽测定机构一套，移动运输机构一套。主要地，通过对电芯进行放电测试从而判断出电芯的好与坏，好的电芯单独回收，便于以后在其它用途中使用；而坏的电芯则被输送单元10输送至工位15对应区域。

工位15：软包电池与方壳电池辨别分流。由于在同一个工位14中既对方壳电池的电芯进行了放电测试，还对软包电池的电芯进行了放电测试，导致方壳电池和软包电池被混合输送到工位15的工位区内，而后续的切除极耳等操作又因方壳电池和软包电池需要分开进行，因此，在工位15的工位区内通过光电辨别机构对方壳电池和软包电池进行识别。另外，识别出的方壳电池通过输送单元10输送至工位18对应区域；而识别出的软包电池则通过输送单元10输送至工位16对应区域。

工位16：软包切除极耳。具体地，为了实现切除软包电池的极耳，在工位16对应的工位区内配置有：压料机构一套，滚筒输送机构一套，飞刀机构两套，双链流线两套。而且，滚筒输送机构对称设置了上部无动力滚筒进行压料，并配合下方有动力滚筒驱动持续走料，在走料过程中，通过两侧飞刀旋转实现切除极耳。这里，飞刀间距可根据需求自动调整；被切除的极耳也在该工位区内完成拆解与回收操作。最后，完成本工位的极耳切除操作后的电池模组的剩余部分被输送单元10输送至工位17对应区域。

工位17：软包电池出电芯。具体地，该工位17的工位区内配置有：电芯自动出料机构一套，无动力滑道一套，挡边带爬坡输送机构一套，双链流线一套，料仓一套。基于此，电芯取出过程为：电芯外铝膜上下各由吸盘向外拉开，推料气缸推出电芯，通过无动力滑道进入电芯汇总流线内，并且被输送至工位20对应区域。电芯被取出而剩余的废铝膜则被回收至废铝膜回收仓内。这里，电芯汇总流线即为输送单元10在该输送段的具体结构，而且整个流线全程设置亚克力保护罩，防止掉料，即电芯掉出。

工位18：方壳电池切除极耳。具体地，该工位18的工位区内配置有：挡料定位机构一套，机械手一套，数控加工中心一套。在数控加工中内完成极耳切除操作，而且为了保证加工操作的安全性，在数控加工中心内安装烟雾报警和高温报警系统，用于进行预警提醒。最后，完成本工位的极耳切除操作后的电池模组的剩余部分被输送单元10输送至工位19对应区域。

工位19：方壳电池出电芯。具体地，在工位19的工位区内配置有：电芯自动出料机构一套，无动力滑道一套，皮带爬坡输送机构一套，双链流线一套，料仓一套。基于此，电芯取出过程为：电芯自动出料机构带有伺服升降机构，可依次推出方壳电池内电芯，同样通过无动力滑道进入电芯汇总流线内，并且被输送至工位20对应区域。电芯被取出而剩余的废铝膜则被回收至废铝膜回收仓内。

工位20：缠绕式电芯与叠片式电芯分流。从方壳电池和软包电池中取出的电芯分为两类：缠绕式电芯和叠片式电芯。为了实现对电芯的分类，在工位20的工位区内设置视觉识别系统进行识别判断，同一个视觉系统既识别缠绕式与叠片式电芯，也识别缠绕式电芯的胶纸方向。被识别出的电芯依据种类分流至对应的工位区内。具体为：缠绕式电芯通过输送单元10输送至工位21对应区域；而叠片式电芯通过输送单元10输送至工位22对应区域。

工位21：缠绕式电芯切胶纸。具体地，在工位21的工位区内配置有：电芯对中机构一套，滚筒输送机构一套，切胶纸机构一套。基于此，切胶纸的过程为：对中旋转机构定位电芯，上部无动力滚筒进行压料，下方动力滚筒驱动持续走料，在走料过程中通过刀片划过胶纸来实现对胶纸的切割。最后，完成本工位的胶纸切割的电芯由输送单元10输送至工位23对应区域。

工位22：叠片式电芯切胶纸。具体地，在工位22的工位区内配置有：电芯对中机构一套，滚筒输送机构一套，切胶纸机构一套。基于此，切胶纸的过程为：对中旋转机构定位电芯，上部无动力滚筒进行压料，下方动力滚筒驱动持续走料，在走料过程中通过刀片划过胶纸来实现对胶纸的切割。最后，完成本工位的胶纸切割的电芯由输送单元10输送至工位23对应区域。

工位23：除电芯电解液。具体地，在工位23的工位区内配置有：除电解液设备一套，升降皮带线一套，直线振动筛一套。基于此，电芯电解液的去除过程为：切胶纸工段来料流线高度与直线振动筛高度不一致，升降皮带线由切胶纸工段来料排序后，气缸上升，再流入直线振动筛。而且，针对缠绕式电芯与叠片式电芯分别在工位21和工位22之后都分别依次连接了除电解液设备、升降皮带线、直线振动筛。这样，经过本工位的操作后，缠绕式电芯则被输送至工位25对应区域；而叠片式电芯则被输送至工位24对应区域。

工位24：叠片式电芯人工分离。具体地，在工位24的工位区内配置有：密封箱一套，1M宽输送线一套，0.3M宽输送线四套，合金分析仪一套，蜘蛛手机器人一套。在该工位内通过人工方式分离电芯内正负极和隔膜片，取下的隔膜片放入隔膜流线中并自动流入收集车回收；正负极片排序放入正负极线上，经由合金分析仪确认极性后由蜘蛛手机器人放至相应流线内，最后由相关人员对正负极片进行相应处理。至此实现电池包200的充分拆解与回收。

工位25：缠绕式电芯人工分离。具体地，在工位25的工位区内配置有：密封箱一套，1M宽输送线一套，0.3M宽输送线3套。在该工位内通过人工方式分离电芯内正负极和隔膜片，取下的隔膜片放入隔膜流线中并自动流入收集车回收；正负极片排序放入正负极线上，经由合金分析仪确认极性后由蜘蛛手机器人放至相应流线内，最后由相关人员对正负极片进行相应处理。至此实现电池包200的充分拆解与回收。

如图1所示，在本实施例中，基于上述二十五个工位的具体操作，在工位8与工位9之间、工位9与工位11之间、工位11与工位12之间分别对应设置了一个直角转运机构12，共计三个直角转运机构12，使得输送单元10整体呈S型，从而实现对复数个工位区20的合理布局，节约整个电池包处理回收产线100的占地面积。

而且，基于上述电池包处理回收产线100的具体结构，电池包200在所有的工位区20之间输送流转完成后，即可实现回收电池包、电池模组拆解，检测梯次利用，充放电，自动化自能化，提高利用效率，降低运营成本。而且，由于电池包通过机器人、加工中心、输送线体和人工辅助，用简单实用方法在确保安全性的情况下实现锂电池包半自动化生产，从而减轻人的劳动强度，提高生产效率，降低生产成本。

虽然以上描述了本实用新型的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这仅是举例说明，本实用新型的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本实用新型的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1.一种电池包处理回收产线，其特征在于，包括：

输送单元，呈预设形状设置，用于对待回收的电池包进行输送；

复数个工位区，沿所述输送单元的输送方向依次设置，用于对所述电池包依次进行不同的回收处理操作从而分别从所述电池包上取下对应的零部件，

其中，所述输送单元包括复数个直线输送机构和一一对应设置在相邻的两个所述直线输送机构之间的复数个直角转运机构。

2.如权利要求1所述的电池包处理回收产线，其特征在于：

每个所述直线输送机构包括底座、设置在所述底座上的复数个辊筒组件以及用于驱动所述辊筒组件旋转从而带动所述电池包移动的平移驱动器。

3.如权利要求1所述的电池包处理回收产线，其特征在于：

每个所述直角转运机构包含支架、活动连接在所述支架上的旋转台以及用于驱动所述旋转台旋转90度的旋转驱动器。

4.如权利要求1所述的电池包处理回收产线，其特征在于：

所述输送单元的形状呈S型。

5.如权利要求1所述的电池包处理回收产线，其特征在于：

每个所述工位区包括用于对所述电池包执行对应操作的操作区域以及用于存放执行该操作而取下的所述零部件的储存区域。

6.如权利要求1所述的电池包处理回收产线，其特征在于：

所述输送单元在与每个所述工位区对应的位置设置匹配的操作执行机构。

7.如权利要求1所述的电池包处理回收产线，其特征在于：

所述复数个工位区依次为：电池包上料工位、BMS放电与放电解液工位、电池包暂存工位、拆上盖螺丝工位、人工拆线工位、拆铜排螺丝及模组固定螺丝工位、人工拆铜排及模组固定片工位、卸电池模组并转移下壳工位、电池模组放电测试工位、梯次利用料入库工位、自动复检电池模组电压工位、电池模组拆解工位、电芯放电测试工位、电池辨别分流工位、电池切除极耳工位、电池出电芯工位、电芯分流工位、电芯切胶纸工位、除电芯电解液工位以及电芯人工分离工位。

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