CN107749446A - 一种保证消防安全的电池模组集中式仓储与充放电箱体系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种保证消防安全的电池模组集中式仓储与充放电箱体系统，应用在储能系统与新能源汽车电池领域，包括一到多个箱体组合而成的箱体系统及一侧的水槽，箱体包括出库门、消防门、复合式传感器、消防喷头、位于箱体内部可将电池推出出库门和消防门的双向运动机构。主要用以解决现有箱体系统中个别箱体发生火情时，分仓喷射灭火气体无法彻底扑灭箱体内电池火势的问题，以防止火势延烧到其他箱体进一步扩大灾情。本发明可及时检测到火情并将电池推出消防门至水槽淹没，保证箱体系统的其他箱体的安全，实现充电站点的绝对安全可靠；同时由于正常的电池模组的取放操作是在箱体的出库门一侧，不会被水槽所干涉。
Description
技术领域
本发明属于储能系统与新能源汽车电池领域，具体涉及一种保证消防安全的电池模组集中式仓储与充放电箱体系统。
背景技术
随着新能源汽车的日益普及，电动汽车在汽车市场中所占份额已越来越大，并呈现继续扩大应用的趋势。动力电池作为电动汽车重要的组成部分，是电动汽车的能量来源，电池的充电储能是电动汽车发展中极为重要的一环。目前，利用集装箱进行电池组储能和对换电备用电池进行充电的方式较为常见，其中很多方案都采用了多仓位的设计，各仓位的电池模组独立充/放电。
消防安全是此类集中式电池组充电与储能站点的最重要的设计要素。由于在多数锂离子电池起火后，除了用水或沙进行完全淹没或掩埋之外，常规的灭火媒质只能压制火焰而无法彻底灭火。现有技术中，多数在发现火情后，立即关断所有充电回路，并且在充电仓位直接进行消防灭火，在灭火不彻底或不及时的情况下，会威胁到周边仓位部分的安全。
针对上述问题，本发明在于提供一种集中式的电池组充电与储能的新型分箱模块化的箱体系统，可快速将发生火情箱体内的电池移出箱体并落入水槽淹没。避免电池组在热失控甚至开始燃烧的情况下，来不及进行人工或自动消防，或消防措施已经无效时，火势蔓延到整个箱体而造成灾难性的火灾的情况发生，保证箱体系统中其他箱体的安全，实现充电站点的绝对安全可靠。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种保证消防安全的电池模组集中式仓储与充放电箱体系统，能在充电仓位发生火情时第一时间将电池出库并落入水槽淹没，避免火势的进一步扩大，保证箱体系统中其他箱体的安全，同时由于正常的电池模组的取放操作是在箱体的出库门一侧，不会被水槽所干涉。
为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种保证消防安全的电池模组集中式仓储与充放电箱体系统，包括一到多个箱体组合而成的箱体系统及一侧的水槽，所述箱体包括前后两端的出库门、消防门、位于箱体内部顶端的复合式传感器和消防喷头、位于箱体内部可将电池推出出库门和消防门的双向运动机构，以及可接收复合式传感器的信号并控制双向运动机构和消防喷头的控制模块；所述水槽位于消防门外部一侧。
优选的，所述双向运动机构包括设置于箱体内部放置电池用的托盘、设置于箱体侧壁上可供托盘滑动的滑槽；所述托盘在厚度方向开设有消防滑道，消防滑道内靠近出库门一端设有消防销，靠近消防门一端设有定位销；所述托盘还包括设置在其厚度方向上的驱动机构，所述驱动机构与消防销连接并可带动其沿消防滑道运动；所述定位销与驱动机构均与控制模块连接并受其控制。
优选的，所述驱动机构为滚珠丝杠机构、齿轮齿条机构、电液伺服机构、气动伺服机构、曲柄摇杆机构中的任意一种。
优选的，所述驱动机构为滚珠丝杠机构时，其包括布置在消防滑道内的丝杠，以及限位基座，所述丝杠一端与消防销连接，另一端穿插于限位基座内。
优选的，所述托盘上表面内嵌设有不少于四个滑轮，且靠近出库门一侧设有把手；所述消防销、定位销设有导向段，且消防滑道、消防销、定位销数量均至少为一个配套设置。
优选的，所述箱体顶部设有凸起状的公端，底部设有与其匹配的凹陷状的母端。
优选的，还包括内设隔断，用于放置箱体的存放架；或是还包括内设隔断，隔断作为箱体外壁的存放架。
优选的，所述箱体系统通过箱体设置在长度方向上不少于一列，宽度方向上为一行，高度方向上不少于一层，且所有消防门都对应水槽一侧，水槽长度不低于箱体沿长度方向上并列设置后的总体长度。
优选的，所述箱体系统通过箱体设置在长度方向上不少于一列，宽度方向上为两行，高度方向不少于一层，且宽度方向上两行箱体的消防门相对设置，并且水槽设置于两行箱体之间，水槽长度不低于箱体沿长度方向上并列设置后的总体长度。
优选的，所述箱体系统通过箱体在长度方向上并列设置后首尾连接，形成封闭的四边形、五边形、六边形、圆形中的任一几何形状。
本发明的有益效果在于：
1、可快速将发生火情箱体内的电池出库并落入水槽淹没，避免电池组在热失控甚至开始燃烧的情况下，来不及进行人工或自动消防，或消防措施已经无效时，火势蔓延到整个箱体系统而造成灾难性的火灾的情况发生，保证箱体系统中的其他部分的安全，实现充电站点的绝对安全可靠。
2、可实现电池的正常出入库取放和紧急消防出库落水之间互不影响，即在箱体的一侧可以方便地人工或机械助力取放电池，实现仓位内电池的模块化更换，另一侧可在紧急消防模式下自动将电池出库落入水槽。
3、箱体的结构紧凑，可叠放，便于布点安装，使得整体系统组成形式多样化，可根据使用需要将多个箱体组成更大规模的电动汽车换电站的备用电池集中式充电站点或作为储能电池的充放电站点。
附图说明
为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本发明提供如下附图进行说明：
图1为本发明系统整体结构示意图；
图2为电池正常充放电/仓储时箱体结构剖视图；
图3为电池正常充放电/仓储时箱体结构A-A截面图；
图4为电池正常取放出库时箱体结构剖视图；
图5为电池正常取放出库时箱体结构B-B截面图；
图6为电池紧急消防出库时箱体结构剖视图；
图7为电池紧急消防出库时箱体结构C-C截面图；
图8为实施例二中电池紧急消防出库时信号传导控制示意图；
图9为实施例一、二、三中本发明系统布局三维示意图；
图10为实施例四整体结构示意图；
图11为实施例一、二、三中本发明系统俯视示意图；
图12为实施例四本发明系统俯视示意图；
图13为实施例五本发明系统为圆形布局时俯视示意图；
图14为实施例五本发明系统为六边形布局时俯视示意图。
附图中标记如下：箱体1、出库门2、消防门3、复合式传感器4、消防喷头5、电池6、控制模块7、水槽8、托盘9、消防滑道91、消防销92、定位销93、驱动机构94、丝杠941、限位基座942、滑轮95、滑槽10、公端11、母端12。
具体实施方式
下面将结合附图，对本发明的优选实施例进行详细的描述。
实施例一
如图1～2，一种保证消防安全的电池模组集中式仓储与充放电箱体系统，包括箱体系统及设置在箱体系统一侧的水槽8，所述箱体系统包括箱体1、位于箱体前后两端的出库门2、消防门3、位于箱体内部顶端的复合式传感器4和消防喷头5、位于箱体内部可将电池6推出出库门2和消防门3的双向运动机构，以及可接收复合式传感器4的信号并控制双向运动机构和消防喷头5的控制模块7；所述水槽8位于消防门3外部一侧。其中双向运动机构和控制模块在图1～2中未示出。
进一步的，本实施例采用的箱体1顶部设有凸起状的公端11，底部设有与其匹配的凹陷状的母端12，箱体两两间可相互重叠设置，根据使用需要将多个箱体组成更大规模的电池充电连排。此外，本领域技术人员应当知晓，箱体系统除由多个箱体1组合而成的形式外，还可由箱体存放在内设隔断的存放架中的形式构成，或是由内设隔断作为箱体外壁，箱体内部结构存放在的存放架中的形式构成。
如图1、图9、图11所示，进一步的，本实施例采用的所述箱体系统通过箱体1设置在长度方向上不少于一列，宽度方向上为一行，高度方向上重叠为两层，且所有消防门3都对应水槽8一侧，水槽长度不低于箱体沿长度方向上并列设置后的总体长度。高度方向上为两层的设计可方便人员取放电池的操作。
电池正常充放电/仓储时，电池固定置于箱体1内。
电池正常取放出库时，双向运动机构可将电池6由出库门2自动推出，或是人工将电池经由双向运动机构取出。
电池紧急消防出库时，即电池6在箱体1中发生火情时，复合式传感器4可感应箱体1内部的异常高温或燃烟，并将消防信号传递给控制模块7，控制模块7控制消防喷头5喷洒灭火媒质，此处优选为二氧化碳或氮气控制火情，同时控制双向运动机构将电池6由消防门3自动推出至水槽8，进行完全的水淹灭火。
实施例二
与实施例一的区别在于，本实施例采用的双向运动机构包括设置于箱体内部放置电池6用的托盘9、设置于箱体侧壁上可供托盘9滑动的滑槽10；所述托盘9在厚度方向开设有消防滑道91，消防滑道91内靠近出库门2一端设有消防销92，靠近消防门3一端设有定位销93；所述托盘9还包括设置在其厚度方向上的驱动机构94，所述驱动机构94与消防销92连接并可带动其沿消防滑道91运动；所述定位销93与驱动机构94均与控制模块7连接并受其控制。
当然，本领域技术人员应当知晓，所述双向运动机构还可以为其他可以实现电池正常出库与紧急消防出库的动力机构，如双向电动滑移托盘，自动推出或自动弹射等机构；同时，出库门不仅限于是图示的单开门形式，还可以为向上滑动、向下翻平，或是可与托盘一起出库的形式；消防门不仅限于是图示的单开门形式，还可以为可被电池撞击并一起出库落入水槽的形式。
进一步的，本实施例采用的托盘9上表面内嵌设有18个滑轮95，且靠近出库门2一侧设有把手，其中把手未在图示出。
进一步的，本实施例采用的消防销92、定位销93设有导向段，方便电池的取放，且消防滑道91、消防销92、定位销93数量为一个，当然，本领域人员应当知晓，消防滑道91、消防销92、定位销93数量也可以为两个或两个以上，只要能实现电池的有效限位及出库推送即可。
电池正常充放电/仓储时，如图2～3，消防销92和定位销93均处于伸出状态，将电池1限位在托盘9上表面内嵌的滑轮95进行充电。
电池正常取放出库时，如图4～5，打开出库门2，将托盘9从出库门2取出，托盘9沿滑槽10运动，并带动电池6往出库门2方向运动，电池6在定位销93伸出的情况下，不会与滑轮95发生相对滑动，可顺利从箱体1内部取出。
电池紧急消防出库时，如图6～8，即电池6在箱体1中发生火情时，复合式传感器4感应箱体1内部的异常高温或燃烟，并将消防信号传递给控制模块7，控制模块7控制消防喷头5喷洒灭火媒质，此处优选为二氧化碳或氮气控制火情，并同时控制定位销93缩回至低于电池水平方向滑动的高度，同时还控制驱动机构94带动消防销92沿消防滑道91，向消防门3方向运动。电池6在消防销92的顶推作用下，并借由滑轮95，可快速的被推出消防门3落入水槽8，进行完全的水淹灭火。
实施例三
与实施例二的区别在于，本实施例采用的驱动机构94为滚珠丝杠机构，其包括布置在消防滑道91内的丝杠941，以及限位基座942，所述丝杠941一端与消防销92连接，另一端穿插于限位基座942内。
电池正常充放电/仓储与正常取放出库时与实施例二相同，此处不再赘述。
电池紧急消防出库时，滚珠丝杠机构带动消防销92沿丝杠941向消防门3方向运动，将电池推出并落入水槽。限位基座942可保证消防销沿丝杠运动的稳定性，且起限制消防销92极限运动位置的作用。
当然，本领域技术人员应当知晓，所述驱动机构还可以为其他可实现消防销92在消防滑道91中运动的机构，如齿轮齿条机构、电液伺服机构、气动伺服机构、曲柄摇杆机构等。
实施例四
与实施例一的区别在于，本实施例采用的箱体系统通过箱体1设置在长度方向上不少于一列，宽度方向上为两行，高度方向上重叠为两层，且宽度方向上两行箱体的消防门3相对设置，并且水槽8设置于两行箱体之间，水槽长度不低于箱体沿长度方向上并列设置后的总体长度。
如图10、图12，该布局设计可让两行由多个箱体组成的电池充电连排共用一条水槽，相对前述实施例少设置了一条水槽，更加精益经济，实用性更强。
实施例五
与实施例四的区别在于，本实施例采用的箱体系统通过箱体1在长度方向上并列设置后首尾连接，形成封闭的几何形状，例如四边形、五边形、六边形、圆形等。
如图13～14，分别示出了为圆形和六边形的形状结构示意图。当然，本领域技术人员应当知晓，还可以依据地形及具体需要设置成其他封闭式规则或不规则的形状。
最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。
Claims (10)
1.一种保证消防安全的电池模组集中式仓储与充放电箱体系统，其特征在于：包括一到多个箱体组合而成的箱体系统及一侧的水槽，所述箱体包括前后两端的出库门、消防门、位于箱体内部顶端的复合式传感器和消防喷头、位于箱体内部可将电池推出出库门和消防门的双向运动机构，以及可接收复合式传感器的信号并控制双向运动机构和消防喷头的控制模块；所述水槽位于消防门外部一侧。
2.根据权利要求1所述的保证消防安全的电池模组集中式仓储与充放电箱体系统，其特征在于：所述双向运动机构包括设置于箱体内部放置电池用的托盘、设置于箱体侧壁上可供托盘滑动的滑槽；所述托盘在厚度方向开设有消防滑道，消防滑道内靠近出库门一端设有消防销，靠近消防门一端设有定位销；所述托盘还包括设置在其厚度方向上的驱动机构，所述驱动机构与消防销连接并可带动其沿消防滑道运动；所述定位销与驱动机构均与控制模块连接并受其控制。
3.根据权利要求2所述的保证消防安全的电池模组集中式仓储与充放电箱体系统，其特征在于：所述驱动机构为滚珠丝杠机构、齿轮齿条机构、电液伺服机构、气动伺服机构、曲柄摇杆机构中的任意一种。
4.根据权利要求3所述的保证消防安全的电池模组集中式仓储与充放电箱体系统，其特征在于：所述驱动机构为滚珠丝杠机构时，其包括布置在消防滑道内的丝杠，以及限位基座，所述丝杠一端与消防销连接，另一端穿插于限位基座内。
5.根据权利要求2所述的保证消防安全的电池模组集中式仓储与充放电箱体系统，其特征在于：所述托盘上表面内嵌设有不少于四个滑轮，且靠近出库门一侧设有把手；所述消防销、定位销设有导向段，且消防滑道、消防销、定位销数量均至少为一个配套设置。
6.根据权利要求1所述的保证消防安全的电池模组集中式仓储与充放电箱体系统，其特征在于：所述箱体顶部设有凸起状的公端，底部设有与其匹配的凹陷状的母端。
7.根据权利要求1所述的保证消防安全的电池模组集中式仓储与充放电箱体系统，其特征在于：还包括内设隔断，用于放置箱体的存放架；或是还包括内设隔断，隔断作为箱体外壁的存放架。
8.根据权利要求6或7任一所述的保证消防安全的电池模组集中式仓储与充放电箱体系统，其特征在于：所述箱体系统通过箱体设置在长度方向上不少于一列，宽度方向上为一行，高度方向上不少于一层，且所有消防门都对应水槽一侧，水槽长度不低于箱体沿长度方向上并列设置后的总体长度。
9.根据权利要求6或7任一所述的保证消防安全的电池模组集中式仓储与充放电箱体系统，其特征在于：所述箱体系统通过箱体设置在长度方向上不少于一列，宽度方向上为两行，高度方向不少于一层，且宽度方向上两行箱体的消防门相对设置，并且水槽设置于两行箱体之间，水槽长度不低于箱体沿长度方向上并列设置后的总体长度。
10.根据权利要求9所述的保证消防安全的电池模组集中式仓储与充放电箱体系统，其特征在于：所述箱体系统通过箱体在长度方向上并列设置后首尾连接，形成封闭的四边形、五边形、六边形、圆形中的任一几何形状。
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