CN107947296B - 一种充电盒及模块化充电站 - Google Patents

Abstract

发明公开了一种充电盒，包括前端开口的盒体，盒体内滑动连接有能够从盒体前端抽出的抽屉；所述抽屉内安装有用于给电池充电的电池托盘。发明中的充电盒解决了现有技术中换电过程依赖物流系统及堆垛系统所导致的充电站大型化的技术问题，能够直接面向车主完成换电，省去物流系统及堆垛系统，为实现充电站的微小化提供前提。发明还公开一种模块化充电站，包括上述充电盒。发明的模块化充电站解决现有技术中的充电站体系庞大、结构复杂、不利于推广的技术问题，能够实现充电站的微型化，减少占地面积，方便运输安装及维修，安全性能高，使用方便。

Description

一种充电盒及模块化充电站

技术领域

本发明涉及一种用于对电动汽车的电池进行充电的充电盒与充电站。

背景技术

随着新能源汽车即电动汽车的发展和普及，对充电站的扩容需求也越来越大。目前的充电站主要有两种模块：1）直充模式：通过充电桩直接对电动车整车进行充电；2）换电模式：取下电动车的“旧”电池（电量不足的电池），从充电站中获取“新”电池（电量充足的电池），将“新”电池安装在电动车上，将“旧”电池给充电站进行充电，从而完成换电，十分方便快捷。

目前，对应换电模块的充电站是大型集中化的充电系统，占地面积大，需要配置专门的堆垛系统与物流系统，通过物流系统将安装有电池的充电托盘送入堆垛系统中进行充电，通过物流系统将堆垛系统中的电池输送出来给到车主，从而完成换电，仍然需要车主将电动车开到较为偏远的充电站进行换电，无法在自家小区内实现换电，便利性仍然不足，不利于电动车的推广。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明提供一种充电盒，解决现有技术中换电过程依赖物流系统及堆垛系统所导致的充电站大型化的技术问题，为实现充电站的微小化提供前提。

为了解决上述技术问题，本发明采用了如下的技术方案：一种充电盒，包括前端开口的盒体，盒体内滑动连接有能够从盒体前端抽出的抽屉；所述抽屉内安装有用于给电池充电的电池托盘。使用时，将抽屉从盒体内抽出，取下抽屉内电池托盘上已经充好电的电池，然后将电动汽车上的电池安装在电池托盘上即可进行充电，十分方便快速就能完成了换电过程，省去物流系统及堆垛系统，为实现充电站的微小化提供前提。

优选的，所述盒体包括设置在顶面的盖板，电池托盘与盖板之间留有能够在抽屉推入盒体后容纳电池的容置空间。这样能够将抽屉推入盒体对电池进行封闭式充电，避免电池暴露在外，被外界环境伤害或被盗窃。

优选的，还包括可折叠的防火网，防火网后端与抽屉后端固定连接，防火网左右两侧分别与抽屉左右两侧滑动连接，防火网前端通过限位机构与盒体前端连接，从而使得当抽屉推入盒体后防火网能够展开平铺在电池托盘上方，当抽屉抽出盒体后防火网能够折叠在盒体前端处。这样，抽屉与防火网进行联动，抽屉抽出后，防火网为折叠状态，将电池托盘暴露出来，方便在电池托盘上进行取放电池；抽屉推入后，防火网能够覆盖在电池托盘上，以增强阻燃性，避免一个充电盒起火后殃及池鱼。

优选的，所述盒体内安装有温度传感器；盒体内还安装有温度烟雾传感器和/或火焰传感器；所述盒体内还安装有消防水管和/或消防气管；所述盒体后端面上设有端板，端板上安装有烟囱。这样，提高了充电仓的消防安全性，通过烟囱能及时将烟雾排出。

优选的，所述盒体底面上设有底板，底板上设有线性滑轨，抽屉底部滑动连接在所述线性滑轨上。由于安装电池托盘后，抽屉重量较重，将线性滑轨设置在盒体底面，使得盒体底面能够对抽屉提供支持力，并且避免抽屉底面与盒体底面直接接触而造成较大的磨损。

优选的，还包括安全智能锁，当抽屉推入盒体后，安全智能锁能够自动上锁将抽屉锁合在盒体上。安全智能锁提高了充电盒的安全性，避免抽屉内的电池被盗窃。

发明还提供了一种模块化充电站，解决现有技术中的充电站体系庞大、结构复杂、不利于推广的技术问题，能够实现充电站的微型化，减少占地面积，方便运输安装及维修，安全性能高，使用方便。

为了解决上述技术问题，发明采用了如下的技术方案：一种模块化充电站，包括上述充电盒。充电盒十分方便运输，可以将多个充电盒运输到需要搭建充电站的地方，然后现场进行组装，可以直接采用堆叠的方式进行搭建，然后将相邻的充电盒固定起来即可。

优选的，还包括多层架体，架体的后端面上设有背板，所述多层架体的相邻上下层之间通过层板隔离，每一层上通过若干相互平行间隔设置的立板隔离成若干单元，以各单元作为各充电盒的盒体。增加多层架体能够使得相邻的充电盒具有共用面，上下相邻的充电盒就能共用层板，左右相邻对的充电盒就能共用立板，大大节省了制造充电盒盒体的材料，并且增强了充电站的整体性。

优选的，所述多层架体左右两侧分别设有消防水箱与消防气室；消防水箱连接能够为各个充电盒供水的消防主水管；消防气室连接有能够为各个充电盒供气的消防主气管。消防气室用于储存消防气体，如二氧化碳，通过消防主气管为各个充电盒输送消防气体，以达到为充电盒降温的目的。消防水箱用于储水，通过消防主水管为各个充电盒供水，以达到灭火的目的。

优选的，多层架体上还设有配电室；配电室内设有控制器，控制器电连接有为各个充电盒配电的配电模块，控制器还电连接有能够显示二维码的显示屏；控制器内配置有消防管理程序以及扫码开锁程序。当充电盒装有安全智能锁时，配合扫码开锁程序就能实现扫码开锁，十分方便快捷。当充电盒装有烟雾传感器和/或火焰传感器，所述盒体内安装有消防水管和/或消防气管，多层架设置消防水箱与消防气室时，配合消防管理程序，就能及时对各充电盒进行消防救急。

综述上所述，发明的模块化充电站，利用充电盒进行模块化组装，方便运输、安装及维修，占地面积小，安全性能高，造价成本低，易于推广。

附图说明

图1 是具体实施方式1中模块化充电站的结构示意图；

图2时具体实施方式2中充电盒的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和优选实施方式对发明作进一步的详细说明。

具体实施方式1

一种充电盒，包括前端开口的盒体，盒体内滑动连接有能够从盒体前端抽出的抽屉；所述抽屉内安装有用于给电池充电的电池托盘，所述盒体包括设置在顶面的盖板，电池托盘与盖板之间留有能够在抽屉推入盒体后容纳电池的容置空间；所述盒体底面上设有底板，底板上设有线性滑轨，抽屉底部滑动连接在所述线性滑轨上；还包括安全智能锁，当抽屉推入盒体后，安全智能锁能够自动上锁将抽屉锁合在盒体上。

如图1所示，一种模块化充电站，包括上述的充电盒1，充电盒1中的电池托盘设有能够检测电池是否充电完成的电量检测模块，并能将电池充电状态发送给控制器；还包括多层架体2，多层架体2的后端面上设有背板，所述多层架体2的相邻上下层之间通过层板隔离，每一层上通过若干相互平行间隔设置的立板隔离成若干充电单元，以各单元作为各充电盒1的盒体，相邻上下层的层板对应充电单元区域分别为充电盒的盖板、底板，相邻左右立板即为充电盒1的左右两侧板，多层架体2的背板对应充电仓区域即为充电盒1的端板。为了便于区别，每个充电盒1均有各自的编号。

本具体实施方式中，多层架体2上还设有配电室3；配电室3内设有控制器，控制器电连接有为各个充电盒1配电的配电模块，配电模块中设有供电电路以及开关电路，供电电路用于从市电中取电，各个充电盒1通过开关电路连接到供电电路，开关电路中包含与各个充电盒1一一对应的开关支路，控制器能够向配电模块发送配电命令，以控制各个开关支路的通断，从而实现为各个充电盒1进行配电。为了便于区别，每个充电盒1均有各自的编号和对应的通讯地址，控制器中还存储有地址映射表，根据地址映射表可以根据充电盒1编号查询对应的通讯地址。

本具体实施方式中，控制器还电连接有能够显示二维码的显示屏；控制器内配置有扫码开锁程序；控制器与充电盒上的安全智能锁双向通信连接。车主能够通过智能手机扫描显示屏上的二维码来获得空闲状态充电盒1的编码以打开充电盒1，其中控制器中按照如下步骤执行扫码开锁程序：

步骤101：智能手机扫描显示屏上的二维码后，生成充电请求；

步骤102：根据充电盒1中电池的充电状态，随机筛选出一个电池充电状态为充电完成的充电盒，并将该充电盒的编号发送到智能手机上；

步骤103：向步骤102中筛选出的充电盒的安全智能锁发送解锁命令。

车主通过智能手机接收到充电盒编号后，就能够打开对应的充电盒了，将抽屉拉出就能进行换电了。为了提高换电过程的安全性，电池托盘中还设有微控制器以及继电器，安全智能锁与微控制电连接，继电器与对应的开关支路连接，安全智能锁解能够在解锁后向微控制器发送解锁信号，并能够在锁合后向微控制器发送锁合信号；当微控制器收到解锁信号后控制继电器断开与开关支路的连接，从而使得电池托盘断电，提高换电过程的安全性；当微控制器收到锁合信号后控制继电器接通与开关支路的连接，从而提高充电过程的自动化水平。

具体实施方式2

如图2所示，图中11为电池托盘，18为安全智能锁，16为线性滑轨，本具体实施中的充电盒与具体实施方式1的充电盒所不同的是：还包括可折叠的防火网12，防火网12后端与抽屉后端固定连接，防火网12左右两侧分别与抽屉左右两侧滑动连接，防火网12前端通过限位机构与盒体前端连接，从而使得当抽屉推入盒体后防火网12能够展开平铺在电池托盘上方，当抽屉抽出盒体后防火网12能够折叠在盒体前端处；所述盒体内安装有温度传感器、温度烟雾传感器13以及火焰传感器17；所述盒体内还安装有消防水管15和消防气管14；所述盒体后端面上设有端板，端板上安装有烟囱。

采用本具体实施方式的充电盒的充电站，与具体实施方式1的充电站所不同的是：多层架体中，立板分别与背板以及层板密封连接，提高充电盒的密封性能，避免蹿火；所述多层架体左右两侧分别设有消防水箱与消防气室，消防水箱储存有水，并安装有水泵，消防气室中有储气瓶；消防水箱连接有能够为各个充电盒供水的消防主水管，各个充电盒中的消防水管15均与消防主水管连通，并且各个消防水管15的出水口处均设有出水电磁阀；消防气室连接有能够为各个充电盒供气的消防主气管，各个充电盒中的消防气管14均与消防主气管连通，并且各个消防气管14的出水口处均设有出气电磁阀；控制器内还配置有消防管理程序。

各充电盒的温度传感器、温度烟雾传感器13以及火焰传感器17分别向控制器发送温度信号、烟雾信号以及火焰信号，其中温度信号实时发送，烟雾信号只有在产生烟雾的时候发送，火焰信号只有在产生火焰时发送；各充电盒的出水电磁阀、出气电磁阀能够接收控制器控制命令，以打开或关闭出水口、出气口；控制器按如下步骤执行消防管理程序：

步骤201：获取温度信号，判断当前温度所在温度区间，第一温度区域为小于等于50℃，第二温度区间为50~55℃，第三温度区间为大于等于55℃；若当前温度落在第一温度区间，则进入步骤202；若当前温度落在第二温度区间，则进入步骤203；若当前温度落在第三温度区间，则进入步骤204；

步骤202：判断是否收到烟雾信号或火焰信号；若否，则向出水电磁阀、出气电磁阀发生关闭命令；若只收到烟雾信号或火焰信号中的一种，则向出气电磁阀发送打开命令；若同时收到烟雾信号和火焰信号，则同时向出水电磁阀、出气电磁阀发送打开命令；回到步骤201；

步骤203：判断是否收到烟雾信号或火焰信息；若否，则向出气电磁阀发送打开命令；若是，若只收到烟雾信号或火焰信号中的一种，则向出气电磁阀发送打开命令；若同时收到烟雾信号和火焰信号，则同时向出水电磁阀、出气电磁阀发送打开命令；回到步骤201；

步骤204：判断是否收到烟雾信号或火焰信息；若否，则向出气电磁阀发送打开命令；若收到烟雾信号或火焰信号中的任意一种，则向同时向出水电磁阀、出气电磁阀发送打开命令；回到步骤201。

Claims (2)

1.一种模块化充电站，其特征在于：包括充电盒，所述充电盒包括前端开口的盒体，盒体内滑动连接有能够从盒体前端抽出的抽屉；所述抽屉内安装有用于给电池充电的电池托盘；还包括安全智能锁，当抽屉推入盒体后，安全智能锁能够自动上锁将抽屉锁合在盒体上；充电盒中的电池托盘设有能够检测电池是否充电完成的电量检测模块，并能将电池充电状态发送给控制器；还包括多层架体，架体的后端面上设有背板，所述多层架体的相邻上下层之间通过层板隔离，每一层上通过若干相互平行间隔设置的立板隔离成若干单元，以各单元作为各充电盒的盒体；所述盒体底面上设有底板，底板上设有线性滑轨，抽屉底部滑动连接在所述线性滑轨上；

多层架体上还设有配电室；配电室内设有控制器，控制器电连接有为各个充电盒配电的配电模块，配电模块中设有供电电路以及开关电路，供电电路用于从市电中取电，各个充电盒通过开关电路连接到供电电路，开关电路中包含与各个充电盒一一对应的开关支路，控制器能够向配电模块发送配电命令，以控制各个开关支路的通断，从而实现为各个充电盒进行配电；每个充电盒均有各自的编号和对应的通讯地址，控制器中还存储有地址映射表，根据地址映射表可以根据充电盒编号查询对应的通讯地址；控制器还电连接有能够显示二维码的显示屏；控制器内配置有消防管理程序以及扫码开锁程序；控制器与充电盒上的安全智能锁双向通信连接；

控制器中按照如下步骤执行扫码开锁程序：

步骤101：智能手机扫描显示屏上的二维码后，生成充电请求；

步骤102：根据充电盒中电池的充电状态，随机筛选出一个电池充电状态为充电完成的充电盒，并将该充电盒的编号发送到智能手机上；

步骤103：向步骤102中筛选出的充电盒的安全智能锁发送解锁命令；

电池托盘中还设有微控制器以及继电器，安全智能锁与微控制电连接，继电器与对应的开关支路连接，安全智能锁解能够在解锁后向微控制器发送解锁信号，并能够在锁合后向微控制器发送锁合信号；当微控制器收到解锁信号后控制继电器断开与开关支路的连接，从而使得电池托盘断电；当微控制器收到锁合信号后控制继电器接通与开关支路的连接；

还包括可折叠的防火网，防火网后端与抽屉后端固定连接，防火网左右两侧分别与抽屉左右两侧滑动连接，防火网前端通过限位机构与盒体前端连接，从而使得当抽屉推入盒体后防火网能够展开平铺在电池托盘上方，当抽屉抽出盒体后防火网能够折叠在盒体前端处；所述盒体内安装有温度传感器；盒体内还安装有温度烟雾传感器和/或火焰传感器；所述盒体内还安装有消防水管和/或消防气管；所述盒体后端面上设有端板，端板上安装有烟囱；

所述多层架体左右两侧分别设有消防水箱与消防气室；消防水箱连接能够为各个充电盒供水的消防主水管；消防气室连接有能够为各个充电盒供气的消防主气管；多层架体中，立板分别与背板以及层板密封连接；消防水箱储存有水，并安装有水泵，消防气室中有储气瓶；各个充电盒中的消防水管均与消防主水管连通，并且各个消防水管的出水口处均设有出水电磁阀；各个充电盒中的消防气管均与消防主气管连通，并且各个消防气管的出水口处均设有出气电磁阀；控制器内还配置有消防管理程序；各充电盒的温度传感器、温度烟雾传感器以及火焰传感器分别向控制器发送温度信号、烟雾信号以及火焰信号，其中温度信号实时发送，烟雾信号只有在产生烟雾的时候发送，火焰信号只有在产生火焰时发送；各充电盒的出水电磁阀、出气电磁阀能够接收控制器控制命令，以打开或关闭出水口、出气口；控制器按如下步骤执行消防管理程序：

步骤201：获取温度信号，判断当前温度所在温度区间，第一温度区域为小于等于50℃，第二温度区间为50~55℃，第三温度区间为大于等于55℃；若当前温度落在第一温度区间，则进入步骤202；若当前温度落在第二温度区间，则进入步骤203；若当前温度落在第三温度区间，则进入步骤204；

步骤202：判断是否收到烟雾信号或火焰信号；若否，则向出水电磁阀、出气电磁阀发生关闭命令；若只收到烟雾信号或火焰信号中的一种，则向出气电磁阀发送打开命令；若同时收到烟雾信号和火焰信号，则同时向出水电磁阀、出气电磁阀发送打开命令；回到步骤201；

步骤203：判断是否收到烟雾信号或火焰信号；若否，则向出气电磁阀发送打开命令；若是，若只收到烟雾信号或火焰信号中的一种，则向出气电磁阀发送打开命令；若同时收到烟雾信号和火焰信号，则同时向出水电磁阀、出气电磁阀发送打开命令；回到步骤201；

步骤204：判断是否收到烟雾信号或火焰信号；若否，则向出气电磁阀发送打开命令；若收到烟雾信号或火焰信号中的任意一种，则向同时向出水电磁阀、出气电磁阀发送打开命令；回到步骤201。

2.根据权利要求1所述的模块化充电站，其特征在于：所述盒体包括设置在顶面的盖板，电池托盘与盖板之间留有能够在抽屉推入盒体后容纳电池的容置空间。