CN109638199A - 一种环境自适应电池换电柜 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及电池换电柜技术领域，具体涉及一种环境自适应电池换电柜，包括柜体以及设置在柜体内的多个电池仓，还包括设置在柜体内的主控单元以及与主控单元连接的温度检测系统、水浸检测系统、半导体制冷装置、加热装置和机动盖板系统；温度检测系统用于检测柜体内和电池仓内的温度值；半导体制冷装置和加热装置用于在温度值高于或低于预设的温度值时对电池仓进行降温或升温；水浸检测系统设置在柜体底部用于检测柜体底部的水位信息；机动盖板系统包括第一机动盖板以及电机，该换电柜可以根据环境自适应调节电池仓的工作温度，使得电池始终在合适的温度下工作，提高了充电效率，延长了使用寿命，同时还能防止积水进入换电柜影响换电柜工作。

Description

一种环境自适应电池换电柜
技术领域
本发明涉及电池换电柜技术领域，具体涉及一种环境自适应电池换电柜。
背景技术
现有的电池换电柜，底部设有镂空区域，在上部配置一个或者多个排风口方便散热，但是这种电池换电柜主要存在以下缺陷：
1、大雨天路面有积水时，水可能会从底部镂空进入电池换电柜，损害电池换电柜内的电路或者电池，导致电池换电柜损坏不能工作。
2、温度比较低时(比如零下10摄氏度)，电池柜内处于低温状态，使得电池充电效率低，同时影响电池使用寿命。
3、温度比较高时(比如30摄氏度)，电池柜内处于高温状态，使得电池充电效率低，同时影响电池使用寿命。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是积水从底部镂空处进入电池换电柜使得电池换电柜损坏不能工作或者在环境温度较高或者较低时，电池处于高温或低温状态下充电效率低，影响电池的使用寿命。
一种环境自适应电池换电柜,包括柜体以及设置在所述柜体内的多个电池仓，还包括设置在所述柜体内的主控单元以及与所述主控单元连接的温度检测系统、水浸检测系统、半导体制冷装置、加热装置和机动盖板系统；
所述温度检测系统用于检测所述柜体内和电池仓内的温度值；
所述半导体制冷装置和加热装置用于在所述温度值高于或低于预设的温度值时对所述柜体和电池仓进行降温或升温；
所述水浸检测系统设置在所述柜体底部用于检测所述柜体底部的水位信息；
所述机动盖板系统包括第一机动盖板、第二机动盖板以及电机，所述第一机动盖板设置所述柜体底部的镂空区域处，所述第二机动盖板设置在所述柜体上端侧壁的排风口处，所述电机用于带动所述第一机动盖板或第二机动盖板打开和关闭所述镂空区域或排风口。
其中，所述温度检测系统包括第一温度传感器和第二温度传感器，所述第一温度传感器和第二温度传感器分别设置在所述柜体的内壁和电池仓的内壁上，用于检测所述柜体内的温度值和电池仓的温度值。
进一步的，所述温度检测系统还包括第三温度传感器，所述第三温度传感器设置在所述柜体的外侧壁上，用于检测所述柜体所在的环境温度值。
其中，所述水浸检测系统包括浮子、与所述浮子连接的检测电路和以及与所述检测电路连接的检测模块，所述浮子设置在所述柜体底部的侧壁上，所述检测电路根据所述浮子的状态实现通断，所述检测模块根据所述检测电路的通断输出对应的水位信息。
其中，所述柜体底部的镂空区域和所述侧壁的排风口处均设有滑轨，所述第一机动盖板和第二机动盖板分别安装在所述滑轨上且一端分别通过电机拉杆与电机连接。
具体的，所述第一机动盖板包括两个子盖板，所述两个子盖板安装在所述滑轨上且一端分别通过电机拉杆与电机连接，所述电机带动两个子盖板相向和/或相对运动。
其中，所述加热装置包括加热电阻丝以及套装在所述加热电阻丝上的绝缘散热壳体。
进一步的，所述柜体侧壁的排风口处设有排风扇。
其中，所述半导体制冷装置包括半导体制冷片、隔热膜和导热管，所述半导体制冷片设置在所述电池仓外侧壁上，所述隔热膜设置在所述半导体制冷装置的散热端，所述导热管与所述散热端连通，用于将热量导到所述排风扇处排出。
优选地，所述主控单元采用MCU或CPU。
依据上述实施例的环境自适应电池换电柜，当水浸检测系统检测到柜体底部的水位超过预设水平线时启动机动盖板系统封闭柜体底部的镂空区域，防止水进入固体影响柜体工作；另外当温度检测系统检测到柜体内和电池仓内的温度值不在设定范围内时，则启动半导体制冷装置、加热装置和机动盖板系统对柜体和电池仓进行保温、加热或降温，使得电池仓始终处于合适的工作温度范围，提高了电池的充电效率，延长了电池的使用寿命。
附图说明
图1为本申请实施例的换电柜结构示意图；
图2为本申请实施例的第一机动盖板安装示意图；
图3为本申请实施例的水浸检测系统结构框图；
图4为本申请实施例的控制系统结构框图；
图5为本申请实施例的加热装置结构示意图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。其中不同实施方式中类似元件采用了相关联的类似的元件标号。在以下的实施方式中，很多细节描述是为了使得本申请能被更好的理解。然而，本领域技术人员可以毫不费力的认识到，其中部分特征在不同情况下是可以省略的，或者可以由其他元件、材料、方法所替代。在某些情况下，本申请相关的一些操作并没有在说明书中显示或者描述，这是为了避免本申请的核心部分被过多的描述所淹没，而对于本领域技术人员而言，详细描述这些相关操作并不是必要的，他们根据说明书中的描述以及本领域的一般技术知识即可完整了解相关操作。
另外，说明书中所描述的特点、操作或者特征可以以任意适当的方式结合形成各种实施方式。同时，方法描述中的各步骤或者动作也可以按照本领域技术人员所能显而易见的方式进行顺序调换或调整。因此，说明书和附图中的各种顺序只是为了清楚描述某一个实施例，并不意味着是必须的顺序，除非另有说明其中某个顺序是必须遵循的。
本文中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。
实施例1
本实施例提供一种环境自适应电池换电柜，如图1和图4，该换电柜包括柜体1以及设置在柜体1内的多个电池仓2。其中，柜体1内还设置有温度检测系统3、水浸检测系统4、半导体制冷装置6、加热装置7和机动盖板系统4，其均通过线缆与主控单元8连接。
其中，温度检测系统3用于检测柜体1内、电池仓内以及换电柜工作环境的温度值，实时的将检测的温度信息发送给主控单元8；半导体制冷装置6用于在电池仓2温度过高时制冷来降低电池仓2的温度；加热装置7用于在柜体1内温度较低时制热来提升电池仓2内的温度，通过半导体制冷装置6和加热装置7的配合使得电池仓工作环境温度始终处于预设的合适范围内，这样可以保证电池的充电速度，同时延长电池的使用寿命。
其中，水浸检测系统4设置在柜体1底部侧壁上，用于在下雨柜体1底部有积水时检测水位信息，当积水超过预设的水平线时，及时发出信号给主控单元8。其中，机动盖板系统4包括设置在柜体1底部镂空区域11的第一机动盖板51，第一机动盖板51在电机的带动下可水平滑动，当主控单元8接收到水浸检测系统4的水位信息，例如积水高于预设的水平线时，则控制电机54工作带动第一机动盖板51水平滑动封闭住柜体1底部的镂空区域11，避免积水从镂空区域11进入到柜体1内部，使得柜体1内的电路或者电池仓受潮或者遇水，进而使得换电柜无法工作。
具体的，温度检测系统3包括第一温度传感器31、第二温度传感器32和第三温度传感器33，第一温度传感器31设置在柜体1的内壁上，用于检测柜体1内的温度值，第二温度传感器设置在电池仓2的内壁上，用于检测电池仓2内部的温度值，第三温度传感器33设置在柜体1的外侧壁上，用于检测柜体1所在的外部环境温度，第一温度传感器31、第二温度传感器32和第三温度传感器33均匀主控单元8通过线缆连接，将检测的温度值实时的发送给主控单元8。
其中，如图3，水浸检测系统4包括浮子41、与浮子41连接的检测电路42和以及与检测电路42连接的检测模块43。其中，浮子41设置在柜体1底部的侧壁上，浮子41的设置高度根据当时的地理位置环境确定，当积水到达浮子41时使得浮子41运动，检测电路42中包括一个与浮子41连接的继电器421，当积水漫过浮子41位置时使得浮子41运动，进而带动继电器421闭合，使得检测电路42导通输出一个高电平信号，检测模块43检测到该高电平信号即输出此时的水位信息，如输出状态为“水浸状态”给主控单元8，主控单元8收到该水位信息，则启动电机54工作带动第一机动盖板51水平滑动封闭住柜体1底部的镂空区域11，避免积水从镂空区域11进入到柜体1内部，使得柜体1内的电路或者电池仓受潮或者遇水，进而使得换电柜无法工作。对应的，当积水下降到浮子41以下时带动继电器421开启，检测电路42输出一个低电平信号，检测模块43检测到该低电平信号即表示此时的水位低于浮子41，则将此时的水位信息发送给主控单元8，主控单元8接收到该信息时，控制电机54工作，带动第一机动盖板51运动使得镂空区域打开，使得柜体1通风。
进一步的，机动盖板系统4还包括设置在柜体1上端排风口12处的第二机动盖板52，第二机动盖板52也在电机的带动下可以在竖直方向滑动，用于关闭或打开排风口。
具体的，在柜体1底部的镂空区域11和柜体上端排风口处的内壁上均设有滑轨，第一机动盖板51和第二机动盖板52均安装在滑轨上，其一端通过连接件与电机连接，在电机的驱动下沿着滑轨运动。本实施例以第一机动盖板51的安装方式为例，如图2，包括滑轨13，滑轨13设置在底部镂空区域11的两侧，第一机动盖板51的一端通过电机拉杆53与电机54连接，工作时电机54带动电机拉杆53伸缩，以带动第一机动盖板51沿着滑轨13运动，进而打开或者封闭柜体1底部的镂空区域11。第二机动盖板52的安装形式和运动原理与第一机动盖板51类似，此处不再赘述。另外，在其他实施例中，柜体1上端的排风口12可以设置不止个，对应的每个排风口12处也安装有一个机动盖板，用于关闭或打开排风口12。当外界环境温度降低，例如零下5℃时，为了保证换电柜内的温度，需要对换电柜进行保温，此时可以同时关闭柜体1底部镂空区域11的第一机动盖板51和上端排风口12处的第二机动盖板52，对柜体1内进行保温，若温度仍然达到不预设的合适温度，主控单元8将启动加热装置7对柜体1内进行加热，如此使得柜体1内始终保持合适的温度，使得电池仓2内的电池能快速的充电。
具体的，本实施例中，为了满足柜体1底部的空间，将第一机动盖板51设置为两个子盖板，两个子盖板均安装在滑轨13上，每个子盖板靠近柜体侧壁的两个端分别通过电机拉杆与电机连接，电机工作带动两个子盖板相向时镂空区域11打开通风，相对运动时镂空区域11密封，用于防水或保温。
其中，本实施例的加热装置7采用电热丝加热，包括一个加热电阻丝以及套装在加热电阻丝上的绝缘散热壳体，绝缘散热壳体可以设置为镂空结构，方便热量从四周散出，对柜体1内进行加热。
进一步的，为了在夏天环境高温时，利于柜体1内散热，在排风口12处还设有排风扇。
其中，如图5，半导体制冷装置包括半导体制冷片61、隔热膜62和导热管63，其中，半导体制冷片61的设置在电池仓2外侧壁上，其制冷面与电池仓2侧壁贴合，用于对电池仓2进行降温，隔热膜62设置在半导体制冷装置6的散热端，起到隔热的作用防止热量扩散到柜体1内,导热管63与散热端连通，导热管63用于将半导体制冷片61制冷时产生的热量导到热风道65中，再由排风扇64将热量排出柜体1，以此实现对电池仓2的降温，使得电池仓2在高温环境时，其温度稳定在合适电池合适的工作范围内，提高电池的充电效率，同时延长电池使用寿命。
其中，本实施例的控制单元8采用MCU，在其他实施例中还可以采用CPU等其他控制芯片。
进一步的，还包括供电模块(图中未标出)，用于给控制单元8提供合适的工作电源。
依据本实施例提供的电池换电柜，通过计算机程序预设好电池工作的合适温度范围以及相应的控制的指令可以保证电池仓2的工作温度适中处于合适的范围，既提高了电池的充电效率，同时延长了电池的使用寿命，例如，当环境温度低于一定温度时(比如10摄氏度)，主控单元8启动低温环境自适应功能。例如电池仓工作的合适温度为25℃，当电池柜内温度低于24摄氏度时，通过电动机推动底部镂空区域11上的第一机动盖板51，封闭镂空区域11，阻止冷空气进入电池换电柜，同时关闭排风口12处的第二机动盖板52。在以上动作实施一定时间后(如5分钟)，如果温度还达不到25度，启动柜体1内加热装置7对空气进行加热，使得温度上升到充电机的理想工作温度25摄氏度。当换电柜内温度高于27摄氏度，关闭换电柜内加热装置7，使得温度下降到充电机的理想工作工作温度25摄氏度。在换电柜内加热装置7已关闭的情况下，如果柜内温度高于27摄氏度并且持续5分钟以上，并且检测换电柜处于非水浸状态，通过电机54拉动底部镂空区域11上的第一机动盖板51，打开镂空区域11，让外部空气流通进入换电柜，使得换电柜自然散热，若再过五分钟检测到柜体1内温度仍然高于27摄氏度，可以启动排风扇降温。
再例如，当主控单元8检测到换电柜内电池仓2温度高于一定温度时(比如35度)，需要启用电池仓制冷功能，即启用半导体制冷装置6。当电池仓2电池正在充电时，检测到电池仓2温度大于27摄氏度，启用电池仓2的半导体制冷装置6，使得电池仓2温度下降到25度左右。当电池仓2电池正在充电时，检测到电池仓2温度低于24度时，关闭电池仓2的半导体制冷装置6。
其中，当下雨天柜体1底部有积水的情况下，主控单元8检测到浸水状态信息时，则启动电机54带动第一机动盖板51封闭镂空区域11，防止水进入柜体，导致柜体1不能工作。
以上应用了具体个例对本发明进行阐述，只是用于帮助理解本发明，并不用以限制本发明。对于本发明所属技术领域的技术人员，依据本发明的思想，还可以做出若干简单推演、变形或替换。

Claims (10)

1.一种环境自适应电池换电柜,包括柜体以及设置在所述柜体内的多个电池仓，其特征在于，还包括设置在所述柜体内的主控单元以及与所述主控单元连接的温度检测系统、水浸检测系统、半导体制冷装置、加热装置和机动盖板系统；
所述温度检测系统用于检测所述柜体内和电池仓内的温度值；
所述半导体制冷装置和加热装置用于在所述温度值高于或低于预设的温度值时对所述柜体和电池仓进行降温或升温；
所述水浸检测系统设置在所述柜体底部用于检测所述柜体底部的水位信息；
所述机动盖板系统包括第一机动盖板、第二机动盖板以及电机，所述第一机动盖板设置所述柜体底部的镂空区域处，所述第二机动盖板设置在所述柜体上端侧壁的排风口处，所述电机用于带动所述第一机动盖板或第二机动盖板打开和关闭所述镂空区域或排风口。
2.如权利要求1所述的电池换电柜，其特征在于，所述温度检测系统包括第一温度传感器和第二温度传感器，所述第一温度传感器和第二温度传感器分别设置在所述柜体的内壁和电池仓的内壁上，用于检测所述柜体内的温度值和电池仓的温度值。
3.如权利要求1所述的电池换电柜，其特征在于，所述温度检测系统还包括第三温度传感器，所述第三温度传感器设置在所述柜体的外侧壁上，用于检测所述柜体所在的环境温度值。
4.如权利要求1所述的电池换电柜，其特征在于，所述水浸检测系统包括浮子、与所述浮子连接的检测电路和以及与所述检测电路连接的检测模块，所述浮子设置在所述柜体底部的侧壁上，所述检测电路根据所述浮子的状态实现通断，所述检测模块根据所述检测电路的通断输出对应的水位信息。
5.如权利要求1所述的电池换电柜，其特征在于，所述柜体底部的镂空区域和所述侧壁的排风口处均设有滑轨，所述第一机动盖板和第二机动盖板分别安装在所述滑轨上且一端分别通过电机拉杆与电机连接。
6.如权利要求1所述的电池换电柜，其特征在于，所述第一机动盖板包括两个子盖板，所述两个子盖板安装在所述滑轨上且一端分别通过电机拉杆与电机连接，所述电机带动两个子盖板相向和/或相对运动。
7.如权利要求1所述的电池换电柜，其特征在于，所述加热装置包括加热电阻丝以及套装在所述加热电阻丝上的绝缘散热壳体。
8.如权利要求1所述的电池换电柜，其特征在于，所述柜体侧壁的排风口处设有排风扇。
9.如权利要求1所述的电池换电柜，其特征在于，所述半导体制冷装置包括半导体制冷片、隔热膜和导热管，所述半导体制冷片设置在所述电池仓外侧壁上，所述隔热膜设置在所述半导体制冷装置的散热端，所述导热管与所述散热端连通，用于将热量导到所述排风扇处排出。
10.如权利要求1所述的电池换电柜，其特征在于，所述主控单元采用MCU或CPU。
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