CN110481375A - 一种储能箱的动环监控装置 - Google Patents

Abstract

发明公开了一种储能箱的动环监控装置，储能箱中设置有至少一个电池箱，储能箱中设置有用于对电池箱进行散热的散热机构、用于对储能箱排水的排水机构、用于支撑电池箱的中空支撑柱和动环监控器，动环监控器分别与散热机构、排水机构信号连接，中空支撑柱分别与散热机构、每个电池箱均连通；电池箱背面设置有散热孔，散热机构包括出风管道和与出风管道连接的第一执行机构，出风管道与中空支撑柱一端连通，第一执行机构依次通过出风管道、中空支撑柱与散热孔形成散热通道；储能箱通过动环监控器，实现对其腔体内部的散热、排水等操作的控制，实现了储能箱的稳定、高效、安全运行。

Description

一种储能箱的动环监控装置

技术领域

本发明涉及储能箱技术领域，尤其涉及一种储能箱的动环监控装置。

背景技术

随着资源紧缺和环境污染的不断加剧，智能电网技术得到了各国电力行业的广泛关注。与此同时，电动汽车由于其节能环保的特点已成为汽车工业发展的必然趋势。新能源汽车产业的不断壮大也带来了充电难的问题，传统固定式充电桩存在利用率低、对电网冲击大以及不能全方位覆盖等问题，特别在无桩少桩的偏远地区无法及时对电动汽车进行充电，用户体验较差，均是制约电动汽车发展的因素，而移动式充电车因其充电方式灵活，可以有效弥补固定式充电桩的不足，逐渐成为电动汽车充电系统中不可或缺的一种方式。

无论是传统固定式充电桩还是移动式充电车，由于不能实时检测储能箱中情况，因此均存在以下问题：一方面由于放置于室外，存在排水、积水问题，另一方面当移动式充电车工作时，往往出现散热不良问题。

发明内容

基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种储能箱的动环监控装置，储能箱通过动环监控器，实现对其腔体内部的散热、排水等操作的控制，实现了储能箱的稳定、高效、安全运行。

本发明提出的一种储能箱的动环监控装置，储能箱中设置有用于对电池箱进行散热的散热机构、用于对储能箱排水的排水机构和动环监控器，动环监控器的输入端连接到散热机构中用于检测储能箱腔体内温度的温度信号输出端、以及排水机构中用于检测储能箱腔体中积水的水位信号输出端上，动环监控器的输出端分别连接到散热机构中用于散热的第一执行机构的信号输入端、以及排水机构中用于排水的第二执行机构的信号输入端上。

进一步地，储能箱中设置有至少一个电池箱和用于支撑电池箱的中空支撑柱，中空支撑柱的进气口与散热机构的出气口连通，中空支撑柱的出气口与电池箱的进气口连通；散热机构中设置有用于检测储能箱腔体内温度的第一传感器，第一传感器的输出端连接到动环监控器的输入端上。

进一步地，电池箱背面设置有散热孔，散热机构包括出风管道和第一执行机构，第一执行机构的输出端与出风管道的进气端连接；电池箱上开设有第二通风孔，中空支撑柱上开设有与第二通风孔连通的第一通风孔，所述第一执行机构依次通过出风管道、第一通风孔、第二通风孔与所述散热孔形成散热通道。

进一步地，所述第一执行机构包括风机和空调，风机和空调均固定于储能箱外侧面，风机与出风管道之间连接有第一单向阀，空调与出风管道之间连接有第二单向阀；出风管道设置于储能箱腔体的顶部，出风管道上设置有安全阀，出风管道与中空支撑柱之间连接有调节阀，出风管道与所述第一执行机构之间连接有止逆阀。

进一步地，多个电池箱成列排布，同列电池箱两侧分别设置中空支撑柱，同一中空支撑柱与同列排布的电池箱均连通，第二通风孔相对于电池箱对称设置。

进一步地，所述排水机构包括设置于储能箱腔体底部的集水槽、设置于集水槽中的第二执行机构和用于检测储能箱腔体中积水水位的水位检测器，水位检测器的输出端连接到动环监控器的输入端上，所述第二执行机构利用用于根据水的自重将积水排出的自动排水装置和用于对储能箱内的积水进行强制排出的强制排水装置。

进一步地，所述自动排水装置包括与集水槽固定连接的排水壳体和设置于排水壳体中的浮阀，排水壳体的上表面开设有排水孔、下表面与外界连通，排水孔与集水槽连通；所述强制排水装置包括排水泵和排水管道，排水管道一端与排水泵的输出端连接，排水管道另一端穿过储能箱壳体与外界联通，排水管道在与外界联通的一端设置有单向阀。

进一步地，排水壳体包括上壳体和下壳体，上壳体与下壳体配合形成用于放置浮阀的空间，排水孔开设于上壳体的上表面，下壳体的下表面与外界连通，上壳体的腔体中设置有密封圈，排水壳体在靠近排水孔一侧的腔体中开设有第一凹槽，密封圈嵌入所述第一凹槽中。

进一步地，储能箱中还设置有灭火机构，灭火机构包括灭火器和电磁阀，电磁阀设置于灭火器的输出端，灭火器固定于储能箱腔体顶部，储能箱的腔体顶部设置有火灾探测器，火灾探测器的输出端连接到动环监控器的输入端上，电磁阀的输入端连接到动环监控器的输出端上。

进一步地，储能箱中还设置有电池管理器，电池管理器的输入端连接到动环监控器的输出端，动环监控器和电池管理器均固定于中空支撑柱上。

本发明提供的一种储能箱的动环监控装置的优点在于：本发明结构中提供的一种储能箱的动环监控装置，储能箱通过动环监控器，实现对其腔体内部的散热、排水等操作，实现储能箱的稳定、高效、安全运行；当进行散热时，通过中空支撑柱代替传统中另设的散热管道，简化了结构，降低了储能箱的成本；散热气流通过中空支撑柱直接进入电池箱的腔体中，实现精准降温，大大提高了通风散热效率和冷气利用率，减少了能耗，尤其适用于电池架中电池箱密集安装的场景；通过控制调节阀的开度，以调节冷风进入中空支撑柱的量，进而较好的实现不同列中的各个电池箱温度的均一性。采用主动(自动排水装置) 和被动(强制排水装置)的双重排水方式，能有效避免储能箱内积水问题；浮阀依靠浮力顺着水流向排水孔移动，并堵住排水孔，浮阀与密封圈的组合，有效的阻止了外界水进入储能箱，提高了储能箱的防水措施。当火灾探测器检测到储能箱中出现火灾异常时，电磁阀开启，灭火器对储能箱进行空间喷洒，实现灭火或预灭火的作用。

附图说明

图1为本发明一种储能箱的动环监控装置的结构示意图；

图2为散热机构的结构示意图；

图3是图2中N的局部放大图；

图4为排水机构的结构示意图；

图5为图4中M的局部放大图；

图6为自动排水装置的结构示意图；

图7为图5的爆炸图；

图8为灭火机构的结构示意图；

图9为中空支撑柱的结构示意图；

图10为电池箱中第二通风孔的结构示意图；

其中，1-风机，2-空调，5-显示屏，6-报警装置，7-止逆阀，8-出风管道， 9-调节阀，10-中空支撑柱，11-电池箱，20-灭火机构，21-灭火器，22-电磁阀， 23-火灾探测器，24-安全阀，25-通风口，26-自垂百叶，30-排水壳体，32-动环监控器，33-电池管理器，34-排水孔，35-密封圈，36-上壳体，37-下壳体，38- 集水槽，39-自动排水装置，40-强制排水装置，41-排水泵，42-排水管道，43- 浮阀，44-单向阀，45-水位检测器，46-浮子水位计，47-压力传感液位计，50- 散热机构，60-排水机构，101-第一通风孔，111-第二通风孔。

具体实施方式

下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明,在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其他方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。

参照图1至7，本发明提出的一种储能箱的动环监控装置，储能箱中设置有用于对电池箱进行散热的散热机构50、用于对储能箱排水的排水机构60和动环监控器32，动环监控器32的输入端连接到散热机构50中用于检测储能箱腔体内温度的温度信号输出端、以及排水机构60中用于检测储能箱腔体中积水的水位信号输出端上，动环监控器32的输出端分别连接到散热机构50中用于散热的第一执行机构的信号输入端、以及排水机构60中用于排水的第二执行机构的信号输入端上。

储能箱通过动环监控器32与散热机构50、排水机构60的信号连接关系，实现对其腔体内部的散热、排水等操作，实现储能箱的稳定、高效、安全运行。

如图3所示，储能箱中还设置有电池管理器33，电池管理器33的输出端连接到电池箱中的个电池组件的输入端，以实现对电池组件通/断的控制，电池管理器33的输入端连接到动环监控器32的输出端，动环监控器32和电池管理器 33均固定于中空支撑柱10上。

如图2和7所示，储能箱中设置有至少一个电池箱11和用于支撑电池箱的中空支撑柱10，中空支撑柱10的进气口与散热机构50的出气口连通，中空支撑柱10的出气口与电池箱11的进气口连通；散热机构50中设置有用于检测储能箱腔体内温度的第一传感器，第一传感器的输出端连接到动环监控器32的输入端上。

进一步地，电池箱11背面设置有散热孔，散热机构50包括出风管道8和第一执行机构，第一执行机构的输出端与出风管道8的进气端连接，电池箱11 上开设有第二通风孔111，中空支撑柱10上开设有与第二通风孔111连通的第一通风孔101，第一执行机构依次通过出风管道8、第一通风孔101、第二通风孔111与所述散热孔形成散热通道。第一执行机构产生的冷气进入出风管道8 中，进而进入中空支撑柱10的空腔中，由于中空支撑柱10上的第一通风孔101 与每个电池箱11上开设的第二通风孔111均连通，因此冷气通过中空支撑柱10 进入电池箱11中，对电池箱11中的电池组件进行散热，最后通过散热孔排出，实现对电池组件的散热。出风管道8的形状可以为环状、规则形状、不规则形状等，以能实现将冷气有效引入支撑柱10为较佳的形状。

在本申请中，当存在多个电池箱11时，将多个电池箱11成列排布，并固定于电池箱11固定架中，同一列的电池箱11两侧分别通过中空支撑柱10支撑固定。在中空支撑柱10与每个电池箱11均连通中，第二通风孔111相对于电池箱11对称设置，以使得中空支撑柱10可以在电池箱11两侧均可以正常使用。当有两列或多列电池箱11时，列与列之间可以共用同一中空支撑柱10进行固定和散热，也可以不共用同一中空支撑柱10进行固定和散热，当共用时，同一中空支撑柱10与两侧排布的电池箱11均连通，当不共用时，中空支撑柱10与一侧排布的电池箱11均连通。

第一通风孔101至少有一个，第二通风孔111也至少有一个；第一通风孔 101与第二通风孔111可以是一一对应连通，也可以是，一个第二通风孔111与同一电池箱11上开设的多个第一通风孔101连通，或者是，一个第二通风孔111 与多个电池箱11上开设的多个第一通风孔101连通。

在本实施例中，出风管道8设置于储能箱腔体的顶部，也就是设置于所有电池箱的上部，少占用储能箱的空间，节省了空间，提高了体积能量密度，出风管道8上设置有安全阀24，安全阀24对出风管道8起到超压保护的作用，即当出风管道8腔体中的压力超过临界值时，安全阀24打开，以对出风管道8腔体中的压力进行卸压，以避免出风管道8由于腔内压力过大，造成风管道8的变形缺陷，实现超压保护的作用。出风管道8与中空支撑柱10之间连接有调节阀9，出风管道8与所述第一执行机构之间连接有止逆阀7，止逆阀7避免了冷气的回流现象。

所述第一执行机构包括风机1和空调2，风机1和空调2均固定于储能箱外侧面，风机1和空调2在其各自的输出管道上连接止逆阀7，然后风机1与出风管道8之间连接有第一单向阀，空调2与出风管道8之间连接有第二单向阀，正常工作状态下，风机1与空调2不同时开启，通过第一单向阀和第二单向阀的作用下，气流沿进气方向单向运行。

如图3和5所示，所述排水机构60包括设置于储能箱腔体底部的集水槽38、设置于集水槽38中的第二执行机构和用于检测储能箱腔体中积水水位的水位检测器45，水位检测器45的输出端连接到动环监控器32的输入端上，所述第二执行机构包括用于利用水的自重将积水排出的自动排水装置39和用于对储能箱内的积水进行强制排出的强制排水装置40。

所述自动排水装置39包括与集水槽38固定连接的排水壳体30和设置于排水壳体30中的浮阀43，排水壳体30的上表面开设有排水孔34、下表面与外界连通，排水孔34与集水槽38连通。排水壳体30包括上壳体36和下壳体37，上壳体36与下壳体37配合形成用于放置浮阀43的空间，排水孔34开设于上壳体36的上表面，下壳体37的下表面与外界连通，排水壳体30中还设置有密封圈35，排水壳体31在靠近排水孔34一侧的腔体中开设有第一凹槽，密封圈35嵌入所述第一凹槽中。密封圈35用于当浮阀43上浮堵住排水孔34时，与浮阀43一起密封排水孔34，使得外界的水不能通过排水孔34进入储能箱中。上壳体36与下壳体37之间的可拆卸连接，提高了浮阀43的安装便利性和更换浮阀43的便利性。

所述强制排水装置40包括排水泵41和排水管道42，排水管道42一端与排水泵41的输出端连接，排水管道42另一端穿过储能箱壳体与外界联通。排水管道42在与外界联通的一端设置有单向阀44。

自动排水装置39将可以将储能箱中水排出腔体外，自动排水装置39中的浮阀43随着依靠浮力悬浮，当出现外界水向储能箱流入时，浮阀43依靠浮力顺着水流向自动排水装置39的排水孔移动，并堵住排水孔，因此阻止外界水进入储能箱中，浮阀有效的阻止了外界水进入储能箱，提高了储能箱的防水措施。强制排水装置40可以将不能通过自动排水装置39排出的水通过排水泵41强制排出，排水泵41在排水过程中为了防止水倒流到储能箱中，排水管道42在与外界联通的一端设置有单向阀44，单向阀44使得水只能从储能箱内向外排出，外界的水不能进入储能箱中。

采用主动(自动排水装置39)和被动(强制排水装置40)的双重排水方式，能有效避免储能箱内积水问题。

进一步地，集水槽38一般设置于储能箱腔体底部的凹处，或者储能箱腔体底部设置有环状的导流槽，导流槽与集水槽38连通。集水槽38无论是设置于凹处还是与导流槽连通，均是为了储能箱中水能聚集到集水槽38中，以对储能箱中的积水进行集中处理。

如图5所示，其中水位检测器45可以是浮子水位计46或者压力传感液位计47等，水位检测器45的一端设置于集水槽38处、另一端沿储能箱腔体中水位上升方向延伸，浮子水位计46或者压力传感液位计47所获取的储能箱内积水水位，均通过传感器传感送到动环监控器32中，然后通过动环监控器32控制排水机构60的工作状态。

在储能箱的壳体外部设置有除湿装置，储能箱的腔体中设置有湿度传感器，湿度传感器的输出端连接到动环监控器32的输入端，除湿装置的输入端连接到动环监控器32的输出端。除湿装置可以是除湿器或空调等，当湿度传感器检测到储能箱中的湿度超过一定浓度时，动环监控器32将控制除湿装置工作，实现对储能箱的除湿。当除湿装置49故障或能力不足，不足以使得储能箱中湿度降到设定湿度以下时，水分可能在箱体内部凝结汇集在箱体地面，此时自动排水装置39自动进入工作状态，将储能箱中的积水排出，同时动环监控器32将控制强制排水装置40适当工作。

如图4所示，储能箱中还设置有灭火机构20，灭火机构20包括灭火器21 和电磁阀22，电磁阀22设置于灭火器21的输出端，灭火器21固定于储能箱腔体顶部，储能箱的腔体顶部设置有火灾探测器23，火灾探测器23的输出端连接到动环监控器32的输入端上，电磁阀22的输入端连接到动环监控器32的输出端上。

在本实施例中，储能箱外侧的支撑框架上设置有报警装置6和显示屏5，报警装置6可以为声光报警器、响铃报警等方式，动环监控器32的输出端分别连接与报警装置6的输入端，显示屏5的输入端连接。

工作过程：当第一传感器检测电池箱11中的温度超过设定的温度时，风机 1工作，空调2不工作，产生的冷气通过出风管道8进入中空支撑柱10中，进而通过第一通风孔101与第二通风孔111的连通作用，将冷气直接输送到电池箱11中，冷气对电池箱11中的电池组件散热后通过散热孔排出；当风机1产生的冷气不足以对电池箱11进行散热时，风机停止工作，此时空调2进行工作，空调2产生的冷气通过风管道8进入中空支撑柱10，进而进入电池箱11中，以实现对电池箱11的进一步散热；当空调2产生的冷气也不足以对电池箱11进行散热时，报警装置6进行报警，提醒维护人员查看并及时处理，避免电池箱 11温度过高造成电池损坏、火灾等现象的出现。

一方面，当储能箱中由于温度过高，火灾探测器23检测到储能箱中出现异常时，动环监控器32控制电磁阀22打开，灭火器21被开启，对整个储能箱进行空间喷洒以消灭火灾，同时动环监控器32控制报警装置6进行报警，提示有火灾发生。

另一方面，当储能箱内部因渗水或空气凝结水在腔体底部汇集时，水流汇流至集水槽38，然后通过自动排水装置39排出储能箱内外。当储能箱外水位高于自动排水装置39时，自动排水装置39内的浮阀依靠浮力堵住排水孔，以关闭自动排水装置39，阻止储能箱外水流进入储能箱体内部，此时水位检测器45 检测到储能箱中存在积水时，动环监控器控制报警装置6进行报警，提示存在水淹的危险。当储能箱中的积水越来越多，水位检测器45检测储能箱腔体中的积水水位达到设定值h1时，动环监控器32控制排水泵41工作，储能箱中的水通过排水管道42排到箱体外，实现对储能箱的被动排水；当水位检测器45检测储能箱腔体中的积水达到设定值h2时，动环监控器联动切断电池管理器33 的主电路，防止储能箱中电池组发生短路、触点电等安全问题，同时提高了电池组的使用寿命；水位设定值h1﹤h2。

在以上工作过程中，无论是风机1还是空调2，在冷气通过出风管道8进入中空支撑柱10时，可以通过控制调节阀9的开度，以调节冷风进入中空支撑柱 10的量，以较好的实现不同列中的各个电池箱11温度的均一性。通过中空支撑柱10对冷气进行导流以提高对电池箱11散热的方式，可以实现精准降温，进而提高了散热效率。通过在以上实施例中，风机1和空调2均可以设置一个或多个，当电池箱11需要冷气进行散热时，可以控制风机1或空调2的工作台数，以实现降低能耗的要求。

储能箱中的积水情况、自动排水装置的工作状态、强制排水装置的工作状态、报警装置6的工作状态、散热机构的工作状态、灭火机构的工作状态等均在显示屏5上显示，显示屏5固定于储能箱的外表面上。

信号连接包括有线连接，无线连接；有线连接包括宽带连接、光纤连接；无线连接包括WIFI连接、无线电连接。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种储能箱的动环监控装置，其特征在于，储能箱中设置有用于对电池箱进行散热的散热机构（50）、用于对储能箱排水的排水机构（60）和动环监控器（32），动环监控器（32）的输入端连接到散热机构（50）中用于检测储能箱腔体内温度的温度信号输出端、以及排水机构（60）中用于检测储能箱腔体中积水的水位信号输出端上，动环监控器（32）的输出端分别连接到散热机构（50）中用于散热的第一执行机构的信号输入端、以及排水机构（60）中用于排水的第二执行机构的信号输入端上。

2.根据权利要求1所述的储能箱的动环监控装置，其特征在于，储能箱中设置有至少一个电池箱（11）和用于支撑电池箱的中空支撑柱（10），中空支撑柱（10）的进气口与散热机构（50）的出气口连通，中空支撑柱（10）的出气口与电池箱（11）的进气口连通；

散热机构（50）中设置有用于检测储能箱腔体内温度的第一传感器，第一传感器的输出端连接到动环监控器（32）的输入端上。

3.根据权利要求2所述的储能箱的动环监控装置，其特征在于，电池箱（11）背面设置有散热孔，散热机构（50）包括出风管道（8）和第一执行机构，第一执行机构的输出端与出风管道（8）的进气端连接；

电池箱（11）上开设有第二通风孔（111），中空支撑柱（10）上开设有与第二通风孔（111）连通的第一通风孔（101），所述第一执行机构依次通过出风管道（8）、第一通风孔（101）、第二通风孔（111）与所述散热孔形成散热通道。

4.根据权利要求3所述的储能箱的动环监控装置，其特征在于，所述第一执行机构包括风机（1）和空调（2），风机（1）和空调（2）均固定于储能箱外侧面，风机（1）与出风管道（8）之间连接有第一单向阀，空调（2）与出风管道（8）之间连接有第二单向阀；

出风管道（8）设置于储能箱腔体的顶部，出风管道（8）上设置有安全阀（24），出风管道（8）与中空支撑柱（10）之间连接有调节阀（9），出风管道（8）与所述第一执行机构之间连接有止逆阀（7）。

5.根据权利要求3所述的储能箱的动环监控装置，其特征在于，多个电池箱成列排布，同列电池箱两侧分别设置中空支撑柱（10），同一中空支撑柱（10）与同列排布的电池箱均连通，第二通风孔（111）相对于电池箱对称设置。

6.根据权利要求1所述的储能箱的动环监控装置，其特征在于，所述排水机构（60）包括设置于储能箱腔体底部的集水槽（38）、设置于集水槽（38）中的第二执行机构和用于检测储能箱腔体中积水水位的水位检测器（45），水位检测器（45）的输出端连接到动环监控器（32）的输入端上，所述第二执行机构包括用于利用水的自重将积水排出的自动排水装置（39）和用于对储能箱内的积水进行强制排出的强制排水装置（40）。

7.根据权利要求6所述的储能箱的动环监控装置，其特征在于，所述自动排水装置（39）包括与集水槽（38）固定连接的排水壳体（30）和设置于排水壳体（30）中的浮阀（43），排水壳体（30）的上表面开设有排水孔（34）、下表面与外界连通，排水孔（34）与集水槽（38）连通；

所述强制排水装置（40）包括排水泵（41）和排水管道（42），排水管道（42）一端与排水泵（41）的输出端连接，排水管道（42）另一端穿过储能箱壳体与外界联通，排水管道（42）在与外界联通的一端设置有单向阀（44）。

8.根据权利要求7所述的储能箱的动环监控装置，其特征在于，排水壳体（30）包括上壳体（36）和下壳体（37），上壳体（36）与下壳体（37）配合形成用于放置浮阀（43）的空间，排水孔（34）开设于上壳体（36）的上表面，下壳体（37）的下表面与外界连通，上壳体（36）的腔体中设置有密封圈（35），排水壳体（31）在靠近排水孔（34）一侧的腔体中开设有第一凹槽，密封圈（35）嵌入所述第一凹槽中。

9.根据权利要求1-8任一所述的储能箱的动环监控装置，其特征在于，储能箱中还设置有灭火机构（20），灭火机构（20）包括灭火器（21）和电磁阀（22），电磁阀（22）设置于灭火器（21）的输出端，灭火器（21）固定于储能箱腔体顶部，储能箱的腔体顶部设置有火灾探测器（23），火灾探测器（23）的输出端连接到动环监控器（32）的输入端上，电磁阀（22）的输入端连接到动环监控器（32）的输出端上。

10.根据权利要求1-8任一所述的储能箱的动环监控装置，其特征在于，储能箱中还设置有电池管理器（33），电池管理器（33）的输入端连接到动环监控器（32）的输出端，动环监控器（32）和电池管理器（33）均固定于中空支撑柱（10）上。