CN110580810A - 充电桩车位防火安全系统及其具有防火功能的充电枪 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了充电桩车位防火安全系统，包括车位检测传感器、车辆温度红外阵列传感器、车位红外温度采集器、充电功率采集器、火灾预警系统与消防联动系统，车位检测传感器为地磁传感器，充电桩系统集成地磁车位检测器，检测对应车位是否有车辆占用，在车位检测传感器检测对应车位有车辆占用时，则启动充电桩和车辆温度监测系统。本发明通过设置有一系列的结构使本装置在使用过程中能够有效的避免火灾发生，还能在火灾发生的时候，对充电桩进行有效的保护。

Description

充电桩车位防火安全系统及其具有防火功能的充电枪
技术领域
本发明涉及汽车充电桩领域，具体为充电桩车位防火安全系统及其具有防火功能的充电枪。
背景技术
随着社会的不断发展，电动汽车开始代替传统的燃油汽车，而在电动汽车普及的过程中，充电桩是必不可少的配套设施。一般的充电桩在充电使用的过程中，因充电电缆破损，地面温度过高，环境温度过高，或车辆充电线路故障均可能会引起的火灾隐患，而对于现有的充电桩，没有有效的预警措施，一旦发生火情，将会造成严重的损失。
发明内容
本发明的目的在于解决上述技术问题，提供充电桩车位防火安全系统及其具有防火功能的充电枪，该基于温度检测的充电桩车位安全系统有效地解决了一般的充电桩在使用的时候，没有有效的机制来应对火灾的问题。
本发明的技术方案如下：充电桩车位防火安全系统，包括车位检测传感器、车辆温度红外阵列传感器、车位红外温度采集器、充电电缆温度采集器、充电功率采集器、火灾预警系统与消防联动系统，车位检测传感器为地磁传感器，充电桩系统集成地磁车位检测器，检测对应车位是否有车辆占用，在车位检测传感器检测对应车位有车辆占用时，则启动充电桩和车辆温度监测系统，在车位检测传感器检测对应车位没有车辆占用时，则车位检测传感器只检测充电桩温度，车辆温度红外阵列传感器监测充电车辆充电口、引擎盖的温度，采集充电口和引擎盖的绝对温度和两者的温度差异范围，车位红外温度采集器提供附近地面的环境参考温度，进而判断充电桩和充电车辆的温度是否发生异常，充电电缆温度采集器采用NTC热敏电阻和附加高灵敏度采集电路，采集电缆金属导电线的温度变化，判断电缆是否发生断裂，充电功率采集器采集充电电流的异常变化，火灾预警系统分析各部分的温度绝对值，在温度超过预设温度时，则火灾报警系统能够将此信息发送至各个手持终端上，消防联动系统在发生火情以后启动风扇、喷水装置进行小范围的灭火处理，并将火情传递到手持终端上。
优选的，所述红外阵列传感器采用16×4像素数字有源热电堆阵列传感器封装，且每个像素均对应有低噪声斩波放大器和高速模数转换器。
一种具有防火功能的充电枪，包括在喷水装置管道上设置的隔绝机构，管道内的水能够通过隔绝机构，在隔绝机构内设置有用于容纳细沙的第一空腔，在充电枪管线温度达到预定温度时，第一空腔内的细沙能够包裹在充电枪管线上而阻止火焰的蔓延；所述隔绝机构包括圆筒状的外壳，管道内的水从外壳的一端流入并从外壳的另一端流出，外壳与充电桩之间固接，在靠近充电枪枪头的外壳的内壁上固接有隔火部，外壳内的水能够从隔火部表面流过，且充电枪管线穿过所述隔火部。
优选的，在隔火部内开设有第二空腔且第一空腔也位于隔火部内，第二空腔环绕在去充电枪管线上，且第一空腔与第二空腔通过连接孔连接，在第一空腔内设置有细沙，细沙能够通过连接孔并将所述第二空腔充满。
优选的，在连接孔内设置有用于封闭连接孔的挡板，在挡板与充电枪管线之间设置有导热件，在挡板达到预定温度时，挡板能够融化而使细沙穿过所述连接孔。
优选的，所述第一空腔的底面为朝下凹陷的圆弧形。
优选的，所述外壳分为下半壳与上半壳，在下半壳上固接有竖直的插入齿，在上半壳上开设有插入槽，插入齿能够插入到所述插入槽内，且在插入齿完全进入到插入槽内时，上半壳与下半壳之间固接。
优选的，在所述插入齿上设置有能够水平滑动的固定件，在上半壳内固接有磁块，在所述插入齿完全进入到插入槽内时，所述固定件能够被磁块吸引而将上半壳与下半壳固接在一起。
本发明的有益效果：
通过设置有安全系统由车位检测传感器、车辆温度红外阵列传感器、车位红外温度采集器、充电电缆温度采集器、充电功率采集器、火灾预警系统、消防联动系统，能够保证车辆充电时的安全性，降低了火灾发生的概率。
本发明的充电枪是在现有充电枪基础上做出的改进，即在现有充电枪的电缆处增设了一个阻火机构，以阻断因充电枪着火时的火势蔓延，尤其是阻断发热巨大的靠枪头处的电缆(管线)着火后的火势蔓延，其具体结构为：通过设置有外壳与隔绝部，能够在火灾发生的时候，避免因火焰沿着充电枪管线蔓延，而可能造成严重的事故，外壳的使用能够方便用户将本装置与充电枪管线连接，并在火灾发生的时候，避免外壳内流经的水渗到外壳外的充电枪管线上，同时在火灾发生的时候，外壳内流经的水能够将细沙吸收的热量带走，从而避免细沙吸收大量热量后对充电枪管线造成负面的影响。
附图说明
图1为本发明的防火安全系统的整体结构示意图。
图2为本发明的具有防火功能的充电枪的局部结构示意图。
图3为图2中B-B的剖视图。
图4为图3中A处的放大结构示意图。
元件标号说明：1、外壳；101、下半壳；102、上半壳；2、隔火部；3、第一空腔；4、第二空腔；5、连接孔；6、细沙；7、挡板；8、导热件；9、密封垫；10、插入齿；11、插入槽；12、固定件；13、磁块；14、充电枪管线。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：
如图1，一种充电桩车位防火安全系统，该充电桩车位安全系统由车位检测传感器、车辆温度红外阵列传感器、车位红外温度采集器、充电电缆温度采集器、充电功率采集器、火灾预警系统、消防联动系统等组成以及具有防火功能的充电枪，对于具有防火功能的充电枪，通常我们可以选用其内部电缆采用防火电缆制的充电枪，以在发生火灾时能尽量减少充电枪的燃烧损坏，或者阻止或减缓燃烧源头从充电枪内部产生的意外发生；由于充电时，充电枪本身作为一个巨大的发热源之一，所以要提升整个系统的安全性，有必要从作为火灾源头概率最大的充电枪的入手。
车位检测传感器采用地磁传感器，充电桩系统集成地磁车位检测器，检测对应车位是否有车辆占用，如果有车辆，则启动充电桩和车辆温度监测系统，如果没有车辆占用，则只监测充电桩温度是否异常。
车辆温度红外阵列传感器监测充电车辆充电口、引擎盖的温度，采集充电口和引擎盖的绝对温度和两者的温度差异范围，当充电口温度上升到90摄氏度、引擎盖温度上升到90摄氏度、或充电口与引擎盖温度差异达到60摄氏度时，充电桩强制断电，以防火灾。红外阵列传感器采用16×4像素数字有源热电堆阵列传感器封装，集成了信号的存储和处理，每个像素都对应有低噪声斩波放大器和高速ADC(模数转换器)，可覆盖-20摄氏度到300摄氏度的温度范围，提供0.5-512赫兹的可编程帧频率。在0-50摄氏度温度范围内可保持±1.5摄氏度的精确度。视场为60°×15°、40°×10°和100°×25°，高速I2C数字接口，实现快速数据传输。
车位红外温度采集器提供附近地面的环境参考温度，进而判断充电桩和充电车辆的温度是否发生异常。地面红外温度采集器采用红外阵列传感器，提供大面积的温度监测更可靠。
充电电缆温度采集器采用NTC热敏电阻和附加高灵敏度采集电路，采集电缆金属导电线的温度变化，判断电缆是否发生断裂，接触电阻过大，导致温度过高。
充电功率采集器采集充电电流的异常变化，如果电流突然增加20％，则自动断电，如果充电时间超过正常充电时间的50％，也自动断电。
火灾预警系统通过分析各部分的温度绝对值，如果超过200摄氏度，则有可能发生火灾隐患，通过微信、短信或语音电话提前进行预警信息发布。
消防联动系统在发生火情以后立即切断充电电源，并启动风扇、喷水装置进行小范围的灭火处理，并通过微信、短信或语音电话通知充电桩管理人员、车主、附近的消防机构尽快采取灭火措施，防止火情扩散。
如图2-4所示，本实施例还提供了一种可以运用在前述防火安全系统中的具有防火功能的充电枪，在制作时，该充电枪的管线(管线内部敷设的是充电的电缆)穿过外壳1，外壳1的内壁上设置有隔绝机构，管道内的水能够通过隔绝机构，在隔绝机构内设置有用于容纳细沙6的第一空腔3，在充电枪管线14温度达到预定温度时，第一空腔3内的细沙6能够包裹在充电枪管线14上而阻止火焰的蔓延；隔绝机构包括圆筒状的外壳1，管道内的水从外壳1的一端流入并从外壳1的另一端流出，外壳1与充电桩之间固接，在靠近充电枪枪头的外壳1的内壁上固接有隔火部2，外壳1内的水能够从隔火部2表面流过，且充电枪管线14穿过隔火部2。上述隔绝机构的设置位置此处不加以限定，根据需要其可以设置在充电枪的枪头或者尾部电缆上，本领域技术人员基于图2所示的结构可以灵活设置在充电枪连接的管线的适当位置处，可以在枪头内部，也可以紧靠枪头，本实施例不再对充电枪的整体详细结构或安装位置做附图说明，本领域技术人员基于上述结构原理也能够充分实施。
在本充电枪制作的时候，用户将外壳1套接并固定在充电枪管线14上，然后再将喷水管道连接在外壳1的两端，且使得外壳1内装有细沙6的侧壁在靠近充电枪枪头的一侧，然后再将外壳1固定在充电桩上。通常，在充电桩使用的时候，充电枪与车辆充电接口相接的地方会发出大量的热量，在充电桩使用的时候，充电枪附近是最容易发生火灾的区域。若充电枪上发生火情，火焰会沿着充电枪管线14燃烧，即充电枪枪头处的管线(电缆)最先着火，此时喷水装置管道里会有水在流动，并经喷水装置喷出。当火焰沿着充电枪管线14燃烧至隔绝机构时，隔绝机构将阻止火焰继续沿着充电枪管线14继续燃烧。在火灾发生前，由于充电枪管线14上的温度过高，此时细沙6能够将充电枪管线14包裹住，而当火焰蔓延到此位置时，由于细沙6的存在，充电枪管线14上的火焰能够被阻止，从而保证了火焰不会越过隔绝机构而继续朝充电桩内燃烧，且此时细沙6会吸收大量的热量，若此部分热量难以及时散发，那么将会对充电枪管线14造成损坏。隔绝机构位于外壳1的内壁上但没有将外壳1完全阻挡，在喷水装置发生作用的时候，喷水装置管道内会有水分流动，而此部分水在于隔绝机构接触时，将会把细沙6内的热量带走，从而避免了大量的热量被细沙6吸收。
外壳1的使用，方便了用户将本结构与充电枪管线14进行连接。隔火部2能够阻绝火焰的继续蔓延。
在隔火部2内开设有第二空腔4且第一空腔3也位于隔火部2内，第二空腔4环绕在去充电枪管线14上，且第一空腔3与第二空腔4通过连接孔5连接，细沙6位于第一空腔3内，细沙6能够通过连接孔5并将第二空腔4充满。在温度达到预定值后，细沙6从第一空腔3内落下而将充电枪管线14包裹，此时细沙6能够有效的将火焰进行阻绝。在没有火情的时候，细沙6处于第一空腔3内，从而避免了因细沙6吸收热量而对充电枪管线14造成损坏。
在连接孔5内设置有用于封闭连接孔5的挡板7，在挡板7与充电枪管线14之间设置有导热件8，在挡板7达到预定温度时，挡板7能够融化而使细沙6穿过连接孔5。在温度没有达到预定值的时候，挡板7为固态，从而将连接孔5进行封堵，而在温度达到预定值的时候，挡板7从固态融化为液态，此时细沙6能够穿过连接孔5而进入到第二空腔4中。
第一空腔3的底面为朝下凹陷的圆弧形，圆弧形的底面能够便于细沙6进入到第二空腔4内。
外壳1分为下半壳101与上半壳102，在下半壳101上固接有竖直的插入齿10，在上半壳102上开设有插入槽11，插入齿10能够插入到插入槽11内，且在插入齿10完全进入到插入槽11内时，上半壳102与下半壳101之间固接。插入齿10与插入槽11的使用，能够保证下半壳101与上半壳102之间的密封性，配合着密封垫9的使用，能够有效地避免外壳1渗水的情况发生。
在插入齿10上设置有能够水平滑动的固定件12，在上半壳102内固接有磁块13，在插入齿10完全进入到插入槽11内时，固定件12能够被磁块13吸引而将上半壳102与下半壳101固接在一起。磁块13与固定件12的使用，能够在插入齿10插入到插入槽11一定深度后，使得固定件12由插入齿10内滑出，从而将下半壳101与上半壳102固定在一起。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (8)

1.充电桩车位防火安全系统，其特征在于：包括车位检测传感器、车辆温度红外阵列传感器、车位红外温度采集器、充电电缆温度采集器、充电功率采集器、火灾预警系统与消防联动系统以及具有防火功能的充电枪，
车位检测传感器为地磁传感器，充电桩系统集成地磁车位检测器，检测对应车位是否有车辆占用，在车位检测传感器检测对应车位有车辆占用时，则启动充电桩和车辆温度监测系统，在车位检测传感器检测对应车位没有车辆占用时，则车位检测传感器只检测充电桩温度，
车辆温度红外阵列传感器监测充电车辆充电口、引擎盖的温度，采集充电口和引擎盖的绝对温度和两者的温度差异范围，
车位红外温度采集器提供附近地面的环境参考温度，进而判断充电桩和充电车辆的温度是否发生异常，
充电电缆温度采集器采用NTC热敏电阻和附加高灵敏度采集电路，采集电缆金属导电线的温度变化，
充电功率采集器采集充电电流的异常变化，
火灾预警系统分析各部分的温度绝对值，在温度超过预设温度时，则火灾报警系统能够将此信息发送至各个手持终端上，
消防联动系统在发生火情以后启动风扇、喷水装置进行小范围的灭火处理，并将火情传递到手持终端上。
2.根据权利要求1所述充电桩车位防火安全系统，其特征在于：所述红外阵列传感器采用16×4像素数字有源热电堆阵列传感器封装，且每个像素均对应有低噪声斩波放大器和高速模数转换器。
3.一种具有防火功能的充电枪，其特征在于：包括喷水管道上设置的隔绝机构，管道内的水能够通过隔绝机构，在隔绝机构内设置有用于容纳细沙(6)的第一空腔(3)，在充电枪管线(14)温度达到预定温度时，第一空腔(3)内的细沙(6)能够包裹在充电枪管线(14)上而阻止火焰的蔓延；所述隔绝机构包括圆筒状的外壳(1)，管道内的水从外壳(1)的一端流入并从外壳(1)的另一端流出，外壳(1)与充电桩之间固接，在靠近充电枪枪头的外壳(1)的内壁上固接有隔火部(2)，外壳(1)内的水能够从隔火部(2)表面流过，且充电枪管线(14)穿过所述隔火部(2)。
4.根据权利要求3所述的一种具有防火功能的充电枪，其特征在于：在隔火部(2)内开设有第二空腔(4)且第一空腔(3)也位于隔火部(2)内，第二空腔(4)环绕在充电枪管线(14)上，且第一空腔(3)与第二空腔(4)通过连接孔(5)连接，细沙(6)位于第一空腔(3)内，细沙(6)能够通过连接孔(5)并将所述第二空腔(4)充满。
5.根据权利要求4所述的一种具有防火功能的充电枪，其特征在于：在连接孔(5)内设置有用于封闭连接孔(5)的挡板(7)，在挡板(7)与充电枪管线(14)之间设置有导热件(8)，在挡板(7)达到预定温度时，挡板(7)能够融化而使细沙(6)穿过所述连接孔(5)。
6.根据权利要求5所述的一种具有防火功能的充电枪，其特征在于：所述第一空腔(3)的底面为朝下凹陷的圆弧形。
7.根据权利要求5所述的一种具有防火功能的充电枪，其特征在于：所述外壳(1)分为下半壳(101)与上半壳(102)，在下半壳(101)上固接有竖直的插入齿(10)，在上半壳(102)上开设有插入槽(11)，插入齿(10)能够插入到所述插入槽(11)内，且在插入齿(10)完全进入到插入槽(11)内时，上半壳(102)与下半壳(101)之间固接。
8.根据权利要求7所述的一种具有防火功能的充电枪，其特征在于：在所述插入齿(10)上设置有能够水平滑动的固定件(12)，在上半壳(102)内固接有磁块(13)，在所述插入齿(10)完全进入到插入槽(11)内时，所述固定件(12)能够被磁块(13)吸引而将上半壳(102)与下半壳(101)固接在一起。
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