CN111293752B - 电池充电设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电池充电设备，包括柜体、多个设置在所述柜体内的电池充电单元和多个设置在所述柜体上用于在所述柜体的正面覆盖所述电池充电单元的箱门；所述箱门与所述电池充电单元一一对应，关闭后的箱门使得所述电池充电单元与所述柜体的外部空间隔离；每个充电单元在所述柜体内形成一个与该柜体内的空间隔离的充电空间；每个充电空间一端设置有用于供电池进出的开口，与所述开口所在一端相对的另一端设置有线缆过孔，所述电池充电单元还包括一个检测控制模块。实施本发明的电池充电设备，具有以下有益效果：其工艺简单、人工成本低。

Description

电池充电设备

技术领域

本发明涉及电池充电领域，更具体地说，涉及一种电池充电设备。

背景技术

可充电锂电池正在得到较为广泛的应用，由原先的较小的功率扩展到较大的功率。例如，在电动车或电动自行车领域。电动自行车的使用使得锂电池的应用得到较大的发展。但是，锂电池的规范充电是一个长期没有得到重视的问题。由于保有量较大，涵盖范围较广，使用者众多，不规范的充电导致故障、意外的发生的情况也较多。由于充电导致火灾等灾难的情况也时有发生。对于锂电池而言，其特别是较大功率的锂电池，其充电最好是在室外的一个隔离的环境中按照其特性进行。这样即使是由于个体的差异性出现意外，也不会影响其他设备或财产。最近也有安装在室外的集中电池充电柜，即将锂电池集中在室外一个柜体中进行充电，这样虽然也能够在一定程度上解决上述问题。但是现有的这种充电柜实际上是提供一个室外充电的环境，其采用固定式充电格口，且只用一个箱门将所有电池封闭在其中。这种方式的安装工艺复杂，不利于大批量生产安装和后期维护，且人工成本高。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述工艺复杂、人工成本高、的缺陷，提供一种工艺简单、人工成本低的电池充电设备。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种电池充电设备，包括柜体、多个设置在所述柜体内的电池充电单元和多个设置在所述柜体上用于在所述柜体的正面覆盖所述电池充电单元的箱门；所述箱门与所述电池充电单元一一对应，关闭后的箱门使得所述电池充电单元与所述柜体的外部空间隔离；每个充电单元在所述柜体内形成一个与该柜体内的空间隔离的充电空间；每个充电空间一端设置有用于供电池进出的开口，与所述开口所在一端相对的另一端设置有线缆过孔，线缆通过所述线缆过孔与柜体内设置的输入电源和通信模块连接，为所述电池充电单元提供电源和数据通信链路；所述电池充电单元还包括一个检测控制模块，所述检测控制模块用于实现对该电池充电单元内放置的电池充电并检测所述控制该电池充电单元对应的箱门的状态，在收到开门信号时打开该箱门。

更进一步地，所述电池充电单元包括壳体，所述壳体围合为一个一端具有开口的、用于放置充电电池的半封闭空间；所述壳体的开口端面上设置有安装面板，所述壳体通过所述安装面板固定在所述柜体上。

更进一步地，所述电池充电单元通过所述柜体前端插入所述柜体，并通过所述安装面板上的固定孔和所述柜体相应位置上的结构固定在所述柜体上。

更进一步地，所述电池充电单元通过所述柜体前端插入所述柜体，并通过所述安装面板上的固定孔和所述柜体相应位置上的结构固定在所述柜体上。

更进一步地，还包括电控锁，所述电控锁对应于每个电池充电单元对应的箱门，用于锁住或释放设置在所述箱门上的锁栓；所述电控锁设置在所述电池充电单元的壳体的侧面。

更进一步地，还包括温度调节单元，所述温度调节单元设置在所述柜体底部，位于所述电池充电单元的下方，依据所述柜体内的环境温度，产生冷气流或热气流，通过所述电池充电单元和柜体之间的柜体空间循环流动，使得所述柜体内空间的环境温度维持在设定范围内。

更进一步地，所述柜体包括按照自上而下的顺序隔离为三个空间，分别是放置配电设备的配电空间、电池仓设置空间和温度调节单元设置空间；所述电池仓设置空间底部设置有温度调节单元的出风口。

更进一步地，每个箱门的锁栓设置在该箱门的设定位置，围绕所述锁栓设置位置，在所述箱门内表面设置有将所述锁栓围合在中间的密封橡胶层，所述密封橡胶层在所述箱门关闭时贴合在所述电池充电单元的安装面板上。

更进一步地，所述壳体形成的半封闭空间的底面上设置有便于将电池推入或拉出该空间的滚轮。

更进一步地，所述壳体的侧壁上设置有止退模块，所述止退模块包括在电机作用下伸出或收回的止退片，所述止退片在所述电池开始充电时伸出，并在所述电池充电完成且箱门打开时收回所述壳体的侧壁。

实施本发明的电池充电设备，具有以下有益效果：由于具有柜体，可以将上述电池充电设备放置在室外安全的地方，集中对电池充电，改变现有的使用者采用家用插座充电的情况，较为安全；同时，采用一个设备上设置多个电池充电单元以及和这些电池充电单元相对应的箱门，且每个电池充电单元分别与其他电池充电单元隔离，使得一个设备能够同时供多个不相关的使用者使用，从而使得该设备能够成为多个使用者共同使用的共享设备，使得每个使用者放入或取出电池不会影响别的使用者；此外，采用了单个电池充电单元逐个插进柜体的结构，一方面使得电池充电单元与柜体和其他电池充电单元隔离，另外一方面，使得在设备制造过程中加工程序简单，便于生产。因此，其工艺简单、人工成本低。

附图说明

图1是本发明电池充电设备实施例中该设备的正面结构示意图；

图2是所述实施例中该设备箱门未打开状态的立体结构示意图；

图3是所述实施例中该设备箱门打开状态的立体结构示意图；

图4是图1中A-A向的剖视图；

图5是所述实施例中电池充电单元一个方向的立体结构示意图；

图6是所述实施例中电池充电单元另一个方向的立体结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明实施例作进一步说明。

如图1、图2、图3和图4所示，在本发明的电池充电设备实施例中，该电池充电设备包括柜体1、多个设置在所述柜体1内的电池充电单元2和多个设置在所述柜体1上用于在所述柜体1的正面覆盖所述电池充电单元2的箱门3，请参见图3；所述箱门3与所述电池充电单元2一一对应，关闭后的箱门3使得所述电池充电单元2与所述柜体1的外部空间隔离；每个电池充电单元2在所述柜体1内形成一个与该柜体1内的空间隔离的充电空间；每个充电空间的一端（即正面）设置有用于供电池9进出的开口29，与所述开口29所在一端相对的另一端设置有线缆过孔25（请参见图6），线缆通过所述线缆过孔25与柜体内设置的输入电源和通信模块连接，为所述电池充电单元2提供电源和数据通信链路；所述电池充电单元2还包括一个检测控制模块28，所述检测控制模块28用于实现对该电池充电单元2内放置的电池9充电并检测所述控制该电池充电单元2对应的箱门3的状态，在收到开门信号时打开该箱门3。

在本实施例中，所述电池充电单元2包括壳体21，所述壳体围合为一个一端具有开口29的、用于放置充电电池的半封闭空间23（请参见图5）；所述壳体21的开口端面上设置有安装面板22，所述壳体21通过所述安装面板22固定在所述柜体1上。

从整体上来看，在本实施例中，充电空间包括上述壳体21和设置在安装在上述壳体21上的部件，一个充电空间和柜体1上设置的输入电源以及柜体1的控制模块（图中未示出）具有电连接关系，和柜体1中支撑该充电空间的结构（例如，柜体1的面板等）具有机械上的连接关系，除此之外，每个充电空间和其他充电空间之间是隔开的。当一个充电空间放置到柜体1中后，其仅剩正面的开口29和柜体1外部空间连通，而当对应于该充电空间的箱门3关闭后，该充电空间形成一个完整的隔离空间，既不会和其他充电空间连通，也不会和柜体1的内部空间连通，也不会和柜体1的外部空间连通，使得放置在其中充电的电池即使出现故障，也被限制在该充电空间的范围内，因此较为安全。在本实施例中，上述柜体1的控制模块包括控制和通信功能，实现对该柜体1上的所有电池充电单元2的控制和对这些单元的通信，该模块还能够将其收集到的状态信息上传到作为上位机存在的服务器或接受来自服务器的指令，实现对该柜体上的任意一个电池充电单元的控制。在本实施例中，上述柜体1的控制模块通常以配电控制的方式存在。

从图1-图4可以看出，在本实施例中，一个柜体1中包括了多个电池充电单元2，这些电池充电单元2之间在柜体1上的不同位置按照设定的距离形成多行和多列的排列方式，这样，在柜体1内部，这些电池充电单元2相互之间并不接触，一行中的电池充电单元2之间相隔一定的距离，一列的电池充电单元2之间也相隔设定的距离。这种设置不仅使得电池充电单元2之间相互在空间上不接触，同时其间流出的距离也便于柜体1内的空气流通，有利于在上述电池充电单元2所在的空间的空气流通。这种设置需要在柜体1的正面上事先按照设定的间距留出方形通孔，该间距大于上述电池充电单元2的尺寸，以便于在宽度和高度方向上流出足够空气流通的通道，然后将装配好的电池充电单元2逐个推入并固定在柜体1上即可。这样的设置在留出空气通道的同时，也使得每个电池充电单元2之间不会相互接触。

在本实施例中，如前所述，所述电池充电单元2通过所述柜体1的前端（即柜体1的正面留出的方形通孔）插入所述柜体1，并通过所述安装面板22上的固定孔221和所述柜体1相应位置上的结构固定在所述柜体1上。为了使得上述电池充电单元2安装在柜体1中更为稳固，在本实施例中，请参见图4，上述电池充电单元2的伸入柜体1的一端的底面放置在水平横杆上。柜体1内设置有多个水平横杆（在具有多行电池充电单元2的情况下），这些水平横杆与柜体1内的两个垂直的支柱（通常是柜体1背面的两个垂直支柱）连接，并呈水平状态。当上述电池充电单元2由柜体1的正面放入柜体1时，使得上述电池充电单元2的后端（即远离上述开口29的一端）的底面放置在上述水平横杆上，使得该电池充电单元2的前后两端均能够与上述柜体1接触或连接，从而使得该电池充电单元得到平衡的支撑，分散其受力，使得该电池充电单元2与柜体的连接更加稳固，特别是在放入电池充电的情况下。在本实施例中的一些情况下，还可以在上述电池充电单元2的壳体21的后端面上设置定位结构4（请参见图6），该定位结构是一个连接在上述壳体21的后端面上，并与壳体21的底面平齐的分叉结构，同时，在上述水平横杆的相应位置设置垂直的定位柱（图中未示出），当上述电池充电单元2放入柜体1时，上述定位柱进入上述分叉结构的分叉中，使得电池充电单元2按照设定的方向被推入柜体1。在本实施例中，上述结构不仅仅能够起到导向电池充电单元2，在该电池充电单元2推入柜体1后，还能固定上时电池充电单元2的后端，使得该电池充电单元2与柜体1的连接更为稳定。

由于锂电池的充电温度受环境影响，在环境温度低于4℃高于45℃时，无法或不能对锂电池进行充电。如果环境温度超过上述范围，充电会影响电动自行车锂电池充电及电池使用寿命。因此，对于锂电池而言，保证充电时的环境温度就很有必要。正确的温度不仅使得充电更为安全，还使得锂电池的寿命更长。因此，在本实施例中，该电池充电设备还包括温度调节单元，所述温度调节单元设置在所述柜体1的底部，位于所述电池充电单元2的下方，依据所述柜体1内的环境温度，产生冷气流或热气流，通过所述电池充电单元2和柜体1之间的柜体空间循环流动，使得所述柜体1内空间的环境温度维持在设定范围内。在本实施例中，上述温度调节单元包括降温模块14和升温模块13。在柜体1内的环境温度较高时，上述降温模块14工作，产生冷气流并在上述柜体1内循环，使得柜体1内的环境温度降低；而当上述柜体1内的环境温度较低时，例如，冬天导致环境温度较低，上述升温模块13工作产生热气流并在上述柜体1内循环，提高柜体1内的环境温度。

具体来讲，在本实施例中，如图4所示，所述柜体1按照自上而下的顺序隔离为三个空间，分别是放置配电和通信控制设备的配电空间10、电池仓设置空间11和温度调节单元设置空间12；所述电池仓设置空间11的底部设置有温度调节单元的出风口。从图4中可以清楚看到，多个电池充电单元2设置在上述电池仓设置空间11中，其右侧为对应的箱门3；升温模块13设置在电池仓设置空间11的底面上，其左面是出风口，同时，降温模块14设置在上述温度调节单元设置空间12中，上述降温模块14和升温模块13均与上述出风口连接，并分别通过该出风口将冷气流或热气流导入上述电池仓设置空间11中。值得一提的是，在图4中，可以清楚看到其侧壁（后侧壁）的厚度，其中包含了隔热保温层15，可以清楚地看到，在图4中所述电池仓设置空间11的侧壁均设置有防止温度变化的隔热保温层15.所述箱门3正面同样设置有隔热保温层。这样，就使得整个电池仓设置空间11被隔热保温层15包围，使得其内部环境不与或尽量少与电池仓设置空间11的外部空间（包括配电空间10和温度调节单元设置空间12）进行热交换，从而使得上述温度调节单元能够有效地控制上述电池仓设置空间11中的温度，保证不管外部环境温度如何，都能够使得电池在设定的、规范的温度范围内充电。

在本实施例中，该电池充电设备还包括多个电控锁24，所述电控锁24对应于每个电池充电单元2对应的箱门3，用于锁住或释放设置在所述箱门3上的锁栓31；所述电控锁24设置在所述电池充电单元2的壳体21的侧面，请参见图5。在本实施例中，为了使得上述锁栓31能够进入电控锁24并被电控锁24锁住，上述壳体21和面板22上设置有相互配合的锁栓槽222，该锁栓槽222是一个水平或垂直方向的缝隙，使得锁栓31能够进入到电控锁24内，推动其中的部件旋转，从而使得电控锁24能够固定锁栓31，从而实现锁住箱门3的目的。在打开箱门3时，电控锁24中的相关部件动作，锁栓31被通过上述锁栓槽222推出，使得箱门3打开。在本实施例中，请参见图3，每个箱门3的锁栓31设置在该箱门3的设定位置，围绕所述锁栓3的设置位置，在所述箱门3的内表面设置有将所述锁栓31围合在中间的密封橡胶层32，所述密封橡胶层32在所述箱门3关闭时贴合在所述电池充电单元2的安装面板22上。这样设置的目的，一方面是通过该密封橡胶层32与面板22的接触，起到密封上述开口29的效果，防止电池9在充电时外部的水（例如，雨水）进入，另外一方面，也可以增加隔热的效果，使得半封闭空间23中的空气更难通过箱门3和外部进行热交换。值得一提的是，上述密封橡胶层32与面板22的贴合位置是包括了上述锁栓槽222的，即锁栓槽222处于上述密封橡胶层32与面板22贴合的范围内。这是因为锁栓槽222的结构较为复杂，半封闭空间23中的空气容易通过该锁栓槽222向外部流动，上述密封橡胶层32的存在，使得通过上述锁栓槽222流动的空气被限制在一个范围之内，不会向四周扩散，在一定程度上隔离或减少了半封闭空间23中的空气进行的热交换。所以，该密封橡胶层32和整个电池仓设置空间11被隔热保温层15包围以及箱门3也设置有隔热保温层等技术特征结合，能够较好地限制半封闭空间23中的空气进行的热交换，使得所有放置到上述充电设备中的电池均能在设定的温度范围内进行充电。

在本实施例中，由于电池在放入上述半封闭空间23进行充电是需要将该电池由开口29向该本封闭空间23的深度方向推动，使得其完全进入上述半封闭空间23，并触发设置在上述半封闭空间23后端的电池就位开关（图中未示出），，才能关上箱门3进行充电；同时，充电完成后也需要将电池由上述半封闭空间23中拉出。而电池本身是具有一定重量的。为了便于使用者进行上述操作，所述壳体1形成的半封闭空间23的底面上设置有便于将电池推入或拉出该空间的滚轮，请参见图5和图4，图5中，电池9下方可以看见滚轮的存在；而图4中，电池充电单元2下方的一排水平的圆形，就是上述滚轮的侧视形状。在本实施例中，上述半封闭空间23的底面设置有两条平行的、由所述开口9向所述半封闭空间23的纵深方向延伸的凹槽，在上述凹槽中分别放置由多个由滚动方向垂直于所述开口29、并使得其上物品进入或拉出所述半封闭空间23的滚轮，所述滚轮的顶部稍高与上述本封闭空间23的底面，使得电池能够接触到该滚轮的顶部。

一般来讲，在电池充电时，通常都会要求保持该电池的稳定或要求该电池不能随便移动。这是由于在充电时，如果电池移动，可能造成触电接触不良甚至脱离，这会使得充电难以进行。而在使用线缆连接的情况下，这种移动甚至可能使得充电电路短路，使得充电出现意外。为了保证在电池充电时不会移动或基本不会移动，所述壳体1的侧壁上设置有止退模块27，所述止退模块27包括在电机271作用下伸出或收回的止退片272，所述止退片272在所述电池9开始充电时伸出（请参见图5和图6），并在所述电池9充电完成且箱门3打开时收回所述壳体1的侧壁。在本实施例中，上述电机271安装在壳体21的侧壁外侧，且位于面板22后方，邻近面板22。在止退模块27的安装位置的侧壁上，设置有止退缝隙273，该止退缝隙273贯穿该侧壁。当上述电机271旋转到一个指定位置时，连接在上述电机271上的止退片272通过上述止退缝隙273旋转进入到上述半封闭空间23内，并突出于该侧壁一定距离，此时，如果正在进行充电的电池9退出上述半封闭空间23，则会受到上述止退片272的阻挡，使其不能退出。这就在一定程度上固定了正在充电的电池位置，使其能够安全地充电。当充电结束或箱门3正常打开时，上述电机271旋转到另一个指定位置，使得上述止退片272通过上述止退缝隙反向旋转，退出上述半封闭空间23，于是，阻挡上述电池9退出的结构就不存在，使得该充好电的电池9能够顺利移出上述半封闭空间23。除了上述固定的作用外，在本实施例中，由于可以定义合法打开箱门3的含义，所以，即使非使用者非法打开箱门3，例如，撬开，此时由于止退模块27,没有收到箱门3的开门信号，所以上述止退片272仍然不会旋转到半封闭空间23的外部，电池9同样不能取出。从这个意义上来讲，上述止退模块27还具有一定的防盗功能，因此，放置在上述充电设备中充电的电池能够受到箱门3和止退模块27的双重保护，其安全性较高。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (7)

1.一种电池充电设备，其特征在于，包括柜体、多个设置在所述柜体内的电池充电单元和多个设置在所述柜体上用于在所述柜体的正面覆盖所述电池充电单元的箱门；所述箱门与所述电池充电单元一一对应，关闭后的箱门使得所述电池充电单元与所述柜体的外部空间隔离；每个充电单元在所述柜体内形成一个与该柜体内的空间隔离的充电空间；每个充电空间一端设置有用于供电池进出的开口，与所述开口所在一端相对的另一端设置有线缆过孔，线缆通过所述线缆过孔与柜体内设置的输入电源和通信模块连接，为所述电池充电单元提供电源和数据通信链路；所述电池充电单元还包括一个检测控制模块，所述检测控制模块用于实现对该电池充电单元内放置的电池的充电并控制该电池充电单元对应的箱门的状态，在收到开门信号时打开该箱门；所述多个电池充电单元在所述柜体内相互不接触，在其高度和宽度方向上均留出空气通道；

所述电池充电单元包括壳体，所述壳体围合为一个一端具有开口的、用于放置充电电池的半封闭空间；所述壳体的开口端面上设置有安装面板，所述电池充电单元通过所述柜体前端插入所述柜体，并通过所述安装面板上的固定孔和所述柜体相应位置上的结构固定在所述柜体上；所述柜体内还设置有水平横杆，插入所述柜体的电池充电单元的后端的底面放置在所述水平横杆上，并使得所述水平横杆上的相应位置上设置的垂直的定位柱进入所述壳体的后端面上设置的与底面平齐的分叉的定位结构的分叉中；所述半封闭空间的后端还设置有电池就位开关，电池由所述开口向该半封闭空间的深度方向推动并完全进入上述半封闭空间时触发所述电池就位开关，然后关闭箱门并对电池充电；

所述壳体的侧壁上设置有止退模块，所述止退模块包括在电机作用下伸出或收回的止退片，所述止退片在所述电池开始充电时伸出进入所述半封闭空间，并在所述电池充电完成且箱门合法打开时收回，退出所述半封闭空间；而在非法打开箱门时，所述止退片不会旋转收回，即不退出所述半封闭空间，所述电池不能被取出，实现了防盗功能。

2.根据权利要求1所述的电池充电设备，其特征在于，还包括电控锁，所述电控锁对应于每个电池充电单元对应的箱门，用于锁住或释放设置在所述箱门上的锁栓；所述电控锁设置在所述电池充电单元的壳体的侧面。

3.根据权利要求2所述的电池充电设备，其特征在于， 还包括温度调节单元，所述温度调节单元设置在所述柜体底部，位于所述电池充电单元的下方，依据所述柜体内的环境温度，产生冷气流或热气流，通过所述电池充电单元和柜体之间的柜体空间循环流动，使得所述柜体内空间的环境温度维持在设定范围内。

4.根据权利要求3所述的电池充电设备，其特征在于，所述柜体包括按照自上而下的顺序隔离为三个空间，分别是放置配电设备的配电空间、电池仓设置空间和温度调节单元设置空间；所述电池仓设置空间底部设置有温度调节单元的出风口。

5.根据权利要求4所述的电池充电设备，其特征在于，所述电池仓设置空间的侧壁均设置有防止温度变化的隔热保温层；所述箱门正面同样设置有隔热保温层。

6.根据权利要求5所述的电池充电设备，其特征在于，每个箱门的锁栓设置在该箱门的设定位置，围绕所述锁栓设置位置，在所述箱门内表面设置有将所述锁栓围合在中间的密封橡胶层，所述密封橡胶层在所述箱门关闭时贴合在所述电池充电单元的安装面板上。

7.根据权利要求6所述的电池充电设备，其特征在于，所述壳体形成的半封闭空间的底面上设置有便于将电池推入或拉出该空间的滚轮。