CN112918303A - 一种防火型电动汽车充电桩及智慧防火型充电站 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种防火型电动汽车充电桩及智慧防火型充电站。该充电桩包括防火基座、外壳、充电主体机构、隔热机构、火灾预警机构、散热机构以及控制器。隔热机构包括防火盒、卷帘电机以及防火卷帘，火灾预警机构包括温度传感器以及火焰探测器，散热机构包括多个风扇。控制器在发生火灾时驱使卷帘电机转动以使防火卷帘伸出，在未发生火灾时驱使卷帘电机转动以使防火卷帘收缩，并判断实时温度是否超过预设温度一。在实时温度超过预设温度一，控制器驱使多个风扇转动直至实时温度低于预设温度一。本发明能够避免外界火灾烧损充电主体机构，防止火灾进一步蔓延，从而提高充电桩的防火性能，进而提高使用的安全性和寿命。

Description

一种防火型电动汽车充电桩及智慧防火型充电站

技术领域

本发明涉及充电桩技术领域的一种汽车充电桩，尤其涉及一种防火型电动汽车充电桩，还涉及一种智慧防火型充电站。

背景技术

充电桩类似于加油站里面的加油机，可以固定在地面或墙壁，安装于公共建筑(公共楼宇、商场、公共停车场等)和居民小区停车场或充电站内，可以根据不同的电压等级为各种型号的电动汽车充电。充电桩的输入端与交流电网直接连接，输出端都装有充电插头用于为电动汽车充电。由于电动汽车的快速发展，充电桩的普及愈发重要。

现有的充电桩一般固定在地面上，但是由于充电站中车辆非常多，而在充电的过程中，由于功能与相关服务的不完善，从而极易诱发一些不可避免的火灾事故。引起电动汽车火灾及充电站火灾的原因也非常多，如电池本身的安全事故；电气线路故障引起火灾；高温不见引燃可燃物；电动汽车引起的安全事故；充电设施引起的安全事故等原因。但是，现有的充电桩无法在发生火灾时及时进行自我防护，不仅导致充电桩直接烧损，而且还会作为燃烧介质而进一步扩大火灾，从而导致更大的经济损失。

发明内容

为解决现有的充电桩在发生火灾时不能自我防护的技术问题，本发明提供一种防火型电动汽车充电桩及智慧防火型充电站。

本发明采用以下技术方案实现：一种防火型电动汽车充电桩，其包括：

防火基座；

外壳，其安装在所述防火基座上，并开设有多个透气孔或多个透气窗；

充电主体机构，其位于所述外壳中，且固定在所述防火基座上，并用于为所述外壳外的电动汽车充电；

隔热机构，其包括防火盒、卷帘电机以及防火卷帘；所述防火盒安装在所述外壳中，并位于所述外壳的顶端内部；所述防火盒的底端为开口端，并朝向所述防火基座设置；所述卷帘电机安装在所述防火盒中，并用于驱使所述防火卷帘运动；所述防火卷帘的一端安装在所述防火盒中，另一端能伸出以位于所述外壳与所述充电主体机构之间；所述防火卷帘在收缩时位于所述防火盒中，以使所述外壳与所述充电主体机构之间的空间导通；所述防火卷帘在伸出时罩住所述充电主体机构，使所述外壳与所述充电主体机构之间的空间隔绝；

火灾预警机构，其包括至少一个温度传感器以及至少一个火焰探测器；所述温度传感器安装在所述外壳上，并用于检测所述外壳的实时温度；所述火焰探测器安装在所述外壳外，并用于探测所述外壳外是否发生火灾；

散热机构，其包括多个风扇；多个风扇安装在所述外壳中，并用于通过多个透气孔或多个透气窗将外壳与所述充电主体机构之间的空气排出；以及

控制器，其安装在所述外壳中，并用于在所述火焰探测器探测到所述外壳外发生火灾时，驱使所述卷帘电机转动以使所述防火卷帘伸出；所述控制器还用于在所述火焰探测器探测到所述外壳外未发生火灾时，驱使所述卷帘电机转动以使所述防火卷帘收缩，并判断所述实时温度是否超过一个预设温度一；在所述实时温度超过所述预设温度一，所述控制器驱使多个风扇转动直至所述实时温度低于所述预设温度一。

本发明通过在外壳和充电主体机构之间设置隔热机构，而控制器可以根据火灾预警机构的火焰探测器所探测的火灾信息对卷帘电机进行控制，使得在充电桩外发生火灾时防火卷帘伸出，从而在外壳与充电主体机构之间形成防火结构，这样能够避免外界火灾烧损充电主体机构，还能够防止火灾进一步蔓延，解决了现有的充电桩在发生火灾时不能自我防护的技术问题，而且火灾预警机构的温度传感器能够检测出实时温度，这样当外壳的温度较高时，控制器可以驱使风扇进行旋转以将热空气排出，起到降温的作用，进而避免充电桩内部因温度过高自燃而产生的火灾，得到了预防火灾和阻止火灾的技术效果。

作为上述方案的进一步改进，所述隔热机构还包括隔热软层；所述隔热软层安装在所述防火卷帘上，并为隔热棉结构。

作为上述方案的进一步改进，所述充电桩还包括：

水防护机构，其包括进水管、进水阀以及多个喷头；所述进水管的一端用于接收外部的供水，另一端与多个喷头连通；所述进水阀安装在所述进水管上，并用于打开或关闭所述进水管；多个喷头安装在所述防火盒上，且出水口朝向所述防火卷帘的顶部，并能够在所述防火卷帘上形成柱形水流面；其中，所述防火基座上开设有出水口，所述出水口用于排出所述柱形水流面下落的水流。

作为上述方案的进一步改进，在所述防火卷帘伸出后，所述控制器驱使所述进水阀打开多个喷头，以在所述防火卷帘的外表面形成与所述防火卷帘的外壁贴合的所述柱形水流面。

作为上述方案的进一步改进，所述隔热机构还包括隔热板；所述隔热板连接在所述防火盒与所述外壳之间。

作为上述方案的进一步改进，所述外壳的内表面和外表面均涂覆有阻燃层，所述防火基座为阻燃基座。

作为上述方案的进一步改进，所述充电桩还包括：

断电模块，所述控制器用于在所述火焰探测器探测到所述外壳外发生火灾时驱使所述断电模块停止所述充电主体机构向所述电动汽车充电。

作为上述方案的进一步改进，所述充电桩还包括：

拍摄机构，其包括至少一个摄像头；所述摄像头安装在所述外壳上，并用于拍摄所述外壳外的图像；在所述火焰探测器探测到所述外壳外发生火灾时，所述控制器驱使所述摄像头拍摄火灾区域的图像，并将拍摄图像传输至一个远程监控中心。

作为上述方案的进一步改进，所述充电桩还包括：

报警模块，所述控制器用于在所述火焰探测器探测到所述外壳外发生火灾时驱使所述报警模块发出告警声音信息，并将火灾报警信息传输至一个远程监控中心。

本发明还提供一种智慧防火型充电站，其包括多个上述任意所述的防火型电动汽车充电桩。

相较于现有的充电桩，本发明的防火型电动汽车充电桩及智慧防火型充电站具有以下有益效果：

1、该防火型电动汽车充电桩，其通过在外壳和充电主体机构之间设置隔热机构，而控制器可以根据火灾预警机构的火焰探测器所探测的火灾信息对卷帘电机进行控制，使得在充电桩外发生火灾时防火卷帘伸出，从而在外壳与充电主体机构之间形成防火结构，这样能够避免外界火灾烧损充电主体机构，还能够防止火灾进一步蔓延，解决了现有的充电桩在发生火灾时不能自我防护的技术问题，从而提高充电桩的防火性能，进而提高使用的安全性和寿命。

2、该防火型电动汽车充电桩，其火灾预警机构的温度传感器能够检测出实时温度，这样当外壳的温度较高时，控制器可以驱使风扇进行旋转以将热空气排出，起到降温的作用，进而避免充电桩内部因温度过高自燃而产生的火灾，实现预防火灾的效果，降低发生火灾的概率。

3、该防火型电动汽车充电桩，其还设置有水防护机构。水防护机构的进水管能够将外部的水送入到多个喷头中，喷头将水流喷射在防火卷帘上，并在防火卷帘上形成柱形水流面，柱形水流面能够起到降温和隔绝火源的作用，这样就可以防止外部的火灾进一步蔓延和长时间烧损防火卷帘，提高防火卷帘的耐用性，同时避免长时间的火灾加热防火卷帘而使充电主体机构因高温而损坏乃至内部自燃，进而提高充电桩的防火性能。

4、该防火型电动汽车充电桩，其还设置有断电模块。断电模块可以在发生火灾时使充电主体机构停止进行充电，这样能够避免火灾引发的短路对充电主体机构中器件的损伤，从而更好地保护充电主体机构，实现火灾断电的功能。

5、该防火型电动汽车充电桩，其还设置有拍摄机构。拍摄机构的摄像头能够拍摄出发生火灾时的火灾图像，并将拍摄图像传输至远程监控中心，这样远程监控中心就可以及时发现火灾，同时一旦火灾探测器出现误报警，远程监控中心也能够及时进行处理，从而实现安全监管。

6、该智慧防火型充电站，其有益效果与上述防火型电动汽车充电桩的有益效果相同，在这里不做赘述。

附图说明

图1为实施例1的一种防火型电动汽车充电桩的剖视结构示意图。

图2为实施例2的一种防火型电动汽车充电桩的剖视结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1

请参阅图1，本实施例提供了一种防火型电动汽车充电桩，该充电桩可以用于对电动汽车进行充电。该充电桩作为充电站的组成部分之一，其外观和尺寸都可以根据实际需要进行设置，只要能够满足实际的充电需求即可。其中，该充电桩包括防火基座1、外壳2、充电主体机构3、隔热机构、火灾预警机构、散热机构以及控制器。

防火基座1安装在地面上，其可以位于地面以上，也可以位于地面下，还可以与地面齐平。在本实施例中，防火基座1为阻燃基座，其能够防止被火灾烧损。防火基座1的形状和尺寸都可以根据实际的需求进行确定，可以采用现有的充电桩的基座，并在其基础上设置防火的阻燃结构以实现防火功能。

外壳2安装在防火基座1上，并开设有多个透气孔或多个透气窗。外壳2 可以采用现有的充电桩的壳体，其表面可以涂覆防腐材料。外壳2尺寸可以根据需求进行确定，一般采用耐火的材料制成。在本实施例中，外壳2为矩形壳或者圆筒形壳，当然，还可以采用其他形状的壳体。在本实施例中，外壳2的内表面和外表面均涂覆有阻燃层，这样外壳2可以避免燃烧，防止火灾进一步蔓延，并且更好地保护外壳2中的结构。

充电主体机构3位于外壳2中，且固定在防火基座1上，并用于为外壳2 外的电动汽车充电。充电主体机构3即为充电桩的主体部分，其能够实现对电动汽车的充电功能。充电主体机构3可以通过充电器对电动汽车进行充电，并设置有变压器等器件。充电主体机构3的电路在火灾所产生的高温条件下容易烧损，这样有可能会引起更大的火灾或者对线路或电动汽车产生影响，因此需要对其进行保护。

隔热机构包括防火盒4、卷帘电机以及防火卷帘6，还可以包括隔热软层5 和隔热板8。防火盒4安装在外壳2中，并位于外壳2的顶端内部。防火盒4 的底端为开口端，并朝向防火基座1设置。卷帘电机安装在防火盒4中，并用于驱使防火卷帘6运动。防火卷帘6的一端安装在防火盒4中，另一端能伸出以位于外壳2与充电主体机构3之间。防火卷帘6在收缩时位于防火盒4中，以使外壳2与充电主体机构3之间的空间导通。防火卷帘6在伸出时罩住充电主体机构3，使外壳2与充电主体机构3之间的空间隔绝。这样，一旦充电桩外发生火灾时，火灾所产生火焰等会被防火卷帘6挡住，避免火灾进一步蔓延，同时还可以起到隔绝高温的作用。隔热软层5可以安装在防火卷帘6上，并为隔热棉结构。隔热软层5可以配合防火卷帘6的防护作用，这样可以增强防火性能，而且还可以隔热，从而提升对充电主体机构3的保护作用。隔热板8连接在防火盒4与外壳2之间，这样能够减少外壳2将热量传递至防火盒4，对防火盒4起到防护的作用。

火灾预警机构包括温度传感器和火焰探测器，温度传感器的数量至少为一个，火焰探测器的数量也至少为一个，这两者的数量没有直接关联。温度传感器安装在外壳2上，并用于检测外壳2的实时温度。温度传感器可以采用美国 DALLAS公司生产的DS18820可组网数字温度传感，DS18B820利用单总线的特点可以轻松的组建传感器网络，与单片机的I/O接口相连接，多个DS18B20 可以并接到地址总线上与单片机实现通信。火焰探测器安装在外壳2外，并用于探测外壳2外是否发生火灾。火焰探测器可以采用现有的火焰传感器，其用于其探测区域内的火焰信息。本实施例的无线型火焰探测器用于响应火灾的光特性，即探测火焰燃烧的光照强度和火焰的闪烁频率的一种火灾探测器。而火焰探测头的工作方式类似于摄像头，是探测安装位置前方扇面范围内的火焰光特性的。在本实施例中，火焰探测头采用传感器，其能够对火焰的光信息做出反应，从而采集到相应的光信息，例如紫外光、红外光、紫外/红外混合光。火焰探测头的具体安装时，其可以采用现有的探测头的安装方式进行固定，甚至可以通过线缆与壳体脱离。当探测器为紫外探测器时，探测器可以检测火焰燃烧中产生的紫外线，即此时传感器选为紫外传感器，而紫外传感器会通过检测紫外线而产生相应的电信号。该传感器可采用一种固态物质作为敏感元件，例如碳化硅或硝酸铝，也可以使用一种充气管作为敏感元件，如盖革一弥勒管。当探测器为红外探测器时，探测器可以检测火焰燃烧中产生的红外线，即传感器为红外传感器，而红外传感器会通过检测红外线而产生相应的电信号。该红外传感器可以采用硫化铝材料作为敏感元件去检测波长在2.5-3mm的红外线，也可以采用硒化铅材料或钽酸铝材料作为敏感元件去检测波长在4.4-4.6mm的红外线。当然，在实际应用中，传感器的选型可以根据物质燃烧所产生的火焰中光线的成分进行确定，即当某种光线的占比明显比其他光线的占比大时，就可以选择相对应的传感器作为检测元件。

散热机构包括多个风扇7。多个风扇7安装在外壳2中，并用于通过多个透气孔或多个透气窗将外壳2与充电主体机构3之间的空气排出。在其他实施例中，散热机构还可以包括其他结构，如空调机等，只要能够对充电主体机构 3进行降温即可。由于充电桩的空间和造价有限，所以本实施例中通过多个风扇7的作用就可以实现降温，适合在各种地域环境中。

控制器安装在外壳2中，并用于在火焰探测器探测到外壳2外发生火灾时，驱使卷帘电机转动以使防火卷帘6伸出。控制器还用于在火焰探测器探测到外壳2外未发生火灾时，驱使卷帘电机转动以使防火卷帘6收缩，并判断实时温度是否超过一个预设温度一。在实时温度超过预设温度一，控制器驱使多个风扇7转动直至实时温度低于预设温度一。

综上所述，相较于现有的充电桩，本实施例的防火型电动汽车充电桩具有以下优点：

1、该防火型电动汽车充电桩，其通过在外壳2和充电主体机构3之间设置隔热机构，而控制器可以根据火灾预警机构的火焰探测器所探测的火灾信息对卷帘电机进行控制，使得在充电桩外发生火灾时防火卷帘6伸出，从而在外壳 2与充电主体机构3之间形成防火结构，这样能够避免外界火灾烧损充电主体机构3，还能够防止火灾进一步蔓延，解决了现有的充电桩在发生火灾时不能自我防护的技术问题，从而提高充电桩的防火性能，进而提高使用的安全性和寿命。

2、该防火型电动汽车充电桩，其火灾预警机构的温度传感器能够检测出实时温度，这样当外壳2的温度较高时，控制器可以驱使风扇7进行旋转以将热空气排出，起到降温的作用，进而避免充电桩内部因温度过高自燃而产生的火灾，实现预防火灾的效果，降低发生火灾的概率。

实施例2

请参阅图2，本实施例提供了一种防火型电动汽车充电桩，该充电桩在实施例1的基础上增加了水防护机构。其中，水防护机构包括进水管9、进水阀 10以及多个喷头11。进水管9的一端用于接收外部的供水，另一端与多个喷头 11连通。进水阀10安装在进水管9上，并用于打开或关闭进水管9。多个喷头11安装在防火盒4上，且出水口12朝向防火卷帘6的顶部，并能够在防火卷帘6上形成柱形水流面。其中，防火基座1上开设有出水口12，出水口12用于排出柱形水流面下落的水流。在防火卷帘6伸出后，控制器驱使进水阀10 打开多个喷头11，以在防火卷帘6的外表面形成与防火卷帘6的外壁贴合的柱形水流面。

这样，水防护机构的进水管9能够将外部的水送入到多个喷头11中，喷头 11将水流喷射在防火卷帘6上，并在防火卷帘6上形成柱形水流面，柱形水流面能够起到降温和隔绝火源的作用，这样就可以防止外部的火灾进一步蔓延和长时间烧损防火卷帘6，提高防火卷帘6的耐用性，同时避免长时间的火灾加热防火卷帘6而使充电主体机构3因高温而损坏乃至内部自燃，进而提高充电桩的防火性能。

实施例3

本实施例提供了一种防火型电动汽车充电桩，其在实施例1的基础上增加了断电模块。控制器用于在火焰探测器探测到外壳2外发生火灾时驱使断电模块停止充电主体机构3向电动汽车充电。断电模块可以在发生火灾时使充电主体机构3停止进行充电，这样能够避免火灾引发的短路对充电主体机构3中器件的损伤，从而更好地保护充电主体机构3，实现火灾断电的功能。

实施例4

本实施例提供了一种防火型电动汽车充电桩，其在实施例1的基础上增加了拍摄机构。拍摄机构包括摄像头，摄像头的数量至少为一个。摄像头安装在外壳2上，并用于拍摄外壳2外的图像。在火焰探测器探测到外壳2外发生火灾时，控制器驱使摄像头拍摄火灾区域的图像，并将拍摄图像传输至一个远程监控中心。由于拍摄机构的摄像头能够拍摄出发生火灾时的火灾图像，并将拍摄图像传输至远程监控中心，这样远程监控中心就可以及时发现火灾，同时一旦火灾探测器出现误报警，远程监控中心也能够及时进行处理，从而实现安全监管。

实施例5

本实施例提供了一种防火型电动汽车充电桩，该充电桩在实施例1的基础上增加了报警模块。控制器用于在火焰探测器探测到外壳2外发生火灾时驱使报警模块发出告警声音信息，并将火灾报警信息传输至一个远程监控中心。这样，位于远程的监控人员可以及时了解火灾情况，并且能够根据火灾报警信息确定发生火灾，同时位于充电桩周围的人员也可以及时了解火灾情况，从而提高火灾信息反馈的及时性，以便于对火灾进行处理。

实施例6

本实施例提供了一种智慧防火型充电站，该充电站包括多个充电桩，充电桩为实施例1-5中所提供的防火型电动汽车充电桩。该充电站能够降低火灾发生的概率，而且一旦发生火灾也可以及时阻止火灾的蔓延，从而提高对火灾的防护性能。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种防火型电动汽车充电桩，其包括：

防火基座；

外壳，其安装在所述防火基座上，并开设有多个透气孔或多个透气窗；

充电主体机构，其位于所述外壳中，且固定在所述防火基座上，并用于为所述外壳外的电动汽车充电；

其特征在于，所述充电桩还包括：

隔热机构，其包括防火盒、卷帘电机以及防火卷帘；所述防火盒安装在所述外壳中，并位于所述外壳的顶端内部；所述防火盒的底端为开口端，并朝向所述防火基座设置；所述卷帘电机安装在所述防火盒中，并用于驱使所述防火卷帘运动；所述防火卷帘的一端安装在所述防火盒中，另一端能伸出以位于所述外壳与所述充电主体机构之间；所述防火卷帘在收缩时位于所述防火盒中，以使所述外壳与所述充电主体机构之间的空间导通；所述防火卷帘在伸出时罩住所述充电主体机构，使所述外壳与所述充电主体机构之间的空间隔绝；

火灾预警机构，其包括至少一个温度传感器以及至少一个火焰探测器；所述温度传感器安装在所述外壳上，并用于检测所述外壳的实时温度；所述火焰探测器安装在所述外壳外，并用于探测所述外壳外是否发生火灾；

散热机构，其包括多个风扇；多个风扇安装在所述外壳中，并用于通过多个透气孔或多个透气窗将外壳与所述充电主体机构之间的空气排出；以及

控制器，其安装在所述外壳中，并用于在所述火焰探测器探测到所述外壳外发生火灾时，驱使所述卷帘电机转动以使所述防火卷帘伸出；所述控制器还用于在所述火焰探测器探测到所述外壳外未发生火灾时，驱使所述卷帘电机转动以使所述防火卷帘收缩，并判断所述实时温度是否超过一个预设温度一；在所述实时温度超过所述预设温度一，所述控制器驱使多个风扇转动直至所述实时温度低于所述预设温度一。

2.如权利要求1所述的防火型电动汽车充电桩，其特征在于，所述隔热机构还包括隔热软层；所述隔热软层安装在所述防火卷帘上，并为隔热棉结构。

3.如权利要求1所述的防火型电动汽车充电桩，其特征在于，所述充电桩还包括：

水防护机构，其包括进水管、进水阀以及多个喷头；所述进水管的一端用于接收外部的供水，另一端与多个喷头连通；所述进水阀安装在所述进水管上，并用于打开或关闭所述进水管；多个喷头安装在所述防火盒上，且出水口朝向所述防火卷帘的顶部，并能够在所述防火卷帘上形成柱形水流面；其中，所述防火基座上开设有出水口，所述出水口用于排出所述柱形水流面下落的水流。

4.如权利要求3所述的防火型电动汽车充电桩，其特征在于，在所述防火卷帘伸出后，所述控制器驱使所述进水阀打开多个喷头，以在所述防火卷帘的外表面形成与所述防火卷帘的外壁贴合的所述柱形水流面。

5.如权利要求1所述的防火型电动汽车充电桩，其特征在于，所述隔热机构还包括隔热板；所述隔热板连接在所述防火盒与所述外壳之间。

6.如权利要求1所述的防火型电动汽车充电桩，其特征在于，所述外壳的内表面和外表面均涂覆有阻燃层，所述防火基座为阻燃基座。

7.如权利要求1所述的防火型电动汽车充电桩，其特征在于，所述充电桩还包括：

断电模块，所述控制器用于在所述火焰探测器探测到所述外壳外发生火灾时驱使所述断电模块停止所述充电主体机构向所述电动汽车充电。

8.如权利要求1所述的防火型电动汽车充电桩，其特征在于，所述充电桩还包括：

拍摄机构，其包括至少一个摄像头；所述摄像头安装在所述外壳上，并用于拍摄所述外壳外的图像；在所述火焰探测器探测到所述外壳外发生火灾时，所述控制器驱使所述摄像头拍摄火灾区域的图像，并将拍摄图像传输至一个远程监控中心。

9.如权利要求1所述的防火型电动汽车充电桩，其特征在于，所述充电桩还包括：

报警模块，所述控制器用于在所述火焰探测器探测到所述外壳外发生火灾时驱使所述报警模块发出告警声音信息，并将火灾报警信息传输至一个远程监控中心。

10.一种智慧防火型充电站，其特征在于，其包括多个如权利要求1-9中任意一项所述的防火型电动汽车充电桩。

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