CN113707987B - 一种用于车辆电池的消防箱、电池仓机构及换电系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于车辆电池的消防箱，包括阻燃箱，阻燃箱包括第二箱体以及第一箱体；第二箱体以及第一箱体通过可动的挡板隔离；第二箱体内用于存放有阻燃物质；第一箱体用于投放车辆电池；第一箱体内设置有用于限制挡板活动的限制部件。本发明还涉及电池仓机构及换电系统。通过向第一箱体内投入车辆电池，电池触动限制部件，使得限制部件带动挡板，进而第二箱体内的阻燃物质下落覆盖第一箱体内的电池,使得燃烧的电池被阻燃物质覆盖隔绝氧气，同时阻燃物质吸收电池表面的热量以达到灭火的作用，避免了电池自燃引起的火灾事故。
Description
技术领域
本发明涉及电动汽车换电技术领域，具体涉及一种用于车辆电池的消防箱、电池仓机构及换电系统。
背景技术
纯电动汽车发展越来越迅速，阻碍纯电动汽车发展的瓶颈之一是动力电池的充电难题；传统的方式是采用充电桩快速充电，但此方式具有诸多缺点：效率不及加油快速、降低电池使用寿命、电池维护的成本高。为了解决效率问题，现有解决方式是采用换电方式，直接更换电动车上的电池，采用从换电站更换满电电池，并把亏电电池换下后在换电站充电，这提高了电动汽车的续航效率，采用换电方式最重要的是提高效率，减少了充电所需的等待时间，由于换电需要拆装车辆，一般需要在换电站中完成，而在换电站中存放有大量的电池组以方便进行换装，但是，电池本身存在安全隐患(热失控)，如不能及时处理，电池燃烧散发出有毒气体污染环境同时对人体造成损伤，而在换电站中引起火灾，大量的电池则造成的后果更加严重，需要一种方便将处于异常的电池(趋于燃烧或已自燃)隔离并灭火的装置。
发明内容
针对现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供。
本发明的技术方案概述如下：
一方面，提供一种用于车辆电池的消防箱，包括阻燃箱，所述阻燃箱包括第一箱体、第二箱体以及用于隔离所述第一箱体、第二箱体的可动挡板；
所述第二箱体内存放有阻燃物质；
所述第一箱体用于投放车辆电池；
通过向所述第一箱体内投入车辆电池，电池带动所述挡板，进而所述第二箱体内的阻燃物质进入所述第一箱体内覆盖电池。
优选地，所述第二箱体设置在所述第一箱体的上方，使得所述阻燃物质受重力作用下落进而覆盖电池。
优选地，所述第一箱体内配置有用于限制所述挡板运动的限制部件，通过所述电池触发所述限制部件，以使得所述挡板运动。
优选地，所述限制部件包括开关组件，所述开关组件的锁定端用于限制所述挡板运动；
电池投入所述第一箱体内，电池触发所述开关组件，使得所述开关组件的锁定端响应而与所述挡板解锁。
优选地，所述开关组件包括支撑固定模组、触发模组，所述支撑固定模组支撑所述挡板；
所述支撑固定模组与所述触发模组通过牵引部连接，所述电池推动所述触发模组转动，所述支撑固定模组受所述牵引部牵引，随所述触发模组转动，使得所述支撑固定模组与所述挡板脱离连接。
优选地，所述开关组件还包括支点座，所述支撑固定模组以所述支点座为旋转中心转动，所述支点座安装在所述第一箱体上。
优选地，所述挡板包括第一挡板以及第二挡板，通过所述第一挡板以及第二挡板搭接并受所述开关组件限定从而形成隔离第二箱体以及第一箱体的隔层。
优选地，所述开关组件内包括不少于两所述支撑固定模组，所述触发模组通过所述牵引部牵引所述支撑固定模组转动；
所述挡板的数量对应所述支撑固定模组。
优选地，所述开关组件的数量为两个，两所述触发模组间通过阻挡横梁连接，使得所述阻挡横梁横向设置在电池的移动路径上。
优选地，所述阻燃箱还包括传输滚筒，通过所述传输滚筒将电池移动至所述第一箱体内。
优选地，所述第一箱体对应所述传输滚筒一端的侧面上开设有方便电池进入的开口；
所述第一箱体对应开口的另一侧上安装有后门板，所述后门板与所述第一箱体转动连接，所述后门板与所述第一箱体形成箱门结构。
优选地,所述第一箱体内还配置有限位部，通过所述限位部限制电池位置。
优选地,所述第二挡板扣接在所述第一挡板的上表面。
优选地，所述支撑固定模组上设置有复位部，所述复位部连接在固定基面上，使得在所述支撑固定模组上撤销牵引力，在所述复位部的作用力下所述支撑固定模组复位。
优选地,所述阻燃物质为沙、硅胶颗粒、泡沫灭火剂、水泥、湿棉中的任意一种或多种。
另一方面，本发明提供一种电池仓机构，其特征在于,包括如前述的消防箱，其用于承放处于异常状态的电池
优选地，所述阻燃箱与所述电池仓机构分离设置。
另一方面，本发明提供一种换电系统，用于更换车辆电池，包括如前述的电池仓机构；
电池移载机构，用于将所述电池仓内处于异常状态的电池移动至所述阻燃箱内。
优选地，其特征在于,所述电池移载机构包括码垛机。
优选地,所述电池移载机构包括有轨穿梭小车。
相比现有技术，本发明的有益效果在于：
本发明提供一种用于车辆电池的消防箱、电池仓机构及换电系统，通过向第一箱体内投入车辆电池，电池触动限制部件，使得限制部件带动挡板，进而第二箱体内的阻燃物质下落覆盖第一箱体内的电池,使得燃烧的电池被阻燃物质覆盖隔绝氧气，同时阻燃物质吸收电池表面的热量以达到灭火的作用，避免了电池自燃引起的火灾事故；利用沙子作为阻燃物质，便于进行回收再利用，方便降低成本；通过电池移载机构将电池投送至消防箱内，提高了自动化水平，节约人力成本，同时保证了较快的响应速度，遏制了火势的迅速扩大；通过机械结构控制，在电池运动到位后便同步触发漏沙动作，因其本身没有任何的电气元件和线路，所以可以减少了电器元件户外老化，移动时拆线等工作，工作可靠方便。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。本发明的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明在一实施例中阻燃箱的立体结构示意图一；
图2为本发明在一实施例中阻燃箱的立体结构示意图二；
图3为本发明在一实施例中阻燃箱的部分结构示意图；
图4为图3的局部放大示意；
图5为本发明在一优选实施例中开关组件的立体结构示意图；
图6为本发明在一实施例中开关组件的立体结构示意图；
图7为本发明在一实施例中触发模组的立体结构示意图；
图8为本发明在一实施例中支撑固定模组的立体结构示意图；
图9为本发明在一实施例中阻燃箱的后视图；
图10a为本发明在一实施例中阻燃箱工作位简图一；
图10b为本发明在一实施例中阻燃箱工作位简图二。
附图标记说明：
500、阻燃箱；
510、第一箱体；511、第一挡板；512、第二挡板；513、后门板；514、限位部；
520、第二箱体；521、储沙盒；
530、传输滚筒；
540、开关组件；541、支撑固定模组；5411、转动杆；5412、支撑端；5413、施力端；542、触发模组；5421、摆臂；5422、支点端；5423、连接扣；5424、连接端；543、支点座；544、固定块；545、牵引部；546、阻挡横梁；5461、挡块；547、复位部。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，本发明的前述和其它目的、特征、方面和优点将变得更加明显，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。在附图中，为清晰起见，可对形状和尺寸进行放大，并将在所有图中使用相同的附图标记来指示相同或相似的部件。在下列描述中，诸如中心、厚度、高度、长度、前部、背部、后部、左边、右边、顶部、底部、上部、下部等用词为基于附图所示的方位或位置关系。特别地，“高度”相当于从顶部到底部的尺寸，“宽度”相当于从左边到右边的尺寸，“深度”相当于从前到后的尺寸。这些相对术语是为了说明方便起见并且通常并不旨在需要具体取向。涉及附接、联接等的术语(例如，“连接”和“附接”)是指这些结构通过中间结构彼此直接或间接固定或附接的关系、以及可动或刚性附接或关系，除非以其他方式明确地说明。
接下来，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。
本发明提供一种换电系统，用于更换车辆电池，包括电池仓、消防箱、电池移载机构，其中，电池仓用于储存电池和/或对电池充电，由于在充电不当会造成电池处于异常状态情况下，更有甚者会产生自燃，为消除隐患，通过消防箱放置处于异常状态下的电池，以避免电池出现自燃并影响电池仓内的其他正常电池；而电池移载机构用于实现电池在换电系统中的移动，方便将电池仓内处于异常状态下的电池转移至消防箱内；
进一步地，为了方便快速响应，以减小损失，将消防箱设置在靠近电池仓的位置处。
如图1、2所示，在一具体实施例中，消防箱包括阻燃箱500，阻燃箱500包括第二箱体520以及第一箱体510；第二箱体520以及第一箱体510通过可动的挡板实现隔离；
进一步地，第二箱体520内用于存放有阻燃物质，通过挡板阻挡第二箱体520内的阻燃物质；
第一箱体510用于投放车辆电池；第一箱体510内设置有用于限制挡板活动的限制部件；通过向第一箱体510内投入车辆电池，电池触动限制部件，使得限制部件带动挡板，进而第二箱体520内的阻燃物质进入第一箱体510内进而覆盖其内的电池。
在一优选实施例中，第二箱体520与第一箱体510依次由上往下设置，通过阻燃物质的重力下落从而快速的覆盖下部的电池，以保证迅速隔绝氧气，避免进一步燃烧。
具体地，阻燃物质的种类包括常见的有机阻燃剂或无机阻燃物；阻燃物质包括沙、硅胶颗粒、泡沫灭火剂、水泥、湿棉；其中，有机阻燃剂的灭火原理包括通过在高温条件下，阻燃剂发生了强烈的吸热反应，吸收燃烧放出的部分热量，降低可燃物表面的温度，有效地抑制可燃性气体的生成，阻止燃烧的蔓延，充分发挥其结合水蒸汽时大量吸热的特性，提高其自身的阻燃能力，又或阻燃剂在高温下能形成玻璃状或稳定泡沫覆盖层，隔绝氧气，具有隔热、隔氧、阻止可燃气体向外逸出的作用，从而达到阻燃目的。
而无机阻燃物灭火原理包括通过覆盖在电池表面，隔绝电池与空气的接触从而隔绝电池的燃烧的条件，使得电池无法正常燃烧，进而灭火。
在一优选实施例中，阻燃物质包括沙，第二箱体520包括储沙盒521，通过挡板与储沙盒521储存沙的空间，利用沙进行灭火，便于回收重复利用，同时沙的价格较便宜，有利于减低成本。
如图5、6所示，进一步地，限制部件包括开关组件540，开关组件540包括锁定端以及用于解锁锁定端的感应端，通过开关组件540的锁定端限制挡板运动，开关组件540的感应端设置在第一箱体510内；而当电池投入第一箱体510内时，电池触发开关组件540的感应端，使得开关组件540的锁定端实现解锁，从而与挡板解除限制关系，此时挡板受承放在上部阻燃物质的重力影响，挡板翻转，上部的阻燃物质下落覆盖电池，相较于其他的灭火方式，上述的方案开关组件540触发灵敏，方便在短时间内实现阻燃物质对电池的覆盖，从而减低了电池燃烧造成的损失。
更近一步地，开关组件540包括支撑固定模组541、触发模组542，通过支撑固定模组541支撑挡板，限制挡板受上部的阻燃物质重力翻转，从而使得支撑固定模组541与挡板在无外力状态下形成一稳定的结构；
同时，支撑固定模组541与触发模组542通过牵引部545连接，电池推动触发模组542转动，支撑固定模组541受牵引部545牵引，随触发模组542转动，使得支撑固定模组541与挡板脱离连接。
如图8所示，在一优选实施例中，支撑固定模组541包括转动杆5411，转动杆5411包括用于支撑挡板的支撑端5412以及连接牵引部545的施力端5413；通过支撑端5412上设置有滚轮，使得支撑固定模组541转动时，支撑端5412快速与挡板脱离连接。
开关组件540还包括支点座543，支撑固定模组541以支点座543为旋转中心转动，支点座543安装在第一箱体510上，转动杆5411安装在支点座543。
如图7所示，触发模组542包括摆臂5421，摆臂5421包括支点端5422，支点端5422安装在第一箱体510上，使得摆臂5421可绕支点端5422为转动中心转动，摆臂5421对应转动杆5411上施力端5413的位置处设置有连接扣5423，通过连接扣5423连接牵引部545，从而使得开关组件540形成一整体结构；
摆臂5421还包括有与电池接触的接触部，通过电池与接触部接触，并随着电池的移动，摆臂5421转动，从而带动转动杆5411转动。
该消防箱采用机械结构控制，在电池运动到位后便同步触发漏沙动作，动作响应速度快。由此可快速避免高温或者火苗对箱体的烘烤，以及火势的迅速扩大。
同时，由于换电系统为户外设备，在灭火后需要进行推动和搬运等动作，因其本身没有任何的电气元件和线路，通过机械结构触发阻燃物质下落灭火的方案，减少了电器元件户外老化，移动时拆线等工作，使用更加可靠方便。
如图10a、b所示，在一优选实施例中，挡板包括第一挡板511以及第二挡板512，通过第一挡板511以及第二挡板512搭接并受开关组件540限定从而形成隔离第二箱体520以及第一箱体510的隔层，通过第一挡板511与第二挡板512相对方向翻转，从而使得增大了第一挡板511与第二挡板512间隙，从而使得上部阻燃物质快速且大量的下落，以便于快速的覆盖电池，快速遏制火势扩大。
如图5所示，进一步地，开关组件540内包括两支撑固定模组541，挡板的数量对应支撑固定模组541，触发模组542通过牵引部545牵引两支撑固定模组541转动，使得上部阻燃物质方便从两个挡板翻转形成的间隙中下落，从而提高了阻燃物质下落的效率，迅速遏制火势。
开关组件540的数量为两个，两触发模组542间通过阻挡横梁546连接，使得阻挡横梁546横向设置在电池的移动路径上，挡板通过两侧支撑固定模组541支撑，使得支撑更加稳定；具体地，摆臂5421上相对应于支点端5422的另一端为连接端5424，连接端5424上设置有用于连接阻挡横梁546的连接块，从而使得触发模组542同步工作，其中，连接扣5423设置在摆臂5421的连接端5424与支点端5422之间位置处。
进一步的，阻挡横梁546上安装有挡块5461，通过挡块5461与电池接触，从而电池推动阻挡横梁546，使得两侧的触发模组542同步转动，方便实现开关组件540同步运动。
阻燃箱500还包括传输滚筒530，通过传输滚筒530将电池移动至第一箱体510内。
如图2-4所示，在一优选实施例中，传输滚筒530水平设置，外部移载设备将电池推入阻燃箱500内，电池流转到无动力传输滚筒530上，依靠其自身的惯性继续向内流转，撞击挡块5461，从而带动触发模组542转动，使得支撑固定模组541与挡板脱离连接，挡板无支撑力时会因受上面沙子的重力而向下翻转，实现沙子覆盖灭火的功能。
进一步的，第一箱体510对应传输滚筒530一端的侧面上开设有方便电池进入的开口；第一箱体510对应开口的另一侧上安装有后门板513，后门板513与第一箱体510转动连接，后门板513与第一箱体510形成箱门结构。
在一具体的实施例中，通过后门板513将第一箱体510内的沙子清理处理，用于回收利用。
进一步地，第一箱体510内还配置有限位部514，电池流转到无动力传输滚筒530上，依靠其自身的惯性继续向内流转，撞击挡块5461，电池带动阻挡横梁546移动一段距离，当电池与限位部514接触时，通过限位部514限制电池运动，从而将电池限定在阻燃物质下落可覆盖的位置处。
第二挡板512扣接在第一挡板511的上表面，从而使得第二挡板512与第一挡板511间存在有连接力，避免了第二挡板512与第一挡板511连接过程中沙子从第二挡板512与第一挡板511间漏出，具体地，在第二挡板512搭接在第一挡板511上，支撑端5412支撑第一挡板511进而形成稳定结构。
如图8所示，在一优选实施例中，支撑固定模组541上设置有复位部547，复位部547连接在固定基面上，使得在支撑固定模组541上撤销牵引力，在复位部547的作用力下支撑固定模组541复位，牵引部545为牵引绳，复位部547为弹簧，开关组件540还包括固定块544，弹簧连接在固定块544与摆臂5421间。
电池移载机构，通过电池移载机构方便在换电系统内移动，保证了电池的移动，同时，电池移载机构至少包括水平移动机构、竖直移动机构以及获取机构，方便在不同位置处获取电池，从而提高了该电池移载机构的自动化水平。
在一优选实施例中，电池移载机构包括堆垛机，堆垛机包括水平移动机构、竖直移动机构和码垛箱，水平移动机构带动码垛箱水平方向移动，竖直移动机构带动码垛箱竖直方向移动；码垛箱包括货叉组件，货叉组件包括能够伸展或收缩的取货臂；取货臂可呈接电池并交于消防箱中。常用的堆垛机结构，水平和竖直方向可移动，然后用可伸缩的取货臂获取电池并移动。
在另一优选实施例中，电池移载机构包括有轨穿梭小车，换电平台内设置供轨穿梭小车通行的轨道，使得有轨穿梭小车便于在电池仓与暂存支架间穿梭，同时有轨穿梭小车上还设置有竖直移动机构和捡取机构，方便捡取电池放入消防箱中。
同时，本发明提供的换电系统，还应具有控制装置、供电装置，相应动作机构都应具有相应的动力机构等，同时具有总装箱体等，相应的也具有换电运输系统所具有的有益效果，不再赘述。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节。
Claims (11)
1.一种用于车辆电池的消防箱，包括阻燃箱(500)，其特征在于，所述阻燃箱(500)包括第一箱体(510)、第二箱体(520)以及用于隔离所述第一箱体(510)、第二箱体(520)的可动挡板；
所述第二箱体(520)内存放有阻燃物质；
所述第一箱体(510)用于投放车辆电池；
通过向所述第一箱体(510)内投入车辆电池，电池带动所述挡板，进而所述第二箱体(520)内的阻燃物质进入所述第一箱体(510)内覆盖电池；
所述第二箱体(520)设置在所述第一箱体(510)的上方，使得所述阻燃物质受重力作用下落进而覆盖电池；
所述第一箱体(510)内配置有用于限制所述挡板运动的限制部件，通过电池触发所述限制部件，以使得所述挡板运动；
所述限制部件包括开关组件(540)，所述开关组件(540)的锁定端用于限制所述挡板运动；
电池投入所述第一箱体(510)内，电池触发所述开关组件(540)，使得所述开关组件(540)的锁定端响应而与所述挡板解锁；
所述挡板包括第一挡板(511)以及第二挡板(512)，通过所述第一挡板(511)以及第二挡板(512)搭接并受所述开关组件(540)限定从而形成隔离第二箱体(520)以及第一箱体(510)的隔层；
所述开关组件(540)包括支撑固定模组(541)、触发模组(542)，所述支撑固定模组(541)支撑所述挡板；
所述支撑固定模组(541)与所述触发模组(542)通过牵引部(545)连接，所述电池推动所述触发模组(542)转动，所述支撑固定模组(541)受所述牵引部(545)牵引，随所述触发模组(542)转动，使得所述支撑固定模组(541)与所述挡板脱离连接；
所述开关组件(540)还包括支点座(543)，所述支撑固定模组(541)以所述支点座(543)为旋转中心转动，所述支点座(543)安装在所述第一箱体(510)上；
所述开关组件(540)内包括不少于两所述支撑固定模组(541)，所述触发模组(542)通过所述牵引部(545)牵引所述支撑固定模组(541)转动；
所述挡板的数量对应所述支撑固定模组(541)；
所述第二挡板(512)扣接在所述第一挡板(511)的上表面；
所述支撑固定模组(541)上设置有复位部(547)，所述复位部(547)连接在固定基面上，使得在所述支撑固定模组(541)上撤销牵引力，在所述复位部(547)的作用力下所述支撑固定模组(541)复位。
2.如权利要求1所述的一种用于车辆电池的消防箱，其特征在于，所述开关组件(540)的数量为两个，两所述触发模组(542)间通过阻挡横梁(546)连接，使得所述阻挡横梁(546)横向设置在电池的移动路径上。
3.如权利要求1或2所述的一种用于车辆电池的消防箱，其特征在于，所述阻燃箱(500)还包括传输滚筒(530)，通过所述传输滚筒(530)将电池移动至所述第一箱体(510)内。
4.如权利要求3所述的一种用于车辆电池的消防箱，其特征在于，所述第一箱体(510)对应所述传输滚筒(530)一端的侧面上开设有方便电池进入的开口；
所述第一箱体(510)对应开口的另一侧上安装有后门板(513)，所述后门板(513)与所述第一箱体(510)转动连接，所述后门板(513)与所述第一箱体(510)形成箱门结构。
5.如权利要求1或2所述的一种用于车辆电池的消防箱，其特征在于,所述第一箱体(510)内还配置有限位部(514)，通过所述限位部(514)限制电池位置。
6.如权利要求1所述的一种用于车辆电池的消防箱，其特征在于,所述阻燃物质为沙、硅胶颗粒、泡沫灭火剂、水泥、湿棉中的任意一种或多种。
7.一种电池仓机构，其特征在于,包括如权利要求1-6中任一项所述的消防箱，其用于承放处于异常状态的电池。
8.如权利要求7所述的电池仓机构，其特征在于,所述阻燃箱(500)与所述电池仓机构分离设置。
9.一种换电系统，用于更换车辆电池，其特征在于,包括如权利要求7或8中所述的电池仓机构；
电池移载机构，用于将所述电池仓机构中处于异常状态的电池移动至所述阻燃箱(500)内。
10.如权利要求9所述的换电系统，其特征在于,所述电池移载机构包括码垛机。
11.如权利要求10所述的换电系统，其特征在于,所述电池移载机构包括有轨穿梭小车。
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