CN114681844B

CN114681844B - 智能充换电柜的消防系统及消防控制方法

Info

Publication number: CN114681844B
Application number: CN202210414237.9A
Authority: CN
Inventors: 宋殿权; 田庆锋; 马立双; 尚晨旭; 李青
Original assignee: Harbin Guangyu Electronics Co ltd
Current assignee: Harbin Guangyu Electronics Co ltd
Priority date: 2022-04-19
Filing date: 2022-04-19
Publication date: 2023-08-01
Anticipated expiration: 2042-04-19
Also published as: CN114681844A

Abstract

智能充换电柜的消防系统及消防控制方法，涉及电动自行车的换电领域，为了解决如何快速向智能充换电柜内灭火问题。主管路一端接入水箱，主管路另一端依次穿过n个隔断柜，每个隔断柜内的主管路上接入1个分管路，每个分管路的出口接入电池仓上开设的小孔中，主管路上设有一号水流开关，每个分管路上设置1个二号水流开关；消防模块依靠蓄电池提供的电源进行工作，接收n个或2n个仓温度探头的温度，当任何一个温度达到预设温度时，控制一号水流开关和对应的二号水流开关工作，通过喷头向对应电池仓内喷水，同时控制脱扣机构将充换电柜内为锂电池供电的供电系统断开。它用于对充换电柜中进行灭火。

Description

智能充换电柜的消防系统及消防控制方法

技术领域

本发明涉及电动自行车的换电领域，尤其涉及一种基于智能充换电柜的消防系统。

背景技术

现在所采用的电动自行车的智能充换电柜，主要给电动自行车的电池进行充电工作。但目前市场的电池多采用锂电池。而近些年锂电池充电起火事故屡屡发生。给人身安全和财产安全带来了极大的隐患。为了减少起火后所引发的事故的损失。提高设备的消防安全性的问题亟需解决。

发明内容

本发明的目的是为了解决如何快速向智能充换电柜内灭火问题，提出了智能充换电柜的消防系统及消防控制方法。

智能充换电柜的消防系统，所述系统包括电气控制系统和水路结构，

充换电柜的内部设置有n个隔断柜，每个隔断柜内设置1个电池仓6，每个电池仓6内放置1个锂电池，n为大于等于0的正整数；

电气控制系统包括n个仓温度探头16或2n个仓温度探头16、n个二号水流开关、脱扣机构8、消防模块12、蓄电池14和一号水流开关；

水路结构包括水箱1、分管路和主管路5；

电气控制系统和水路结构均设置在充换电柜内，水箱1位于n个隔断柜的下方或者上方，每个电池仓6内均设置1个仓温度探头16或2个仓温度探头16；

主管路5一端口接入水箱1中，主管路5另一端口依次穿过n个隔断柜，且每个隔断柜内的主管路5上接入1个分管路，每个分管路的入口与主管路5连通，每个分管路的出口接入电池仓6上开设的小孔中，主管路5的入口处设置有一号水流开关，每个分管路上设置1个二号水流开关；

消防模块12，用于依靠蓄电池14提供的电源进行工作，使得能够接收n个仓温度探头16或2n个仓温度探头16的温度，当任何一个所述温度达到预设温度时，控制一号水流开关和对应的二号水流开关工作，通过喷头4向对应电池仓6内喷水，同时控制脱扣机构8将充换电柜内为锂电池供电的供电系统断开，当喷水时间达到预设时间后或水箱1中水全部喷完后，控制一号水流开关和对应二号水流开关停止工作。

优选地，所述系统还包括电源模块10，

电源模块10，同时连接供电系统和消防模块12，用于将供电系统输出的交流电转换成直流电给消防板12供电和给蓄电池14充电。

优选地，所述系统还包括限流板11和维护开关13，

限流板11，连接电源模块10和消防模块12，用于将电源模块10输出的直流电进行限流，得到的限流电源给消防模块12；

维护开关13，连接消防模块12和蓄电池14，用于由消防模块12控制开启，将消防模块12输出的限流电源给蓄电池14。

本发明的有益效果是：

本申请是为了解决智能充换电柜的消防安全问题，在智能充换电柜上增加此消防系统，解决了锂电池起火后，及时的将火源扑灭，降低锂电池温度，避免二次危害。

在智能充换电柜上安装水路系统和电气控制系统。每个电池仓中放置了锂电池，该锂电池是用于拿出来放在电动自行车上，供电动自行车使用的，当电池仓中的锂电池起火，通过仓温度探头检测仓内温度，当温度达到预设温度时，消防板控制脱扣机构脱扣，断开充换电柜内为锂电池供电的供电系统(断开供电系统中的交流开关)，使充换电柜供电断开，切掉供电系统向锂电池供电，防止二次火灾的发生。此时由蓄电池为消防板供电，使消防板控制一号水流开关和二号水流开关向电池仓内进行灭火。

本申请结构简单，处理流程简单，有效的降低了电池火灾所引发的安全问题和安全事故，维护了财产和人生命的安全，希望能在整个电动自行车行业得到广泛的推广，从而避免重大事故的发生。

附图说明

图1为智能充换电柜的消防系统的后视图；

图2为智能充换电柜的消防系统的侧视图；

图3为电气控制系统的原理示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。

具体实施方式一：结合图1至图3说明本实施方式，本实施方式所述的智能充换电柜的消防系统，所述系统包括电气控制系统和水路结构，

水路结构包括水箱1、分管路和主管路5；

本实施方式中，每个电池仓中可以放置1个仓温度探头或者放置2个仓温度探头，放置2个仓温度探头起到冗余的作用，以防放置1个仓温度探头时，该仓温度探头坏掉或者采集的数据不准确。

水箱用于盛装消防用水。水泵通过水泵控制线圈控制水泵的工作状态。当水泵控制线圈通电时，水泵启动，断电时，水泵停止工作。

仓喷水电磁阀通过其上的仓喷水电磁阀控制线圈控制其开启和关闭。开启后水可以流过阀；关闭后，水无法通过电磁阀。

主管路可以由多段管连接而成，多段管可以是金属硬管，金属软管，塑料软管，PPR热熔管等。

在仓喷水电磁阀开启并且水泵启动后，水从水箱中抽出，通过主管路、从管路、水泵、仓喷水电磁阀、喷头，将水喷射到电池仓中。持续的水流对电池仓中的起火电池进行降温，从而达到灭火的作用。

本申请中，如图3所示现有充换电柜内为锂电池供电的供电系统包括充换电柜供电单元7、交流开关8和整流模块，现有的充换电柜供电单元7连接交流开关8，充换电柜供电单元7用于通过交流开关8和整流模块向锂电池提供交流电。同时充换电柜供电单元7通过电源模块和限流板为消防模块和蓄电池供电，当供电系统被切断后，有蓄电池内存储的电量为消防模块供电，维持消防模块工作。

具体实施方式二：本实施方式是对具体实施方式一所述的智能充换电柜的消防系统进一步限定，在本实施方式中，一号水流开关包括水泵2和水泵控制线圈17，每个二号水流开关均包括仓喷水电磁阀控制线圈18和仓喷水电磁阀3，

水泵控制线圈17设置在水泵2内，每个仓喷水电磁阀3内设置1个仓喷水电磁阀控制线圈18；

消防模块12，用于控制水泵控制线圈17和仓喷水电磁阀控制线圈18工作，从而使水泵2和仓喷水电磁阀3打开。

具体实施方式三：本实施方式是对具体实施方式一所述的智能充换电柜的消防系统进一步限定，在本实施方式中，所述系统还包括电源模块10，

本实施方式中，智能充换电柜包含一个烟雾探测器，安装到柜内。也可以是多个，安装到每个电池仓内。

充换电柜供电单元7同时为锂电池、消防模块和蓄电池供电，当切断空气开关后，由于充换电柜供电单元7不能在为消防模块供电了，此时由蓄电池为消防模块供电，让消防模块能够控制一号水流开关和二号水流开关工作。

具体实施方式四：本实施方式是对具体实施方式三所述的智能充换电柜的消防系统进一步限定，在本实施方式中，消防模块12，还用于控制对蓄电池14的充电时间。

具体实施方式五：本实施方式是对具体实施方式三所述的智能充换电柜的消防系统进一步限定，在本实施方式中，所述系统还包括限流板11和维护开关13，

本实施方式中，消防板由蓄电池供电，其中通过维护开关连接。在设备运输中或没有工作时，断开维护开关。在设备工作后，接通维护开关，可以使蓄电池对消防板供电。

电源模块将交流电转换成直流，通过限流板，通过消防板内部继电器对蓄电池进行充电。其中限流板可以单独使用，也可以集成到电源模块中，或者集成到消防板中。

限流板的作用是在电源模块没有限流功能的情况下，提供限流功能，当使用有限流功能的电源模块时，可以不使用限流板，将电源模块直接与消防板连接。

消防板通过内部的继电器控制对蓄电池充电的时间，同时也控制是否由电源模块给消防板供电。当消防板内部的继电器接通时，电源模块通过限流板给蓄电池供电，同时也给消防板本身供电；当断开消防板内部继电器时，将断开电源模块与蓄电池的连接，这时电源模块无法给蓄电池供电，同时消防板的供电也完全由蓄电池提供。

消防板连接烟雾探测器，仓温度探头。接收烟雾信号和探头温度信号。消防板通过内部继电器可以控制水泵控制线圈、控制仓喷水电磁阀控制线圈。消防板与检测板进行CAN通讯，检测板和主控板进行CAN通讯。通讯也可以是485通讯、或者232通讯。

具体实施方式六：本实施方式是对具体实施方式五所述的智能充换电柜的消防系统进一步限定，在本实施方式中，所述系统还包括检测板19，

检测板19，同时连接消防模块12和脱扣机构8，用于接收消防模块12的控制，控制脱扣机构8将交流开关9断开，还用于采集消防模块12中的数据作为上报数据存储，所述上报数据包括各电池仓6的温度，蓄电池14的电压、起火的电池仓6编号、水泵2启动状态和仓喷水电磁阀3状态。

具体实施方式七：本实施方式是对具体实施方式六所述的智能充换电柜的消防系统进一步限定，在本实施方式中，所述系统还包括云服务器、服务器、手机和主控板20，

主控板20，连接检测板19，用于从检测板19接收上报数据发送给云服务器或者手机，服务器与云服务器进行通信，来接收所述上报数据。

具体实施方式八：本实施方式是对具体实施方式三所述的智能充换电柜的消防系统进一步限定，在本实施方式中，所述系统还包括1个烟雾探测器15或n个烟雾探测器15，

当有1个烟雾探测器15时，烟雾探测器15设置在智能充换电柜内，烟雾探测器15，用于检测充换电柜内的烟雾；

当有n个烟雾探测器15时，每个电池仓6中设置一个烟雾探测器15，每个烟雾探测器15，用于检测每个电池仓6内的烟雾；

消防模块12，还用于在接收到所述烟雾时，控制一号水流开关和对应二号水流开关或者n个二号水流开关工作，从而向对应电池仓6或n个电池仓6内喷水，同时控制脱扣机构8将交流开关9断开。

具体实施方式九：本实施方式是对具体实施方式一所述的智能充换电柜的消防系统进一步限定，在本实施方式中，所述系统还包括n个喷头4，

每个分管路的出口安装1个喷头4，且喷头4朝向电池仓6内的锂电池。

具体实施方式十：根据具体实施方式八所述的智能充换电柜的消防系统实现的消防控制方法，在本实施方式中，所述方法包括以下步骤：

步骤1、消防模块12通过烟雾探测器15检测烟雾，通过各电池仓6内的仓温度探头16检测温度，如果检测到有烟雾或检测到有任何一个电池仓6中的温度达到预设温度，则利用消防模块12控制脱口机构断开充换电柜内为锂电池供电的供电系统，从而切断供电系统向锂电池、消防模块12和蓄电池14供电；

步骤2、由蓄电池14为消防模块12供电，消防模块12控制水泵2启动，并启动对应的电池仓6的一号水流开关和二号水流开关，水从水箱1被水泵2抽出，依次通过主管路5和从管路进入起火的电池仓6中；

步骤3、当水箱1中水全部喷完或者喷水时间达到消防模块12内的预设时间时，停止喷水。

本实施方式中，如图3所示，脱扣机构与交流开关进行机构连接。检测板通过内部继电器控制脱扣机构，从而控制交流开关断开。交流开关断开后，电源模块、充换电柜供电的供电将断开。这样使充换电柜的交流电全部断开，避免了二次火灾的发生。

此时消防板由蓄电池供电，在充换电柜的交流电全部断开后，消防板不会断电，会持续控制仓喷头电磁阀控制线圈、水泵控制线圈。从而控制水泵、仓喷水电磁阀持续工作。达到持续喷水的效果，从而继续灭火。

消防板通过CAN通讯与检测板通讯，通过通讯上报，同时也可以上报消防状态。上报的数据包括各电池仓的温度，蓄电池的电压、起火的电池仓编号，水泵启动状态，仓喷水电磁阀状态等数据。

检测板与主控板进行通讯，将消防板上报的数据上报给主控板，同时上报其他的非消防板的数据。

主控板通过4G网络或WIFI、蓝牙等方式将检测板上传的数据发送给云服务器，与服务器进行通讯、控制。也可以通过手机的蓝牙或WIFI功能与主控板进行通讯、控制。

虽然在本文中参照了特定的实施方式来描述本发明，但是应该理解的是，这些实施例仅仅是本发明的原理和应用的示例。因此应该理解的是，可以对示例性的实施例进行许多修改，并且可以设计出其他的布置，只要不偏离所附权利要求所限定的本发明的精神和范围。应该理解的是，可以通过不同于原始权利要求所描述的方式来结合不同的从属权利要求和本文中所述的特征。还可以理解的是，结合单独实施例所描述的特征可以使用在其他所述实施例中。

Claims

1.智能充换电柜的消防系统，其特征在于，所述系统包括电气控制系统和水路结构，

充换电柜的内部设置有n个隔断柜，每个隔断柜内设置1个电池仓（6），每个电池仓（6）内放置1个锂电池，n为大于等于0的正整数；

电气控制系统包括n个仓温度探头（16）或2n个仓温度探头（16）、n个二号水流开关、脱扣机构（8）、消防模块（12）、蓄电池（14）和一号水流开关；

水路结构包括水箱（1）、分管路和主管路（5）；

电气控制系统和水路结构均设置在充换电柜内，水箱（1）位于n个隔断柜的下方或者上方，每个电池仓（6）内均设置1个仓温度探头（16）或2个仓温度探头（16）；

主管路（5）一端口接入水箱（1）中，主管路（5）另一端口依次穿过n个隔断柜，且每个隔断柜内的主管路（5）上接入1个分管路，每个分管路的入口与主管路（5）连通，每个分管路的出口接入电池仓（6）上开设的小孔中，主管路（5）的入口处设置有一号水流开关，每个分管路上设置1个二号水流开关；

消防模块（12），用于依靠蓄电池（14）提供的电源进行工作，使得能够接收n个仓温度探头（16）或2n个仓温度探头（16）的温度，当任何一个所述温度达到预设温度时，控制一号水流开关和对应的二号水流开关工作，通过喷头（4）向对应电池仓（6）内喷水，同时控制脱扣机构（8）将充换电柜内为锂电池供电的供电系统断开，当喷水时间达到预设时间后或水箱（1）中水全部喷完后，控制一号水流开关和对应二号水流开关停止工作；

所述系统还包括电源模块（10），

电源模块（10），同时连接供电系统和消防模块（12），用于将供电系统输出的交流电转换成直流电给消防模块（12）供电和给蓄电池（14）充电；

所述系统还包括限流板（11）和维护开关（13），

限流板（11），连接电源模块（10）和消防模块（12），用于将电源模块（10）输出的直流电进行限流，得到的限流电源给消防模块（12）；

维护开关（13），连接消防模块（12）和蓄电池（14），用于由消防模块（12）控制开启，将消防模块（12）输出的限流电源给蓄电池（14）；

所述系统还包括检测板（19），

检测板（19），同时连接消防模块（12）和脱扣机构（8），用于接收消防模块（12）的控制，控制脱扣机构（8）将交流开关（9）断开，还用于采集消防模块（12）中的数据作为上报数据存储，所述上报数据包括各电池仓（6）的温度，蓄电池（14）的电压、起火的电池仓（6）编号、水泵（2）启动状态和仓喷水电磁阀（3）状态；

一号水流开关包括水泵（2）和水泵控制线圈（17），每个二号水流开关均包括仓喷水电磁阀控制线圈（18）和仓喷水电磁阀（3），

水泵控制线圈（17）设置在水泵（2）内，每个仓喷水电磁阀（3）内设置1个仓喷水电磁阀控制线圈（18）；

消防模块（12），用于控制水泵控制线圈（17）和仓喷水电磁阀控制线圈（18）工作，从而使水泵（2）和仓喷水电磁阀（3）打开；

所述系统还包括n个喷头（4），

每个分管路的出口安装1个喷头（4），且喷头（4）朝向电池仓（6）内的锂电池；

消防模块（12），还用于控制对蓄电池（14）的充电时间。

2.根据权利要求1所述的智能充换电柜的消防系统，其特征在于，所述系统还包括云服务器、服务器、手机和主控板（20），

主控板（20），连接检测板（19），用于从检测板（19）接收上报数据发送给云服务器或者手机，服务器与云服务器进行通信，来接收所述上报数据。

3.根据权利要求1所述的智能充换电柜的消防系统，其特征在于，所述系统还包括1个烟雾探测器（15）或n个烟雾探测器（15），

当有1个烟雾探测器（15）时，烟雾探测器（15）设置在智能充换电柜内，烟雾探测器（15），用于检测充换电柜内的烟雾；

当有n个烟雾探测器（15）时，每个电池仓（6）中设置一个烟雾探测器（15），每个烟雾探测器（15），用于检测每个电池仓（6）内的烟雾；

消防模块（12），还用于在接收到所述烟雾时，控制一号水流开关和对应二号水流开关或者n个二号水流开关工作，从而向对应电池仓（6）或n个电池仓（6）内喷水，同时控制脱扣机构（8）将交流开关（9）断开。

4.根据权利要求3所述的智能充换电柜的消防系统实现的消防控制方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

步骤1、消防模块（12）通过烟雾探测器（15）检测烟雾，通过各电池仓（6）内的仓温度探头（16）检测温度，如果检测到有烟雾或检测到有任何一个电池仓（6）中的温度达到预设温度，则利用消防模块（12）控制脱口机构断开充换电柜内为锂电池供电的供电系统，从而切断供电系统向锂电池、消防模块（12）和蓄电池（14）供电；

步骤2、由蓄电池（14）为消防模块（12）供电，消防模块（12）控制水泵（2）启动，并启动对应的电池仓（6）的一号水流开关和二号水流开关，水从水箱（1）被水泵（2）抽出，依次通过主管路（5）和从管路进入起火的电池仓（6）中；

步骤3、当水箱（1）中水全部喷完或者喷水时间达到消防模块（12）内的预设时间时，停止喷水。