CN114954061A - 一种可使充电车辆离开风险区域的智能充电站 - Google Patents

Abstract

为确保电动汽车能够更安全地充电，本发明公布了一种可使充电车辆离开风险区域的智能充电站，由基础设施、检测系统、控制中心、报警系统和应急处理系统五部分组成。电动汽车驶入充电站充电，充电站通过检测系统获得电动汽车的实时信息，当检测到电动汽车充电异常时将充电头弹出使电动汽车断电，预防电动汽车自燃；当检测到电动汽车生成烟雾时通过处理系统进行应急预处理；进一步地，当检测到电动汽车起火自燃时，车位下的升降平台形成一定坡度使起火车辆滑入水池中进行灭火；而其他正常车辆下的升降平台也形成一定坡度使正常车辆远离事故现场，防止火灾蔓延。

Description

一种可使充电车辆离开风险区域的智能充电站

技术领域

本发明涉及新能源汽车领域，更具体地，涉及一种可使充电车辆离开风险区域的智能充电站。

背景技术

随着新能源行业的发展，我国电动汽车保有量逐年上升，使城市中的环境得到改善，而且给人们的生活带来了极大的便利，但随之而来的电动汽车充电时自燃的问题给用户和社会造成了巨大损失。

电动汽车自燃还有一个区别于其他类型火灾的问题，当电动汽车发生自燃时，目前的常规手段很难对其浇灭，只能任其燃烧完电池内的能量。而且，电动汽车自燃期间很容易将火势蔓延开来，造成更大的损失。

所以，怎样在电动汽车充电时预防其发生自燃并且在出现车辆自燃时能够有效控制火势防止扩散是每个电动汽车车主和充电站运营商亟待解决的问题。

通过国内外相关文献检索，未发现有类似的充电站。故本发明设计出一种可使充电车辆离开风险区域的智能充电站，电动汽车驶入充电站充电，通过充电功率检测器、烟雾传感器和温度传感器等获得电动汽车的信息，当检测到电动汽车充电异常时将充电头弹出使电动汽车断电，预防事故发生；进一步地，当检测到电动汽车起火燃烧时，车位下的升降平台形成一定坡度使起火车辆滑入水池中进行灭火；而其他正常车辆下的升降平台也形成一定坡度使车辆远离事故现场，防止火灾蔓延。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中，电动汽车充电时发生自燃并无法控制火灾传播的问题，提供一种可使充电车辆离开风险区域的智能充电站，包括基础设施、检测系统、控制中心、报警系统、和应急处理系统。

其中，基础设施，包括车棚、停车位、位于停车位旁的充电桩及位于停车位后的水池，用于给车辆提供充电和灭火场所；

检测系统，包括与控制中心连接的，装在车棚上的充电站入口摄像头、充电站出口摄像头和充电站两侧临近地面的车位摄像头；以及装在升降平台上的烟雾传感器、温度传感器和与充电桩连接的充电功率检测器，用于监控充电站并且检测充电过程中车辆的信息；

控制中心，包括与检测系统连接的信息处理模块，用于接收并处理来自检测系统的信息；与报警系统、应急处理系统连接的控制模块，用于给报警系统、应急处理系统提供工作指令。

报警系统，包括与控制中心连接的装在车棚上的报警灯、装在充电站安保室的车辆信息面板以及装在充电站入口的车位信息面板，车主可通过面板缴费充电并通过手机获取车辆充电状态；而充电站可以获取车辆和车主的信息，在车辆发生事故时给车主提供警报，用于检测充电站站内信息，并提供报警信号。

应急处理系统，包括装在充电桩上的可自动弹出充电头、两根顶端是圆柱体并且可上下独立工作的液压柱、由液压柱支承带有轨道的升降平台和在升降平台轨道上装有四个轮子的中空钢板小拖车。可在车辆充电异常时对车辆进行断电，在车辆发生自燃事故时对事故车辆进行灭火处理以及对正常车辆可使其远离事故现场，防止火灾蔓延。

优选地，一种可使充电车辆离开风险区域的智能充电站处理方法，包括如下步骤：

S1：电动汽车进入停车位开始充电，与此同时，充电站检测系统中烟雾传感器、温度传感器、充电功率传感器及摄像头获取各车位上充电车辆的当前状态；

S2：控制中心根据检测系统所获得的信息评估停车位上车辆的状况，一切正常时输出安全信号；当充电功率传感器检测到充电功率异常时输出一级风险信号；当烟雾传感器检测到车辆生成烟雾时输出二级风险信号；当温度传感器检测到车辆起火时输出三级风险信号。

S3：控制中心将信号传送给报警系统，当报警系统接收到安全信号时系统不工作；当接收到一级及以上风险信号时，安装在车棚上的报警灯闪烁；安装在充电站安保室的车辆信息面板获取风险等级；安装在充电站入口的车位信息面板给车主发送短信或电话报警。

S4：控制中心将信号传送给应急处理系统，当风险等级为安全时应急处理系统不工作；当风险等级为一级时自动弹出充电头做断电处理；当风险等级为二级时自动弹出充电头做断电处理，与此同时，液压柱工作将升降平台升起至与地面齐平；当风险等级为三级时自动弹出充电头做断电处理且液压柱工作将升降平台升起至与地面齐平，与此同时，将升降平台轨道中的车轮锁止装置打开，使中空钢板小拖车处于自由状态；起火车辆，停车位上远离水池的液压柱上升使升降平台形成向水池的20°下坡，将起火车辆及中空钢板小拖车沿着升降平台上的轨道滑入水池中，进行灭火；而其他正常车辆，停车位上靠近水池的液压柱上升使升降平台形成远离水池的20°下坡，将车辆及中空钢板小拖车沿着升降平台上的轨道滑入站内道路中，远离起火车辆，防止火灾蔓延。如风险等级是渐进的，则在前期已处理的动作不重复，比如风险从一级发展到二级，因一级风险已经弹出充电头，则二级风险无须再重复此动作，直接控制液压柱工作。这种控制流程可以在车辆发生突发事件，如检测系统直接检测到车辆生成烟雾而充电功率没有异常以及直接检测到车辆起火而车辆没有生成烟雾等情况时使应急处理系统能够快速且正常工作。

优选地，基础设施中水池的水位需能淹没电动汽车电池，水池宽度不窄于汽车长度且需预留缓冲空间、长度不短于所有停车位以及充电桩的宽度之和的长度。用于车辆发生事故时给起火车辆提供灭火场所。水池可以利用现有条件建设，降低成本，例如可以将充电站建设在池塘旁边，利用池塘作为灭火场所；也可以建立专用的混凝土水池，停车位与水池之间需要有很好的坡度过度，使车辆可以沿轨道和坡道平稳落入水中。

优选地，检测系统中充电站两侧临近地面的车位摄像头与电动汽车停在车位时的电池位置平行，用于检测车辆的基本信息以及电动汽车起火燃烧产生烟雾时提供信号。这个位置可以最直观且快速地了解到车辆是否发生起火事故，从而可以尽快地提供警报使车辆可以尽早地得到处理，降低损失。

优选地，检测系统中的烟雾传感器、温度传感器装在升降平台上，位于电动汽车停在车位时的电池下方，充电功率传感器与充电桩相连，当检测到车辆充电功率异常、车辆产生烟雾和电动汽车起火时给控制中心提供信号。烟雾传感器、温度传感器装在升降平台上而不是装在中空钢板小拖车上，这样在中空钢板小拖车载着起火车辆落入水中灭火时可以保留这些传感器，从而可以节省成本。

优选地，应急处理系统中的升降平台位于停车位下方与液压柱顶端的圆柱体连接，方便在事故处理时形成坡度，升降平台上的轨道可以确保中空钢板小拖车载着车辆沿一定方向运动而不至于左右摇晃且可以降低摩擦力确保中空钢板小拖车在较小的角度下也能平稳地落入水中或滑入道路上；并且升降平台上的轨道包括与检测系统连接的锁止装置，该装置在正常情况下把中空钢板小拖车的车轮固定在轨道上，在车辆发生事故时，该装置打开使中空钢板小拖车处于自由状态。在没有电动汽车停在车位上时，升降平台上的中空钢板小拖车与地面齐平，确保中空钢板小拖车不会前后晃动使电动汽车能够平稳驶入车位。

优选地，应急处理系统中装在充电桩上的可自动弹出充电头与检测系统连接。其由两部分组成，一部分为呈圆柱体带充电功能的充电头插头，用于给车辆充电；另一部分为嵌套在充电头插头外带弹簧可压缩的套筒，在充电头没插上车辆以及被弹出充电口掉落地上时可以保护充电头，防止充电头被磨损破坏；而当充电头插入车内充电时，外部的弹簧套筒被压缩且弹簧套筒被锁环锁止；当发生一级及以上风险时，锁环打开，弹簧套筒将充电头从电动汽车充电口中弹出以使车辆可以正常行驶。

优选地，应急处理系统中的中空钢板小拖车表面可以增加条纹凸起使其足够粗糙，确保在升降平台倾斜下车辆不会与中空钢板小拖车之间发生相对运动；并且中空钢板小拖车在电动汽车停在车位与烟雾传感器和温度传感器之间需要预留一定中空部位，方便装在升降平台上的烟雾传感器和温度传感器获取车辆信息而且可以节省一定成本；在做应急处理后中空钢板小拖车会撞上充电站的墙壁，其前部可由低碳钢或铝合金等吸能材料制作。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明公开了一种可使充电车辆离开风险区域的智能充电站，电动汽车驶入充电站充电，可通过充电功率传感器和车辆下的烟雾传感器检测车辆的信息(车辆充电功率是否异常、车辆是否产生烟雾等)，当检测到车辆充电功率异常或车辆产生烟雾时发出警报并将充电头弹出使车辆断电，预防电动汽车发生自燃；进一步地，当电动汽车起火燃烧，温度传感器检测到车辆周围温度升高时，给应急处理系统提供信号，车位下的升降平台开始工作形成一定坡度使事故车辆向后滑入水中进行灭火，而对正常车辆，升降平台形成一定坡度使车辆向前滑入道路上远离起火车辆，防止火灾蔓延。本发明能够一定程度上预防电动汽车发生自燃并且可以在电动汽车发生自燃时最大程度地降低车主和充电站运营商的损失。

附图说明

图1为智能充电站的俯视图

图2为电动汽车停在车位上的侧视图

图3为应急处理系统在二级风险的工作示意图

图4为应急处理系统对起火车辆处理的工作示意图

图5为应急处理系统对正常车辆处理的工作示意图

图6为可自动弹出充电头的工作示意图

其中：1.充电站入口摄像头，2.可自动弹出充电头，3.充电桩，4.车位摄像头，5.电动汽车，6.停车位，7.水池，8.烟雾传感器，9.温度传感器，10.中空钢板小拖车11.升降平台，12.车轮锁止装置，13.升降平台轨道，14充电站出口摄像头，15.靠近车尾的液压柱，16.靠近车头的液压柱，17.弹簧套筒，18.充电头插头，19.锁环，20.充电功率传感器。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，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的一部分实施例，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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。下面结合附图对本发明做进一步详细描述：

实施例1

一种可使充电车辆离开风险区域的智能充电站，包括：

基础设施，包括车棚、停车位、位于停车位旁的充电桩及位于停车位后的水池，用于给车辆提供充电和灭火场所；

检测系统，包括与控制中心连接的，装在车棚上的充电站入口摄像头、充电站出口摄像头和充电站两侧临近地面的车位摄像头；以及装在升降平台上的烟雾传感器、温度传感器和与充电桩连接的充电功率检测器，用于检测充电过程中车辆的信息；

控制中心，包括与检测系统连接的信息处理模块，用于接收并处理来自检测系统的信息；与报警系统、应急处理系统连接的控制模块，用于给报警系统、应急处理系统提供工作指令。

报警系统，包括与控制中心连接的装在车棚上的报警灯、装在充电站安保室的车辆信息面板以及装在充电站入口的车位信息面板，车主可通过面板缴费充电并通过手机获取车辆充电状态；而充电站可以获取车辆和车主的信息，在车辆发生事故时给车主提供警报，用于检测充电站站内信息，并提供报警信号。

应急处理系统，包括装在充电桩上的可自动弹出充电头、两根顶端是圆柱体并且可上下独立工作的液压柱、由液压柱支承带有轨道的升降平台和在升降平台轨道上装有四个轮子的中空钢板小拖车。可在车辆充电异常时对车辆进行断电，在车辆发生自燃事故时对事故车辆进行灭火处理以及对正常车辆可使其远离事故现场，防止火灾蔓延。

实施例2

一种可使充电车辆离开风险区域的智能充电站的处理方法，包括如下步骤：

步骤1)：电动汽车进入停车位开始充电，与此同时，充电站检测系统中烟雾传感器、温度传感器、充电功率传感器及摄像头获取各车位上充电车辆的当前状态；

步骤2)：控制中心根据检测系统所获得的信息评估停车位上车辆的状况，一切正常时输出安全信号；当充电功率传感器检测到充电功率异常时输出一级风险信号；当烟雾传感器检测到车辆生成烟雾时输出二级风险信号；当温度传感器检测到车辆起火时输出三级风险信号。

步骤3)：控制中心将信号传送给报警系统，当报警系统接收到安全信号时系统不工作；当接收到一级及以上风险信号时，安装在车棚上的报警灯闪烁；安装在充电站安保室的车辆信息面板获取风险等级；安装在充电站入口的车位信息面板给车主发送短信或电话报警。

步骤4)：控制中心将信号传送给应急处理系统，当风险等级为安全时应急处理系统不工作；当风险等级为一级时自动弹出充电头做断电处理；当风险等级为二级时液压柱工作将升降平台升起至与地面齐平；当风险等级为三级时将升降平台轨道中的车轮锁止装置打开，使中空钢板小拖车处于自由状态；起火车辆，停车位上远离水池的液压柱上升使升降平台形成向水池的20°下坡，将起火车辆及中空钢板小拖车沿着升降平台上的轨道滑入水池中，进行灭火；而其他正常车辆，停车位上靠近水池的液压柱上升使升降平台形成远离水池的20°下坡，将车辆及中空钢板小拖车沿着升降平台上的轨道滑入站内道路中，远离起火车辆，防止火灾蔓延。

实施例3

一种可使充电车辆离开风险区域的智能充电站的处理方法：停车位6加上充电桩3的宽度设置为3.2米，停车位6长度设置为5.5米。水池7的宽度不得低于中空钢板小拖车10的长度，为给车辆缓冲空间，水池7的宽度设置为8米；水池长度依据停车位个数n决定，设置为n×3.2米；水池7的水位深度不宜过高，但需要淹没车辆电池，设置为1.2米。本实施例以四停车位充电站为例来讲解处理方法：升降平台11上放置一带有四个轮子的中空钢板小拖车10，四个轮子在一般状态时由车轮锁止装置12锁止。升降平台在不工作时中空钢板小拖车10与地面基本齐平，使汽车能够平稳驶入车位并停在钢板10上。当电动汽车5驶入充电站停在停车位6上，插上可自动弹出充电头2时，弹簧套筒17被压缩至锁环19弹出卡住弹簧套筒17，充电头插头18插入充电口进行充电。开始充电后，充电功率检测器20、烟雾传感器8、温度传感器9和车位摄像头4开始检测车辆信息，当充电功率检测器20检测到车辆充电异常时控制中心输出一级风险信号；当烟雾传感器8检测到车辆生成烟雾时输出二级风险信号；当温度传感器9检测到车辆起火时输出三级风险信号。对报警系统，当其接收到一级及以上风险信号时，安装在车棚上的报警灯闪烁；安装在充电站安保室的车辆信息面板获取风险等级；安装在充电站入口的车位信息面板给车主发送短信或电话报警。对应急处理系统，当其接收到一级风险信号时，自动弹出充电头2将充电头插头18弹出做断电处理；当接收到二级风险信号时，确保自动弹出充电头2将充电头插头18弹出做断电处理之后，液压柱15、16工作将升降平台11升起至与地面齐平；当接收到三级风险信号时，确保自动弹出充电头2将充电头插头18弹出做断电处理且液压柱15、16工作将升降平台11升起至与地面齐平之后，将升降平台轨道12中的车轮锁止装置13打开，使中空钢板小拖车10处于自由状态，与此同时，对起火车辆，停车位下远离水池的液压柱16上升使升降平台形成向水池的20°下坡，将起火车辆及中空钢板小拖车10沿着升降平台上的轨道12滑入水池中，进行灭火；对其他正常车辆，停车位上靠近水池的液压柱15上升使升降平台11形成远离水池的20°下坡，将车辆及中空钢板小拖车10沿着升降平台上的轨道12滑入站内道路中，远离水池，防止火灾蔓延。

需要说明的是，充电站报警装置不仅限于报警灯，喇叭等同样适用；充电站入口、出口不仅限于分离形式，两者合二为一，即出入口、摄像头合并，同样适用；车位摄像头和车位不仅限于一对多的关系，对于一个摄像头仅可满足一个车位识别的方案，同样适用。

以上内容仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围。对于本领域的技术人员来说，在上述说明的基础上还可以对本发明进行各种更改和变化。凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明权利要求书的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种可使充电车辆离开风险区域的智能充电站，其特征在于，包括：

基础设施，包括车棚、停车位、位于停车位旁的充电桩及位于停车位后的水池；

检测系统，包括与控制中心连接的，装在车棚上的充电站入口摄像头、充电站出口摄像头和充电站两侧临近地面的车位摄像头；以及装在升降平台上的烟雾传感器、温度传感器和与充电桩连接的充电功率检测器；

控制中心，包括与检测系统连接的信息处理模块和与报警系统、应急处理系统连接的控制模块；

报警系统，包括与控制中心连接的装在车棚上的报警灯、装在充电站安保室的车辆信息面板和报警灯以及装在充电站入口的车位信息面板，车主可通过面板缴费充电并通过手机获取车辆充电状态；而充电站可以通过车位信息面板获取车辆和车主的信息，在车辆发生事故时给车主提供警报；

应急处理系统，包括装在充电桩上的可自动弹出充电头、两根顶端是圆柱体并且可上下独立工作的液压柱、由液压柱支承带有轨道的升降平台和在升降平台轨道上装有四个轮子的中空钢板小拖车；

充电站工作步骤如下：

S1：电动汽车进入停车位开始充电，与此同时，充电站检测系统中烟雾传感器、温度传感器、充电功率传感器及摄像头获取各车位上充电车辆的当前状态；

S2：控制中心根据检测系统所获得的信息评估停车位上车辆的状况，一切正常时输出安全信号；当充电功率传感器检测到充电功率异常时输出一级风险信号；当烟雾传感器检测到车辆生成烟雾时输出二级风险信号；当温度传感器检测到车辆起火时输出三级风险信号；

S3：控制中心将信号传送给报警系统，当报警系统接收到安全信号时系统不工作；当接收到一级及以上风险信号时，安装在车棚上和安保室的报警灯闪烁；安装在充电站安保室的车辆信息面板显示风险等级；安装在充电站入口的车位信息面板给车主发送短信或电话报警；

S4：控制中心将信号传送给应急处理系统，当风险等级为安全时应急处理系统不工作；当风险等级为一级时自动弹出充电头做断电处理；当风险等级为二级时自动弹出充电头做断电处理，与此同时，液压柱工作将升降平台升起至与地面齐平；当风险等级为三级时自动弹出充电头做断电处理且液压柱工作将升降平台升起至与地面齐平，与此同时，将升降平台轨道中的车轮锁止装置打开，使中空钢板小拖车处于自由状态；起火车辆，停车位上远离水池的液压柱上升使升降平台形成向水池的20°下坡，将起火车辆及中空钢板小拖车沿着升降平台上的轨道滑入水池中，进行灭火；而其他正常车辆，停车位上靠近水池的液压柱上升使升降平台形成远离水池的20°下坡，将车辆及中空钢板小拖车沿着升降平台上的轨道滑入站内道路中，远离起火车辆，防止火灾蔓延。

2.根据权利要求1所述的一种可使充电车辆离开风险区域的智能充电站，其特征在于，基础设施中水池的水位需能淹没电动汽车电池，水池宽度不窄于汽车长度且需预留缓冲空间、长度不短于所有停车位以及充电桩的宽度之和。

3.根据权利要求1所述的一种可使充电车辆离开风险区域的智能充电站，其特征在于，监控报警系统中充电站两侧临近地面的车位摄像头与电动汽车停在车位时的电池位置平行。

4.根据权利要求1所述的一种可使充电车辆离开风险区域的智能充电站，其特征在于，检测系统中的烟雾传感器、温度传感器装在升降平台上，位于电动汽车停在车位时的电池下方；充电功率传感器则与充电桩相连。

5.根据权利要求1所述的一种可使充电车辆离开风险区域的智能充电站，其特征在于，应急处理系统中的升降平台位于停车位下方与液压柱顶端的圆柱体连接，并且升降平台上的轨道包括与检测系统连接的锁止装置，在没有电动汽车停在车位上时，升降平台上的中空钢板小拖车与地面齐平。

6.根据权利要求1所述的一种可使充电车辆离开风险区域的智能充电站，其特征在于，应急处理系统中装在充电桩上的可自动弹出充电头与检测系统连接；其由两部分组成，一部分为呈圆柱体带充电功能的充电头插头，另一部分为嵌套在充电头插头外带弹簧可压缩的套筒，当充电头插入车内充电时外部的弹簧套筒被压缩且弹簧套筒被锁环锁止，当发生一级风险时，锁环打开，弹簧套筒将充电头从电动汽车充电口中弹出。

7.根据权利要求1所述的一种可使充电车辆离开风险区域的智能充电站，其特征在于，应急处理系统中的中空钢板小拖车在电动汽车停在车位时的电池下方位置预留一定中空部位，以确保装在升降平台上的烟雾传感器和温度传感器可以获取车辆信息。

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