CN115920276B - 一种储能箱内部的加强防护装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种储能箱内部的加强防护装置，包括纵顶盒和纵底盒，纵顶盒和纵底盒之间铰接有多个竖立的翻转板，翻转板上端与纵顶盒铰接处固定设有穿入纵顶盒内的板动轴；翻转板下端与纵底盒铰接处穿入有内立轴，内立轴处于纵底盒内的部分连接有下电驱动结构，内立轴处于翻转板内的部分上设有多个齿轮齿条机构，齿轮齿条机构的两侧分别为电池支撑杆。本发明用于储能箱内部两侧电池组之间，起到加强支撑的作用，每个支撑管对应顶靠在一个电池组上，能够避免储能箱起吊过程中产生的电池组意外脱落问题，且能够在储能箱的中央过道上形成一面阻断中央过道两侧的防火结构，能够阻止火势蔓延，方便后续救火处置。

Description

一种储能箱内部的加强防护装置

技术领域

本发明涉及储能箱的技术领域，尤其涉及一种储能箱内部的加强防护装置。

背景技术

储能是指通过介质或设备把能量存储起来，在需要时再释放的过程。目前 储能方式多种多样，日常常见的储能方式就是锂电池储能，将多组锂电池置于 特制的集装箱箱体内。而现有储能箱内设有横隔板，横隔板将储能箱分隔成了 两部分，一部分主要容纳电池组、空调和控制柜等，该部分主要作为储能部分， 利用空调调节温度，而另一部分主要容纳双向变流器、配电柜和直流双向变换器等，主要作为变电部分，为储能部分提供电力传递。

在实际使用中发现，由于储能箱一般采用预先装配好电池组、控制柜等内 部设备后再通过起吊运输的方式布置在指定场所，这个过程中整个储能箱容易 摇摆，储能箱内电池组分布在中央过道两侧，电池组柜内的电池块封闭结构如 果意外没有封闭好，则容易造成脱落等问题，产生了较大的安全隐患，同时由 储能箱起火问题也是一个非常值得注意的问题，目前国内运营中的储能站已发生过数起起火事件，主要原因就是锂电池起火，目前主要解决办法主要是加强 事前管理，例如采取储能箱内部充积惰性气体、加强散热等措施，针对这个问 题，结合储能箱内部支撑需要，特别设计了一种既可以加强支撑电池组又可以防火阻隔而实现双重加强防护的装置。

发明内容

针对以上现有存在的问题，本发明提供一种储能箱内部的加强防护装置， 用于储能箱内部两侧电池组之间，起到加强支撑的作用，每个支撑管对应顶靠 在一个电池组上，能够避免储能箱起吊过程中产生的电池组意外脱落问题，且 能够通过转换形态，在储能箱的中央过道上形成一面阻断中央过道两侧的防火 结构，能够阻止火势蔓延，方便后续救火处置，从而为储能箱提供双重加强防护。

本发明的技术方案在于：

本发明提供一种储能箱内部的加强防护装置，包括纵顶盒、纵底盒、翻转 板、板动轴、电池支撑杆、上电驱结构、齿轮齿条机构、内立轴、控制器和下 电驱动结构，所述纵顶盒和纵底盒一上一下地相对分布且两者之间铰接有多个 翻转板，所述翻转板的上下两端中部分别铰接在纵顶盒和纵底盒上，所述纵顶 盒上自与翻转板铰接处穿入并铰接有内立轴，使得相邻两个翻转板的相邻边沿能够翻转成相对并贴靠的状态；

所述翻转板呈内部中空的箱体结构且上端与纵顶盒铰接处固定设有穿入纵 顶盒内的板动轴，所述纵顶盒内设有上电驱结构，所述上电驱结构能够带动多 个板动轴转动，使得翻转板能够由平行于纵顶盒和纵底盒的延伸方向的状态转 变为垂直于纵顶盒和纵底盒的延伸方向的状态；

所述翻转板下端与纵底盒铰接处穿入有内立轴，所述内立轴处于纵底盒内 的部分连接有下电驱动结构，所述内立轴处于翻转板内的部分上设有多个上下 相邻间等间距的齿轮齿条机构，所述齿轮齿条机构的两侧分别为电池支撑杆；

所述控制器分别与下电驱动结构和上电驱结构电性连接并能够分别控制下 电驱动结构和上电驱结构产生驱动板转轴和内立轴转动的动作；

所述翻转板的宽度小于储能箱内中央过道的宽度且大于储能箱内中央过道 的宽度的二分之一。

进一步地，在翻转板由平行于纵顶盒和纵底盒的延伸方向的状态转变为垂 直于纵顶盒和纵底盒的延伸方向的状态的过程中，所述电池支撑杆在内立轴带 动齿轮齿条机构运动的前提下能够自翻转板的左右两侧水平伸出翻转板；

进一步地，在翻转板由垂直于纵顶盒和纵底盒的延伸方向的状态转变为平 行于纵顶盒和纵底盒的延伸方向的状态的过程中，所述电池支撑杆在内立轴带 动齿轮齿条机构运动的前提下能够自翻转板的左右两侧水平缩回翻转板。

进一步地，所述纵顶盒、纵底盒、翻转板和电池支撑杆的外表面上分别设 有防火耐热涂层。

进一步地，所述下电驱动结构为下伺服电机，所述纵底盒内设有多个与内 立轴一一对应连接的下伺服电机。

进一步地，同一内立轴的同一水平处两侧的电池支撑杆包括左伸缩支杆和 右伸缩支杆，所述左伸缩支杆和右伸缩支杆相对平行且靠向内立轴的部分与内 立轴之间设有齿轮齿条机构。

进一步地，所述齿轮齿条机构包括嵌套并连接在内立轴上的齿轮与左伸缩 支杆和右伸缩支杆上相对面上的齿条，所述齿轮和齿条啮合传动，使得内立轴 能够通过带动齿轮转动而驱动左伸缩支杆和右伸缩支杆产生平行异向错动。

进一步地，所述上电驱结构包括上伺服电机和蜗轮蜗杆机构，所述板动轴 的上端对应设有蜗轮蜗杆机构，所述蜗轮蜗杆机构由上伺服电机驱动。

进一步地，所述蜗轮蜗杆机构包括设置在板动轴上的蜗轮与接合在蜗轮一 侧的蜗杆，多个一一对应板动轴的蜗杆处于同一个水平轴线上并固定连接在一 起，形成由上伺服电机驱动并带有多段蜗杆结构的传动轴。

进一步地，还包括设置在储能箱内的上位控制器、设置在储能箱内两侧电 池组上的温度传感器以及分别设置在储能箱内两侧的两组自动灭火器，所述上 位控制器分别与温度传感器和自动灭火器电性连接，所述储能箱内的防护装置 的控制器与储能箱内的上位控制器电性连接并接收储能箱内的上位控制器的控 制信号。

本发明还提供一种储能箱内的防火阻隔系统，包括设置在储能箱内的上位 控制器、设置在储能箱内两侧电池组上的温度传感器以及分别设置在储能箱内 两侧的两组自动灭火器，所述上位控制器分别与温度传感器和自动灭火器电性 连接，如上所述的储能箱内的防护装置，所述储能箱内的防护装置的控制器与 储能箱内的上位控制器电性连接并接收储能箱内的上位控制器的控制信号，使 得上位控制器接收储能箱内中央过道两侧的温度传感器的温度检测数据，如果中央过道一侧的温度传感器检测到该侧温度骤然升高，则上位控制器向防护装 置的控制器发送应急阻隔指令，防护装置的控制器控制下电驱动结构驱动内立 轴转动，内立轴带动对应的齿轮齿条机构啮合传动，使得电池支撑杆支撑在中 央过道一侧的电池组上的电池支撑杆往翻转板内收缩回来，待电池支撑板缩回 翻转板后，防护装置的控制器控制上电驱动结构驱动板动轴转动，翻转板翻转 到与纵顶盒和纵底盒的延伸方向平行的状态，相邻两个翻转板的相邻端贴靠在一起，使得防护装置形成一道阻隔在储能箱中央过道内的防火挡板结构，避免 火势传递到中央过道未着火的另一侧的电池组上，达到控制火势的目的，方便 后续应急救火处置。

本发明由于采用了上述技术，使之与现有技术相比具体的积极有益效果为：

1、本发明用于储能箱内部两侧电池组之间，起到加强支撑的作用，每个支 撑管对应顶靠在一个电池组上，能够避免储能箱起吊过程中产生的电池组意外 脱落问题。

2、本发明能够在储能箱的中央过道上形成一面阻断中央过道两侧的防火 结构，能够阻止火势蔓延，以避免在过道一侧起火后火势蔓延到另一侧而产生 更大的火灾，同时还方便在一侧起火的情况下，有充足时间将储能箱的侧壁拆 开并将未起火一侧的电池组拆离下来，方便后续救火处置。

附图说明

图1是本发明的防护装置放在现有储能箱内的结构示意图；

图2是本发明的防护装置在去掉纵顶盒的盒盖后的结构示意图；

图3是图2中A处的局部放大示意图；

图4是图2所示结构在去掉纵底盒的盒体后的结构示意图；

图5是本发明的防护装置中一个翻转板内内立轴上相关结构的结构示意图；

图6是图5中B处的局部放大示意图。

图中：1-横隔板，2-储能箱，3-双向变流器，4-配电柜，5-直流双向变换 器，6-控制柜，7-空调，8-电池组，9-纵底盒，10-电池支撑杆，101-左伸缩支 杆，102-右伸缩支杆，11-翻转板，12-纵顶盒，13-纵顶板，14-板动轴，15-蜗 轮，16-减速器，17-电机座，18-上伺服电机，19-轴座，20-蜗杆，21-下伺服 电机，22-PLC控制器，23-内立轴，24-齿轮，25-下托片，26-上压片，27-销接 套筒。

具体实施方式

实施例一：

如附图1-附图6所示，本发明提供一种储能箱内部的加强防护装置，包括 纵顶盒12、纵底盒9、翻转板11、板转轴14、电池支撑杆10、上电驱结构、齿 轮齿条机构、内立轴23、控制器和下电驱动结构，纵顶盒12和纵底盒9一上一 下地相对分布且两者之间铰接有多个翻转板11，翻转板11的上下两端中部分别 铰接在纵顶盒12和纵底盒9上，纵顶盒12上自与翻转板11铰接处穿入并铰接 有内立轴23，使得相邻两个翻转板11的相邻边沿能够翻转成相对并贴靠的状态；

翻转板11呈内部中空的箱体结构且上端与纵顶盒12铰接处固定设有穿入 纵顶盒12内的板转轴14，纵顶盒12内设有上电驱结构，上电驱结构能够带动 多个板转轴14转动，使得翻转板11能够由平行于纵顶盒12和纵底盒9的延伸 方向的状态转变为垂直于纵顶盒12和纵底盒9的延伸方向的状态；

翻转板11下端与纵底盒9铰接处穿入有内立轴23，内立轴23处于纵底盒 9内的部分连接有下电驱动结构，内立轴23处于翻转板11内的部分上设有多个 上下相邻间等间距的齿轮齿条机构，齿轮齿条机构的两侧分别为电池支撑杆10， 电池支撑杆10的长度比翻转板11宽度小2cm，翻转板11内部靠近电池支撑杆10穿出翻转板11的部分设有用于电池支撑杆10仅能相对翻转板11进行伸缩运 动的约束套环，而电池支撑杆10在靠近内立轴23的部分的上下两侧分别设有 上压片26和下托片25，上压片26和下托片25嵌套在内立轴23上，上压片26 和下托片25的相向端分别设有销接套筒27，销接套筒27嵌套并销接在内立轴 23上，电池支撑杆10夹在上压片26和下托片25之间，从而使得电池支撑杆 10当且仅能沿着翻转板11宽度的方向左右水平直线移动；

PLC控制器22分别与下电驱动结构和上电驱结构电性连接并能够分别控制 下电驱动结构和上电驱结构产生驱动板转轴14和内立轴23转动的动作；

其中需要注意的是结构尺寸，翻转板11的宽度小于储能箱2内中央过道的 宽度且大于储能箱2内中央过道的宽度的二分之一，这样才能保证；

在翻转板11由平行于纵顶盒12和纵底盒9的延伸方向的状态转变为垂直 于纵顶盒12和纵底盒9的延伸方向的状态的过程中，电池支撑杆10在内立轴 23带动齿轮齿条机构运动的前提下能够自翻转板11的左右两侧水平伸出翻转板 11；

在翻转板11由垂直于纵顶盒12和纵底盒9的延伸方向的状态转变为平行 于纵顶盒12和纵底盒9的延伸方向的状态的过程中，电池支撑杆10在内立轴 23带动齿轮齿条机构运动的前提下能够自翻转板11的左右两侧水平缩回翻转板 11。

为了避免储能箱2内一组电池组8起火而通过防护装置引燃另一侧的电池 组8，在纵顶盒12、纵底盒9、翻转板11和电池支撑杆10的外表面上分别设有 防火耐热涂层。

其中，翻转板11处于左右横在储能箱2中央过道内、电池支撑杆10自内 部伸出状态时，翻转板11左右两侧的电池支撑杆10相向端之间的间距等于中 央过道的宽度，相邻电池支撑杆10之间的间距等于电池组8内电池块之间的间 距，为了避免电池支撑杆10抵靠到电池组8的柜体上而影响其他电池支撑杆10 抵靠到电池组8的电池块上，根据电池组8柜的大小及分布，可以可控制相应 的下电驱动结构将相应的电池支撑杆10收缩回翻转板11内。

其中，下电驱动结构为下伺服电机21，纵底盒9内设有多个与内立轴23一 一对应连接的下伺服电机21，下电驱动结构采用这种一一对应内立轴23的多个 伺服电机21的结构，主要是因为在电池组在储能箱内一般是放置在成排分布的 柜架上的，如果某一内立轴23两侧的电池支撑杆10正好对着两个相邻贴靠在 一起的柜架侧壁上，则可以通过PLC控制器22控制对应该内立轴23连接的下 伺服电机21的工作，使得该内立轴23转动幅度约等于45°，既可以避免该内 立轴23对应的翻转板11翻转45°而不影响相邻的两个翻转板11的转动，又避 免对应该内立轴23的电池支撑杆10支撑到柜架侧壁上。

同一内立轴23的同一水平处两侧的电池支撑杆10包括左伸缩支杆和右伸 缩支杆，左伸缩支杆和右伸缩支杆相对平行且靠向内立轴23的部分与内立轴23 之间设有齿轮齿条机构。

齿轮齿条机构包括嵌套并连接在内立轴23上的齿轮24与左伸缩支杆和右 伸缩支杆上相对面上的齿条，齿轮24和齿条啮合传动，使得内立轴23能够通 过带动齿轮24转动而驱动左伸缩支杆和右伸缩支杆产生平行异向错动。

上电驱结构包括上伺服电机18和蜗轮15蜗杆20机构，板转轴14的上端 对应设有蜗轮15蜗杆20机构，蜗轮15蜗杆20机构由上伺服电机18驱动。

蜗轮15蜗杆20机构包括设置在板转轴14上的蜗轮15与接合在蜗轮15一 侧的蜗杆20，多个一一对应板转轴14的蜗杆20处于同一个水平轴线上并固定 连接在一起，形成由上伺服电机18驱动并带有多段蜗杆20结构的传动轴，这 样所有的翻转板11都能够统一地相对纵顶盒12和纵底盒9翻转，在翻转板11 宽度所处方向垂直于纵顶盒12和纵底盒9的延伸方向时，翻转板11相对不会阻碍中央过道左右两侧空气流动，方便储能箱2内空调7的热调节发挥作用， 而在翻转板11宽度所处方向平行于纵顶盒12和纵底盒9的延伸方向时，所有翻转板11形成一面阻断中央过道左右两侧的结构，起到阻止火势蔓延的作用，方便后续救火处理。

PLC控制器22分别与储能箱内的上位控制器、上伺服电机18和下伺服电机 21电性连接，PLC控制器22接收储能箱内的上位控制器的控制信号并依据控制 信号控制上伺服电机18和下伺服电机21分别产生驱动动作。

在实际使用的时候，有两种使用形态，其一就是对电池组8内各个电池块 产生支撑作用的形态，也就是翻转板11处于左右横在储能箱2中央过道内、电 池支撑杆10自内部伸出状态；其二是阻隔储能箱2中央过道左右两侧时的形态， 也就是电池支撑杆10在下电驱动结构的带动下先收纳在翻转板11内，然后翻 转板11在上电驱动结构带动下由垂直于纵顶盒12和纵底盒9延伸方向的状态 转变为平行于纵顶盒12和纵底盒9延伸方向的状态，此时相邻两个翻转板11 之间的相邻端贴靠在一起，阻碍中央过道两侧的空气流动，避免火势穿过中央 过道蔓延，方便后续救火处置。

实施例二：

本发明还提供一种储能箱内的防火阻隔系统，包括设置在储能箱2内的上 位控制器、设置在储能箱2内两侧电池组8上的温度传感器以及分别设置在储 能箱2内两侧的两组自动灭火器，上位控制器分别与温度传感器和自动灭火器 电性连接，如上的储能箱2内的防护装置，储能箱2内的防护装置的PLC控制 器22与储能箱内的上位控制器电性连接并接收储能箱内的上位控制器的控制信号，使得上位控制器接收储能箱2内中央过道两侧的温度传感器的温度检测数 据，如果中央过道一侧的温度传感器检测到该侧温度骤然升高，则上位控制器 向防护装置的PLC控制器22发送应急阻隔指令，防护装置的PLC控制器22控 制下电驱动结构驱动内立轴23转动，内立轴23带动对应的齿轮齿条机构啮合 传动，使得电池支撑杆10支撑在中央过道一侧的电池组8上的电池支撑杆10 往翻转板11内收缩回来，待电池支撑板缩回翻转板11后，防护装置的PLC控 制器22控制上电驱动结构驱动板转轴14转动，翻转板11翻转到与纵顶盒12 和纵底盒9的延伸方向平行的状态，相邻两个翻转板11的相邻端贴靠在一起， 使得防护装置形成一道阻隔在储能箱中央过道内的防火挡板结构，避免火势传 递到中央过道未着火的另一侧的电池组8上，达到控制火势的目的，方便后续 应急救火处置。

Claims (8)

1.一种储能箱内部的加强防护装置，其特征在于：包括纵顶盒、纵底盒、翻转板、板转轴、电池支撑杆、上电驱结构、齿轮齿条机构、内立轴、控制器和下电驱动结构，所述纵顶盒和纵底盒一上一下地相对分布且两者之间铰接有多个翻转板，所述翻转板的上下两端中部分别铰接在纵顶盒和纵底盒上；

所述翻转板呈内部中空的箱体结构且上端与纵顶盒铰接处固定设有穿入纵顶盒内的板转轴，所述纵顶盒内设有上电驱结构，所述上电驱结构能够带动多个板转轴转动，使得翻转板能够由平行于纵顶盒和纵底盒的延伸方向的状态转变为垂直于纵顶盒和纵底盒的延伸方向的状态；

所述翻转板下端与纵底盒铰接处穿入有内立轴，所述内立轴处于纵底盒内的部分连接有下电驱动结构，所述内立轴处于翻转板内的部分上设有多个上下相邻间等间距的齿轮齿条机构，所述齿轮齿条机构的两侧分别为电池支撑杆；

所述控制器分别与下电驱动结构和上电驱结构电性连接并用于控制下电驱动结构和上电驱结构产生驱动板转轴和内立轴转动的动作；

所述翻转板的宽度小于储能箱内中央过道的宽度且大于储能箱内中央过道的宽度的二分之一；

在翻转板由平行于纵顶盒和纵底盒的延伸方向的状态转变为垂直于纵顶盒和纵底盒的延伸方向的状态的过程中，所述电池支撑杆在内立轴带动齿轮齿条机构运动的前提下能够自翻转板的左右两侧水平伸出翻转板；

在翻转板由垂直于纵顶盒和纵底盒的延伸方向的状态转变为平行于纵顶盒和纵底盒的延伸方向的状态的过程中，所述电池支撑杆在内立轴带动齿轮齿条机构运动的前提下能够自翻转板的左右两侧水平缩回翻转板；

这样有两种使用形态，其一就是对电池组内各个电池块产生支撑作用的形态，也就是翻转板处于左右横在储能箱中央过道内、电池支撑杆自内部伸出状态；其二是阻隔储能箱中央过道左右两侧时的形态，也就是电池支撑杆在下电驱动结构的带动下先收纳在翻转板内，然后翻转板在上电驱结构带动下由垂直于纵顶盒和纵底盒延伸方向的状态转变为平行于纵顶盒和纵底盒延伸方向的状态，此时相邻两个翻转板之间的相邻端贴靠在一起，阻碍中央过道两侧的空气流动。

2.根据权利要求1所述的一种储能箱内部的加强防护装置，其特征在于：所述纵顶盒、纵底盒、翻转板和电池支撑杆的外表面上分别设有防火耐热涂层。

3.根据权利要求2所述的一种储能箱内部的加强防护装置，其特征在于：所述下电驱动结构为下伺服电机，所述纵底盒内设有多个与内立轴一一对应连接的下伺服电机。

4.根据权利要求3所述的一种储能箱内部的加强防护装置，其特征在于：同一内立轴的同一水平处两侧的电池支撑杆包括左伸缩支杆和右伸缩支杆，所述左伸缩支杆和右伸缩支杆相对平行且靠向内立轴的部分与内立轴之间设有齿轮齿条机构。

5.根据权利要求4所述的一种储能箱内部的加强防护装置，其特征在于：所述齿轮齿条机构包括嵌套并连接在内立轴上的齿轮与左伸缩支杆和右伸缩支杆上相对面上的齿条，所述齿轮和齿条啮合传动，使得内立轴能够通过带动齿轮转动而驱动左伸缩支杆和右伸缩支杆产生平行异向错动。

6.根据权利要求5所述的一种储能箱内部的加强防护装置，其特征在于：所述上电驱结构包括上伺服电机和蜗轮蜗杆机构，所述板转轴的上端对应设有蜗轮蜗杆机构，所述蜗轮蜗杆机构由上伺服电机驱动。

7.根据权利要求6所述的一种储能箱内部的加强防护装置，其特征在于：所述蜗轮蜗杆机构包括设置在板转轴上的蜗轮与接合在蜗轮一侧的蜗杆，多个一一对应板转轴的蜗杆处于同一个水平轴线上并固定连接在一起，形成由上伺服电机驱动并带有多段蜗杆结构的传动轴。

8.根据权利要求7所述的一种储能箱内部的加强防护装置，其特征在于：所述控制器分别与储能箱内的上位控制器、上伺服电机和下伺服电机电性连接，所述控制器接收储能箱内的上位控制器的控制信号并依据控制信号控制上伺服电机和下伺服电机分别产生驱动动作。