CN117087490B - 一种蓄电池用换电柜 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种蓄电池用换电柜，包括柜体，柜体的前端设有多个电池仓，柜体的后端形成有沿竖直向延伸，并与各个电池仓的后端相连通的排险道，电池仓内滑动连接有电池箱；柜体上设有冷却液循环管路，电池箱上铺设有散热管，电池仓的内壁上设有沿电池仓的长度方向延伸的导管，导管的进液端与冷却液循环管路相连通，电池箱上设有可滑动地套设于导管外侧的套管，套管与散热管的进液端相连通；套管和散热管之间设有控制阀组件，控制阀组件包括阀体，以及与阀体滑动连接的阀块，阀块具有第一位置和第二位置，并连接有第一驱动件，第一驱动件能带动阀块在第一位置和第二位置之间移动。本发明能够采用主动的方式将发生故障的电池送离电池仓。

Description

一种蓄电池用换电柜

技术领域

本发明涉及电动交通工具供电技术领域，具体为一种蓄电池用换电柜。

背景技术

换电柜作为新兴起的共享设备，其能够为电动车(又称为电瓶车)提供充电和更换电池的服务。使用时，使用者可以将需要充电的电池放入换电柜，并从换电柜中取出已充满电的电池，从而节省了等待电池充电的时间。随着电动车产业规模的扩大，换电柜已成为不可或缺的基础服务设施。换电柜的外形类似于储物柜，其内部设置有多个电池仓，用于存放电池并连接充电机。

然而，现有的换电柜在电池仓内的电池发生故障时，通常是采用被动的方式——即依靠电池自身的重力，来使发生故障的电池自行滑离电池仓，但发生故障(如自燃)的电池有可能会变形或者产生粘稠物，轻则使发生故障的电池滑离电池仓的速度变慢，重则使发生故障的电池停留在电池仓内直至燃烧殆尽，对相邻电池仓内的电池造成极大的危害。此外，对于依靠电池自身的重力来使电池滑离电池仓的换电柜，其电池仓的底壁需要设计成倾斜状，这样会不利于高位处的电池仓的使用。

发明内容

为克服现有技术的不足，本发明提供了一种蓄电池用换电柜，能够采用主动的方式将发生故障的电池送离电池仓。

本发明采用了以下的技术方案。

一种蓄电池用换电柜，包括柜体，所述柜体的前端设有多个电池仓，所述柜体的后端形成有沿竖直向延伸，并与各个电池仓的后端相连通的排险道，所述电池仓内滑动连接有电池箱；

所述柜体上设有冷却液循环管路，所述电池箱上铺设有散热管，所述电池仓的内壁上设有沿电池仓的长度方向延伸的导管，所述导管的进液端与冷却液循环管路相连通，所述电池箱上设有可滑动地套设于导管外侧的套管，所述套管与散热管的进液端相连通；

所述套管和散热管之间设有控制阀组件，所述控制阀组件包括阀体，以及与阀体滑动连接的阀块，所述阀块具有第一位置和第二位置，并连接有第一驱动件，所述第一驱动件能带动阀块在第一位置和第二位置之间移动；

当阀块处于第一位置时，所述阀块使套管和散热管相连通，以及使导管和电池箱的内部相隔绝，所述导管内的冷却液无法通过阀块带动电池箱进入排险道；

当阀块处于第二位置时，所述阀块使导管和散热管相隔绝，以及使导管和电池箱的内部相连通，所述导管内的冷却液能够流入电池箱的内部，并能够通过阀块带动电池箱进入排险道。

进一步，所述排险道的底端连通有储液腔，所述储液腔能够接收经排险道掉落的电池箱，且储液腔内存储有冷却液，所述储液腔与冷却液循环管路相连通。

进一步，所述冷却液循环管路包括与储液腔连通的进液总管和排液总管，所述进液总管上设有增压泵，各条导管与进液总管串联，当电池箱与电池仓处于装配状态时，各条散热管的排液端与排液总管串联。

进一步，所述电池仓的内壁上开设有与阀块适配的限位槽；

当阀块处于第一位置时，所述阀块嵌入限位槽，从而限制电池箱沿电池仓的长度方向滑动；

当阀块处于第二位置时，所述阀块脱离限位槽，从而解除对电池箱沿着电池仓的长度方向滑动的限制。

进一步，所述阀体上形成有连通套管和散热管的过流道，所述阀体的侧部贯穿有连通电池箱的内、外部以及过流道的滑道，所述阀块与滑道滑动连接，所述阀体和阀块之间连接有密封环，所述阀块朝向电池箱内部的一端贯穿有过流孔，所述阀块的另一端开设有导流沟；

当阀块处于第一位置时，所述过流孔对齐过流道；

当阀块处于第二位置时，所述导流沟的一端与套管连通，所述导流沟的另一端与电池箱的内部连通。

进一步，所述电池仓的内壁连接有封堵组件，所述封堵组件包括封堵块，以及连接封堵块的弹性件，所述弹性件能够在套管脱离导管后带动封堵块封闭住导管的排液端。

进一步，所述电池箱的侧壁贯穿有透液孔，当电池箱与电池仓处于装配状态时，所述电池仓的内壁封堵住透液孔。

进一步，所述电池仓的内壁设有温度传感器和烟雾传感器，所述电池箱上贯穿有观测孔，所述温度传感器和烟雾传感器能够通过观测孔作用于电池箱的内部，所述柜体上设有控制器，所述控制器分别与温度传感器、烟雾传感器、第一驱动件电连接。

进一步，所述电池仓的前端铰接有第一防爆门，所述电池箱的前端铰接有与第一防爆门同向开合的第二防爆门；

所述柜体上活动连接有第一销杆；

所述第一防爆门上开设有与第一销杆适配的第一销孔，以及活动连接有第二销杆；

所述第二防爆门上开设有一端与第二销杆适配的第二销孔；

所述电池箱上活动连接有与第二销孔的另一端适配的第三销杆；

所述第一销杆连接有第二驱动件，所述第二驱动件能带动第一销杆嵌入或脱离第一销孔，所述第一销杆、第二销杆和第三销杆彼此联动；

当第一销杆嵌入第一销孔时，所述第二销杆脱离第二销孔，所述第三销杆嵌入第二销孔；

当第一销杆脱离第一销孔时，所述第二销杆嵌入第二销孔，所述第三销杆脱离第二销孔；

所述第二驱动件与控制器电连接。

进一步，所述电池箱的后端的内侧设有第一母接头，所述电池箱的后端的外侧设有第二公接头，所述柜体上设有与第二公接头适配的第二母接头，所述第二公接头和第二母接头的分开方向与电池箱沿着电池仓进入排险道的方向一致。

本发明的有益效果为：

当本发明的电池箱内的电池处于正常状态时，阀块处于第一位置，阀块使套管和散热管相连通，以及使导管和电池箱的内部相隔绝，冷却液循环管路中的冷却液依次经导管、套管后流过散热管，从而带走电池箱上的热量，进而对电池箱内的电池进行降温。当本发明的电池箱内的电池发生故障时，阀块处于第二位置，阀块使导管和散热管相隔绝，以及使导管和电池箱的内部相连通。这样，一方面使导管内的冷却液能够流入电池箱的内部，对电池箱内的电池进行灭火和降温；另一方面使导管内的冷却液能够通过阀块带动电池箱进入排险道，从而将电池箱以及电池箱内的电池一并送离电池仓。此外，发生故障的电池在被送离电池仓的过程中，会始终被电池箱所包裹，这样，即使电池在转移的途中发生爆炸，电池箱也能够有效地减弱爆炸的危害。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实施例的部分结构示意图；

图2为图1的A-A向剖视图；

图3为图1的B-B向剖视图；

图4为图1的C部放大图；

图5为本实施例的阀块处于第二位置时的结构示意图；

图6为本实施例的第一防爆门和第二防爆门的结构示意图；

图7为本实施例的第二销杆的结构示意图。

附图标记说明：

柜体1，排险道2，电池箱3，散热管4，导管5，套管6，阀体7，阀块8，第一驱动件9，储液腔10，进液总管11,排液总管12，增压泵13，限位槽14，密封环15，过流孔16，导流沟17,封堵块18，弹性件19，透液孔20，温度传感器21，烟雾传感器22，观测孔23，控制器24，第一防爆门25，第二防爆门26，第一销杆27，第一销孔28，第二销杆29，第二销孔30，第三销杆31，第二驱动件32，第一母接头33，第二公接头34，第二母接头35。

具体实施方式

附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸。

对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。下面结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步的说明。

如附图所示的一种蓄电池用换电柜，包括柜体1，柜体1的前端设有多个电池仓，柜体1的后端形成有沿竖直向延伸，并与各个电池仓的后端相连通的排险道2，电池仓内滑动连接有电池箱3；

柜体1上设有冷却液循环管路，电池箱3上铺设有散热管4，电池仓的内壁上设有沿电池仓的长度方向延伸的导管5，导管5的进液端与冷却液循环管路相连通，电池箱3上设有可滑动地套设于导管5外侧的套管6，套管6与散热管4的进液端相连通；

套管6和散热管4之间设有控制阀组件，控制阀组件包括阀体7，以及与阀体7滑动连接的阀块8，阀块8具有第一位置和第二位置，并连接有第一驱动件9，第一驱动件9能带动阀块8在第一位置和第二位置之间移动。

具体的，当本发明的电池箱3内的电池处于正常状态时，阀块8处于第一位置，阀块8使套管6和散热管4相连通，以及使导管5和电池箱3的内部相隔绝，冷却液循环管路中的冷却液依次经导管5、套管6后流过散热管4，从而带走电池箱3上的热量，进而对电池箱3内的电池进行降温。当本发明的电池箱3内的电池发生故障时，阀块8处于第二位置，阀块8使导管5和散热管4相隔绝，以及使导管5和电池箱3的内部相连通。这样，一方面使导管5内的冷却液能够流入电池箱3的内部，对电池箱3内的电池进行灭火和降温；另一方面使导管5内的冷却液能够通过阀块8带动电池箱3进入排险道2，从而将电池箱3以及电池箱3内的电池一并送离电池仓。此外，发生故障的电池在被送离电池仓的过程中，会始终被电池箱3所包裹，这样，即使电池在转移的途中发生爆炸，电池箱3也能够有效地减弱爆炸的危害。

优选的，排险道2的底端连通有储液腔10，储液腔10能够接收经排险道2掉落的电池箱3，且储液腔10内存储有冷却液，储液腔10与冷却液循环管路相连通。能理解的是，储液腔10内的冷却液不仅能够对掉落的电池箱3进行缓冲，防止电池箱3与柜体1发生硬碰撞，还能够淹没电池箱3以及其中的故障电池，从而将故障电池与空气隔绝，并对故障电池进行冷却降温。

优选的，冷却液循环管路包括与储液腔10连通的进液总管11和排液总管12，进液总管11上设有增压泵13，各条导管5与进液总管11串联，当电池箱3与电池仓处于装配状态时，各条散热管4的排液端与排液总管12串联。具体的，当本发明的电池箱3内的电池处于正常状态时，增压泵13通过进液总管11吸取储液腔10内的冷却液，并使吸取到的冷却液依次经导管5、套管6、散热管4、排液总管12后流入储液腔10，从而对电池箱3以及存放在电池箱3内的电池进行降温。

优选的，电池仓的内壁上开设有与阀块8适配的限位槽14；

当阀块8处于第一位置时，阀块8嵌入限位槽14，从而限制电池箱3沿电池仓的长度方向滑动；

当阀块8处于第二位置时，阀块8脱离限位槽14，从而解除对电池箱3沿着电池仓的长度方向滑动的限制。

优选的，阀体7上形成有连通套管6和散热管4的过流道，阀体7的侧部贯穿有连通电池箱3的内、外部以及过流道的滑道，阀块8与滑道滑动连接，阀体7和阀块8之间连接有密封环15，阀块8朝向电池箱3内部的一端贯穿有过流孔16，阀块8的另一端开设有导流沟17；

当阀块8处于第一位置时，过流孔16对齐过流道，使套管6内的冷却液能够经过流道沿直线流入散热管4，从而使套管6内冷却液的冲击力不会作用于阀块8，且由于阀块8嵌入限位槽14，进而使得电池箱3仍与电池仓保持着装配状态；

当阀块8处于第二位置时，导流沟17的一端与套管6连通，导流沟17的另一端与电池箱3的内部连通，使套管6内的冷却液撞击在导流沟17上，被导流沟17改变方向后再流入电池箱3的内部，如此，阀体7会在套管6内的冷却液的作用力下，带动电池箱3沿导管5的延伸方向进入排险道2。

作为一个示例，电池箱3为长方形壳体，尺寸为50cm×25cm×15cm，壁厚为1mm，重量为3kg。电池箱3内的电池重量为5kg，并且电池箱3的外壁与电池仓的内壁之间的摩擦系数为0.2。在该情况下，套管6内的冷却液仅需对阀块8产生16N以上的作用力，就能够推动电池箱3以及其内的电池沿导管5的延伸方向进入排险道2。

优选的，电池仓的内壁连接有封堵组件，封堵组件包括封堵块18，以及连接封堵块18的弹性件19，弹性件19能够在套管6脱离导管5后带动封堵块18封闭住导管5的排液端。这样，在电池箱3脱离电池仓后，封堵块18能够避免冷却液从未连接套管6的导管5的排液端流失。

优选的，电池箱3的侧壁贯穿有透液孔20，当电池箱3与电池仓处于装配状态时，电池仓的内壁封堵住透液孔20。能理解的是，当电池箱3跌入储液腔10后，储液腔10内的冷却液能够通过透液孔20流入电池箱3的内部，与位于电池箱3内的故障电池直接接触，一方面能够将故障电池与空气隔绝，另一方面对故障电池进行冷却降温。

优选的，电池仓的内壁设有温度传感器21和烟雾传感器22，电池箱3上贯穿有观测孔23，温度传感器21和烟雾传感器22能够通过观测孔23作用于电池箱3的内部，柜体1上设有控制器24，控制器24分别与温度传感器21、烟雾传感器22、第一驱动件9电连接。其中，由于温度传感器21和烟雾传感器22是设于电池仓的内壁上，在电池箱3脱离电池仓的过程中，不会对二者造成损伤，有利于二者的持续使用。具体的，当任意电池箱3内的电池发生故障时，温度传感器21和/或烟雾传感器22会被触发，并通知控制器24，控制器24接到通知后，控制该电池箱3所对应的第一驱动件9运行，使该第一驱动件9带动与之连接的阀块8从第一位置移动至第二位置，如此便能够使该电池箱3在导管5内的冷却液的带动下进入排险道2。

在本实施例中，第一驱动件9为电磁铁。

优选的，电池仓的前端铰接有第一防爆门25，电池箱3的前端铰接有与第一防爆门25同向开合的第二防爆门26；

柜体1上活动连接有第一销杆27；

第一防爆门25上开设有与第一销杆27适配的第一销孔28，以及活动连接有第二销杆29；

第二防爆门26上开设有一端与第二销杆29适配的第二销孔30；

电池箱3上活动连接有与第二销孔30的另一端适配的第三销杆31；

第一销杆27连接有第二驱动件32，第二驱动件32能带动第一销杆27嵌入或脱离第一销孔28，第一销杆27、第二销杆29和第三销杆31彼此联动；

当第一销杆27嵌入第一销孔28时，第二销杆29脱离第二销孔30，第三销杆31嵌入第二销孔30；

当第一销杆27脱离第一销孔28时，第二销杆29嵌入第二销孔30，第三销杆31脱离第二销孔30；

第二驱动件32与控制器24电连接。

具体的，附图6所述，第二销杆29与第一防爆门25之间连接有第一弹簧，第三销杆31与电磁箱之间连接有第二弹簧，其中，第一弹簧使第二销杆29保持有嵌入第二销孔30的趋势，第二弹簧使第三销杆31保持有嵌入第二销孔30的趋势，且第一弹簧的弹力大于第二弹簧的弹力，如此，当第二驱动件32带动第一销杆27脱离第一销孔28后，第二销杆29便会在第一弹簧的作用下嵌入第二销孔30，并将第三销杆31推离第二销孔30。

在本实施中，第二驱动件32为电磁铁。

能够理解的，当第一防爆门25关闭后，第一销杆27嵌入第一销孔28，第二销杆29脱离第二销孔30，第三销杆31嵌入第二销孔30，从而将第一防爆门25与柜体1连接成整体，以及将第二防爆门26与电池箱3连接成整体，并使第一防爆门25和第二防爆门26之间未产生连接，如此，当电池箱3沿着电池仓滑向排险道2的过程中，以及电池箱3沿着排险道2跌入储液腔10的过程中，第二防爆门26会始终封闭电池箱3的敞开端，这样，即便是电池箱3内的故障电池在以上过程中发生爆炸，也不对柜体1的其他零部件造成损伤。

此外，在第一销杆27脱离第一销孔28后，第二销杆29嵌入第二销孔30，第三销杆31脱离第二销孔30，从而将第一防爆门25和第二防爆门26连接成整体，以及使第一防爆门25和柜体1之间未产生连接，以及使第二防爆门26和电池箱3之间未产生连接，如此，使用者便能够在开启第一防爆门25的过程中，将第二防爆门26一并打开，从而简化了第二防爆门26的开启步骤，让使用者能够较为方便地存取电池。

优选的，电池箱3的后端的内侧设有第一母接头33，电池箱3的后端的外侧设有第二公接头34，柜体1上设有与第二公接头34适配的第二母接头35，第二公接头34和第二母接头35的分开方向与电池箱3沿着电池仓进入排险道2的方向一致，如此，在电池箱3沿着电池仓进入排险道2的过程中，第二公接头34与第二母接头35逐渐分开。能理解的是，存放于电池箱3内的电池设有与第一母接头33适配的第一公接头。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。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，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种蓄电池用换电柜，包括柜体，其特征在于，所述柜体的前端设有多个电池仓，所述柜体的后端形成有沿竖直向延伸，并与各个电池仓的后端相连通的排险道，所述电池仓内滑动连接有电池箱；

所述柜体上设有冷却液循环管路，所述电池箱上铺设有散热管，所述电池仓的内壁上设有沿电池仓的长度方向延伸的导管，所述导管的进液端与冷却液循环管路相连通，所述电池箱上设有可滑动地套设于导管外侧的套管，所述套管与散热管的进液端相连通；

所述套管和散热管之间设有控制阀组件，所述控制阀组件包括阀体，以及与阀体滑动连接的阀块，所述阀体上形成有连通套管和散热管的过流道，所述阀体的侧部贯穿有连通电池箱的内、外部以及过流道的滑道，所述阀块与滑道滑动连接，所述阀体和阀块之间连接有密封环，所述阀块朝向电池箱内部的一端贯穿有过流孔，所述阀块的另一端开设有导流沟，所述阀块具有第一位置和第二位置，并连接有第一驱动件，所述第一驱动件能带动阀块在第一位置和第二位置之间移动，所述电池仓的内壁上开设有与阀块适配的限位槽；

当阀块处于第一位置时，所述阀块嵌入限位槽，所述过流孔对齐过流道，所述套管内的冷却液经过流道沿直线流入散热管，从而使电池箱与电池仓保持着装配状态；

当阀块处于第二位置时，所述阀块脱离限位槽，所述导流沟的一端与套管连通，所述导流沟的另一端与电池箱的内部连通，所述套管内的冷却液撞击在导流沟上，并被导流沟改变方向后流入电池箱的内部，从而使阀体在套管内的冷却液的作用力下，带动电池箱沿导管的延伸方向进入排险道。

2.根据权利要求1所述的一种蓄电池用换电柜，其特征在于，所述排险道的底端连通有储液腔，所述储液腔能够接收经排险道掉落的电池箱，且储液腔内存储有冷却液，所述储液腔与冷却液循环管路相连通。

3.根据权利要求1所述的一种蓄电池用换电柜，其特征在于，所述冷却液循环管路包括与储液腔连通的进液总管和排液总管，所述进液总管上设有增压泵，各条导管与进液总管并联，当电池箱与电池仓处于装配状态时，各条散热管的排液端与排液总管并联。

4.根据权利要求1所述的一种蓄电池用换电柜，其特征在于，所述电池仓的内壁连接有封堵组件，所述封堵组件包括封堵块，以及连接封堵块的弹性件，所述弹性件能够在套管脱离导管后带动封堵块封闭住导管的排液端。

5.根据权利要求1所述的一种蓄电池用换电柜，其特征在于，所述电池箱的侧壁贯穿有透液孔，当电池箱与电池仓处于装配状态时，所述电池仓的内壁封堵住透液孔。

6.根据权利要求1所述的一种蓄电池用换电柜，其特征在于，所述电池仓的内壁设有温度传感器和烟雾传感器，所述电池箱上贯穿有观测孔，所述温度传感器和烟雾传感器能够通过观测孔作用于电池箱的内部，所述柜体上设有控制器，所述控制器分别与温度传感器、烟雾传感器、第一驱动件电连接。

7.根据权利要求6所述的一种蓄电池用换电柜，其特征在于，所述电池仓的前端铰接有第一防爆门，所述电池箱的前端铰接有与第一防爆门同向开合的第二防爆门；

所述柜体上活动连接有第一销杆；

所述第一防爆门上开设有与第一销杆适配的第一销孔，以及活动连接有第二销杆；

所述第二防爆门上开设有一端与第二销杆适配的第二销孔；

所述电池箱上活动连接有与第二销孔的另一端适配的第三销杆；

所述第一销杆连接有第二驱动件，所述第二驱动件能带动第一销杆嵌入或脱离第一销孔，所述第一销杆、第二销杆和第三销杆彼此联动；

当第一销杆嵌入第一销孔时，所述第二销杆脱离第二销孔，所述第三销杆嵌入第二销孔；

当第一销杆脱离第一销孔时，所述第二销杆嵌入第二销孔，所述第三销杆脱离第二销孔；

所述第二驱动件与控制器电连接。

8.根据权利要求1所述的一种蓄电池用换电柜，其特征在于，所述电池箱的后端的内侧设有第一母接头，所述电池箱的后端的外侧设有第二公接头，所述柜体上设有与第二公接头适配的第二母接头，所述第二公接头和第二母接头的分开方向与电池箱沿着电池仓进入排险道的方向一致。