CN209516647U - 一种集中充换电柜安全管理系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种集中充换电柜安全管理系统，包括主控模块、应急控制模块、消防模块、检测模块、通信模块；所述主控模块与充换电柜主系统电性连接；所述通信模块用于与后台进行通信；所述应急控制模块包括交流控制单元；所述交流控制单元用于切断或连通充换电柜主系统外部电源；所述消防模块用于向充换电柜的每一充换电仓进行消防处理；所述检测模块用于检测充换电柜的安全状况，并将检测结果反馈至主控模块以控制应急控制模块、消防模块、通信模块工作。该系统独立于充换电柜主系统之外，在充换电柜主系统失效的情况下，也能实时检测充换电柜内部的安全状况，并及时采取相应地消防措施，提高充换电柜的安全性能。

Description

一种集中充换电柜安全管理系统

技术领域

本实用新型涉及充换电柜技术领域，尤其涉及一种集中充换电柜安全管理系统。

背景技术

随着锂电子电池使用越来越普及，充电安全事故频发，如何快速安全方便地在公众场合对电池进行充电是大众所最为关心的问题。由此，对锂电子电池集中充电的充换电柜便应运而生。

但现有的充换电柜虽然解决了对锂电子电池集中快速方便地充电问题，但其安全问题却得不到保障。大部分的充换电柜的安全管理系统基本都安装在充换电柜内部，且没有相应的消防措施，当充换电柜内部的电池发生意外导致电池温度过高，甚至起火时，管理系统很容易受损失效，不仅不能及时向外界发出警示，还不能起到及时消防的作用，导致设施损坏严重。即使小部分安全管理系统装有灭火器等灭火装置，但灭火效果不佳，且没有相应地断电措施，很容易导致线路短路，造成二次事故。

综上可知，所述充换电柜的安全管理系统，实际中存在不便的问题，所以有必要加以改进。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种集中充换电柜安全管理系统，该系统独立于充换电柜主系统，在充换电柜主系统失效的情况下，也能实时检测充换电柜内部的安全状况，并及时采取相应的消防措施，提高充换电柜的安全性能。

为实现上述目的，采用以下技术方案：

一种集中充换电柜安全管理系统，包括主控模块、应急控制模块、消防模块、检测模块、通信模块；所述主控模块、应急控制模块、通信模块安装于充换电柜外，主控模块与充换电柜主系统电性连接；所述通信模块用于与后台进行通信；所述应急控制模块包括交流控制单元；所述充换电柜主系统与外部电源的电连接线路上设有第一开关，且第一开关设于充换电柜外部，交流控制单元用于控制第一开关以切断或连通外部电源；所述消防模块用于向充换电柜的每一充换电仓进行消防处理；所述检测模块用于检测充换电柜的安全状况，并将检测结果反馈至主控模块以控制应急控制模块、消防模块、通信模块工作。

进一步地，所述检测模块包括温度检测单元、若干温度传感器、烟雾检测单元、若干烟雾传感器；每一充换电仓内部均安装有一温度传感器、一烟雾传感器；所述温度传感器用于检测充换电仓内部的温度，并将检测结果经温度检测单元反馈至主控模块；所述烟雾传感器用于检测充换电仓内部的烟雾状况，并将检测结果经烟雾检测单元反馈至主控模块。

进一步地，所述检测模块还包括浮漂传感器、泡水检测单元；所述浮漂传感器安装于充换电柜底部，用于检测充换电柜的积水状况，并将检测结果经泡水检测单元反馈至主控模块。

进一步地，所述检测模块还包括漏电开关；所述漏电开关安装于充换电柜与外部电源通电连接线路上，用于检测充换电柜的漏电状况，并将检测结果反馈至主控模块以执行控制漏电开关是否断电。

进一步地，所述消防模块包括水泵控制单元、微型马达、水泵、水箱、若干消防管、若干喷头；每一充换电仓上对应安装有一消防管，且每一消防管的出口安装有一喷头；所述水泵控制单元用于控制微型马达工作；所述微型马达用于驱动水泵将水箱中的水经消防管及喷头喷至充换电仓。

进一步地，所述消防模块还包括若干回流管；每一充换电仓的底部连接一回流管，回流管从充换电仓延伸至水箱，用于将充换电仓内的积水回流至水箱。

进一步地，所述回流管与充换电仓的连接处设有钢网，用于过滤回流水的杂质。

进一步地，所述集中充换电柜安全管理系统还包括主机壳体，主机壳体独立在充换电柜的外部；所述主控模块、通信模块、交流控制单元、温度检测单元、烟雾检测单元、泡水检测单元、第一开关、漏电开关、水泵控制单元、微型马达均安装于主机壳体内；所述水箱、水泵置于充换电柜下部内侧。

进一步地，所述应急控制模块还包括紧急断电按钮；所述紧急断电按钮安装于主机壳体外侧，用于紧急打开第一开关以切断外部电源。

进一步地，所述集中充换电柜安全管理系统还包括定时供电模块；所述定时供电模块安装于主机壳体内，用于将信号传输至主控模块，以使主控模块经交流控制单元控制第一开关的开闭。

采用上述方案，本实用新型的有益效果是：

1)本安全管理系统独立于充换电柜主系统，不受充换电柜主系统干扰，在充换电柜主系统失效的情况下，也能实时检测充换电柜内部的安全状况，及时控制应急控制模块、消防模块工作；

2)通过应急控制模块，可及时切断充换电柜的外部电源，防止因短路、漏电而引起安全事故；

3)设有通信模块，当充换电仓出现异常时，能及时向后台发出警示信息；

4)通过消防模块，当充换电仓发生火灾时，可及时对充换电仓进行洒水、灭火降温，且通过回流管可将水回流至水箱，循环利用，节约能源；

5)设有漏电开关，防止因线路漏电发生意外事故。

附图说明

图1为本实用新型的立体图；

图2为本实用新型的消防模块在充换电柜的安装示意图；

图3为本实用新型的原理性框图；

图4为本实用新型的工作流程图；

其中，附图标识说明：

1—主控模块； 2—应急控制模块；

3—消防模块； 4—检测模块；

5—通信模块； 6—主机壳体；

7—定时供电模块； 8—充换电柜；

9—第一开关； 21—交流控制单元；

22—紧急断电按钮； 31—水泵控制单元；

32—微型马达； 33—水泵；

34—水箱； 35—消防管；

36—喷头； 37—回流管；

41—温度检测单元； 42—温度传感器；

43—烟雾检测单元； 44—烟雾传感器；

45—浮漂传感器； 46—泡水检测单元；

47—漏电开关； 48—漏电检测单元；

81—充换电柜主系统； 82—充换电仓。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例，对本实用新型进行详细说明。

参照图1至4所示，本实用新型提供一种集中充换电柜8安全管理系统，包括主控模块1、应急控制模块2、消防模块3、检测模块4、通信模块5；所述主控模块1、应急控制模块2、通信模块5安装于充换电柜8外，主控模块1与充换电柜主系统81电性连接；所述通信模块5用于与后台进行通信；所述应急控制模块2包括交流控制单元21；所述充换电柜主系统81与外部电源的电连接线路上设有第一开关9，且第一开关9设于充换电柜8外部，交流控制单元21用于控制第一开关9以切断或连通外部电源(交流控制单元21可自动控制第一开关的开闭)；所述消防模块3用于向充换电柜8的每一充换电仓82进行消防处理；所述检测模块4用于检测充换电柜8的安全状况，并将检测结果反馈至主控模块1以控制应急控制模块2、消防模块3、通信模块5工作。

其中，所述检测模块4包括温度检测单元41、若干温度传感器42、烟雾检测单元43、若干烟雾传感器44；每一充换电仓82内部均安装有一温度传感器42、一烟雾传感器44；所述温度传感器42用于检测充换电仓82内部的温度，并将检测结果经温度检测单元41反馈至主控模块1；所述烟雾传感器44用于检测充换电仓82内部的烟雾状况，并将检测结果经烟雾检测单元43反馈至主控模块1；所述检测模块4还包括浮漂传感器45、泡水检测单元46；所述浮漂传感器45安装于充换电柜8底部，用于检测充换电柜8的积水状况，并将检测结果经泡水检测单元46反馈至主控模块1；所述检测模块4还包括漏电开关47；所述漏电开关47安装于充换电柜8与外部电源的电连接线路上，用于检测充换电柜8的漏电状况，并将检测结果反馈至主控模块1以执行控制漏电开关是否断电。

所述消防模块3包括水泵控制单元31、微型马达32、水泵33、水箱34、若干消防管35、若干喷头36；每一充换电仓82上对应安装有一消防管35，且每一消防管35的出口安装有一喷头36；所述水泵控制单元31用于控制微型马达32工作；所述微型马达32用于驱动水泵33将水箱34中的水经消防管35及喷头36喷至充换电仓82；所述消防模块3还包括若干回流管37；每一充换电仓82的底部连接一回流管37，回流管37从充换电仓82延伸至水箱34，用于将充换电仓82内的积水回流至水箱34；所述回流管37与充换电仓82的连接处设有钢网，用于过滤回流水的杂质。

所述集中充换电柜安全管理系统还包括主机壳体6，主机壳体6独立安装在充换电柜8外部；所述主控模块1、通信模块5、交流控制单元21、温度检测单元41、烟雾检测单元43、泡水检测单元46、第一开关9、漏电开关47、水泵控制单元31、微型马达32均安装于主机壳体6内；所述水箱34、水泵33置于充换电柜8下部内侧；所述应急控制模块2还包括紧急断电按钮22；所述紧急断电按钮22安装于主机壳体6外侧，用于紧急打开第一开关9以切断外部电源(通过紧急断电按钮22将第一开关9打开后，需要人工合上第一开关9，且交流控制单元21失效)；所述集中充换电柜安全管理系统还包括定时供电模块7；所述定时供电模块7安装于主机壳体6内，用于将信号传输至主控模块1，以使主控模块1经交流控制单元21控制第一开关9的开闭。

本实用新型工作原理：

主控模块1：主控模块1采用的芯片型号为KEA128，可与充换电柜主系统81进行实时预警数据传输，通过标准通信协议(RS-485)获取充换电柜8位置信息及充换电仓82内部安全状况，同时可通过检测模块4独立检测充换电仓82内部温度、烟雾信息；当充换电柜主系统81失效没有预警的情况下，主控模块1也能根据检测模块4反馈的预警信息以判定充换电仓82是否存在烟雾、温度急剧上升的情况，如果预警数据超过预定的警戒值(100℃)，主控模块1即可通过应急控制模块2、消防模块3对充换电仓82进行消防管控。此外，主控模块1还可将接收到的充换电柜8位置信息及预警数据通过通信模块5实时上传至云管理系统，当充换电仓82出现异常时，云管理系统能第一时间将充换电柜8的位置推送至充换电柜8实际管理单位，以便及时进行处理管控。

通信模块5：通信模块5通过spi通信方式从主控模块1接收充换电仓82内部预警数据，并上传至云管理系统，当预警数据超过预定的警戒值时，云管理系统第一时间将预警的充换电仓82的编码、位置推送给城市相关管理部门以及机柜实际管理单位，方便工作人员及时赶来排除风险。

定时供电模块7：定时供电模块7通过主控模块1与交流控制单元21连接，故可根据客户实际使用需求，在指定时间段自动打开或关闭第一开关9，从而切断或接通充换电柜主系统81的外部电源。

应急控制模块2：交流控制单元21与第一开关9之间连接有紧急断电按钮22，紧急断电按钮22优先级高于交流控制单元21(交流控制单元21在紧急断电按钮22未被使用时，可实现控制第一开关9的开闭，而通过紧急断电按钮22将第一开关9打开后，第一开关9只能人工进行闭合，且交流控制单元21失效)；当充换电仓82内部预警数据超过预定的警戒值时，主控模块1首先通过交流控制单元21切断充换电柜8的外部电源，避免因短路而造成二次事故；其次通过通信模块5及时向管理部门发出警示，并通知充换电柜8实际管理人员及时赶来解决风险；最后通过消防模块3对每个充换电仓82进行洒水、灭火降温，将充换电柜8的损害降至最低。

水泵控制单元31：当充换电仓82内部因充电短路、或其他非自然情况引起充电设备起火时，水泵控制单元31即会启动微型马达32驱动水泵33将水箱34中的水通过消防管35从喷头36洒出，及时对每个充换电仓82进行灭火降温。

温度检测单元41、烟雾检测单元43：温度传感器42、烟雾传感器44实时独立检测每个充换电仓82内部温度、烟雾信息，并分别经温度检测单元41、烟雾检测单元43分析后反馈至主控模块1，方便主控模块1及时通过应急控制模块2、通信模块5、消防模块3进行预警以及对充换电柜8进行消防安全管控。

泡水检测单元46：浮漂传感器45安装于充换电柜8的底部，用于检测充换电柜8所处环境是否存有积水，当充换电柜8底部泡在水里时，泡水检测单元46将浮漂传感器45检测的积水信息反馈至主控模块1，主控模块1即通过交流控制单元21切断充换电柜8的电流输入，防止因短路而引起安全事故。

漏电开关47：漏电开关47安装于充换电柜8通电线路上，用于检测充换电柜8线路是否漏电，当检测到线路漏电时，主控模块1控制漏电开关47打开(漏电开关的断开是不可逆的)，从而切断充换电柜8电流输入，防止发生触电事故。

交流控制单元21：交流控制单元21是针对充换电柜8的220V交流输入实现主动控制，当预警数据超过预定的警戒值时，主控模块1就会通过交流控制单元21切断充换电柜8的交流输入，方便后续消防模块3向充换电仓82喷水时不会对设施造成二次损害；此外，定时供电模块7将信号传输至主控模块1，以使主控模块1经交流控制单元21控制第一开关9的开闭，实现定时供电。

紧急断电按钮22：紧急断电按钮22安装于主机壳体6上，当充换电柜8出现紧急情况时，可通此按钮人为切断充换电柜8的外部电源。

本实用新型工作流程(如图4所示)：

1)主控模块1通过充换电柜主系统81获取充换电柜8编码、位置信息；

2)主控模块1通过充换电柜主系统81获取充换电柜8的安全状况；检测模块4实时独立检测每个充换电仓82温度、烟雾及充换电柜8的积水、漏电状况，并反馈至主控模块1；

3)主控模块1通过通信模块5将预警数据上传至云管理系统，并对预警数据进行分析；

4)当检测到某一充换电仓82的温度高于100℃，或内部有烟雾时，或充换电柜8泡水时，或充换电柜8异常时，主控模块1控制第一开关9断开；当检测到充换电柜8通电线路漏电时，主控模块1控制漏电开关47断开，同时通过通信模块5将充换电柜8编码、位置推送至实际管理部门；

5)当某一或多个充换电仓82温度高于100℃，或内部有烟雾时，主控模块1通过消防模块3对每个充换电仓82进行喷水降温。

以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种集中充换电柜安全管理系统，其特征在于，包括主控模块、应急控制模块、消防模块、检测模块、通信模块；所述主控模块、应急控制模块、通信模块安装于充换电柜外，主控模块与充换电柜主系统电性连接；所述通信模块用于与后台进行通信；所述应急控制模块包括交流控制单元；所述充换电柜主系统与外部电源的电连接线路上设有第一开关，且第一开关设于充换电柜外部，交流控制单元用于控制第一开关切断或连通外部电源；所述消防模块用于向充换电柜的每一充换电仓进行消防处理；所述检测模块用于检测充换电柜的安全状况，并将检测结果反馈至主控模块以控制应急控制模块、消防模块、通信模块工作。

2.根据权利要求1所述的集中充换电柜安全管理系统，其特征在于，所述检测模块包括温度检测单元、若干温度传感器、烟雾检测单元、若干烟雾传感器；每一充换电仓内部均安装有一温度传感器、一烟雾传感器；所述温度传感器用于检测充换电仓内部的温度，并将检测结果经温度检测单元反馈至主控模块；所述烟雾传感器用于检测充换电仓内部的烟雾状况，并将检测结果经烟雾检测单元反馈至主控模块。

3.根据权利要求2所述的集中充换电柜安全管理系统，其特征在于，所述检测模块还包括浮漂传感器、泡水检测单元；所述浮漂传感器安装于充换电柜底部，用于检测充换电柜的积水状况，并将检测结果经泡水检测单元反馈至主控模块。

4.根据权利要求3所述的集中充换电柜安全管理系统，其特征在于，所述检测模块还包括漏电开关；所述漏电开关安装于充换电柜与外部电源的电连接线路上，用于检测充换电柜的漏电状况，并将检测结果反馈至主控模块以执行控制漏电开关是否断电。

5.根据权利要求4所述的集中充换电柜安全管理系统，其特征在于，所述消防模块包括水泵控制单元、微型马达、水泵、水箱、若干消防管、若干喷头；每一充换电仓上对应安装有一消防管，且每一消防管的出口安装有一喷头；所述水泵控制单元用于控制微型马达工作；所述微型马达用于驱动水泵将水箱中的水经消防管及喷头喷至充换电仓。

6.根据权利要求5所述的集中充换电柜安全管理系统，其特征在于，所述消防模块还包括若干回流管；每一充换电仓的底部连接一回流管，回流管从充换电仓延伸至水箱，用于将充换电仓内的积水回流至水箱。

7.根据权利要求6所述的集中充换电柜安全管理系统，其特征在于，所述回流管与充换电仓的连接处设有钢网，用于过滤回流水的杂质。

8.根据权利要求5所述的集中充换电柜安全管理系统，其特征在于，所述集中充换电柜安全管理系统还包括主机壳体，主机壳体独立安装在充换电柜的外部；所述主控模块、通信模块、交流控制单元、温度检测单元、烟雾检测单元、泡水检测单元、第一开关、漏电开关、水泵控制单元、微型马达均安装于主机壳体内；所述水箱、水泵置于充换电柜下部内侧。

9.根据权利要求8所述的集中充换电柜安全管理系统，其特征在于，所述应急控制模块还包括紧急断电按钮；所述紧急断电按钮安装于主机壳体外侧，用于紧急打开第一开关以切断外部电源。

10.根据权利要求8所述的集中充换电柜安全管理系统，其特征在于，所述集中充换电柜安全管理系统还包括定时供电模块；所述定时供电模块安装于主机壳体内，用于将信号传输至主控模块，以使主控模块经交流控制单元控制第一开关的开闭。