CN218400499U - 保护系统及换电车辆 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种保护系统及换电车辆，涉及车辆安全技术领域，该保护系统应用于换电车辆，换电车辆的车厢内设置有换电装置，用于将车厢内放置的电池与待换电车辆的电池进行互换，包括：信息监测模块、信息传输模块和控制模块；信息监测模块生成预警信息；信息传输模块将预警信息发送至控制模块；控制模块在预警信息为电池移除确认信息时，控制换电装置将热失控电池移出车厢。该系统用以解决现有技术中在换电车辆上仅通过将电池相互隔离并固定锁紧的方式，进行高压锂电池的运输防护，所造成的换电车辆安全系数低的缺陷，实现对电池状态的实时监控，并能在电池发生热失控时进行快速处理，防止危险扩散，保障人身及财产安全。

Description

保护系统及换电车辆

技术领域

本实用新型涉及车辆安全技术领域，尤其涉及一种保护系统及换电车辆。

背景技术

目前，针对电动车辆的电能补给方式主要包括充电和换电。与充电相比，换电更为便捷。而针对换电目前主要有两种方式，一种是在换电站进行电池更换，这种方式需要用户提前根据换电站的位置规划剩余电量的使用，以将车辆行驶至专门的换电站，因而，在车辆电池所存电量不足以支撑车辆行驶至换电站或车辆电池损坏时，会使得车辆无法完成换电。另一种则是使装有电池的换电车辆，行驶至待换电车辆所在位置，通过换电车辆上的换电装置和电池为待换电车辆更换电池。

然而，相较于换电站，换电车辆虽然更加方便用户换电，但是相较于有专业人员值守，且保护措施较为全面的换电站来说，随时移动的换电车辆在车厢内因为存放有一定数量的高压锂电池，且仅通过将各电池相互隔离并固定锁紧的方式，来保护高压锂电池的运输，并不能在某块电池发生故障，例如热失控时，及时处理，防止危险扩散。因此，不能有效的保证换电车辆的安全。

实用新型内容

本实用新型提供一种保护系统及换电车辆，用以解决现有技术中在换电车辆上仅通过将电池相互隔离并固定锁紧的方式，进行高压锂电池的运输防护，所造成的换电车辆安全系数低的缺陷，实现对电池状态的实时监控，并能在电池发生热失控时进行快速处理，防止危险扩散，保障人身及财产安全。

本实用新型提供一种保护系统，应用于换电车辆，所述换电车辆的车厢内设置有换电装置，所述换电装置用于将所述车厢内放置的电池与待换电车辆的电池进行互换，以完成所述待换电车辆的换电，所述保护系统包括：信息监测模块、信息传输模块和控制模块；

所述信息监测模块用于监控换电车的车厢内放置的电池的状态，并在确定所述电池的状态为异常时，生成预警信息；

所述信息传输模块分别连接所述信息监测模块和所述控制模块，用于将所述信息监测模块生成的所述预警信息发送至所述控制模块；

所述控制模块设置在所述换电车辆上，并连接所述换电装置，用于在由所述信息传输模块接收的所述预警信息为电池移除确认信息时，控制所述换电装置将热失控电池移出所述车厢，所述热失控电池为触发所述信息监测模块生成所述电池移除确认信息的电池。

根据本实用新型所述的保护系统，所述信息监测模块为所述电池的电池管理系统和/或设置在所述车厢内的烟雾探测报警系统。

根据本实用新型所述的保护系统，还包括：移动终端；

所述移动终端与所述信息传输模块连接，用于接收所述信息传输模块发送的所述预警信息，并基于所述预警信息执行相应的提醒操作。

根据本实用新型所述的保护系统，所述信息传输模块为云平台。

根据本实用新型所述的保护系统，所述控制模块连接所述换电车辆的音响系统，用于控制所述音响系统提示所述预警信息。

根据本实用新型所述的保护系统，所述控制模块连接所述换电车辆的显示系统，用于在接收到所述电池移除确认信息时，触发所述显示系统显示所述电池移除确认信息，并在接收到所述电池移除确认信息的确认信号后，控制所述换电装置将热失控电池移出所述车厢。

本实用新型还提供一种换电车辆，包括如上述任一种保护系统。

根据本实用新型所述的换电车辆，所述换电车辆的车厢为可升降车厢；

所述可升降车厢的两侧设置以所述可升降车厢的顶面两侧边缘为轴可向上抬升，以展开的车厢门。

根据本实用新型所述的换电车辆，所述可升降车厢内设置有用于电池放置的电池位，多个所述电池位相互间隔设置，以将所述电池相互隔离并固定在所述可升降车厢内。

根据本实用新型所述的换电车辆，所述换电车辆的换电装置包括抓取部、升降部和伸缩部；

所述升降部的底端连接所述可升降车厢的底面，顶端连接所述伸缩部的第一端，所述升降部在升高时，将所述伸缩部顶升；

所述伸缩部的第一端可以所述升降部的顶端为原点转动，第二端连接所述抓取部，所述伸缩部通过伸缩变化，调整所述抓取部的位置；

所述抓取部用于电池的取放。

本实用新型提供的一种保护系统及换电车辆，其中保护系统应用于换电车辆，所述换电车辆的车厢内设置有换电装置，所述换电装置用于将所述车厢内放置的电池与待换电车辆的电池进行互换，以完成所述待换电车辆的换电，该保护系统通过信息监测模块监控换电车的车厢内放置的电池的状态，并在确定所述电池的状态为异常时，生成预警信息；然后通过信息传输模块将所述信息监测模块生成的所述预警信息发送至所述控制模块，以使与换电车辆的换电装置在接收到预警信息，且预警信息为电池移除确认信息时，控制所述换电装置将热触发所述信息监测模块生成所述电池移除确认信息的电池移出车厢，从而有效防止了因电池热失控所造成的危险扩散，保障了人身安全和财产安全。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，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是本实用新型实施例提供的一种保护系统的结构示意图之一；

图2是本实用新型实施例提供的一种保护系统的结构示意图之二；

图3是本实用新型实施例提供的一种换电车辆实例的结构示意图；

附图标记：

1：换电车辆；10：驾驶舱；20：可升降车厢；21：控制柜；22：充电机；23：水冷机；24：BDU；25：车厢门；26：抓取部；27：升降部；28：伸缩部；2：电池。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型中的附图，对本实用新型中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

下面结合图1至图3描述本实用新型的一种保护系统，应用于换电车辆，所述换电车辆的车厢内设置有换电装置，所述换电装置用于将所述车厢内放置的电池与待换电车辆的电池进行互换，以完成所述待换电车辆的换电，如图1所示，所述保护系统包括：信息监测模块110、信息传输模块120和控制模块130；

所述信息监测模块110用于监控换电车的车厢内放置的电池的状态，并在确定所述电池的状态为异常时，生成预警信息；

所述信息传输模块120分别连接所述信息监测模块和所述控制模块，用于将所述信息监测模块生成的所述预警信息发送至所述控制模块；

所述控制模块130设置在所述换电车辆上，并连接所述换电装置，用于在由所述信息传输模块接收的所述预警信息为电池移除确认信息时，控制所述换电装置将热失控电池移出所述车厢，所述热失控电池为触发所述信息监测模块生成所述电池移除确认信息的电池。

具体地，通过监控电池本身的温度、电压、电流、温升速率、压降速率等参数，以及电池所在车厢的温度、影像等，均可以实现电池状态是否异常的确定，因而信息监测模块可以是能够获取并分析电池本身的参数的元件，也可以是设置在车厢内，可以获取车厢内的温度、影像等的元件。

更具体地，信息传输模块用于数据传输的传输，可以是与信息监测模块和控制模块分别通过实体线路连接的数据传输模块，也可以是能够实现无线信号传输的无线数据传输模块。控制模块可以是换电车辆本身的控制模块，也可以是为控制换电装置将热失控电池移出车厢而专门设置的控制器。

本实用新型实施例提供的保护系统，通过信息监测模块监控换电车的车厢内放置的电池的状态，并在确定所述电池的状态为异常时，生成预警信息；通过信息传输模块将所述信息监测模块生成的所述预警信息发送至所述控制模块，以使与换电车辆的换电装置在接收到预警信息，且预警信息为电池移除确认信息时，控制所述换电装置将热触发所述信息监测模块生成所述电池移除确认信息的电池移出车厢，从而有效防止了因电池热失控所造成的危险扩散，保障了人身安全和财产安全。

作为本实用新型的一种实施例，所述信息监测模块为所述电池的电池管理系统和/或设置在所述车厢内的烟雾探测报警系统。

可以理解的是，换电车辆上放置有多块高压锂电池，用于为亏电或电池损坏的电动车辆更换电池。用于电动车辆的高压锂电池内均设置有电池管理系统(BatteryManagement System，BMS)，BMS可以实时监控并管理高压锂电池的各项状态参数，例如：温度、温升速率、电压、压降速率、电流等。

具体地，通过电池的BMS可以实现电池各参数的获取，而通过监控电池的电压、电流、温度等参数，均可以实现电池是否存在异常的检测。例如：以通过电池的温度确定电池的异常级别为例，可以通过设置温度阈值范围的形式，来确定电池是否存在异常，即当获取的电池温度属于表示电池温度正常的阈值范围时，确定电池不存在异常，而当获取的电池温度属于表示电池温度高于正常温度的阈值范围时，确定电池存在异常。因而，通过电池的BMS可以实现实时检测电池是否存在异常，并在确定电池出现异常时，生成异常警告。同时，通过利用电池本身的BMS进行电池状态参数的获取以及异常情况的确定，实现了在无需额外增加附加设备的基础上，对电池异常的实时监控，有效简化了保护系统的结构，降低了在换电车辆上占用的空间。

进一步地，当电池出现热失控时，会出现温度的急剧升高，而当电池温度达到一定高度时，不仅会造成周围其他电池的损伤，且若不在短时间内采取紧急处理措施，还有可能发生爆炸失火等风险，因而也可以通过获取车厢内的烟雾浓度，然后将烟雾浓度与预设浓度阈值进行比较，来确定车厢内是否存在火情。

更具体地，通过BMS和烟雾探测报警系统的结合，可以实现对换电车辆的双重监控，进一步提高换电车辆的安全性。

作为本实用新型的一种实施例，还包括：移动终端；

所述移动终端与所述信息传输模块连接，用于接收所述信息传输模块发送的所述预警信息，并基于所述预警信息执行相应的提醒操作。

可以理解的是，通过设置多个预设温度阈值范围、电压阈值范围等，可以使BMS根据获取的电池的温度信息、电压信息等所属的预设阈值范围，确定电池的异常级别，进而进一步实现根据不同的异常级别，生成不同的预警信息，以实现针对电池异常等级的分级管控措施。

具体地，通过移动终端与信息传输模块的连接，使得移动终端可以根据不同的预警信息，向换电车辆的驾驶员或相关人员进行不同等级的提醒。例如：当BMS确定某块电池的温度与正常温度出现较大的偏离时，可以使移动终端以发送信息或电话提醒的方式，通知驾驶员和/或相关人员车厢内电池的异常情况，以便于驾驶员及时停车进行检查；当BMS确定某块电池发生热失控时，可以使移动终端以电话提醒的方式，通知驾驶员和/或相关人员产生了电池移除确认信息，以便于驾驶员及时停车确认，并进行电池移出车厢前的准备。

作为本实用新型的一种实施例，所述信息传输模块为云平台。

具体地，通过将信息传输模块设置为云平台，可以通过无线传输方式将信息监测模块监测的信息同步到云平台上，进而充分利用云平台传输数据效率高和范围广的优势，提高了对电池的监控效率，同时，还可以在确定电池存在异常时，提高进行处理的响应速度，并避免了在换电车辆上另外布置设备的麻烦，降低了使用成本。

作为本实用新型的一种实施例，所述控制模块连接所述换电车辆的音响系统，用于控制所述音响系统提示所述预警信息。

具体地，通过控制模块与换电车辆音响系统的连接，可以在确定出现电池异常时，通过在换电车辆的驾驶舱内进行语音警报的形式，来提醒驾驶员进行相应的处理。

例如：当电池异常程度较轻时，以语音形式提醒驾驶员需要停车进行检查。当电池异常程度较重时，以语音形式提醒驾驶员需要立刻停车进行检查。当电池异常程度为发生热失控时，以语音形式提醒驾驶员需要进行电池移出的确认和准备。

作为本实用新型的一种实施例，所述控制模块连接所述换电车辆的显示系统，用于在接收到所述电池移除确认信息时，触发所述显示系统显示所述电池移除确认信息，并在接收到所述电池移除确认信息的确认信号后，控制所述换电装置将热失控电池移出所述车厢。

具体地，通过将控制模块连接换电车辆的显示系统，并在接收到电池移除确认信息时，触发显示系统显示电池移除确认信息，且在电池移除确认信息被确认后，才触发运送装置将发生热失控的电池移出车厢，使得驾驶员和/或相关人员不仅可以对车厢内电池的情况进行确认，以避免误操作，还可以给驾驶员以时间来将换电车辆停驶，并以打开双闪等、放置临时停车指示牌等方式向其他车辆示意，以保证换电装置将热失控电池移出车厢时的安全。

综上，本实用新型上述实施例所提供的保护系统的框架结构示意图如图2所示，该保护系统通过将对电池的监控与换电车辆的控制系统相结合，实现对换电车辆的预警和应急保护，同时，通过烟雾探测报警系统与BMS相结合的方式，对换电车辆形成了双重保护，有效提高了换电车辆的安全性，另外，热失控电池的移出通过换电装置执行，避免了添加附加设备，节省了保护系统的使用成本，并降低了保护系统布置的麻烦。

本实用新型还提供一种包括如上述任一实施例所述的保护系统的换电车辆。

可以理解的是，所述包括本实用新型上述实施例所述的保护系统的换电车辆，具有所述保护系统的所有优点和技术效果，此处不再赘述。

作为本实用新型的一种实施例，所述换电车辆的车厢为可升降车厢；

所述可升降车厢的两侧设置以所述可升降车厢的顶面两侧边缘为轴可向上抬升，以展开的车厢门。

具体地，通过可升降车厢，以及可展开车厢门的设置，使得在应用换电车辆进行换电或将热失控电池移出车厢时，可以使车厢升高并展开，从而为换电装置提供充分的活动空间，便于提高换电或热失控电池移出的效率。

作为本实用新型的一种实施例，所述可升降车厢内设置有用于电池放置的电池位，多个所述电池位相互间隔设置，以将所述电池相互隔离并固定在所述可升降车厢内。

具体地，通过电池位的设置，可以使各电池相互间隔并固定在可升降车厢内的固定位置上，以减少状态异常的电池对正常电池的影响，并减少换电车辆行驶过程中，对电池的影响。

作为本实用新型的一种实施例，所述换电车辆的换电装置包括抓取部、升降部和伸缩部；

所述升降部的底端连接所述可升降车厢的底面，顶端连接所述伸缩部的第一端，所述升降部在升高时，将所述伸缩部顶升；

所述伸缩部的第一端可以所述升降部的顶端为原点转动，第二端连接所述抓取部，所述伸缩部通过伸缩变化，调整所述抓取部的位置；

所述抓取部用于电池的取放。

具体地，伸缩部、升降部和抓取部的具体结构可以是任意可以实现伸缩、升降、抓取的结构，例如：伸缩部和升降部可以为伸缩臂、抓取部可以为爪夹等。

更具体地，如图3所示，为本实用新型提供的一辆换电车辆的实例，其中，换电车辆1包括驾驶舱10和可升降车厢20，其中，在可升降车厢20内设置有换电装置、控制柜21、充电机22、水冷机23、电池包断路单元24(Battery Disconnect Unit，BDU)以及若干电池位，其中，控制柜21用于换电装置的控制，充电机22、水冷机23和BDU24用于换电车辆的电源控制；电池位用于电池2的放置。

进一步地，以需要将热失控电池移出可伸缩车厢20为例，首先，控制柜21内的控制模块控制可升降车厢20顶升，车厢门25展开，然后控制换电装置的抓取部26抓取电池后，使升降部27升高，将电池提出电池位，之后控制伸缩部28通过旋转调整方向后，向可伸缩车厢20外部延伸，并在延伸至伸缩部28的最远端时，通过控制抓取部26将热失控电池释放，从而防止可升降车厢20内发生失火等风险，从而提高换电车辆的安全。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种保护系统，其特征在于，应用于换电车辆，所述换电车辆的车厢内设置有换电装置，所述换电装置用于将所述车厢内放置的电池与待换电车辆的电池进行互换，以完成所述待换电车辆的换电，所述保护系统包括：信息监测模块、信息传输模块和控制模块；

所述信息监测模块用于监控换电车的车厢内放置的电池的状态，并在确定所述电池的状态为异常时，生成预警信息；

所述信息传输模块分别连接所述信息监测模块和所述控制模块，用于将所述信息监测模块生成的所述预警信息发送至所述控制模块；

所述控制模块设置在所述换电车辆上，并连接所述换电装置，用于在由所述信息传输模块接收的所述预警信息为电池移除确认信息时，控制所述换电装置将热失控电池移出所述车厢，所述热失控电池为触发所述信息监测模块生成所述电池移除确认信息的电池。

2.根据权利要求1所述的保护系统，其特征在于，所述信息监测模块为所述电池的电池管理系统和/或设置在所述车厢内的烟雾探测报警系统。

3.根据权利要求1所述的保护系统，其特征在于，还包括：移动终端；

所述移动终端与所述信息传输模块连接，用于接收所述信息传输模块发送的所述预警信息，并基于所述预警信息执行相应的提醒操作。

4.根据权利要求1至3任一项所述的保护系统，其特征在于，所述信息传输模块为云平台。

5.根据权利要求1所述的保护系统，其特征在于，所述控制模块连接所述换电车辆的音响系统，用于控制所述音响系统提示所述预警信息。

6.根据权利要求5所述的保护系统，其特征在于，所述控制模块连接所述换电车辆的显示系统，用于在接收到所述电池移除确认信息时，触发所述显示系统显示所述电池移除确认信息，并在接收到所述电池移除确认信息的确认信号后，控制所述换电装置将热失控电池移出所述车厢。

7.一种换电车辆，其特征在于，包括如权利要求1至6任一项所述的保护系统。

8.根据权利要求7所述的换电车辆，其特征在于，所述换电车辆的车厢为可升降车厢；

所述可升降车厢的两侧设置以所述可升降车厢的顶面两侧边缘为轴可向上抬升，以展开的车厢门。

9.根据权利要求8所述的换电车辆，其特征在于，所述可升降车厢内设置有用于电池放置的电池位，多个所述电池位相互间隔设置，以将所述电池相互隔离并固定在所述可升降车厢内。

10.根据权利要求8所述的换电车辆，其特征在于，所述换电车辆的换电装置包括抓取部、升降部和伸缩部；

所述升降部的底端连接所述可升降车厢的底面，顶端连接所述伸缩部的第一端，所述升降部在升高时，将所述伸缩部顶升；

所述伸缩部的第一端可以所述升降部的顶端为原点转动，第二端连接所述抓取部，所述伸缩部通过伸缩变化，调整所述抓取部的位置；

所述抓取部用于电池的取放。

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