CN218420728U - 一种消防机构及其换电站 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种消防机构及其换电站，消防机构包括一对地轨、转运机构、直线驱动机构、输送机构和降温装置；地轨一端设置在集装箱内部，地轨另一端沿着至集装箱外侧；降温装置设置在集装箱体外侧并位于地轨纵向一侧；换电站包括集装箱一、集装箱二和集装箱三，而集装箱一集成了换电平台、夹紧定位机构和举升机构，集装箱二集成了充电组件、充电架一和换电小车，集装箱三集成了堆垛机和消防机构。该换电站通过整体规划布局，使换电站的内部设备高度集成，换电设备全部提前集成在集装箱内部，落站时整体吊装，大大减少了落站时间；该消防机构利用齿轮齿条和板链传动机构将问题电池输送箱体外处理，结构简单，安全性高，成本低且反应迅速。

Description

一种消防机构及其换电站

技术领域

本实用新型涉及新能源汽车换电领域，具体涉及一种消防机构及其换电站。

背景技术

随着新能源汽车换电领域的兴起和发展，换电站的布局也越来越广泛，要求也在逐步提高，因此整个换电设备生产落站的效率就显得尤为重要。其中，换电站用于为使用快换电池包的车辆更换电池包，从车辆上更换下来的电池包可以存储在换电站内。

目前市场上的换电站大多以箱体结构为主，其中大多数为分部件安装，再将部件运输到换电站现场，在落站时进行整体组装、接线等后续工序，增加了整个换电站的落站时间，落站周期长，存在进一步优化的空间。

现有技术中因受限于运输条件，导致单个集装箱的运输尺寸受到限制，所以整个换电站需要使用多个集装箱拼接才能满足整套设备要求，多个集装箱内部分别包含各个部件，使得现场落站工作量增加，同时增加了组装难度及成本。

其中，电池包可以存储在换电站的电池仓中，电池包可以放置在电池仓内进行充电；然而，电池包属于易燃物品，在电池仓对电池包进行充电的过程中，电池包存在起火的风险。

目前换电行业的消防系统大多数是在换电集装箱箱体内，问题电池箱体内进行灭火处理，内部很多充电机构及电池包安全性较差，且结构复杂，响应速度缓慢。

发明内容

为克服现有技术的缺陷，本实用新型的目的在于提供一种消防机构及其换电站，以解决现有技术中换电站现场落站工作量大，组装难度及成本高的问题，还解决了现有消防机构安全性较差，且结构复杂，响应速度缓慢等问题。

为此，本实用新型提出了一种消防机构，包括一对地轨、转运机构、直线驱动机构、输送机构和降温装置；地轨一端设置在换电集装箱箱内，地轨另一端沿着至换电集装箱外侧；降温装置设置在换电集装箱外侧并位于地轨纵向一侧；直线驱动机构设置在转运机构上，用于驱动转运机构沿地轨在换电集装箱内外往复移动；输送机构设置在转运机构上端，且输送机构沿纵向延伸，用于将放置在输送机构上的问题电池包移动至降温装置内。

进一步，输送机构包括输送机支架、链条传动机构、变频电机和两组板链组件；板链组件设置在输送机支架上，而变频电机通过链条传动机构驱动板链组件运转。

进一步，板链组件包括板链条、带座轴承、传动轴、从动轴和两组板链轮；传动轴通过带座轴承设置在输送机支架一端；从动轴设置在输送机支架另一端；其中，一组板链轮与传动轴固定连接，另一组板链轮与从动轴通过轴承转动连接，而板链条连接在两个板链轮之间。

进一步，输送机支架的一端设有主板链轮安装板，传动轴通过带座轴承设置在主板链轮安装板上；输送机支架的另一端设有涨紧侧安装板，涨紧侧安装板上设置涨紧板，而从动轴设置在涨紧板。

进一步，链条传动机构包括两个链轮和链条，一个链轮与传动轴连接，另一个链轮设置在变频电机上，链条与两个链轮链传动。

进一步，直线驱动机构包括减速电机、齿轮和齿条，减速电机安装在转运机构上并与齿轮传动连接；齿条固定在地轨内侧，同时齿条与齿轮齿轮啮合。

进一步，转运机构上设有接近开关二，换电集装箱底部设有挡片，其中，转运机构移动至接收问题电池位置处，接近开关二检测到挡片的信号。

进一步，该消防机构还包括两组限位缓冲机构，限位缓冲机构包括缓冲器安装板和缓冲器。

进一步，输送机构上还设有接近开关一，用于检测问题电池包的位置。

进一步，转运机构包括底框架、一对立柱、以及若干滚轮，滚轮固定于底框架上并与地轨配合，而输送机构通过立柱安装在转运机构上方。

本实用新型还提出了一种换电站，包括集装箱一、集装箱二和集装箱三，集装箱一内集成了换电平台、夹紧定位机构和举升机构，用于对被电动汽车进行夹紧定位和抬升；集装箱二内集成了充电组件、充电架一和换电小车，用于拆卸电池包、以及对电池包进行存储充电；集装箱三内集成了堆垛机和消防机构，堆垛机用于实现电池包的移载、取放动作，堆垛机还用于将问题电池包移栽至消防机构中进行冷却处理。

进一步，集装箱二还设置了缓存机构，缓存机构位于换电小车上方，并且缓存机构具有电机、链条组件和缓冲架，电机和链条带动缓存架升降，从而使放置在缓存架上亏电电池包升起，方便堆垛机移栽。

进一步，换电平台包括上下坡道和可拆塌台，举升机构设置在上下坡道与可拆塌台连接处，而夹紧定位机构设置在举升机构上。

进一步，集装箱三还包含控制室和电气仓，控制室与集装箱二连通，同时集装箱一上设有控制室门窗，控制室贯穿集装箱二与控制室门窗连通。

进一步，集装箱三上还设有充电架二，充电架二位于集装箱三上部，充电架二与充电架一结构一致，并且两者相互连通。

进一步，集装箱一上设有小车通道，小车通道与换电小车位置相对，使换电小车能在集装箱一与集装箱二之间移动。

本实用新型提供的集成式换电站通过整体规划布局，使换电站的内部设备高度集成，换电设备全部提前集成在集装箱内部，落站时整体吊装，大大减少了落站时间；此方案提高了换电站的建设速度，减少了现场绝大多数的工作量，同时节约了成本。

此外，本实用新型提供的消防机构将起消防作用的降温装置设置在集装箱外侧，并利用齿轮齿条和板链传动机构将问题电池输送箱体外处理，相对于箱内消防机构，箱外消防机构结构简单，安全性高，成本低且反应迅速；通过设置接近开关判断问题电池包的位置，判断是否脱离板链传动机构进入降温装置，提高安全性。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本实用新型还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本实用新型作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型的集成式换电站中消防机构的立体结构图；

图2为本实用新型的集成式换电站中消防机构的俯视图；

图3为本实用新型的集成式换电站中消防机构的侧视图；

图4为本实用新型的集成式换电站的立体结构图；

图5为本实用新型的集成式换电站中集装箱一的立体结构图；

图6为本实用新型的集成式换电站中集装箱二的立体结构图；

图7为本实用新型的集成式换电站中集装箱三的立体结构图；

附图标记说明

1、立柱；2、地轨；3、地轨压板；4、减速电机；5、电机安装板；6、拖链；7、底框架；8、滚轮；9、降温装置；10、齿轮；11、齿条；12、链轮；13、带座轴承； 14、板链条；15、输送机支架；16、主板链轮安装板；17、接近开关一；18、涨紧侧安装板；19、涨紧板；20、支撑板；21、挡片；22、接近开关二；24、缓冲器安装板； 25、缓冲器；26、传动轴；27、变频电机；28、链条；29、板链轮；

100、集装箱一；200、集装箱二；300、集装箱三；110、换电平台；120、夹紧定位机构；130、举升机构；111、上下坡道；112、可拆塌台；113、小车通道；114、控制室门窗；210、充电架一；220、缓存机构；230、换电小车；310、堆垛机；320、消防机构；340、充电架二；331、控制室；332、电气仓；333、风机。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

如图1～图3所示，本实用新型的换电站用消防机构，包括齿轮齿条运输结构、输送机构、及降温装置结构，齿轮齿条运输结构包括一对地轨2、转运机构、直线驱动机构，转运机构包括底框架和若干滚轮，直线驱动机构包括电机和齿轮齿条机构；输送机构为板链输送机构，包括链轮、板链条、输送机支架、板链条支撑板、带座轴承、安装板等；降温装置主要为水箱箱体。

具体地，两条地轨2通过地轨压板3固定于换电集装箱和支撑板20上，其中支撑板20位于换电集装箱外侧并与地面连接，使地轨2前一段在换电集装箱箱内，地轨2 后一段在集装箱箱体外；所述降温装置9设置在所述集装箱体外侧并位于所述地轨2 纵向一侧，同时降温装置9固定于地面上。

其中，滚轮8固定于底框架7上，组成转运机构，滚轮8带动底框架7实现在地轨2上移动；减速电机4通过电机安装板5固定于底框架7上，齿轮10安装在减速电机4上，齿条11安装在地轨2内侧，齿轮10与齿条11啮合传动，从而驱动所述转运机构沿所述地轨2在集装箱内外往复移动。

如图1所示，立柱1固定于底框架7上，输送机支架15安装于立柱1上，主板链轮安装板16和涨紧侧安装板18安装到输送机支架15两端，涨紧板19安装于涨紧侧安装板18上，涨紧板19上安装有从动轴，实现板链条的涨紧功能；带座轴承13安装于主板链轮安装板16，传动轴26安装到带座轴承13上，主动端的板链轮29固定安装在传动轴26上，而从动端的板链轮29通过轴承与从动轴连接；板链条14安装到同组的两个板链轮29之间。

链轮12分别安装于传动轴26及变频电机27上，链条28安装到链轮12上，而变频电机27固定于底框架7上，带动板链输送机构实现对电池包的运输。板链输送机构将电池包直接运输至降温装置9内，实现消防功能。

如图2所示，接近开关二22安装于底框架7上，挡片21固定于集装箱底部，所述转运机构移动至集装箱箱内接收问题电池位置处时，所述接近开关二22检测到所述挡片21的信号；实现对转运机构移动方向的定位功能。

为了防止转运机构脱轨，需要限制转运机构在水平方向上的可以移动范围，在靠近地轨2两端的位置分别设置一组限位缓冲机构，限位缓冲机构包括缓冲器安装板24 和缓冲器25，缓冲器25固定到缓冲器安装板24上，而一个缓冲器安装板24安装于地面，另一个缓冲器安装板24安装于集装箱内部。

如图3所示，板链输送机构的输送机支架15上还设有接近开关一17，用于检测电池包位置；当板链组件将问题电池包向降温装置9一侧输送前，接近开关一17检测到问题电池包在板链输送机构上，当接近开关一17检测不到电池包位置的时候，则问题电池包脱离板链输送机构，掉入降温装置，完成消防功能。

如图1所示，为了使与减速电机4、变频电机27连接的导线保持整齐和安全，地轨2的外侧还设有拖链6，多条导线分别安装在拖链6内。

在另一实施例中，直线驱动机构还可以是导轨滑块模组或者丝杠螺母机构，同样能驱动转运机构在地轨上直线移动。

如图4～图7所示，本实用新型的换电站包括集装箱一100、集装箱二200和集装箱三300；其中，集装箱一100为换电仓，主要集成夹紧定位机构、举升机构和换电平台，用于对被换电汽车进行夹紧定位和抬升；集装箱二主要为电池仓，主要包含充电架和换电小车，用于拆卸电池包以及对电池包进行存储充电；集装箱三主要包含堆垛机和消防机构、电气仓、控制室等。此集成式换电站，可以高度集成换电站设备，将设备提前预装在集装箱内部。

具体地，如图5所示，集装箱一100是给电动汽车进行换电的换电通道；主要包含换电平台110、一对夹紧定位机构120和一对举升机构130；其中，换电平台110沿集装箱一100长度方向设置，包括上下坡道111和水平设置的可拆塌台112；举升机构130设置在上下坡道111与可拆塌台112连接处，夹紧定位机构120设置在举升机构130上。

当电动汽车从上下坡道111行驶至可拆塌台112正上方时，夹紧定位机构120锁住电动汽车的四个轮胎，对汽车进行定位，方便换电小车快速对准电池包，举升机构130用于控制夹紧定位机构120抬升，使电动汽车底部的电池包与可拆塌台112距离增大，方便换电小车装卸电池包。

如图6所示，集装箱二200电池仓，主要设有充电架一210、缓存机构220、换电小车230和控制室。充电架一210上设有电池充电插头，在进行充电时，充电插头由电推杆伸缩带动，匹配电池包进行充电，而整个充电组件也是集装在集装箱充电架一 210上面。

换电小车230在集装箱一和集装箱二之间移动，对电池包进行装卸，实现换电功能。缓存机构220位于换电小车230上方，并且缓存机构220具有电机、链条组件和缓冲架，由电机和链条带动缓存架升降，从而使放置在缓存架上亏电电池包升起，方便堆垛机移栽。

如图7所示，集装箱三300主要包含堆垛机310、充电架二340和消防机构320。其中，充电架二340位于集装箱三300上部，与集装箱二200中的充电架一210结构一致，并且两者相互连通。

堆垛机310用于实现电池包的移载、取放动作，堆垛机主要包含行走组件、升降组件、货叉组件，行走组件用于堆垛机在不同的充电架一210、充电架二340之间移动，升降组件实现货叉组件对应充电架一210、充电架二340不同层高，货叉组件主要依靠伸缩货叉来实现电池包的取放。

消防机构320主要依靠堆垛机把需要冷却电池放到转运机构上，转运机构沿着轨道开出集装箱三，并通过板链输送机构将电池包运送到降温装置内实现冷却。

另外，如图7所示，集装箱三300还包含控制室331，电气仓332，而该控制室 331与集装箱二200的控制室连通；为了提高通风效果，为电池包扇热，集装箱三300 的外侧板上还安装了若干风机333。

如图5所示，集装箱一100上与集装箱二200连接的侧壁上设有小车通道113和控制室门窗114，所述控制室331贯穿所述集装箱二200与所述控制室门窗114连通；小车通道113与换电小车230位置相对，使集装箱一和集装箱二连通，方便换电小车 230在集装箱一和集装箱二之间移动。

本实用新型的换电站通过高度集成式的换电集装箱，简化了换电站布局，优化了换电设备的落站时间和难度，节省了成本；还可以降低制造成本，使布局简单，更便于组装运输，提高换电站的建设效率。

下面结合附图简述本实用新型的消防机构及其换电站的工作过程。

当电动汽车亏电时，电动汽车从上下坡道111行驶至水平设置的可拆塌台112正上方时，夹紧定位机构120锁住电动汽车的四个轮胎，对汽车进行定位，举升机构130 工作控制夹紧定位机构120和电动汽车抬升，使电动汽车底部的电池包与可拆塌台112 距离增大，方便换电小车装卸电池包。

然后，换电小车230从集装箱二移动至集装箱一，对电池包进行拆卸，换电小车230将拆卸后的电池包移动至缓存机构220；然后堆垛机310将亏电电池包移动至充电架一210、充电架二340，集装箱二中的充电组件对亏电电池包进行充电；再然后，通过堆垛机310、换电小车230将充电架一210、充电架二340上充满电的电池包安装至电动汽车底部，实现换电目的。

其中，当烟雾报警器或值班人员检测到电池包出现问题，控制系统启动消防机构，堆垛机将问题电池运输至消防机构的板链输送机构上，此时减速电机带动齿轮齿条机构运动将电池包输送至集装箱一箱体外，到达降温装置位置后，板链输送机构运动，将电池包运送到降温装置内处理，消防处理完毕。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。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、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种消防机构，其特征在于，包括一对地轨(2)、转运机构、直线驱动机构、输送机构和降温装置(9)；

所述地轨(2)一端设置在换电集装箱内部，所述地轨(2)另一端沿着至换电集装箱外侧；所述降温装置(9)设置在所述换电集装箱体外侧并位于所述地轨(2)纵向一侧；所述直线驱动机构设置在所述转运机构上，用于驱动所述转运机构沿所述地轨(2)在换电集装箱内外往复移动；

所述输送机构设置在所述转运机构上端，且所述输送机构沿纵向延伸，用于将放置在所述输送机构上的问题电池包移动至所述降温装置(9)内。

2.根据权利要求1所述的消防机构，其特征在于，所述输送机构包括输送机支架(15)、链条传动机构、变频电机(27)和两组板链组件；所述板链组件设置在所述输送机支架(15)上，而所述变频电机通过所述链条传动机构驱动所述板链组件运转。

3.根据权利要求2所述的消防机构，其特征在于，所述板链组件包括板链条(14)、带座轴承(13)、传动轴(26)、从动轴和两组板链轮(29)；所述传动轴(26)通过所述带座轴承(13)设置在所述输送机支架(15)一端；所述从动轴设置在所述输送机支架(15)另一端；其中，一组所述板链轮(29)与所述传动轴(26)固定连接，另一组所述板链轮(29)与所述从动轴通过轴承转动连接，而所述板链条(14)连接在两个所述板链轮(29)之间。

4.根据权利要求3所述的消防机构，其特征在于，所述输送机支架(15)的一端设有主板链轮安装板(16)，所述传动轴(26)通过带座轴承(13)设置在所述主板链轮安装板(16)上；所述输送机支架(15)的另一端设有涨紧侧安装板(18)，所述涨紧侧安装板(18)上设置涨紧板(19)，而所述从动轴设置在所述涨紧板(19)。

5.根据权利要求3所述的消防机构，其特征在于，所述链条传动机构包括两个链轮(12)和链条(28)，一个所述链轮(12)与所述传动轴(26)连接，另一个所述链轮(12)设置在所述变频电机(27)上，所述链条(28)与两个所述链轮(12)链传动。

6.根据权利要求1所述的消防机构，其特征在于，所述直线驱动机构包括减速电机(4)、齿轮(10)和齿条(11)，所述减速电机(4)安装在所述转运机构上并与所述齿轮(10)传动连接；所述齿条(11)固定在所述地轨(2)内侧，同时所述齿条(11)与所述齿轮(10)齿轮啮合。

7.根据权利要求1所述的消防机构，其特征在于，所述转运机构上设有接近开关二(22)，所述换电集装箱底部设有挡片(21)，其中，所述转运机构移动至接收问题电池位置处，所述接近开关二(22)检测到所述挡片(21)的信号。

8.根据权利要求1所述的消防机构，其特征在于，还包括两组限位缓冲机构，所述限位缓冲机构包括缓冲器安装板(24)和缓冲器(25)。

9.根据权利要求1所述的消防机构，其特征在于，所述输送机构上还设有接近开关一(17)，用于检测问题电池包的位置。

10.根据权利要求1所述的消防机构，其特征在于，所述转运机构包括底框架(7)、一对立柱(1)、以及若干滚轮(8)，所述滚轮(8)固定于所述底框架(7)上并与所述地轨(2)配合，而所述输送机构通过所述立柱(1)安装在所述转运机构上方。

11.一种换电站，其特征在于，包括集装箱一(100)、集装箱二(200)和集装箱三(300)，所述集装箱一(100)内集成了换电平台(110)、夹紧定位机构(120)和举升机构(130)，用于对被电动汽车进行夹紧定位和抬升；所述集装箱二内集成了充电组件、充电架一(210)和换电小车(230)，用于拆卸电池包、以及对电池包进行存储充电；

所述集装箱三(300)内集成了堆垛机(310)和根据权利要求1～权利要求10任一项所述的消防机构，所述堆垛机(310)用于实现电池包的移载、取放动作，所述堆垛机(310)还用于将问题电池包移栽至所述消防机构(320)中进行冷却处理。

12.根据权利要求11所述的换电站，其特征在于，所述集装箱一(100)上设有小车通道(113)，所述小车通道(113)与所述换电小车(230)位置相对，使所述换电小车(230)能在所述集装箱一与所述集装箱二之间移动。

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