一种换电柜及换电柜的灭火方法与流程

1.本发明涉及换电柜技术领域，具体涉及一种换电柜及换电柜的灭火方法。


背景技术：

2.随着外卖和快递业务的快速发展，外卖和快递订单不断增长，外卖配送员和快递员主要的交通工具都是两轮电动车。通过租赁锂电池给电动车使用，是当前外卖配送员和快递员的主流方案。用户租赁电池时，为了让电动车能够随时随地更换电池，采用换电柜对锂电池充电是有效的解决方案。
3.现有技术中，换电柜通常包括柜体、及设于柜体内的多个电池仓，每个电池仓的仓体内设有用于放置充电电池的容纳腔，仓体一端设有与容纳腔连通并用于装入充电电池的仓口。由于充电电池在电池仓的仓体内充电时会产生比较大的热量，当充电电池充电过程出现爆燃引发火灾时，需要利用向仓体内的充电电池喷淋冷却液进行灭火。但由于电池仓的仓体需要设置装入充电电池的仓口，而且电池仓以水平方式固定在柜体内，电池仓出现火灾时，仓体内喷淋的冷却液会直接从仓口流出，导致充电电池无法浸泡在冷却液中，充电电池极易出现二次燃烧，最后引起严重火灾，灭火效果差。


技术实现要素：

4.本发明提供一种换电柜，旨在解决现有技术的换电柜存在电池仓出现火灾时，充电电池极易出现二次燃烧，灭火效果差的问题。
5.本发明是这样实现的，提供一种换电柜，包括：
6.柜体；
7.设于所述柜体的电池仓，所述电池仓包括：
8.可转动设置于所述柜体内的仓体，所述仓体内设有用于放置充电电池的容纳腔，所述仓体一端设有与所述容纳腔连通的仓口，所述容纳腔通过管路与储存有冷却液的冷却液装置连通；
9.设于所述管路并与控制装置相连的阀门机构，用于控制所述仓体与所述冷却液装置连通或断开；
10.与所述控制装置相连并将所述仓体锁定在所述柜体的锁机构；当所述电池仓出现火灾时，所述锁机构可接收所述控制装置的解锁信号进行解锁，以使所述仓体发生翻转并保持所述仓口朝上。
11.优选的，所述电池仓还包括：
12.设于所述仓体内并与所述控制装置相连的检测装置，用于检测所述仓体的温度和/或烟雾的浓度。
13.优选的，所述电池仓还包括设置于所述仓体的转轴，所述仓体通过所述转轴与所述柜体形成转动连接，以使所述仓体可绕所述转轴翻转。
14.优选的，所述仓体包括形成所述容纳腔的若干个侧壁，且若干个所述侧壁均为封
闭结构。
15.优选的，所述仓体包括形成所述容纳腔的若干个侧壁，所述仓体的至少一个侧壁开设有与所述容纳腔连通的散热孔；所述电池仓包括活动设置于所述仓体并用于密封所述散热孔的封板；当所述仓体发生翻转并保持所述仓口朝上时，所述封板向下运动以密封所述散热孔。
16.优选的，所述封板可移动地设置于所述仓体，所述封板可向下移动以密封所述散热孔。
17.优选的，所述封板可转动地设置于所述仓体，所述封板可向下转动以密封所述散热孔。
18.优选的，所述电池仓还包括：
19.用于驱动所述封板复位的弹簧，所述弹簧一端与所述仓体连接，另一端与所述封板连接。
20.优选的，所述仓体设有导向机构，所述封板与所述导向机构形成滑动配合，所述封板可沿所述导向机构向下移动以密封所述散热孔。
21.优选的，所述电池仓包括还包括：
22.固定于所述仓体的缓冲机构，所述仓体发生翻转并保持所述仓口朝上时，所述缓冲机构与所述柜体的内壁面相接触。
23.优选的，所述电池仓还包括：
24.与所述仓体的所述容纳腔连通的溢水管，所述溢水管与所述容纳腔的连通位置靠近所述仓口设置，且所述溢水管通过出水水路连通外界。
25.本发明还提供一种换电柜的灭火方法，应用于上述的换电柜，包括：
26.当判断所述电池仓出现火灾时，控制所述锁机构解锁，使所述电池仓的所述仓体发生翻转以保持仓口朝上；
27.控制所述阀门机构打开阀门，以使所述冷却液装置中的冷却液进入所述电池仓的所述仓体内以浸泡所述仓体内的充电电池。
28.优选的，所述当判断所述电池仓出现火灾时，控制所述锁机构解锁，使所述电池仓的所述仓体发生翻转以保持仓口朝上的步骤之前，所述方法还包括：
29.检测所述电池仓的温度和/或烟雾的浓度；
30.当所述电池仓的温度达到预设温度阈值或者烟雾的浓度达到预设浓度阈值时，判断所述电池仓出现火灾。
31.优选的，所述控制所述阀门机构打开阀门，以使所述冷却液装置中的冷却液进入所述电池仓的所述仓体以浸泡所述仓体内的充电电池的步骤之后，所述方法还包括：
32.当检测到所述仓体中的冷却液容量达到预设的最小盛水量阈值时，控制所述阀门机构降低所述冷却液装置中冷却液进入所述仓体的流速。
33.优选的，所述控制所述阀门机构打开阀门，以使所述冷却液装置中的冷却液进入所述电池仓的所述仓体以浸泡所述仓体内的充电电池的步骤之后，所述方法还包括：
34.当检测到所述仓体中的冷却液容量达到预设的最大盛水量阈值时，控制所述阀门机构关闭阀门。
35.本发明提供的一种换电柜通过将电池仓的仓体可转动设置于柜体内，并设置控制
仓体与冷却液装置连通或断开的阀门机构以及用于将仓体锁定在柜体的锁机构；当电池仓发生火灾时，控制装置控制锁机构解锁，使仓体在其重力作用下发生翻转并保持仓口朝上；同时，控制装置控制阀门机构打开阀门，使冷却液装置中的冷却液流进电池仓的仓体内，从而使仓体内装满冷却液完全浸泡充电电池，防止充电电池出现二次燃烧，从而大大提升了灭火效果；而且，实现结构简单，实现成本低。
附图说明
36.图1为本发明实施例一提供的一种换电柜的一立体示意图；
37.图2为本发明实施例一提供的一种换电柜的另一立体示意图；
38.图3为本发明实施例一提供的一种换电柜的电池仓的一立体示意图；
39.图4为本发明实施例一提供的一种换电柜的电池仓的另一立体示意图；
40.图5为本发明实施例一提供的一种换电柜的部分结构的结构框图；
41.图6为本发明实施例二提供的一种换电柜的电池仓的一立体示意图；
42.图7为本发明实施例二提供的一种换电柜的电池仓的另一立体示意图；
43.图8为本发明实施例三提供的一种换电柜的电池仓的一立体示意图；
44.图9为本发明实施例三提供的一种换电柜的电池仓的另一立体示意图；
45.图10为本发明实施例四提供的一种换电柜的灭火方法的流程图。
具体实施方式
46.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
47.本发明实施例提供的一种换电柜通过将电池仓的仓体可转动设置于柜体内，并设置控制仓体与冷却液装置连通或断开的阀门机构以及用于将仓体锁定在柜体的锁机构；当电池仓发生火灾时，控制装置控制锁机构解锁，使仓体在其重力作用下发生翻转并保持仓口朝上；同时，控制装置控制阀门机构打开阀门，冷却液装置中的冷却液流进电池仓的仓体内，使仓体内装满冷却液以完全浸泡充电电池，防止充电电池出现二次燃烧，从而大大提升了灭火效果。
48.实施例一
49.请参照图1-图5，本发明实施例提供一种换电柜，包括：
50.柜体1；
51.设于柜体1的电池仓2，电池仓2包括：
52.可转动设置于柜体1内的仓体21，仓体21内设有容纳腔211，仓体21一端设有与容纳腔211连通的仓口212，容纳腔211通过管路与储存有冷却液的冷却液装置3连通；
53.设于管路并与控制装置4相连的阀门机构22，用于控制仓体21与冷却液装置3连通或断开；
54.与控制装置4相连并将仓体21锁定在柜体1的锁机构23，且锁机构23可接收控制装置4的解锁信号进行解锁，以使仓体21发生翻转并保持仓口212朝上。
55.本发明实施例中，电池仓2的具体数量不限，可以是一个、两个或多个。优选的，电
池仓2的数量为多个，且多个电池仓2呈多行多列设置在柜体1内部。其中，每个电池仓2的结构完全相同。
56.本发明实施例中，仓体21内的容纳腔211用于放置充电电池210，仓口212用于供充电电池210装入容纳腔211内。其中，冷却液装置3可以设置在柜体1内部，也可以设置在柜体1的外部，还可以不设置在柜体1上，即冷却液装置3可以另外独立于柜体1设置。
57.作为本发明的一个实施例，电池仓2还包括设置于仓体21的转轴24，仓体21通过转轴24与柜体1形成转动连接，以使仓体21可绕转轴24翻转。其中，转轴24设置于电池仓2底部。在电池仓2处于正常状态下，电池仓2通过锁机构23与仓体21锁定，使仓体21处于水平状态(如图1中右边示意的电池仓2)，确保电池仓2的正常使用；当电池仓2出现火灾时，控制装置4控制锁机构23解锁，此时仓体21受力不平衡，仓体21在其重力作用下绕转轴24翻转90
°
，使仓体21处于竖直状态并保持仓口212朝上(如图1中左边示意的电池仓2)，使得仓体21的容纳腔211内可以装满冷却液以完全浸泡仓体21内的充电电池进行灭火；而且，实现结构简单，实现成本低。
58.作为本发明的一个实施例，仓体21包括形成容纳腔211的若干个侧壁213，且若干个侧壁213均为封闭结构。
59.本实施例中，仓体21的若干个侧壁213均不具有散热孔，仓体21的容纳腔211仅通过仓口212连通外界。仓体21发生翻转且仓口212朝上时，此时仓体21形成了一个可以盛装冷却液的兜，冷却液装置3中的冷却液经管路流进仓体21的容纳腔211内并装满在仓体21的容纳腔211内，从而可以使冷却液完全浸泡仓体21内的充电电池，实现充电电池的有效灭火。
60.作为本发明的一个优选实施例，仓体21大致呈长方体结构，仓体21由五个侧壁213围合而成，五个侧壁213共同围成容纳腔211。由于五个侧壁213均为封闭结构，使五个侧壁213共同围成容纳腔211仅通过仓口212连通外界，仓体21发生翻转且仓口212朝上时，仓体21可以形成一个可以装满冷却液的兜，使冷却液完全浸泡仓体21内的充电电池进行充电电池灭火。
61.作为本发明的一个实施例，电池仓2还包括：
62.设于仓体21内并与控制装置4相连的检测装置5，用于检测仓体21的温度和/或烟雾的浓度。
63.本实施例中，检测装置5为温度传感器和/或烟雾传感器。优选的，检测装置5为分别与控制装置4相连的温度传感器和烟雾传感器；温度传感器和烟雾传感器分别用于检测电池仓2的温度和烟雾的浓度，根据当温度达到预设的温度阈值或者浓度达到预设的浓度阈值时，控制装置4判断电池仓2出现火灾。利用温度传感器和烟雾传感器分别检测电池仓2的温度和烟雾的浓度来判断是否发生火灾，当利用电池仓2的温度和烟雾的浓度任一超过阈值时，控制装置4判断电池仓2出现火灾，大大提升了发生火灾的可靠性。
64.本实施例中，当电池仓2的温度和烟雾的浓度至少一者超过阈值时，判断电池仓2出现火灾，此时控制装置4向锁机构23发送解锁信号，锁机构23接收到解锁信号时进行解锁，从而解除仓体21与柜体1的锁定，仓体21在其重力作用下发生翻转并保持仓口212朝上，此时控制装置4控制阀门机构22打开阀门，使得冷却液装置3中的冷却液经管路流进仓体21的容纳腔211内以完全浸泡充电电池，实现充电电池的有效灭火。
65.作为本发明的一个实施例，阀门机构22具体为电磁阀或电动阀，锁机构23具体为电磁锁或电子锁，控制装置4具体为单片机。正常状态下，阀门机构22的阀门处于关闭状态，使控制仓体21与冷却液装置3断开。当控制装置4判断电池仓2发生火灾时，控制装置4向电磁锁或电子锁发送相应的控制信号，该控制信号作为电磁锁或电子锁的解锁信号，电磁锁或电子锁接收到解锁信号后进行解锁，以解除仓体21与柜体1的锁定，仓体21在其重力作用下绕转轴24发生翻转以使仓口212朝上；然后控制装置4向电磁阀或电动阀发送相应的控制信号以控制电磁阀或电动阀的阀门打开，使控制仓体21与冷却液装置3连通，以使得冷却液装置3中的冷却液经管路流进仓体21的容纳腔211内以完全浸泡充电电池，实现充电电池的灭火。
66.作为本发明的一个实施例，电池仓2还包括：
67.固定于仓体21的缓冲机构25，当仓体21发生翻转并保持仓口212朝上时，缓冲机构25与柜体1的内壁面相接触。
68.本实施例中，缓冲机构25具体可以为缓冲棉、缓冲硅胶或缓冲弹簧等。优选的，缓冲机构25为缓冲棉或缓冲硅胶。
69.本实施例中，当电池仓2发生火灾时，锁机构23解锁后，仓体21在其重力作用下发生翻转过程中，仓体21通过缓冲机构25与柜体1的内壁面相接触，这样对仓体21与柜体1碰撞起到缓冲作用，降低仓体21与柜体1撞击力度，避免震动过大损坏柜体1内其它电子元器件，而且可以降低仓体21与柜体1碰撞产生的噪声。
70.作为本发明的一个实施例，电池仓2还包括：
71.与仓体21内部连通的溢水管26，溢水管26与容纳腔211连通的位置靠近仓口212设置，且溢水管26通过出水水路连通外界。
72.本实施例中，通过设置溢水管26，超过溢水管26与容纳腔211连通位置的冷却液可以经溢水管26排出至外界，避免冷却液流入柜体1内，提升该换电柜的安全性能。而且，溢水管26与容纳腔211相连通的位置靠近仓口212设置，可以提升容纳腔211的盛水量。
73.作为本发明的一个实施例，出水水路包括：
74.设置于柜体1的导水槽27，导水槽27与溢水管26的出水口相连通；
75.与导水槽27连接的出水管28，出水管28的一端连通外界。
76.本实施例中，当仓体21盛装的冷却液超过仓体21最高水位线时，超出最高水位线的冷却液经溢水管26流入导水槽27，然后再经出水管28排出至外界，实现冷却液排至柜体1外部。
77.实施例二
78.请参照图6-图7，本实施例提供一种换电柜，本实施例的换电柜结构与实施例一基本相同，与实施例一的区别仅在于：
79.本实施例中，仓体21包括形成容纳腔211的若干个侧壁213，仓体21的至少一个侧壁213开设有与容纳腔211连通的散热孔214；电池仓2包括活动设置于仓体21并用于密封散热孔214的封板29；当仓体21发生翻转并保持仓口212朝上时，封板29向下运动以密封散热孔214。
80.其中，仓体21相对设置的两个侧壁213分别设有多个散热孔214及封板29，每个封板29用于密封对应侧壁213上的多个散热孔214。封板29可以设置在容纳腔211内部，也可以
设置在容纳腔211外部。
81.本实施例中，通过在仓体21的侧壁开设有散热孔214，便于实现充电电池充电过程中的散热；而且，通过在电池仓2活动设置用于密封散热孔214的封板29，在电池仓2发生火灾时，可以利用封板29对散热孔214进行密封，同样可以使仓体21形成了一个可以盛装液体的兜，使冷却液可以完全浸泡充电电池，实现充电电池的有效灭火。
82.本实施例中，当判断电池仓2出现火灾后，控制装置4控制锁机构23解锁，使得仓体21发生翻转以保持仓口212朝上，仓体21发生翻转后，封板29在其自身重力作用下向下运动并盖住散热孔214，从而利用封板29对散热孔214密封，使仓体21形成了一个可以盛装冷却液的兜，确保冷却液可以完全浸泡充电电池，实现充电电池的有效灭火。因此，本实施例的电池仓2既确保了充电电池充电过程中的散热效果，而且仓体21发生翻转后，巧妙利用封板29自身重力作用下向下运动并盖住散热孔214，实现仓体21的密封，确保冷却液可以完全浸泡充电电池，实现充电电池的有效灭火。
83.作为本发明的一个实施例，封板29可移动地设置于仓体21，封板29可向下移动以密封散热孔214。
84.本实施例中，仓体21发生翻转后，封板29在其自身重力作用下向下移动并盖住散热孔214，实现散热孔214的密封。
85.作为本发明的一个实施例，仓体21设有导向机构215，封板29与导向机构215形成滑动配合，封板29可沿导向机构215向下移动以密封散热孔214。
86.其中，导向机构215可以是导槽或导轨，封板29与导槽或导轨形成滑动配合。利用导槽或导轨对封板29进行限位，确保封板平稳运动，且可靠地将散热孔214进行密封，确保密封效果。其中，图5示出的导向机构215为导槽。
87.作为本发明的一个实施例，电池仓2还包括：
88.用于驱动封板29复位的弹簧20，弹簧20一端与仓体21连接，另一端与封板29连接。
89.具体的，仓体21上设有连接部216，弹簧20一端与仓体21的连接部216连接，另一端与封板29连接。
90.本实施例中，电池仓2未发生火灾时，电池仓2处于水平状态，此时弹簧20的拉力刚好使封板29处于打开散热孔214的状态；当电池仓2发生火灾时，电池仓2发生翻转至竖直状态，此时由于封板29的重力大于弹簧20的拉力，封板29向下运动以盖住散热孔214实现散热孔214密封。当消除火灾后，用户将电池仓2恢复至水平状态后，此时在弹簧20的拉力作用下，弹簧20拉动封板29复位以打开散热孔214，从而可以巧妙利用弹簧20实现封板29自动复位，大大提升了用户使用体验。
91.实施例三
92.请参照图8-图9，本实施例提供一种换电柜，与实施例二的区别在于：封板29可转动地设置于仓体21，封板29可向下转动以密封散热孔214。其中，仓体21通过连接轴291转动连接在仓体21上，封板29可以绕连接轴291转动以盖住散热孔214。
93.本实施例中，电池仓2未发生火灾时，电池仓2处于水平状态，封板29处于打开散热孔214的状态；电池仓2发生火灾时，锁机构23解锁，仓体21在其重力作用下发生翻转，同时封板29在其自身重力作用下向下绕连接轴291转动并盖住散热孔214，以实现散热孔214的密封。
94.其中，仓体21相对设置的两侧壁213分别设有多个散热孔214，仓体21相对设置的两侧壁213分别活动设置有一封板29，每个封板29可转动地设置于仓体21上。仓体21发生翻转后，每个封板29可在其自身重力作用下绕一轴线转动并盖住散热孔214，以实现散热孔214的密封，从而使仓体21形成一个可以装满冷却液的兜，使冷却液以完全浸泡仓体21内的充电电池进行灭火。
95.实施例四
96.请参照图10，本发明提供一种换电柜的灭火方法，应用于上述实施例一、实施例二或实施例三的换电柜，包括以下步骤：
97.步骤s1，当判断电池仓2出现火灾时，控制锁机构23解锁，使电池仓2的仓体21发生翻转以保持仓口212朝上；
98.本步骤中，当判断电池仓2出现火灾时，控制锁机构23解锁仓体21，仓体21在其重力作用下绕转轴24发生翻转，并保持仓口212朝上。
99.作为本发明的一个实施例，本步骤s1中，仓体21包括形成容纳腔211的若干个侧壁213，且若干个侧壁213均为封闭结构；仓体21发生翻转后形成一个可以盛装冷却液的兜，以使冷却液装置3中的冷却液经管路流进仓体21的容纳腔211内并装满在仓体21的容纳腔211内，从而使冷却液以完全浸泡仓体21内的充电电池，实现充电电池的有效灭火。
100.作为本发明的另一个实施例，本步骤s1中，仓体21包括形成容纳腔211的若干个侧壁213，仓体21的至少一个侧壁213开设有与容纳腔211连通的散热孔214；电池仓2包括活动设置于仓体21并用于密封散热孔214的封板29；仓体21发生翻转并使仓口212朝上时，封板29在其重力作用下向下运动以密封散热孔214，以使仓体21形成一个可以盛装冷却液的兜，确保冷却液可以完全浸泡充电电池，实现充电电池的有效灭火。
101.其中，封板29可移动地设置于仓体21或封板29可转动地设置于仓体21，仓体21发生翻转时并使仓口212朝上时，封板29在其重力作用下向下移动或转动以密封散热孔214。
102.步骤s2，控制阀门机构22打开阀门，以使冷却液装置3中的冷却液进入电池仓2的仓体21以浸泡仓体21内的充电电池210。
103.本步骤中，电池仓2的仓体21发生翻转并保持仓口212朝上后，控制阀门机构22打开阀门，以使得冷却液装置3中的冷却液经管路流进仓体21的容纳腔211内以完全浸泡充电电池，实现充电电池的有效灭火。
104.实施例五
105.在实施例四的基础上，步骤s1之前，换电柜的灭火方法还包括：
106.检测电池仓2的温度和/或烟雾的浓度；
107.当电池仓2的温度达到预设温度阈值或者烟雾的浓度达到预设浓度阈值时，判断电池仓2出现火灾。
108.本实施例中，利用温度传感器和烟雾传感器分别检测电池仓2的温度和烟雾的浓度来判断是否发生火灾，利用电池仓2的温度和烟雾的浓度任意一者超过阈值即可判断发生火灾，大大提升了发生火灾的可靠性。
109.实施例六
110.在实施例四或实施例五的基础上，步骤s2之前，换电柜的灭火方法还包括：
111.判断电池仓2翻转是否成功，是则控制阀门机构22打开阀门，否则控制阀门机构22
不打开阀门。
112.本实施例中，通过判断电池仓2翻转是否成功，这样只有在电池仓2翻转成功后才控制阀门机构22打开阀门，避免因电池仓2还未翻转成功就打开阀门机构22的阀门而导致进入仓体21内的冷却液从仓口212流出，从而提升灭火工作的可靠性。
113.其中，具体可以通过红外传感器直接检测电池仓2是否翻转到位，或者当电池仓的翻转时长到达预设的等待阈值时，判断电池仓2翻转成功。
114.实施例七
115.在实施例四～实施例六中任一实施例的基础上，步骤s2之后，换电柜的灭火方法还包括：
116.当检测到电池仓2的仓体21中的冷却液容量达到预设的最小盛水量阈值时，控制阀门机构22降低冷却液装置3中冷却液进入仓体21的流速。
117.本实施例中，当电池仓2的仓体21中的冷却液容量达到预设的最小盛水量阈值时，此时电池仓2的仓体21中的冷却液刚好浸泡充电电池，通过降低冷却液装置中冷却液进入仓体21的流速，既确保冷却液持续保持良好的冷却效果，且可以避免冷却液的过多浪费。
118.实施例八
119.在实施例四-实施例七中任一实施例的基础上，步骤s2之后，换电柜的灭火方法还包括：
120.当检测到电池仓2的仓体21中的冷却液容量达到预设的最大盛水量阈值时，控制阀门机构22关闭阀门。
121.本实施例中，当电池仓2的仓体21中的冷却液容量达到预设的最大盛水量阈值时，此时超出仓体21盛水量的冷却液会从溢水管溢出，此时控制阀门机构22关闭阀门，避免过多的冷却液溢出浪费。
122.本发明实施例提供的一种换电柜的灭火方法在判断电池仓出现火灾时，控制锁机构解锁，使电池仓的仓体发生翻转以保持仓口朝上，并控制阀门机构打开阀门，以使冷却液装置中的冷却液进入电池仓的仓体以浸泡仓体内的充电电池，使冷却液装置中的冷却液流进电池仓的仓体内，可以使得仓体内装满冷却液以完全浸泡充电电池，防止充电电池出现二次燃烧，从而大大提升了灭火效果。
123.以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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，均应包含在本发明的保护范围之内。