充换电站电池热失控快速灭火系统和方法与流程

1.本发明涉及电动汽车充换电站管理的技术领域，特别涉及充换电站电池热失控快速灭火系统和方法。


背景技术：

2.电动汽车作为新能源汽车，已经受到广泛的重视和应用。电动汽车充换电站作为对电动汽车进行电池更换和电池充电的操作场所，其内部的电池仓集中放置有大量电池，这使得电池仓内部存在电池热失控的安全隐患。目前，当电池仓内部的电池发生热失控时，通常会对电池直接喷淋或采用手持式灭火器进行灭火。若在灭火过程中无法第一时间将处于热失控的电池冷却下来，可能会引起电池仓内部的其他电池出现热失控，从而导致整个电池仓内部出现火势蔓延的情况，这不仅会存在电池爆炸等更加严重的险情而导致人员伤忙，而且还会造成巨大的经济损失。


技术实现要素：

3.针对现有技术存在的缺陷，本发明提供充换电站电池热失控快速灭火系统和方法，其通过对电池仓内部进行红外影像监控或者电池bms温度监控，以此确定处于热失控状态的电池箱；再利用换电机器人从放置位置将处于热失控状态的电池箱抓取，再将处于热失控状态的电池箱从电池仓转移到换电平台；最后当处于热失控状态的电池箱被转移到换电平台后，利用喷淋器从多个不同方位对处于热失控状态的电池箱进行喷淋灭火处理；可见，该灭火系统和方法通过对电池仓内部放置的电池箱进行影像监控，以此确定处于热失控状态的电池箱，再利用换电机器人将处于热失控状态的电池箱单独转移到换电平台的独立空间中进行喷淋灭火，这样不仅能够有效避免处于热失控状态的电池影响其他正常状态的电池箱和防止电池仓内部发生大面积的火情，而还能够保证将处于热失控状态的电池箱快速地冷却到安全温度以下，从而大大提高电池失控灭火的效率和可靠性。
4.本发明提供充换电站电池热失控快速灭火系统，其特征在于，其包括电池仓和换电平台，所述电池仓与所述换电平台相邻设置；
5.所述电池仓内部设置有换电机器人、监控器和计算终端器；
6.所述监控器包括红外成像镜头或者电池bms温度监控器；其中，所述红外成像镜头用于对所述电池仓内部的电池箱进行红外影像监控，从而获得相应的红外影像；所述电池bms温度监控器用于对所述电池仓内部的电池箱进行温度监控，从而获得电池箱的温度值；
7.所述计算终端用于分析所述红外影像或者所述温度值，从而确定所述电池仓内部处于热失控状态的电池箱；
8.所述换电机器人用于抓取处于热失控状态的电池箱，并将处于热失控状态的电池箱转移到所述换电平台；
9.所述换电平台内部设置有喷淋器，当处于热失控状态的电池箱被转移到所述换电平台后，所述喷淋器用于向多个不同方位对处于热失控状态的电池箱进行喷淋灭火处理；
10.进一步，所述电池仓和所述换电平台内部贯通设置有轨道；
11.所述换电机器人抓取处于热失控状态的电池箱后，沿着所述轨道从电池仓运动至所述换电平台，从而将处于热失控状态的电池箱转移到所述换电平台；
12.进一步，所述电池仓与所述换电平台之间设置有防火墙；
13.所述防火墙的下侧设置有防火门；
14.当换电机器人穿过所述防火门将处于热失控状态的电池箱转移到所述换电平台后，所述防火门能够自动关闭；
15.进一步，所述喷淋器包括分别设置在所述换电平台上方、下方、左方、右方、前后和后方的若干喷淋头；
16.所述喷淋头用于向处于热失控状态的电池箱喷淋水或者泡沫。
17.本发明还提供充换电站电池热失控快速灭火方法，其特征在于，其包括如下步骤：
18.步骤s1，对电池仓内部进行红外影像监控或者电池bms温度监控，从而得到所述电池仓内部的电池箱的红外影像或者电池箱的温度值；分析所述红外影像或者所述温度值，确定所述电池仓内部处于热失控状态的电池箱；
19.步骤s2，利用换电机器人将处于热失控状态的电池箱抓取，再将处于热失控状态的电池箱从所述电池仓转移到所述换电平台；
20.步骤s3，当处于热失控状态的电池箱被转移到所述换电平台后，利用喷淋器从多个不同方位对处于热失控状态的电池箱进行喷淋灭火处理；
21.进一步，在所述步骤s1中，对电池仓内部进行红外影像监控或者电池bms温度监控，从而得到所述电池仓内部的电池箱的红外影像或者电池箱的温度值；分析所述红外影像或者所述温度值，确定所述电池仓内部处于热失控状态的电池箱具体包括：
22.步骤s101，对电池仓内部进行红外影像监控或者电池bms温度监控后，分析所述红外影像，以此确定所述电池仓内部放置的每个电池箱各自的实际温度；
23.步骤s102，将所述实际温度或者所述温度值进行比对；若所述实际温度或者所述温度值大于或等于预设温度阈值，则将对应的电池箱确定为处于热失控状态；否则，将对应的电池箱确定为不处于热失控状态；
24.进一步，在所述步骤s2中，利用换电机器人将处于热失控状态的电池箱抓取，再将处于热失控状态的电池箱从所述电池仓转移到所述换电平台具体包括：
25.步骤s201，利用换电机器人将处于热失控状态的电池箱抓取后，所述换电机器人沿着贯通设置在所述电池仓和所述换电平台内部的轨道从电池仓运动至所述换电平台，从而将处于热失控状态的电池箱转移到所述换电平台；
26.步骤s202，当处于热失控状态的电池箱被转移到所述换电平台后，指示位于所述电池仓与所述换电平台之间的防火墙下侧的防火门自动关闭；
27.进一步，在所述步骤s3中，当处于热失控状态的电池箱被转移到所述换电平台后，利用喷淋器从多个不同方位对处于热失控状态的电池箱进行喷淋灭火处理具体包括：
28.步骤s301，当处于热失控状态的电池箱被转移到所述换电平台后，指示喷淋器分别从所述换电平台的上方、下方、左方、右方、前后和后方向处于热失控状态的电池箱喷淋水或者泡沫；
29.步骤s302，当处于热失控状态的电池箱被喷淋后其温度降低至阈值安全温度以下
时，停止向电池箱喷淋水或者泡沫。
30.相比于现有技术，该充换电站电池热失控快速灭火系统和方法通过对电池仓内部进行红外影像监控或者电池bms温度监控，以此确定处于热失控状态的电池箱；再利用换电机器人从放置位置将处于热失控状态的电池箱抓取，再将处于热失控状态的电池箱从电池仓转移到换电平台；最后当处于热失控状态的电池箱被转移到换电平台后，利用喷淋器从多个不同方位对处于热失控状态的电池箱进行喷淋灭火处理；可见，该灭火系统和方法通过对电池仓内部放置的电池箱进行红外影像监控或者电池bms温度监控，以此确定处于热失控状态的电池箱，再利用换电机器人将处于热失控状态的电池箱单独转移到换电平台的独立空间中进行喷淋灭火，这样不仅能够有效避免处于热失控状态的电池影响其他正常状态的电池箱和防止电池仓内部发生大面积的火情，而还能够保证将处于热失控状态的电池箱快速地冷却到安全温度以下，从而大大提高电池失控灭火的效率和可靠性。
31.本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
32.下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
33.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，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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。
34.图1为本发明提供的充换电站电池热失控快速灭火系统的俯视结构示意图。
35.图2为本发明提供的充换电站电池热失控快速灭火系统的侧视结构示意图。
36.图3为本发明提供的充换电站电池热失控快速灭火方法的流程示意图。
37.附图标记：1、电池仓；2、换电平台；3、换电机器人；4、监控器；5、计算终端器；6、喷淋器；7、轨道；8、防火墙；9、防火门。
具体实施方式
38.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
39.参阅图1
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2，分别为本发明实施例提供的充换电站电池热失控快速灭火系统的俯视结构示意图和测试结构示意图。该充换电站电池热失控快速灭火系统包括电池仓1和换电平台2，该电池仓1与该换电平台2相邻设置；
40.该电池仓1内部设置有换电机器人3、监控器和计算终端器5；
41.该监控器包括红外成像镜头或者电池bms温度监控器；其中，该红外成像镜头用于对该电池仓1内部的电池箱进行红外影像监控，从而获得相应的红外影像；该电池bms温度监控器用于对该电池仓1内部的电池箱进行温度监控，从而获得电池箱的温度值；
42.该计算终端用于分析该红外影像或者该温度值，从而确定该电池仓1内部处于热失控状态的电池箱；
43.该换电机器人3用于抓取处于热失控状态的电池箱，并将处于热失控状态的电池箱转移到该换电平台2；
44.该换电平台2内部设置有喷淋器6，当处于热失控状态的电池箱被转移到该换电平台2后，该喷淋器6用于向多个不同方位对处于热失控状态的电池箱进行喷淋灭火处理。
45.上述技术方案的有益效果为：该充换电站电池热失控快速灭火系统通过对电池仓内部放置的电池箱进行红外影像监控或者电池bms温度监控，以此确定处于热失控状态的电池箱，再利用换电机器人将处于热失控状态的电池箱单独转移到换电平台的独立空间中进行喷淋灭火，这样不仅能够有效避免处于热失控状态的电池影响其他正常状态的电池箱和防止电池仓内部发生大面积的火情，而还能够保证将处于热失控状态的电池箱快速地冷却到安全温度以下，从而大大提高电池失控灭火的效率和可靠性。
46.该充换电站电池热失控快速灭火系统包括紧邻设置的电池仓和换电平台，该电池仓和该换电平台均为相对密封空间。在正常情况下，该电池仓内部空间的两侧堆放有若干电池箱，该电池箱设置有锂电池等类型的电池，而该换电平台则用于提供对电池箱进行充电操作或者对电动汽车进行电池箱更换操作的空间。该电池仓内部设置有监控器和计算终端器。该监控器可包括红外成像镜头或者电池bms温度监控器；其中，该红外成像镜头用于对该电池仓内部的电池箱进行红外影像监控，从而获得相应的红外影像；该电池bms温度监控器用于对该电池仓内部的电池箱进行温度监控，从而获得电池箱的温度值；其中，该电池bms温度监控器是本领域常用的电池bms监控设备，这里不做详细的介绍。该计算终端器与该监控器连接，该计算终端器可为但不限于是计算机，该计算终端器能够对该红外影像或者温度值进行分析，从而确定电池仓内部放置的电池箱的温度是否过高，以此判断电池箱是否处于热失控状态，同时还能够分析该红外影像，以此确定温度过高的电池箱在电池仓内部的放置位置，再将该放置位置发送至换电机器人。该换电机器人接收到该放置位置后，通过轨道移动至该放置位置并抓取对应的电池箱，随后该换电机器人从电池仓内部运动至换电平台上，从而实现对处于热失控状态的电池箱的运输转移，以此避免该处于热失控状态的电池箱在电池仓内部引起其他电池箱发生热失控和便于对处于热失控状态的电池箱进行单独的灭火处理。最后，当处于热失控状态的电池箱被转移到换电平台后，该换电平台内部安装的喷淋器能够从多个不同方位对电池箱进行喷淋处理，从而使电池箱的温度降至值安全温度以下，该安全温度可为但不限于是室温。其中，该换电机器人可为但不限于是具有能够在六自由度上活动的机械臂的机器人。
47.优选地，该电池仓1和该换电平台2内部贯通设置有轨道7；
48.该换电机器人3抓取处于热失控状态的电池箱后，沿着该轨道7从电池仓1运动至该换电平台2，从而将处于热失控状态的电池箱转移到该换电平台2。
49.上述技术方案的有益效果为：该电池仓和该换电平台内部贯通设置有轨道，当换电机器人成功抓取到处于热失控状态的电池箱后，该换电机器人能够沿着该轨道快速地从电池仓运动至换电平台，从而大大提高处于热失控状态的电池箱的转移速度和效率。
50.优选地，该电池仓1与该换电平台2之间设置有防火墙8；
51.该防火墙8的下侧设置有防火门9；
52.当换电机器人3穿过该防火门9将处于热失控状态的电池箱转移到该换电平台2后，该防火门9能够自动关闭。
53.上述技术方案的有益效果为：由于电池仓与换电平台两者是紧邻设置的，为了避免火情在电池厂和换电平台之间扩散蔓延，可在电池仓与换电平台之间设置防火墙，以此对这两个空间进行防火隔离；该防火墙可为采用防火材质制成的密封墙。同时为了保证换电机器人能够在电池仓与换电平台之间自由通畅的往来运动，可在防火墙的下方侧设置防火门，该防火门可为自动式卷帘防火门或者自动式上下升降防火门。当确定换电机器人穿过该防火门将处于热失控状态的电池箱转移到换电平台后，可以自动控制防火门关闭，从而将电池仓与换电平台的两个空间进行完全防火隔离，从而提高电池仓内部电池箱的存放安全性。
54.优选地，该喷淋器6包括分别设置在该换电平台2上方、下方、左方、右方、前后和后方的若干喷淋头；
55.该喷淋头用于向处于热失控状态的电池箱喷淋水或者泡沫。
56.上述技术方案的有益效果为：该喷淋器包括分别设置在换电平台上方、下方、左方、右方、前后和后方的若干喷淋头，这样该喷淋头能够从不同方位同时对处于热失控状态的电池箱进行喷淋，以使在短时间内能够对电池箱进行冷却降温，从而提高冷却降温的效率。每个喷淋头均外接喷淋管道，该喷淋管道内部输送有水或者灭火泡沫，这样能够便于对电池箱进行不同方式的冷却降温。此外，该换电平台内部还可设置有热红外温度传感器，该热红外温度传感器能够检测该换电平台内部被喷淋的电池箱的温度。当被喷淋的电池箱的温度低于预设安全温度时，则可通过控制器控制喷淋头停止喷淋操作。
57.参阅图3，分别为本发明实施例提供的充换电站电池热失控快速灭火方法的流程示意图。该充换电站电池热失控快速灭火方法包括如下步骤：
58.步骤s1，对电池仓1内部进行红外影像监控或者电池bms温度监控，从而得到该电池仓1内部的电池箱的红外影像或者电池箱的温度值；分析该红外影像或者该温度值，确定该电池仓1内部处于热失控状态的电池箱；
59.步骤s2，利用换电机器人3将处于热失控状态的电池箱抓取，再将处于热失控状态的电池箱从该电池仓1转移到该换电平台2；
60.步骤s3，当处于热失控状态的电池箱被转移到该换电平台2后，利用喷淋器6从多个不同方位对处于热失控状态的电池箱进行喷淋灭火处理。
61.上述技术方案的有益效果为：该充换电站电池热失控快速灭火方法通过对电池仓内部放置的电池箱进行红外影像监控或者电池bms温度监控，以此确定处于热失控状态的电池箱，再利用换电机器人将处于热失控状态的电池箱单独转移到换电平台的独立空间中进行喷淋灭火，这样不仅能够有效避免处于热失控状态的电池影响其他正常状态的电池箱和防止电池仓内部发生大面积的火情，而还能够保证将处于热失控状态的电池箱快速地冷却到安全温度以下，从而大大提高电池失控灭火的效率和可靠性。
62.优选地，在该步骤s1中，对电池仓1内部进行红外影像监控或者电池bms温度监控，从而得到该电池仓1内部的电池箱的红外影像或者电池箱的温度值；分析该红外影像或者该温度值，确定该电池仓1内部处于热失控状态的电池箱具体包括：
63.步骤s101，对电池仓1内部进行红外影像监控或者电池bms温度监控后，分析该红
外影像，以此确定该电池仓1内部放置的每个电池箱各自的实际温度；
64.步骤s102，将该实际温度或者该温度值进行比对；若该实际温度或者该温度值大于或等于预设温度阈值，则将对应的电池箱确定为处于热失控状态；否则，将对应的电池箱确定为不处于热失控状态。
65.优选地，在该步骤s2中，利用换电机器人3将处于热失控状态的电池箱抓取，再将处于热失控状态的电池箱从该电池仓1转移到该换电平台2具体包括：
66.步骤s201，利用换电机器人3将处于热失控状态的电池箱抓取后，该换电机器人3沿着贯通设置在该电池仓1和该换电平台2内部的轨道7从电池仓1运动至该换电平台2，从而将处于热失控状态的电池箱转移到该换电平台2；
67.步骤s202，当处于热失控状态的电池箱被转移到该换电平台2后，指示位于该电池仓1与该换电平台2之间的防火墙8下侧的防火门9自动关闭。
68.优选地，在该步骤s3中，当处于热失控状态的电池箱被转移到该换电平台2后，利用喷淋器6从多个不同方位对处于热失控状态的电池箱进行喷淋灭火处理具体包括：
69.步骤s301，当处于热失控状态的电池箱被转移到该换电平台2后，指示喷淋器6分别从该换电平台2的上方、下方、左方、右方、前后和后方向处于热失控状态的电池箱喷淋水或者泡沫；
70.步骤s302，当处于热失控状态的电池箱被喷淋后其温度降低至阈值安全温度以下时，停止向电池箱喷淋水或者泡沫。
71.从上述实施例的内容可知，该充换电站电池热失控快速灭火系统和方法通过对电池仓内部放置的电池箱进行红外影像监控或者电池bms温度监控，以此确定处于热失控状态的电池箱，再利用换电机器人将处于热失控状态的电池箱单独转移到换电平台的独立空间中进行喷淋灭火，这样不仅能够有效避免处于热失控状态的电池影响其他正常状态的电池箱和防止电池仓内部发生大面积的火情，而还能够保证将处于热失控状态的电池箱快速地冷却到安全温度以下，从而大大提高电池失控灭火的效率和可靠性。
72.显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。