用于换电站的应急门装置及其控制方法和换电站与流程

1.本发明涉及换电站领域，特别涉及一种用于换电站的应急门装置及其控制方法和换电站。


背景技术：

2.现有技术中，通过设置换电站来对电动车等设备的电池进行更换和调度。出于安全考虑，为了防止动物进入换电站损坏换电站设备和电池包，以及防止雨水进入换电站造成短路，腐蚀等损害，换电站通常设计为封闭结构。
3.但为了方便工作人员进入换电站和电池包的正常调度，通常会设置供工作人员进出的应急通道，以及供电池包进入换电站的运输通道，并通过门来封闭，当换电站正常运作时，门关闭以使换电站维持封闭状态，而当需要打开时，则需工作人员手动打开门。
4.换电站在工作中会有部分电池发生故障，故障电池无法正常使用更换，并且故障电池可能出现漏液，起火乃至爆炸等安全隐患，因此需要及时运出换电站。现有技术中，换电站在发现有发生故障的电池时，会发出警报通知工作人员，工作人员在知道警报后，前往换电站运输通道门的位置手动打开运输通道门以让换电站通过运输通道将故障电池包运出。
5.然而，现有技术的这种手动开启门的方式，耗时较久，工作人员知悉故障信息并前往开门需要一定时间，并且工作人员可能也会因其他原因而难以及时开门，使得运输通道门无法及时开启，故障电池无法及时运出换电站，造成安全隐患。


技术实现要素：

6.本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中的工作人员手动运出故障电池具有安全隐患的缺陷，提供一种用于换电站的应急门装置及其控制方法和换电站。
7.本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：
8.一种用于换电站的应急门装置，所述换电站用于对电动汽车进行电池更换，所述换电站包括用于转运电池包的换电仓和换电仓内运行的电池包运输装置，所述应急门装置包括：
9.门框，所述门框具有应急通口，所述应急通口用于连通所述换电仓的内部和外部；
10.门板，所述门板活动连接于所述门框，所述门板能够封闭和打开所述应急通口；
11.自动开启机构，所述自动开启机构用于根据换电站的指令或所述运输装置的动作开启所述门板。
12.在本方案中，采用上述结构形式，应急门装置通过自动开启机构在紧急情况下开启门板，从而可以在例如电池发生故障的紧急情况下，自动开启通口，将故障电池从换电站的内部运送到外部。
13.较佳的，所述自动开启机构包括：
14.推杆锁，所述推杆锁设置于所述门板上；
15.锁配合部，所述锁配合部用于与所述推杆锁配合，并设置于所述门框上。
16.在本方案中，采用上述结构形式，自动开锁机构选用推杆锁，通过物理撞压的方式实现自动解锁的功能，结构简单，可靠性强，通过将推杆锁设置在门板，当推杆锁受力解锁时，门板同时受力，便可向外运动完成开启。
17.较佳的，所述推杆锁具有联动的锁头和推杆，所述锁配合部具有与所述锁头相匹配的锁孔，当所述门板封闭所述应急通口时，所述锁头卡设于所述锁孔内。
18.在本方案中，采用上述结构形式，锁头用于与锁配合部的锁孔配合锁止门板，推杆用于控制锁头。
19.较佳的，所述推杆设置在所述推杆锁朝向所述换电仓内的一面，当所述电池包运输装置移动至所述换电仓内的开门位置并触碰所述推杆时，所述锁头移出所述锁孔。
20.在本方案中，采用上述结构形式，推杆位于门板内侧，电池包运输装置运输电池至门口时撞击推杆，推杆受力下压并带动锁头收缩至移出锁孔完成解锁，门板同时在撞击下受力自然向外运动完成开启。
21.较佳的，所述门板铰接于所述门框的底部，所述门板绕所述门框的底部向所述换电仓外部方向可翻转。
22.在本方案中，采用上述结构形式，运输装置从内部撞击门板内侧，门板将外部翻转打开。
23.较佳的，所述自动开启机构包括：
24.锁定机构，所述锁定机构用于所述门板和所述门框之间的锁定或解锁；感应机构，所述感应机构用于检测所述运输装置的位置；以及
25.控制模块，所述控制模块电连接于所述感应机构和所述锁定机构，所述控制模块根据所述感应机构的检测结果控制所述锁定机构的动作。
26.在本方案中，采用上述结构形式，锁定机构处于锁止状态时，感应机构检测运输装置位置，判定运输装置是否位于应急门门口，若是，则发送信号至控制模块，控制模块收到信号后，控制锁定机构解锁。
27.较佳的，所述锁定机构包括：
28.自动锁，所述自动锁安装于所述门框上，所述自动锁电连接于所述控制模块；和
29.锁配合部，所述锁配合部安装于所述门板上，所述锁配合部用于与所述自动锁配合以实现锁定和解锁。
30.在本方案中，采用上述结构形式，自动锁可根据控制模块信号自动锁止或解锁，同时，自动锁需要电连接与控制模块和电机等部件，将其设置门框上可以避免因运动导致排线困难。
31.较佳的，所述自动锁具有锁头，所述锁配合部具有与所述锁头相匹配的锁孔，当所述门板封闭所述应急通口时，所述锁头卡设于所述锁孔内。
32.在本方案中，采用上述结构形式，自动锁通过锁头和锁配合部的锁孔实现锁止与解锁的功能，通过将锁头伸出卡设于锁孔内来将门板固定在门框中，通过将锁头收缩从锁孔内移出来解锁。
33.较佳的，当所述运输装置位于所述换电仓内的开门位置时，所述感应机构发送触发信号至所述控制模块，所述控制模块根据所述触发信号发出控制信号至所述锁定机构，
使得所述锁定机构解锁所述门板和所述门框。
34.在本方案中，采用上述结构形式，自动开启机构是通过位置检测的方式来判定开启与关闭。感应装置为一位置传感器，当运输装置位于换电仓内的开门位置时触发传感器，再由控制装置控制锁定机构解锁。
35.一种换电站，所述换电站具有换电仓，所述换电仓包括如上所述的用于换电站的应急门装置。
36.在本方案中，采用上述结构形式，通过设置应急门，换电仓可以在例如电池发生故障的紧急情况下，自动开启通口，将故障电池从换电仓的内部运送到外部。
37.一种用于换电站的应急门装置的控制方法，其包括如下步骤：
38.检测到换电站内的故障电池包；
39.运输装置将故障电池包运送至应急门装置；
40.自动开启机构开启所述门板；
41.运输装置将故障电池通过通口运出所述换电站。
42.在本方案中，采用上述结构形式，一旦有电池包发生故障，在检测出故障电池包后由运输装置将故障电池包运送至应急门装置，应急门装置的自动开启机构自动开启门板，运输装置将故障电池运出，避免造成安全隐患。
43.本发明的积极进步效果在于：该应急门装置通过设置自动开启机构在紧急情况下开启门板，从而可以在例如电池发生故障的紧急情况下，自动开启通口，将故障电池从换电站的内部运送到外部。具有该应急门装置的换电站和应急门装置控制方法可以达到上述相同效果。
附图说明
44.图1为本发明的一个实施例的换电站的立体结构示意图。
45.图2为本发明的一个实施例的换电站的前视结构示意图，其中，示意了电动汽车。
46.图3为本发明的一个实施例的充电仓的立体结构示意图。
47.图4为本发明的一个实施例的换电仓的侧视结构示意图。
48.图5为本发明的一个实施例的下换电仓的立体结构示意图。
49.图6为本发明的一个实施例的下换电仓的立体结构示意图，其中，该下换电仓的一个侧壁被移除。
50.图7为本发明的一个实施例的应急门装置的结构示意图。
51.图8为本发明的一个实施例的应急门装置的立体结构示意图。
52.图9为本发明的一个实施例的自动开启机构的结构示意图。
53.图10为本发明的一个实施例的应急门装置的开启状态结构示意图。
54.图11为本发明的另一个实施例的应急门装置的结构示意图。
55.图12为本发明的另一个实施例的自动开启机构的结构示意图。
56.图13为本发明的一个实施例的应急门装置的控制方法的示意图。
57.图14为本发明的一个实施例的推杆锁结构示意图。
58.附图标记说明：
59.电动汽车40
60.换电站100
61.换电仓101
62.上换电仓103
63.下换电仓104
64.换电停车区域105
65.换电通道口106
66.连通口107
67.行走区域108
68.监控室109
69.应急门装置110
70.维修区域112
71.充电仓115
72.充电架116
73.仓门117
74.门框120
75.门板121
76.自动开启机构122
77.推杆锁131
78.锁配合部132
79.推杆141
80.锁头142
81.连杆143
82.锁定机构151
83.感应机构152
84.控制模块153
具体实施方式
85.下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。
86.图1-2根据本发明的一个实施例示意了换电站100。该换电站100用于为电动汽车40提供自动更换电池的服务。
87.在本实施例中，换电站100包括：相对设置的两个换电仓101，两个换电仓101之间形成换电停车区域105。
88.本领域的技术人员应当理解的是，虽然图中示意了两个换电仓101相互平行且相对设置，但是可选择地，两个换电仓101也可以是其他布置方式例如互成一定角度等，只要其能在相互之间形成换电停车区域105。
89.在其他实施例中，换电站100也可以仅包括一个换电仓101或包括三个以上的换电仓101来进行电池更换。
90.在本实施例中，换电站100还包括充电仓115，充电仓115设置于换电停车区域105
的上方并且用于存放电池。
91.在其他实施例中，充电仓115也可以根据需要采用其他设置方式，例如相对于换电停车区域105设置在下方、侧面等等。
92.如图3所示，充电仓中设置有充电架116等，电池被安放于充电架116上进行充电。
93.在本实施例中，充电仓115设置在换电停车区域105的上方且设置在两个换电仓101之间，充电仓115和两个换电仓101形成“品”字形结构且包围换电停车区域105。
94.在本实施例中，换电仓101中还设置有如下的运输装置，该运输装置用于在电动汽车40和充电仓115之间进行电池的拆装与转运。
95.以下简要介绍该换电站100的工作方式。
96.首先，电动汽车40(换电车辆)驶入换电停车区域105并停在换电停车区域105的预定换电位置，换电仓101中的运输装置操作取下电动汽车40中的旧电池，并将其运送到充电仓115进行充电，接着，从充电仓115中取出充满电的新电池，并将其运送到电动汽车40并安装于电动汽车40上，从而完成对电动汽车40的换电服务，电动汽车40驶离。
97.以下详细描述换电站100中的换电仓101的结构。
98.如图4所示，换电仓101包括在竖直方向上布置的上换电仓103和下换电仓104，上换电仓103布置在下换电仓104的上方。上换电仓103设置于充电仓115的两侧并直接地连通于充电仓115。上换电仓103的下表面设有连通开口以与下换电仓104连通。
99.如图5、图6所示，下换电仓104的侧面设置有换电通道口106和应急门装置110，下换电仓104的顶面开设有连通口107，连通口107用于上换电仓103，进而通过上换电仓103连通充电仓115，下换电仓104的内部设有行走区域108，行走区域108用于供运输装置行走，连通口107与行走区域108连通。下换电仓还具有一监控室109、维修区域112。
100.换电通道口106通过仓门117进行开闭。
101.如图7-10所示，应急门装置110包括门框120、门板121和自动开启机构122。门框120具有应急通口，应急通口连通下换电仓104的内部和外部；门板121活动连接于门框120，门板121能够封闭和打开应急通口；自动开启机构122用于根据换电站100的指令或运输装置的动作开启所述门板121。当电池包出现故障时，应急门装置110通过自动开启机构122自动开启门板121打开下换电仓104并通过运输装置将故障电池运出，以免故障电池滞留在换电站100内产生安全隐患。
102.在本实施例中，自动开启机构122可以为一种推杆锁131装置，其包括推杆锁131和锁配合部132，推杆锁131设置于门板121上，锁配合部132设置于门框120上。当然，可选择地，它们的设置位置也可以相反。
103.自动开启机构122选用推杆锁131装置，通过物理撞压的方式实现自动解锁的功能，结构简单，可靠性强，通过将推杆锁131设置在门板121，当推杆锁131受力解锁时，门板121同时受力，便可向外运动完成开启。
104.推杆锁131具有联动的锁头142和推杆141，锁配合部132具有与锁头142相匹配的锁孔，当门板121封闭应急通口时，锁头142卡设于锁孔内。锁头142用于与锁配合部132的锁孔配合锁止门板121，推杆141用于控制锁头142。
105.如图14所示，推杆141通过一连杆143连接锁头142，连杆143的一端连接推杆141，连杆143的另一端连接锁头142，连杆143可旋转活动。当推杆141的一端受压时，推杆的另一
端翘起抬起连杆143的一端，连杆143转动时另一端向下运动同时拉动锁头142，锁头142受力收缩并脱出锁孔完成解锁。
106.推杆141设置在推杆锁131朝向换电仓101内的一面，当电池包运输装置移动至换电仓101内的开门位置并触碰推杆141时，推杆141受力下压并带动锁头142收缩至移出锁孔完成解锁，门板121同时在撞击下受力自然向外运动完成开启。电池包运输装置包括水平移动机构、竖直升降机构和水平伸出机构，水平移动机构用于驱动电池包运输装置在换电仓101内水平移动，竖直升降机构、水平伸出机构分别用于带动电池包进行竖直方向运动和水平方向运动，电池包运输装置从充电仓115内取出故障电池后，通过水平移动机构和竖直升降机构运动，使电池包对准应急门装置110，水平伸出机构带动电池包朝向门板121方向伸出，同时撞击推杆141，带动锁头142从锁孔中退出，以打开门板。
107.门板121铰接于门框120的底部，门板121绕门框120的底部向换电仓101外部方向可翻转。运输装置从内部撞击门板121内侧，门板121向外部翻转打开。
108.如图11、图12所示，在本发明的另一实施例中，自动开启机构122可以是一种感应式自开机构，其包括锁定机构151、感应机构152和控制模块153。
109.锁定机构151用于门板121和门框120之间的锁定或解锁；感应机构152用于检测运输装置的位置；控制模块153电连接于感应机构152和锁定机构151，并根据感应机构152的检测结果控制锁定机构151的动作。
110.锁定机构151处于锁止状态时，感应机构152检测运输装置位置，判定运输装置是否位于应急门装置110的开门位置，若是，则发送信号至控制模块153，控制模块153收到信号后，控制锁定机构151解锁。
111.锁定机构151包括自动锁和锁配合部132，自动锁安装于门框120上，自动锁电连接于控制模块153；锁配合部132安装于门板121上，锁配合部132用于与自动锁配合以实现锁止和解锁。自动锁可根据控制模块153发出的控制信号自动锁止或解锁，同时，由于自动锁需要电连接于控制模块153和电机等部件，将其设置门框120上可以避免因运动导致排线困难。自动锁和锁配合部132之间可以通过电磁、机械等多种方式实现锁止和解锁。
112.在本实施例中，自动锁与锁配合部132之间是通过锁头142锁孔配合的机械结构实现锁止和解锁的。自动锁具有锁头142，锁配合部132具有与锁头142相匹配的锁孔，当门板121封闭应急通口时，锁头142卡设于锁孔内。通过将锁头142伸出卡设于锁孔内来将门板121固定在门框120中，通过将锁头142收缩从锁孔内移出来解锁。
113.当换电站100检测到电池发生故障时，由运输装置将故障电池找到并运输故障电池至换电仓101内的开门位置，感应机构152检测到运输装置位于开门位置时会发送触发信号至控制模块153，控制模块153根据触发信号发出控制信号至锁定机构151，锁定机构151接收到控制信号时，锁头142自动收缩并移出锁孔，解锁门板121和门框120。
114.本实施例的自动开启机构122是通过位置检测的方式来判定开启与关闭。感应装置为一位置传感器，该位置传感器可以检测运输装置是否位于开门位置，并可以发送触发信号至控制装置控制锁定机构151解锁。本实施例中的位置传感器设置为门框上并可感应开门位置是否存在运输装置。在其他实施例中，位置传感器也可设在开门位置或直接设置在运输装置上。
115.开门位置可以是运输装置行驶到正对门板121的位置，运输装置快要行驶到正对
门板121的位置且距离门板121有一定间隔的位置。本领域的技术人员可以根据需要来设置该开门位置。
116.如图13所示，本实施例还提供一种用于换电站100的应急门装置110的控制方法，其包括如下步骤：
117.s1：检测到换电站100内的故障电池包；
118.s2：运输装置将故障电池包运送至应急门装置110；
119.s3：自动开启机构122开启门板121；
120.s4：运输装置将故障电池通过通口运出换电站100。
121.一旦有电池包发生故障，在检测出故障电池包后由运输装置将故障电池包运送至应急门装置110，应急门装置110的自动开启机构122自动开启门板121，运输装置将故障电池运出以避免造成安全隐患。
122.虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。