一种电池安全使用检测装置的制作方法

1.本实用新型涉及锂电池充电相关技术领域，尤其是指一种电池安全使用检测装置。


背景技术：

2.近年来关于锂电池充电火灾事故不断上升，均是随意放置在室内充电，随意使用劣质充电器、蓄电池，无充电保护装置引起；锂电池一旦过充起火后会迅速溅射蔓延引燃周边可燃物，引发更大火灾，并释放大量有毒气体，造成危害。
3.中国专利授权公告号：cn106340602a，授权公告日2017年01月18日，公开了一种车用电池充放电防爆箱，包括箱体，箱体中部横向设置有用于安放电池的挡板，挡板下方形成有灭火介质腔室，箱体上还设置有挡板控制开关，挡板控制开关能够控制挡板打开并使得其上的电池掉入到灭火介质腔室中。该专利的不足之处在于，当电池燃烧或爆炸时，会有大量的气体、液体、固体通过泄压孔剧烈的向外溅射，污染或伤害周边的环境和人体。
4.综上所述，目前需要一种具有防溅射功能的电池安全使用检测装置。


技术实现要素：

5.本实用新型是为了克服现有技术中当电池燃烧或爆炸时，会有大量的气体、液体、固体通过泄压孔剧烈的向外溅射，污染或伤害周边的环境和人体的不足，提供了一种能够降低对周边环境和人体的伤害的电池安全使用检测装置。
6.为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：
7.一种电池安全使用检测装置，包括箱体，所述箱体的上表面设有充电槽，所述充电槽的开口处铰接有密封上盖，所述充电槽的侧壁上设有排气窗，所述充电槽内设有与排气窗相匹配的防溅射机构，所述防溅射机构包括设置在充电槽内壁上的壳体，所述壳体罩在排气窗的外侧且与充电槽密封固定连接，所述壳体的侧壁上设有壳体开口，所述壳体的内部设有与壳体开口相匹配的隔板，所述隔板正对壳体开口，所述隔板的长度和宽度均大于壳体开口的长度和宽度，所述壳体开口位于壳体的底面且靠近充电槽内壁的一侧，所述隔板固定在壳体开口和排气窗之间，所述隔板的长度和壳体的长度相匹配，所述隔板的一侧密封固定在充电槽的内壁上，所述隔板的另一侧固定有翻板，所述翻板朝向充电槽的开口方向，所述翻板的长度和壳体的长度相匹配，所述翻板的顶边位于排气窗顶边的上方。
8.锂电池通过充电槽的开口放入到充电槽的内部中进行充电，充电时密封上盖盖住充电槽的开口。当电池出现燃烧或爆炸时，产生的大量气体可依次通过壳体开口和排气窗向外排出，避免箱体内的气压过高而导致箱体爆炸，安全性高。而四处溅射的固体和液体则被壳体开口处的隔板完全挡住，不会通过排气窗向箱体的外部溅射，大大降低了对周边环境和人体的伤害。通过将壳体开口设计在壳体的底面，大大降低了四处溅射的固体和液体通过壳体开口的可能性，再通过隔板和翻板的设计，分别从底面和侧面挡住排气窗，即使有固体和液体能够通过壳体开口，也无法从排气窗处溅射出去，进一步提高了箱体的防溅射
效果，大大降低了对周边环境和人体的伤害。
9.作为优选，所述排气窗内从上到下平行设置有若干块滤烟板，所述滤烟板自排气窗的外开口到排气窗的内开口朝充电槽的开口处倾斜，所有的滤烟板竖直方向上的高度之和大于排气窗的高度，最上方的滤烟板的顶边位于排气窗顶边的上方，最下方的滤烟板的底边位于排气窗底边的下方。滤烟板可采用活性炭材料制成，能够有效地吸附气体中的烟雾等污染颗粒，对排出的气体起到良好的净化作用。通过滤烟板的位置设计，一方面增大了气体与滤烟板的接触面积，提高了净化效果，另一方面则能够引导气体朝向地面排出，避免直接排向周边的环境和人体，进一步提高了安全性。
10.作为优选，所述充电槽的外侧壁上设有膨胀袋安装槽，所述膨胀袋安装槽位于壳体的内侧，所述膨胀袋安装槽内安装有膨胀袋，所述膨胀袋安装槽的底面上设有与膨胀袋的开口相匹配的膨胀袋通孔，所述膨胀袋的开口边缘密封固定在膨胀袋通孔的外开口边缘处，所述膨胀袋通孔的内开口处安装有密封膜。自然状态下膨胀袋折叠好后放置在膨胀袋安装槽中，具有结构紧凑、体积小、节省空间的优点。膨胀袋可采用尼龙材质制成，一方面抗拉强度高，另一方面伸展性好，能够快速展开。当电池燃烧或爆炸产生的气体过多导致排气窗来不及排出时，此时强大的气压会将穿破密封膜，一部分气体（未净化）可通过膨胀袋通孔暂时通入膨胀袋中，以缓解箱体内的高气压状态，等箱体内的气压下降后，膨胀袋中的气体再通过排气窗（被滤烟板净化）排出箱体，进一步提高了箱体的防爆能力。密封膜的材料可根据箱体的承压能力选用不同厚度的铝箔片。
11.作为优选，所述充电槽内设有挡板，所述充电槽其中一侧的内壁上安装有铰接座，所述挡板的一侧安装在铰接座上且与其转动连接，所述充电槽另一侧的内壁上安装有与挡板的另一侧相匹配的限位板，所述限位板和铰接座位于同一水平面上，所述充电槽中装有灭火液，所述灭火液的液面位于铰接座的下方，所述灭火液的液面位于壳体的下方。灭火液可选用集中式生活饮用水水源及工、农业用水。充电时，先往箱内注入灭火液，之后提拉挡板的另一侧至挡板水平的位置，并通过限位板卡住挡板进行限位，然后再将电池放置在挡板上进行充电。当电池出现燃烧风险时，限位板自动取消对挡板的限位，电池在重力的作用下自动掉落到灭火液中进行灭火，防止电池爆炸，保障周边的生命财产安全。
12.作为优选，所述限位板的上表面且位于限位板的其中一端设有限位板缺口，所述限位板缺口内安装有与挡板的另一侧相匹配的转动卡板，所述限位板缺口内固定有固定柱，所述转动卡板的一侧设有与固定柱相匹配的铰接孔，所述转动卡板的一侧通过铰接孔和固定柱的配合安装在限位板缺口内且与其转动连接，所述转动卡板的另一侧置于限位板缺口的外部且与挡板的另一侧相匹配，所述充电槽另一侧的内壁上设有控制盒，所述控制盒的内部设有控制器和限位板控制机构，所述控制器和限位板控制机构相连接，所述限位板的另一端穿过控制盒的侧壁且与限位板控制机构相连接，所述限位板通过限位板控制机构与控制盒活动连接。通过限位板缺口的形状设计和转动卡板的设计，使得工作人员能顺利对挡板进行向上提拉，当挡板提拉至水平位置后，转动卡板又能自动顶住挡板的另一侧进行限位。其中控制器能够检测电池是否出现燃烧风险，当控制器检测到电池出现燃烧风险时，控制器控制限位板控制机构动作，带动限位板远离挡板，使转动卡板脱开挡板，此时挡板的限位消失，电池在重力的作用下自动掉落到灭火液中进行灭火，防止电池爆炸，保障周边的生命财产安全。结构简单，控制方便。
13.作为优选，所述限位板控制机构包括固定在控制盒内部的固定块，所述固定块的内部设有限位板活动腔，所述限位板活动腔内活动连接有动铁芯，所述限位板的另一端置于限位板活动腔内且固定在动铁芯的一面上，所述动铁芯的另一面和限位板活动腔的端壁之间通过复位弹簧相连接，所述限位板和限位板活动腔活动连接，所述固定块的内部还设有感应线圈，所述感应线圈位于限位板活动腔的外侧，所述感应线圈和控制器电连接。当控制器检测到电池出现燃烧风险时，控制器自动向感应线圈通电，产生感应磁场，带动动铁芯在限位板活动腔内朝着远离挡板的方向运动，进而带动限位板也同步运动，远离挡板，使转动卡板脱开挡板，此时挡板的限位消失，电池在重力的作用下自动掉落到灭火液中进行灭火，防止电池爆炸，保障周边的生命财产安全。其中复位弹簧可起到动铁芯（限位板）的自动复位作用。
14.作为优选，所述控制盒的侧壁上安装有充电台，所述充电台的表面设有插座和固定管，所述固定管一端的端面固定在充电台的表面上，所述插座位于固定管的内侧且与控制器电连接，所述固定管的侧壁上设有若干个压杆通孔，所述压杆通孔关于固定管的中轴线呈环形分布且均位于同一平面内，所述压杆通孔内滑动连接有压杆，所述压杆通孔内设有与压杆相连接的压杆复位装置，所述压杆的长度大于压杆通孔的长度，所述压杆靠近固定管中轴线的一端上固定有柔性压块，所述固定管的外侧套有压紧环，所述压紧环和固定管活动连接，所述压紧环的内壁上设有与压杆相匹配的导向斜面。压杆通孔的内壁上设有侧滑槽，压杆上固定有与侧滑槽相匹配的侧滑块，侧滑块置于侧滑槽内且与其滑动连接，压杆复位装置包括置于侧滑槽内的压杆复位弹簧，压杆复位弹簧的一端固定在侧滑槽的端壁上，压杆复位弹簧的另一端固定在侧滑块上，用于压杆的自动复位。自然状态下，压紧环位于压杆的外侧，所有压杆在压紧环的压力作用下均处于靠近固定管中轴线的位置，此时压杆复位弹簧处于拉伸状态。充电时，蓄电池放置在挡板上后，蓄电池充电器的插头伸入到固定管中并插在插座上进行充电（插头和插座上的插孔采用间隙配合，插头可插入插孔中进行充电，但对插头没有固定作用，由压杆上的柔性压块（橡胶）从四周对插头进行固定，固定效果好）。当电池出现燃烧风险时，挡板的限位消失，电池在重力的作用下自动掉落到灭火液中进行灭火，同时压紧环也在固定管上发生运动，从压杆处移开，压杆则在压杆复位弹簧的复位作用下在朝着远离固定管中轴线的方向运动，此时压杆对插头的固定消失，插头自动从插座上脱离，使电池和充电台能够在第一时间断开，进一步提高了安全性。为便于插头的自动脱落，充电台上设有斜坡，该斜坡的坡面朝向充电槽的底部，固定管和插座均安装在斜坡面上，压杆在松开插头时，插头能够在重力的作用下自动从插座中脱落下来。
15.作为优选，所述压杆通孔位于靠近固定管的另一端的位置，所述固定管位于限位板的上方，所述限位板的上表面固定有压板一，所述压紧环上固定有与压板一相匹配的压板二，所述压板二置于控制盒和压板一之间，所述充电台上还设有与压紧环相连接的压紧环复位装置，所述导向斜面自压紧环远离充电台的一面到压紧环靠近充电台的一面朝着压紧环的中轴线方向倾斜。压紧环复位装置包括套在固定管上的复位弹簧，复位弹簧的一端和充电台相连接，复位弹簧的另一端和压紧环相连接，起到压紧环的自动复位作用。当电池出现燃烧风险时，限位板在限位板控制机构的作用下朝着远离挡板的方向运动，解除对挡板的限位，电池在重力的作用下自动掉落到灭火液中进行灭火；于此同时限位板上的压板一也推着压板二发生同步运动，进而带动压紧环从压杆处移开，使压杆在压杆复位弹簧的
复位作用下在朝着远离固定管中轴线的方向运动，此时压杆对插头的固定消失，插头自动从插座上脱离，使电池和充电台能够在第一时间断开。结构简单，控制方便，具有双重保险效果，进一步提高了安全性。
16.作为优选，所述充电槽内还设有辅助灭火装置和传感器总成，所述传感器总成和控制器相连接，所述控制器和辅助灭火装置相连接。传感器总成可包括烟雾传感器、温度传感器、声光报警器、电压监测装置等，通过多方面实时检测充电槽内的状态，判断电池着火风险。辅助灭火装置可包括气溶胶灭火装置等。当传感器总成检测到电池出现着火风险时，自动向控制器（电控箱）发送着火信号，控制器接收到信号后一方面向感应线圈通电，带动限位板工作，另一方面控制辅助灭火装置工作，从多方面实现灭火，提高了灭火效率。
17.本实用新型的有益效果是：安全性高；降低了对周边环境和人体的伤害；提高了箱体的防溅射效果；对排出的气体起到良好的净化作用；提高了净化效果；具有结构紧凑、体积小、节省空间的优点；提高了箱体的防爆能力；插头固定效果好；从多方面实现灭火，提高了灭火效率。
附图说明
18.图1是本实用新型的结构示意图；
19.图2是本实用新型的一种俯视图；
20.图3是图2中a-a处的剖视图；
21.图4是图3中c处的结构示意图；
22.图5是图2中b-b处的剖视图；
23.图6是图5中d处的内部结构示意图；
24.图7是图5中e处的内部结构示意图。
25.图中：1. 箱体，2. 充电槽，3. 密封上盖，4. 排气窗，5. 壳体，6. 壳体开口，7. 隔板，8. 翻板，9. 滤烟板，10. 膨胀袋安装槽，11. 膨胀袋，12. 膨胀袋通孔，13. 密封膜，14. 挡板，15. 铰接座，16. 限位板，17. 灭火液，18. 限位板缺口，19. 转动卡板，20. 固定柱，21. 铰接孔，22. 控制盒，23. 控制器，24. 固定块，25. 限位板活动腔，26. 动铁芯，27. 感应线圈，28. 充电台，29. 插座，30. 固定管，31. 压杆通孔，32. 压杆，33. 柔性压块，34. 压紧环，35. 导向斜面，36. 压板一，37. 压板二，38. 辅助灭火装置，39. 传感器总成，40. 复位弹簧。
具体实施方式
26.下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步的描述。
27.如图1和图2所述的实施例中，一种电池安全使用检测装置，包括箱体1，箱体1的上表面设有充电槽2，充电槽2的开口处铰接有密封上盖3，充电槽2的侧壁上设有排气窗4，充电槽2内设有与排气窗4相匹配的防溅射机构，如图3和图4所示，防溅射机构包括设置在充电槽2内壁上的壳体5，壳体5罩在排气窗4的外侧且与充电槽2密封固定连接，壳体5的侧壁上设有壳体开口6，壳体5的内部设有与壳体开口6相匹配的隔板7，隔板7正对壳体开口6，隔板7的长度和宽度均大于壳体开口6的长度和宽度，如图3和图4所示，壳体开口6位于壳体5的底面且靠近充电槽2内壁的一侧，隔板7固定在壳体开口6和排气窗4之间，隔板7的长度和
壳体5的长度相匹配，隔板7的一侧密封固定在充电槽2的内壁上，隔板7的另一侧固定有翻板8，翻板8朝向充电槽2的开口方向，翻板8的长度和壳体5的长度相匹配，翻板8的顶边位于排气窗4顶边的上方。
28.如图3和图4所示，排气窗4内从上到下平行设置有若干块滤烟板9，滤烟板9自排气窗4的外开口到排气窗4的内开口朝充电槽2的开口处倾斜，所有的滤烟板9竖直方向上的高度之和大于排气窗4的高度，最上方的滤烟板9的顶边位于排气窗4顶边的上方，最下方的滤烟板9的底边位于排气窗4底边的下方。
29.如图3和图4所示，充电槽2的外侧壁上设有膨胀袋安装槽10，膨胀袋安装槽10位于壳体5的内侧，膨胀袋安装槽10内安装有膨胀袋11，膨胀袋安装槽10的底面上设有与膨胀袋11的开口相匹配的膨胀袋通孔12，膨胀袋11的开口边缘密封固定在膨胀袋通孔12的外开口边缘处，膨胀袋通孔12的内开口处安装有密封膜13。
30.如图2和图5所示，充电槽2内设有挡板14，充电槽2其中一侧的内壁上安装有铰接座15，挡板14的一侧安装在铰接座15上且与其转动连接，充电槽2另一侧的内壁上安装有与挡板14的另一侧相匹配的限位板16，限位板16和铰接座15位于同一水平面上，充电槽2中装有灭火液17，灭火液17的液面位于铰接座15的下方，灭火液17的液面位于壳体5的下方。
31.如图5和图7所示，限位板16的上表面且位于限位板16的其中一端设有限位板缺口18，限位板缺口18内安装有与挡板14的另一侧相匹配的转动卡板19，限位板缺口18内固定有固定柱20，转动卡板19的一侧设有与固定柱20相匹配的铰接孔21，转动卡板19的一侧通过铰接孔21和固定柱20的配合安装在限位板缺口18内且与其转动连接，转动卡板19的另一侧置于限位板缺口18的外部且与挡板14的另一侧相匹配，充电槽2另一侧的内壁上设有控制盒22，控制盒22的内部设有控制器23和限位板控制机构，控制器23和限位板控制机构相连接，限位板16的另一端穿过控制盒22的侧壁且与限位板控制机构相连接，限位板16通过限位板控制机构与控制盒22活动连接。
32.如图5和图7所示，限位板控制机构包括固定在控制盒22内部的固定块24，固定块24的内部设有限位板活动腔25，限位板活动腔25内活动连接有动铁芯26，限位板16的另一端置于限位板活动腔25内且固定在动铁芯26的一面上，动铁芯26的另一面和限位板活动腔25的端壁之间通过复位弹簧40相连接，限位板16和限位板活动腔25活动连接，固定块24的内部还设有感应线圈27，感应线圈27位于限位板活动腔25的外侧，感应线圈27和控制器23电连接。
33.如图5和图6所示，控制盒22的侧壁上安装有充电台28，充电台28的表面设有插座29和固定管30，固定管30一端的端面固定在充电台28的表面上，插座29位于固定管30的内侧且与控制器23电连接，固定管30的侧壁上设有若干个压杆通孔31，压杆通孔31关于固定管30的中轴线呈环形分布且均位于同一平面内，压杆通孔31内滑动连接有压杆32，压杆通孔31内设有与压杆32相连接的压杆复位装置，压杆32的长度大于压杆通孔31的长度，压杆32靠近固定管30中轴线的一端上固定有柔性压块33，固定管30的外侧套有压紧环34，压紧环34和固定管30活动连接，压紧环34的内壁上设有与压杆32相匹配的导向斜面35。
34.如图5和图6所示，压杆通孔31位于靠近固定管30的另一端的位置，固定管30位于限位板16的上方，限位板16的上表面固定有压板一36，压紧环34上固定有与压板一36相匹配的压板二37，压板二37置于控制盒22和压板一36之间，充电台28上还设有与压紧环34相
连接的压紧环复位装置，导向斜面35自压紧环34远离充电台28的一面到压紧环34靠近充电台28的一面朝着压紧环34的中轴线方向倾斜。
35.如图5所示，充电槽2内还设有辅助灭火装置38和传感器总成39，传感器总成39和控制器23相连接，控制器23和辅助灭火装置38相连接。
36.控制盒22的表面外设置有外接电源插座，外接电源插座和控制器23电连接，外接电源插座用于连接市电，给箱体1供电。充电槽2的底部设置有排水阀，方便排出和更换灭火液。
37.本实用新型可用充电电池：电动车类、电动工具类、手机等蓄电池。
38.工作原理：
39.充电前，先往充电槽2内注入灭火液，之后提拉挡板14的另一侧至挡板14水平的位置，并通过限位板16上的转动卡板19自动顶住挡板14的另一侧进行限位，然后再将电池放置在挡板14上。
40.自然状态下，压紧环34位于压杆32的外侧，所有压杆32在压紧环34的压力作用下均处于靠近固定管30中轴线的位置，此时压杆复位弹簧（压杆复位装置）处于拉伸状态。充电时，蓄电池充电器的插头伸入到固定管30中并插在插座29上进行充电（插头和插座29上的插孔采用间隙配合，插头可插入插孔中进行充电，但对插头没有固定作用，由压杆32上的柔性压块33（橡胶）从四周对插头进行固定，固定效果好）。
41.当传感器总成39检测到电池出现着火风险时，自动向控制器23（电控箱）发送着火信号，控制器23接收到信号后一方面控制辅助灭火装置38工作，放出灭火介质进行灭火；另一方面，控制器23自动向感应线圈27通电，产生感应磁场，带动动铁芯26在限位板活动腔25内朝着远离挡板14的方向运动，进而带动限位板16也同步运动，远离挡板14，使转动卡板19脱开挡板14，此时挡板14的限位消失，电池在重力的作用下自动掉落到灭火液17中进行灭火，而在限位板16运动的过程中，限位板16上的压板一36也推着压板二37发生同步运动，进而带动压紧环34在固定管30上发生运动，从压杆32处移开，使压杆32在压杆复位弹簧（压杆复位装置）的复位作用下在朝着远离固定管30中轴线的方向运动，此时压杆32对插头的固定消失，插头自动从插座29上脱离，使电池和充电台28能够在第一时间断开。
42.电池燃烧或爆炸时产生的大量气体可依次通过壳体开口6和排气窗4向外排出，而四处溅射的固体和液体则被隔板7和翻板8完全挡住，不会通过排气窗4向箱体的外部溅射。气体在经过排气窗4时，排气窗4上的滤烟板9一方面能够有效地吸附气体中的烟雾等污染颗粒，对排出的气体起到良好的净化作用，另一方面则能够引导气体朝向地面排出，避免直接排向周边的环境和人体。
43.当电池燃烧或爆炸产生的气体过多导致排气窗4来不及排出时，此时强大的气压会将穿破密封膜13，一部分气体（未净化）可通过膨胀袋通孔12暂时通入膨胀袋11中，以缓解箱体1内的高气压状态，等箱体1内的气压下降后，膨胀袋11中的气体再通过排气窗4（被滤烟板9净化）排出箱体1。