一种用于储能电池集装箱的火源隔离装置的制作方法

本发明涉及电网储能技术领域，具体来说是一种用于储能电池集装箱的火源隔离装置。

背景技术：

储能系统是电力生产过程“采-发-输-配-用-储”六大环节中一个重要组成部分。储能系统可以实现能量搬移，促进新能源的应用；可以建立微电网，为无电地区提供电力；可以调峰调频，提高电力系统运行稳定性，因此，储能系统对智能电网的建设具有重大的战略意义。

作为储能系统中的重要组件，储能电池集装箱是储能系统的主要载体，其外形为传统集装箱形式，在其内布置安装有磷酸铁锂蓄电池组的磷酸铁锂蓄电池组架。磷酸铁锂电池是用磷酸铁锂作为正极材料的锂离子电池，锂离子电池的正极材料主要有钴酸锂、锰酸锂、镍酸锂、三元材料、磷酸铁锂等，其高温性能较好，磷酸铁锂电热峰值可达350℃-500℃，而锰酸锂和钴酸锂只在200℃左右，工作温度范围宽广(-20c--+75c)，磷酸铁锂电具有耐高温特性。但是，作为大规范集中应用产品，作为电池组的防火、灭火仍非常重要。

现有技术中，储能电池集装箱的灭火是通过火灾传感器感知火源后，利用储能电池集装箱内设计的七氟丙烷气体灭火器释放七氟丙烷气体进行灭火。但是，由于储能电池集装箱内密布磷酸铁锂蓄电池组，火源蔓延极为迅速，七氟丙烷气体释放整个储能电池集装箱体内又较为缓慢，难以第一时间针对火源进行灭火，势必造成整个储能电池集装箱内磷酸铁锂蓄电池组的报废，更甚至于，可能会带来储能电池集装箱爆炸的危险。

同时，储能电池集装箱内经常要有人工维护作业，七氟丙烷气体对人体存在一定的危害，在实际应用中，传感器发现火源时需要给工作人员留出充足的逃离时间，才能进行七氟丙烷气体的释放灭火，以至于无法达到真正的第一时间灭火效果。

因此，如何设计出一种物理隔离装置，在给工作人员逃离时间的同时，还可以控制火势的进一步蔓延，有效配合七氟丙烷气体的灭火，其已成为急需解决的技术问题。

技术实现要素：

本发明的目的是为了解决现有技术中储能电池集装箱内七氟丙烷气体灭火无法满足实际需要的缺陷，提供一种用于储能电池集装箱的火源隔离装置来解决上述问题。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种用于储能电池集装箱的火源隔离装置，包括储能电池集装箱，储能电池集装箱内布置有若干个磷酸铁锂蓄电池组架，若干个磷酸铁锂蓄电池组架之间的相邻面上均安装有火源隔离组件，

所述的火源隔离组件包括支撑框架，支撑框架安装在磷酸铁锂蓄电池组架的侧部，支撑框架两侧分别安装有左限位轴控制箱和右限位轴控制箱，左限位轴控制箱和右限位轴控制箱的结构相同，左限位轴控制箱与右限位轴控制箱两者呈镜像对应，左限位轴控制箱和右限位轴控制箱上均安装有转动轴承且两个转动轴承之间安装有滚轴，防火卷帘后端固定安装在滚轴上且防火卷帘卷在滚轴上，防火卷帘的前端固定安装在下落杆上，下落杆的两侧均安装有限位头，下落杆两侧的限位头分别限位在左限位轴控制箱、右限位轴控制箱的限位轴上。

所述的右限位轴控制箱包括盒体，盒体内安装有限位孔板和电机组件，盒体的侧壁上开有通孔，限位轴的中部设有拨杆连接件，拨杆连接件的中部设有同等尺寸的上矩形通孔和下矩形通孔，上矩形通孔位于下矩形通孔的上方，限位轴的后端插在限位孔板上，限位轴的前端位于通孔内，销轴复位弹簧套在限位轴上且限位于拨杆连接件与限位孔板之间，左限位轴控制箱的限位轴和右限位轴控制箱的限位轴分别插在下落杆的两侧的限位头内；

手动拨杆、电动拨杆的根部均安装在盒体内且均与盒体构成转动配合，手动拨杆与电动拨杆的结构相同，手动拨杆为“l”形，手动拨杆的前端设有限位销，手动拨杆前端通过其限位销插在上矩形通孔内安装在拨杆连接件上，电动拨杆前端通过其限位销插在下矩形通孔内安装在拨杆连接件上，手动拨杆后端通过连接件与拉索绳的首端相连，电动拨杆的后端安装在电机组件的输出轴上且与电机组件的输出轴构成转动配合，当限位轴前端插在限位头内时，手动拨杆前端的限位销、电动拨杆前端的限位销均位于上矩形通孔、下矩形通孔内靠近限位孔板的一侧。

当拉索绳拉动时，拉索绳带动手动拨杆作逆时针运动；当电机组件工作时，电机组件带动电动拨杆作顺时针运动。

所述的磷酸铁锂蓄电池组架数量为2个，2个磷酸铁锂蓄电池组架位于储能电池集装箱内相对布置，位于2个磷酸铁锂蓄电池组架的相对面上均安装有火源隔离组件。

所述的磷酸铁锂蓄电池组架数量为4个，4个磷酸铁锂蓄电池组架位于储能电池集装箱的四个内角处。

所述的盒体内还安装有复位弹簧，复位弹簧的另一端固定安装在手动拨杆上；所述转动轴承上均安装有扭力弹簧。

所述的盒体内还安装有拉绳手闸，所述的拉绳手闸包括手闸底座,手闸底座内安装有手闸，手闸的底部与手闸连接件固定安装，拉索绳的末端固定安装在手闸连接件上。

还包括联动绳，联动绳的一端固定安装在左限位轴控制箱的连接件上，联动绳的另一端固定安装在右限位轴控制箱的连接件上，联动绳的两端分别与左限位轴控制箱、右限位轴控制箱的拉索绳通过卡扣固定安装。

所述的限位头为内凹弧形结构，所述限位轴的前端为球形。

所述的拉索绳经压线卡头限位布置在盒体内，拉索绳的首端与末端呈相对立方向。

有益效果

本发明的一种用于储能电池集装箱的火源隔离装置，与现有技术相比实现了在储能电池集装箱初起火源时，能够对磷酸铁锂蓄电池组架进行火源隔离，减缓了火势蔓延速度，避免了储能电池集装箱内的大面积燃烧，为内部工作人员逃生提供了有效时间。

本发明的火源隔离组件提供了自动和手动两种隔离开启方式，满足消防安全的相关规范要求，在自动模式失灵时，通过备用的手动模式也能够及时拉下防火卷帘；通过在限位轴上加装拨杆连接件的设计，巧妙地使得自动和手动两种模式能够在同一载体上实现并且互不干扰，具有结构简单、成本低廉的特点。

附图说明

图1为本发明涉及四组磷酸铁锂蓄电池组架的结构俯视图；

图2为本发明涉及四组磷酸铁锂蓄电池组架的俯视立体图；

图3为本发明涉及两组磷酸铁锂蓄电池组架的纵向剖视图；

图4为本发明中火源隔离组件处于正常状态时的结构立体图；

图5为本发明中火源隔离组件处于火源隔离状态时的结构立体图；

图6为本发明中右限位轴控制箱的结构立体图；

图7为本发明中右限位轴控制箱的结构爆炸图；

图8为本发明中火源隔离组件处于正常状态时的正视透视图；

图9为本发明中火源隔离组件处于自动隔离状态时的正视透视图；

图10为本发明中火源隔离组件处于手动隔离状态时的正视透视图；

其中，1-储能电池集装箱、2-磷酸铁锂蓄电池组架、3-支撑框架、4-左限位轴控制箱、5-右限位轴控制箱、6-转动轴承、7-滚轴、8-防火卷帘、9-下落杆、10-限位头、11-盒体、12-限位孔板、13-通孔、14-限位轴、15-拨杆连接件、16-上矩形通孔、17-下矩形通孔、18-手动拨杆、19-电动拨杆、20-限位销、21-连接件、22-拉索绳、23-电机组件、24-扭力弹簧、25-复位弹簧、26-拉绳手闸、27-销轴复位弹簧、28-联动绳、31-手闸底座、32-手闸、33-手闸连接件、34-压线卡头。

具体实施方式

为使对本发明的结构特征及所达成的功效有更进一步的了解与认识，用以较佳的实施例及附图配合详细的说明，说明如下：

如图1和图2所示，本发明所述的一种用于储能电池集装箱的火源隔离装置，包括储能电池集装箱1，储能电池集装箱1内布置有若干个磷酸铁锂蓄电池组架2。如图3所示，磷酸铁锂蓄电池组架2数量可以设计为传统的2个，2个磷酸铁锂蓄电池组架2位于储能电池集装箱1内相对位置，即位于储能电池集装箱1内两排布置，这样位于2个磷酸铁锂蓄电池组架2的相对面上均安装有火源隔离组件。如图2所示，磷酸铁锂蓄电池组架2数量为4组，4组磷酸铁锂蓄电池组架2位于储能电池集装箱1的四个内角处，这样4组磷酸铁锂蓄电池组架2之间的相邻面上均安装有火源隔离组件，以实现4组磷酸铁锂蓄电池组架2的防火隔离。

火源隔离组件用于将失火的磷酸铁锂蓄电池组架2隔离起来，通过防火卷帘8在失火时直接落下，以形成磷酸铁锂蓄电池组架2之间的隔离。火源隔离组件包括支撑框架3，支撑框架3安装在磷酸铁锂蓄电池组架2的侧部，同时最好位于磷酸铁锂蓄电池组架2的上部。在此，支撑框架3另外加装在磷酸铁锂蓄电池组架2需要隔离的一面，不破坏磷酸铁锂蓄电池组架2的自身结构。

如图4和图5所示，支撑框架3两侧分别安装有左限位轴控制箱4和右限位轴控制箱5，左限位轴控制箱4和右限位轴控制箱5的结构相同，左限位轴控制箱4与右限位轴控制箱5两者呈镜像对应相配合使用。左限位轴控制箱4和右限位轴控制箱5用于控制限位轴14的伸出或缩回，而限位轴14用于配合下落杆9的限位(左右两个限位轴14从下落杆9两侧将下落杆9顶住)。

左限位轴控制箱4和右限位轴控制箱5上均安装有转动轴承6且两个转动轴承6之间安装有滚轴7，滚轴7以两个转动轴承6为基础进行转动。防火卷帘8后端固定安装在滚轴7上且防火卷帘8卷在滚轴7上，防火卷帘8能够在滚轴7上实现下拉。为了实现防火卷帘8的快速落下，可以在左右两个转动轴承6上均安装扭力弹簧24，为防火卷帘8提供一定的弹性力。防火卷帘8的前端固定安装在下落杆9上，下落杆9能够带动防火卷帘8下拉。下落杆9的两侧均安装有限位头10，限位头10用于配合左限位轴控制箱4、右限位轴控制箱5的限位轴14进行限位，下落杆9两侧的限位头10分别限位在左限位轴控制箱4、右限位轴控制箱5的限位轴14上。即通过左限位轴控制箱4、右限位轴控制箱5对下落杆9进行限位。正常状态时，左限位轴控制箱4、右限位轴控制箱5控制限位轴14伸出，将下落杆9进行限位；当储能电池集装箱1内传感器感应到火源时，左限位轴控制箱4、右限位轴控制箱5控制限位轴14缩回时，下落杆9自然下落，带动防火卷帘8下落，实现对磷酸铁锂蓄电池组架2火源的隔离。

由于储能电池集装箱1在遇到火情时，首先会直接断电处理，虽然备用电源不会受到影响，但若火势发展太快或伴随高温等不确定因素，也可能会导致备用电源的未及时开启。同时为了满足相关消防标准要求，对于防火卷帘8的下落不能仅存在自动化控制方式，还需具有传统的手动控制方式，要实现自动化控制与手动控制的同时存在。针对于此，对左限位轴控制箱4、右限位轴控制箱5进行了自动化控制、手动控制的同步设计，在进行自动化控制时，手动控制方式的组件不产生干扰，在进行手动控制时，自动化控制方式的组件不产生干扰，形成两者方式的相互辅助、相互独立。

如图6、图7和图8所示，右限位轴控制箱5包括盒体11，在实际应用时，盒体11上按传统方式安装盒盖。盒体11内安装有限位孔板12和电机组件23，电机组件23为自动化控制方式提供动力源。盒体11的侧壁上开有通孔13，通孔13用于限位轴14的伸出，限位孔板12用于限位轴14的安装和弹性支撑。

限位轴14的中部设有拨杆连接件15，拨杆连接件15用于安装手动拨杆18和电动拨杆19，拨杆连接件15的中部设有上矩形通孔16和下矩形通孔17，上矩形通孔16和下矩形通孔17分别用于手动拨杆18和电动拨杆19的安装，与此同时，由于上矩形通孔16和下矩形通孔17均为矩形结构设计，其也为手动拨杆18或电动拨杆19的运动提供了滑动轨迹。

限位轴14的后端插在限位孔板12上，限位轴14的前端位于通孔13内，销轴复位弹簧27套在限位轴14上且限位于拨杆连接件15与限位孔板12之间，形成限位轴14以限位孔板12为基板的弹性后缩。左限位轴控制箱4的限位轴和右限位轴控制箱5的限位轴14分别插在下落杆9的两侧的限位头10内，以两个限位轴14在一起组合对下落杆9进行限位。

手动拨杆18和电动拨杆19均安装在盒体11内，并且均与盒体11构成转动配合，转动配合方式可以采用传统的销连接方式。手动拨杆18和电动拨杆19的结构相同，手动拨杆18(电动拨杆19)为“l”形。手动拨杆18(电动拨杆19)的前端设有限位销20，手动拨杆18前端通过限位销20插在上矩形通孔16内安装在拨杆连接件15上，即手动拨杆18前端可以在上矩形通孔16的范围内进行滑动。同理，电动拨杆19前端通过其限位销插在下矩形通孔17内安装在拨杆连接件15上，即电动拨杆19前端可以在下矩形通孔17的范围内进行滑动。

作为手动控制限位轴14后缩的方式，手动拨杆18后端通过连接件21与拉索绳22的首端相连，通过拉动拉索绳22，带动手动拨杆18以销为中心进行转动，从而带动手动拨杆18的逆时针旋转。

在此，由于手动拨杆18为“l”形，无论手动拨杆18的“l”形开口朝向销轴复位弹簧27一侧(限位销20后端)，还是手动拨杆18的“l”形开口朝向限位销20前端，则需要向下拉动手动拨杆18后端致使其逆时针旋转，便可实现手动拨杆18前端做后移运动。

因此，为了方便手工拉动，盒体11内还安装有拉绳手闸26，拉绳手闸26包括手闸底座31,手闸底座31内安装有手闸32，手闸32的底部与手闸连接件33固定安装，拉索绳22的末端固定安装在手闸连接件33上，当手闸32下拉时，拉索绳22的首端做上拉运动。同时为了方便使用，拉绳手闸26可以设计在火源隔离组件靠下部位置，则拉索绳22经压线卡头34限位布置在盒体11内，拉索绳22的首端与末端呈相对立方向。通过拉动拉绳手闸26利用杠杆原理带动手动拨杆18的尾部做逆时针旋转运动，致使通过手动拨杆18将限位轴14后缩，使得防火卷帘8可以下落打开。

由此同时，如图8所示，当限位轴均插在限位头10内时，手动拨杆18前端的限位销20、电动拨杆19前端的限位销分别位于上矩形通孔16、下矩形通孔17内靠近限位孔板12的一侧。由于电动拨杆19的前端在下矩形通孔17内具有冗余空间，因此电动拨杆19的前端并未影响限位轴14(拨杆连接件15)的后移，达到手动、电动同时存在的形式。

如图9所示，当处于自动打开模式时，电机组件23带动电动拨杆19作顺时针运动，由于电动拨杆19的根部限位在盒体11上，电动拨杆19的前端则带动拨杆连接件15向限位孔板12方向运动，一同带动限位轴14后移，使得限位轴14的前端与限位头10相脱离，下落杆9带动防火卷帘8迅速下落。在此，由于上矩形通孔16与下矩形通孔17的尺寸相同，且上矩形通孔16位于下矩形通孔17上方，电动拨杆19前端的后移并不影响手动拨杆18在上矩形通孔16内的安装，以此实现同一载体的两种控制方式。与此同理，当手闸32拉动拉索绳22致使手动拨杆18进行逆时针转动时，手动拨杆18的前端带动拨杆连接件15后移(限位孔板12方向)，在带动限位轴14后移的同时，也不影响电动拨杆19在下矩形通孔17内的安装限位。

作为电动控制限位轴14后缩的方式，由此同理，电动拨杆19的后端安装在电机组件23的输出轴上且与电机组件23的输出轴构成转动配合。由上同理，根据电动拨杆19“l”形设计，通过电机组件23的输出轴实现电动拨杆19的顺时针旋转，即可实现电动控制限位轴14后缩或前伸。为了方便电动拨杆19或手动拨杆18的复位，还可以在盒体11内还安装有复位弹簧25，复位弹簧25的另一端固定安装在手动拨杆18(电动拨杆19)上。

为了实现一次手工拉动，可以同时带动左限位轴控制箱4和右限位轴控制箱5的同步控制，还可以包括联动绳28，联动绳28的一端固定安装在左限位轴控制箱4的连接件上，联动绳28的另一端固定安装在右限位轴控制箱5的连接件21上，联动绳28的两端分别与左限位轴控制箱4、右限位轴控制箱5的拉索绳22通过卡扣固定安装。

由于手工拉动方式为传统的拉索方式，未采用自动化控制技术，且拉索在长期使用时也具有松动可能性，在此，可以将限位头10为内凹弧形结构，所述限位轴14的前端为球形。在手工拉动未完全将限位销20前端脱离下落杆9时，可以人工将下落杆9直接下拉，在克服一定弹簧力的作用下，也可以将防火卷帘8拉下。

在实际使用时，如图4、图8、图9所示，左限位轴控制箱4和右限位轴控制箱5将其限位轴14均伸出，抵在下落杆9两侧的限位头10上，防火卷帘8此时处于收纳状态，卷在滚轴7上。当传感器发现火源时，根据现有的视频烟感传感技术，以确定火源发生的磷酸铁锂蓄电池组架2，此磷酸铁锂蓄电池组架2上的左限位轴控制箱4和右限位轴控制箱5自动触发工作，限位轴14均缩回，在扭力弹簧24的弹性力下防火卷帘8迅速下放处于封闭状态，将此磷酸铁锂蓄电池组架2进行隔离。同时，经管道引入此磷酸铁锂蓄电池组架2处的七氟丙烷气体灭火器释放管道进行灭火处理，以此保护了其他的磷酸铁锂蓄电池组架2、避免了火势的极速蔓延、保证了维保人员的人身安全。在极特殊条件下，若遇到自动控制失灵时，如图5、图10所示，维保人员及时拉下手闸32，通过人力将限位轴14缩回，以实现防火卷帘8的及时下放。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。