本发明属于电动汽车换电站消防系统技术领域，具体涉及一种应用于换电站的电池弹射装置。
背景技术：
伴随着社会的快速发展，不可再生能源的短缺和环境污染已经成为当今社会亟需解决的一个社会问题；导致当今社会环境污染严重、温室效应增强的一个重要因数是汽车尾气排放，而新能源汽车具有噪音低、能源利用效率高以及无移动废气排放等优点，因此发展新能源汽车已为大势所趋。
新能源汽车中，发展最为突出的是纯电动新能源汽车，孕育而生的便有电动汽车电池充换电站的出现。电池充换电站作为电动汽车的主要能源供给服务机构，它可为电动汽车动力电池提供充电和换电服务。目前充电服务的充电模式主要有快速充电和充电桩两种，但这两种充电模式将严重损害电池的寿命；而换电服务是以换代充，很好的避免了目前快速充电和充电桩充电引起的电池寿命缩短问题。
目前现有的集装箱式充换电站均存在消防安全隐患：当充换电站内的一块电池因为故障而爆炸起火时，很容易波及站内的其他电池，引起连锁效应，火灾在很短时间内蔓延至全站；尤其是当车载蓄能电池为锂电池时，满电状态的锂电池的火灾燃烧剧烈，现有的消防手段难以很快有效将火扑灭。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种应用于换电站的电池弹射装置，在火灾发生初期，该装置能可靠地将电池弹出，避免了电池着火。
本发明所采用的技术方案是，一种应用于换电站的电池弹射装置，其特殊之处在于：
包括底板、第一储能弹性件、升降架、第二储能弹性件、弹射组件、动力执行装置、第一锁销、第二锁销、以及立柱；
底板水平设置；升降架水平设置在底板的上方；在升降架和底板之间设置有第一储能弹性件，升降架可在第一储能弹性件的作用下沿竖直方向上弹；立柱垂直固定设置在底板上，且穿过升降架；
弹射组件设置在升降架上；第二储能弹性件的一端与升降架连接，另一端与弹射组件连接，弹射组件可在第二储能弹性件的作用下沿水平方向运动；
电池水平放置在弹射组件上；
升降架的侧面设置有第一锁孔；弹射组件的底面设置有第二锁孔；动力执行装置和第二锁销均固定设置在底板上；第一锁销的一端与动力执行装置的输出端连接，另一端插入所述第一锁孔；第二锁销穿过升降架后插入所述第二锁孔；第二锁销的长度小于等于当第一储能弹性件处于自由状态时弹射组件的底面与底板的上表面之间距离。
进一步地，所述动力执行装置包括动力装置和平面连杆机构；
所述动力装置为电推杆；
所述平面连杆机构包括电推杆连杆、转盘以及锁销连杆；
在底板上垂直固定设置有转盘轴，转盘的盘面中心垂直设置有中心安装孔，转盘通过所述中心安装孔与转盘轴转动连接；
电推杆连杆的一端与转盘固连，另一端与电推杆的活动端铰接；在底板上垂直固定设置有电推杆固定轴，电推杆的固定端通过电推杆固定轴与底板铰接；
锁销连杆的一端与转盘的周向铰接，另一端与第一锁销的一端铰接；在底板上固定设置有直线轴承，第一锁销的另一端穿过直线轴承的内孔后插入所述第一锁孔；
使用电推杆作为动力装置，其相对于传统的液压缸、气缸动力装置，电推杆具有不需要复杂的成套系统支持、节约空间、无油污污染、噪音小而且免维护等优点。
进一步地，为了使每个弹射装置上能放置多块电池，且当电池处于锁定状态时电池能够充电，再者为了电池弹射时，电池不会发生倾斜，弹射可靠，还包括电池托盘；电池通过电池托盘水平放置在弹射组件上；
电池托盘上设置有电池插头，且所述电池插头位于电池托盘的下方；电池插座固定设置在底板上，且与所述电池插头相适配；
所述第二储能弹性件和弹射组件均有两组，分别对称设置在电池托盘的下方两侧；底板上对应的固定设置有两个第二锁销。
进一步地，为了使升降架的重量较轻、第一储能弹性件所需弹力较小，以便节约成本；同时为了节约安装空间，并且能将电池插座安装在电池的下方，使电池放置在弹射组件上处于锁定位置时能够充电；所述升降架包括升降架框架以及两个第二储能弹性件固定座；
所述升降架框架由一组对边为矩形钢，另一组对边为c型钢焊接形成的四个内角为直角的对称框架结构，c型钢的开口向上，且c型钢垂直于自身轴线的两端面均外露；两个第二储能弹性件固定座分别固定设置在两个c型钢的槽内，且位于两个c型钢的同一端的相同位置；在两个c型钢远离第二储能弹性件固定座一端的槽内底部的相同位置分别设置有第一通孔；
两组第二储能弹性件和弹射组件分别设置在两个c型钢的槽内；第二储能弹性件的一端与弹射组件连接，另一端与第二储能弹性件固定座连接；两个第二锁销分别对应的穿过所述第一通孔后插入第二锁孔；
第一储能弹性件至少有两个，分别对应设置在所述升降架框架的两个对边的下方；
立柱设置在升降架框架的内角处；
动力执行装置设置在升降架框架的内部；锁销连杆、第一锁销以及直线轴承的数量均为两个；两个锁销连杆分别对应的铰接在转盘的周向对称位置上；对应所述第一锁孔的数量为两个，分别对称设置在升降架框架两对边的位于框架内部的侧壁上；
电池插座位于所述升降架框架的内部。
这样动力执行装置和电池插座设置在升降架框架的内部，节约空间，同时当电池处于锁定状态时，可以直接给电池充电。
进一步地，为了使电池的弹射方向可控，不会造成误伤害，还包括滑条；
在每个c型钢的槽内两侧壁上，分别沿c型钢的轴向对称固定设置有滑条；
所述弹射组件包括弹射块以及托盘座；弹射块设置在c型钢的槽内，第二储能弹性件与弹射块连接；托盘座插接在滑条与c型钢c型开口处的折边之间，托盘座远离电池弹出方向的一端的端面与弹射块相接触；两个c型钢位于电池弹出方向的一端的c型开口处的折边切除，电池托盘放置在托盘座上。
进一步地，为了使第一储能弹性件的结构及安装简单、且弹力方向确定，还包括两个销轴；
所述两个销轴垂直固定设置在底板上；在每个c型钢的槽内底部分别设置有第二通孔，且所述第二通孔设置在与第一通孔相对的另一端上；两个销轴分别对应的插入两个所述第二通孔，且销轴的长度小于等于所述第二锁销的长度；
所述第一储能弹性件为第一弹簧，数量为四个；四个所述第一弹簧分别套接在两个第二锁销和两个销轴上。
进一步地，为了使第二储能弹性件结构简单，并且便于安装、更换，还包括弹簧拉伸辅助工装；
所述第二储能弹性件为第二弹簧；
在每个c型钢的槽内分别固定设置有弹簧拉伸辅助工装，弹簧拉伸辅助工装设置在远离第二储能弹性件固定座的一端端头位置；弹簧拉伸辅助工装用于拉伸和安装所述第二弹簧；弹簧拉伸辅助工装为设置有工艺通孔的板状结构。
进一步地，为了使弹射块弹射时，不会发生倾斜，每个c型钢的槽内平行设置有两根所述第二弹簧，且两根第二弹簧水平放置。
进一步地，为了使弹射时，升降架在水平面内不会发生微转动，所述立柱的数量为四个，分别设置在所述升降架框架的四个内角处。
进一步地，为了使第一锁销与第一锁孔锁定可靠，增大第一锁销与第一锁孔的接触面，还包括两个锁板；
两个锁板分别对称固定设置在升降架框架两对边的位于框架内部的侧壁上，所述两个第一锁孔分别设置在两个锁板上。
本发明的有益效果是：
(1)本发明由动力执行装置驱动第一锁销插入升降架侧面设置的第一锁孔，通过第一锁销锁定升降架沿高度方向的位置，进而通过固定设置在底板上的第二锁销穿过升降架后，插入弹射组件底面设置的第二锁孔，以锁定弹射组件在水平方向上的位置，从而锁定放置在弹射组件上的电池的位置；当危险发生时，动力执行装置驱动第一锁销移出第一锁孔，在第一储能弹性件的弹力作用下，升降架带动弹射组件及电池上弹，弹射组件脱离第一锁销，并在第二储能弹性件的弹力作用下，弹射组件带动电池弹出。本发明的电池弹射装置，在火灾发生初期，能可靠地将电池弹出，避免了电池着火；能有效应对当电池着火后，引起连锁效应，现有的消防手段难以很快有效将火扑灭的这一现实问题。
(2)本发明通过电推杆驱动平面连杆机构运动，通过平面连杆机构带动第一锁销插入或移出第一锁孔；电推杆作为动力装置，其相对于传统的液压缸、气缸动力装置，电推杆具有不需要复杂的成套系统支持、节约空间、无油污污染、噪音小而且免维护等优点。
(3)本发明优选地还包括电池托盘，电池通过电池托盘水平放置在弹射组件上；电池托盘上设置有电池插头，且所述电池插头位于电池托盘的下方；电池插座固定设置在底板上，且与所述电池插头相适配；这样不仅每个弹射装置上能放置多块电池，而且当电池处于锁定状态时电池能够充电。当危险发生时，在第一储能弹性件的弹力作用下，升降架带动弹射组件、电池托盘以及电池上弹，电池托盘上设置的电池插头脱离电池插座，将电池与电源断开，避免更大的危险发生。
(4)本发明升降架框架为由一组对边为矩形钢，另一组对边为c型钢，焊接形成的四个内角为直角的对称框架结构；第二弹簧、弹射块、托盘座均位于c型钢的凹槽中，而且在c型钢的槽内两侧壁上，分别沿c型钢的轴向对称固定设置有滑条，托盘座能在弹射块的带动下沿滑条滑动；因而本发明结构简单、重量轻，相对应地成本会较低；同时托盘座在滑条的导向作用下，其运动方向确定，进而通过电池托盘放置在托盘座上的电池的弹射方向可控，不会因电池弹射方向发生偏移，造成误伤害。
附图说明
图1是本发明实施例电池弹出之前其结构的立体图；
图2是本发明实施例中升降架以下部分结构的立体图；
图3是本发明实施例中升降架及其以上部分(不包含托盘座)结构的立体图；
图4是本发明实施例中动力执行装置的主视图；
图5是本发明实施例电池弹出之后其结构的立体图；
图6是本发明实施例中弹射块与托盘座装配的示意图；
图7是本发明实施例上放置电池后的结构示意图。
图中各标号的说明如下：
1-底板，2-第一储能弹性件，300-升降架，301-矩形钢，302-c型钢，303-第二储能弹性件固定座，304-滑条，4-第二储能弹性件，500-弹射组件，501-弹射块，502-托盘座，600-动力执行装置，601-电推杆，602-电推杆连杆，603-转盘，604-锁销连杆，7-第一锁销，8-第二锁销，9-立柱，10-转盘轴，11-电推杆固定轴，12-直线轴承，13-销轴，14-挂钩，15-弹簧拉伸辅助工装，16-锁板，17-电池插座，18-第一锁孔，19-第二锁孔，20-第一通孔，21-第二通孔，22-工艺通孔，23-电池托盘。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
参见图1至图7，本发明一种应用于换电站的电池弹射装置，其结构包括底板1、第一储能弹性件2、升降架300、第二储能弹性件4、弹射组件500、动力执行装置600、第一锁销7、第二锁销8、以及立柱9。需要说明的是：图1、图2、图3及图7的视角相同，图5的视角相对于图1的视角旋转了180°；且为了清楚表示动力执行装置600的安装位置，图5隐藏了电池插座17。
底板1水平设置；升降架300水平设置在底板1的上方；在升降架300和底板1之间设置有第一储能弹性件2，升降架300可在第一储能弹性件2的作用下沿竖直方向上弹；立柱9垂直固定设置在底板1上，且穿过升降架300；升降架300在立柱9的导向作用下仅能沿竖直方向运动。
参见图3，为了能使升降架300的重量较轻、第一储能弹性件2所需弹力较小，以便节约成本；同时为了节约安装空间，并且使电池的下方有安装电池插座17的空间，使电池处于锁定位置时能够充电；本实施例优选地升降架300为框架结构，具体包括升降架框架以及两个第二储能弹性件固定座303；其中升降架框架由一组对边为矩形钢301，另一组对边为c型钢302焊接形成的四个内角为直角的对称框架结构，c型钢302的开口向上，且c型钢302垂直于自身轴线的两端面均外露；两个第二储能弹性件固定座303分别固定设置在两个c型钢302的槽内，且位于两个c型钢302的同一端的相同位置；在两个c型钢302远离第二储能弹性件固定座303一端的槽内底部的相同位置分别设置有第一通孔20，参见图5。电池插座17固定设置在底板1上，且位于升降架框架的内部。
参见图1和图5，弹射组件500设置在升降架300上；第二储能弹性件4的一端与升降架300连接，另一端与弹射组件500连接，弹射组件500可在第二储能弹性件4的作用下沿水平方向运动；电池水平放置在弹射组件500上；弹射组件500的底面设置有第二锁孔19，参见图3；第二锁销8固定设置在底板1上，当电池处于锁定位置时，第二锁销8穿过升降架300后插入第二锁孔19；第二锁销8的长度小于等于当第一储能弹性件2处于自由状态时弹射组件500的底面与底板1的上表面之间距离。
为了使每个弹射装置上能放置多块电池，且当电池处于锁定状态时电池能够充电，再者为了电池弹射时，电池不会发生倾斜，弹射可靠，在本实施例中，优选地还包括电池托盘23；电池通过电池托盘23水平放置在弹射组件500上；电池托盘23上设置有电池插头，且电池插头位于电池托盘23的下方；与上述固定设置在底板1上的电池插座17上的电池插头相适配；第二储能弹性件4和弹射组件500均有两组，分别对称设置在电池托盘23的下方两侧的两个c型钢302的槽内；参见图1、图3、图6及图7，弹射组件500包括弹射块501以及托盘座502，第二储能弹性件4的一端与弹射块501连接，另一端与升降架300中的第二储能弹性件固定座303连接；第二锁孔19设置在弹射块501的底部；第二锁销8有两个，垂直固定设置在底板1上；当电池处于锁定位置时，两个第二锁销8分别对应穿过第一通孔20后插入第二锁孔19，这样锁定了电池在水平方向上的位置。
参见图5，为了使电池的弹射方向可控，不会造成误伤害，本实施例优选地在每个c型钢302的槽内两侧壁上，分别沿c型钢302的轴向对称固定设置有滑条304；托盘座502插接在滑条304与c型钢302c型开口处的折边之间，托盘座502远离电池弹出方向的一端的端面与弹射块501相接触，参见图6；两个c型钢302位于电池弹出方向的一端的c型开口处的折边切除，参见图7，电池托盘23放置在托盘座502上，电池放置在电池托盘23上；托盘座502、电池托盘23以及电池在弹射块501的带动下，沿滑条304滑动。
参见图3，升降架300的侧面设置有第一锁孔18；动力执行装置600固定设置在底板1上；第一锁销7的一端与动力执行装置600的输出端连接，当电池处于锁定位置时，第一锁销7的另一端插入第一锁孔18，这样锁定了电池在高度方向上的位置。
参见图1和图4，在本实施例中，第一锁孔18和第一锁销7的数量均为两个，两个第一锁孔18分别对称设置在升降架框架两对边的位于框架内部的侧壁上。动力执行装置600位于升降架框架的内部；动力执行装置600包括动力装置和平面连杆机构；动力装置为电推杆601；平面连杆机构包括一个电推杆连杆602、一个转盘603以及两个锁销连杆604。动力执行装置600除了本实施例中的结构外，也可以为其它形式的结构。
参见图2、图4和图5，本实施例中动力执行装置600的具体结构和安装方式为：在底板1上垂直固定设置有转盘轴10，转盘603的盘面中心垂直设置有中心安装孔，转盘603通过中心安装孔与转盘轴10转动连接；电推杆连杆602的一端与转盘603固连，另一端与电推杆601的活动端铰接；在底板1上垂直固定设置有电推杆固定轴11，电推杆601的固定端通过电推杆固定轴11与底板1铰接；两个锁销连杆604的一端分别对应的铰接在转盘603的周向对称位置上，两个锁销连杆604的另一端分别对应的与两个第一锁销7的一端铰接，两个第一锁销7的另一端分别对应的穿过两个直线轴承12的内孔后插入第一锁孔18。
参见图2、图3和图5，为了使第一储能弹性件2的结构及安装简单、且弹力方向确定，在本实施例优选地第一储能弹性件2为第一弹簧，数量为四个；在每个c型钢302的槽内底部分别设置有第二通孔21，且第二通孔21设置在与第一通孔20相对的另一端上；在底板1上垂直固定设置有两个销轴13，两个销轴13分别对应的插入两个第二通孔21，且销轴13的长度小于等于第二锁销8的长度；四个第一弹簧分别套接在两个第二锁销8和两个销轴13上，这样不仅能安装第一弹簧，而且当第一弹簧释放能量上弹时，第二锁销8和销轴13也能起导向作用。
在本实施例中，参见图3，为了使第二储能弹性件4结构简单，并且便于安装、更换，优选地第二储能弹性件4为第二弹簧；第二弹簧的一端通过挂钩14与第二储能弹性件固定座303连接，第二弹簧的另一端与弹射块501连接；为了方便地将第二弹簧拉伸并与弹射块501连接，本实施例优选地在每个c型钢302的槽内分别固定设置有弹簧拉伸辅助工装15，弹簧拉伸辅助工装15设置在远离第二储能弹性件固定座303的一端端头位置；弹簧拉伸辅助工装15为设置有工艺通孔22的板状结构。
为了使弹射块501弹射时，不会发生倾斜，在本实施例中优选地在每个c型钢302的槽内平行设置有两根第二弹簧，且两根第二弹簧水平放置。
参见图3和图5，在本实施例中，为了防止升降架300在水平面内发生微转动，优选地立柱9的数量为四个，分别设置在升降架框架的四个内角处。同时为了使第一锁销7与第一锁孔18锁定可靠，在升降架框架两对边的位于框架内部的侧壁上固定设置有锁板16，两个第一锁孔18分别设置在两个锁板16上，这样增大第一锁销7与第一锁孔18的接触面。
参见图5，当危险发生时，电推杆601驱动平面连杆机构动作，平面连杆机构的输出端即锁销连杆604带动第一锁销7退出第一锁孔18，在第一弹簧的作用下，升降架300带动弹射块501、托盘座502、电池托盘23及电池上弹，电池托盘23上设置的电池插头脱离电池插座17，弹射块501脱离第二锁销8，在第二弹簧的作用下，弹射块501带动托盘座502、电池托盘23及电池弹出。这样避免了电池着火，能有效应对当前电池着火后，引起连锁效应，现有的消防手段难以很快有效将火扑灭的这一现实状况。