充电架、充电异常判断方法、换电站及储能站与流程

本发明涉及一种充电架、充电异常判断方法、充电站及储能站。

背景技术：

随着电动汽车越来越受到消费者的欢迎，作为电动汽车的动力来源，汽车电池包经常需要充电、更换。电池包的充电操作一般在充电架上进行，充电架设置多个充电位，一般每一个充电位可以供一个电池包充电。

电池包充电时偶发故障，现有技术中，充电架无法提供有效、及时的检测、报警，导致无法及时发现电池包充电异常并采取相关措施，异常电池包可能会燃烧甚至爆炸，损坏充电架的结构并影响到充电架上的其他电池包，带来较大的损失。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中电池包充电时存在的缺陷，提供一种充电架、充电异常判断方法、换电站及储能站。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：

一种充电架，其特点在于，其包括：若干充电位、信号处理主机、以及报警装置，每一所述充电位用于放置一个电池包，各所述充电位均设有烟雾探测装置和温度探测装置，所述温度探测装置具有对应检测单个充电位的多个温度探测点，所述烟雾探测装置和所述温度探测装置与所述信号处理主机信号连接，所述信号处理主机与所述报警装置信号连接，所述信号处理主机用于接收和处理所述烟雾探测装置和所述温度探测装置发出的信号并向所述报警装置发出信号，所述报警装置用于在所述烟雾探测装置或所述温度探测装置检测到异常时报警。

较佳地，所述温度探测装置为光纤感温装置。

较佳地，所述光纤感温装置包括拉曼光纤，所述多个温度探测点分布于所述拉曼光纤。

较佳地，所述拉曼光纤呈螺旋线形或s形。

采用上述设置，拉曼光纤的布置合理，覆盖范围为全面。

较佳地，所述光纤感温装置包括通过一光纤串联起来的多个光纤光栅，各所述光纤光栅分布于各所述温度探测点。

较佳地，所述温度探测装置包括多个红外温度探测器，各所述红外温度探测器分布于各所述温度探测点。

较佳地，所述烟雾探测装置位于对应所述电池包的泄压阀的位置。

采用上述设置，烟雾探测装置的探测更加及时、有效。

较佳地，所述温度探测装置的温度探测点的探测范围覆盖所述电池包的泄压阀。

采用上述设置，温度探测装置的探测更加及时、有效。

较佳地，所述充电架包括横向挡板，所述横向挡板为隔烟防火挡板，所述横向挡板设置在所述充电位的底部或顶部，所述横向挡板用于隔离上下相邻设置的不同的所述充电位。

采用上述设置，具有如下优点：1)在探测初期，隔离上下充电位的烟雾，避免烟雾探测装置误报；2)异常电池一旦发生着火，在着火的异常电池被搬离前可以隔离上下电池，防止正常电池包受到影响，避免上下串烧扩大火情。

较佳地，所述烟雾探测装置和所述温度探测装置设于所述隔烟防火挡板。

采用上述设置，烟雾探测装置和温度探测装置安装方便。

较佳地，所述充电架包括横向挡板和竖向挡板，所述横向挡板和所述竖向挡板均为隔烟防火挡板，所述横向挡板设置在所述充电位的底部或顶部，所述横向挡板用于隔离上下相邻设置的不同的所述充电位，所述竖向挡板设置在所述充电位的左侧或右侧，所述竖向挡板用于隔离左右相邻设置的不同的所述充电位。

采用上述设置，具有如下优点：1)在探测初期，隔离上下、左右充电位的烟雾，避免烟雾探测装置误报；2)异常电池一旦发生着火，在着火的异常电池被搬离前可以隔离上下、左右的电池，防止正常电池包受到影响，避免上下、左右串烧扩大火情。

较佳地，所述充电架还包括显示装置，所述显示装置与所述信号处理主机信号连接，所述显示装置用于显示所述充电位的状态。

采用上述设置，显示装置可以根据要求显示所需的界面，指示所需的数据，便于操作人员监控。

一种充电异常判断方法，其特点在于，所述充电异常判断方法用于判断如上所述的充电架上的电池包的充电异常与否，所述充电异常判断方法包括如下步骤：

s1：所述信号处理主机接收来自各个所述充电位的所述烟雾探测装置的烟雾探测信号以及所述温度探测装置的所述多个温度探测点的温度探测信号；

s2：所述信号处理主机判断所述烟雾探测信号以及所述温度探测信号是否正常，若所述烟雾探测信号以及所述温度探测信号中的至少一个异常，则执行步骤s3；若所述烟雾探测信号以及所述温度探测信号均正常，则不执行所述s3；

s3：所述信号处理主机将异常信号发送给报警装置，所述报警装置报警。

较佳地，所述s2中，所述信号处理主机判断所述温度探测信号是否正常包括步骤s2.1：所述信号处理主机根据单个待判断充电位的所述温度探测装置的所述多个温度探测点的多个温度数据判断所述单个待判断充电位的温度是否正常。

较佳地，所述s2.1包括以下步骤：

s2.11：比较所述单个待判断充电位的多个温度数据中的任意两个温度数据，若所述单个待判断充电位的任意两个温度数据的差值存在至少一个大于第一阈值的情况，则判断所述单个待判断充电位为异常，执行所述s3；若所述单个待判断充电位的任意两个温度数据的差值均小于或等于所述第一阈值，则执行步骤s2.12；

s2.12：依次比较所述单个待判断充电位的多个温度数据的温度平均值与其余各单个充电位的多个温度数据的温度平均值，判断所述单个待判断充电位的温度平均值与其余各单个充电位的温度平均值的差值大于第二阈值的数量是否超过设定数量，若是，则判断所述单个待判断充电位为异常，执行所述s3；若否，则不执行所述s3。

较佳地，所述单个待判断充电位的所述多个温度探测点包括若干第一温度探测点和若干第二探测点，所述第一探测点的数据为第一温度数据，所述第二探测点的数据为第二温度数据；

所述s2.1具体为：所述信号处理主机分别判断单个待判断充电位的所述第一温度数据和所述第二温度数据是否正常，若所述第一温度数据以及所述第二温度数据中有至少一个异常，则执行所述s3；若所述第一温度数据以及所述第二温度数据均正常，则不执行所述s3。

采用上述设置，对比精度更高。

一种换电站，其特点在于，其包括至少一个如上所述的充电架。

一种储能站，其特点在于，其包括至少一个如上所述的充电架。

在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本发明各较佳实例。

本发明的积极进步效果在于：

本发明公开的充电架、充电异常判断方法、换电站及储能站，充电架上的每个充电位内都设有烟雾探测装置和温度探测装置，且温度探测装置具有位于单个充电位内的多个温度探测点，能够提供有效的检测数据；还设有报警器，能够在出现异常时及时报警。

附图说明

图1为本发明实施例1的充电架的示意图。

图2为本发明实施例1的各个充电位的主视示意图，其中电池包未安装。

图3为本发明实施例1的单个充电位的主视示意图，其中电池包已安装。

图4为本发明实施例1的单个电池包的俯视示意图，其中烟雾探测装置与温度探测装置示意性标出。

图5为本发明实施例1的充电异常判断方法的简易流程示意图。

图6为本发明实施例1的充电异常判断方法的具体流程示意图。

图7为本发明实施例2中一实施方式的温度探测装置的布局示意图。

图8为本发明实施例2中另一实施方式的温度探测装置的布局示意图。

图9为本发明实施例3的温度探测装置的布局示意图。

附图标记说明：

10：充电架

100：充电位

110：烟雾探测装置

120：温度探测装置

121：光纤光栅

122：串联光纤

123、123'：拉曼光纤

124：红外温度探测器

130：横向挡板

140：竖向挡板

200：信号处理主机

300：报警装置

400：显示装置

20：电池包

21：泄压阀

具体实施方式

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。

实施例1

如图1-3所示，一种充电架10，其包括：若干充电位100、信号处理主机200、以及报警装置300，每一充电位100用于放置一个电池包20。各充电位100均设有烟雾探测装置110和温度探测装置120，温度探测装置120具有对应检测单个充电位100的多个温度探测点。

如图1所示，烟雾探测装置110和温度探测装置120与信号处理主机200信号连接，信号处理主机200与报警装置300信号连接。信号处理主机200用于接收和处理烟雾探测装置110和温度探测装置120发出的信号并向报警装置300发出信号，报警装置300用于在烟雾探测装置110或温度探测装置120检测到异常时报警。同时，充电架10还包括显示装置400，显示装置400与信号处理主机200信号连接，显示装置400用于显示充电位100的状态。显示装置400优选可以根据要求显示所需的界面，指示所需的数据。便于操作人员监控。报警装置300一般为声光报警器。

各充电位100可呈一维阵列或多维阵列排布，如图2所示，本实施例中，各充电位100呈二维阵列排布。图3进一步示出了图2中某一单个充电位100的主视示意图，并示意性示出了电池包20。

烟雾探测装置110位于对应电池包20的泄压阀21的位置。本处所述“对应电池包20的泄压阀21的位置”可以指电池包20的泄压阀21的正上方或者靠近正上方的位置，旨在能够较为及时检测到电池包20的泄压阀21的状况，输出有效的烟雾探测信号。图4示出了电池包20的俯视示意图，其中烟雾探测装置110以及温度探测装置120的位置也示意性示出，以清晰表明烟雾探测装置110、温度探测装置120与电池包20的相对位置。如图4所示，电池包20共有三个泄压阀21，烟雾探测装置110位于其中一个泄压阀21的正上方的附近。

本实施例中，温度探测装置120为光纤感温装置。具体地，光纤感温装置包括通过一光纤串联起来的多个光纤光栅121，各光纤光栅121分布于各温度探测点。温度探测装置120的温度探测点的探测范围覆盖电池包20的泄压阀21。使得温度探测装置120的探测更加及时、有效。如图4所示，本实施例中，九个光纤光栅121通过串联光纤122串联在一起，三个光纤光栅121分别位于三个泄压阀21的正上方，其余6个光纤光栅121也基本均匀分布，使得探测范围基本覆盖整个电池包20。但是本发明并不限于温度探测点的探测范围必需覆盖电池包20的泄压阀21，也不限制各温度探测点的分布如图4所示。

如图2-3所示，充电架10包括横向挡板130和竖向挡板140，横向挡板130和竖向挡板140均为隔烟防火挡板，横向挡板130设置在充电位100的底部或顶部，横向挡板130用于隔离上下相邻设置的不同的充电位100，竖向挡板140设置在充电位100的左侧或右侧，竖向挡板140用于隔离左右相邻设置的不同的充电位100。具有如下优点：1)在探测初期，隔离上下、左右充电位的烟雾，避免烟雾探测装置误报；2)异常电池一旦发生着火，在着火的异常电池被搬离前可以隔离上下、左右的电池，防止正常电池包受到影响，避免上下、左右串烧扩大火情。

本实施例中，单个充电位100内，顶部设置一块横向挡板130，右侧设置一块竖向挡板140。隔烟防火板的材料优选为隔火阻燃最大厚度不大于15mm，耐火时间不低于60min。可替代的实施例中，可以仅仅设置横向挡板，或者仅仅设置竖向挡板；或者一块较大的横向挡板可以隔离上下相邻的两排充电位，或者一块较大的竖向挡板可以隔离左右相邻的两列充电位；或者顶部、底部均设置横向挡板，左侧、右侧均设置竖向挡板；或者在边缘处的横向挡板或竖向挡板可以省略设置，如图2中第一排充电位100顶部的横向挡板130可以省略设置，最右列充电位100右侧的竖向挡板140可以省略设置。

本实施例中，烟雾探测装置110和温度探测装置120设于隔烟防火挡板，具体为横向挡板130。具有安装方便的优点。烟雾探测装置110和温度探测装置120可以嵌设于、粘设于隔烟防火挡板，也可以采用本领域可行的任何其他手段设置在隔烟防火挡板上。

下文将阐述一种充电异常判断方法，用于判断如上的充电架10上的电池包20的充电异常与否，如图5所示，充电异常判断方法包括步骤1010、1020和1030。

其中，步骤1010：信号处理主机200接收来自各个充电位100的烟雾探测装置110的烟雾探测信号以及温度探测装置120的多个温度探测点的温度探测信号。

步骤1020：信号处理主机200判断烟雾探测信号以及温度探测信号是否正常，若烟雾探测信号以及温度探测信号中的至少一个异常，则执行步骤1030；若烟雾探测信号以及温度探测信号均正常，则不执行步骤1030。本段所述“不执行步骤1030”指的是烟雾探测信号以及温度探测信号均正常，不触发步骤1030的执行，但并不排除可能存在的其他条件触发步骤1030。一般而言，烟雾探测信号以及温度探测信号均正常，回到步骤1010。

步骤1030：信号处理主机200将异常信号发送给报警装置300，报警装置300报警。

如图6所示，步骤1020中，信号处理主机200分别判断烟雾探测信号和温度探测信号是否正常。信号处理主机200判断温度探测信号是否正常包括以下步骤：信号处理主机200根据单个待判断充电位100的温度探测装置120的多个温度探测点的多个温度数据判断单个待判断充电位100的温度是否正常，具体包括步骤1021以及步骤1022。

步骤1021：比较单个待判断充电位100的多个温度数据中的任意两个温度数据，若单个待判断充电位100的任意两个温度数据的差值存在至少一个大于第一阈值的情况，则判断单个待判断充电位100为异常，执行步骤1030；若单个待判断充电位100的任意两个温度数据的差值均小于或等于第一阈值，则执行步骤1022。

步骤1022：依次比较单个待判断充电位100的多个温度数据的温度平均值与其余各单个充电位100的多个温度数据的温度平均值，判断单个待判断充电位100的温度平均值与其余各单个充电位100的温度平均值的差值大于第二阈值的数量是否超过设定数量，若是，则判断单个待判断充电位100为异常，执行步骤1030；若否，则不执行步骤1030。本段所述“不执行步骤1030”指的是温度数据正常，不触发步骤1030的执行，但并不排除因为烟雾探测信号异常而执行步骤1030，也不排除可能存在的其他条件触发步骤1030。如图6所示，一般而言，若最终判断温度探测信号正常，回到步骤1010。

本发明并不局限于上述步骤1021、1022。可替代的实施例中，在步骤1022判断温度数据正常之后，还可采取另一种与步骤1021、1022均不同的计算方法进一步判断温度数据的异常与否。

本实施例中，单个待判断充电位100的多个温度探测点的温度数据并未分类，一并计算。

在可替代的实施例中，单个待判断充电位的多个温度探测点包括若干第一温度探测点和若干第二探测点，第一探测点的数据为第一温度数据，第二探测点的数据为第二温度数据。电池包充电时，充电位可分高温区、低温区，这样第一探测点可以设置在高温区，第二探测点可以设置在低温区。判断过程包括：信号处理主机分别判断单个待判断充电位的第一温度数据和第二温度数据是否正常，若第一温度数据以及第二温度数据中有至少一个异常，则执行报警步骤；若第一温度数据以及第二温度数据均正常，则不执行报警步骤。本段所述“不执行报警步骤”指的是温度数据正常，不触发报警步骤，但并不排除因为烟雾探测信号异常而执行报警步骤，也不排除可能存在的其他条件触发报警步骤。

在可替代的实施例中，单个待判断充电位的多个温度探测点也可分为三组、四组等更多组。类似于图6所示的方法，每一组温度探测点的温度探测数据先组内对比，通过组内任意两个的差值判断；然后可以依次比较单个待判断充电位的某一组温度平均值与其余各单个充电位的同一组温度平均值，并根据差值大于某一阈值的数量进行判断。也可以采用组间对比的方法，如比较单个带判断充电位的不同组数据之间的差异，进行判断。

此外，本实施例还提供一种换电站，其包括至少一个如上的充电架10。

同时，本实施例还提供一种储能站，其包括至少一个如上的充电架10。

实施例2

本实施例的充电架10与实施例1的充电架10基本相同。不同点在于，光纤感温装置不包括实施例1所述的光纤光栅121，而是包括拉曼光纤，多个温度探测点分布于拉曼光纤。

在本实施例的一实施方式中，拉曼光纤123呈螺旋线形，如图7所示。在在本实施例的另一实施方式中，拉曼光纤123'呈循环往复的s形，如图8所示。这样都能够使得拉曼光纤的覆盖范围较为全面。可替代的实施例中，拉曼光纤也可以呈其他方式排布，如类似回字形等，旨在能够基本全面覆盖电池包所需的探测区域。另有一点区别在于，拉曼光纤的各温度探测点未必能全部覆盖电池包20的多个泄压阀21。

实施例3

本实施例的充电架10与实施例1的充电架10基本相同。不同点在于，本实施例的温度探测装置120不为光纤感温装置，而是包括多个红外温度探测器124，各红外温度探测器124分布于各温度探测点。多个红外温度探测器124同样能够精准定位，其布局大致如图9所示，其为仰视图。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

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。