一种换电站系统及其消防控制方法与流程

本发明涉及换电站消防技术领域，具体涉及一种换电站系统及其消防控制方法。

背景技术：

当前各大汽车厂商为电动汽车提供补能的方式主要是有充电方式和电池更换方式。与充电方式相比，电池更换能够在极短的时间完成能源补给，并且不会影响电动汽车电池的使用寿命。电池的更换方式一般是在专用的电动汽车换电站进行。换电站一般包括对电池进行电能补给的储能单元以及对电池进行传递的堆垛机系统、输送系统等等。电池仓里面存储有一定数量的动力电池，动力电池存在一定的安全隐患(比如发生热失控)，如果不在短时间内采取紧急处理措施，将会对整个换电站、周边建筑造成巨大的财产损失，甚至危及附近人员的生命安全。换电站还有用于存储充电机的充电室。以及用于对电动汽车进行电池更换的换电通道，这些空间都存在消防隐患。

当前，一般换电站都是有人值守，在发生电池热失控后，一般通过现场运维人员将异常电池运送到站外隔离，站内若出现火情，一般通过手动灭火器进行手动灭火。该种方式并不能针对无人值守的换电站进行有效的消防处理。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是，无人值守的换电站内的电池热失控或者出现明火时，不能对热失控电池以及明火进行及时处理，易增加安全隐患。

为解决上述技术问题，本发明公开了一种换电站系统，所述换电站系统包括中心控制器、换电室、电池仓、充电室、电池消防箱、换电设备和消防集控器；

所述换电室、所述电池仓、所述充电室以及所述电池消防箱内均设置有灭火设备和/或探测器，所述换电室、所述电池仓和所述充电室内设有温度监测装置，所述中心控制器分别与所述温度监测装置、所述消防集控器相连，所述消防集控器分别与所述灭火设备以及所述探测器相连；

所述换电设备与所述中心控制器连接，所述换电设备用于将所述电池仓内的动力电池运输至所述换电室内完成电池更换，或者将所述换电室、所述电池仓和所述充电室内热失控的动力电池运输至所述电池消防箱内进行消防处理。

进一步的，所述换电站系统还包括配电室和维修间，所述配电室设置在所述电池仓的另一端，所述配电室与所述充电室相对设置，所述维修间设置在所述换电室的另一侧，所述维修间与所述电池仓相对设置，所述充电室内还设置有充电柜，所述充电柜与所述电池仓内的动力电池电连接，所述充电柜的另一端通过站控单元与所述中心控制器电连接。

在一种可实施的方案中，所述灭火设备为气溶胶灭火器，所述探测器为烟温复合探测器。

进一步的，所述电池换电室、所述电池仓、所述充电室以及所述电池消防箱内还均设置有报警装置，所述报警装置包括声光报警器、放气指示灯以及紧急电话拨打装置中的一种或几种，所述报警装置与所述消防集控器连接。

进一步的，所述电池消防箱内存储有灭火剂。

进一步的，为解决现有技术中存在的问题，本发明还提供了一种换电站消防控制方法，所述方法包括：

获取温度监测装置所监测的动力电池的温度信号；

判断所述温度信号中是否存在高于第一温度阈值信号的目标温度信号；

若所述温度信号中存在高于第一温度阈值信号的目标温度信号，则，基于所述目标温度信号，查找与所述目标温度信号对应的目标动力电池，确定所述目标动力电池热失控；

控制所述换电设备将所述目标动力电池运输至所述电池消防箱的位置处；

获取所述电池消防箱中的温烟复合探测器所监测的所述目标动力电池的第一温烟信号；

判断所述第一温烟信号是否达到第一烟温阈值信号；

若所述第一温烟信号达到所述第一温烟阈值信号，则控制所述换电设备将所述目标动力电池释放至所述电池消防箱的灭火剂中。

进一步的，若判断出所述温度信号中存在高于第一温度阈值信号的目标温度信号之后，所述方法还包括：

控制报警装置拨打紧急电话。

进一步的，本发明还提供换电站消防控制的另一种方法，所述方法包括：

接收所述消防集控器反馈的第二烟温信号；

判断所述第二烟温信号中是否存在高于第二烟温阈值信号的目标烟温信号；

若所述第二烟温信号中存在高于第二烟温阈值信号的目标烟温信号，则，基于所述目标烟温信号，确定与所述目标烟温信号对应的目标仓室；

控制所述消防集控器在第一预设时间启动所述目标仓室内的灭火设备；

控制所述消防集控器在第二预设时间启动所述目标仓室内的报警装置，所述第一预设时间与所述第二预设时间相等或不等。

进一步的，所述控制所述消防集控器在第一预设时间启动所述目标仓室内的灭火设备之后，所述方法还包括：

接收所述消防集控器反馈的所述目标仓室内的灭火设备的启动信息；

判断所述目标仓室内的灭火设备是否成功启动；

若所述目标仓室内的灭火设备启动失败，则控制所述灭火设备远程启动。

进一步的，所述控制所述消防集控器在第一预设时间启动所述目标仓室内的灭火设备之后，所述方法还包括：

在预设时间后，接收所述消防集控器反馈的所述目标仓室内的第三烟温信号；

判断所述第三烟温信号是否达到第三烟温阈值信号；

若所述第三烟温信号达到第三烟温阈值信号，则控制所述消防控制器启动报警装置，其中，所述第三烟温信号等于或高于第二烟温信号。

进一步的，所述方法还包括：

接收启停开关的按压信号以及接收所述消防集控器反馈的第四烟温信号；

判断所述第四烟温信号是否达到第四烟温阈值信号，其中，所述第四烟温阈值信号小于所述第二烟温阈值信号；

若所述第四烟温信号达到所述第四烟温阈值信号，则基于所述按压信号，启动所述灭火设备。

本发明用于无人值守的换电站中，当无人值守的换电站内的电池热失控时，控制换电设备将热失控的动力电池运输至电池消防箱位置处，并对其进行二次温烟判断，当热失控的动力电池的温烟值大于一定阈值时，将热失控的动力电池释放至电池消防箱中，经电池消防箱中的灭火剂对热失控的动力电池进行隔离处理，避免对其它动力电池产生影响，造成安全隐患，并且，本发明还对各仓室内的烟温值自动监测，在监测到烟温异常时，自动启动灭火设备进行灭火处理，避免发生安全隐患，解决了现有技术中，在无人值守的换电站中出现电池热失控或者出现明火时，不能对热失控电池以及明火进行及时处理，易增加安全隐患的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明所述的换电站系统的布置示意图；

图2是本发明一种实施例所述的换电站消防控制方法的流程图；

图3是本发明另一种实施例所述的换电站消防控制方法的流程图；

图4是本发明又一种实施例所述的换电站消防控制方法的流程图；

图5是本发明又一种实施例所述的换电站消防控制方法的流程图；

图中，1-换电室，2-电池仓，3-充电室，31-充电柜，4-维修间，5-配电室，6-电池消防箱，7-灭火设备，8-探测器，9-报警装置。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、系统或特性。在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“顶”、“底”、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。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含的包括一个或者更多个该特征。而且，术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。

为解决上述技术问题，本发明公开了一种换电站系统，如图1所示，所述换电站系统包括中心控制器、换电室1、电池仓2、充电室3、电池消防箱6、换电设备、消防集控器、配电室5和维修间4；

具体的，所述换电室1内设置有供电动汽车更换电池的换电通道，所述电池仓2和所述配电室5分别设置在所述换电室1的两侧，所述电池仓2内存储有动力电池，所述动力电池包括已充满电的动力电池和带充电的动力电池，所述维修间4内放置有各功能的维修设备。

进一步的，所述充电室3和所述配电室5分别设置在所述电池仓2的两端，所述充电室3内设置有充电柜31，所述充电柜31的一端通过站控单元与所述中心控制器电连接，所述充电柜31的另一端与所述电池仓2内的动力电池电连接，用于为所述电池仓2内的待充电的动力电池充电。所述配电室5用于接收市电，并将电力分配至换电站内的各个用电器。

可以理解的是，所述站控单元为换电站内的一个控制单元，与中心控制器通信，并由中心控制器控制指令触发。

所述换电室1、所述电池仓2和所述充电室3内设有温度监测装置，所述中心控制器与所述温度监测装置连接，用以监测换电室1、电池仓2以及充电室3内的动力电池的温度。优选的，所述中心控制器与所述温度监测装置之间有线或无线通信，所述温度检测装置可以为bms电池管理系统。

所述换电室1、所述电池仓2、所述充电室3以及所述电池消防箱6内均设置有灭火设备7和/或探测器8，所述消防集控器分别与所述灭火设备7以及所述探测器8相连，所述消防集控器与所述灭火设备7之间有线通信，所述消防集控器与探测器8之间有线或无线通信，优选的，所述灭火设备7可以为气溶胶灭火器，所述探测器8可以为烟温复合探测器8。

具体的，所述电池消防箱6设置在所述电池仓2的外部，所述电池消防箱6内的灭火设备7可以为灭火剂，优选的，所述灭火剂可以为水或沙子等。

进一步的，所述中心控制器还与所述换电设备和所述消防集控器分别连接，所述换电设备用于将所述电池仓2内的动力电池运输至所述换电室1内完成电池更换，或者将所述换电室1、所述电池仓2和所述充电室3内热失控的动力电池运输至所述电池消防箱6内进行消防处理。优选的，所述换电设备可以通过换电设备控制单元与中心控制器通信连接。具体的，所述换电室1、电池仓2以及充电仓内均设置有运输通道，所述换电设备在所述运输通道上运动，以实现将换电室1、电池仓2以及充电仓内的热失控的动力电池运输至电池消防箱6内进行消防处理。

在一种可实施的方案中，所述运输通道可以进行如下布置：

在所述电池仓2与所述换电室1之间设置第一运输通道，所述电池仓2与所述充电室3之间设置第二运输通道，所述电池仓2与所述电池消防箱6之间设置第三运输通道，且所述第一运输通道、所述第一运输通道以及所述第三运输通道之间相互连通。在所述换电室1内还设置换电通道，所述换电通道与所述第一运输通道、第二运输通道以及第三运输通道分别连通

所述换电设备先将热失控的动力电池通过各运输通道运输至电池消防箱6的位置处，其可以为正上方或斜上方或箱体内，基于电池消防箱6内的烟温探测器8进一步监测热失控的动力电池的当前烟温值，当所监测的烟温值达到一定阈值时，将热失控的动力电池释放至电池消防箱6中，通过灭火剂进行隔离、灭火。

进一步的，所述电池换电室1、所述电池仓2、所述充电室3以及所述电池消防箱6内还均设置有报警装置9，所述报警装置9包括声光报警器、放气指示灯以及紧急电话拨打装置中的一种或几种，所述报警装置9与所述消防集控器连接。

进一步的，为解决现有技术中存在的问题，本发明还提供了一种换电站消防控制方法，如图2所示，所述方法包括：

s100、获取温度监测装置所监测的动力电池的温度信号；

具体的，通过温度监测装置监测换电站内各仓室内的动力电池的温度信号，具体包括换电室、电池仓以及充电仓内的动力电池，温度监测装置将监测到的温度信号发送给中心控制器。

s102、判断所述温度信号中是否存在高于第一温度阈值信号的目标温度信号；

具体的，中心控制器基于所接收的温度监测装置发送的温度信号判断温度信号中是否存在高于第温度阈值信号的目标温度信号，并在判断出温度信号中存在高于第一温度阈值信号的目标温度信号时，执行步骤s104，在判断出温度信号中不存在高于第一温度阈值信号的目标温度信号时，中心控制器不发出任何指令。可以理解的是，第一温度阈值信号可以根据需要设定，具体可以为20℃或50℃或其它温度值。

优选的，温度监测装置可以为bms电池管理系统，bms电池管理系统在监测到动力电池的温度后，将所监测到的信号依次通过充电室中的充电柜、站控单元传输至监控中心。

s104、基于所述目标温度信号，查找与所述目标温度信号对应的目标动力电池，确定所述目标动力电池热失控；

s106、控制所述换电设备将所述目标动力电池运输至所述电池消防箱的位置处；

具体的，中心控制器可以控制换电设备将目标动力电池运输至电池消防箱的正上方或斜上方或箱体内。

s108、获取所述电池消防箱中的温烟复合探测器所监测的所述目标动力电池的第一温烟信号；

具体的，通过设置在电池消防箱中的温烟复合探测器监测目标动力电池包的当前的第一烟温信号。

s110、判断所述第一温烟信号是否达到第一烟温阈值信号；

具体的，在判断出所述第一温烟信号达到所述第一温烟阈值信号时执行步骤s112或执行步骤s114。在判断出所述第一烟温信号没有到达第一烟温阈值信号时，中心控制器控制换电设备将目标动力电池，放置在电池消防箱外侧的空旷位置处自行降温。可以理解的是，第一烟温信号阈值可以根据需求设定，这里不进行具体限定。

s112、控制所述换电设备将所述目标动力电池释放至所述电池消防箱的灭火剂中。

s114、控制报警装置拨打紧急电话。

具体的，所述紧急电话可以是换电站负责人的电话，也可以是消防中心的火警电话。

进一步的，本发明还提供换电站消防控制的另一种方法，如图3所示，所述方法包括：

s200、接收所述消防集控器反馈的第二烟温信号；

具体的，消防集控器与换电室、电池仓以及充电室中的探测器有线或无线通信，获取换电室或电池仓或充电室中的烟温信号，并将所获取的烟温信号反馈给中心控制器。

s202、判断所述第二烟温信号中是否存在高于第二烟温阈值信号的目标烟温信号；

具体的，在判断出所述第二烟温信号中存在高于第二烟温阈值信号的目标烟温信号时执行步骤s204，在判断出所述第二烟温信号中不存在高于第二烟温阈值信号的目标烟温信号时，可以不进行任何动作，或执行步骤s210。

s204、基于所述目标烟温信号，确定与所述目标烟温信号对应的目标仓室；

具体的，换电室或电池仓或充电室中的任何一个仓室都有可能出现烟温信号过高的异常情况，因此，需要通过所确定的目标烟温信号确定出出现异常情况的仓室。

s206、控制所述消防集控器在第一预设时间启动所述目标仓室内的灭火设备；

具体的，中心控制器向消防集控器发送灭火设备启动指令，消防集控器在接收到该启动指令后，响应于该启动指令后启动目标仓室内的灭火设备。

s208、控制所述消防集控器在第二预设时间启动所述目标仓室内的报警装置；

具体的，所述第一预设时间可以与所述第二预设时间相等，也可以不等。

可以理解的是，步骤s206和步骤s208的顺序不仅限于上述的先后顺序，其可以同步执行，也可以先执行步骤s208，在执行步骤s206，这里可以根据需要具体设定。即，中心控制器可以在控制消防集控器启动灭火设备的同时，控制消防集控器启动报警装置报警，或者，中心控制器可以在控制消防集控器启动灭火设备一定时间后控制消防集控器启动报警装置，或者，中心控制器可以先控制消防集控器先启动报警装置，并在一定时间后再控制消防集控器启动灭火设备。

优选的，所述第一预设时间可以为20s，30s或其它时间，具体可以根据实际需要设定，这里不进行具体限定。

进一步的，为解决现有技术中存在的问题，本发明还提供了另一种消防控制方法，如图4所示，所述方法包括：

s300、接收所述消防集控器反馈的第二烟温信号；

s302、判断所述第二烟温信号中是否存在高于第二烟温阈值信号的目标烟温信号；

s304、基于所述目标烟温信号，确定与所述目标烟温信号对应的目标仓室；

s306、控制所述消防集控器在第一预设时间启动所述目标仓室内的灭火设备；

s308、制所述消防集控器在第二预设时间启动所述目标仓室内的报警装置；

具体的，步骤s300-s308的的具体描述可以参照上述步骤s200-s208，这里不再赘述。

s310、接收所述消防集控器反馈的所述目标仓室内的灭火设备的启动信息；

s312、判断所述目标仓室内的灭火设备是否成功启动；

具体的，在中心控制器控制消防集控器启动灭火设备后，可能会因为信号中断，导致消防集控器的启动指令发送不成功，灭火器启动失败，这样可能会因为无法灭火导致发生火灾险情，因此，需要对灭火设备的启动情况进行监测。并在监测出目标仓室内的灭火设备启动失败时执行步骤s314。

s314、控制所述灭火设备远程启动。

具体的，在监测出目标仓室内的灭火设备启动失败时，由中心控制器直接控制灭火设备启动。

进一步的，为解决现有技术中存在的问题，本发明还提供了另一种消防控制方法，如图5所示，所述方法包括：

s400、接收所述消防集控器反馈的第二烟温信号；

s402、判断所述第二烟温信号中是否存在高于第二烟温阈值信号的目标烟温信号；

s404、基于所述目标烟温信号，确定与所述目标烟温信号对应的目标仓室；

s406、控制所述消防集控器在第一预设时间启动所述目标仓室内的灭火设备；

s408、制所述消防集控器在第二预设时间启动所述目标仓室内的报警装置；

s410、接收所述消防集控器反馈的所述目标仓室内的灭火设备的启动信息；

s412、判断所述目标仓室内的灭火设备是否成功启动；

s414、控制所述灭火设备远程启动；

具体的，步骤s400-s414的具体描述可以参照上述步骤s300-s314，这里不再赘述。

s416、在预设时间后，接收所述消防集控器反馈的所述目标仓室内的第三烟温信号；

具体的，在启动灭火设备灭火后，可以对目标仓室再次进行监控，以时刻掌握灭火情况，具体可以在预设时间后，由消防集控器获取目标仓室内的探测器反馈的烟温信号，并将该烟温信号反馈给中心控制器。

s418、判断所述第三烟温信号是否达到第三烟温阈值信号；

具体的，在所述第三烟温信号达到第三烟温阈值信号时，执行步骤s420。

s420、控制所述消防控制器启动报警装置。

具体的，所述第三烟温信号等于或高于第二烟温信号，如果判断出第三烟温信号达到第三烟温阈值信号，则说明灭火失败，需要提高警惕，可以进行报警，具体可以控制拨打火警电话。

进一步的，在上述任意一种消防控制方法执行过程中，如果存在人为干预，都可以在人为干预后执行以下步骤：

接收启停开关的按压信号以及接收所述消防集控器反馈的第四烟温信号；

判断所述第四烟温信号是否达到第四烟温阈值信号，

具体的，所述第四烟温阈值信号小于所述第二烟温阈值信号；

具体的，在所述第四烟温信号达到所述第四烟温阈值信号时，基于所述按压信号，启动所述灭火设备。

可以理解的是，如果有人观察到换电站中出现异常，可以按下启停开关，执行基于其开关控制的灭火设备的启动。进一步的，为避免误操作，在按下启停开关后，如果第四烟温信号没有达到第四烟温阈值信号，此时判断出换电站内不存在险情，则可能存在误操作，此时不启动灭火设备。

本发明用于无人值守的换电站中，当无人值守的换电站内的电池热失控时，控制换电设备将热失控的动力电池运输至电池消防箱位置处，并对其进行二次温烟判断，当热失控的动力电池的温烟值大于一定阈值时，将热失控的动力电池释放至电池消防箱中，经电池消防箱中的灭火剂对热失控的动力电池进行隔离处理，避免对其它动力电池产生影响，造成安全隐患，并且，本发明还对各仓室内的烟温值自动监测，在监测到烟温异常时，自动启动灭火设备进行灭火处理，避免发生安全隐患，解决了现有技术中，在无人值守的换电站中出现电池热失控或者出现明火时，不能对热失控电池以及明火进行及时处理，易增加安全隐患的问题。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。