一种仓体旋转式防盗防爆换电柜及使用方法与流程

1.本发明涉及充换电设备领域，尤其涉及一种仓体旋转式防盗防爆换电柜及使用方法。


背景技术：

2.随着电动车的日益增多，人们对电动车电池的使用需求也越来越多，换电柜的使用也越来越频繁。但目前的换电柜都是采用的固定电池仓方式，即每一个电池仓门后面对应一个电池仓，电池都是放在电池仓内进行充电的。现有的换电柜的电池更换流程如下：用户在app上选择归还电池时，换电柜会打开一个空的电池仓，用户将电池插入电池仓，并且换电柜检测到电池仓的仓门关闭时即确定用户已经归还电池成功，此时用户及处于可以租借电池状态，即可以通过app打开充好电的电池的电池仓并取走电池。但是有些用户在归还电池时，直接按压锁舌或按压检测电池仓门是否关闭的接近开关，模拟电池仓门关闭的状态，此时换电柜即认为用户归还电池成功，进入可以取新电池的状态。由于电池仓门并未实际关闭，有的用户会将归还的电池取出，然后再借新的电池，并重复上述步骤，使得换电柜内电池不断遭窃。
3.除了以上防盗隐患外，现有的换电柜普遍面临的技术难点还在于电池的热失控问题，一旦发生热失控，电池仓起火甚至爆炸，就会出现电池仓门被炸飞的情况，伤及周边的人或者物。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于克服上述技术的不足，提出一种仓体旋转式防盗防爆换电柜及使用方法，通过设置旋转式的内胆，将充电时的电池仓隐藏在换电柜柜体内，使得盗窃者无法接触到电池仓内的电池，保证换电柜的防盗性能；同时由于电池仓封闭在柜内，柜体上的开口对应着的是内胆外壁，即使仓内电池发生热失控，电池也只会在换电柜内燃烧，并不会造成电池仓门被炸飞导致伤人的情况，提高换电柜的安全性。
5.为解决以上技术问题，本发明所采用的技术方案是：
6.一种仓体旋转式防盗防爆换电柜，包括柜体，柜体内设置有与柜体内侧圆柱面配合转动的内胆，内胆上设置有电池仓，内胆连接有转轴，转轴连接有旋转驱动装置；柜体上开设有与电池仓相配合的开口；内胆包括有内胆外壁，内胆上沿圆周方向成形有不少于两个电池仓，周向相邻电池仓之间的内胆外壁的弧面宽度不小于开口的宽度；柜体内设置有电池仓控制板，电池仓控制板通信连接有与电池仓对应的电池检测装置；旋转驱动装置与电池仓控制板信号连接；与电池仓内设置有充电装置。
7.进一步地，所述内胆上沿竖直方向成形有不少于两个电池仓，柜体上铰接有与开口配套的仓门，柜体上安装有门锁，门锁内设置有微动开关，微动开关与电池仓控制板信号连接。
8.进一步地，所述电池检测装置包括bms系统、接近开关、与充电装置串联的电流表；
所述电池仓控制板与内胆信号相连。
9.进一步地，所述微动开关为位移传感器或接触开关。
10.进一步地，所述旋转驱动装置包括自锁的步进伺服电机和第一锥齿轮，转轴的下端与柜体的底板轴接，转轴上连接有第二锥齿轮，第一锥齿轮与第二锥齿轮啮合。
11.进一步地，所述内胆内设置有支撑架，支撑架与转轴相连，支撑架上连接有支撑板，支撑板连接有内胆外壁。
12.进一步地，所述电池仓内设置有第一传感器，第一传感器信号连接有第一防火装置；柜体内设置有第二传感器，第二传感器信号连接有第二防火装置。
13.进一步地，所述第一传感器包括温度传感器、烟雾传感器；第二传感器包括温度传感器、烟雾传感器。
14.本发明还提供一种仓体旋转式防盗防爆换电柜的使用方法，该方法包括以下步骤：
15.步骤一：换电柜未被操作时，内胆外壁与开口相对，当用户归还电池时，内胆旋转使得空置的电池仓与柜体上的开口相对，用户将电池放入电池仓内；
16.步骤二：用户确认归还电池后，内胆旋转使得内胆外壁与开口相对，电池仓控制板检测内胆的旋转角度，电池仓控制板读取电池与电池仓的连接信号并上传至主控处，当内胆旋转角度正确且电池通讯正常时，判断归还电池过程完成；
17.步骤三：用户租借电池时，内胆旋转使得内置有电池的电池仓与柜体上的开口对准，用户取出电池。
18.进一步地，所述步骤二中，用户确认归还电池后关上仓门，电池仓控制板检测内胆的旋转角度，电池仓控制板读取微动开关的开关信号并上传至主控处，电池仓控制板读取电池与电池仓的连接信号并上传至主控处，当内胆旋转角度正确、电池通讯正常且仓门处于关闭状态时，判断归还电池过程完成。
19.本发明的有益效果为：
20.1、二级灭火装置能够有效提高换电柜的安全性。电池一旦热失控，先由第一传感器感知，启动单仓内的第一灭火装置；当第一灭火装置无法满足灭火需求时，由第二传感器感知并触发整柜的第二灭火装置，整个换电柜内充满灭火剂。即使二级灭火装置都失效，由于电池仓封闭在柜内，柜体上的开口对应着的是内胆外壁，电池也只会在换电柜内燃烧，并不会造成电池仓门被炸飞导致伤人的情况。
21.2、在电池正常充电时，所有的电池仓都隐藏在柜体内侧，与开口正对的是内胆外壁，而由于自锁的步进伺服电机的自锁性能，内胆无法被转动，此时除非完全破坏柜体，无法接触到电池仓内的电池，保证换电柜的防盗性能。
22.3、通过增加仓门，进一步提高了换电柜的防盗性能；同时通过微动开关的设置，形成了电池归还的三级确认机制，只有同时满足内胆旋转角度正确、电池通讯正常且仓门处于关闭状态的条件时，判断归还电池过程完成，避免出现虚假归还的问题。
附图说明
23.图1为本发明实施例1中仓体旋转式防盗防爆换电柜的整体结构示意图。
24.图2为本发明实施例1中仓体旋转式防盗防爆换电柜的内胆结构示意图。
25.图3为本发明实施例1中仓体旋转式防盗防爆换电柜的支撑架、支撑板、转轴和驱动装置的结构示意图。
26.图4为本发明实施例2中仓体旋转式防盗防爆换电柜的整体结构示意图。
27.图5为本发明实施例2中仓体旋转式防盗防爆换电柜的内胆结构示意图。
28.图6为本发明实施例2中仓体旋转式防盗防爆换电柜的支撑架、支撑板、转轴和驱动装置的结构示意图。
29.图7为本发明实施例2中仓体旋转式防盗防爆换电柜的内胆的俯视图示意图。
30.图8为本发明实施例2中门锁与微动开关的结构示意图。
31.图中标号名称为：
[0032]1‑
柜体，11
‑
开口，12
‑
第二传感器，13
‑
第二灭火装置，14
‑
电池仓控制板，141
‑
电池检测装置，15
‑
仓门，151
‑
门锁，152
‑
微动开关，2
‑
内胆，21
‑
支撑架，22
‑
支撑板，23
‑
内胆外壁，3
‑
电池仓，31
‑
充电装置，32
‑
第一传感器，33
‑
第一灭火装置，4
‑
转轴，41
‑
第二锥齿轮，5
‑
旋转驱动装置，51
‑
自锁的步进伺服电机，52
‑
第一锥齿轮。
具体实施方式
[0033]
下面结合附图和实施例对本发明的实施方式作进一步描述。需要说明的是，实施例并不对本发明要求保护的范围构成限制。
[0034]
实施例1
[0035]
如附图1至附图3所示，一种仓体旋转式防盗防爆换电柜，包括柜体1，柜体1内设置有与柜体1内侧圆柱面配合转动的内胆2，内胆上设置有电池仓3，内胆2连接有转轴4，转轴4连接有旋转驱动装置5。
[0036]
柜体1上开设有开口11，开口11与电池仓3相配合，开口11比电池大。
[0037]
内胆2内设置有支撑架21，支撑架21与转轴4相连，支撑架21上连接有支撑板22，支撑板连接有内胆外壁23，内胆外壁23与支撑板22之间沿圆周方向成形有不少于两个电池仓3，两个电池仓3之间的弧面宽度大于开口11的宽度。
[0038]
电池仓3内设置有充电装置31，充电装置31信号连接有bms通信装置。电池仓3内设置有第一传感器32，第一传感器32信号连接有第一灭火装置33。柜体1内设置有第二传感器12，第二传感器12信号连接有第二灭火装置13。二级灭火装置能够有效提高换电柜的安全性。电池一旦热失控，先由第一传感器32感知，启动单仓内的第一灭火装置33；当第一灭火装置33无法满足灭火需求时，由第二传感器12感知并触发整柜的第二灭火装置13，整个换电柜内充满灭火剂。即使二级灭火装置都失效，由于正常充电情况下，电池仓3封闭在柜内，柜体1上的开口11对应着的是内胆外壁23，电池也只会在换电柜内燃烧，并不会造成电池仓门被炸飞导致伤人的情况。
[0039]
旋转驱动装置5包括自锁的步进伺服电机51和第一锥齿轮52，转轴4的下端与柜体1的底板轴接，转轴4上连接有第二锥齿轮41，第一锥齿轮52与第二锥齿轮41啮合。
[0040]
柜体1内设置有电池仓控制板14，电池仓控制板14通信连接有与电池仓3对应的电池检测装置141。电池检测装置141包括换电柜自带的bms系统、接近开关、与充电装置串联的电流表和无线光感应装置等。当电池检测装置141检测到电池仓3内的电池通信状态，通过电池仓控制板14将信号上传至主控处。
[0041]
电池仓控制板14还信号连接有内胆2，通过对内胆2的旋转角度的计算判定内胆2是否根据指令正确旋转至指定位置。
[0042]
本实施例还提供一种仓体旋转式防盗防爆换电柜的使用方法，包括如下步骤：
[0043]
s1.换电柜未被操作时，内胆外壁23与开口11相对，当用户归还电池时，内胆2旋转使得空置的电池仓3与柜体上的开口11相对，用户将电池放入电池仓3内；
[0044]
s2.用户确认归还电池后，内胆2旋转使得内胆外壁23对准开口11，电池仓控制板14检测内胆2的旋转角度，电池仓控制板14读取电池与电池仓3的连接信号并上传至主控处，当内胆2的旋转角度正确且电池通讯正常时，判断归还电池过程完成。
[0045]
s3.用户租借电池时，内胆2旋转使得内置有满电状态电池的电池仓3与柜体上1的开口11对准，用户取出电池。
[0046]
在电池正常充电时，所有的电池仓3都隐藏在柜体1内侧，与开口11正对的是内胆外壁23，而由于自锁的步进伺服电机51的自锁性能，内胆2无法被转动，此时除非完全破坏柜体1，无法接触到电池仓3内的电池，保证换电柜的防盗性能。
[0047]
实施例2
[0048]
在实施例1的基础上，为了更进一步扩展换电柜的利用率，增加如下装置。
[0049]
如附图4至附图7所示，一种仓体旋转式防盗防爆换电柜，包括柜体1，柜体1内设置有与柜体1内侧圆柱面配合转动的内胆2，内胆上设置有电池仓3，内胆2连接有转轴4，转轴4连接有旋转驱动装置5。
[0050]
转轴4连接有不少于两层支撑架22，支撑架21上均连接有支撑板22，内胆外壁23与支撑板22之间在圆周方向上成形有不少于两个电池仓3，纵向方向电池仓3的数量不少于两个。多层电池仓3的设置，极大的拓展了换电柜的利用率。
[0051]
柜体1上开设有与电池仓3对应的开口11，柜体1上铰接有与开口11配套的仓门15，柜体1上安装有门锁151，门锁151内设置有微动开关152，微动开关152与电池仓控制板14信号连接。
[0052]
本实施例还提供一种仓体旋转式防盗防爆换电柜的使用方法，包括如下步骤：
[0053]
s1.换电柜未被操作时，内胆外壁23与开口11相对，当用户归还电池时，内胆2旋转使得空置的电池仓3与柜体上的开口11相对，用户将电池放入电池仓3内；
[0054]
s2.用户确认归还电池后，内胆2旋转使得内胆外壁23对准开口11，用户确认归还电池后关上仓门15，电池仓控制板14检测内胆2的旋转角度，电池仓控制板14读取微动开关152的开关信号并上传至主控处，电池仓控制板14读取电池与电池仓3的连接信号并上传至主控处，当内胆2的旋转角度正确、电池通讯正常且仓门15处于关闭状态时，判断归还电池过程完成。
[0055]
s3.用户租借电池时，内胆2旋转使得内置有满电状态电池的电池仓3与与柜体上1的开口11对准，用户取出电池。
[0056]
通过增加仓门15，进一步提高了换电柜的防盗性能；同时通过微动开关152的设置，形成了电池归还的三级确认机制，只有同时满足内胆2的旋转角度正确、电池通讯正常且仓门15处于关闭状态的条件时，判断归还电池过程完成，避免出现虚假归还的问题。
[0057]
在电池正常充电时，所有的电池仓3都隐藏在柜体1内侧，与开口11正对的是内胆外壁23，而由于自锁的步进伺服电机51的自锁性能，内胆2无法被转动，此时除非完全破坏
柜体1，无法接触到电池仓3内的电池；此时无论是通过技术手段还是暴力手段打开仓门15，都无法接触到电池，保证换电柜的防盗性能。
[0058]
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。