电池集中充电房

技术领域

本发明涉及电池充电技术领域，尤其涉及一种电池集中充电房。

背景技术

目前，机器人采用可拆卸式电池作为活动能源，充电方式采用在机器人上面插电直充，或者拆卸电池后采用相应的电源适配器充电。由于机器人电池容量大、充电电流高(60A-150A不等)，因此充电耗电量较大，而普通电缆未考虑多个电池同时充电的负荷，多个电池同时充电容易造成电缆负荷过大，出现发热、短路、起火等安全事故，不能满足机器人电池集中充电的需求，且充电时需要人工接线，存在人员触电的安全风险。

发明内容

本发明的目的在于提出一种电池集中充电房，该电池集中充电房能实现电池充电自动化。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种电池集中充电房，其包括充电房、充电架、轨道以及装卸设备，所述充电房设有出入口；所述充电架设置于所述充电房内，所述充电架上设有多个用于给电池充电的充电台；所述轨道设置于所述充电房内并位于所述充电架的一侧，所述装卸设备能沿着所述轨道移动，并能将电池放置于所述充电台上进行充电或者取下置于所述充电台上的电池。

上述电池集中充电房通过在充电房内设置充电架，并在充电架设置多个用于给电池充电的充电台，从而实现了电池的集中充电；同时在充电房内设置了的轨道，从而装卸设备可沿着轨道移动，以将电池放置于充电台上进行充电或者取下置于充电台上的电池，不需要人工接线，避免了人员触电的安全风险，解决了电池充电自动化的问题。

在一些实施例中，所述充电架分隔成多个充电格口，各个所述充电格口之间相互隔离，每个所述充电格口内均设有所述充电台。通过设置相互隔离的充电格口可以将各个充电台隔离开来，从而当某一充电台上充电的电池自燃起火时不会影响到其它充电台，同时也使得充电架的整体布局更加整齐有序。

在一些实施例中，所述装卸设备包括移动底盘、电池识别装置以及机械手，所述移动底盘能沿着所述轨道移动；所述电池识别装置设置于所述移动底盘上，用于识别电池的位置；所述机械手设置于所述移动底盘上并与所述电池识别装置通信连接，用于抓取所述电池。上述装卸设备可通过其电池识别装置自动识别电池的位置，由机械手实现自动化抓取电池放置于充电台上进行充电或者将电池从充电台取下，自动化程度高。

在一些实施例中，所述充电房包括房屋框架、顶板和墙板，所述顶板安装在所述房屋框架的顶部，所述墙板安装在所述房屋框架的侧壁上，所述顶板和所述墙板均为防火防水的隔热绝缘板，从而使充电房具有防火、防水、防触电和隔热的效果，避免充电房发生火灾。

在一些实施例中，所述顶板包括层叠设置的面层、中间夹层和底层，所述底层和所述面层均为绝缘板，所述中间夹层为采用二氧化硅气凝胶毡与纤维树脂板层叠而成的复合板。由二氧化硅气凝胶毡和纤维树脂板层叠而成的复合板具有防火防水、隔热保温、轻质和绝缘的性质，有效解决充电房易发生火灾的风险。

在一些实施例中，所述墙板为采用二氧化硅气凝胶毡与纤维树脂板层叠而成的复合板。由二氧化硅气凝胶毡和纤维树脂板层叠而成的复合板具有防火防水、隔热保温、轻质和绝缘的性质，有效解决充电房易发生火灾的风险。

在一些实施例中，所述顶板和所述墙板均可拆卸地安装在所述房屋框架上，使得充电房可组装、拆卸，从而实现多次周转使用，节省成本。

在一些实施例中，所述出入口处安装有用于打开和关闭所述出入口的自动门，所述出入口的一侧设有视频识别装置，所述视频识别装置与所述自动门通信连接。视频识别装置可实现人脸识别，只有识别到许可人员时自动门才会自动打开，从而可防止无关人员随意进出充电房。

在一些实施例中，所述电池集中充电房还包括消防系统，所述消防系统包括烟雾报警装置、液氮储存容器和喷淋装置，每个所述充电台的位置对应设有所述喷淋装置和所述烟雾报警装置；所述喷淋装置的入口与所述液氮储存容器的出口通过管道连通，所述液氮储存容器的出口处设有阀门，所述阀门与所述烟雾报警装置通信连接。上述消防系统可有效解决电池充电发生自燃事故时的第一时间灭火问题，采用液氮灭火具有降温、隔绝氧气、不产生可燃易爆有毒气体的优点，安全有效。

在一些实施例中，所述电池集中充电房还包括控温系统，所述控温系统包括温度检测装置和与所述温度检测装置通信连接的温度调节装置，所述温度检测装置用于检测所述充电房内的温度，所述温度调节装置用于调节所述充电房的室内温度。通过温度检测装置检测充电房内的温度，当充电房内的温度超过预设温度值时可通过温度调节装置及时降温，避免因电池充电发热过大而发生电池爆炸事故。

在一些实施例中，所述电池集中充电房还包括高出地面预设高度的地基和排水沟，所述充电房设置于所述地基上，所述排水沟围设于所述地基的周向，所述排水沟的顶部设有水沟盖板。由于地基高出地面预设高度，因此可使充电房抬高预设高度，防止充电房在雨季浸泡于水中，在地基的周向设置排水沟可及时排走充电房周边的水。

附图说明

图1为本发明实施方式提供的电池集中充电房的结构示意图；

图2为本发明实施方式提供的电池集中充电房的俯视图；

图3为本发明实施方式提供的电池集中充电房的局部结构示意图之一；

图4为本发明实施方式提供的电池集中充电房的局部结构示意图之二；

图5为本发明实施方式提供的充电房的局部结构示意图；

图6为本发明实施方式提供的顶板的结构示意图；

图7为本发明实施方式提供的墙板的结构示意图；

图8为本发明实施方式提供的充电架的结构示意图；

图9-图10为图8所示充电架的局部结构示意图；

图11为本发明实施方式提供的充电台的结构示意图；

图12为本发明实施方式提供的轨道和装卸设备的结构示意图；

图13为图12所示轨道和装卸设备的侧视图。

附图标号说明：

1、电池；2、金属片；10、充电房；11、房屋框架；12、顶板；13、墙板；14、吊耳；15、绝缘板；16、二氧化硅气凝胶毡；17、纤维树脂板；18、自动门；19、视频识别装置；20、充电架；21、充电格口；22、充电台；23、充电金属端头；30、轨道；40、装卸设备；41、移动底盘；42、机械手；51、烟雾报警装置；52、液氮储存容器；53、喷淋装置；60、温度调节装置；71、地基；72、排水沟；73、水沟盖板；74、混凝土硬化层；75、斜坡；81、避雷针；82、监控装置；90、回路电线；91、A型回路电线；92、B型回路电线；100、运输装置；201、A型充电架；202、B型充电架；221、充电槽。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳的实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

本实施方式提供了一种电池集中充电房，如图1-图4所示，该电池集中充电房包括充电房10、充电架20、轨道30以及装卸设备40，充电房10设有出入口；充电架20设置于充电房10内，充电架20上设有多个用于给电池1充电的充电台22；轨道30设置于充电房10内并位于充电架20的一侧，装卸设备40能沿着轨道30移动，并能将电池1放置于充电台22上进行充电或者取下置于充电台22上的电池1。

上述电池集中充电房通过在充电房10内设置充电架20，并在充电架20设置多个用于给电池1充电的充电台22，从而实现了电池1的集中充电；同时在充电房10内设置了轨道30，从而装卸设备40可沿着轨道30移动，以将电池1放置于充电台22上进行充电或者取下置于充电台22上的电池1，不需要人工接线，避免了人员触电的安全风险，解决了电池充电自动化的问题。

本实施方式提供的电池集中充电房可设置于楼栋室外的消防通道旁，远离工人密集作业地点，周边环境通风良好、无可燃易爆物品及仓库，代替了传统的现场随机从电箱接线充电的方式，避免发生触电、起火、爆炸等安全事故，有效保证人员生命安全和财产安全。进一步地，在充电房10的顶部安装有避雷针81，本实施例中的避雷针81为直径12mm的镀锌圆钢，该避雷针81与场地的防雷接地相连，使充电房10具有避雷防雷的性质。

如图5-图7所示，充电房10包括房屋框架11、顶板12和墙板13，顶板12安装在房屋框架11的顶部，墙板13安装在房屋框架11的侧壁上，顶板12和墙板13均为防火防水的隔热绝缘板，从而使充电房10具有防火、防水、防触电和隔热的效果，避免充电房10发生火灾。在本实施例中，采用钢制梁柱组装成房屋框架11，在房屋框架11上安装顶板12和墙板13从而围成充电房10。当然，在其它实施例中也可以采用其它材质的房屋框架11，本发明对此不做过多限制。

在一些实施例中，顶板12包括层叠设置的面层、中间夹层和底层，底层和面层均为绝缘板15，中间夹层为采用二氧化硅气凝胶毡16与纤维树脂板17层叠而成的复合板。由二氧化硅气凝胶毡16和纤维树脂板17层叠而成的复合板具有防火防水、隔热保温、轻质和绝缘的性质，有效解决充电房10易发生火灾的风险。如图6所示的实施例中，顶板12为一整体预制复合板，顶板12的面层和底层均为3mm厚度的PVC(聚氯乙烯)板，中间夹层由四层二氧化硅气凝胶毡16和四层纤维树脂板17交替层叠压制而成，面层上还设有吊耳14，吊耳14方便于搬运顶板12。当然，在其它实施例中，面层和底层也可以是其它材质以及厚度的绝缘板15，中间夹层的二氧化硅气凝胶毡16和纤维树脂板17也可以是其它数量，具体可根据实际需求进行选择。

在一些实施例中，墙板13为采用二氧化硅气凝胶毡16与纤维树脂板17层叠而成的复合板。由二氧化硅气凝胶毡16和纤维树脂板17层叠而成的复合板具有防火防水、隔热保温、轻质和绝缘的性质，有效解决充电房10易发生火灾的风险。如图7所示的实施例中，墙板13为由五层二氧化硅气凝胶毡16和四层纤维树脂板17交替层叠结合而成的复合预制隔板，具有轻质、防火、防水和绝缘的特性。当然，在其它实施例中，组成墙板13的二氧化硅气凝胶毡16和纤维树脂板17也可以是其它数量，具体可根据实际需求进行选择。

在一些实施例中，顶板12和墙板13均可拆卸地安装在房屋框架11上，使得充电房10可组装、拆卸，从而实现多次周转使用，节省成本。具体地，房屋框架11与顶板12和墙板13可以采用螺栓连接，组成一个可拆卸式充电房10(如图3所示)。

如图1所示，在一些实施例中，电池集中充电房还包括高出地面预设高度的地基71和排水沟72，充电房10设置于地基71上，排水沟72围设于地基71的周向，排水沟72的顶部设有水沟盖板73。由于地基71高出地面预设高度，因此可使充电房10抬高预设高度，防止充电房10在雨季浸泡于水中，在地基71的周向设置排水沟72可及时排走充电房10周边的水。

进一步地，电池集中充电房还包括混凝土硬化层74，地基71和排水沟72均设置于混凝土硬化层74上；由于充电房10被抬高了预设高度，因此在充电房10的出入口设置有斜坡75，以供机器人上下进出充电房10，该斜坡75优选为刚度大、不易变形的钢制斜坡75。

本实施例中，充电房10的长、宽、高分别为6m、4m和2.6m，占地面积24㎡，地基71的高度为400mm，充电房10的房屋框架11采用预埋螺栓固定于地基71上；地基71周边设置300mm宽、300mm深的排水沟72，排水沟72的顶部开口安装水沟盖板73，混凝土硬化层74设置为厚度100mm、面积35㎡以上的C20混凝土硬化层74。当然，在其它实施例中，也可以根据实际需求来设计充电房10、地基71、排水沟72以及混凝土硬化层74等的尺寸，本发明对此不做限制。

如图2、图4和图8所示，在一些实施例中，充电架20分隔成多个充电格口21，各个充电格口21之间相互隔离，每个充电格口21内均设有充电台22。通过设置相互隔离的充电格口21可以将各个充电台22隔离开来，从而当某一充电台22上充电的电池1自燃起火时不会影响到其它充电台22，同时也使得充电架20的整体布局更加整齐有序。

具体地，充电台22为绝缘材质，充电台22设有充电槽221，如图9-图11所示，充电槽221的尺寸和形状与电池1相匹配，电池1的底部设置有与电池1内部充电系统相连的正负极金属片2，充电槽221的底壁上设有正负极充电金属端头23，正负极充电金属端头23与回路电线90电连接，装卸设备40将电池1安放在充电槽221内，使正负极金属片2与正负极充电金属端头23接通以给电池1自动充电，电池1充电时显示红灯，充满电后显示绿灯并自动断电。

结合图2和图8所示，本实施例中，充电房10内共设置有三个相对独立的充电架20，每个充电架20各设为三层，其中一个充电架20为A型充电架201，另外两个充电架20为B型充电架202，两个B型充电架202分别布置在A型充电架201的左右两边。A型充电架201的每层设有5个充电格口21，通过A型回路电线91充电，可以同时进行15个电池1的充电与储存；每个B型充电架202的每层设有3个充电格口21，通过B型回路电线92充电，每个B型充电架202可以同时进行9个电池1的充电与储存，因此整个充电房10共设置三条回路电线90(即一条A型回路电线91和两条B型回路电线92)，可以同时进行33个电池1的充电与储存。具体地，三条回路电线90集中于充电房10一侧，并伸出到室外一级电箱，定期有机电管理人员巡查维修。

当然，在其它实施例中，也可以根据实际需求对充电架20的数量和布局方式进行调整，并不限于上述实施例所列举的数量和布局方式。

结合图4、图12和图13所示，装卸设备40包括移动底盘41、电池识别装置以及机械手42，移动底盘41能沿着轨道30移动；电池识别装置设置于移动底盘41上，用于识别电池1的位置；机械手42设置于移动底盘41上并与电池识别装置通信连接，用于抓取电池1。上述装卸设备40可通过其电池识别装置自动识别电池1的位置，由机械手42实现自动化抓取电池1放置于充电台22上进行充电或者将电池1从充电台22取下，自动化程度高。当然，在其它实施例中，装卸设备40也可以设计成机器人或者其它结构，具体可根据实际需求进行选择，本发明对此不做限制。

在一些实施例中，充电房10的出入口处安装有用于打开和关闭出入口的自动门18，充电房10的出入口一侧设有视频识别装置19，视频识别装置19与自动门18通信连接。视频识别装置19可实现人脸识别，只有识别到许可人员时自动门18才会自动打开，从而可防止无关人员随意进出充电房10。具体地，视频识别装置19可以设置成允许搬运电池1的运输装置100(例如物流机器人)进出充电房10，由运输装置100运载空电池1进入充电房10，装卸设备40将乏电的电池1放置于充电台22进行充电，并将满电的电池1放置到运输装置100上，通过运输装置100将满电的电池1送至需要使用电池1的地方。

进一步地，在充电房10的出入口附近还安装有监控装置82，通过监控装置82将充电房10的出入口处的图像信息连接至保安室，可以实时监控，由保安人员辅助专门管理。

在一些实施例中，电池集中充电房还包括消防系统，消防系统包括烟雾报警装置51、液氮储存容器52和喷淋装置53，每个充电台22的位置对应设有喷淋装置53和烟雾报警装置51；喷淋装置53的入口与液氮储存容器52的出口通过管道连通，液氮储存容器52的出口处设有阀门，该阀门与烟雾报警装置51通信连接。当出现电池1起火时，烟雾会触发烟雾报警装置51，液氮储存容器52的阀门打开，通过喷淋装置53向出现起火的电池1喷射液氮进行降温、灭火。

上述消防系统具有完善的消防机制，可有效解决电池充电发生自燃事故时的第一时间灭火问题，由于电池1充电发生火灾时无法采用淋水、二氧化碳等方式灭火，否则会出现电气化学反应引发触电、爆炸的二次安全事故，因此本消防系统采用液氮灭火，具有降温、隔绝氧气、不产生可燃易爆有毒气体的优点，安全有效。

进一步地，消防系统还包括红外摄像头，红外摄像头连接至主控制系统，当充电房10内出现高温火苗时，红外摄像头可自动识别并发送信号至主控制系统，主控制系统控制充电房10跳闸，通过喷淋装置53自动喷射液氮进行降温、灭火，以便在电池1充电发生自燃事故时能第一时间灭火。

在一些实施例中，电池集中充电房还包括控温系统，控温系统包括温度检测装置和与温度检测装置通信连接的温度调节装置60，温度检测装置用于检测充电房10内的温度，温度调节装置60用于调节充电房10的室内温度。通过温度检测装置检测充电房10内的温度，当充电房10内的温度超过预设温度值时可通过温度调节装置60及时降温，避免因电池1充电发热过大而发生电池1爆炸事故。

本实施例中，温度调节装置60为空调机，温度检测装置与空调机的控制器通信连接，温度检测装置将充电房10内的温度数据自动传输至控制器，由控制器控制空调机对充电房10进行温度调节，以保持充电房10内恒温，避免因集中充电产生高温而引起电池1的爆炸事故。

电池集中充电房的工作原理：装卸设备40的移动底盘41带动机械手42在轨道30上行走，装卸设备40可自动识别电池1位置，通过机械手42自动抓取乏电的电池1放置于充电台22上进行充电，以及自动抓取充电台22上充满电的电池1放置于运输装置100上，通过运输装置100将电池1运到需要使用电池1的工作地点。

需要说明的是，当一个部被称为“固定于”另一个部，它可以直接在另一个部上也可以存在居中的部。当一个部被认为是“连接”到另一个部，它可以是直接连接到另一个部或者可能同时存在居中部。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述，只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在限制本发明。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。