基于大小均热循环的塔形换电系统与工作方法

技术领域

本发明属于电池换电领域。

背景技术

电动车的方便、轻松和快捷的出行方式受到现在人的喜爱，但经常受到电池没电的困扰，换电柜的出现解决了这一问题。

但现有的换电柜大多为方形，维养的时候，需要移动柜体，很不方便；现有换电柜设立有对应每个充电仓的门，采用唯一有效的水消防技术时，整个消防结构较为复杂，每个格口需要设计独立的密封结构；现有换电柜内较多阻挡器件，导致柜内的空气不利于流通，影响散热，加热的功能需求。现有换电柜有较多的仓门，雨天容易进水，风沙天气容易进灰。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供大小循环均热塔式换电系统，提供了一种可旋转的柜体，且柜门为沿着圆形导轨滑动的方式进行开关门，利于维养人员在不需要移动柜体的情况下，使柜体的后背旋转到前面，进行维养操作，并且提高换电柜内的散热效率，快速的满足消防灭火需求和提高密闭性阻止雨水与风沙的侵入。

技术方案：为实现上述目的，本发明的大小循环均热塔式换电系统,包括固定底座、旋转平台、塔形电池柜和外壳；旋转平台转动设置在固定底座上，塔形电池柜和外壳均安装在旋转平台上；外壳的底部与旋转平台转动配合，外壳的一侧设置有仓门。

进一步地，所述塔形电池柜与外壳内壁之间形成环绕式旋流仓，还包括内循环风机，内循环风机启动时，塔形电池柜与外壳内壁之间的环绕式旋流仓形成环绕内循环气流。

进一步地，所述塔形电池柜内从上至下分布有若干充电仓，充电仓内插入有电池，各充电仓在仓门的一侧为电池插入口，仓门与外壳封闭闭合时，充电仓的电池插入口与塔形电池柜前侧的环绕式旋流仓连通。

进一步地，所述仓门的上下端滑动设置在仓门导轨上，还包括能驱动仓门导轨沿外壳的径向方向位移的位移机构，仓门能随仓门导轨沿外壳的径向方向位移至封堵各所述充电仓的电池插入口。

进一步地，所述塔形电池柜的一侧由上至下等距分布有弧形凸块，弧形凸块与外壳内壁间隙配合，相邻两弧形凸块形成a侧风道，各a侧风道的前后两端分别在柜体的前后侧的环绕式旋流仓，各a侧风道里安装有a电器组件。

进一步地，所述塔形电池柜的另一侧由上至下等距分布有矩形凸块，还包括与各矩形凸块平行安装的b电器组件，b电器组件上安装有b电器组件，各相邻两矩形凸块之间形成b侧风道，各b侧风道的前后两端分别在柜体的前后侧的环绕式旋流仓。

进一步地，所述塔形电池柜的背侧安装有c电器组件，c电器组件在柜体的后侧的环绕式旋流仓内。

进一步地，所述各充电仓内远离电池插入口的两侧分别通过a连通孔和b连通孔连通a侧风道和b侧风道。

进一步地，所述塔形电池柜前侧空间、塔形电池柜后侧空间、若干a侧风道和若干b侧风道共同构成环绕式旋流仓；内循环风机是离心风机；内循环风机设置在塔形电池柜的底部的内侧空间，塔形电池柜的底部背侧设置有循环进气口，循环进气口连通内循环风机的进气端，若干b侧风道中最下侧的一条b侧风道为底端b侧风道，内循环风机的出风管伸入底端b侧风道内，且出风管出风端的喷射方向与底端b侧风道的延伸方向一致。

进一步地，所述各充电仓内均设置有阻燃剂释放单元，或各充电仓内均有消防出水口。

进一步地，所述的大小循环均热塔式换电系统的工作方法，其方法如下：

在换电柜进行更换电池和需要维护或者维修时，操作如下：

滑动打开仓门，将电量充足的电池从充电仓的电池插入口中拿出，再将需要充电的电池从电池插入口放入充电仓插入充电插头，然后关闭仓门。

滑动打开仓门，将旋转平台与固定底座之间的固定螺丝取下，转动换电柜，将换电柜的背面面向工作人员，转动外壳与塔形电池柜，调整外壳开口正对与所需维护或者维修的位置，工作人员在维护或者维修后，分别旋转外壳与塔形电池柜，使外壳与塔形电池柜恢复初始状态，将旋转平台与固定底座之间的固定螺丝安装完毕，然后关闭仓门。

在换电柜内温度过高时，操作如下：

首先打开内循环风机，出风管喷出的气体沿底端b侧风道的延伸向贴着外壳喷向塔形电池柜与外壳内壁之间的环绕式旋流仓中，使塔形电池柜与外壳内壁之间的环绕式旋流仓内形成环绕式内循环气流形成一个闭环的大循环回路；充电仓内的气体以小循环的形式参与了与上述大循环回路的气体交换。

在换电柜发生火灾需要灭火时，操作如下：

先启动位移机构驱动仓门导轨沿外壳的径向方向位移，仓门能随仓门导轨沿外壳的径向方向位移至封堵各所述充电仓的电池插入口，充电仓内部的阻燃剂释放单元释放阻燃剂控制火势。

有益效果：本发明的大小循环均热塔式换电系统，在换电柜中的旋转平台可以使塔形电池柜自转，方便工作人员在不需要移动柜体的情况下，使柜体的后背旋转到前面，进行维养操作；换电柜内各个部件组成的环绕式旋流仓，提高换电柜内的散热效率，防止温度过高对电池的充电造成影响；仓门和外壳与滑轨的配合增强了换电柜的密封性；位移机构带动仓门与充电仓的电池插入口闭合和充电仓中的消防装置保证消防安全。

附图说明

附图1为大小循环均热塔式换电系统整体的结构图；

附图2为大小循环均热塔式换电系统装配图；

附图3为大小循环均热塔式换电系统内侧视的结构图；

附图4为大小循环均热塔式换电系统内立体的结构图；

附图5为仓门与仓门导轨和位移结构的结构图；

附图6为大小循环均热塔式换电系统安装副件的结构图；

附图7为塔形电池柜和气体流向的结构图；

附图8为固定底座和旋转平台的结构图。

具体实施方式

下面结合附图1至8对本发明作更进一步的说明。

如附图1至4所示，大小循环均热塔式换电系统,包括固定底座3、旋转平台11、塔形电池柜10和外壳1；旋转平台11转动设置在固定底座3上，塔形电池柜10和外壳1均安装在旋转平台11上；外壳1的底部与旋转平台11转动配合，外壳1的一侧设置有仓门2。旋转平台11与固定底座3之间设有固定螺丝23，当取下固定螺丝23后，旋转结构11能相对固定底座3自转，方便工作人员在不需要移动柜体的情况下，使柜体的后背旋转到前面，进行维养操作。

如附图1至4所示，塔形电池柜10与外壳1内壁之间形成环绕式旋流仓，还包括内循环风机，内循环风机启动时，塔形电池柜10与外壳1内壁之间的环绕式旋流仓形成环绕内循环气流。塔形电池柜10内从上至下分布有若干充电仓31，充电仓31内插入有电池29，各充电仓31在仓门2的一侧为电池插入口17，仓门2与外壳1封闭闭合时，充电仓31的电池插入口17与塔形电池柜10前侧的环绕式旋流仓连通。

如附图1至7所示，塔形电池柜10的一侧由上至下等距分布有弧形凸块16，弧形凸块16与外壳1内壁间隙配合，相邻两弧形凸块16形成a侧风道20，各a侧风道20的前后两端分别在柜体的前后侧的环绕式旋流仓，各a侧风道20里安装有a电器组件30。

如附图1和7所示，塔形电池柜10的另一侧由上至下等距分布有矩形凸块30，还包括与各矩形凸块30平行安装的b电器组件14，b电器组件14上安装有b电器组件19，各相邻两矩形凸块30之间形成b侧风道21，各b侧风道21的前后两端分别在柜体的前后侧的环绕式旋流仓。塔形电池柜10的背侧安装有c电器组件19，c电器组件19在柜体的后侧的环绕式旋流仓内。各充电仓31内远离电池插入口17的两侧分别通过a连通孔15和b连通孔32连通a侧风道20和b侧风道21。其中上述a电器组件30是充电设备、b电器组件是电器件散热板和c电器组件是控制模块。

如附图1至8所示，塔形电池柜10前侧空间、塔形电池柜10后侧空间、若干a侧风道20和若干b侧风道21共同构成环绕式旋流仓；内循环风机是离心风机；内循环风机设置在塔形电池柜10的底部的内侧空间，塔形电池柜10的底部背侧设置有循环进气口9，循环进气口9连通内循环风机的进气端，若干b侧风道21中最下侧的一条b侧风道21为底端b侧风道21.1，内循环风机的出风管9伸入底端b侧风道21.1内，且出风管33出风端的喷射方向与底端b侧风道21.1的延伸方向一致。内循环风机带动塔形电池柜10与外壳1内壁之间的气流流动，气流流动使环绕式旋流仓中的气压减小，充电仓31通过a连通孔15、b连通孔32和电池插入口17向内灌入空气，降低电池在充电时的温度，使塔形电池柜10外壁上电子元件的热量降低，避免其因为温度造成故障。

如附图4至5所示，仓门2的上下端滑动设置在仓门导轨13上，还包括能驱动仓门导轨13沿外壳1的径向方向位移的位移机构4，仓门2能随仓门导轨13沿外壳1的径向方向位移至封堵各所述充电仓31的电池插入口17。

如附图5所示，位移机构4包括马达26、导槽22、固定块25和导杆6，马达26与导槽22滑动连接，导槽22位于旋转平台11的上表面，马达26的一端和仓门导轨13的内壁固定连接，马达26另一端与导杆6固定连接，导杆6穿过固定块25，并于固定块25螺纹连接，固定块25固定在导槽22上，当马达26带动导杆6自转，导杆6自转通过与固定块25的螺纹连接向外壳1的径向方向位移。各充电仓31内均设置有阻燃剂释放单元，或各充电仓31内均有消防出水口。

如附图1至8所示的大小循环均热塔式换电系统的工作方法，其特征在于：

在换电柜进行更换电池和需要维护或者维修时，操作如下：

滑动打开仓门2，将电量充足的电池从充电仓31的电池插入口17中拿出，再将需要充电的电池从电池插入口17放入充电仓31插入充电插头，然后关闭仓门2。

滑动打开仓门2，将旋转平台11与固定底座3之间的固定螺丝23取下，转动换电柜，将换电柜的背面面向工作人员，转动外壳1与塔形电池柜10，调整外壳1开口正对与所需维护或者维修的位置，工作人员在维护或者维修后，分别旋转外壳1与塔形电池柜10，使外壳1与塔形电池柜10恢复初始状态，将旋转平台11与固定底座3之间的固定螺丝23安装完毕，然后关闭仓门17。

在换电柜内温度过高时，操作如下：

首先打开内循环风机，出风管33喷出的气体沿底端b侧风道28的延伸向贴着外壳1喷向塔形电池柜10与外壳1内壁之间的环绕式旋流仓中，使塔形电池柜10与外壳1内壁之间的环绕式旋流仓内形成环绕式内循环气流。

环绕式旋流仓内的环绕式内循环气流的任意一个循环周期中，气流依次流过塔形电池柜10前侧空间、若干a侧风道20、塔形电池柜10后侧空间和若干b侧风道21，从而形成一个闭环的大循环回路。

上述闭环的大循环回路中，气流经过若干a侧风道20时，对a侧风道20中设置的a电器组件30进行降温，气流经过塔形电池柜10后侧空间时，对塔形电池柜10后侧壁上的c电器组件19进行降温，气流经过若干b侧风道21时，对b侧风道28上方平行设置的b电器组件14进行降温。

因为a侧风道20与b侧风道21相对比塔形电池柜10的前侧空间与塔形电池柜10后侧空间更加狭窄，从而使a侧风道20和b侧风道21内的流速要快于塔形电池柜10的前侧空间与塔形电池柜10后侧空间的流速，在同一空间中，根据流通力学原理，流速快的区域的气压低于流速慢的区域，由于充电仓31远离电池插入口17一侧的a连通孔15和b连通孔32是分别连通流速快的a侧风道20和b侧风道21的，从而使充电仓31的电池插入口17处的气压要高于a连通孔15和b连通孔32处的气压，从而在气压差的作用下，塔形电池柜10前侧空间的气流流入充电仓31内，充电仓31内的气流通过a连通孔15和b连通孔32流入到a侧风道20与b侧风道21中；从而使充电仓31内的气体以小循环的形式参与了与上述大循环回路的气体交换。

上述的小循环循环回路中，气流从塔形电池柜10前侧空间流入充电仓31内，再从a侧风道20与b侧风道21流出这一过程对充电中的电池29降温。

塔形电池柜10后侧面底部设有进气口9，循环的气流从塔形电池柜10后侧空间进入进气口9，再通过内循环风机的出风管33重新喷出。

在换电柜发生火灾需要灭火时，操作如下：

先启动位移机构4驱动仓门导轨13沿外壳1的径向方向位移，仓门2能随仓门导轨13沿外壳1的径向方向位移至封堵各所述充电仓31的电池插入口17，充电仓31内部的阻燃剂释放单元释放阻燃剂控制火势，充电仓31内部的消防出水口打开，因为仓门2封堵了电池插入口17形成较为密闭的空间，利于水流把着火的电池全浸入水里，水蒸气可以通过充电仓31两侧的a连通孔15和b连通孔32散出充电仓31；同时外部水源可与通过仓门2与外壳1之间的间隙进入塔形电池柜10内，进行灭火。

以上为本发明记载的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员而言，在不脱离本发明原理的情况下，还可以做出若干的改进和润饰，这些改进和润饰也应当同样视为本发明保护范围。