用于充电桩的火灾监控及自动灭火装置、充电设施的制作方法

2021-01-20 14:01:39|

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本实用新型涉及充电桩火灾监控和防范领域，尤其涉及一种用于充电桩的火灾监控及自动灭火装置，以及应用该火灾监控及自动灭火装置的充电设施。

背景技术：

随着国家对大气污染及环保的高度重视，包括但不限于电动私家汽车、公交车、物流货运车、出租车等被越来越多的推广应用。上述车辆以电能为驱动能源，因此需要频繁充电，尤其是出租车等运营车辆日均充电次数可达2-3次。在这种背景下，用于为电动汽车补电的充电桩也如雨后春笋般在诸如机场、火车站、公交车场站、高速服务区等公共城所的停车场，以及居民小区等半开放场所的停车场中被建立起来。

充电桩的充电电压较高，有些大型充电桩的充电电压可达600-800伏。因此，在车辆充电的过程中，充电桩很容易发热起火。如何为大批的充电桩提供安全、高效、经济且环保的能早期预警同时又能快速灭火的自动装置，成为亟待解决的问题。

公开号为cn109603037a的已知实施例提供了一种适用于充电桩的自动灭火设施，该已知实施例包括用于检测充电桩内部的温度和烟感数据的温度报警器和烟感报警器、与温度报警器和烟感报警器连接用于对温度和烟感数据进行处理后输出控制信号的控制装置、与控制装置连接的灭火机构，其包括容置有灭火材料的容置腔体，容置腔体底部设有与控制装置信号连接的自动控制阀门。当充电桩内部的电子元器件着火后，温度报警器和烟感报警器分别输出温度和烟感报警信号，控制装置基于温度和烟感报警信号输出控制信号，控制自动控制阀门打开，将灭火材料落下并覆盖着火的电子元器件上，实现灭火。

然而，诚如上文所述，充电桩的充电电压较高，在不切断充电桩电源的情况下而贸然将灭火材料喷洒在着火的电子元器件上，很容易引发触电、烧伤等二次伤害事故。尤其是灭火材料是否存在导电不明确的情况下，灭火材料可能成为连通充电桩电源的导体，随着灭火材料的流动或飘散，导致附近的人或其他生物被触电、烧伤。

技术实现要素：

基于前述的现有技术缺陷，本实用新型实施例提供了一种用于充电桩的火灾监控及自动灭火装置，以及应用该火灾监控及自动灭火装置的充电设施，其可较佳的避免在充电桩可能或正在发生火灾时因电源未及时切断而导致二次伤害事故的发生。

为了实现上述目的，本实用新型提供了如下的技术方案。

一种用于充电桩的火灾监控及自动灭火装置，包括：

设在充电桩内部的烟温二合一探测器，所述烟温二合一探测器用于检测所述充电桩内部的温度和烟雾浓度；

与所述烟温二合一探测器连接的控制器，所述控制器与所述充电桩电连接；

与所述控制器连接的断电装置，所述断电装置与充电电源电连接；

灭火机构，包括：容置有灭火剂的灭火剂储罐、容置有驱动气体并通过驱动气体输送管路与所述灭火剂储罐连通的驱动气体储罐、与所述灭火剂储罐连通的集流管、与所述集流管连通的多个灭火剂输送管路；多个所述灭火剂输送管路分别与多个所述充电桩的内部连通；所述驱动气体输送管路上设有第一电磁阀，所述灭火剂储罐与所述集流管之间设有第二电磁阀，所述灭火剂输送管路上设有选择阀；所述第一电磁阀、第二电磁阀、选择阀与所述控制器电连接；

所述控制器在所述烟温二合一探测器检测到所述充电桩内部的温度和烟雾浓度的值达到设定阈值时控制所述断电装置断开与所述充电电源的连接，并控制所述第一电磁阀、第二电磁阀、选择阀开启。

优选地，所述控制器在所述烟温二合一探测器检测到所述充电桩内部的温度和烟雾浓度的值达到设定阈值时先控制所述第一电磁阀、第二电磁阀开启，再延迟预定时间后再控制所述选择阀开启。

优选地，所述预定时间为5至15s。

优选地，还包括用于设置在所述充电桩上的声光报警器，所述声光报警器与所述控制器连接；所述控制器在所述烟温二合一探测器检测到所述充电桩内部的温度和烟雾浓度的值达到设定阈值时控制所述声光报警器动作发出声光报警信号。

优选地，所述第一电磁阀上设有第一手动按钮，所述第一手动按钮能被操作以手动方式开启所述第一电磁阀。

优选地，所述第二电磁阀上设有第二手动按钮，所述第二手动按钮能被操作以手动方式开启所述第二电磁阀。

优选地，所述选择阀上设有第三手动按钮，所述第三手动按钮能被操作以手动方式开启所述选择阀。

优选地，所述灭火剂储罐为非贮压式储罐，所述灭火剂储罐中容置的灭火剂为六氟丙烷灭火剂。

一种充电设施，包括：

多个充电桩；

火灾监控及自动灭火装置，其包括：

设在多个所述充电桩内部的烟温二合一探测器，所述烟温二合一探测器用于检测所述充电桩内部的温度和烟雾浓度；

与所述烟温二合一探测器连接的控制器，所述控制器与所述充电桩电连接；

与所述控制器连接的断电装置，所述断电装置与充电电源电连接；

优选地，所述充电桩上设置有声光报警器，所述声光报警器与所述控制器连接；所述控制器在所述烟温二合一探测器检测到所述充电桩内部的温度和烟雾浓度的值达到设定阈值时控制所述声光报警器动作发出声光报警信号。

通过设置断电装置，在烟温二合一探测器检测到所述充电桩内部的温度和烟雾浓度的值达到设定阈值时，即充电桩可能或正在发生火灾时，由控制器控制断电装置断开与充电电源的连接，从而切断所有充电桩的电源，随后执行灭火作业，从而避免因电源未及时切断而导致二次伤害事故的发生。

实践证明，本实用新型实施例的用于充电桩的火灾监控及自动灭火装置，以及应用本实用新型实施例的火灾监控及自动灭火装置的充电设施具有如下的有益效果：

1、安全。第一时间切断充电桩的电源，避免二次伤害事故的发生。

2、经济。本实用新型实施例的火灾监控及自动灭火装置可同时保护5-20套充电桩。

3、全面。第一电磁阀、第二电磁阀和选择阀配备手动启动功能，保证在各种突发情况下，本实用新型实施例的火灾监控及自动灭火装置仍能正常启动。

4、高效环保。采用六氟丙烷灭火剂，灭火迅速，不损坏电气设备。

5、精确。驱动气体及灭火剂均根据最远处充电桩的输送距离合理计算损耗后得出的数据进行科学配置。

参照后文的说明和附图，详细公开了本实用新型的特定实施例，指明了本实用新型的原理可以被采用的方式。应该理解，本实用新型的实施例在范围上并不因而受到限制。

针对一种实施例描述和/或示出的特征可以以相同或类似的方式在一个或更多个其它实施例中使用，与其它实施例中的特征相组合，或替代其它实施例中的特征。

应该强调，术语“包括/包含”在本文使用时指特征、整件、步骤或组件的存在，但并不排除一个或更多个其它特征、整件、步骤或组件的存在或附加。

附图说明

在此描述的附图仅用于解释目的，而不意图以任何方式来限制本实用新型公开的范围。另外，图中的各部件的形状和比例尺寸等仅为示意性的，用于帮助对本实用新型的理解，并不是具体限定本实用新型各部件的形状和比例尺寸。本领域的技术人员在本实用新型的教导下，可以根据具体情况选择各种可能的形状和比例尺寸来实施本实用新型。在附图中：

图1为配置有本实用新型实施例的火灾监控及自动灭火装置的充电设施的结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型中的技术方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，当元件被称为“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。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例。

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实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

如图1所示，本实用新型实施例提供了一种用于充电桩的火灾监控及自动灭火装置100，以及应用本实用新型实施例的火灾监控及自动灭火装置100的充电设施。该充电设施包括多个可设置在地面上且可并列排布设置的充电桩200，本实用新型实施例的火灾监控及自动灭火装置100用于对充电桩200进行火灾监控和灭火作业，以消除充电桩200发生火灾的隐患或扑灭充电桩200火灾。

如图1所示，本实用新型实施例的火灾监控及自动灭火装置100包括：

用于设在充电桩200内部的烟温二合一探测器1，其用于检测充电桩200内部的温度和烟雾浓度值；

与烟温二合一探测器1连接的控制器2，控制器2与充电桩200电连接；

与控制器2连接的断电装置3，断电装置3与充电电源电连接；

灭火机构，包括：容置有灭火剂的灭火剂储罐4、容置有驱动气体并与灭火剂储罐4通过驱动气体输送管路5连通的驱动气体储罐6、与灭火剂储罐4连通的集流管7、与集流管7连通的多个灭火剂输送管路8；多个灭火剂输送管路8分别与多个充电桩200的内部连通；驱动气体输送管路5上设有第一电磁阀9，灭火剂储罐4与集流管7之间设有第二电磁阀10，多个灭火剂输送管路8上分别设有选择阀11；第一电磁阀9、第二电磁阀10、选择阀11与控制器2电连接；

控制器2在烟温二合一探测器1检测到充电桩200内部的温度和烟雾浓度的值达到设定阈值时控制断电装置3断开与充电电源的连接，并控制第一电磁阀9、第二电磁阀10、选择阀11开启。

在本实施例中，烟温二合一探测器1为烟雾浓度、温感二合一的工业级探测器，相较于普通民用探测器反应更加灵敏、集成度更高、对恶劣环境比较耐受。进一步地，灭火剂储罐4中容置的灭火剂为六氟丙烷灭火剂，该灭火剂含有40％的物理灭火性能和60％的化学灭火性能，同时对电子元器件及电路板不会产生损害，从而在扑灭电类火灾时不损坏电气设备。

在一个实施例中，充电桩200上还设置与控制器2连接的声光报警器12，控制器2在烟温二合一探测器1检测到充电桩200内部的温度和烟雾浓度的值达到设定阈值时控制声光报警器12动作发出声光报警信号。因此，本实用新型实施例的火灾监控及自动灭火装置100可以对充电桩200进行过载、过充发生短路，充电桩200产生烟雾而未见明火前，即能探测到火灾引擎并及时向外发出声光警报信号。

在本实施例中，设定阈值包括温度阈值和烟雾浓度阈值，温度阈值和烟雾浓度阈值可根据实际情况进行设定，例如温度阈值可以为60℃，烟雾浓度阈值可以为10％，本实施例对此不作限定。

当烟温二合一探测器1检测到充电桩200内部的温度和烟雾浓度的值达到设定阈值时，控制器2控制断电装置3断开与充电电源的连接。则通过控制器2和断电装置3与充电电源电连接的各个充电桩200被切断电源，从而避免后续灭火作业因电源未被及时切断而导致的二次事故。

进一步地，当烟温二合一探测器1检测到充电桩200内部的温度和烟雾浓度的值达到设定阈值时，控制器2先控制第一电磁阀9和第二电磁阀10开启，再延迟预定时间后再控制选择阀11开启。预定时间可以根据实际情况进行设定，例如可以为5至15s，如5s、8s、10s、12s、15s等，本实施例对此不作限定。通过选择阀11延迟开启的方案设计，给切电操作预留充足的时间，以确保切电完成后再喷洒灭火剂。

此外，控制第一电磁阀9、第二电磁阀10和选择阀11开启的方式可以为向第一电磁阀9、第二电磁阀10和选择阀11供电。并且，为第一电磁阀9、第二电磁阀10和选择阀11提供电能的电源可以为单独设置的电源，与充电电源不同，以避免发生火灾时充电电源被切断后仍能使第一电磁阀9、第二电磁阀10和选择阀11正常运行。

当烟温二合一探测器1检测到充电桩200内部的温度和烟雾浓度的值达到设定阈值时，烟温二合一探测器1产生触发信号，并将该触发信号提供给与之信号连接的控制器2。控制器2根据烟温二合一探测器1提供的触发信号，控制第一电磁阀9、第二电磁阀10和选择阀11开启。

驱动气体储罐6中容置的驱动气体为高压气体且具有一定的惰性例如氮气或二氧化碳。当第一电磁阀9开启，驱动气体进入灭火剂储罐4对灭火剂进行增压。第二电磁阀10开启，被增压后的灭火剂经管路进入集流管7。因此，当烟温二合一探测器1检测到充电桩200内部的温度和烟雾浓度值达到设定阈值时，控制器2接收到触发信号后，立即同时发出切断所有充电桩200的电源、打开第一电磁阀9和第二电磁阀10，延迟预定时间后再打开选择阀11，将灭火剂快速输送到充电桩200内，进行灭火作业。

在本申请中，控制器2可以按任何适当的方式实现。具体的，例如，控制器2可以采取例如微处理器或处理器以及存储可由该微处理器或处理器执行的计算机可读程序代码(例如软件或固件)的计算机可读介质、逻辑门、开关、专用集成电路(applicationspecificintegratedcircuit，asic)、可编程逻辑控制器(programmablelogiccontroller，plc)和嵌入微控制单元(microcontrollerunit，mcu)的形式，上述模块的例子包括但不限于以下微控制单元：arc625d、atmelat901sam、microchippic18f26k20以及siliconelabsc8051f320。本领域技术人员也应当知道，除了以纯计算机可读程序代码方式实现所述控制器2的功能以外，完全可以通过将方法步骤进行逻辑编程来使得控制单元以逻辑门、开关、专用集成电路、可编程逻辑控制器和嵌入微控制单元等形式来实现相同功能。

在本实施例中，与控制器2“连接”的部件包括电连接和信号连接，例如烟温二合一探测器1、断电装置3和声光报警器12等。因此，上述部件与控制器2之间通过导电线和信号线分别实现电连接和信号连接。除此之外，与控制器2“电连接”的部件仅包括导电连接，例如第一电磁阀9、第二电磁阀10和选择阀11等，这些部件与控制器2之间可仅通过导电线实现电连接即可。

为安全起见，本实施例中的灭火剂储罐4为非贮压式储罐，以预防误操作第二电磁阀10被打开时，灭火剂发生无谓的喷洒。驱动气体被单独贮存于高压容器-驱动气体储罐6内，并根据所保护的多个充电桩200中输送距离最远的充电桩200计算合理损耗后，配置足够数量的驱动气体及灭火剂。

同时为安全稳妥，第一电磁阀9、第二电磁阀10和选择阀11均配备了手动启动功能。具体为，第一电磁阀9、第二电磁阀10和选择阀11上分别设有第一手动按钮901、第二手动按钮102和第三手动按钮113，第一手动按钮901、第二手动按钮102和第三手动按钮113能接受人为的按压操作，以手动方式开启第一电磁阀9、第二电磁阀10和选择阀11。如此，即便因电源、线路等出现故障而导致第一电磁阀9、第二电磁阀10和选择阀11无法接收控制器2的触发信号而不能正常打开时，仍可通过手动打开第一电磁阀9、第二电磁阀10和选择阀11中的部分或全部，进行灭火作业。

由此，通过设置断电装置3，在烟温二合一探测器1检测到充电桩200内部的温度和烟雾浓度的值达到设定阈值时，即充电桩200可能或正在发生火灾时，由控制器2可知断电装置3断开与充电电源的连接，从而切断所有充电桩200的电源，随后执行灭火作业，从而避免因电源未及时切断而导致二次伤害事故的发生。

实践证明，本实用新型实施例的用于充电桩的火灾监控及自动灭火装置100，以及应用本实用新型实施例的火灾监控及自动灭火装置100的充电设施具有如下的有益效果：

1、安全。第一时间切断充电桩200的电源，避免二次伤害事故的发生。

2、经济。本实用新型实施例的火灾监控及自动灭火装置100可同时保护5-20套充电桩200。

3、全面。第一电磁阀9、第二电磁阀10和选择阀11配备手动启动功能，保证在各种突发情况下，本实用新型实施例的火灾监控及自动灭火装置100仍能正常启动。

4、高效环保。采用六氟丙烷灭火剂，灭火迅速，不损坏电气设备。

5、精确。驱动气体及灭火剂均根据最远处充电桩200的输送距离合理计算损耗后得出的数据进行科学配置。

需要说明的是，在本实用新型的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的和区别类似的对象，两者之间并不存在先后顺序，也不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

本文引用的任何数字值都包括从下限值到上限值之间以一个单位递增的下值和上值的所有值，在任何下值和任何更高值之间存在至少两个单位的间隔即可。举例来说，如果阐述了一个部件的数量或过程变量(例如温度、压力、时间等)的值是从1到90，优选从21到80，更优选从30到70，则目的是为了说明该说明书中也明确地列举了诸如15到85、22到68、43到51、30到32等值。对于小于1的值，适当地认为一个单位是0.0001、0.001、0.01、0.1。这些仅仅是想要明确表达的示例，可以认为在最低值和最高值之间列举的数值的所有可能组合都是以类似方式在该说明书明确地阐述了的。

除非另有说明，所有范围都包括端点以及端点之间的所有数字。与范围一起使用的“大约”或“近似”适合于该范围的两个端点。因而，“大约20到30”旨在覆盖“大约20到大约30”，至少包括指明的端点。

以上所述仅为本实用新型的几个实施例，本领域的技术人员依据申请文件公开的内容，可以对本实用新型实施例进行各种改动或变型而不脱离本实用新型的精神和范围。

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