[0001] 本发明涉及换电站技术领域，特别是涉及换电站电池架、消防系统、消防控制方法及换电站。

[0002] 换电站能够实现对新能源汽车的动力电池的更换及充电，换电站内部存储着大量的电池，电池在存储以及充电补能过程中，会存在燃烧风险，电池有着燃烧速度快、易反复
复燃及灭火困难等特点，一旦电池出现热失控，火情扩散的速度快，具有较严重的安全隐
患。

[0003] 因此电池的热失控防范对于换电站的安全性至关重要，现有的换电站，无法针对热失控的电池进行快速、有效地灭火处理，且无法解决单个电池起火后导致的火情快速扩
散的问题，具有一定的局限性。

[0054] 下面将结合附图，对本发明的特定实施例进行详细描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的描述，本领域普通技术人
员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

[0055] 除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“连接”等应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具
体情况理解上述术语的具体含义。

[0056] 术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”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，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化描述，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。

[0057] 术语“第一”、“第二”、“第三”等仅仅是为了区别属性类似的元件，而不是指示或暗示相对的重要性或者特定的顺序。

[0058] 术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体，意在涵盖非排他性的包含，除了包含所列的那些要素，而且还可包含没有明确列出的其他要素。

[0059] 如附图1中的坐标系所示，定义沿X轴为第一方向，沿Y轴为第二方向，沿Z轴为第三方向，其中Z轴箭头所示方向为上，第一方向、第二方向及第三方向之间两两垂直。

[0060] 如附图1所示，本发明提出的换电站电池架包括位于换电站内部的主体10，主体10包括沿第三方向分布的存放区101和功能区102，存放区101用于存放电池，功能区102位于
存放区101的下方，功能区102内设有消防组件。

[0061] 消防组件包括消防机构20、电池承托机构30及控制机构40，消防机构20内存储有消防介质，消防机构20可由功能区102内运动至功能区102外，或，消防机构20可由功能区
102内运动至功能区102外，并可由功能区102外运动至功能区102内；

[0062] 电池承托机构30位于消防机构20上方，电池承托机构30用于放置热失控电池103；

[0063] 控制机构40用于与电池承托机构30配合，以使电池承托机构30具有锁定状态和解锁状态，当电池承托机构30处于锁定状态时，电池承托机构30位于消防机构20上方，且与主
体10连接，当电池承托机构30处于解锁状态时，电池承托机构30与主体10分离，电池承托机
构30容纳于消防机构20内。

[0064] 当电池承托机构30处于锁定状态时，此时并未出现热失控电池103，或出现了热失控电池103，但尚未运送至电池承托机构30内，消防机构20位于功能区102内；当电池承托机
构30处于解锁状态时，其与热失控电池103落入消防机构20内，此时消防机构20由功能区
102内向功能区102外部运动，将热失控电池103运送至主体10外部，以避免火情蔓延。

[0065] 当在功能区102外部对热失控电池103进行处理后，可将热失控电池103从消防机构20内取出，消防机构20由功能区102外向功能区102内运动，直至重新进入功能区102内。

[0066] 如附图1所示，功能区102包括沿第一方向相对的第一开口及第二开口，第一开口位于主体10靠近换电站内部的一侧，第二开口位于主体10远离换电站内部的一侧，消防机
构20可通过第二开口从功能区102内脱离，以将热失控电池103输送至主体10外部，以防止
热失控电池103的火情蔓延至存放区101的其他电池，能够有效阻止火情扩大。

[0067] 如附图2所示，消防机构20包括用于容纳热失控电池103的容纳腔21，容纳腔21为一上端开口的腔体，消防介质存储于容纳腔21内，消防介质能够对热失控电池103进行隔离
降温，以防止火情蔓延至存放区101内。

[0068] 示例性地，消防介质采用消防液体，如消防水。

[0069] 在一个示例中，结合附图2和附图3，消防机构20上设有与容纳腔21连通的管道22，管道22上设有控制阀221，控制阀221用于控制管道22与容纳腔21的通断，可通过管道22向
容纳腔21内通入消防介质，或将容纳腔21内的消防介质排出。

[0070] 在一个示例中，如附图2所示，消防机构20在靠近第二开口的一端设有拉手23，拉手23的设置，便于工作人员将消防机构20从功能区102内拉出。

[0071] 在一个示例中，如附图2所示，消防机构20靠近第二开口的一侧设有锁紧部，锁紧部包括第一连接件24、第二连接件25及锁件26，第一连接件24与消防机构20可拆卸连接，第
一连接件24上凸设有锁片241，第二连接件25与换电站底板(图中未示出)可拆卸连接，第二
连接件25上开设有锁孔251，锁件26穿设于锁片241上，且其一端容纳于锁孔251内，当消防
机构20位于功能区102内时，通过锁紧部能够将消防机构20固定至功能区102内，防止消防
机构20的位置偏移，或其他人员误操作消防机构20。

[0072] 示例性地，锁件26可连接动力源，通过动力源驱动锁件26相对于锁片241及锁孔251运动，以实现消防机构20的锁紧或解锁。

[0073] 在一个示例中，结合附图1和附图3，消防机构20的下端设有第一导向件27，功能区102内设有第二导向件28，第二导向件28安装于换电站底板(图中未示出)上，第二导向件28
沿第一方向延伸，且第二导向件28靠近第二开口的一端穿出功能区102，第一导向件27与第
二导向件28滑配，消防机构20通过第一导向件27及第二导向件28的配合，能够高效、便捷地
相对于功能区102运动，以将热失控电池103高效运出功能区102。

[0074] 示例性地，第一导向件27设置为滚轮，滚轮的数量可根据实际需求设置，第二导向件28设置为导轨，滚轮与导轨配合实现消防机构20相对于功能区102的运动。可选地，滚轮
沿径向的最外端开设有滑槽，导轨设置为V型轨，滚轮通过滑槽与导轨实现滑配。

[0075] 结合附图2和附图4，电池承托机构30包括底托31及侧连件32，侧连件32位于底托31沿第二方向的两端，且与底托31连接，底托31及侧连件32配合形成用于容纳热失控电池
103的容纳空间，底托31用于承托热失控电池103的底部，侧连件32用于与主体10可拆卸连
接，侧连件32用于与热失控电池103的侧面接触，或对热失控电池103的侧面进行限位，以防
止在将热失控电池103送入电池承托机构30内时，热失控电池103从电池承托机构30上掉
落，消除了操作过程中的安全隐患。

[0076] 在一个示例中，如附图4所示，底托31上开设有若干功能槽311，功能槽311沿第三方向贯穿底托31，底托31用于承托热失控电池103，当电池承托机构30处于解锁状态，并落
入消防机构20的容纳腔21内时，功能槽311能够使热失控电池103与容纳腔21内的消防介质
快速接触，以提升消防介质对热失控电池103的降温隔热效率。

[0077] 在一个示例中，结合附图2和附图4，底托31在靠近第二开口的一侧凸设有限位件312，限位件312相较于底托31向上凸出延伸，限位件312用于对热失控电池103进行第一方
向上的限位，以防止在将热失控电池103经第一开口的一侧沿第一方向送入电池承托机构
30内时，热失控电池103从第二开口的一侧掉落。

[0078] 示例性地，限位件312与底托31通过螺接方式可拆卸连接，可根据主体10内存放的电池规格调整限位件312的规格及数量。

[0079] 在一个示例中，如附图4所示，底托31上设有导向辊313，导向辊313位于底托31在第二方向上的至少一侧，导向辊313用于与热失控电池103的底部接触，导向辊313便于使热
失控电池103沿第一方向相对于底托31运动，当将热失控电池103送入电池承托机构30内
时，导向辊313能够起到对热失控电池103底部的导向作用，有利于提升热失控电池103的输
送效率。

[0080] 在一个示例中，如附图7所示，底托31上设有传动轮314，传动轮314设置于底托31在第二方向上的至少一侧，传动轮314用于与热失控电池103的侧面接触，传动轮314与导向
辊313配合，能够对热失控电池103起到良好的导向作用，以使热失控电池103能够顺利进入
电池承托机构30内。

[0081] 在一个示例中，结合附图2和附图3，消防机构20的上端设有导向轮29，导向轮29位于靠近第一开口的一侧，且导向轮29位于消防机构20在第二方向上的至少一侧，导向轮29
用于与热失控电池103的侧面接触，能够对热失控电池103起到导向作用，以便于将热失控
电池103送入电池承托机构30内。

[0082] 如附图5所示，电池承托机构30通过连接部与主体10连接，连接部包括托座33和连座34，结合附图7，托座33与侧连件32连接，托座33通过连座34与主体10可拆卸连接。

[0083] 如附图7所示，托座33包括导槽331，导槽331沿第三方向贯穿托座33，结合附图5，连座34包括嵌件341和安装件342，嵌件341容纳于导槽331内，且可相对于导槽331沿第三方
向运动，且嵌件341与安装件342连接，安装件342用于与主体10连接，导槽331能够对嵌件
341进行第一方向及第二方向的限位，当电池承托机构30处于解锁状态时，电池承托机构30
通过托座33相对于连座34沿第三方向滑落，直至嵌件341完全从导槽331内脱出，电池承托
机构30脱离连接部的束缚，并落入容纳腔21内。

[0084] 示例性地，托座33通过螺接方式可拆卸的安装于侧连件32上。

[0085] 示例性地，嵌件341与安装件342通过螺接方式可拆卸连接。

[0086] 示例性地，安装件342与主体10通过螺接方式可拆卸连接。

[0087] 在一个示例中，结合附图1和附图9，电池承托机构30的上方安装有分隔板35，分隔板35用于阻隔热失控电池103的火焰及热量，通过将分隔板35安装于电池承托机构30上方，
能够起到分隔存放区101及功能区102的作用，防止热失控电池103的火情由功能区102蔓延
至存放区101，能够起到良好的防护作用，避免存放区101内的其他电池受到影响，有利于提
升安全性。

[0088] 示例性地，如附图9所示，分隔板35包括上板体351和第一边板352，第一边板352与上板体351靠近第二开口的一侧连接，第一边板352在第三方向上朝着靠近电池承托机构30
的一侧凸出延伸，第一边板352用于防止热失控电池103的火情蔓延至第二开口侧，避免影
响工作人员将消防机构20移出功能区102，以保证操作的安全性。

[0089] 示例性地，分隔板35还包括位于上板体351在第二方向的两侧的第二边板353，第二边板353靠近第二开口的一端与第一边板352连接，第二边板353与侧连件32接触。

[0090] 在一个示例中，如附图7所示，侧连件32上端设有安装座36，安装座36可拆卸的安装于侧连件32上，分隔板35通过安装座36可拆卸的安装于侧连件32上，安装座36的设置，便
于根据实际需求更换分隔板35。

[0091] 示例性地，安装座36包括支撑片361和支脚362，支撑片361用于与分隔板35连接，支脚362位于支撑片361沿第一方向的两侧，且与支撑片361连接，支撑片361通过支脚362可
拆卸的安装于侧连件32上。

[0092] 可选地，支脚362与侧连件32通过螺接方式可拆卸连接。

[0093] 可选地，分隔板35与支撑片361通过螺接方式可拆卸连接。

[0094] 示例性地，如附图7所示，底托31上可拆卸的连接有安装座36，传动轮314通过安装座36可拆卸的安装于底托31上。

[0095] 在一个示例中，如附图6所示，控制机构40包括安装于功能区102内的第一检测件41、第二检测件42及固定部43，第一检测件41、第二检测件42及固定部43均安装于主体10
上，如此设置，能够将控制机构40的相关线束布置于主体10处，以避免线束影响消防机构20
脱离功能区102。

[0096] 第一检测件41用于检测电池承托机构30在功能区102内的位置，通过第一检测件41的检测结果，可判断电池承托机构30是处于锁定状态或解锁状态，第二检测件42用于检
测电池承托机构30内的热失控电池103的位置，通过第二检测件42的检测结果，可判断热失
控电池103是否被送入电池承托机构30内，以及，可判断热失控电池103是否被放入电池承
托机构30的合适位置，固定部43与电池承托机构30可拆卸连接，固定部43用于实现电池承
托机构30的锁定或解锁。

[0097] 结合附图2和附图10，固定部43位于电池承托机构30在第二方向的两侧，侧连件32与固定部43可拆卸连接，当电池承托机构30处于锁定状态时，侧连件32通过固定部43与主
体10连接，当电池承托机构30处于解锁状态时，侧连件32与固定部43分离。

[0098] 如附图10所示，固定部43包括驱动件431和承托件432，结合附图7，侧连件32在第二方向上远离容纳空间的一端凸设有限位台37，驱动件431可驱动承托件432沿第一方向运
动，当电池承托机构30处于锁定状态时，承托件432位于限位台37下端，且与限位台37接触，
承托件432能够对限位台37起到支撑作用，当电池承托机构30处于解锁状态时，承托件432
在驱动件431的驱动下运动至与限位台37分离，此时，限位台37失去支撑，电池承托机构30
落入消防机构20内，避免了解锁卡滞的问题，能够保证电池承托机构30的顺畅、高效解锁。

[0099] 示例性地，驱动件431采用电推杆，运动精度高。

[0100] 示例性地，承托件432设置为轴承件，在能够起到对限位台37的支撑作用的同时，也能够减小承托件432与限位台37之间的摩擦，有利于承托件432相对于限位台37运动。

[0101] 如附图10所示，固定部43还包括传动组件，驱动件431与承托件432之间通过传动组件连接，传动组件包括安装于主体10上的导轨433和导座434，导轨433沿第一方向延伸，
导座434滑设于导轨433上，承托件432安装于导座434上，驱动件431用于驱动导座434相对
于导轨433沿第一方向运动，进而带动承托件432相对于限位台37实现位置改变。

[0102] 示例性地，在电池承托机构30的同一侧，导轨433及导座434设置为两组，两组导轨433沿第一方向分布于主体10上，两个导座434之间通过连杆435连接，通过连杆435能够保
证两组导座434运动的一致性，驱动件431用于驱动连杆435沿第一方向运动，进而带动导座
434相对于导轨433运动。

[0103] 示例性地，导轨433通过螺接方式可拆卸的安装于主体10上，便于根据实际需求调整位置。

[0104] 在一个示例中，结合附图1和附图8，主体10还包括定位部11，定位部11包括定位座111、定位件112及调节件113，定位座111安装于主体10上，且位置与电池承托机构30配合，
定位座111包括调节槽1111，调节槽1111沿第二方向贯穿定位座111，定位件112穿设于调节
槽1111内，且定位件112可沿第三方向在调节槽1111内运动，电池承托机构30上开设有与定
位件112配合的定位槽，定位件112的一端可穿设于定位槽内，以实现与电池承托机构30的
快速定位，调节件113沿第三方向穿设于定位座111上，且调节件113的一端穿设于调节槽
1111内，并与定位件112传动连接，通过转动调节件113，可调节定位件112在调节槽1111内
的上下位置，进而调节电池承托机构30在功能区102内的上下位置。

[0105] 示例性地，调节件113与定位件112通过螺接方式实现传动连接。

[0106] 在设置功能区102时，首先将电池承托机构30与定位部11配合，使定位件112穿设于电池承托机构30的定位槽内，通过转动调节件113调节定位件112的上下位置，进而调节
电池承托机构30的上下位置，使限位台37的位置高于承托件432，此时，电池承托机构30下
方预留了便于消防机构20安装的空间，定位部11对电池承托机构30起到支撑作用；

[0107] 接着将消防机构20通过第一导向件27及第二导向件28的配合，将消防机构20送入功能区102内，并位于电池承托机构30下方；

[0108] 再转动调节件113，调节电池承托机构30的高度，直至限位台37与承托件432接触，承托件432对电池承托机构30起到支撑作用，最后将定位件112与电池承托机构30分离，即
可完成消防机构20和电池承托机构30的安装。

[0109] 本发明提出的换电站电池架的工作原理为：当主体10内有电池出现热失控现象时，可将热失控电池103迅速放入电池承托机构30内，当热失控电池103放置到位后，控制机
构40工作，固定部43使电池承托机构30处于解锁状态，电池承托机构30与主体10分离，并落
入消防机构20内进行隔离降温，通过第一导向件27及第二导向件28的配合，能够将热失控
电池103迅速、高效地转移出主体10，以避免火情蔓延至存放区101，消除了火情扩大的安全
隐患。

[0110] 如附图11所示，本发明还提出一种换电站消防系统，包括至少一个上述的换电站电池架，还包括总控单元50、热失控检测单元51、输送单元52、消防解锁单元53，总控单元50
与热失控检测单元51、输送单元52、消防解锁单元53及控制机构40通信连接。

[0111] 热失控检测单元51设置于主体10内，用于检测主体10内是否出现热失控电池103，热失控检测单元51能够根据主体10的位置、热失控电池103在主体10内的存放位置生成第
一位置信息，并发送至总控单元50，第一位置信息能够表征热失控电池103在换电站内部的
位置。

[0112] 输送单元52设置于换电站内部，输送单元52用于输送热失控电池103，以将热失控电池103由存放区101输送至功能区102内进行消防处理。输送单元52可通过总控单元50实
现自动控制，也可由工作人员手动控制。

[0113] 消防解锁单元53用于配合锁紧部，实现消防机构20的锁定或解锁。更具体地，消防解锁单元53与锁件26配合，能够控制锁件26在第三方向上的位置，以使锁件26穿设于锁片
241及锁孔251内，或使锁件26从锁孔251内脱出。

[0114] 控制机构40的第一检测件41用于功能区102内的电池承托机构30的位置，并根据功能区102内电池承托机构30的锁定状态或解锁状态生成第二位置信息，并发送至总控单
元50，第二位置信息用于表征功能区102内的电池承托机构30的状态。若该功能区102内的
电池承托机构30已处于解锁状态，则将热失控电池103输送至其他功能区102内进行热失控
处理。

[0115] 控制机构40的第二检测件42用于检测功能区102内的热失控电池103是否放置到电池承托机构30的适当位置，当热失控电池103放置到位时，第二检测件42生成第三位置信
息，并发送至总控单元50，总控单元50生成解锁控制指令，并发送至控制机构40，电池承托
机构30解锁，与主体10分离，并落入消防机构20内。

[0116] 如附图12所示，本发明还提出一种换电站消防控制方法，应用于上述的换电站，具体包括如下步骤：

[0117] S1、热失控检测；热失控检测单元51检测到主体10内有热失控电池103，并将热失控电池103的第一位置信息发送至总控单元50，总控单元50接收来自热失控检测单元51的
第一位置信息；

[0118] S2、热失控电池输送：总控单元50根据第一位置信息生成输送控制指令，并发送至输送单元52，输送单元52接收来自总控单元50的输送控制指令，将热失控电池103由存放区
101输送至功能区102的电池承托机构30内；

[0119] 在一个示例中，步骤S2还包括：第一检测件41检测电池承托机构30的第二位置信息，并将第二位置信息发送至总控单元50，总控单元50根据第一位置信息及第二位置信息，
生成上述的输送控制指令。

[0120] 若第一检测件41在热失控电池103存放的主体10的功能区102内可检测到电池承托机构30，则生成第二位置信息发送至总控单元50，总控单元50控制输送单元52将热失控
电池103输送至其所存放的主体10的功能区102内。

[0121] 若第一检测件41在热失控电池103存放的主体10的功能区102内未检测到电池承托机构30，则生成第二位置信息发送至总控单元50，总控单元50控制输送单元52将热失控
电池103输送至就近的可检测到电池承托机构30的功能区102内。

[0122] S3、热失控处理：

[0123] 第二检测件42检测到热失控电池103的位置相对于电池承托机构30放置到位，生成第三位置信息，并发送至总控单元50，总控单元50接收第三位置信息，向控制机构40发送
解锁控制指令，电池承托机构30解锁，与主体10分离，并落入消防机构20内；

[0124] 总控单元50向消防解锁单元53发送控制指令，锁紧部解锁，使消防机构20可由功能区102运动至换电站外，以便于将消防机构20从功能区102内运出，以避免热失控电池103
的火情扩大。

[0125] 更具体地，总控单元50向驱动件431发送解锁控制指令，驱动件431驱动承托件432沿第一方向运动，以使限位台37失去支撑，并通过托座33与连座34的配合在第三方向上竖
直下落至消防机构20内。

[0126] 本发明还提出一种换电站，包括至少一个上述的换电站电池架，至少一个主体10布设于整站内，可根据电池的存储需求调整主体10的数量，能够对热失控电池103进行快速
处理，以避免火情扩散，有利于提升电池存储的安全性，提升了整站的消防性能。

[0127] 综上所述，本发明提出的换电站电池架有益效果在于：

[0128] 通过将电池架的主体10分为存放区101和功能区102，存放区101用于存放电池，功能区102用于对热失控电池103进行消防处理，能够对起火的电池进行快速、高效地灭火；

[0129] 通过在功能区102内设置消防机构20和电池承托机构30，控制机构40用于控制电池承托机构30的锁定或解锁，电池承托机构30处于锁定状态时，能够放置热失控电池103，
当电池承托机构30处于解锁状态时，其与热失控电池103共同进入消防机构20内部，通过消
防机构20内部的消防介质能够对热失控电池103进行快速处理；

[0130] 消防机构20被配置为可相对于功能区102运动，以便于将热失控电池103随消防机构20迅速转移至换电站外部，有利于阻止火情扩散，降低了换电站的火灾风险，提升了换电
站的安全性。

[0131] 本发明提出的换电站消防系统的有益效果在于：

[0132] 通过热失控检测单元51能够检测主体10内是否出现热失控电池103，能够实现热失控电池103的自动检测，输送单元52与热失控检测单元51配合，用于将热失控电池103输
送至电池承托机构30内，并配合消防解锁单元53能够实现消防机构20的解锁，以将热失控
电池103输送至主体10外，能够实现热失控处理的自动检测及控制，减少了人力投入的成
本，消除了人工处理的安全隐患，有利于提升热失控处理效率。

[0133] 本发明提出的换电站消防控制方法，通过换电站消防系统能够实现高效的控制以及热失控的电池103的快速处理，能够实现高效的自动化控制，有利于提升消防处理效率。

[0134] 本发明提出的换电站，集成度高，能够对热失控电池103进行快速、有效地灭火处理，避免了火情的扩散，提升了安全性。

[0135] 以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应
涵盖在本发明的保护范围之内。