换电连接器及包括其的电动汽车制造技术

本发明专利技术涉及一种换电连接器及包括其的电动汽车。所述换电连接器包括：动力电池端的插头，其上布置有插头端子；电动汽车的车身端的插座，其上布置有插座端子，所述插头端子适于与所述插座端子插合；以及电子锁装置，其包括机械锁止机构及锁止状态馈送机构，所述机械锁止机构固定在所述插合后所述插头和所述插座的相对位置，而所述锁止状态馈送机构将所述机械锁止机构的锁止状态馈送至所述电动汽车的整车控制器。

【技术实现步骤摘要】
换电连接器及包括其的电动汽车
本专利技术涉及电动汽车的电池包快换
；更具体地说，本专利技术涉及一种用于电池包与车身连接的换电连接器，并进一步涉及一种包括这种换电连接器的电动汽车。
技术介绍
相较于插电式新能源电动汽车，换电模式是直接将电量不足的动力电池换下，重新装上已经充电完毕的动力电池。由此，换电式电动汽车不存在车主长时间充电等待的问题，并且由专业人员、专用设备完成动力电池充电，有利于延长动力电池使用寿命。在换电时，随着新的动力电池被安装到汽车上，换电连接器实现了动力电池与汽车的电连接。具体地，换电连接器在电池包端的插头插合到在电动汽车的车身端的插座，插头端子和插座端子插合实现电连接。电动汽车的动力电池快速换电方案在目前的电动汽车应用上并不多。现有技术的换电连接器中插头和插座的保持力不足，汽车振动会导致换电连接器端子相互运动并进而造成拉弧、间断性连接等问题，易于对控制系统造成危害。另外，现有技术的换电连接器的装配状态并不会反馈到控制系统，无法实现高压互锁，装配状态不明确，存在带电插拔的可能、不利于行车和操作安全。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种能够克服前述现有技术缺陷的换电连接器。进一步地，本专利技术的目的还在于提供一种这种换电连接器的电动汽车。为了实现前述目的，本专利技术的第一方面提供了一种换电连接器，其中，所述换电连接器包括：动力电池端的插头，所述插头上布置有插头端子；电动汽车的车身端的插座，所述插座上布置有插座端子，所述插头端子适于与所述插座端子插合；以及电子锁装置，所述电子锁装置包括：机械锁止机构，所述机械锁止机构固定在所述插合后所述插头和所述插座的相对位置；以及锁止状态馈送机构，所述锁止状态馈送机构将所述机械锁止机构的锁止状态馈送至所述电动汽车的整车控制器。可选地，在如前所述的换电连接器中，所述机械锁止机构能够在X、Y、Z三个方向的至少一个上固定所述相对位置。可选地，在如前所述的换电连接器中，所述机械锁止机构包括在所述插头上能够受控伸缩的行程杆，所述行程杆的末端包括行程杆头；以及所述插座上与所述行程杆位置对应的孔型结构，所述孔型结构与所述行程杆头呈一致的非圆形状，其中，所述行程杆伸长到最大值时，所述行程杆头插进所述孔型结构，并且能够在所述行程杆头转动一定角度后实现所述锁止状态。可选地，在如前所述的换电连接器中，所述插头上设置有限位凸部，所述插座上设置有限位凹部并且所述限位凹部内布置有压缩弹簧，在所述锁止状态下，所述限位凸部伸进所述限位凹部内并且压紧所述压缩弹簧。可选地，在如前所述的换电连接器中，所述行程杆和所述孔型结构靠近所述换电连接器的中间位置。可选地，在如前所述的换电连接器中，所述压缩弹簧的行程在所述锁止状态下达到最大值。可选地，在如前所述的换电连接器中，所述限位凸部的外直径基本等于所述限位凹部的内直径。可选地，在如前所述的换电连接器中，所述限位凸部和所述限位凹部分别分布在所述插头端子和所述插座端子的两侧。可选地，在如前所述的换电连接器中，所述电子锁装置具有根据所述行程杆的行程及所述行程杆头的旋转动作侦测并馈送所述锁止状态的内部控制电路。为了实现前述目的，本专利技术的第二方面提供了一种具有如前述第一方面中任一项所述的换电连接器的电动汽车。附图说明参照附图，本专利技术的公开内容将更加显然。应当了解，这些附图仅仅用于说明的目的，而并非意在对本专利技术的保护范围构成限制。图中：图1示意性地示出了根据本专利技术的一个实施方式的换电连接器，其插头和插座处于未插合的状态；图2示意性地示出了处于插合状态的换电连接器；图3示意性地示出了换电连接器的插座的接合面；图4示意性地示出了换电连接器的插头和插座的插合过程；图5示意性地示出了换电连接器中电子锁装置的锁止过程；以及图6示意性地示出了换电连接器的作用力情况。具体实施方式下面参照附图详细地说明本专利技术的具体实施方式。在各附图中，相同的附图标记表示相同或相应的技术特征。图1示意性地示出了根据本专利技术的一个实施方式的换电连接器，其中插头和插座处于未插合的状态。图2示意性地示出了处于插合状态的换电连接器。从图中可以看出，本专利技术的换电连接器包括插头1和插座2，其中，插头1适于连接电动汽车的动力电池端（未图示）从动力电池输出电能，而插座2则适于连接电动汽车的车身端（未图示）输送电能至各汽车用电器。动力电池端的插头1上布置有插头端子（未图示），电动汽车的车身端的插座2上布置有插座端子8。插头端子和插座端子可以分别为公端子和母端子，插头端子适于与插座端子8插合以实现各种电连接，例如高压电、低压电连接等。可以了解，在不同的具体实施方式中，换电连接器的插头1和插头2、插头端子和插座端子可以具有不同的具体形状和结构，而不局限于图示的形状和结构。为了增强插头1和插座2在插合后的保持力，并且提供成功锁止或解锁与否的反馈信号给整车控制器（未图示），本专利技术的换电连接器还包括电子锁装置。具体地，电子锁装置可以包括机械锁止机构和锁止状态馈送机构，其中，机械锁止机构用于固定在插合后插头1和插座2的相对位置，以增强前述保持力；而锁止状态馈送机构则用于将机械锁止机构的锁止状态馈送至电动汽车的整车控制器，以提供前述锁止或解锁与否的信号。可见，本专利技术通过在换电连接器中提供如上电子锁装置，能够有效地解决保持力不足、端子相互运动的问题，同时又可以提供锁止状态反馈信号，增加快换方案的行车和操作安全性。可以了解，机械锁止机构应该能够在X、Y、Z三个方向的至少一个上固定插头1和插头2的相对位置。例如，在一个可选的具体实施方式中，机械锁止机构可以包括在插头1上能够受控伸缩的行程杆4以及插座2上与行程杆4位置对应的孔型结构9（见图3），行程杆4的末端可以包括行程杆头5，并且孔型结构9与行程杆头5呈一致的非圆形状。图1和2中还示出了控制器3，用于控制行程杆4和行程杆头5。当动力电池位于电动汽车的安装位置时，插头1上的插头端子将与插座2上的插座端子对齐，同时行程杆头5将与孔型结构9对齐。如图2中所示，当行程杆4伸长到最大值时，行程杆头5插进孔型结构9，并且能够在行程杆头5转动一定角度后实现锁止状态。可以了解，由于孔型结构9与行程杆头5均为非圆形状并且形状一致，所以行程杆头5能够插进孔型结构9，并且当行程杆头5转动后会在某一位置处于不能从孔型结构9退出的状态，即能实现防止插头1和插座2脱离的方向（Z方向）上的锁止。在优选的具体实施方式中，插头1上还可以设置有限位凸部6；相应地，在插座2上可以设置有限位凹部7。当动力电池位于电动汽车的安装位置时，限位凸部6与限位凹部7对齐。在锁止状态下，限位凸部6被伸进限位凹部7内，并且限位凸部6与限位凹部7可以在某侧方向上抵接从而实现相应方向（X或Y方向）上的锁止和提供相应方向上的保持力。在图示的实施方式中，限位凸部6的外直径可以基本等于限位凹部7的内直径，此时限制了插头1和插座2在接合面内的运动（在X和Y方向上锁止和提供保持力）。在图示实施方式中，限位凹部7内还优选地布置了压缩弹簧10，在锁止状态下，限位凸部6将可以压紧压缩弹簧10，由于行程杆头5同时接合孔型结构9，因而能够在弹簧的伸缩方向上防止插头和插座松动。更优选地，压缩弹簧10的行程可以在锁止状态下达到最大值。利用该包括压缩弹簧的机械本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种换电连接器，其特征在于，所述换电连接器包括：动力电池端的插头，所述插头上布置有插头端子；电动汽车的车身端的插座，所述插座上布置有插座端子，所述插头端子适于与所述插座端子插合；以及电子锁装置，所述电子锁装置包括：机械锁止机构，所述机械锁止机构固定在所述插合后所述插头和所述插座的相对位置；以及锁止状态馈送机构，所述锁止状态馈送机构将所述机械锁止机构的锁止状态馈送至所述电动汽车的整车控制器。

【技术特征摘要】
1.一种换电连接器，其特征在于，所述换电连接器包括：动力电池端的插头，所述插头上布置有插头端子；电动汽车的车身端的插座，所述插座上布置有插座端子，所述插头端子适于与所述插座端子插合；以及电子锁装置，所述电子锁装置包括：机械锁止机构，所述机械锁止机构固定在所述插合后所述插头和所述插座的相对位置；以及锁止状态馈送机构，所述锁止状态馈送机构将所述机械锁止机构的锁止状态馈送至所述电动汽车的整车控制器。2.如权利要求1所述的换电连接器，其中，所述机械锁止机构能够在X、Y、Z三个方向的至少一个上固定所述相对位置。3.如权利要求1或2所述的换电连接器，其中，所述机械锁止机构包括在所述插头上能够受控伸缩的行程杆，所述行程杆的末端包括行程杆头；以及所述插座上与所述行程杆位置对应的孔型结构，所述孔型结构与所述行程杆头呈一致的非圆形状，其中，所述行程杆伸长到最大值时，所述行程杆头插进所述孔型结构，并且能够在所述行程杆头转动一定角...

【专利技术属性】
技术研发人员：符湛渝，方杰，王林峰，李波，
申请(专利权)人：蔚来汽车有限公司，
类型：发明
国别省市：中国香港,81