一种快换插件装置及车辆的制作方法

1.本实用新型涉及电动汽车技术领域，具体地涉及一种快换插件装置及车辆。


背景技术：

2.在电动汽车技术中，换电领域发展火热，换电安全是电动汽车的重要安全保障。其中，快换插件的可靠性是换电安全的重要体现之一。如快换插件接插不到位、密封失效、腐蚀、电气接触不良、接触电阻增加等因素都将影响车辆安全。目前，快换插件一方面多为标准品，其无法对插件位置、内腔压力、温度等进行实时检测；另一方面多为针对客户专门开发的定制产品，其加入了温感来检测温度变化，但相关温感是不可拆卸的，因此无法满足不同的客户需求，且适应性较低，存在发生故障后不方便维护的缺陷。


技术实现要素：

3.本实用新型实施例的目的是提供一种快换插件装置及车辆，用于至少部分的解决上述存在的技术问题。
4.第一方面，本实用新型提供一种快换插件装置，所述快换插件装置包括：插件主体，安装于电池包上，且其上设置有连接端子，且该连接端子分别能够与车辆上的对应端子相互适配拔插，以用于将所述电池包与所述车辆连接或分离；以及检测组件，包括检测器和控制器，并且：所述检测器可拆卸地固定于所述插件主体上，用于采集所述电池包关联于所述车辆的连接状态信息；以及所述控制器与所述检测器连接，用于根据所述连接状态信息确定所述电池包与所述车辆是否连接异常。
5.优选地，所述检测组件包括以下中的至少一者：位置传感器，用于检测所述插件主体相对于所述车辆的位置信息；温度传感器，用于检测所述插件主体的温度信息；压力传感器，用于检测所述插件主体的压力信息；以及可拆卸式互锁针，用于检测所述插件主体与所述车辆对应的端子的插合状态。
6.优选地，所述位置传感器包括接近传感器和测距传感器中的至少一种。
7.优选地，针对于所述位置传感器，所述插件主体上分布有呈螺纹式且用于螺纹安装所述位置传感器的位置安装孔，以使得所述位置传感器能够检测所述插件主体与所述车辆上对应的端子的插合位置。
8.优选地，针对于所述可拆卸式互锁针，所述插件主体上分布有呈螺纹式且用于螺纹安装所述可拆卸式互锁针的互锁安装孔，以使得所述可拆卸式互锁针能够检测所述插件主体与所述车辆上对应端子是否相互锁定。
9.优选地，针对于所述温度传感器，所述插件主体上分布有呈螺纹式且用于螺纹安装所述温度传感器的温度安装孔，以使得所述温度传感器能够检测所述所述连接端子的温度变化。
10.优选地，所述温度安装孔为偏心式结构。
11.优选地，针对于所述压力传感器，所述插件主体上分布有呈螺纹式且用于螺纹安
装所述压力传感器的压力安装孔，使得所述压力传感器能够检测所述插件主体与所述车辆对应的端子插合所形成的插件内腔的压力变化。
12.优选地，所述控制器为车辆的电池管理系统。
13.第二方面，本实用新型提供一种车辆，包括第一方面所述的插件主体。
14.通过上述技术方案，本实用新型实施例的快换插件装置能够实时采集电池包关联于所述车辆的连接状态信息并确定电池包与车辆是否连接异常，进而提高了车辆的换电安全等级。同时，其中用于检测连接状态信息的检测组件采用可拆卸化设计，其能够灵活满足不同的客户需求，且便于维护。
15.本实用新型实施例的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
16.附图是用来提供对本实用新型实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本实用新型实施例，但并不构成对本实用新型实施例的限制。在附图中：
17.图1是根据一示例性实施例示出的一种快换插件装置示意图；
18.图2是根据一示例性实施例示出的一种插件主体的结构示意图；
19.图3是根据一示例性实施例示出的一种插件主体中位置传感器感应区域示意图；
20.图4是根据一示例性实施例示出的一种检测组件结构示意图。
21.附图标记说明
22.1测距传感器安装孔
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2接近传感器安装孔
23.3辅助安装台
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4出线孔
24.5可拆卸式互锁针
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6互锁针螺纹安装孔
25.7温度安装孔
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8压力安装孔
26.9测距感应区
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10接近感应区
27.11接近传感器
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12温度传感器
28.13压力传感器
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14插件出线螺纹固定端
29.15测距传感器
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16线束
30.17线束插件
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18控制器
具体实施方式
31.以下结合附图对本实用新型实施例的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本实用新型实施例，并不用于限制本实用新型实施例。
32.图1是根据示例性实施例示出的一种快换插件装置示意框图。如图1所示，该快换插件装置100包括插件主体110，安装于电池包上，且其上设置有连接端子，且该连接端子分别能够与车辆上的对应的端子相互适配拔插，以用于将电池包与车辆连接或分离；以及检测组件120，包括检测器和控制器，并且检测器可拆卸地固定于插件主体上，用于采集所述电池包关联于所述车辆的连接状态信息；以及所述控制器与所述检测器连接，用于根据所
述连接状态信息确定所述电池包与所述车辆是否连接异常。
33.举例而言，电池包与车辆连接通常采用快换插件来实现，以便于电池包能够与车辆连接或者分离。对于本实用新型实施例的快换插件装置，当电池包需要安装到车辆上时，插件主体110上的连接端子与设置于车辆上的对应端子相插合，使得电池包与车辆连接，以便于电池包对车辆进行供电。而当需要更换电池包时，则将插件主体110上的连接端子与设置于车辆上的对应端子相互拔开，使得电池包与车辆分离，断开电池包对车辆供电，以便于进行电池包的更换。另外，本实用新型实施例的快换插件装置中的检测组件120采用可拆卸化设计，其可以通过不同的安装方式(如安装孔、连接线等)可拆卸的固定在插件主体110上，其能够检测插件主体110与车辆上的连接端子插拔过程中电池包关联于车辆的连接状态信息。而基于检测组件120的可拆卸化设计，检测组件120还可以从插件主体110上分离，以便于在检测组件120发生故障损坏时，能够灵活快速拆卸，及时对其维护维修。
34.在一优选实施例中，所述检测器包括以下中的至少一者：位置传感器，用于检测所述插件主体相对于所述车辆的位置信息；温度传感器，用于检测所述插件主体的温度信息；压力传感器，用于检测所述插件主体的压力信息；以及可拆卸式互锁针，用于检测所述插件主体与所述车辆对应的端子的插合状态；以及可拆卸式互锁针，用于检测所述插件主体与所述车辆对应的端子的插合状态。
35.举例而言，现有的对于插件主体的检测通常是单靠互锁针的功能来直接或间接的进行监控的，但是互锁针在多次拔插的情况下存在失效的风险。而现有的互锁针是固定于插件主体上，且不可拆卸。当互锁针发生损坏时，也无法对其进行及时更换。此外，还存在在电池包与车辆连接或分离的过程中多次拔插后导致插件主体的连接端子接触电阻增大，这点是无法通过互锁针而感测到的。而对于特殊情况下的密封失效、如腐蚀、橡胶圈在拔插寿命之前损害等等，也无法通过互锁针来实现全过程的检测。因此本实用新型实施例中的检测器可以包括位置传感器、温度传感器以及压力传感器中的至少一种，其可对插件主体进行多点实时检测。上述三种传感器可以根据实际需要灵活组合配置，以能够对插件主体实现对于位置、温度、压力至少一种的检测。同时，本公开实施例的检测器还可包括可拆卸式互锁针，其能够灵活从插件主体上拆卸，便于及时更换。需要说明的是，本实用新型实施例的检测器并不限于上述所提到的四种器件，其还可以包括感测电池包与车辆之间连接状态的其他检测器。
36.在更为优选的实施例中，位置传感器包括接近传感器和测距传感器中的至少一种。具体而言，接近传感器的工作原理主要是在其检测位置输出一个信号值，而在其检测位置之外不输出(输出为0)，其相当于开关作用。测距传感器的工作原理则是在其检测位置发出光信号并接收该光信号遇到车辆所反射回来的信号，以判断电池包与车辆之间的距离。本实用新型实施例优选采用接近传感器和测距传感器组合使用，以为了能准确检测插件主体与车辆之间的位置关系。举例而言，以距离传感器为例，设当插件主体的连接端子与车辆上对应的端子插合锁定时插件主体与车辆之间的距离为d0，距离传感器实时感测的距离为d，若d＝d0时，则说明连接端子与车辆上对应的端子插合锁定，即电池包与车辆连接正常。若d大于d0，则说明连接端子与车辆上对应的端子未插合锁定，此时电池包与车辆存在连接异常风险。
37.上述实施例提到本实用新型实施例的检测组件能够可拆卸化的固定于插件主体
上，而基于上述提到的检测器，本实用新型实施例的快换插件装置提出一种全新的可拆卸化设计，下面结合附图进一步对插件主体适配上述示例中四种检测器安装的结构加以说明。
38.在一优选实施例中，所述插件主体上分布有呈螺纹式且用于螺纹安装所述位置传感器的位置安装孔，以使得所述位置传感器能够检测所述插件主体与所述车辆上对应的端子的插合位置；和/或所述插件主体包括可拆卸式互锁针，其通过分布在所述述插件主体上的互锁针螺纹安装孔固定，用于确定所述插件主体与所述车辆对应的端子是否相互锁定。本实施例以位置传感器包括接近传感器和测距传感器组合为例。图2是根据一实施例示出的一种插件主体结构示意图。如图2所示，插件主体上分别设有用于安装接近传感器和测距传感器的位置安装孔，具体包括测距传感器安装孔1和接近传感器安装孔2。其中，测距传感器安装孔1的数量为2个，且呈对称分布。测距传感器安装孔1和接近传感器安装孔2呈螺纹式，能够用于螺纹安装/拆卸测距传感器和接近传感器。进一步的，对于接近传感器，插件主体上同时还设置辅助安装台3和出线孔4，以用来对接近传感器进行辅助安装固定。
39.图3是根据一实施例示出的插件主体中位置传感器感应区域示意图。在图3中，针对于上述接近传感器和测距传感器，其示意了二者感应在电池包与车辆之间连接或分离过程中对相对位置检测时的感应区域，即图3中的接近感应区10和测距感应区9。当测距传感器和接近传感器检测位置信息时，其发出的检测信号到对应的测距感应区9和接近感应区10，并接收相应的反馈信号，以用来确定插件主体与车辆之间的相对位置。
40.通过本实用新型实施例可以看出，本实用新型实施例的插件主体设置用于安装位置传感器的安装孔和用于安装互锁针的安装孔，能够使得互锁针与位置传感器适配使用，弥补了现有的仅靠互锁针存在多次拔插失效的缺陷，进而灵活满足客户对于位置检测的需要，提高换电的安全性。
41.在一优选实施例中，对于本实用新型实施例的插件主体来说，其同样可以采用互锁针来进行位置检测。而针对于可拆卸式互锁针，本实用新型实施例的插件主体上设置有用于安装可拆卸式互锁针5的互锁针螺纹安装孔6，该安装孔能够以螺纹方式安装/拆卸可拆卸式互锁针。
42.通过本实用新型实施例可以看出，本实用新型实施例的插件主体设有用于安装可拆卸式互锁针的互锁安装孔，方便可拆卸式互锁针安装或拆卸，当可拆卸式互锁针达到有效使用次数时，能够及时拆卸更换，提高车辆的换电安全性。
43.在一优选实施例中，所述插件主体上分布有呈螺纹式且用于螺纹安装所述温度传感器的温度安装孔，以使得所述温度传感器能够检测所述插件主体的高压连接端子的温度变化。具体而言，还以图2为例说明，插件主体上设有温度安装孔7，其呈螺纹式结构，可螺纹安装温度传感器。该温度安装孔设置与插件主体连接端子附近。对于插件主体来说，过多拔插通常会更多导致其连接端子中的高压连接端子阻抗发生变化。因此，本实用新型实施例的温度安装孔7可设置于插件主体中高压连接端子的公母针接触位置附近，以便于最大精度检测该位置处因接触电阻变化而导致的温度变化。举例而言，接触电阻阻值与温度呈对应关系，若设定正常的接触电阻阻值所对应的温度为t0，实时检测的温度为t，当t大于t0时，则说明此时接触电阻阻值超出正常值，即接触电阻阻值过大，存在一定风险。
44.在更为优选实施例中，所述温度安装孔为偏心式结构。本实用新型实施例的温度
安装孔采用的偏心式结构，使得温度传感器通过该结构的温度安装孔安装能够更加贴附于高压连接端子的表面，进而所检测的温度变化更为精准。
45.通过上述实施例可以看出，本实用新型实施例的插件主体针对于温度传感器设置能够可灵活固定拆卸的安装孔，灵活满足客户对于温度检测的需要，提高换电的安全性。
46.在一优选实施例中，针对于所述压力传感器，所述插件主体上分布有呈螺纹式且用于螺纹安装所述压力传感器的压力安装孔，使得所述压力传感器能够检测所述插件主体与所述车辆对应的端子插合所形成的插件内腔的压力变化。具体而言，插件主体的连接端子与车辆上的端子相互插合过程中，会形成具有封闭空间的插件内腔。因此，如图2所示，本实用新型实施例的插件主体设置有用于安装压力传感器的压力安装孔8，其呈螺纹式设计，可用于螺纹安装/拆卸压力传感器。同时，为了能准确检测该插件内腔的压力，压力安装孔8设置于插件内腔所包括的区域内，如图2所示，压力安装孔8设置于插件主体的连接端子附近，当插件主体的连接端子与车辆上的端子相互插合时，所形成的插件内腔正好可以将该压力安装孔包括在其中。因此，当压力传感器通过该压力安装孔8固定到插件主体上时，能够实时检测插件内腔的压力变化，确定是否密封失效。例如当插件主体的某一位置腐蚀或者用于密封的橡胶圈损坏时，会导致所形成的插件内腔则出现一定的缝隙，该种情况的插件内腔相比密封完好的插件内腔其中的压力值要小。因此，通过检测插件内腔的压力变化，能够实时监测插件主体是否存在腐蚀、损坏等密封问题，以便于及时对插件主体进行维修和更换。举例而言，插件内腔的压力随着插件主体的连接端子与车辆上的端子相互插合过程中是逐渐增大，而当相互锁定时，则压力趋于稳定。设当相互锁定且在插件内腔密封完好的情况下其稳定的压力值为p0，实时检测的压力值为p，若p小于p0，则说明插件主体密封失效(如出现某一位置腐蚀或者密封圈损坏等)。此时，需要排查出现问题的位置并及时进行维修。
47.通过上述实施例可以看出，通过在插件主体设置用于灵活安装/拆卸压力传感器的压力安装孔，满足客户对于压力检测的需求，提高换电的安全性。
48.另外需要说明的是，由于本实用新型实施例中的检测器可根据实际应用需要选配使用。因此，对于插件主体上所设置的对不同检测器相应的安装孔，其当在未安装相应的检测器时可以采用盲堵方式将相应的安装孔堵住，以便于可以正常使用插件主体。
49.通过上述关于对插件主体结构说明中可以看出，本实用新型实施例的插件主体通过针对不同的检测器设置相应的安装孔，使得检测器能够根据客户实际需求可拆式安装固定于插件主体上，以完成对电池包与车辆之间相应的状态信息检测，其安装和使用更加灵活方便。
50.进一步的，以下结合附图针对快换插件装置中的检测组件的结构加以说明。
51.上述实施例曾提到，检测组件包括检测器和控制器。其中，检测器检测插件主体与车辆的连接状态信息，并将所检测到的连接状态信息传输至控制器，以确定插件主体与车辆是否连接异常。
52.在一优选实施例中，所述检测组件还包括线束插件，其适配于所述控制器设置并提供线束，以使得所述检测器和所述控制器之间基于所述线束进行信息交互。图4是根据一实施例示出的一种检测组件示意图，如图4所示，图4中的检测组件中，检测器分别包括接近传感器11、温度传感器12、压力传感器13，测距传感器15。并且，上述传感器还设置插件出线
螺纹固定端14。图4中，线束插件17的一端连接控制器18，另一端则连接适配控制器设置的线束16中所包括的多条连接线一端，而线束16中多条连接线的另一端则分别连接不同的检测器。图4中的检测器可分别对应安装于插件主体所设置的安装孔上时，实时检测插件主体的连接状态信息，并经由线束16和线束插件17传输至控制器18。控制器18根据所接收的连接状态信息判断电池包与车辆是否连接异常。关于确定连接异常的具体判断，可参见上述实施例，在此不再过多赘述
53.在一优选实施例中，所述控制器为车辆的电池管理系统。更为优选地，控制器18还可以是车辆中不同的电子控制部分(各个ecu)。由于本实用新型实施例的快换插件装置是用于电池包与车辆之间的连接，因此本实用新型实施例的控制器优选为电池管理系统，以便能够对于电池包的状态进行监测和管理。
54.另外，本实用新型实施例的控制器还可以用于当确定所述电池包与所述车辆连接异常时，发出报警提示。举例而言，控制器可以设置用于发光的发光器件或者用于发生报警声音的扬声器。当控制器确定电池包与车辆连接异常时，可以控制发光器件发光或者扬声器发出声音，提示电池包与车辆连接状态异常，以便于及时进行故障维修。
55.通过上述实施例可以看出，本实用新型实施例的检测组件可以根据客户的需求配置不同的检测器，且检测器可以灵活安装拆卸。因此，当需要对检测器升级换代时，无需对整个检测组件整体更换，只需要灵活更换相应的检测器即可。同时，还可以根据检测器所检测到的状态信息及时可靠的判断是否异常，提高车辆的换电安全等级。
56.相应的，本实用新型实施例还提供一种车辆，该车辆包括上述实施例所述的快换插件装置。
57.通过上述说明可以得出，本实用新型实施例的快换插件装置包括如下优势：1)能够实时检测电池包与车辆之间的连接状态，确定是否连接异常，提高换电的安全等级，保证整车的安全可靠性；2)采用可拆卸化设计，检测组件能够可拆卸的固定于插件主体上，可满足客户不同的检测需求，且可灵活配置，适用性强；3)装置维护方便灵活；4)整体装置便于升级，且升级方便简易。
58.还需要说明的是，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，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。
59.以上仅为本技术的实施例而已，并不用于限制本技术。对于本领域技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的权利要求范围之内。

技术特征：
1.一种快换插件装置，其特征在于，所述快换插件装置包括：插件主体，安装于电池包上，且该电池包上设置有连接端子，且该连接端子能够与车辆上的对应端子相互适配拔插，以用于将所述电池包与所述车辆连接或分离；以及检测组件，包括检测器和控制器，并且：所述检测器可拆卸地固定于所述插件主体上，用于采集所述电池包关联于所述车辆的连接状态信息；以及所述控制器与所述检测器连接，用于根据所述连接状态信息确定所述电池包与所述车辆是否连接异常。2.根据权利要求1所述的快换插件装置，其特征在于，所述检测器包括以下中的至少一者：位置传感器，用于检测所述插件主体相对于所述车辆的位置信息；温度传感器，用于检测所述插件主体的温度信息；压力传感器，用于检测所述插件主体的压力信息；以及可拆卸式互锁针，用于检测所述插件主体与所述车辆对应的端子的插合状态。3.根据权利要求2所述的快换插件装置，其特征在于，所述位置传感器包括接近传感器和测距传感器中的至少一者。4.根据权利要求2所述的快换插件装置，其特征在于，针对于所述位置传感器，所述插件主体上分布有呈螺纹式且用于螺纹安装所述位置传感器的位置安装孔，以使得所述位置传感器能够检测所述插件主体与所述车辆上对应的端子的插合位置。5.根据权利要求2所述的快换插件装置，其特征在于，针对于所述可拆卸式互锁针，所述插件主体上分布有呈螺纹式且用于螺纹安装所述可拆卸式互锁针的互锁安装孔，以使得所述可拆卸式互锁针能够检测所述插件主体与所述车辆上对应端子是否相互锁定。6.根据权利要求2所述的快换插件装置，其特征在于，针对于所述温度传感器，所述插件主体上分布有呈螺纹式且用于螺纹安装所述温度传感器的温度安装孔，以使得所述温度传感器能够检测所述连接端子的温度变化。7.根据权利要求5所述的快换插件装置，其特征在于，所述温度安装孔为偏心式结构。8.根据权利要求2所述的快换插件装置，其特征在于，针对于所述压力传感器，所述插件主体上分布有呈螺纹式且用于螺纹安装所述压力传感器的压力安装孔，使得所述压力传感器能够检测所述插件主体与所述车辆对应的端子插合所形成的插件内腔的压力变化。9.根据权利要求1所述的快换插件装置，其特征在于，所述控制器为车辆的电池管理系统。10.一种车辆，其特征在于，所述车辆包括权利要求1-9任一项所述的快换插件装置。

技术总结
本实用新型实施例提供一种快换插件装置及车俩，属于电动汽车技术领域。快换插件装置包括：插件主体，安装于电池包上，且其上设置有连接端子，且该连接端子能够与车辆上的对应端子相互适配拔插，以用于将电池包与车辆连接或分离；以及检测组件，包括检测器和控制器，并且：检测器可拆卸地固定于插件主体上，用于采集电池包关联于车辆的连接状态信息；以及控制器与检测器连接，用于根据连接状态信息确定电池包与车辆是否连接异常。本实用新型实施例的快换插件装置能够实时检测电池包与车辆的连接状态，提高车辆的换电安全等级，同时，其中所包含的检测组件采用可拆卸化设计，能够灵活满足不同的客户需求，且便于维护维修。且便于维护维修。且便于维护维修。


技术研发人员：汪兵 卢志承 唐起勇 谢炫辉
受保护的技术使用者：恒大新能源技术（深圳）有限公司
技术研发日：2021.11.10
技术公布日：2022/5/25