CN106627235B - 用于电动汽车快换接头的全自动防尘系统 - Google Patents

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Abstract

本发明属于电动汽车电池更换领域，具体提供一种用于电动汽车快换接头的全自动防尘系统。本发明旨在解决电池包在运输和储存过程中快换接头/连接器长期暴露在外界时容易被污染物堵塞的问题。本发明的全自动防尘系统包括：设置在电池包快换接头处的底座，可滑动地安装到所述底座上的防尘盖板，固定安装在底座上的电机，与电机电连接的电源，用于控制电机驱动防尘盖板滑动的控制系统，用于监测电池包与电动汽车相对距离的测距传感器以及用于监测防尘盖板到位的压力传感器。由于具有上述结构，本发明的全自动防尘系统能够在电池包脱离电动汽车时对快换接头/连接器自动密封，在电池包装配到电动汽车车身上时能够自动打开。

Description

用于电动汽车快换接头的全自动防尘系统
技术领域
本发明属于电动汽车电池更换领域，具体提供一种用于电动汽车快换接头的全自动防尘系统。
背景技术
随着新能源汽车特别是纯电动汽车技术的发展，电动汽车的能量提供一般分为两种模式：一是充电模式，但充电时间比较长；另一种是换电模式，即，把电量用完的电池包拆下，换上充满电的新电池包，达到迅速补充电能的目的。
但是，对于上述第二种模式，电池包和车体连接需要快换接头/连接器作为换电接口。由于换电模式中电池包并不是始终与车身装配在一起，在电池包存储和运输过程当中，快换接头/连接器容易被外界污染物或灰尘进入，影响快换接头/连接器本身的性能，比如造成电源连接器接触电阻增大或液冷接头堵塞，严重的甚至会造成快换接头/连接器公母端无法插拔配合，影响电池包和电动汽车的正常工作。
相应地，本领域需要一种电池包快换接头的密封装置来解决上述问题。
发明内容
为了解决现有技术中的上述问题，即为了解决电池包在运输和储存过程中，快换接头/连接器长期暴露在外界时容易被污染物堵塞的问题，本发明提供了一种用于电动汽车快换接头的全自动防尘系统，该全自动防尘系统包括：底座，所述底座设置在电池包的快换接头处；防尘盖板，所述防尘盖板可滑动地安装到所述底座上以便封闭或暴露所述快换接头；电机，所述电机固定安装在所述底座上，并且所述电机用于驱动所述防尘盖板滑动；电源，所述电源用于为所述电机供电。
在上述全自动防尘系统的优选技术方案中，所述全自动防尘系统还包括控制系统，所述控制系统分别与所述电源和所述电机电连接，并且所述控制系统用于控制所述电机驱动所述防尘盖板滑动，并因此使所述防尘盖板封闭或暴露所述快换接头。
在上述全自动防尘系统的优选技术方案中，所述底座上设置有第一传感器，所述第一传感器与所述控制系统电连接，所述第一传感器用于监测电池包与电动汽车车身之间的距离。
在上述全自动防尘系统的优选技术方案中，所述底座上还设置有第二传感器，所述第二传感器与所述控制系统电连接，当所述防尘盖板完全封闭或完全打开时，所述第二传感器将到位信号发送给所述控制系统。
在上述全自动防尘系统的优选技术方案中，所述第二传感器是压力传感器或测距传感器。
在上述全自动防尘系统的优选技术方案中，所述防尘盖板上设置有齿条，所述电机的输出轴上设置有齿轮，所述齿条与所述齿轮相啮合。
在上述全自动防尘系统的优选技术方案中，所述防尘盖板上设置有凸台，当所述防尘盖板在所述底座上滑动至末端时，所述凸台与所述压力传感器相抵触。
在上述全自动防尘系统的优选技术方案中，所述底座上设置有两个压力传感器，所述两个压力传感器分别设置在所述凸台滑行的两个末端位置处。
在上述全自动防尘系统的优选技术方案中，所述全自动防尘系统包括两个电机，所述两个电机沿所述防尘盖板的滑动方向对称地设置在所述底座的两侧。
在上述全自动防尘系统的优选技术方案中，所述控制系统包括中央控制器和分别与所述中央控制器电连接的测距传感器模块、电机控制系统、压力传感器模块，所述测距传感器模块与所述测距传感器电连接，所述电机控制系统与所述电机电连接，所述压力传感器模块与所述压力传感器电连接。
本领域技术人员能够理解的是，在本发明的优选技术方案中，通过在电池包的快换接头处设置底座，在底座上安装防尘盖板、测距传感器、压力传感器以及驱动防尘盖板滑动的电机，使得本发明的全自动防尘系统在电池包脱离电动汽车车身时，控制系统控制电机驱动防尘盖板滑动对快换接头/连接器自动密封，并通过压力传感器将防尘盖板的密封到位信息反馈给控制系统，从而使电机停止旋转；在电池包装配到电动汽车车身上时，控制系统控制电机驱动防尘盖板自动打开，并通过压力传感器将防尘盖板的打开到位信息反馈给控制系统，从而使电机停止旋转。因此，本发明的全自动防尘系统能够有效地避免电池包因长期裸露在外界环境中而导致的快换接头容易被污染物堵塞的问题。
附图说明
图1是本发明的用于电动汽车快换接头的全自动防尘系统的效果示意图；
图2是本发明的防尘盖板与电机啮合连接的示意图；
图3是本发明的用于电动汽车快换接头的全自动防尘系统在防尘盖板打开时的示意图；
图4是本发明的用于电动汽车快换接头的全自动防尘系统在防尘盖板封闭时的示意图；
图5是本发明的用于电动汽车快换接头的全自动防尘系统的逻辑控制原理图。
具体实施方式
下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非旨在限制本发明的保护范围。例如，虽然附图中的各部件之间是按一定比例关系绘制的，但是这种比例关系非一成不变，本领域技术人员可以根据需要对其作出调整，以便适应具体的应用场合。
需要说明的是，在本发明的描述中，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述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。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
此外，还需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”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，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
如图1所示，本发明的用于电动汽车快换接头的全自动防尘系统包括：底座1、测距传感器2、第一电机3、第一压力传感器4、防尘盖板5、凸台6、第二压力传感器7和第二电机10。需要指出的是，测距传感器2是权利要求书中所述的第一传感器，第一压力传感器4和第二压力传感器7是权利要求书中所述的第二传感器。底座1与电池包的上盖板8固定连接，优选地，采用螺栓固定连接的方式，或者本领域技术人员也可以采用其他连接方式将底座1和电池包的上盖板8固定连接到一起，例如焊接、卡接等。在底座1安装好的状态下，上端盖8上的快换接头9被包围在底座1内。
继续参阅图1，底座1上设置有两个U型凹槽(图中未标示)，用于安装第一压力传感器4和第二压力传感器7；图1中所示底座1的左侧部分设置有一个安装位(图中未标示)，用于安装测距传感器2。底座1上还设置有滑槽(图中未标示)，使得防尘盖板5可滑动地安装到底座1上，并且第一电机3和第二电机10沿防尘盖板5的滑动方向对称地安装到底座1的两侧。优选地，第一电机3和第二电机10分别采用微型电机，以便减少安装空间。
如图1和图2所示，按照图2中的方位，防尘盖板5的上下两侧分别设置有第一齿条51和第二齿条52，并且第一电机3和第二电机10的输出轴上分别设置有齿轮(图中未示出)，该齿轮能够分别与第一齿条51和第二齿条52相啮合；使得第一电机3和第二电机10分别通过齿轮齿条副驱动防尘盖板5滑动。本领域技术人员能够理解的是，第一电机3和第二电机10也可以只设置一个。同理，本领域技术人员也可以为防尘盖板5配置三个及以上的驱动电机。本领域技术人员还能够理解的是，防尘盖板5与电机3、10之间的驱动方式，除了采用齿轮齿条副的方式外，还可以采用其他驱动方式，例如丝杠螺母副。
如图2所示，凸台6与防尘盖板5的右端(图2中防尘盖板5的右端)固定连接，优选地，采用焊接。当电机3、10驱动防尘盖板5完全打开和完全封闭时，凸台6能够与第一压力传感器4和第二压力传感器7发生碰撞，以便检测防尘盖板5的到位情况。优选地，凸台6为圆柱体，或者本领域技术人员也可以根据实际情况将凸台6设置成其他形状。本领域技术人员能够理解的是，也可以通过适当调整第一压力传感器4和第二压力传感器7的安装位置，使其分别与密封盖板5的两端发生碰撞，从而省去凸台6的设置。本领域技术人员还能够理解的是，第一压力传感器4和第二压力传感器7也可以分别用接近开关来代替，当凸台6靠近接近开关时电机3、10停止旋转，当凸台6远离接近开关时电机3、10旋转；第一压力传感器4和第二压力传感器7还可以用测距传感器来替代，通过监测凸台6与测距传感器之间的距离来控制电机3、10的运转。
如图3所示，该图示出了本发明的用于电动汽车快换接头的全自动防尘系统中的密封盖板5打开时的状态。为了清楚起见，图3中省略了密封盖板5。
如图4所示，该图示出了本发明的用于电动汽车快换接头的全自动防尘系统中的密封盖板5封闭时的状态。
如图5所示，本发明的用于电动汽车快换接头的全自动防尘系统还包括备用不间断电源12和控制系统13，其中，控制系统13包括：中央控制器、测距传感器模块、电机控制系统和压力传感器模块。备用不间断电源12与中央控制器电连接，中央控制器又分别与测距传感器模块、电机控制系统和压力传感器模块电连接，测距传感器模块又与测距传感器2(图5中测距传感器)电连接，电机控制系统又分别与第一电机3(图5中的电机1)和第二电机10(图5中的电机2)电连接，压力传感器模块又分别与第一压力传感器4(图5中的压力传感器1)和第二压力传感器7(图5中的压力传感器2)电连接。本领域技术人员能够理解的是，所述控制系统和控制器可以采用任何适当的硬件或软件形式，例如组合逻辑控制器、可编程控制器等，只要能够实现本发明的控制目的即可。
当电池安装在电动汽车上时，备用不间断电源12与车载低压供电电源11电连接，车载低压供电电源11给备用不间断电源12充电；车载低压供电电源11也可以直接与中央控制器电连接，使备用不间断电源12被短路。
下面结合图1至图5对本发明的全自动防尘系统的开闭以及控制原理作简要说明。
当电池包脱离电动汽车车身时，全自动防尘系统与车载低压供电电源11脱离连接，由备用不间断电源12驱动全自动防尘系统，在电池包远离电动汽车的过程中，测距传感器2会不间断地监测电池包的上盖板8与电动汽车车身之间的距离并将信息发送给测距传感器模块，当这个距离大于例如50cm时，测距传感器模块会将信号发送给中央控制器，并由中央控制器控制电机控制系统驱动电机3、10旋转，进而驱动防尘盖板5滑动；当凸台6撞击到第二压力传感器7时，第二压力传感器7向压力传感器模块发送信号，该信号由压力传感器模块发送给中央处理器，并通过中央控制器控制电机控制系统，使电机3、10停止旋转，此时防尘盖板5封闭完毕，实现对快换接头9的密封。
当电池包被装上电动汽车车身时，随着电池包不断地接近电动汽车车身，测距传感器2会不间断地将监测到的距离信息传递给测距传感器模块，当电池包上盖板8与电动汽车的距离小于等于例如50cm时，测距传感器模块会将信号发送给中央控制器，并由中央控制器控制电机控制系统驱动电机3、10旋转，进而驱动防尘盖板5滑动；当凸台6撞击到第一压力传感器4时，第一压力传感器4向压力传感器模块发送信号，该信号由压力传感器模块发送给中央处理器，并通过中央控制器控制电机控制系统，使电机3、10停止旋转，此时防尘盖板5打开完毕，可与电动汽车车身进行安装。
本领域技术人员能够理解的是，在电池包脱离电动汽车车身时，电机3、10驱动防尘盖板5封闭的指令也可以不通过测距传感器2发出，而是通过中央控制器检测到车载低压供电电源11与全自动防尘系统断开连接时，中央控制器再控制电机控制系统驱动电机3、10旋转，从而实现防尘盖板5的封闭。
本领域技术人员还能够理解的是，第一压力传感器4和第二压力传感器7发出信号时，电池包上盖板8与电动汽车车身之间的距离并非一成不变，本领域技术人员可根据电机3、10的驱动防尘盖板5滑动的速度、电池包靠近电动汽车时的速度等因素对该距离进行设定。
本领域技术人员进一步能够理解的是，快换接头9可以是液冷快换接头，也可以是电源快换连接器，还可以是液冷快换接头与电源连接器的组合体。
至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种用于电动汽车快换接头的全自动防尘系统，其特征在于，所述全自动防尘系统包括：
底座，所述底座设置在电池包的快换接头处；
防尘盖板，所述防尘盖板可滑动地安装到所述底座上以便封闭或暴露所述快换接头；
电机，所述电机固定安装在所述底座上，并且所述电机用于驱动所述防尘盖板滑动；
电源，所述电源用于为所述电机供电；
所述全自动防尘系统还包括控制系统，所述控制系统分别与所述电源和所述电机电连接，
其中，所述底座上设置有第一传感器，所述第一传感器与所述控制系统电连接，所述第一传感器用于监测电池包与电动汽车车身之间的距离，以便
所述控制系统能够根据所述第一传感器的检测结果控制所述电机驱动所述防尘盖板滑动，并因此使所述防尘盖板封闭或暴露所述快换接头；
其中，所述底座上还设置有第二传感器，所述第二传感器与所述控制系统电连接，当所述防尘盖板完全封闭或完全打开时，所述第二传感器将到位信号发送给所述控制系统，以便
所述控制系统能够根据所述第二传感器的检测结果控制所述电机停止驱动所述防尘盖板滑动。
2.根据权利要求1所述的用于电动汽车快换接头的全自动防尘系统，其特征在于，所述第二传感器是压力传感器或测距传感器。
3.根据权利要求2所述的用于电动汽车快换接头的全自动防尘系统，其特征在于，所述防尘盖板上设置有齿条，所述电机的输出轴上设置有齿轮，所述齿条与所述齿轮相啮合。
4.根据权利要求3所述的用于电动汽车快换接头的全自动防尘系统，其特征在于，所述防尘盖板上设置有凸台，当所述防尘盖板在所述底座上滑动至末端时，所述凸台与所述压力传感器相抵触。
5.根据权利要求4所述的用于电动汽车快换接头的全自动防尘系统，其特征在于，所述底座上设置有两个压力传感器，所述两个压力传感器分别设置在所述凸台滑行的两个末端位置处。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的用于电动汽车快换接头的全自动防尘系统，其特征在于，所述全自动防尘系统包括两个电机，所述两个电机沿所述防尘盖板的滑动方向对称地设置在所述底座的两侧。
7.根据权利要求6所述的用于电动汽车快换接头的全自动防尘系统，其特征在于，所述控制系统包括中央控制器和分别与所述中央控制器电连接的测距传感器模块、电机控制系统、压力传感器模块。
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