CN109510021A - 快接与托举快接插头机构、组合件、换电站和方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了工件的快接插头机构、工件的托举快接插头机构、工件的快接插头组合件、换电站以及工件的托举快接方法。所述工件的快接插头机构固定在用于存储所述工件的存储仓处，并且所述工件的快接插头机构具有至少一个接口，所述至少一个接口用于与所述工件的相应的至少一个端口连接。本发明的有益之处在于：节省了任何用于使得所述工件的快接插头机构进行运动以便找到所述工件的相应的端口的线性致动器、引导单元或类似机构、尤其是节省了用于驱动电液插头插合的驱动执行元件以及用于导向该电液插头插合的导向元件；结构简单、易于维护；具有精准的定位机能并且保证了所述工件能够很好地连接到所述接口处。

Description

快接与托举快接插头机构、组合件、换电站和方法

技术领域

本发明涉及工件的快接插头领域，尤其是电池包的托举和快接领域，具体而言，涉及一种工件的快接插头机构、具有所述工件的快接插头机构的工件的托举快接插头机构、具有所述工件的快接插头机构的工件的快接插头组合件、具有上述任一种或多种装置的换电站以及利用所述工件的托举快接插头机构来执行的工件的托举快接方法。

背景技术

众所周知，在许多情况下工件或设备同时需要进行连接、例如电气连接和液体连接。在当前应用中，通常将电气连接器与液体连接器单独设置在不同位置处以防止电/液泄漏造成危险和事故。以电动汽车的液冷电池包为例，通常设置有单独的高压电气连接器、低压电气连接器和液体连接器等，其中高压电气连接器用于将电池包的电能输出给车身电机以及向电池包充电时使用，低压电气连接器用于电池包与车身间的低压供电及通讯使用，液体连接器则将来自散热器或水泵的冷却液转送至电池包的冷却水套。

在实际应用中，出于安全性的考虑，电气连接器和液体连接器的插拔方式各不相同。具体地说，虽然都是布置在液冷电池包与电动汽车车身的连接处，但是，高、低压电连接器一般都带有锁止装置，只能通过人工操作才能插拔；而液体连接器一般是装配上去就不能拆卸，以避免冷却液流出而造成冷却液损耗和污染环境。正是因为这些功能上的不同、同时考虑到安全问题，通常将电气连接器与液体连接器单独设计并且布置在不同的接合部位处。

特别是在换电模式下，电池包与车身连接的各种连接器必须具备快速插拔、更换迅速且无需人工干预的特点，以支持全自动化操作。现有技术中亟需一种能够适应换电模式自动化操作的组件；同时，在其它适当的场合中为了组件的结构紧凑和安装方便也需要对现有技术的电气连接器和液体连接器提出改进。

发明内容

本发明的目的在于提供一种工件、特别是电池包的快接插头机构、工件的托举快接插头机构、工件的快接插头组合件、换电站以及工件的托举快接方法，利用它们使得所述工件、特别是电池包能够快速地连接至相应的接口处并且进行相应的作业、例如充电和冷却，同时，所述快接插头机构不需要任何用于使得其进行运动以便找到所述工件的相应的端口的线性致动器、引导单元或类似机构（即所述快接插头机构是固定的）。

此外，本发明还旨在解决或者缓解现有技术中存在的其它技术问题。

本发明通过提供一种工件的快接插头机构、具有所述工件的快接插头机构的工件的托举快接插头机构、具有所述工件的快接插头机构的工件的快接插头组合件、具有上述任一种或多种装置的换电站以及利用所述工件的托举快接插头机构来执行的工件的托举快接方法来解决上述问题，具体而言，根据本发明的一方面，提供了：

一种工件的快接插头机构，其中，所述工件的快接插头机构固定在用于存储所述工件的存储仓处，并且所述工件的快接插头机构具有至少一个接口，所述至少一个接口用于与所述工件的相应的至少一个端口连接。

可选地，根据本发明的一种实施方式，在所述存储仓处构造有支架，所述支架用于固定所述至少一个接口。

可选地，根据本发明的一种实施方式，所述至少一个接口包括液端接口和电端接口。

可选地，根据本发明的一种实施方式，在所述存储仓处分别构造有电端接口支架和液端接口支架，其中，所述电端接口支架和所述液端接口支架分别用于固定所述电端接口和所述液端接口。

可选地，根据本发明的一种实施方式，在所述液端接口处构造有液端接口截止阀，所述液端接口截止阀构造成用于控制液体回路的通断。

可选地，根据本发明的一种实施方式，所述液端接口为冷却液接口。

可选地，根据本发明的一种实施方式，所述至少一个接口在所述存储仓处彼此并排和/或在高度上齐平地布置。

根据本发明的另一方面，本发明提供了一种工件的托举快接插头机构，其中，所述工件的托举快接插头机构包括升降平台，其中，所述升降平台用于将工件运送至上述任一种工件的快接插头机构处并且使得所述至少一个接口与所述至少一个端口连接。

可选地，根据本发明的一种实施方式，所述升降平台以及所述工件的快接插头机构布置在共同的作业平台处。

根据本发明的又一方面，本发明提供了一种工件的快接插头组合件，其中，所述工件的快接插头组合件具有上述任一种工件的快接插头机构以及所述工件，其中，所述至少一个接口能够与所述至少一个端口连接。

可选地，根据本发明的一种实施方式，所述工件包括电池包，所述至少一个端口包括电端端口和液端端口。

根据本发明的一另外的方面，本发明提供了一种换电站，其中，所述换电站包括上述任一种工件的快接插头机构和/或上述任一种工件的托举快接插头机构和/或上述任一种工件的快接插头组合件。

根据本发明的再一方面，本发明提供了一种工件的托举快接方法，其中，所述工件的托举快接方法利用上述任一种工件的托举快接插头机构来执行，其中，利用所述升降平台将所述工件运送至所述工件的快接插头机构处并且使得所述至少一个接口与所述至少一个端口连接。

所提供的工件的快接插头机构、具有所述工件的快接插头机构的工件的托举快接插头机构、具有所述工件的快接插头机构的工件的快接插头组合件、具有上述任一种或多种装置的换电站以及利用所述工件的托举快接插头机构来执行的工件的托举快接方法的有益之处包括：节省了任何用于使得所述工件的快接插头机构进行运动以便找到所述工件的相应的端口的线性致动器、引导单元或类似机构、尤其是节省了用于驱动电液插头（即所述接口、特别是电端接口和液端接口）插合的驱动执行元件以及用于导向该电液插头插合的导向元件；结构简单、易于维护；具有精准的定位机能并且保证了所述工件、特别是电池包能够很好地连接或插合到所述接口、尤其是所述电端接口和所述液端接口处。

附图说明

参考附图，本发明的上述以及其它的特征将变得显而易见，其中，

图1示出了根据本发明的工件的托举快接插头机构和由此工件的快接插头机构的一种实施方式的示意图。

具体实施方式

容易理解，根据本发明的技术方案，在不变更本发明实质精神下，本领域的一般技术人员可以提出可相互替换的多种结构方式以及实现方式。因此，以下具体实施方式以及附图仅是对本发明的技术方案的示例性说明，而不应当视为本发明的全部或者视为对本发明技术方案的限定或限制。

在本说明书中提到或者可能提到的上、下、左、右、前、后、正面、背面、顶部、底部等方位用语是相对于各附图中所示的构造进行定义的，它们是相对的概念，因此有可能会根据其所处不同位置、不同使用状态而进行相应地变化。所以，也不应当将这些或者其他的方位用语解释为限制性用语。此外，术语“第一”、“第二”、 “第三”等或类似表述仅用于描述与区分目的，而不能理解为指示或暗示相应的构件的相对重要性。

参考图1，其示出了根据本发明的工件的托举快接插头机构200和由此工件的快接插头机构100的一种实施方式的示意图。所述工件的快接插头机构100固定在用于存储所述工件的存储仓处，并且所述工件的快接插头机构100具有至少一个接口，所述至少一个接口用于与所述工件的相应的至少一个端口连接。需要说明的是，“工件”一词需要进行广义理解，其不仅涵盖了生产、制造过程中的产品部件或者说加工对象，也包括了需要对其进行任何操作的物体、例如电池包5。不言而喻的是，所述接口的结构形式要与所述端口的结构形式相匹配。此外，所述电池包即为提供动力来源的电源，多指为车辆上用于为驱动车辆移动的电动机提供电力的电能存储装置，作为电动汽车（包括纯电动车辆、混合动力车辆等）的行驶动力来源。由此在本说明书中所述的电池包也就是车辆的动力电池包。

关于所述工件的快接插头机构100在所述存储仓处的固定手段，可选地，在所述存储仓处构造有支架，所述支架用于固定所述至少一个接口，从而使得所述至少一个接口在与所述至少一个端口连接时能够保持稳定，以及相对于所述存储仓保持固定。当然，代替所述支架也可以通过螺纹紧固连接、卡扣连接、焊接、粘接等常规方式进行固定。本领域技术人员知晓以上常规固定方式的特点和优点，在此不再赘述。

在本发明的一种可选的实施方式中，所述至少一个接口包括液端接口2和电端接口1，由此，所述液端接口2和所述电端接口1能够分别与相应的所述至少一个端口相连接。由此可见，在这种实施方式中，所述工件的快接插头机构100能够在电和液两个方面对所述工件进行作业、例如同时进行充放电和冷却作业。

应当理解的是，所述工件的快接插头机构100优选地作为电池包5的快接插头机构来使用。就此而言，所述工件包括电池包5，所述端口包括电端端口3和液端端口4，所述接口包括液端接口2和电端接口1，其中，所述液端接口2用于与所述液端端口4连接，并且所述电端接口1用于与所述电端端口3连接。

应当理解的是，所述电池包5包括亏电电池包5和已充电电池包5，其中，所述已充电电池包5即为需要被例如更换到车辆上的电池包5，而所述亏电电池包5即为例如从车辆上卸载下来的需要被更换的电池包5。在这种情况下，所述电端接口1用于在其与所述电端端口3连接时对所述电池包5进行充电，同时所述液端接口2用于在其与所述液端端口4连接时对所述电池包5例如进行冷却等操作，在冷却的情况下，那么所述液端接口2就为冷却液接口。当然，所述液端接口2也可以构造为用于其它的液体回路。

不言而喻的是，所述液端接口2和所述电端接口1的管路形式为本领域技术人员所知并且在图中示意性地示出。具体而言，在所述液端接口2处示出了两根液端管路和两个所述液端接口2，以用于液体、特别是冷却液的进出，从而实现所述液体回路的循环。此外，所述液端接口2和所述电端接口1的结构形式应当与所述电池包5的相应的端口相匹配，并且本领域人员知晓所述液端接口2、所述电端接口1、所述电端端口3和所述液端端口4的结构形式。例如，所述电端接口1具有PIN针插孔，而所述电端端口3具有PIN针，其中包括高压PIN针和低压PIN针等。在所述电端接口1与所述电端端口3连接时，高低压PIN针将插入所述电端接口1上的PIN针插孔内以实现通电。在本示例中，所述电端端口3具有内部的高压PIN针、低压PIN针及高压互锁针。高压PIN针的端部可以为绝缘材料，可以防手指触摸，它是电池包5高压电源输出和充电接口 ；低压PIN针可以实现低压供电和通讯接口，并有两根较短的PIN针作为高压互锁针，PE针可以实现该电池包5端插头的金属外壳与电池包5壳体等电位连接。相应地，所述电端接口1具有供前述高压PIN针、低压PIN针、高压互锁针及PE针插接的高压PIN针插孔、低压PIN针插孔、高压互锁针插孔及PE针插孔。

不言而喻的是，在所述接口包括液端接口2和电端接口1的情况下，所述支架也应当相应地进行构造，也就是说，在所述存储仓处分别构造有电端接口支架8和液端接口支架6，其中，所述电端接口支架8和所述液端接口支架6分别用于固定所述电端接口1和所述液端接口2。同样地，如上所述那样，代替所述支架也可以通过螺纹紧固连接、卡扣连接、焊接、粘接等常规方式进行固定。

为了保证特别是所述液端接口2与所述工件的相应的端口、例如所述液端端口4之间无泄漏的连接，可选地，在所述液端接口2处构造有液端接口截止阀，所述液端接口截止阀构造成用于控制液体回路的通断。也就是说，在所述液端接口2与所述液端端口4断开之前能够首先通过所述液端接口截止阀来断开所述液体回路，此时液体、特别是冷却液体不会流出，由此避免在断开时发生少量残余液体流出的情况；并且在所述液端接口2与所述液端端口4连接在一起时导通所述液体回路，从而保证了所述液体回路的循环。当然，本领域技术人员知晓所述截止阀的代替方案，例如能够将所述截止阀更换为节流阀等，这均落入了本发明的保护范围。

关于所述接口、特别是所述电端接口1和所述液端接口2彼此之间的布置方案，可选的是，所述接口、特别是所述电端接口1和所述液端接口2在所述存储仓处彼此并排和/或在高度上齐平地布置。这有利于所述接口与所述端口、特别是所述电端接口1与所述电端端口3和所述液端接口2与所述液端端口4的自动化的装拆。可以理解的是，所述接口、特别是所述电端接口1和所述液端接口2能够根据实际情况、例如根据所述工件的相应的端口的布置方案而进行适应性改变，例如将所述接口、特别是所述电端接口1和所述液端接口2布置在同一平面或不同平面中。甚至在所述接口、特别是所述电端接口1和所述液端接口2具有多个管路的情况下（如图所示那样），例如能够使得所述接口中的一个、多个或全部、例如所述液端接口2不是如图中那样横向布置，而是与图纸平面成角度地布置。就此而言，所述接口、特别是所述电端接口1和所述液端接口2能够根据实际情况倾斜、和/或翻转布置。

此外，在图中还能够看出的是，在所述存储仓处构造有止挡部件9、10。所述止挡部件9、10用于将所述工件、特别是电池包5在与所述接口连接之后对所述工件的位置进行限定，以防所述工件移位或者甚至掉落出来。所述止挡部件9、10的位置能够根据实际所要达到的目的/效果以及根据所述工件在所述存储仓中的位置以及所述存储仓本身的结构和工作原理来决定。例如，所述止挡部件9、10能够在存储仓处设置在所述工件、特别是电池包5的侧边、尤其是纵向侧边处，以便防止所述电池存储（涵盖了充电、冷却）在所述存储仓中时发生不期望的侧向落出。

应当理解的是，本发明的工件的快接插头机构100可装设在工件的托举快接插头机构200（所述工件的托举快接插头机构顾名思义相对于所述工件的快接插头机构多了托举功能）处，其中，所述工件的托举快接插头机构200还包括升降平台（也就是说所述升降平台实现了所述托举功能），其中，所述升降平台用于将所述工件运送至所述工件的快接插头机构100处并且使得所述至少一个接口与所述至少一个端口连接。

需要说明的是，所述升降平台能够与所述工件的快接插头机构100固定在同一零件、例如所述存储仓上，也可以彼此分开地进行固定。在图中所示的分开固定的情况下，为了实现所述升降平台和所述工件的快接插头机构100的较好的配合，使得所述升降平台以及所述工件的快接插头机构100布置在共同的作业平台处。其中，“作业”应当广义理解，其含义例如涵盖了为完成生产、制造等方面的既定任务而进行的或为实现特定目标而进行的活动。这有利于所述升降平台以及所述工件的快接插头机构100能够高效地一同对所述工件实现某种或某些作业、例如对所述电池包5进行托举以及随后的充电、冷却作业。此外，所述升降平台除了其名称明确所包含的升降功能以外也不排除具有其它功能，例如所述升降平台还能够进行平移、倾斜和/或翻转运动（即浮动运动），以便更好地将所述工件、特别是电池包5以所述端口连接至所述接口处。可以理解，在所述存储仓和/或所述工件处能够构造有定位器件、例如定位孔，并且所述升降平台处能够构造有与所述定位器件相配合作用的定位配对器件、例如定位销，从而精确地建立所述工件、特别是电池包与所述存储仓的位置关系以及进而所述端口与所述接口的连接、特别是液电插合。

应当理解的是，所述的工件的快接插头机构100还能够与所述工件一起构造成工件的快接插头组合件，其中，所述至少一个接口能够与所述至少一个端口连接。在所述工件的快接插头机构100作为电池包5的快接插头机构来使用的情况下，那么所述工件包括电池包5，所述至少一个端口包括电端端口3和液端端口4，由此，所述液端接口2用于与所述液端端口4连接，并且所述电端接口1用于与所述电端端口3连接。并且，所述工件的快接插头机构100和/或所述工件的托举快接插头机构200和/或所述工件的快接插头组合件能够装设在所述换电站中。此外，能够利用所述工件的托举快接插头机构200来执行工件的托举快接方法，其中，利用所述升降平台将所述工件运送至所述工件的快接插头机构100处并且使得所述接口与所述端口连接。应当理解的是，前文关于所述工件的快接插头机构100所述的应用方式、特征描述和优点也能够适用于本发明所要声明的其它主题，在此不再赘述。

综上所述，所提供的工件的快接插头机构、具有所述工件的快接插头机构的工件的托举快接插头机构、具有所述工件的快接插头机构的工件的快接插头组合件、具有上述任一种或多种装置的换电站以及利用所述工件的托举快接插头机构来执行的工件的托举快接方法的有益之处包括：节省了任何用于使得所述工件的快接插头机构进行运动以便找到所述工件的相应的端口的线性致动器、引导单元或类似机构、尤其是节省了用于驱动电液插头（即所述接口、特别是电端接口和液端接口）插合的驱动执行元件以及用于导向该电液插头插合的导向元件；结构简单、易于维护；具有精准的定位机能并且保证了所述工件、特别是电池包5能够很好地连接或插合到所述接口、尤其是所述电端接口和所述液端接口处。

应当理解的是，所有以上的优选实施例都是示例性而非限制性的，本领域技术人员在本发明的构思下对以上描述的具体实施例做出的各种改型或变形都应在本发明的法律保护范围内。

Claims (13)

1.一种工件的快接插头机构（100），其特征在于，所述工件的快接插头机构（100）固定在用于存储所述工件的存储仓处，并且所述工件的快接插头机构（100）具有至少一个接口，所述至少一个接口用于与所述工件的相应的至少一个端口连接。

2.根据权利要求1所述的工件的快接插头机构（100），其特征在于，在所述存储仓处构造有支架，所述支架用于固定所述至少一个接口。

3.根据权利要求1所述的工件的快接插头机构（100），其特征在于，所述至少一个接口包括液端接口（2）和电端接口（1）。

4.根据权利要求3所述的工件的快接插头机构（100），其特征在于，在所述存储仓处分别构造有电端接口支架（8）和液端接口支架（6），其中，所述电端接口支架（8）和所述液端接口支架（6）分别用于固定所述电端接口（1）和所述液端接口（2）。

5.根据权利要求3所述的工件的快接插头机构（100），其特征在于，在所述液端接口（2）处构造有液端接口截止阀，所述液端接口截止阀构造成用于控制液体回路的通断。

6.根据权利要求3所述的工件的快接插头机构（100），其特征在于，所述液端接口（2）为冷却液接口。

7.根据权利要求1所述的工件的快接插头机构（100），其特征在于，所述至少一个接口在所述存储仓处彼此并排和/或在高度上齐平地布置。

8.一种工件的托举快接插头机构（200），其特征在于，所述工件的托举快接插头机构（200）包括升降平台，其中，所述升降平台用于将工件运送至根据权利要求1-7中任一项所述的工件的快接插头机构（100）处并且使得所述至少一个接口与所述至少一个端口连接。

9.根据权利要求8所述的工件的托举快接插头机构（200），其特征在于，所述升降平台以及所述工件的快接插头机构（100）布置在共同的作业平台处。

10.一种工件的快接插头组合件，其特征在于，所述工件的快接插头组合件具有根据权利要求1-7中任一项所述的工件的快接插头机构（100）以及所述工件，其中，所述至少一个接口能够与所述至少一个端口连接。

11.根据权利要求10所述的工件的快接插头组合件，其特征在于，所述工件包括电池包（5），所述至少一个端口包括电端端口（3）和液端端口（4）。

12.一种换电站，其特征在于，所述换电站包括根据权利要求1-7中任一项所述的工件的快接插头机构（100）和/或根据权利要求8或9所述的工件的托举快接插头机构（200）和/或根据权利要求10或11所述的工件的快接插头组合件。

13.一种工件的托举快接方法，其特征在于，所述工件的托举快接方法利用根据权利要求8或9所述的工件的托举快接插头机构（200）来执行，其中，利用所述升降平台将所述工件运送至所述工件的快接插头机构（100）处并且使得所述至少一个接口与所述至少一个端口连接。