CN115891749A - 定位件、换电设备及使用换电设备的解锁方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种定位件、换电设备及使用换电设备的解锁方法，该定位件设置在换电设备上，用于换电设备对电动汽车进行电池更换时实现换电设备与电动汽车之间的定位，电动汽车上设有定位匹配件，定位件包括定位件本体，定位件本体上开设有容纳区域，还包括：设置在容纳区域内的检测元件，检测元件用于换电设备对电动汽车进行电池更换时检测定位件与定位匹配件是否配合到位及包括其的换电设备、对应的解锁方法。定位件与车身上的定位匹配件配合使用，利用检测元件检测定位件是否与定位匹配件配合到位，即定位件与定位匹配件之间的间距是否符合要求，以达到定位件与定位匹配件之间稳定的配合状态，实现可靠的解锁与加锁的目的，保证解锁成功率。

Description

定位件、换电设备及使用换电设备的解锁方法

技术领域

本发明涉及车辆换电领域，特别涉及一种定位件、换电设备及使用换电设备的解锁方法。

背景技术

现在，电动汽车越来越受到消费者的欢迎，在电动车普及的时代，换电作为解决电动车续航问题的可行办法之一，具有方便快捷的优点，目前已被广泛使用。而在换电时，除电池包本身的电池容量和安全因素之外，最重要的则是换电的成功率以及整个系统中换电部件的使用寿命。

电池包通过锁止机构锁定在车上，现有技术通过换电设备对电动汽车上的电池报进行更换，换电设备上设有解锁机构，用于对锁止机构进行解锁，现有技术存在换电设备与电动汽车对位不准确导致解锁机构无法实现对锁止机构解锁的问题。

然而，现有技术中，由于电动汽车的型号不同，导致车辆本身的结构设计也不相同，故换电设备执行解锁操作时，换电设备上的解锁机构相对于水平面的高度也会有所不同，若无法使得换电设备与电动汽车的车身支架、电池包在高度方向上配合到位，将导致解锁失败，从而极大程度地影响解锁的成功率。

发明内容

本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中换电设备上的定位件与电动汽车上的定位匹配件配合不到位而导致解锁成功率低的技术问题，提供一种定位件、换电设备及使用换电设备的解锁方法，能够提高解锁成功率。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：

一种定位件，设置在换电设备上，用于换电设备对电动汽车进行电池更换时实现换电设备与电动汽车之间的定位，电动汽车上设有定位匹配件，所述定位件包括定位件本体，所述定位件本体上开设有容纳区域，还包括：

设置在所述容纳区域内的检测元件，所述检测元件用于换电设备对电动汽车进行电池更换时检测所述定位件与所述定位匹配件是否配合到位。

在本发明中，通过上述结构形式，采用定位件与车辆上的定位匹配件(二级锁或定位块)配合使用，利用检测元件检测定位件是否与定位匹配件配合到位，即定位件与定位匹配件之间的间距是否符合要求，以在换电设备执行解锁操作之前达到定位件与定位匹配件之间稳定的配合状态，便于换电设备对电动汽车上的锁止机构进行，提高解锁成功率。

较佳地，所述定位件本体上设有安装结构，所述定位件通过所述安装结构安装于换电设备上；

其中，所述安装结构上开设有至少一个位置调节机构，所述位置调节机构用于调节定位件本体相对于定位匹配件在水平方向上的相对位置。

在本发明中，通过上述结构形式，提供一种安装上述定位件的连接结构并可实现定位件本体相对于定位匹配件在水平方向上的位置调节，从而能够灵活的调整定位件本体与定位匹配件在水平方向上的距离。

较佳地，所述位置调节机构为开设在所述安装结构上的调节孔，所述调节孔的延伸方向为垂直于所述定位匹配件所在的竖直平面的方向，所述调节孔通过紧固件设置在所述换电设备上。

在本发明中，提供一种位置调节结构的具体实施方式，以实现定位件本体相对于定位匹配件在水平方向上的位置调节，保证解锁时，定位件本体可以顺利插入电池包与车身支架之间，若发现定位件本体无法插入电池包与车身支架之间时，可以松开紧固件，调节定位件本体的位置，然后再拧紧紧固件即可。

较佳地，安装结构为安装板，定位件本体远离容纳区域的一端连接于安装板上；

调节孔至少为两个且分别位于定位件本体的两侧。

在本发明中，通过采用上述定位件结构，通过在定位件本体的两侧设置多个位置调节孔，能够使得定位件本体与更加稳定的固定。

较佳地，所述定位件本体的第一端处开设有一朝向定位件本体内部凹陷的容纳口，用于容纳所述定位匹配件，所述定位件本体的第二端设置于所述换电设备；

容纳口构成容纳区域。

在本发明中，通过采用上述定位件结构，检测元件检测定位件是否与定位匹配件配合到位。

较佳地，容纳口内设有朝向定位件本体凹陷的检测口，检测口用于容纳检测元件。

在本发明中，通过设置检测口以容纳检测元件，起到保护检测元件的效果，提高检测结果的稳定性与可靠性。

较佳地，检测元件的表面不突出于容纳口的内壁。

在本发明中，通过采用上述结构，检测元件完全设置于检测口内，保护检测元件，避免其与定位匹配件刚性接触导致损坏，以保证检测结果的稳定性与可靠性。

较佳地，定位件本体上开设有与检测口连通的排线孔，排线孔供检测元件的信号线穿过。

在本发明中，通过采用上述定位件结构，排线孔能够供检测元件的信号线穿过，从而方便电气工程师布线，不用额外购置电线的包扎带。

较佳地，所述排线孔为两个，所述排线孔开设在检测口的侧壁上，且两个所述排线孔分别位于所述检测元件的两侧。

在本发明中，通过上述结构形式，根据电气工程师不同的电路布置，可以从不同的方向对信号线进行安排。

较佳地，所述容纳口具有供所述定位匹配件进入所述容纳口的开口端，所述容纳口的内壁靠近所述开口端处设有相对设置的两个第一斜面；

沿着定位件本体的第二端指向定位件本体的第一端的方向，两个所述第一斜面逐渐远离。

在本发明中，该第一斜面能够在定位件与定位匹配件相互靠近进行匹配时起到导向作用。

较佳地，第一斜面与定位件本体的第一端的连接处平滑过渡。

在本发明中，通过采用上述定位件结构，提升能够实现定位导向的解锁范围，进一步降低了对定位精度的要求，并延长定位件的使用寿命。

较佳地，定位件本体的第一端靠近第一斜面的两侧面设有第二斜面，第二斜面所在平面相对于定位件本体所在平面倾斜设置。

在本发明中，通过采用上述定位件结构，由于电池包的尺寸不同、电池放置位置不同，可以避免在定位件与定位匹配件相互靠近过程中，防止定位件与电池包产生碰撞，从而大幅降低了对定位精度的要求。而且第二斜面也可以在定位件伸入电池包与车身支架之间的缝隙时，起到导向作用。

较佳地，容纳区域包括底壁和侧壁，检测元件设置在底壁上，用于测量定位匹配件与检测元件之间的距离。

在本发明中，通过采用上述定位件结构，提供一种检测元件的设置方式，通过检测定位匹配件与检测元件之间的距离判断定位匹配件与定位件是否配合到位。

较佳地，容纳区域包括底壁和侧壁，检测元件设置在侧壁上，当定位匹配件与定位件配合到位时，检测元件处于被触发的状态。

在本发明中，通过采用上述定位件结构，提供一种检测元件的设置方式，通过检测定位匹配件是否触发检测元件判断定位匹配件与定位件是否配合到位。

较佳地，检测元件包括视觉传感器、霍尔传感器或光电传感器中的至少一种。

较佳地，定位匹配件为电池包的定位块或二级锁。

一种换电设备，包括车辆定位部和电池定位部，车辆定位部用于换电设备与车辆之间的定位，电池定位部用于承载电池包并带动电池包移动，车辆定位部设有如上的定位件。

在本发明中，通过上述结构形式，使该换电设备能够利用上述定位件实现对定位匹配件在高度方向上的定位，并精确检测定位匹配件是否到位，实现提高换电设备的解锁成功率，达到可靠解锁的目的。

一种使用如上的换电设备的解锁方法，用于实现车辆的电池更换，包括以下步骤：

S1：调整换电设备相对于车辆在水平方向上的位置，使定位件的容纳区域对准车辆上的定位匹配件；

S2：调整换电设备相对于车辆在高度方向上的位置，通过检测元件检测定位匹配件与定位件是否配合到位，若是，则换电设备执行解锁操作。

在本发明中，通过上述步骤，使该解锁方法提供一种仅在定位匹配件与定位件配合到位的情况下才开始解锁的解锁方法，即只有先保证换电设备的解锁机构与车身支架上的锁止机构在高度方向上匹配，才可以进行解锁操作，大大提高了解锁成功率，实现可靠解锁的目的。

较佳地，步骤S2中的检测元件检测定位匹配件与定位件是否配合到位的步骤具体为：

检测元件获取其与定位匹配件之间的相对距离L₁，并判断相对距离L₁是否属于预设距离范围内。

在本发明中，由于不同车型的车架尺寸、高度、位置均可能有所变化，从而通过对检测元件与定位匹配件之间的间距设置一个预设距离范围，当检测元件与定位匹配件之间的距离处于预设距离范围内时，则认为定位件与定位匹配件处于配合到位的状态，从而保证后续解锁操作成功率。

较佳地，步骤S2中的检测元件检测定位匹配件与定位件是否配合到位的步骤具体为：

获取检测元件的状态，若检测元件处于已被触发的状态。

在本发明中，通过上述步骤，提供另外一种判断定位匹配件与定位件是否配合到位的方式。

较佳地，车辆上设有一级锁，一级锁具有一级锁槽和一级锁舌，步骤S2中的解锁操作包括：

S31：换电设备带动电池包朝向远离一级锁槽的开口方向移动第一距离，使一级锁舌与电池包的锁轴之间存在间隙。

在本发明中，通过采用上述步骤，在解锁之前先使电池包的锁轴和对应处的一级锁舌或二级锁舌分离，从而使得一级锁舌或二级锁舌能够在换电设备上的解锁机构的带动下，打开一级锁槽或二级锁槽，防止解锁时锁轴与对应处的一级锁舌或二级锁舌仍处于抵接状态而导致两者发生磨损。

较佳地，解锁操作还包括：

S32：换电设备带动电池包朝向靠近一级锁槽的开口方向移动第二距离后，电池包从车辆上脱落。

在本发明中，通过采用上述步骤，通过电池托盘移动电池包的锁轴在一级锁槽内的位置，直至锁轴移动至一级锁槽的开口上方，在此处，由于一级锁槽不再给锁轴提供支撑力，故电池包在重力的作用下将换电设备上的电池托盘下压，从而锁轴与一级锁槽脱离，即电池包从车辆上脱落。

较佳地，换电设备包括解锁件，一级锁具有与一级锁舌相连的锁连杆，锁连杆用于带动一级锁舌打开或锁住一级锁槽的开口，步骤S31中的换电设备带动电池包朝向远离一级锁槽的开口方向移动第一距离之后，包括：

S311：解锁件顶起锁连杆，锁连杆带动一级锁舌移动并打开一级锁槽的开口。

在本发明中，通过采用上述步骤，提供一种能够在解锁件提供的弹性支撑力的作用下方便、快速地打开一级锁槽的解锁方法。

较佳地，当步骤S2中检测元件检测到定位匹配件与定位件配合到位时，解锁件处于受压状态。

在本发明中，通过采用上述步骤，在解锁之前先将解锁顶杆压缩蓄能，保证解锁成功率的同时避免磨损一级锁舌和锁轴。

本发明的积极进步效果在于：该定位件与车辆上的定位匹配件(二级锁或定位块)配合使用，利用检测元件检测定位件是否与定位匹配件配合到位，即定位件与定位匹配件之间的间距是否符合要求，以达到定位件与定位匹配件之间稳定的配合状态，实现可靠的解锁与加锁的目的，保证解锁成功率。

附图说明

图1为本发明实施例1中的定位件的整体结构的立体示意图。

图2为本发明实施例1中的定位件与二级锁配合到位时的侧视图。

图3为本发明实施例1中的定位件与二级锁配合到位时的立体示意图。

图4为本发明实施例1中的定位件设置于车辆定位部时的结构示意图。

图5为本发明实施例2中的定位件的检测口的局部示意图。

图6为本发明实施例3中的定位件上端的顶起部的局部示意图。

图7为本发明实施例5中的解锁件与一级锁解锁时的局部示意图。

图8为本发明实施例5中的换电设备的解锁方法的流程图。

图9为本发明实施例6中的换电设备的解锁方法的流程图。

附图标记说明：

定位件 100

定位件本体 101

二级锁 210

二级锁槽 211

二级锁舌 212

活动端 212a

转轴端 212b

容纳口 3

容纳区域 31

内壁 32

侧壁 321

底壁 322

检测口 4

检测元件 5

安装板 61

调节孔 62

排线孔 7

信号线 8

第一斜面 91

第二斜面 92

圆角过渡区域 93

车辆定位部 300

车身支架 400

一级锁 500

解锁块 510

锁连杆 520

一级锁槽 530

一级锁舌 540

锁轴 550

解锁件 600

具体实施方式

下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在的实施例范围之中。

【实施例1】

本实施例提供一种换电设备，该换电设备用于对电动汽车进行电池的更换，换电设备上设有定位件100。车辆定位部300用于实现换电设备与车辆之间的定位，电池定位部用于承载电池包并带动电池包移动，也称为电池托盘，车辆定位部300上设有该定位件。电动汽车上设有锁止机构，电池包通过设置在电动汽车的车身支架400上的锁止机构锁止于电动汽车上，换电设备上设有解锁机构，换电设备通过解锁机构对锁止机构进行解锁以解除电动汽车上电池包的锁定或实现电池包锁止在电动汽车上。其中，定位件还可实现在换电设备对电动汽车进行电池更换时实现换电设备与车辆之间的定位。

具体地，如图1-4所示，本实施例中的定位件100。定位件100包括呈板状体的定位件本体101，在定位件本体101开设有容纳区域31。电动汽车上设有定位匹配件，定位件100还包括设置在容纳区域31内的检测元件5，检测元件5用于在换电设备对电动汽车进行电池包更换时检测定位件100与车辆上的定位匹配件是否配合到位。

本实施例中，定位匹配件为锁止机构的二级锁210，利用检测元件5检测定位件100是否与二级锁210配合到位，即两者之间的间距是否符合要求，以达到定位件100与二级锁210之间稳定的配合状态，从而实现可靠的解锁与加锁的目的，保证解锁成功率。

具体地，如图1-4所示，定位件本体101的第一端(即上端)处开设有一朝向定位件本体101内部凹陷的容纳口3，用于容纳车身支架400上的二级锁210，即供车身支架400上的二级锁210伸入并与之相匹配，定位件本体101的第二端(即下端)通过安装结构设置于换电设备的车辆定位部300上，容纳口3构成该容纳区域31。即定位件本体101上设有安装结构，定位件100通过安装结构安装于换电设备的车辆定位部300上。安装结构上开设有至少一个位置调节机构，本实施例中，位置调节机构为6个，位置调节机构用于调节定位件本体101相对于二级锁210在水平方向上的相对位置。

在其他具体实施方式中，安装结构上位置调节机构的数量不局限于本示例，可以根据实际情况进行增减，此处不再赘述。

具体地，如图1-4所示，安装结构为安装板61，定位件本体101垂直设置于该安装板61的中间位置，即安装板61向外延伸至定位件本体101的两侧位置且定位件本体101远离容纳区域的一端连接于安装板61上。位置调节机构为开设在安装板61上的调节孔62，该调节孔62为长圆孔。调节孔62的延伸方向为垂直于二级锁210所在的竖直平面的方向，即调节孔62的延伸方向与安装板61向外延伸的方向相同，且六个调节孔62分为两组，两组调节孔62分别位于定位件本体101的两侧，即定位件本体101的第一侧对应的安装板61处开设有三个调节孔62，定位件本体101的第二侧对应的安装板61处还开设有三个调节孔62，每个调节孔62均通过紧固件设置在换电设备的车辆定位部300上。本实施例中，紧固件为螺栓。通过在安装板61上设置多个调节孔62，能够使定位件本体101的固定效果更加稳定，在颠簸、冲击等情况下，防止定位件100发生偏移或转动。同时，在发现定位件100由于出现偏移而无法伸入电池包与车身支架400之间时，可以先拧松螺栓，将定位件本体101调整到合适的位置后，再拧紧螺栓将定位件本体101定位即可，实现定位件本体101相对于二级锁210在水平方向上的位置调节，调节过程比较简单，保证在解锁或者加锁时，定位件本体101可以顺利插入电池包与车身支架400之间。

在其他具体实施方式中，调节孔62的数量也可以是两个、三个、四个甚至更多，或者这些调节孔62也可以均设置在定位件本体的同侧，只要能够将定位件本体101通过安装结构固定在车辆定位部300上且能够实现水平方向上的位置调节即可，此处不再赘述。

为了方便组装，定位件100的定位件本体101与安装结构一体成型，当然，定位件本体101与安装结构是分体的这种实施方式也是可以的。

如图1-4所示，在本实施例中，该容纳口3内设有朝向定位件本体101凹陷的检测口4，容纳区域31的内壁32包括底壁322和侧壁321，此时检测口4设置在底壁322对应二级锁210的行进路径的位置处，检测元件5设置在该检测口4内，用于测量二级锁210与检测元件5之间的距离。

当二级锁210进入容纳区域31时，检测元件5测量检测元件5与二级锁210之间的距离。由于容纳区域31在检测过程中需要容纳二级锁210，检测元件5的上表面不突出于容纳口3的内壁32，即检测元件5完全位于该检测口4内，以避免检测元件5与二级锁210的锁基座发生碰撞，这样可以有效避免在检测元件5失灵时，二级锁210过度位移而导致检测元件5损坏。也就是说，至少在二级锁210位移到容纳口3的底壁322时，检测元件5不会受到撞击或挤压。在本实施例中，检测元件5为霍尔传感器，二级锁210上设有磁钢，在其他具体实施方式中，二级锁210也可以不设置磁钢，而是采用磁性材料制成。霍尔传感器与二级锁210相匹配用于实时获取检测元件5与二级锁210之间的距离，进而可以判断二级锁210与定位件100是否达到稳定的配合状态。

检测原理如下：当磁钢靠近或远离霍尔传感器时，霍尔传感器能够根据磁感应强度的变化确定磁钢与霍尔传感器之间的距离，并以此为根据判断二级锁210与定位件100是否已经配合到位。

本领域技术人员应当理解，检测元件5的位置和种类是与检测方法相关的。对于不同的检测需求，本领域技术人员可以采用不同的检测方法，也采用不同种类的检测元件5，或者设置在不同的位置。

如图2所示，本实施例中对于车辆上的二级锁210，给出了具体结构，二级锁210具有二级锁槽211和二级锁舌212，定位件100则作用于二级锁舌212的活动端212a，即二级锁舌212的伸出端，以打开电池包的锁轴550进出二级锁槽211的通道。

二级锁210与定位件100配合实现二级锁210的解锁过程如下：

此时电池包的锁轴550位于二级锁210的二级锁槽211内，二级锁210的底部在匹配过程中进入容纳区域31，定位件100在二级锁210进入容纳区域31后，顶起二级锁舌212的活动端212a，此时二级锁舌212绕转轴端212b翻转，从而打开二级锁槽211的开口处，完成二级锁210解锁的过程，从而电池包的锁轴550可以从二级锁槽211的开口处脱出，最终实现电池包与车辆的车身支架400的分离。

二级锁210与定位件100配合实现二级锁210的加锁过程如下：

此时电池包的锁轴550位于二级锁210的二级锁槽211外，二级锁210的底部在匹配过程中进入容纳区域31，定位件100在二级锁210进入容纳区域31后，顶起二级锁舌212的活动端212a，此时二级锁舌212绕转轴端212b翻转，从而打开二级锁槽211的开口处，从而电池包的锁轴550可以从二级锁槽211的开口处进入二级锁槽211内，最终实现将电池包锁在车辆的车身支架400上。

【实施例2】

如图5所示，本实施例提供一种与实施例1结构相近的换电设备，其整体结构与功能和实施例1中的换电设备基本相同，区别之处在于：

在本实施例中，检测元件5需要通过电路与换电站内的控制单元连接，因此定位件100的定位件本体101上开设有与检测口4连通的排线孔7，排线孔7供检测元件5的信号线8穿过。具体的，排线孔7为两个，排线孔7开设在检测口4的侧壁上，且两个排线孔7分别位于检测元件5的两侧。

考虑到电路布线的需求，在不影响定位件100结构强度的同时，本实施例在检测口4的侧壁均开设有贯通的排线孔7，使信号线8可以从检测口4经过该排线孔7通向定位件100的外侧。而且由于本实施例中是在检测口4的两侧的侧壁上均开设排线孔7，工程师在现场安装时可以按照不同的电路布置，选择任意一个排线孔7穿设信号线8，即从不同的方向对信号线8进行安排，方便电气工程师布线，同时开设该排线孔7可以使得在现场安装时不用额外购置用于定位该信号线8的扎带。

在其他具体实施方式中，也可以只在检测口4的其中一侧的侧壁上开设排线孔7，同样可以起到容纳检测元件5的信号线8的作用，此处不再赘述。

【实施例3】

本实施例提供一种与实施例1或2结构相近的换电设备，其整体结构与功能和实施例1或2中的换电设备基本相同，区别之处在于：

本实施例中，结合图2与图6所示，容纳口3具有供定位匹配件进入容纳口3的开口端，容纳口3的内壁32靠近容纳口3的开口端处设有相对设置的两个第一斜面91，沿着定位件本体101的第二端指向定位件本体101的第一端的方向(即图6的竖直向上的方向)，两个第一斜面91逐渐远离。第一斜面91与定位件本体101的第一端(图6的定位件本体101的上端)的连接处平滑过渡。

具体地，本实施例中的容纳口3的内壁32上沿，即定位件100的容纳口3的侧壁321上沿，具有第一斜面91。且第一斜面91朝向容纳口3外侧倾斜，并且斜向上设置。上述结构在定位匹配件进入容纳区域31时，可以起到导向的作用。在定位匹配件初始位置有微小误差时，第一斜面91能够顺利引导其进入容纳区域31。

在本实施例中，第一斜面91与定位件100上端的连接处是圆滑过渡的，过渡区域经过倒圆角加工处理。在定位件100上端引导定位匹配件的过程中，该圆角过渡区域93进一步降低了对定位精度的要求，同时还能够最大程度降低定位件100与定位匹配件的磨损，延长定位件100的使用寿命。

为了使得该定位件100在加锁和解锁过程中更加顺利的进入电池包与车身支架400之间，如图6所示，本实施例中的定位件100的上端靠近第一斜面91的两侧面设有第二斜面92，第二斜面92所在平面相对于定位件100所在平面倾斜设置，具体的，沿着容纳口3的开口方向，两个第二斜面92逐渐靠近。

在本实施例中，由于电池包的尺寸不同、电池放置位置不同，定位件100与定位匹配件在相互靠近过程中，定位件100可能会与电池包或车身支架400产生碰撞，而第二斜面92可以有效引导定位件100避开电池包或车身支架400，从而大幅降低了对定位精度的要求，同时第二斜面92也可以在定位件100伸入电池包与车身支架400之间的缝隙时，起到导向作用。

【实施例4】

本实施例提供一种与实施例1～3中任一结构相近的换电设备，其整体结构与功能和实施例1～3中的任一换电设备基本相同，区别之处在于：

本实施例中的检测元件5设置在容纳区域31的侧壁321上，而不是底壁322上。该检测元件5用于测量定位匹配件与定位件100是否配合到位。具体的，检测口4也设置在侧壁321上且检测元件5完全容纳于该检测口4内。

本实施例的检测元件5判断定位匹配件与定位件是否配合到位的原理如下：

当定位匹配件进入容纳区域31时，侧壁321上的检测元件5检测检测元件5前方是否被定位匹配件遮挡，若遮挡，则检测元件5被触发，此时认为定位件100与定位匹配件配合到位。

在本实施例中，检测元件5为光电传感器，该光电传感器为红外线传感器。当定位匹配件到达预设位置时，光电传感器恰好被遮挡，此时光电传感器能够以此为根据判断得到定位匹配件已经到位。显然，为了实现上述功能，本实施例中的光电传感器需要设置在容纳区域31的侧壁321对应定位匹配件与定位件100配合到位时的位置。通常在安装后需要进行测试，来验证是否存在无法检测到定位匹配件的情况，在误差允许范围内，可以稍作调整，以提高光电传感器的检测成功率。

在其他实施例中，检测元件5也可以是视觉传感器、激光传感器或者其他的光电传感器，此处不再赘述。

【实施例5】

如图8所示，本实施例提供一种换电设备的解锁方法，用于实现车辆的电池更换，其适用于实施例1～3中任一的换电设备，包括车辆定位部300及电池定位部，车辆定位部300用于换电设备与车辆之间的定位，该换电设备的车辆定位部300上还设有解锁机构，该解锁机构包括解锁件600，即解锁件600与定位件100均设置于车辆定位部300上。车辆的车身支架400上的锁止机构包括除了二级锁210外，还包括一级锁500，解锁件600用于对一级锁500进行解锁或加锁。

具体的，如图7所示，一级锁500包括一级锁槽530、一级锁舌540及与一级锁舌540相连的锁连杆520。解锁件600与锁连杆520上的解锁块510配合，带动一级锁舌540打开或锁住一级锁槽530的开口，实现一级锁500的解锁或加锁，一级锁舌540与锁连杆520相连，通过解锁件600的顶部顶起锁连杆520带动一级锁舌540的形式来解锁。如图2与图3所示，二级锁210包括二级锁槽211和二级锁舌212，定位件100的上端作用于二级锁210的二级锁舌212的活动端212a，即二级锁舌212的伸出端，以带动二级锁舌212转动的形式来解锁。

在锁止状态下，电池包上的多根锁轴550被对应限位于相应位置处的一级锁槽530或二级锁槽211内。

如图8所示，本实施例中的解锁方法包括如下步骤：

S1：调整换电设备相对于车辆在水平方向上的位置，使定位件的容纳区域31对准车辆上的定位匹配件，本实施例中，定位匹配件为二级锁210；

在上述步骤S1中，通过调节车辆定位部300相对于车辆沿着电动汽车的长度方向上的位置，从而使得车辆定位部300上的解锁件100对应一级锁500的解锁块510、车辆定位部300上的定位件100的容纳区域31对准车身支架400上的二级锁210，以提高解锁机构的解锁成功率。

S2：调整换电设备相对于车辆在高度方向上的位置，通过检测元件检测定位匹配件与定位件是否配合到位，若是，则换电设备执行解锁操作。

其中，步骤S2中的检测元件检测二级锁210与定位件是否配合到位的步骤具体为：检测元件获取其与定位匹配件之间的相对距离L₁，并判断相对距离L₁是否属于预设距离范围内。

本实施例中的解锁方法能够确保仅在二级锁210与定位件100配合到位的情况下才开始进行一级锁500与二级锁210的解锁过程，从而实现可靠解锁的目的。

进一步地，由于不同车型的车架尺寸、高度、位置均可能有所变化，需要对检测元件与二级锁210之间的间距设置一个预设距离范围L₀。当检测元件与二级锁210之间的距离L₁处于预设距离范围内即L₁≤L₀时，就可以认为定位件100与二级锁210处于配合到位的状态，从而保证后续解锁操作成功率。例如，预设距离范围L₀为10mm，在二级锁210与定位件100不断相互靠近的过程中，检测元件连续检测检测元件与二级锁210之间的间距L₁，并实时判断L₀与L₁的大小关系，当某一时刻检测元件获取到的L₁＝9.5mm，且第一次判断得到L₁≤L₀的结果，此时即认为二级锁210与定位件100配合到位，并停止调整二级锁210与定位件100在高度方向上的位置，开始对电池包进行解锁。

进一步地，如图8所示，本实施例中，步骤S2中的解锁操作包括如下步骤：

S31：换电设备带动电池包朝向远离一级锁槽530的开口方向移动第一距离，使一级锁舌540与电池包的锁轴550之间存在间隙；

S32：换电设备带动电池包朝向靠近第一锁槽的开口方向移动第二距离后，电池包从车辆上脱落。

进一步地，步骤S31中的换电设备带动电池包朝向远离一级锁槽530的开口方向移动第一距离之后，还包括：

S311：解锁件600顶起锁连杆520，锁连杆520带动一级锁舌540移动并打开一级锁槽530的开口。

在本实施例中，解锁之前先通过步骤S31实现换电设备先带动电池包朝向远离一级锁槽530的开口方向移动第一距离，即实现电池包的锁轴550的预推，使电池包上的锁轴550和一级锁舌540分离，防止解锁时两者仍处于抵接状态而发生磨损。然后步骤S311中由于解锁件600在此时已顶起锁连杆520，一级锁舌540在经过步骤S31后失去锁轴550阻挡其转动的力后向上转动，打开一级锁槽530的开口，最后通过步骤S32实现换电设备带动电池包朝向靠近一级锁槽530的开口方向移动第二距离后，此时电池包的锁轴550移动至一级锁槽530的开口上方，由于一级锁槽530不再给锁轴550提供支撑力，故电池包在重力的作用下从车辆上脱落。至此待解锁电池包与车辆分离，完成整个解锁过程。二级锁210与定位件100的解锁过程与一级锁500与解锁件600的解锁过程一致。

本实施例中，解锁件600包括解锁顶杆及弹簧，弹簧被压缩的方向与锁连杆520被顶起的方向相反。基于上述设置，在解锁顶杆顶起锁连杆520的过程中，弹簧始终处于受压状态。

进一步地，当步骤S2中检测元件检测到定位匹配件与定位件配合到位时，解锁顶杆处于受压状态。

也就是说，在定位件100与二级锁210尚未配合到位时，解锁顶杆已经提前进入受压状态。因此，在解锁之前先将解锁顶杆压缩蓄能，保证解锁成功率的同时，能够避免一级锁舌540和锁轴550、二级锁舌212和锁轴550之间发生磨损。

【实施例6】

如图9所示，本实施例提供一种换电设备的解锁方法，用于实现车辆的电池更换，其适用于本发明实施例4中的换电设备。

由于本发明实施例4中的换电设备与实施例1-3中的换电设备大致相同，因此本实施例中的换电设备的解锁方法与实施例5中的也大致相同，其区别之处在于：

步骤S2中的检测元件检测定位匹配件与定位件是否配合到位的步骤具体为：获取检测元件的状态，判断检测元件是否处于已被触发的状态。

由于传感器的工作原理不同、安装位置也不同，本实施例中检测定位匹配件与定位件是否配合到位的具体步骤根据传感器的工作原理进行了调整。

本发明实施例4中检测元件在安装在侧壁321上时，是采用判断二级锁210是否遮挡检测元件作为判断定位件与二级锁210是否配合到位的依据。

【实施例7】

实施例7公开了另一种换电设备的具体实施方式，其整体结构与功能和实施例1～4中的换电设备基本相同，区别之处在于：

本实施例中，定位件100设置在电池定位部上，且与定位件100配合使用的不是二级锁210，而是电池包上的定位块，定位块为方形体，设于电池包的侧部，位于电池包的侧部与车身支架400之间。

在定位块与定位件100配合实现锁止机构的解锁过程与加锁过程中，当定位件100与定位块在竖直方向上的高度配合到位了，就可以对锁止机构进行解锁或者加锁，具体的解锁或加锁的流程与实施例1～4相同，此处不再赘述。

本实施例的换电设备的解锁方法也可以根据检测元件设置的位置不同及工作原理的不同分为两种，分别对应于实施例5或实施例6的示例，此处不再赘述。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。

Claims (24)

1.一种定位件，其设置在换电设备上，用于换电设备对电动汽车进行电池更换时实现换电设备与电动汽车之间的定位，电动汽车上设有定位匹配件，所述定位件包括定位件本体，所述定位件本体上开设有容纳区域，其特征在于，还包括：

设置在所述容纳区域内的检测元件，所述检测元件用于换电设备对电动汽车进行电池更换时检测所述定位件与所述定位匹配件是否配合到位。

2.如权利要求1所述的定位件，其特征在于：

所述定位件本体上设有安装结构，所述定位件通过所述安装结构安装于换电设备上；

其中，所述安装结构上开设有至少一个位置调节机构，所述位置调节机构用于调节定位件本体相对于定位匹配件在水平方向上的相对位置。

3.如权利要求2所述的定位件，其特征在于：

所述位置调节机构为开设在所述安装结构上的调节孔，所述调节孔的延伸方向为垂直于所述定位匹配件所在的竖直平面的方向，所述调节孔通过紧固件设置在所述换电设备上。

4.如权利要求3所述的定位件，其特征在于：

所述安装结构为安装板，所述定位件本体远离所述容纳区域的一端连接于所述安装板上；

所述调节孔至少为两个且分别位于所述定位件本体的两侧。

5.如权利要求1所述的定位件，其特征在于：

所述定位件本体的第一端处开设有一朝向定位件本体内部凹陷的容纳口，用于容纳所述定位匹配件，所述定位件本体的第二端设置于所述换电设备；

所述容纳口构成所述容纳区域。

6.如权利要求5所述的定位件，其特征在于：

所述容纳口内设有朝向定位件本体凹陷的检测口，所述检测口用于容纳检测元件。

7.如权利要求6所述的定位件，其特征在于：

所述检测元件的表面不突出于所述容纳口的内壁。

8.如权利要求6所述的定位件，其特征在于：

所述定位件本体上开设有与所述检测口连通的排线孔，所述排线孔供检测元件的信号线穿过。

9.如权利要求8所述的定位件，其特征在于：

所述排线孔为两个，所述排线孔开设在检测口的侧壁上，且两个所述排线孔分别位于所述检测元件的两侧。

10.如权利要求5所述的定位件，其特征在于：

所述容纳口具有供所述定位匹配件进入所述容纳口的开口端，所述容纳口的内壁靠近所述开口端处设有相对设置的两个第一斜面；

沿着定位件本体的第二端指向定位件本体的第一端的方向，两个所述第一斜面逐渐远离。

11.如权利要求10所述的定位件，其特征在于：

所述第一斜面与定位件本体的第一端的连接处平滑过渡。

12.如权利要求10～11中任意一项所述的定位件，其特征在于：

所述定位件本体的第一端靠近所述第一斜面的两侧面设有第二斜面，所述第二斜面所在平面相对于所述定位件本体所在平面倾斜设置。

13.如权利要求1所述的定位件，其特征在于：

所述容纳区域包括底壁和侧壁，所述检测元件设置在所述底壁上，用于测量定位匹配件与检测元件之间的距离。

14.如权利要求1所述的定位件，其特征在于：

所述容纳区域包括底壁和侧壁，所述检测元件设置在所述侧壁上，当定位匹配件与定位件配合到位时，所述检测元件处于被触发的状态。

15.如权利要求1所述的定位件，其特征在于：

所述检测元件包括视觉传感器、霍尔传感器或光电传感器中的至少一种。

16.如权利要求1所述的定位件，其特征在于：

所述定位匹配件为电池包的定位块或二级锁。

17.一种换电设备，包括车辆定位部和电池定位部，车辆定位部用于换电设备与车辆之间的定位，电池定位部用于承载电池包并带动电池包移动，其特征在于，所述车辆定位部设有如权利要求1～16任一项所述的定位件。

18.一种使用如权利要求17所述换电设备的解锁方法，用于实现车辆的电池更换，其特征在于，包括以下步骤：

S1：调整换电设备相对于车辆在水平方向上的位置，使定位件的容纳区域对准车辆上的定位匹配件；

S2：调整换电设备相对于车辆在高度方向上的位置，通过检测元件检测定位匹配件与定位件是否配合到位，若是，则换电设备执行解锁操作。

19.如权利要求18所述的解锁方法，其特征在于：

所述步骤S2中的检测元件检测定位匹配件与定位件是否配合到位的步骤具体为：

检测元件获取其与定位匹配件之间的相对距离L₁，并判断所述相对距离L₁是否属于预设距离范围内。

20.如权利要求18所述的解锁方法，其特征在于：

所述步骤S2中的检测元件检测定位匹配件与定位件是否配合到位的步骤具体为：

获取所述检测元件的状态，若检测元件处于已被触发的状态。

21.如权利要求18所述的解锁方法，其特征在于：

所述车辆上设有一级锁，所述一级锁具有一级锁槽和一级锁舌，所述步骤S2中的所述解锁操作包括：

S31：换电设备带动电池包朝向远离一级锁槽的开口方向移动第一距离，使一级锁舌与电池包的锁轴之间存在间隙。

22.如权利要求21所述的解锁方法，其特征在于：

所述解锁操作还包括：

S32：换电设备带动电池包朝向靠近一级锁槽的开口方向移动第二距离后，电池包从车辆上脱落。

23.如权利要求21所述的解锁方法，其特征在于：

所述换电设备包括解锁件，所述一级锁具有与一级锁舌相连的锁连杆，所述锁连杆用于带动一级锁舌打开或锁住一级锁槽的开口，所述步骤S31中的所述换电设备带动电池包朝向远离一级锁槽的开口方向移动第一距离之后，包括：

S311：解锁件顶起锁连杆，锁连杆带动一级锁舌移动并打开一级锁槽的开口。

24.如权利要求18所述的解锁方法，其特征在于：

当步骤S2中检测元件检测到定位匹配件与定位件配合到位时，解锁件处于受压状态。

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