CN210714207U - 电子锁 - Google Patents

Abstract

提供了一种具有运动部件加热功能的电子锁，包括运动部件和加热部件，运动部件为电子锁杆或电子锁舌，用于电子锁的锁止或解锁，加热部件用于加热溶解冰冻住运动部件的冰雪以保证运动部件在冰冻低温环境中正常工作，加热部件和运动部件或者两者集成为一个整体部件，或者各自独立地设置；还包括控制器、测温器、加热源；控制器与测温器、加热源和加热部件分别相连；测温器用于获得运动部件及其临近位置的温度；控制器根据接收的测温器获取的温度数据，与控制器内部设定的高、低温阈值进行比较，以形成控制加热源工作的信号指令，使加热源开始或停止向加热部件输送发热能量。

Description

电子锁

技术领域

本发明总体地涉及电动车充电设备技术领域，具体涉及到一种具有运动部件加热功能的电子锁。

背景技术

随着电动汽车的普及，续航里程要求越大越好，电池容量配置也就越来越多了。相应的充电电流越来越大。几乎所有纯电动汽车的交流充电口电流都达到了32A及以上，按照国标要求电子锁成为必配部件。

经过近几年应用，有一个问题越来越突出，就是在严寒的北部地区，每年都有漫长的气温低于零度的冬季，由于洗车，雨雪，凝露等原因，导致电子锁锁杆附近结冰，其后果就是轻则电子锁动作时间延长，可能需要多次动作电子锁才能锁止/解锁到位；重则直接冻死锁杆，电子锁无法动作，进而导致无法进行锁止/解锁动作，不能启动充电功能，甚至会导致电子锁内部关键部件如电机，电磁铁堵转烧毁。

具有运动部件的电子锁不仅在电动车充电口有应用，在电动车和传统燃油车也有应用，比如在车窗升降，油箱口控制等部件中大量应用。运动部件在寒冬可能都面临类似的问题，由于小型化，节能等原因本身输出力矩不大，结冰后电机或电磁铁的输出力矩不足以克服冰冻阻力，导致功能异常。

发明内容

本发明的目的在于，针对现有技术中电子锁运动部件在严寒环境中因冰冻阻力无法工作的问题，提供一种具有运动部件加热功能的电子锁，该电子锁根据环境温度情况，结合电子锁运动部件的位置反馈信息，通过加热电子锁锁杆及其附近部件，将冰雪融掉，使电子锁运动部件正常运动以锁止或解锁。

本发明的技术方案是，一种具有运动部件加热功能的电子锁，包括运动部件，所述运动部件为电子锁杆或电子锁舌，用于电子锁的锁止或解锁，还包括加热部件，所述加热部件用于融化阻止运动部件运动的冰雪以保证所述运动部件在冰冻低温环境中正常工作。

运动部件是电子锁的核心，当运动部件运动至最大位置时，电子锁处于锁止状态；当运动部件缩回至最小位置时，电子锁处于解锁状态。因为寒冷天气，电子锁的运动部件被冰冻在锁止位置或解锁位置无法通过驱动机构使其正常运动，加热部件的作用是通过热传导将冰冻住运动部件以致妨碍运动部件运动的冰雪融化，可以保证运动部件在冰冻低温环境中正常工作。

进一步的，上述加热部件和运动部件或者集成为一个整体部件，或者各自独立地设置。

加热部件和运动部件或者集成为一个整体部件时，即电子锁锁杆或锁舌被作为热源的直接受体，比如电子锁锁杆或锁舌直接与电源连接，接受电源提供的电流，或者电子锁锁杆或锁舌直接感应线圈的涡流进行发热、升温，以融化冰雪；加热部件和运动部件各自独立地设置时，可以将发热元器件设置在锁杆附近，比如设置在法兰面板上或者直接设置在电子锁内部，通过加热部件被能量源(比如电流、电磁场)被加热来融化冻住电子锁锁杆或锁舌的冰雪。

更进一步的，上述电子锁加热功能的实现还包括控制器、测温器、加热源；所述控制器与所述测温器、加热源和加热部件分别相连；所述测温器用于获得所述运动部件及其临近位置的温度；所述控制器根据接收的测温器获取的温度数据，与控制器内部设定的高、低温阈值进行比较，以形成是否控制加热源工作的信号指令，使加热源开始或停止向加热部件输送发热能量。

控制器通过环境温度检测决定是否启动加热功能，当温度低于设定温度 (冰冻温度)时，控制加热源启动加热功能，比如，对于电动车充电口的电子锁，当打开充电口开关时就可以控制加热源启动加热功能融化冰雪，使充电枪与充电座顺利结合并锁止以及时充电；或者控制器还同时接收电子锁锁止/解锁的位置信息，结合温度和收到的电子所锁止/解锁故障信息后，控制加热源启动加热功能，对于电动汽车充电口，控制加热源启动充电口加热功能，使充电枪与充电座锁止充电；当然，当加热部件为PTC时，通过对 PTC材料的配方进行调整，使其居里温度在结冰温度以上附近。因为PTC 材料的特性已经决定其具有随温度变化的阻值自动调节功能，在温度小于居里温度时阻值大能迅速被加热，当升温至高于居里温度时，阻值迅速变小，不会产生更多的热量，温度也不再升高，因此不需要控制器和测温器。所以，为了简化设计，也可以采用PTC发热部件的温度特性，当温度低于可能冰冻温度时，开始大量发热，随着温度身高PTC阻值变大，发热量和功耗自然降低，可以省却控制器和测温器设计。

控制器的另外一个功能是保证加热源不向加热部件输入过多的热量导致温度过高引起周边材料或器件加速劣化或损坏，即控制器获得的加热部件的温度达到设定的高温阈值时，控制器控制加热源停止向加热部件供热，即加热部件的工作不应影响电子锁等运动部件的正常工作。

也可以采用温度继电器方案，将温度继电器置于发热体附近，当温度低于温度继电器的动作温度值时，温度继电器处于闭合状态，发热体开始发热，随着温度升高到温度继电器动作温度时，温度继电器触点断开，停止加热。此种方案也可以省却控制器。

更进一步的，上述加热部件(发热体)包括涡流损耗加热元件；电源电流直接加热的电阻加热元件或者随着温度变化而工作的PTC电阻。

被加热部件可以是电子锁附件整个环境的加热，也可以是法兰面板锁杆孔，电子锁锁杆，或电子锁内部。

如上所述，对于电动车充电口电子锁，控制器可以是电动车等主体的控制单元，也可以是与其他控制功能集成的控制单元，还可以是单独的用于电子锁加热控制的部件。

控制器可以内置于电子锁内，也可以独立于电子锁设置于电子锁外部，甚至与整车控制器功能集成。

进一步的，上述加热部件和运动部件集成为一个整体部件时，运动部件整体为加热部件、或运动部件芯部为加热部件，或运动部件圆周贴合有加热部件。

还进一步的，上述加热部件和运动部件各自独立地设置时，所述加热部件与运动部件热导通，设置于运动部件临近位置，包括电子锁面板或独立于电子锁面板的结构部件上。

加热部件可以在安装面板部件上，比如电动车充电座的法兰面板上、电子锁锁杆上、电子锁外部或者电子锁内部；加热部件可以内嵌于法兰面板，可以是电子锁的一部分，也可以独立于法兰面板或者电子锁安装于附近结构部件上，甚至于可以内嵌于电子锁锁杆内；即加热部件可以安装在能将其自身或接收的高温热量传输给运动部件、运动部件行程及运动部件周边的任何位置。

本发明还提供了一种具有发热垫的电子锁，包括锁体和锁销，所述锁销上的锁杆运动至锁体上设定位置时电子锁锁止，锁杆回缩离开锁体上与锁杆配合的设定位置时电子锁解锁，所述锁体上所述锁孔外周为铝质面板，铝质面板内嵌有发热垫，所述发热垫为具有阻值的发热体，在电流作用下被加热；所述发热垫外依次设有密封垫和压板，以使压板压紧密封垫和发热垫，实现发热垫在铝质面板内的防水防尘，所述发热垫通过线缆连接电源；还设置有连接电源的控制器，以及连接控制器的测温器，所述测温器用于测量锁体和/或锁销的温度。

本发明同时提供了一种锁杆内置发热管的电子锁，包括锁杆，所述锁杆运动至伸出位置时电子锁锁止；所述锁杆运动至缩回位置时电子锁解锁，所述锁杆为中空管，其固定端连接有塑胶齿条，所述锁杆为中空管和塑胶齿条形成的中空空间内设有发热管，发热管的连接线缆中空空间中引出；发热管连接电源，电源通电时发热管被加热；还设置有连接电源的控制器，以及连接控制器的测温器，所述测温器用于测量锁杆的温度。

本发明同时提供了一种锁杆行程上设有PTC材料电阻的电子锁，包括锁杆，所述锁杆运动至伸出位置时电子锁锁止；所述锁杆运动至缩回位置时电子锁解锁，所述锁杆行程的外周设有PTC材料制成的导向套，所述PTC 材料在居里温度以上(如设计为5℃)随着温度的升高阻抗显著升高；锁杆运动行程穿过导向套横截面，所述导向套连接电源。

本发明很好地解决了寒冷冬季动作部件并冰冻引起功能异常的问题。

附图说明

从下面结合附图对本发明实施例的详细描述中，本发明的这些和/或其它方面和优点将变得更加清楚并更容易理解，其中：

图1为本发明实施例中电子锁加热部件设置位置示意图；

图2为本发明实施例中图1所示的电子锁锁止时的状态示意图；

图3为本发明实施例中电子锁运动部件内嵌加热部件示意图；

图4为本发明实施例中具有发热垫的电子锁的解锁状态的结构示意图；

图5为图4所示具有发热垫的电子锁锁止状态的剖面图；

图6为本发明实施例中锁杆内置发热管的电子锁的剖面示意图；

图7为图6所示锁杆内置发热管的电子锁的发热部件的结构示意图；

图8为本发明实施例的锁杆行程上设有PTC材料电阻的电子锁的结构示意图。

具体实施方式

为了使本领域技术人员更好地理解本发明，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。

实施例1

一种具有运动部件加热功能的电子锁，以电动车充电口部位的电子锁为例，图1显示了电子锁运动部件离开充电口部位处于解锁状态时电子锁与充电口的位置关系，及电子锁加热部件的设优选设置区域示意图；图2显示了该电子锁锁止在充电座口部的状态示意图，图1中S1为电动车充电座；S2 为电子锁，当电子锁的锁杆伸出至充电座对应位置的锁止位时，即锁止在充电座上；电子锁与充电结合锁止时的状态如图2所示。其中对电子锁锁杆进行加热的加热部件，可以如图3所示，为电子锁锁杆内部的内嵌加热体，也可以如图1所示，将加热部件设置在充电座S1上的面板加热区域，或者电子锁S2的锁杆周围。

实施例2

一种具有发热垫的电子锁，其结构示意图和锁止状态的剖面图分别如图 4和图5所示，包括锁体A和锁销B，所述锁销B上的锁杆5运动至锁体A 上与锁杆5配合的锁孔中时电子锁锁止，锁杆5回缩离开锁体A上与锁杆5 配合的锁孔时电子锁解锁，所述锁体A上所述锁孔外周为铝质面板6，铝质面板6内嵌有发热垫3，发热垫3为具有阻值的发热体，在电流作用下被加热；所述发热垫3外依次设有密封垫2和压板1，以使压板1压紧密封垫2 和发热垫3，实现发热垫3在铝质面板6内的防水防尘，所述发热垫3通过线缆连接电源；还设置有连接电源的控制器，以及连接控制器的测温器，所述测温器用于测量锁体A和/或锁销B的温度。

可以看出，该电子锁通过发热垫3加热铝质面板6，电子锁金属锁杆5 内嵌在面板里，所以锁杆5也被加热，从而解决锁销在低温环境被冰冻的问题。进一步的，为保证发热垫3得到可靠的防护防水防尘，还设计了压板1 和密封垫2，其作用是把发热垫密封在铝质面板6的凹陷区域，螺钉4将压板1和密封垫2固定压紧在铝质面板6上。发热垫3的线缆会穿过铝质面板 6，通过点胶实现出线孔的密封。

实施例3

一种锁杆内置发热管7的电子锁，其结构示意图和加热部件的示意图分别如图6和图7所示，包括锁杆5，所述锁杆5运动至伸出位置时电子锁锁止；所述锁杆5运动至缩回位置时电子锁解锁，所述锁杆5为中空管，其固定端连接有塑胶齿条8，所述锁杆5为中空管和塑胶齿条8形成的中空空间内设有发热管7，发热管7的连接线缆从塑胶齿条8中引出，所述发热管7 连接电源，电源通电时发热管7被加热；还设置有连接电源的控制器，以及连接控制器的测温器，所述测温器用于测量锁杆5的温度。

本实施例的发热管7被塞入锁杆5和塑胶齿条8形成的圆柱空间，塑胶齿条8留有出线孔。发热管发热能直接加热锁杆5，从而解决锁销被冰冻的问题。因为发热器件在电子锁密闭空间内部，无需额外对发热管进行密封，所以结构更简单。

实施例4

一种锁杆行程上设有PTC材料电阻的电子锁，其结构示意图如图8所示，包括锁杆5，所述锁杆5运动至伸出位置时电子锁锁止；所述锁杆5运动至缩回位置时电子锁解锁，所述锁杆5行程的外周设有PTC材料制成的导向套10，锁杆5运动行程穿过导向套10横截面，所述导向套10连接电源。因为PTC自身具有温度控制和调节功能，因此不需要控制器和测温器。

电子锁盒体内固定一个PTC材料制成的导向套10，锁杆5则穿过导向套10，PTC材料制成的导向套10通电发热，即可解决电子锁锁销冰冻问题。

PTC的特性是其阻抗会随着温度升高而变大，本实施例设置的发热功率最大点在冰点以上，以保证锁杆位置不结冰；温度升高后阻值变大，加热功率降低最终达到一个温度平衡点。考虑到节能，设置加热功率最大温度值设为5度左右，温度平衡点20-30度。

实施例5

一种通过线圈涡流损耗发热的电子锁，包括锁杆5，所述锁杆5运动至伸出位置时电子锁锁止；所述锁杆5运动至缩回位置时电子锁解锁，所述锁杆5的外围设置有铜线绕成的螺旋管或线圈，所述螺线管或线圈为连接电源，在电流作用下产生涡流场以加热内部的锁杆5，因此所述锁杆5为能感应涡流场的金属杆；还设置有连接电源的控制器，以及连接控制器的测温器，所述测温器用于测量锁杆5的温度。

本实施例的铜线螺旋管或线圈通过在电源电流的作用下产生涡流场，加热涡流场内部的锁杆5，从而解决锁杆被冰冻的问题。

以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种具有运动部件加热功能的电子锁，包括运动部件，所述运动部件为电子锁杆或电子锁舌，用于电子锁的锁止或解锁，其特征在于，还包括加热部件，所述加热部件用于融化阻止运动部件运动的冰雪以保证所述运动部件在冰冻低温环境中正常工作。

2.如权利要求1所述的具有运动部件加热功能的电子锁，其特征在于，所述加热部件和运动部件或者集成为一个整体部件，或者各自独立地设置。

3.如权利要求2所述的具有运动部件加热功能的电子锁，其特征在于，所述电子锁还包括控制器、测温器、加热源；所述控制器与所述测温器、加热源和加热部件分别相连；所述测温器用于获得所述运动部件及其临近位置的温度；所述控制器根据接收的测温器获取的温度数据，与控制器内部设定的高、低温阈值进行比较，以形成控制加热源工作的信号指令，使加热源开始或停止向加热部件输送热量。

4.如权利要求2或3所述的具有运动部件加热功能的电子锁，其特征在于，所述加热部件包括涡流损耗加热元件；电源电流直接加热的电阻加热元件或者在小于居里温度处于大电流发热状态，在大于设定居里温度时处于稳定发热的PTC电阻。

5.如权利要求3所述的具有运动部件加热功能的电子锁，其特征在于，所述控制器包括集成于电子锁所在设备上的芯片、集成于电子锁自身控制端的芯片、单独的控制部件。

6.如权利要求2中所述的具有运动部件加热功能的电子锁，其特征在于，当加热部件和运动部件集成为一个整体部件时，运动部件整体为加热部件、或运动部件芯部为加热部件，或运动部件圆周贴合有加热部件。

7.如权利要求2中所述的具有运动部件加热功能的电子锁，其特征在于，当加热部件和运动部件各自独立地设置时，所述加热部件与所述运动部件相互热导通，加热部件的设置位置包括电子锁面板或独立于电子锁面板的结构部件上。

8.一种具有发热垫的电子锁，包括锁体(A)和锁销(B)，所述锁销(B)上的锁杆(5)运动至锁体(A)上与锁杆(5)配合的锁孔中时电子锁锁止，锁杆(5)回缩离开锁体(A)时电子锁解锁，其特征在于，所述锁体(A)上锁孔外周为铝质面板(6)，铝质面板(6)内嵌有发热垫(3)，所述发热垫(3)为具有电阻值的发热体，在电流作用下被加热；所述发热垫(3)外依次设有密封垫(2)和压板(1)，以使压板(1)压紧密封垫(2)和发热垫(3)，实现发热垫(3)在铝质面板(6)内的防水防尘，所述发热垫(3)通过线缆连接电源；还设置有连接电源的控制器，以及连接控制器的测温器，所述测温器用于测量锁体(A)和/或锁销(B)的温度。

9.一种锁杆内置发热管的电子锁，包括锁杆(5)，所述锁杆(5)运动至伸出位置时电子锁锁止；所述锁杆(5)运动至缩回位置时电子锁解锁，其特征在于，所述锁杆(5)为中空管，其固定端连接有塑胶齿条(8)，所述锁杆(5)的中空管和塑胶齿条(8)形成的中空空间内设有发热管(7)，发热管(7)的连接线缆从塑胶齿条(8)中引出，所述发热管(7)连接电源，电源通电时发热管(7)被加热；还设置有连接电源的控制器，以及连接控制器的测温器，所述测温器用于测量锁杆(5)的温度。

10.一种锁杆行程上设有PTC电阻材料的电子锁，包括锁杆(5)，所述锁杆(5)运动至伸出位置时电子锁锁止；所述锁杆(5)运动至缩回位置时电子锁解锁，其特征在于，所述锁杆(5)行程的外周设有PTC材料制成的导向套(10)，所述PTC材料的电阻在居里温度以下时比居里温度以上时小，以在低温时产生足以融化冰雪的发热功率；所述锁杆(5)运动行程穿过导向套(10)横截面，所述导向套(10)连接电源。

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