CN212604647U - 一种电池包锁紧状态监测系统及车辆 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种电池包锁紧状态监测系统，包括锁紧机构、电池包锁紧状态监测机构、电池包和整车控制器；所述电池包设有电池包边梁，所述电池包边梁上设有通孔；所述锁紧机构包括锁体和锁芯，所述锁体设置在车辆底盘上，所述锁芯穿过所述通孔后与所述锁体配合，将所述电池包可拆卸连接于车辆底盘；所述电池包锁紧状态监测机构与所述整车控制器电连接；所述电池包锁紧状态监测机构用于监测所述锁芯相对于所述锁体的位移信息，并将根据位移信息生成的松脱状态信息发送至整车控制器；整车控制器用于根据所述松脱状态信息生成报警信息；本申请通过对锁芯相对于锁体的位移信息来判断锁紧机构对电池包的安装牢固性，方法简单便捷。

Description

一种电池包锁紧状态监测系统及车辆

技术领域

本实用新型涉及电动车技术领域，特别涉及一种电池包锁紧状态监测系统及车辆。

背景技术

随着能源危机和环境污染逐渐加剧，电动汽车发展越来越紧迫。但是制约电动车发展的续航问题和充电难问题一直得不到有效的解决。目前电动汽车动力电池的电力补给方式一般分为带车插充和更换电池两种方式，其中带车插充需要充电桩的配合，前期投资较大，利润回收较慢；带车插充有慢充和快充两种模式：快充最快也需要30分钟，等待时间较长，且对电池的损害大，严重影响电池使用寿命；慢充虽相对来说能够保护电池但等待时间太长，一次充电需要6到7小时。因此充电难，充电不方便的情况目前仍然无法解决。

所以电池快换的解决方案就应运而生，电池快换是将车上电量不足的电池快速拆卸下来，换上充满电的电池。将拆下来的电量不足的电池采用夜间慢充，既保护电池，又能利用波谷的低价电，有利于降低成本。用户可以不用购买电池，采用买车租赁电池的方式大大降低了用车的成本。换电方案的核心是锁止机构设计，由于电池包自身具有一定重量，锁止机构必须在完成电池后的锁定后保证电池包的安装稳固。然而现有技术中，锁止机构存在由于频繁的拆装导致的老化、锁紧力降低的情况，故而电池包有安装不稳固的风险，特别是当车辆高速行驶时或车辆行驶在剧烈颠簸的路面时，电池的松动甚至脱落会严重威胁到车内司乘人员的生命安全。

为了确保在车辆行驶过程中电池安装牢固，本申请旨在提供一种电池包锁紧状态监测系统；不仅能够对行驶状态下电池包的锁紧状态监测，并且当检测到锁紧机构对电池包的锁紧力不强时，及时提醒到用户。

实用新型内容

针对现有技术的上述问题，本实用新型的目的在于提供一种电池包锁紧状态监测系统，包括锁紧机构、电池包锁紧状态监测机构、电池包和整车控制器；所述电池包设有电池包边梁，所述电池包边梁上设有通孔；所述锁紧机构包括锁体和锁芯，所述锁体设置在车辆底盘上，所述锁芯穿过所述通孔与所述锁体配合，将所述电池包可拆卸连接于车辆底盘；

所述电池包锁紧状态监测机构与所述整车控制器电连接；所述电池包锁紧状态监测机构用于监测所述锁芯相对于所述锁体的位移信息，并将根据所述位移信息生成的松脱状态信息发送至所述整车控制器；

所述整车控制器用于根据所述松脱状态信息生成报警信息。

进一步地，所述锁体设有内腔，所述锁体包括底部和顶部，所述底部设有与所述内腔相连通的开口，所述开口朝向所述锁芯；

所述锁芯包括相连接的限位部和锁紧部，所述锁紧部依次穿过所述通孔和所述开口伸入所述内腔，所述限位部位于所述通孔外；

所述电池包锁紧状态监测机构用于检测所述锁紧部远离所述限位部的一端的端部相对于所述锁体的顶部的位移信息。

具体地，所述电池包锁紧状态监测机构包括位移传感器、处理器和通讯模块，所述位移传感器和所述通讯模块均与所述处理器电连接；

所述位移传感器设置在所述锁体的顶部，所述位移传感器用于获取所述锁紧部远离所述限位部的一端的端部相对于所述锁体顶部的位移信息。

具体地，所述电池包锁紧状态监测机构还包括定时器，所述定时器分别与所述位移传感器和所述处理器电连接；所述定时器用于将所述位移信息以预设的时间周期发送给所述处理器；

优选地，所述位移传感器为霍尔传感器。

具体地，所述整车控制器包括报警器，所述报警器可以是声光报警器。

进一步地，所述监测系统还包括电池包管理机构，所述电池包管理机构分别与所述电池包和所述整车控制器电连接；

所述电池包管理机构用于控制电池包的输出功率。

优选地，所述电池包锁紧状态监测机构还包括车辆运行状态采集装置，所述车辆运行状态采集装置与所述处理器电连接；

所述车辆运行状态采集装置包括速度传感器和加速度传感器；

所述速度传感器用于获取车辆的速度信息；

所述加速度传感器用于获取车辆的加速度信息。

本实用新型还保护一种车辆，包括如上述技术方案提供的电池包锁紧状态监测系统。

由于上述技术方案，本实用新型具有以下有益效果：

1)本实用新型提供的一种电池包锁紧状态监测系统，利用所述电池包锁紧状态监测机构获得的锁芯相对于锁体的位移信息，通过对锁芯相对于所述锁体的位移信息的判断来实现对电池包安装牢固性的判断，方法简单便捷。

2)本实用新型提供的一种电池包锁紧状态监测系统，当位移信息满足预设条件时，处理器立即判定所述锁紧机构处于松脱状态，并生成松脱状态信息给整车控制器，有利于简便处理器工作，并能够提高报警信息触发的及时性。

3)本实用新型提供的一种电池包锁紧状态监测系统中，所述处理器为常闭设置，即当未检测到锁紧机构发生松脱时，处理器无信息输出，从而整车控制器也无需进行后续判定及报警工作；因此在正常行驶状态下，处理器和整车控制器均无需工作，能够减轻处理器和整车控制器的工作负担。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它附图。

图1是本实用新型实施例中所述锁紧机构的结构示意图；

图2是是锁紧机构在电池包上的布置示意图；

图3是锁紧机构在电池包上的另一种布置示意图；

图4是本实用新型实施例提供的一种电池包锁紧状态监测系统的结构示意图。

图中：10-锁紧机构，11-锁体，12-锁芯，121-限位部，122-锁紧部，20-电池包锁紧状态监测机构，21-位移传感器，22-处理器，23-通讯模块，24-定时器，25-车辆运行状态采集装置，30-电池包，31-电池包边梁，40-整车控制器，50-电池包管理机构。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本实用新型的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，本文中所涉及的“顶”、“底”、“内”、“外”等方位词，是以附图中零部件位于图中以及零部件相互之间的位置来定义的，只是为了表达技术方案的清楚及方便，应当理解，所述方位词的使用不应限制本申请请求保护的范围。术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。

实施例1

结合图1至图4，本实施例提供一种电池包锁紧状态监测系统，所述系统包括锁紧机构10、电池包锁紧状态监测机构20、电池包30和整车控制器40；

所述电池包30设有电池包边梁31，所述电池包边梁31上设有通孔；所述锁紧机构10包括锁体11和锁芯12，所述锁体11设置在车辆底盘上，所述锁芯12穿过所述电池包边梁的通孔与所述锁体11配合，将所述电池包30可拆卸连接于车辆底盘；

所述电池包锁紧状态监测机构20与所述整车控制器40电连接；所述电池包锁紧状态监测机构20用于检测所述锁芯12相对于所述锁体11的位移信息，并将根据所述位移信息生成的松脱状态信息发送给所述整车控制器40；

所述整车控制器40用于根据所述松脱状态信息生成报警信息。

本说明书实施例提供的电池包锁紧状态监测系统中，车辆底盘与电池包30通过锁紧机构和电池包边梁31相连接；通过对锁芯20相对于所述锁体10的位移信息的判断来实现对电池包安装牢固性的判断，方法简单便捷。

本说明书实施例提供的监测系统能够应用在电池包换电装配过程中，对电池包安装紧固性进行检测。当电池包锁紧状态监测机构20检测到锁芯与锁体之间的相对位置关系满足预设条件时(例如，锁紧机构漏拧、拧歪等)，判定该锁紧机构发生松脱，从而能够及时发送报警信息提醒到工作人员。以使工作人员即刻对该锁紧机构重新装配，以避免在电池包未达到锁紧要求时车辆上路，提高驾驶的安全性。

所述锁体11设有内腔，所述锁体11包括相对设置的顶部和底部，所述底部设有与所述内腔相连通的开口，所述开口朝向所述锁芯12；

所述锁芯12包括相连接的限位部121和锁紧部122，所述锁紧部122依次穿过所述通孔和所述开口伸入所述内腔，所述限位部121位于所述通孔外；

电池包锁紧状态监测机构20用于监测所述锁紧部122远离所述限位部121的一端的端部相对于所述锁体11顶部的位移信息。

需要说明的是，所述锁紧部122与所述通孔的孔径相适配，所述限位部121其横截面的尺寸大于所述锁紧部122横截面的尺寸，使得所述限位部121位于所述通过的外侧，从而起到避免所述锁紧部122过度伸入的作用。除此之外，所述限位部121的外表面可设置为外六角，以便于对所述锁芯12进行旋拧操作，实现锁芯相对所述锁体11的拧紧或拧松。

所述电池包锁紧状态监测机构20包括位移传感器21、处理器22和通讯模块23，所述位移传感器21和所述通讯模块23分别与所述处理器22通信连接；

所述位移传感器21设置在所述锁体11的顶部，优选地，所述位移传感器21设置在所述锁芯12的正上方；所述位移传感器21用于获取所述锁紧部122远离所述限位部121的一端的端部相对于所述锁体11顶部的位移信息；

所述处理器22用于根据所述位移信息生成松脱状态信息；

所述通讯模块23用于将所述松脱状态信息发送给所述整车控制器40。

所述电池包锁紧状态监测机构20还包括定时器24，所述定时器24分别与所述位移传感器21和所述处理器22电连接。

所述处理器22用于根据所述位移信息生成松脱状态信息，具体地，所述处理器22包括判断单元和松脱状态信息生成单元，所述判断单元与所述松脱状态信息生成单元电连接；所述判断单元与所述定时器电连接，所述松脱状态信息生成单元与所述通讯模块电连接。

所述判断单元用于将所述定时器发送来的所述位移信息与预设的距离阈值进行比较，判断所述位移信息是否大于预设的距离阈值(即上述预设条件是指：所述位移信息大于预设的距离阈值)；所述松脱状态信息生成单元用于当所述判断单元判断得到所述位移信息大于预设距离时，生成松脱状态信息。

本说明书中，所述松脱状态应当理解为既包括有松动状态，也包括有脱落状态。由于一旦所述位移信息满足预设条件，锁紧机构10在震动下随时有可能转变为脱落状态。因此，为考虑到对安全驾驶提醒的及时性，本说明书实施例在位移信息满足预设条件时，立即生成松脱状态信息；而不是获取位移信息的位移量，根据位移量的大小，详尽判别具体是处于松动状态还是脱落状态。

所述通讯模块23用于将所述松脱状态信息发送给所述整车控制器40，具体地，所述通讯模块23包括发送单元和接收单元；所述发送单元可以是射频发送单元，用于将所述松脱状态信发送给所述整车控制器；所述接收单元，可以是射频接收单元，用于接收所述处理器发送的所述松脱状态信息。

需要说明的是，本说明书实施例中，各个模块或单元的划分仅仅是一种逻辑功能的划分，实际实现时可以有不同于本申请实施例的划分方式；且各功能模块或单元可以是单独物理存在，也可以两个或两个以上的模块或单元集成在一起。所述作为分离部件说明的模块可以是也可以不是物理上分开的，作为模块显示的部件可以是也可以不是物理模块。即可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。上述集成的单元或模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。另外，本申请中所显示或讨论的相互之间的耦合或电连接或通信连接可以是通过一些接口、模块或单元的间接耦合或通信连接，还可以是其它的形式。

例如，本申请中，所述发送单元可以集成在所述锁止状态监测机构中，所述接收单元可以集成在整车控制器中；或者所述发送单元和所述接收单元集成在一起形成通讯模块；还可以将集成的通讯模块再集成在电池包锁紧状态监测机构中；也可以将发送单元和接收单元分别的单独设计。

所述定时器24用于将所述位移传感器21获取的位移信息以预设的时间周期发送给所述处理器22；示例性的，预设的时间周期为5分钟。

通过所述定时器24以固定的时间周期将所述位移信息发送给处理器22，可以避免处理器22长时间处于工作状态，起到延长处理器22工作时长和维护处理器的作用；并且，以固定的时间周期采集位移信息，也能够实现对锁紧机构10锁紧状态有效且经济的监测。

需要说明的是，本说明书实施例中，如图2所示，所述位移传感器21的数量可以与锁紧机构10的数量相一致，使得每个所述锁紧机构10均有一个所述位移传感器21与之对应；当然了，出于经济性的考虑，位移传感器21的数量可以少于所述锁紧机构10的数量，如图3所示，仅在位于电池包四角处的锁紧机构10上以及位于电池包长边中间固定位置处的锁紧机构10上设置有位移传感器21。当然了，本说明书中锁紧机构相对于电池包的设置位置仅为示例性的，且位移传感器21与锁紧机构10的相对关系也可以有除上述举例外的其他对应关系。

优选地，本说明书实施例中，所述位移传感器21为霍尔传感器。

所述整车控制器40包括获取模块、比较模块和报警器；所述获取模块与所述通讯模块电连接，所述比较模块分别与所述获取模块和所述报警器电连接；所述报警器为声光报警器。

所述获取模块用于根据所述通讯模块发送的所述松脱状态信息，获取生成松脱状态信息的所述锁紧机构的数量；

所述比较模块用于将生成松脱状态信息的所述锁紧机构的数量与预设的数量阈值进行比较；

所述报警模块用于根据比较模块得到的比较结果发出报警。

具体地，所述报警模块包括：

第一报警单元，用于当生成松脱状态信息的所述锁紧机构的数量小于所述数量阈值时，生成第一报警信息；

第二报警单元，用于当生成松脱状态信息的所述锁紧机构的数量大于或等于所述数量阈值时，生成第二报警信息。

本说明书实施例中，所述第一报警信息、第二报警信息可以相同，例如：所述第一报警信息和所述第二报警信息均包括：利用车辆仪表显示生成松脱状态信息的所述锁紧机构的位置信息，以及利用车载移动终端向云平台发送生成松脱状态信息的所述锁紧机构的位置信息。

本说明书实施例中，所述监测系统还包括电池包管理机构50，所述电池包管理机构50分别与电池包30和所述整车控制器40电连接；所述电池包管理机构50用于在生成松脱状态信息的所述锁紧机构的数量大于或等于所述数量阈值时，控制电池包以预设的输出功率阈值输出功率。

本实施例中，所述预设的数量阈值为2。因此，当生成松脱状态信息的所述锁紧机构的数量小于所述数量阈值时(即此时有且仅有1个所述锁紧机构发生松脱)，通过第一报警单元生成第一报警信息；

当生成松脱状态信息的所述锁紧机构的数量大于或等于所述数量阈值时(即此时有2个或2个以上的锁紧机构发生了松脱)，此时除通过第二报警单元生成第二报警信息，还通过电池包管理机构50控制电池包30以预设的输出功率输出动力。

所述电池包锁紧状态监测机构20还包括车辆运行状态采集装置25，所述车辆运行状态采集装置25与所述处理器22电连接；

所述车辆运行状态采集装置25包括速度传感器和加速度传感器；所述速度传感器和所述加速度传感器用于分别获取车辆的速度信息和加速度信息。

根据车速信息和加速度信息判断得到车辆处于运行状态且车速是否大于预设的速度阈值时，处理器22控制定时器24运行，以预设的时间周期将位移传感器获取的位移信息发送给所述处理器；示例性的，预设的速度阈值可以为15km/h。

通过车辆运行状态采集装置获取的车轮运行状态信息对车辆运行状态进行判断，当判别得到车辆处于运行状态时，处理器才进行对电池包锁紧状态的监测，有利于减轻处理器和整车控制器的工作负担，延长电池包锁紧状态监测机构工作时长。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (9)

1.一种电池包锁紧状态监测系统，其特征在于，所述系统包括锁紧机构(10)、电池包锁紧状态监测机构(20)、电池包(30)和整车控制器；

所述电池包(30)设有电池包边梁(31)，所述电池包边梁(31)上设有通孔；所述锁紧机构(10)包括锁体(11)和锁芯(12)，所述锁体(11)设置在车辆底盘上，所述锁芯(12)穿过所述通孔后与所述锁体(11)配合，将所述电池包(30)可拆卸连接于车辆底盘；

所述电池包锁紧状态监测机构(20)与所述整车控制器电连接；所述电池包锁紧状态监测机构(20)用于监测所述锁芯(12)相对于所述锁体(11)的位移信息，并将根据所述位移信息生成的松脱状态信息发送给整车控制器；

所述整车控制器用于根据所述松脱状态信息生成报警信息。

2.根据权利要求1所述的一种电池包锁紧状态监测系统，其特征在于，所述锁体(11)设有内腔，所述锁体(11)包括底部和顶部，所述底部设有与所述内腔相连通的开口，所述开口朝向所述锁芯(12)；

所述锁芯(12)包括相连接的限位部(121)和锁紧部(122)，所述锁紧部(122)依次穿过所述通孔和所述开口伸入所述内腔，所述限位部(121)位于所述通孔外；

所述电池包锁紧状态监测机构用于监测所述锁紧部(122)远离所述限位部(121)的一端相对于与所述锁体(11)顶部的位移信息。

3.根据权利要求2所述的一种电池包锁紧状态监测系统，其特征在于，所述电池包锁紧状态监测机构(20)包括位移传感器(21)、处理器(22)和通讯模块(23)，所述位移传感器(21)和所述通讯模块(23)均与所述处理器(22)电连接；

所述位移传感器(21)设置在所述锁体(11)的顶部，所述位移传感器(21)用于获取所述锁紧部(122)远离所述限位部(121)的端部相对于所述锁体(11)顶部的位移信息。

4.根据权利要求3所述的一种电池包锁紧状态监测系统，其特征在于，所述电池包锁紧状态监测机构(20)还包括定时器(24)，所述定时器(24)与所述位移传感器(21)电连接；

所述定时器(24)用于将所述位移传感器获取的位移信息以预设的时间周期发送给所述处理器。

5.根据权利要求3或4任意一项所述的一种电池包锁紧状态监测系统，其特征在于，所述位移传感器(21)为霍尔传感器。

6.根据权利要求5所述的一种电池包锁紧状态监测系统，其特征在于，所述整车控制器(40)包括报警器，所述报警器为声光报警器。

7.根据权利要求6所述的一种电池包锁紧状态监测系统，其特征在于，所述监测系统还包括电池包管理机构(50)，所述电池包管理机构(50)分别与所述电池包(30)和所述整车控制器(40)电连接；

所述电池包管理机构用于控制电池包的输出功率。

8.根据权利要求7所述的一种电池包锁紧状态监测系统，其特征在于，所述电池包锁紧状态监测机构(20)还包括车辆运行状态采集装置(25)，所述车辆运行状态采集装置(25)与所述处理器(22)电连接；

所述车辆运行状态采集装置包括速度传感器和加速度传感器；

所述速度传感器用于获取车辆的速度信息；

所述加速度传感器用于获取车辆的加速度信息。

9.一种车辆，其特征在于，包括如权利要求1至8中任意一项所述的电池包锁紧状态监测系统。

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