CN216133923U - 一种电池包的接插件及电池包 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种电池包的接插件及电池包，其中，电池包的接插件包括本体部、检测部以及设于本体部的第一接头和第二接头，第一接头用于与外部插件插接连接，第二接头用于与电池包的电池模组连接；检测部包括惠斯通电桥、单片机、应变片和弹性模量已知的结构件，应变片能够通过连接线与惠斯通电桥连接，且惠斯通电桥与单片机信号连接；应变片和结构件均设于本体部内，应变片贴合于结构件的端面，且应变片的端面、结构件的端面均与第一接头的插接方向垂直。能够避免在异常应力作用下反复拔插使用，保证其使用寿命。

Description

一种电池包的接插件及电池包

技术领域

本实用新型涉及电池包技术领域，具体涉及一种电池包的接插件及电池包。

背景技术

如今，随着新能源车辆逐步代替传统燃油车，新能源车辆成为主要交通出行工具，人们对车辆续航里程要求越来越高，为提高续航里程，主要有三种方式：第一种方式是提高电池能量密度；第二种方式是缩短充电时间，提高电芯充电倍率；第三种方式是整车采用电池包换电模式，快速更换电芯，提升用户体验。其中，第一种方式和第二种方式还有待提高，第三种方式则是最快速最有效的方式，但是，接插件的市场还属于初期阶段，有许多不够成熟的方案和产品需要市场进行检验，插接作用力问题是当前快换系统面临的一个主要挑战，当接插件在插接作用力异常的情况下反复拔插时，接插件的寿命将会大大降低，同时这车系统的安全性存在隐患。

因此，对于接插件，如何避免在插接作用力异常的情况下反复拔插使用，保证其使用寿命并保证整车系统的安全性，是本领域技术人员所需要解决的技术问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种电池包的接插件及电池包，能够避免在异常应力作用下反复拔插使用，保证其使用寿命并保证整车系统的安全性。

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种电池包的接插件，其包括本体部、检测部以及设于所述本体部的第一接头和第二接头，所述第一接头用于与外部插件插接连接，所述第二接头用于与电池包的电池模组连接；所述检测部包括惠斯通电桥、单片机、应变片和弹性模量已知的结构件，所述应变片能够通过连接线与所述惠斯通电桥连接，且所述惠斯通电桥与所述单片机信号连接；所述应变片和所述结构件均设于所述本体部内，所述应变片贴合于所述结构件的端面，且所述应变片的端面、所述结构件的端面均与所述第一接头的插接方向垂直。

当外部插件与第一接头插接配合时，能够对第一接头产生作用力，第一接头将作用力传递至本体部，而位于本体部内的结构件将会随着本体部发生相应的形变，由于应变片贴合于结构件的表面，因此，结构件发生形变时会带动应变片发生形变，而应变片的形变将会被惠斯通电桥捕捉到，并将该模拟信号传递至单片机，即可获知结构件和应变片的变形量，由于结构件的弹性模量已知，根据结构件的变形量即可获知插接作用力。

该接插件的结构简单，并可在外部插件与该插接头插接的过程中，能够通过该检测部检测到插接作用力是否异常，如当插接作用力未超出预设力值时，说明插接作用力正常，而当该插接作用力超出预设力值时，说明插接作用力异常，在此种插接作用力异常且长期反复拔插时，能够对该接插件的使用寿命造成影响。而用户在获知插接作用力异常后，可对外部插件与该接插件在插接操作过程中的作用力进行控制，以使其不超过上述预设力值，保证接插件的使用寿命，同时可保证系统的安全性。

可选地，还包括提示装置，所述提示装置与所述单片机信号连接。

可选地，所述结构件和所述应变片粘接固定。

可选地，所述结构件、所述应变片与所述本体部一体注塑成型。

可选地，所述惠斯通电桥和所述单片机均集成于控制系统或所述本体部。

可选地，所述第一接头的数量为至少两个，且各所述第一接头的插接方向为至少两个时，所述应变片的数量与所述插接方向的数量相同。

可选地，所述结构件的端面面积不小于所述应变片的端面面积，且所述结构件的中心、所述应变片的中心以及所述第一接头的中心对齐设置。

本实用新型还提供了一种电池包，其包括壳体以及如上所述的接插件，所述接插件的本体部与所述壳体固定，所述接插件的第一接头位于所述壳体外。

具有如上接插件的电池包，其技术效果与上述接插件的技术效果类似，为节约篇幅，在此不再赘述。

可选地，所述壳体设有安装孔，所述本体部通过紧固件与所述安装孔的端面固定。

附图说明

图1是本实用新型实施例所提供的接插件的结构示意图。

附图1中，附图标记说明如下：

1-本体部；2-第一接头；3-第二接头；4-惠斯通电桥；5-单片机；6-应变片；7-结构件；8-连接线；9-壳体；10-紧固件；11-控制系统。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明。

本实用新型实施例提供了一种电池包的接插件及电池包，其中，电池包能够适用于新能源车，该电池包包括壳体9以及接插件，壳体9内还设有电池模组，接插件与壳体9固定并连接于电池模组和整车插件之间。新能源车可通过插接实现电池包的快速更换，以保证续航里程、提升用户体验。

如图1所示，电池包的接插件包括本体部1、检测部、第一接头2和第二接头3，具体的，第一接头2和第二接头3均设于本体部1，并且第一接头2和第二接头3能够并通过穿过本体部1的连接线连接，第一接头2用于与外部插件(整车插件)连插接连接，第二接头3用于与电池包的电池模组连接，从而实现整车插件与电池包之间的电性连接。壳体9设有安装孔，本体部1通过紧固件10与安装孔的端面连接固定，安装较为简单。

如图1所示，检测部包括惠斯通电桥4、单片机5、应变片6和结构件7，其中，应变片6能够通过连接线8与惠斯通电桥4连接，并且惠斯通电桥4能够与单片机5信号连接，结构件7的弹性模量是已知的，应变片6和结构件7均可靠地固定在本体部1内，并且结构件7的端面光滑，应变片6贴合于结构件7的端面，该应变片6的端面以及结构件7的端面均与第一接头2的插接方向(如图1中的箭头所示)垂直设置。

当外部插件与第一接头2插接配合时，能够对第一接头2产生作用力，第一接头2将作用力传递至本体部1，而位于本体部1内的结构件7将会随着本体部1发生相应的形变，由于应变片6贴合于结构件7的表面，因此，结构件7发生形变时会带动应变片6发生形变，而应变片6的形变将会被惠斯通电桥4捕捉到，并将该模拟信号传递至单片机5，即可获知结构件7和应变片6的变形量。

详细的讲，应变片6是由敏感栅等构成用于测量应变的元件，电阻应变片6的工作原理是基于应变效应制作的，即导体或半导体材料在外界力的作用下产生机械变形时，其电阻值相应的发生变化，这种现象称为"应变效应"，其关系式如下：

△R/R＝K×ε

其中，R为应变片6的原电阻，△R为应变片6伸长或压缩引起的电阻变化，K为比例系数由不同材料决定，ε为变形量，与所受压力(即插接作用力)相关。不同的金属材料有着不同的K值，因此在产品设计时可以根据具体情况选择相应材料。接插件内使用的应变片6的参数已知，即R、K均为已知，在插接前后，通过惠斯通电桥4能够捕捉到应变片6的电阻变化△R，单片机5能够根据电阻变化△R计算出插接前后发生的变形量ε，由于应变片6是贴合于结构件7的端面，并且是有结构件7带动应变片6发生变形的，因此，结构件7的变形量与应变片6的变形量ε一致，该结构件7的弹性模量已知，根据结构件7的变形量即可获知插接作用力。

该接插件的结构简单，并可在外部插件与该插接头插接的过程中，能够通过该检测部检测到插接作用力是否异常，如当插接作用力未超出预设力值时，说明插接作用力正常，而当该插接作用力超出预设力值时，说明插接作用力异常，在此种插接作用力异常且长期反复拔插时，能够对该接插件的使用寿命造成影响。而用户在获知插接作用力异常后，可对外部插件与该接插件在插接操作过程中的作用力进行控制，以使其不超过上述预设力值，保证接插件的使用寿命，同时可保证系统的安全性。

具体的，对于预设力值的具体数值不做限制，其可以是一个范围，当插接作用力在该范围内时，能够满足外部插件与第一接头2之间的接触良好，并且不会对该接插件的使用寿命造成影响，具体可根据实际情况进行设计。另外，对于惠斯通电桥4与单片机5之间的信号连接、应变片6与普斯通电桥之间通过连接线8连接，三者之间如何实现数据传输，对于本领域技术人员来说，已是熟知的现有技术，为节约篇幅，在此不再赘述。

该接插件还包括提示装置，该提示装置与单片机5信号连接，用于向用户发出提示信号，具体的，该提示信号可以是当插接作用力异常时发出的报警信号，以提示用户异常，用户可及时停止插接操作并排查异常，并且该异常也可以被上报至控制系统11，该提示信号也可以是当插接作用力正常时发出的提示信号，以提示用户正常，或者，该提示信号还可以在插接作用力正常和异常时，分别向用户发送不同的提示信号均可，在此不做具体限制。具体的，提示信号可以是声音信号也可以是光电信号均可。具体的，提示装置如何与单片机5信号连接(有线连接或无线连接)，并如何根据单片机5的检测结果发出提示信号，是本领域技术人员所需要解决的技术问题。

控制系统11还可设置有显示装置，该显示装置与单片机5信号连接，该显示装置可用于显示插接作用力，以便于用户直观的看到插接情况，通过对惠斯通电桥4和单片机5供电，显示装置即可获得相应的数字信号，并且，进一步的，提示装置还可产生文字信号并由显示装置显示。

结构件7的表面光滑，应变片6粘接固定于结构件7的表面，使得二者之间能够稳定地、平整地贴合，然后将贴合后的结构件7和应变片6与本体部1一体注塑成型。当然，本实施例中，还可以将应变片6和结构件7之间通过热压工艺实现贴合固定，将本体部1设置插槽，并将相互贴合固定后的结构件7和应变片6插接于插槽内即可，而一体注塑成型可简化制作工艺，同时保证本体部1和结构件7之间的作用良好，减少误差。

本实施例中，对于惠斯通电桥4和单片机5的设置位置不做限制，如可将其集成于控制系统11(具体可以是新能源车的电池控制系统11)内，或者，还可以将该惠斯通电桥4和单片机5集成于本体部1(内部或外壁)，单片机5可通过连接线8与控制系统11或提示装置连接均可，在此不做具体限制，另外，对于提示装置的设置位置也不做限制，如可将其集成于控制系统11内或集成于该本体部1均可。

应变片6的端面、结构件7的端面均与第一接头2的插接方向垂直设置，当本体部1设有至少两个第一接头2并且这各第一接头2的插接方向不同时，本体部1内可设有至少两组应变片6和结构件7，使得每一个具有不同插接方向的第一接头2都对应一组应变片6和结构件7，以应对不同力场分布情况的检测，适用性好。也就是说，插接方向的数量与应变片6、结构件7的数量相同，并一一对应设置。

结构件7的端面面积不小于应变片6的端面面积，并且结构件7的中心、应变片6的中心以及第一接头2的中心对齐设置，结构件7能够在第一接头2受到插接作用力时整体发生变形，并带动应变片6变形，中心对齐设置，能够保证插接时的插接作用力能够整体加载到结构件7上，保证检测精度。

以上仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.一种电池包的接插件，其特征在于，包括本体部(1)、检测部以及设于所述本体部(1)的第一接头(2)和第二接头(3)，所述第一接头(2)用于与外部插件插接连接，所述第二接头(3)用于与电池包的电池模组连接；

所述检测部包括惠斯通电桥(4)、单片机(5)、应变片(6)和弹性模量已知的结构件(7)，所述应变片(6)能够通过连接线(8)与所述惠斯通电桥(4)连接，且所述惠斯通电桥(4)与所述单片机(5)信号连接；

所述应变片(6)和所述结构件(7)均设于所述本体部(1)内，所述应变片(6)贴合于所述结构件(7)的端面，且所述应变片(6)的端面、所述结构件(7)的端面均与所述第一接头(2)的插接方向垂直。

2.根据权利要求1所述的电池包的接插件，其特征在于，还包括提示装置，所述提示装置与所述单片机(5)信号连接。

3.根据权利要求1所述的电池包的接插件，其特征在于，所述结构件(7)和所述应变片(6)粘接固定。

4.根据权利要求3所述的电池包的接插件，其特征在于，所述结构件(7)、所述应变片(6)与所述本体部(1)一体注塑成型。

5.根据权利要求1-4任一项所述的电池包的接插件，其特征在于，所述惠斯通电桥(4)和所述单片机(5)均集成于控制系统(11)或所述本体部(1)。

6.根据权利要求1-4任一项所述的电池包的接插件，其特征在于，所述第一接头(2)的数量为至少两个，且各所述第一接头(2)的插接方向为至少两个时，所述应变片(6)的数量与所述插接方向的数量相同。

7.根据权利要求1-4任一项所述的电池包的接插件，其特征在于，所述结构件(7)的端面面积不小于所述应变片(6)的端面面积，且所述结构件(7)的中心、所述应变片(6)的中心以及所述第一接头(2)的中心对齐设置。

8.一种电池包，其特征在于，包括壳体(9)以及如权利要求1-7任一项所述的接插件，所述接插件的本体部(1)与所述壳体(9)固定，所述接插件的第一接头(2)位于所述壳体(9)外。

9.根据权利要求8所述的电池包，其特征在于，所述壳体(9)设有安装孔，所述本体部(1)通过紧固件(10)与所述安装孔的端面固定。

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