用于连接器的插拔机构、插座单元和电池架的制作方法

本申请属于换电服务领域，具体说涉及一种用于连接器的插拔机构。本申请还涉及一种包含了所述插拔机构的插座单元和一种包含了所述插座单元的电池架。

背景技术：

在换电服务领域，特别是电动汽车的电池替换服务中，亏电电池从车上取下后运至专用的电池仓或电池架，在被储存的同时进行充电。通常，电池包上设置有用于充电的连接端口和用于充电时在电池包中建立冷却循环以为电池包散热的冷却管路端口。对应地，电池包所在的电池仓内设置有与这些端口连接的插头或插座件，以提供充电服务。插头或插座件的连接可以手动或自动完成。在自动作业中，一方面插头或插座件能与电池包对准以和电池包上的各个端口连接，另一方面在完成充电后插头或插座件能与电池包断开连接并离开电池包。

技术实现要素：

本申请要解决的技术问题是提供一种用于连接器的插拔机构，所述连接器经由所述插拔机构建立连接。

所述插拔机构包括电驱动装置，连接器固定在其上的安装台，所述安装台构造成与所述电驱动装置的输出端连接使得在所述电驱动装置驱动下所述安装台移动一段行程；传感器装置，所述传感器装置构造成感测所述安装台在所述行程中的至少一个位置，并且所述电驱动装置接收所述安装台的位置信息。

在上述插拔机构中，所述传感器装置包括感测元件和感测对象，所述感测元件和所述感测对象中的一者与所述电驱动装置设置在第一安装板上，另一者构造成随所述安装台一起移动；所述感测元件通过感知所述感测对象获得所述安装台的所述位置信息。

在上述插拔机构中，所述安装台沿垂直方向移动。

在上述插拔机构中，所述感测元件包括沿垂直方向设置的第一传感器和第二传感器，所述第一传感器用于感测所述安装台位于所述行程中的高处的第一位置，所述第二传感器用于感测所述安装位于所述行程中的低处的第二位置。

在上述插拔机构中，所述第一传感器和所述第二传感器为光敏传感器，所述感测对象构造成具有能遮挡所述光敏传感器发出的光线的突起。

在上述插拔机构中，所述感测元件固定到所述第一安装板上，所述感测对象经由第二安装板固定到所述安装台上或直接固定到所述安装台上。

在上述插拔机构中，还包括至少一个导向装置，所述安装台固定到所述至少一个导向装置上使得在所述安装台的移动过程中，所述至少一个导向装置引导所述感测对象沿垂直方向移动。

在上述插拔机构中，所述至少一个导向装置包括固定在所述第一安装板上的柱和相对于所述柱移动的滑块。

在上述插拔机构中，所述滑块具有燕尾槽，所述柱与所述燕尾槽配合。

在上述插拔机构中，所述电驱动装置的输出端为电驱动的推杆，所述推杆的末端通过支架固定所述安装台。

在上述插拔机构中，所述电驱动的推杆为电动推杆标准件。

本申请涉及的另一个方面是提供一种插座单元，其包括上述所述的插拔机构，其中所述插拔机构的安装台具有第三安装板，用于电连接的第一插座和用于冷却循环的第二插座分别安装到所述第三安装板上。

本申请涉及的再一个方面是提供一种插座单元，其包括至少两个上述所述的插拔机构，其中一个所述插拔机构安装用于电连接的第一插座；另一个所述插拔机构安装用于冷却循环的第二插座。

本申请涉及的又一个方面是提供一种存放电池包的电池架，所述电池架具有上述所述的插座单元，以与所述电池包上的插头单元连接。

当电池包充电时，电插座和冷却插座经由本申请的插拔机构可准确地插入到电池包中。本申请使用了电驱动装置以驱动电插座或冷却插座移动，具有结构上的可靠性和降低成本，并且方便了电插座和冷却插座的插入和拔出。由于设置了传感器装置，本申请可以准确地得到电插座和冷却插座是否移动到位的信息，从而在电池包上建立了稳固的电连接和冷却循环。

本申请涉及的再一个方面是提供一种用于连接器的插拔机构，其包括：电驱动装置，连接器固定在其上的安装台，所述安装台构造成与所述电驱动装置的输出端连接使得在所述电驱动装置驱动下所述安装台移动一段行程。

在上述插拔机构中，所述安装台包括座板和防卡死机构，所述座板由所述电驱动装置驱动，所述防卡死机构包括浮动安装于所述座板上的第一浮动板和浮动安装于所述第一浮动板上的第二浮动板，所述连接器固定于所述第二浮动板上。

本申请涉及的再一个方面是提供一种插座单元，其包括充接头组件、水冷接头组件和感应器，其中所述充电接头组件和所述水冷接头组件中的一者为上述所述的插拔机构。

本申请涉及的再一个方面是提供一种插座单元，包括一充电接头组件、一水冷接头组件和一感应器，所述充电接头组件包括安装于充电架上的充电电动推杆、由充电电动推杆驱动的充电座板以及固定于充电座板上的充电接头；所述水冷接头组件包括安装于充电架上的水冷电动推杆、由水冷电动推杆驱动的水冷座板、浮动安装于水冷座板上的第一浮动板、浮动安装于第一浮动板上的第二浮动板以及固定于第二浮动板上的水冷接头，每个水冷接头均包括连接水冷箱的进水口和出水口。

具体的，所述感应器位于充电接头组件与水冷接头组件之间。

具体的，所述充电接头组件包括安装于充电架上的一对竖直导轨，所述竖直导轨用来引导充电座板竖直升降。

本申请还涉及的一个方面是提供一种电池架，包括具有若干充电仓的充电架和水冷箱，每个充电架内均设有上述所述的插座单元。

采用上述技术方案，本发明技术方案的有益效果是：

本发明水冷接头组件中有两道浮动机构，所以可以较大程度地适应与充电接头之间的角度偏差，所以两个接头插拔过程中不会导致卡死。

通过以下参考附图的详细说明，本申请的其他方面和特征变得明显。但是应当知道，该附图仅仅为解释的目的设计，而不是作为本申请的范围的限定，这是因为其应当参考附加的权利要求。还应当知道，附图仅仅意图概念地说明此处描述的结构和流程，除非另外指出，不必要依比例绘制附图。

附图说明

结合附图参阅以下具体实施方式的详细说明，将更加充分地理解本申请，附图中同样的参考附图标记始终指代视图中同样的元件。其中：

图1为本申请涉及的电池架的局部示意图；

图2为本申请涉及的插拔机构的一种实施例的结构示意图；

图3为图2中插拔机构的分解图；

图4为本申请涉及的插拔机构的另一种实施例的结构示意图；

图5为图4中插拔机构的分解图；

图6为本申请涉及的电池架的另一个实施例的主视图；

图7是本申请的电池架的另一个实施例的俯视图；

图8是本申请涉及的插拔机构的另一个实施例的立体图。

具体实施方式

为帮助本领域的技术人员能够确切地理解本申请要求保护的主题，下面结合附图详细描述本申请的具体实施方式。

图1示出了设置有本申请涉及的插拔机构的电池架的局部示意图。在电池架100的一侧上设置有两个插拔机构1，每一个所述插拔机构1上均设置有插座，以与存储于电池架100的电池包200上的对应插头连接。通常电池包上有用于电连接的连接端口和用于冷却循环以为电池包散热的另一个连接端口（如水冷端口）。当插座和对应插头连接后，分别建立起了电连接和冷却循环。插座和插头也可以互换，即插头安装在插拔机构上，插座设置在电池包上。

回到图示实施例，插头201,202布置在电池包200的一侧的上表面。插拔机构1驱动插座31,41下降，并且与插头201,202对准，以实现连接。当需要断开连接时，插拔机构1驱动插座31,41提升。其中，一个插拔机构用于电连接的插座41和插头201，另一个插拔机构用于冷却循环的插座31和插头202，冷却插头能在插座离开后自行密封。

在这里，电池包即经集成的为电动汽车提供驱动动力的装置，也称为电池组或电池模组等。

图2为用于冷却循环的插拔机构的示意图，图3为图2中的插拔机构的分解图。结合图2-3，插拔机构1包括电驱动装置11，安装台12、导向装置13和传感器装置14。电驱动装置11的输出端连接安装台12并且电驱动装置11驱动安装台12移动。电驱动装置11的输出端可以是由电驱动的推杆112。例如但非限制的，电驱动装置11可以是电机111以及设置在电机111的输出轴上的推杆112，驱动力从电机的旋转运动转化为推杆的直线运动。电驱动的推杆112也可以是市售的电动推杆标准件。因为由电机驱动的电驱动装置11为刚性连接和传动，推杆112的输出直线运动具有一定的可靠性。与其他驱动方式如液压驱动或气动相比，电驱动不需要液压源和气源，而且不像液压驱动和气动产生很大的噪音。电机111和推杆112垂直地设置在同样也是垂直向的第一安装板15上，再经由第一安装板15固定到电池架的一侧上。如图中所示的，电动推杆经由支座115安装到第一安装板上15。

插座31安装在安装台12上。在图中，安装台12分为上下两层板。上层板121和下层板122固定连接。上层板121与推杆112连接。形似颠倒的l形的支架113的一端与上层板121连接，另一端连接在推杆末端114的连接端口上。下层板122用于安装冷却插座31。在下层板122的中央设置有两个孔，两根管路32穿过孔并且都连接在冷却插座31上，这两根管路32分别是冷却液经过的进口管路和出口管路。冷却插座31可以通过各种固定到下层板122的方式安装到安装台12上，由此冷却插座31可以随安装台12一起移动。当然，安装台12也可以只设置一层板来实现与推杆112的连接和与安装插座的连接。

电机工作如以下方式：电机111沿一个方向转动，驱动推杆112带动安装台12和安装台12上的冷却插座31下降一段行程；电机111沿相反方向转动，驱动推杆112带动安装台12和安装台12上的冷却插座31上升一段行程。

导向装置13设置在推杆112的附近。导向装置13包括柱131和滑块132。在图中，柱131为立柱并且固定在第一安装板15上。滑块132面向柱131的一侧上设置燕尾槽133，柱131的形状构造成与燕尾槽133配合。滑块132的另一侧经由第二安装板16连接在安装台12的上层板121上。当安装台12上升或下降时，滑块132随安装台12一起移动并且能沿着柱131在垂直方向上移动。燕尾槽133的设置可以约束滑块132在多个方向上的移动，从而确保滑块132进而安装台12的移动精度。

传感器装置14包括感测元件和感测对象140。感测元件为下文将介绍的传感器143,144。感测元件固定在第一安装板15上，如图中示出的，感测元件通过柱131固定在第一安装板15上。感测对象140经由第二安装板16固定到安装台12的上层板121上，因此感测对象140可以随安装台12一起移动。感测元件通过感知感测对象来获得安装台在行程中的位置信息。

感测元件包括在垂直方向上设置的第一传感器143和第二传感器144。第一传感器143用于监测安装台12在行程中的位于高处的一个位置，第二传感器144用于监测安装台12在行程中的位于低处的一个位置。例如但非限制的，第一传感器143监测的是安装台12在向上移动的行程中的终点位置，第二传感器144监测的是安装台12在向下移动的行程中的终点位置。当第一传感器143或第二传感器144感测到安装台12已经到达其所对应的终点位置时，可使电机111停止工作阻止安装台12继续移动。

第一传感器143和第二传感器144均采用光敏传感器，每一个光敏传感器都具有发射光线的发射端145和设置在发射端145的对面的接收来自发射端145的光线的接收端146。由图可看到，感测对象140为一块经多次折弯的板，其一端固定在第二安装板16上，另一端设置有挡光件，如图中示出的突起141，随着安装台12的上下移动，该突起141在第一传感器143和第二传感器144之间移动。当突起141位于任意一个传感器的发射端145和接收端146的中间时，接收端146会因为突起141的遮挡而接收不到对面发射端145的光线，从而感测到感测对象140移动到了传感器所在的位置，因此也得到了安装台12已移动到了行程终点位置的信息。导向装置13既能引导安装台12沿垂直方向移动，也能引导感测对象140沿垂直方向移动，从而提高传感器的感测精度。可以看到，在感测对象140上还设置位于突起141附近的触片142，该触片142可以在感测对象140移动到任意一个传感器时抵靠该传感器的发射端145，从而进一步保证感测对象140沿期望的移动路径移动。

在上述实施例中，传感器装置14设置成，当突起141遮住第一传感器143时，第一传感器143的接收端146接收不到光线信号，从而感测到安装台12已移动到上升行程的终点位置；当突起141遮住第二传感器144时，第二传感器144的接收端146接收不到光线信号，从而感测到安装台12已移动到下降行程的终点位置。传感器装置14也可以有其他的形式，以感测安装台12在行程中的位置。例如但非限制的，感测元件可以采用其他形式的传感器，如接触式传感器，压敏式传感器等。又例如，光敏传感器的发射端设置在突起上，第一传感器和第二传感器的两个接收端146依然如图示设置，当突起在两个接收端之间上下移动时，接收端接收不到光线信号；当突起移动到任意一个接收端的对面时，接收端收到光线信号，从而得到安装台已移动到行程终点位置的信息。触片也可以设置成抵靠其他可以约束感测对象移动方向的零件表面。

当第一传感器142和第二传感器144感测到相关的安装台12的位置信息后，电驱动装置11接收到指示停止输出动力。第一传感器143和第二传感器144可以将该位置信息发送到电池架上的控制器，由控制器控制电驱动装置11的启停，也可以是第一传感器143和第二传感器144直接发送到电驱动装置的电机111上。

图4为用于电连接的插拔机构的示意图，图5为图4中的插拔机构的分解图。该插拔机构的电驱动装置11、导向装置13和传感器装置14与图2-3的插拔机构结构在原理上相同，在此不赘述。因为安装台12的大尺寸，导向装置13有两套，分别布置在电驱动装置11的两侧上。导向装置的滑块132直接与安装台12连接。传感器装置14布置在其中一套导向装置13上。安装台12包括一层板123。该层板123中央设置大孔，以用于接合电插座41。该插拔机构的工作原理与用于冷却的插拔机构基本相同，电驱动装置11驱动安装台12向下移动，当第二传感器144感测到感测对象140到达第二传感器144时，电驱动装置11指示安装台12停止下降；电驱动装置11驱动安装台12向上移动，当第一传感器143感测到感测对象140到达第一传感器143时，电驱动装置11指示安装台12停止上升。

回到图1，可以在电池架100内设置两个插拔机构1以分别驱动各自的插座31,41升降。也可以经由一个插拔机构同时驱动两个插座升降。例如但非限制的，图2中的安装台的下层板122和图4中的安装台的仅一层板123集成为第三安装板，虽然未示出，但可以想到，该第三安装板由一个电驱动装置驱动上升或下降。此外，第一安装板15上可以设置多个导向装置13，其中至少一个导向装置用于冷却循环的插座31，其余的导向装置用于电连接的插座41。传感器装置14连接到一个导向装置上。这样，当需要建立冷却循环回路和电连接时，用于冷却循环的插座31和用于电连接的插座41可以同时下降以同步执行插座-插头连接。当需要断开连接时，两个插座31,41可以同时上升。

如图6至图8所示，本申请涉及的另一种实施例的电池架包括具有若干充电仓的充电架61和水冷箱64，每个充电架61内均设有一充电接头组件62、一水冷接头组件63和一感应器65，充电接头组件62包括安装于充电架61上的充电电动推杆621、由充电电动推杆622驱动的充电座板622以及固定于充电座板622上的充电接头623，水冷接头组件63包括安装于充电架61上的水冷电动推杆631、由水冷电动推杆632驱动的水冷座板632、浮动安装于水冷座板632上的第一浮动板633、浮动安装于第一浮动板633上的第二浮动板634以及固定于第二浮动板634上的水冷接头635，每个水冷接头635均包括连接水冷箱64的进水口和出水口。该充电机构的工作过程为：蓄电池66经换电装置移送到充电仓内；充电仓内的感应器65检测到蓄电池66就位后，充电电动推杆621驱动充电接头623下降插入电池充电接头661，同时水冷电动推杆631驱动水冷接头635插入电池水冷接头662；在充电接头623对蓄电池66进行充电的同时，水冷箱64让冷却水在蓄电池66的外壳内打循环，避免快速充电使蓄电池66过热；充电完毕后，水冷接头635和充电接头623退回，满电的蓄电池66则能安装到缺电的电动汽车上。充电接头组件62是刚性的升降机构，因为水冷接头组件63中有两道浮动机构，所以可以较大程度地适应与充电接头661之间的角度偏差，所以两个接头插拔过程中不会导致卡死。

如图8所示，感应器65位于充电接头组件62与水冷接头组件63之间。这样蓄电池66感应结果比较准确。

如图8所示，充电接头组件62包括安装于充电架61上的一对竖直导轨624，竖直导轨624用来引导充电座板622竖直升降。竖直导轨624能防止拔充电接头623的时候蓄电池66产生力矩损伤充电电动推杆621。

应当理解，对于包含充电接头组件和水冷接头组件的插座单元，其中一套组件包括电动推杆和固定相应接头的安装台，另一套组件包括电动推杆和设置防卡死机构的安装台，防卡死机构包括两道浮动板，电动推杆与安装台的座板连接，接头与一道浮动板连接。因此防卡死机构可以设在水冷接头组件上，也可以设在充电接头组件上。该防卡死机构也可用于图2-3中示出的插拔机构上，例如但非限制的，图中示出的上层板121由第一浮动板和第二浮动板替代，并且冷却插座31改为与第二浮动板连接。同样，图2-3中示出的传感器装置可用于图8示出的插拔机构上，例如但非限制的，传感器装置设在图8中的充电接头组件上，以更好地控制插座与电池包上的插头的连接。

虽然已详细地示出并描述了本申请的具体实施例以说明本申请的原理，但应理解的是，本申请可以其它方式实施而不脱离这样的原理。