插座组件、充电方法和充电架与流程

本申请涉及电池充电装置领域，并且更具体而言，涉及一种插座组件，其用于选择性地与车载动力电池进行联接和分离。本申请还涉及一种用于动力电池的充电方法，以及一种包括上述插座组件的充电架。

背景技术：

已知的是，车辆动力电池可设计为可拆卸的，并且在需要进行充电时从车辆上拆下来在充电装置上进行充电。在充电过程中，动力电池需要与电源插座进行联接和分离的操作。现有的电源插座通常自带有动力源，以便使电源插座选择性地移动来与动力电池上的接口进行联接和分离。所希望的是插座的结构能够进一步简化并且操作成本能够降低。

因此，本领域中存在对于改善的插座组件和充电方法的持续需求，所期望的是该插座组件和充电方法能够至少在一定程度上缓解上述技术问题。

技术实现要素：

本申请的一个目的在于提供一种插座组件，其用于选择性地与车载动力电池联接和分离。本申请的另一个目的在于提供一种用于动力电池的充电方法，以及一种包括上述插座组件的充电架。

本申请的目的是通过如下技术方案实现的：

一种用于动力电池的插座组件，包括：

至少一根轨道，构造为沿垂直方向延伸；

本体，构造为沿轨道移动，并且包括：

止挡部，其附接到本体上并沿第一移动轨迹移动；以及

滚子，其附接到本体上并沿第二移动轨迹移动；

第一限位部和第二限位部，布置在第一移动轨迹的两端来限制止挡部的移动；以及

锁止片，其包括：

轴，锁止片构造为能围绕轴相对于所述轨道进行旋转；

第一突起部、第二突起部和第三突起部，构造为选择性地进入和离开第二移动轨迹，其中，第二突起部和第三突起部构造为能够支承滚子；

其中，锁止片构造为具有第一位置和第二位置，在第一位置中，第一突起部、第二突起部和第三突起部位于第二移动路径上，锁止片与滚子接触并限制本体的移动；在第二位置中，第一突起部和第二突起部位于第二移动路径之外，且第三突起部位于第二移动路径上；并且

其中，第三突起部构造为使得：当锁止片在第二位置中时，滚子能够通过推动第三突起部来使锁止片返回至第一位置。

可选地，还包括：

磁体，其定位为在锁止片位于第二位置中时吸附锁止片；

第三限位部，其位于在第二移动路径之外，并且定位为当锁止片位于第一位置中时限制锁止片围绕轴旋转；以及

弹性部件，其构造为使得锁止片趋于返回至第一位置。

可选地，弹性部件为围绕轴布置的弹簧或簧片。

可选地，第一移动轨迹和/或第二移动轨迹设置在垂直方向上。

可选地，第一突起部、第二突起部和第三突起部自上而下依次从锁止片的一侧凸出。

可选地，当滚子移动至与第一突起部接触时，锁止片克服弹性部件施加的弹性力从第一位置朝向第二位置移动。

可选地，滚子包括能旋转地附接到本体上的轴承，并且构造为能够借助于弹性部件和第三限位部来由第二突起部或第三突起部支承。

可选地，第一限位部和第二限位部分别包括：

凸块，带有螺纹孔；以及

螺栓，螺纹连接在螺纹孔中，并且带有用于与止挡部相接触的头部。

可选地，本体上还附接有用于动力电池的电力接头和/或冷却流体接头。

可选地，还包括底座，其中，轨道、第一限位部、第二限位部、磁体、轴和第三限位部附接在底座上。

一种充电方法，其用于操作上述用于动力电池的插座组件，包括下列步骤：

1)使动力电池上升，使得动力电池上的接头触及插座组件上的接头并带动插座组件上升，以便锁止片从第一位置移动到第二位置中；

2)使动力电池和插座组件进一步上升，直到第一限位部与止挡部接触；

3)动力电池进一步上升，使得动力电池上的接头与插座组件上的接头完全接合；

4)使动力电池和插座组件下降，使得锁止片从第二位置移动到第一位置中且滚子由第三突起部支承，并且第二限位部与止挡部接触；

5)向动力电池补充电力和/或冷却流体；

6)使动力电池和插座组件上升，使得滚子由第二突起部支承；以及

7)使动力电池下降，使得动力电池上的接头与插座组件上的接头分离。

可选地，还包括：在步骤1)之前，将动力电池移动至插座组件的下方；以及

在步骤7)之后，将动力电池从插座组件的下方移除。

可选地，在步骤1)中，滚子带动第一突起部，使得锁止片围绕轴从第一位置朝向第二位置旋转。

可选地，在步骤1)中，通过磁体来吸引锁止片，使得锁止片进一步旋转到第二位置中并由磁体吸附。

可选地，在步骤1)中，在从第一位置移动到第二位置期间，锁止片克服弹性部件的弹性力而旋转。

可选地，在步骤4)中，滚子通过带动第三突起部，来使锁止片围绕轴从第二位置朝向第一位置旋转。

可选地，在步骤4)中，还借助于弹性部件的弹性力来使锁止片旋转。

可选地，在步骤6)中，锁止片借助于弹性部件的弹性力和第三限位部来定位在第一位置中。

可选地，第三限位部位于在第二移动路径之外，并且定位为当锁止片位于第一位置中时限制锁止片围绕轴旋转。

一种用于动力电池的充电架，包括：

一个或多个支架，用于支承动力电池；

一个或多个上述插座组件，分别设置在各个支架上；

插臂，其构造为用于移动动力电池；以及

控制器，其配置为操作插臂来执行上述的充电方法。

本申请的插座组件、充电方法和充电架具有简单可靠、维护方便等优点。通过采用本申请的解决方案，能够提高动力电池充电操作机构的工作效率，降低操作成本。

附图说明

以下将结合附图和优选实施例来对本申请进行进一步详细描述，但是本领域技术人员将领会的是，这些附图仅是出于解释优选实施例的目的而绘制的，并且因此不应当作为对本申请范围的限制。此外，除非特别指出，附图仅是意在概念性地表示所描述对象的组成或构造并可能包含夸张性显示，并且附图也并非一定按比例绘制。

图1是本申请的插座组件的一个实施例的立体视图。

图2是图1所示实施例中的部分剖视图。

图3a至图3e是图1所示实施例在操作过程中的示意图。

图4是本申请的充电架的一个实施例的立体视图。

具体实施方式

以下将参考附图来详细描述本申请的优选实施例。本领域中的技术人员将领会的是，这些描述仅为描述性的、示例性的，并且不应被解释为限定了本申请的保护范围。

首先，需要说明的是，在本文中所提到的顶部、底部、朝上、朝下等方位用语是相对于各个附图中的方向来定义的，它们是相对的概念，并且因此能够根据其所处于的不同位置和不同的实用位置而变化。所以，不应将这些或其他方位用语理解为限制性用语。

此外，还应当指出的是，对于本文的实施例中描述或隐含的任意单个技术特征，或在附图中示出或隐含的任意单个技术特征，仍能够在这些技术特征(或其等同物)之间继续进行组合，从而获取未在本文中直接提及的本申请的其他实施例。

应当注意的是，在不同的附图中，相同的参考标号表示相同或大致相同的组件。

图1是本申请的插座组件的一个实施例的立体视图，并且图2是图1所示实施例中的部分剖视图。出于清楚的缘故，本体120的一部分被去掉，以示出由本体120所遮盖的部件。

如图1和图2中所示，本申请涉及一种用于动力电池的插座组件100，其包括：至少一根轨道110，构造为沿垂直方向延伸；本体120，构造为沿轨道110移动，并且包括：止挡部121，其附接到本体120上并沿第一移动轨迹移动；以及滚子122，其附接到本体120上并沿第二移动轨迹移动；第一限位部131和第二限位部132，布置在第一移动轨迹的两端来限制止挡部121的移动；以及锁止片140，其包括：轴140a，锁止片140构造为能围绕轴140a相对于轨道110进行旋转；第一突起部141、第二突起部142和第三突起部143，构造为选择性地进入和离开所述第二移动轨迹，其中，第二突起部142和第三突起部143构造为能够支承滚子122。

其中，锁止片140构造为具有第一位置和第二位置，在第一位置中，第一突起部141、第二突起部142和第三突起部143位于第二移动路径上，锁止片140与滚子122接触并限制本体120的移动；在第二位置中，第一突起部141和第二突起部142位于第二移动路径之外，且第三突起部143位于第二移动路径上；并且其中，第三突起部143构造为使得：当锁止片140在第二位置中时，滚子122能够通过推动第三突起部143来使锁止片140返回至第一位置。

图1和图2中所示的插座组件100可布置为使得本体120能够沿两个轨道110在垂直方向上移动。因此，第一移动轨迹和第二移动轨迹均为在垂直方向上延伸的线段。然而，根据实际需要，插座组件100也可具有在其他方向上的定向，并且第一移动轨迹和第二移动轨迹可根据实际需要构造为线段、曲线段或曲线段与线段的组合等。此外，尽管图示了两个轨道110，但也不排除设置更多或更少的轨道。

如图2中所示，插座组件100还包括：磁体123，其定位为在锁止片140位于第二位置中时吸附锁止片140；第三限位部133，其位于在第二移动路径之外，并且定位为当锁止片140位于第一位置中时限制锁止片140围绕轴140a旋转；以及弹性部件140b，其构造为使得锁止片140趋于返回至第一位置。

磁体123可为任何合适的磁体，例如永磁铁等。因此，锁止片140可由任何能够由磁体123吸引的材料制成，例如可由铁、钢或不锈钢等材料来制造。

尽管图2的实施例中显示的第三限位部133大致位于第三突起部143的下方，但是应当理解的是，第三限位部可具有其他定位，例如位于图示中第一突起部141的下方且位于第二移动路径之外。只要第三限位部位于第二移动路径之外，则其不会干扰滚子122沿第二移动路径的运动。

此外，第一突起部141、第二突起部142和第三突起部143自上而下依次从锁止片140的一侧凸出。其中，各个突起部的尺寸可根据实际需要来设置，在图示的实施例中，第一突起部141具有比第二突起部142和第三突起部143更大的凸出长度。如图所示，第一限位部131布置在第二限位部132的上方。

在图示的实施例中，弹性部件140b为围绕轴140a布置的弹簧或簧片。弹性部件140b使得锁止片140趋于在逆时针方向上旋转，由此返回图示的第一位置。

图2中示出了位于第一位置中的锁止片140。此时，锁止片140受到弹性部件140b施加的弹性力，并且趋于在逆时针方向上旋转。然而，第三限位部133限制了锁止片140的进一步旋转。

然而，滚子122可从图2中所示的位置向上移动。当滚子122移动至与第一突起部141接触之后，锁止片140在滚子122的带动下克服弹性部件140b施加的弹性力从第一位置朝向第二位置移动。因此，第一突起部141和第二突起部142趋于离开第二移动轨迹，并且在锁止片140与磁体123之间的距离缩短至预定距离时，磁体123向锁止片140施加的吸引力足以克服弹性部件140b施加的弹性力，使得锁止片140移动至由磁体123吸附的位置，也即第二位置。此时，第一突起部141和第二突起部142已经完全离开第二移动轨迹，而第三突起部143在经过一定角度的旋转之后，仍然位于第二移动轨迹上。

可选地，滚子122包括能旋转地附接到本体120上的轴承，并且构造为能够借助于弹性部件140b和第三限位部133来由第二突起部142或第三突起部143支承。

如图所示，第一限位部131和第二限位部132分别包括：凸块，带有螺纹孔(未示出)；以及螺栓，螺纹连接在螺纹孔中，并且带有用于与止挡部121相接触的头部。容易理解的是，第一移动轨迹为第一限位部131和第二限位部132各自的螺栓的头部之间的线段。类似地，第二移动轨迹为与第一移动轨迹相平行且等长的线段。

此外，本体120上还附接有用于动力电池(未示出)的电力接头120a和冷却流体接头120b。其中，电力接头120a用于向动力电池提供充电，而冷却流体接头120b用于向动力电池提供冷却流体，例如水或其他合适的冷却液。

另外，插座组件100还包括底座101，其中，轨道110、第一限位部131、第二限位部132、磁体123、轴140a和第三限位部133附接在底座101上。

图3a至图3e是图1所示实施例在操作过程中的示意图。其中，出于解释本申请的插座组件100的工作原理的目的，本体120的一部分显示为透明的，以示出由本体120所遮盖的部件的工作原理。本领域技术人员容易理解的是，显示在本体120中的部件在实际的操作过程中是不可见的。此外，出于清楚的缘故，止挡部121在视图中没有显示出，第一限位部131和第二限位部132在视图中也仅有部分显示。然而，根据上下文的公开内容将能够领回它们的相对位置和工作原理。

根据本申请的充电方法包括下列步骤：

1)如图3a至图3c中所示，使动力电池300上升，使得动力电池300上的接头触及插座组件100上的接头并带动插座组件100上升，以便锁止片140从第一位置(如图3a中所示)移动到第二位置中(如图3c中所示)；

2)使动力电池300和插座组件100进一步上升，直到第一限位部131与止挡部121接触(图3b和图3c)；

3)动力电池300进一步上升，使得动力电池300上的接头与插座组件100上的接头完全接合；

4)使动力电池300和插座组件100下降，使得锁止片140从第二位置移动到第一位置中且滚子122由第三突起部143支承，并且第二限位部132与止挡部121接触(图3d)；此时，动力电池300也可恰好由下文所描述的支架200来支承。

5)向动力电池300补充电力和/或冷却流体；

6)使动力电池300和插座组件100上升，使得滚子122由第二突起部142支承；以及

7)使动力电池300下降，使得动力电池300上的接头与插座组件100上的接头分离，从而返回至图3a中的状态。

此外，图示的充电方法还包括：在步骤1)之前，将动力电池300移动至插座组件100的下方；以及在步骤7)之后，将动力电池300从插座组件100的下方移除。动力电池300可由图4中所示的插臂400来移动，或其他任何合适的机械装置来移动。

上述各个步骤可重复地在多个支架上进行，或在单个支架上重复地进行，以便对动力电池补充电力和/或冷却流体。容易理解的是，步骤5)可一直进行下去，直到动力电池的电力和/或冷却流体完全补充完毕。

具体而言，在步骤1)中，滚子122带动第一突起部141，使得锁止片140围绕轴140a从第一位置朝向第二位置旋转。在图示的实施例中，锁止片140围绕轴140a在顺时针方向上从第一位置朝向第二位置旋转。当锁止片140与磁体123之间的距离缩短为预定距离时，磁体123作用在锁止片140上的吸引力增大至称为主要的作用力，以使得能够通过磁体123来吸引锁止片140，使得锁止片140进一步旋转到第二位置中并由磁体123吸附。在从第一位置移动到第二位置期间，锁止片140克服弹性部件140b的弹性力而旋转。

此外，在步骤4)中，滚子122通过带动第三突起部143，来使锁止片140围绕轴140a从第二位置朝向第一位置旋转。具体而言，滚子122沿第二移动路径从上向下运动，并且带动正好位于第二移动路径上的第三突起部143，使得锁止片140围绕轴140a在逆时针方向上从第二位置朝向第一位置旋转。此时，还借助于弹性部件140b的弹性力来使锁止片140旋转。弹性部件140b的作用力使得锁止片140趋于在逆时针方向上朝向第一位置运动。

在步骤6)中，锁止片140借助于弹性部件140b的弹性力和第三限位部133来定位在第一位置中。如上文中所描述，第三限位部133位于在第二移动路径之外，并且定位为当锁止片140位于第一位置中时限制锁止片140围绕轴140a旋转。

图4是本申请的充电架的一个实施例的立体视图。其中，用于动力电池的充电架10包括：一个或多个支架200，用于支承动力电池300；一个或多个在上文中描述的插座组件100，分别设置在各个支架200上；插臂400，其构造为用于移动动力电池300；以及控制器(未示出)，其配置为操作插臂400来执行在上文中描述的充电方法。

根据上文所记载的插座组件100和充电方法，能够实现动力电池300仅由插臂400移动就能与插座组件100接合，从而实现电力和冷却流体的补充。因此，插座组件100无需单独设置额外的动力装置，从而提高了动力电池充电操作机构的工作效率，降低了操作成本。

本说明书参考附图来公开本申请，并且还使本领域中的技术人员能够实施本申请，包括制造和使用任何系统或系统、选用合适的材料以及使用任何结合的电梯。本申请的范围由请求保护的技术方案限定，并且包含本领域中的技术人员想到的其他实例。只要此类其他实例包括并非不同于请求保护的技术方案字面语言的结构元件，或此类其他实例包含与请求保护的技术方案的字面语言没有实质性区别的等价结构元件，则此类其他实例应当被认为处于由本申请请求保护的技术方案所确定的保护范围内。