应用于二轮车换电市场的插拔检测器、插件、防打火系统的制作方法

1.本实用新型涉及换电技术领域，尤其涉及一种应用于二轮车换电市场的插拔检测器、插件、防打火系统。


背景技术：

2.随着国家对于清洁能源的大力发展，其中锂离子动力电池系统发展极为迅速，推动了交通工具电动化的程度在不断提高。在锂离子动力电池的应用中，两轮车市场换电模式是重要发展方向之一，而换电市场一直以来有个难点和痛点，就是换电过程中的插拔次数多而带来的打火问题，打火问题不容小觑，容易造成以下问题：1、对接插件带来损坏，打火将使接插件导电体造成融化，时间长了存在安全隐患。2、对驾驶人员造成恐惧心理和电击风险，因为插拔过程中造成的打火会对驾驶人员造成惊吓。所以在换电领域中需要解决和根治打火问题，才能解决这方面隐患和给到用户更好的体验。
3.但是在电池系统设计过程中，由于用户车辆方面的五花八门，防打火设计目前在实际应用中并不好，由于车辆本身的控制方式，内部电容大小，以及各人的用电池习惯不同，导致了电池在换电过程中经常性进行电池系统带电插拔，从而导致了电池系统接插件的打火问题。当前技术方案中，一般用到无电流后定时切断负载的方式来解决打火问题，但是此方案在应用过程中，容易造成等红绿灯或者外卖小哥在送餐过程后，电池系统供电没有立刻恢复，从而又频繁导致了电动车的骑行断电问题。


技术实现要素：

4.针对上述现有技术的不足之处，本实用新型的目的在于提供一种应用于二轮车换电市场的插拔检测器、插件、防打火系统，杜绝由于车辆在换电过程中带电插拔导致的打火安全隐患又可避免使用过程中的骑行断电问题。
5.第一方面，提供了一种应用于二轮车换电市场的插拔检测器，包括检测器定子、检测器动子、压力传感器，以及至少一个信号插针和弹簧；
6.所述信号插针一端安装于所述检测器动子上，其另一端可滑动插入所述检测器定子上开设的导向孔内；所述压力传感器设置于所述导向孔的底部；所述弹簧套设于所述信号插针上；且所述弹簧非压缩状态下，所述信号插针与所述压力传感器处于非接触状态。
7.实施时，该插拔检测器设置于插件上进行使用，具体可将其安装于插件的某一插针上，并通过一个信号线将压力传感器与电池系统的bms模块连接，该拔插检测器用于在换电时进行插拔状态进行检测，未插接状态下，在弹簧的作用下，信号插针未接触压力传感器，此时压力传感器没有检测信号输出；当进行插接时，检测器动子受到来自公端插件的挤压，进而会对弹簧进行压缩，同时推动信号插针向导向孔底部滑动，当信号插针插入完全时，信号插针抵达导向孔底部并向压力传感器施加压力，从而使压力传感器传输检测信号给电池系统的bms模块；当插件拔出时，则信号插针在弹簧作用下复位，检测信号会先消失，然后插件与公端插件的高压部分才会脱离接触。通过插拔检测器的工作原理，bms模块可以
在未检测到检测信号时断开电池系统的放电mos管，在检测到检测信号时打开电池系统的放电mos管，从而可实现避免换电过程中带电插拔导致的打火安全隐患又可避免使用过程中的骑行断电问题。
8.进一步地，所述信号插针及配套的弹簧均设置有2～4个，所述检测器定子上开设有对应数量的导向孔，所述压力传感器受压检测面覆盖所有导向孔的底部。通过设置多根信号插针，可以使插拔检测器结构更稳定，且在其中任意插针故障时，其余插针还可以发挥作用。
9.进一步地，所述检测器动子包括检测器动子本体及设置于其上的信号插针固定架，所述信号插针一端安装于所述信号插针固定架上；所述检测器动子上设置有与插件插针适配的开孔。
10.第二方面，提供了一种应用于二轮车换电市场的插件，包括插件主体及如上所述的插拔检测器，所述插拔检测器设置于所述插件主体的一个插针上。
11.进一步地，所述插件主体包括胶头、正极插针、负极插针，检测器定子固定于胶头内且对应其中的一个插针，所述检测器动子套设对应的插针上。
12.进一步地，还包括信号线、正极连接线、负极连接线；所述信号线与所述插拔检测器的压力传感器输出端连接，所述正极连接线与所述插件主体的正极插针连接，所述负极连接线与所述插件主体的负极插针连接。
13.进一步地，所述插件主体为品字座母插件。
14.第三方面，提供了一种应用于二轮车换电市场的防打火系统，包括如上所述的插拔检测器以及电池系统，所述插拔检测器的压力传感器通过信号线与所述电池系统的bms模块连接；
15.所述bms模块用于在检测到信号线传输的检测信号时，打开电池系统的放电mos管，在未检测到信号线传输的检测信号时，断开电池系统的放电mos管。
16.进一步地，还包括与所述bms模块连接的电量显示板，所述电量显示板用于显示电池系统的电量情况以及输入紧急救险指令；
17.所述bms模块还用于在接收到紧急救险指令时，打开电池系统的放电mos管，且在电池系统无电流时间超过第一时间阈值时断开放电mos管。
18.进一步地，所述bms模块还用于在检测到检测信号且打开了放电mos管后，检测电池系统无电流时间，并在无电流时间超过第二时间阈值时进入休眠，并保持放电mos常开。
19.有益效果
20.本实用新型提出了一种应用于二轮车换电市场的插拔检测器、插件、防打火系统，通过设置插拔检测器，可以在换电过程中，检测插件的插拔状态，并向电池系统的bms模块传输检测信号，bms模块在未检测到检测信号时断开电池系统的放电mos管，在检测到检测信号时打开电池系统的放电mos管。实现了完整有效连接时电池系统放电，非完整有效连接时，电池系统不放电，可以完全杜绝带电插拔，避免换电过程中带电插拔导致的打火安全隐患，同时可避免使用过程中的骑行断电问题，并且可以保证用户可以简单快捷的进行换电操作。
附图说明
21.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，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地介绍，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他的附图。
22.图1是本实用新型实施例提供的应用于二轮车换电市场的插拔检测器结构示意图；
23.图2是本实用新型实施例提供的应用于二轮车换电市场的插件爆炸图；
24.图3是本实用新型实施例提供的应用于二轮车换电市场的插件整体示意图；
25.图4是本实用新型实施例提供的应用于二轮车换电市场的防打火系统结构示意图。
具体实施方式
26.为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本实用新型的技术方案进行详细的描述。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得到的所有其它实施方式，都属于本实用新型所保护的范围。
27.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“中心”、“纵向”、“横向”、“竖直”、“水平”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。当元件被称为“固设于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。
28.需要说明的是，在本实用新型的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或顺序。此外，在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是指至少两个。
29.实施例1
30.如图1、图2所示，本实施例提供了一种应用于二轮车换电市场的插拔检测器，包括检测器定子41、检测器动子、压力传感器，以及至少一个信号插针42和弹簧43；
31.所述信号插针42一端安装于所述检测器动子上，其另一端可滑动插入所述检测器定子41上开设的导向孔内；所述压力传感器设置于所述导向孔的底部；所述弹簧43套设于所述信号插针42上；且所述弹簧43非压缩状态下，所述信号插针42与所述压力传感器处于非接触状态。
32.具体实施时，所述信号插针42及配套的弹簧43可选择设置有2～4个，所述检测器定子41上开设有对应数量的导向孔，所述压力传感器受压检测面覆盖所有导向孔的底部。通过设置多根信号插针42，可以使插拔检测器结构更稳定，且在其中任意信号插针故障时，其余信号插针还可以发挥作用，如图1所示，展示了一种包括四根信号插针的实施例结构示意图。
33.本实施例中，所述检测器动子包括检测器动子本体44及设置于其上的信号插针固定架45，所述信号插针42一端安装于所述信号插针固定架45上；所述检测器动子上设置有与插件插针5适配的开孔，以便检测器动子沿插件插针5滑动。检测器动子本体44可以选择与信号插针固定架45一体成型，也可选择如图1所示的，检测器动子本体44与信号插针固定架45固定安装组成检测器动子。
34.实施时，该插拔检测器4设置于插件上进行使用，具体可将其安装于插件的某一插针5上，并通过一个信号线将压力传感器与电池系统的bms模块连接，该拔插检测器用于在换电时进行插拔状态进行检测，未插接状态下，在弹簧43的作用下，信号插针42未接触压力传感器，此时压力传感器没有检测信号输出；当进行插接时，检测器动子受到来自公端插件的挤压，进而会对弹簧43进行压缩，同时推动信号插针42向导向孔底部滑动，当信号插针42插入完全时，信号插针42抵达导向孔底部并向压力传感器施加压力，从而使压力传感器传输检测信号给电池系统的bms模块；当插件拔出时，则信号插针42在弹簧43作用下复位，检测信号会先消失，然后插件5与公端插件的高压部分才会脱离接触。通过插拔检测器的工作原理，bms模块可以在未检测到检测信号时断开电池系统的放电mos管，在检测到检测信号时打开电池系统的放电mos管，从而可实现避免换电过程中带电插拔导致的打火安全隐患又可避免使用过程中的骑行断电问题。
35.实施例2
36.如图2、图3所示，本实施例提供了一种应用于二轮车换电市场的插件，包括插件主体及如实施例1所述的插拔检测器4，所述插拔检测器4设置于所述插件主体的一个插针5上。
37.具体地，所述插件主体至少包括胶头、正极插针、负极插针，检测器定子41固定于胶头内且对应其中的一个插针，所述检测器动子套设对应的插针上。还包括信号线2、正极连接线1、负极连接线3；所述信号线2与所述插拔检测器4的压力传感器输出端连接，所述正极连接线1与所述插件主体的正极插针连接，所述负极连接线3与所述插件主体的负极插针连接。
38.实施时，所述插件主体优选品字座母插件，如此，可不用改变市场现有车辆及车辆公端插件的情况，改造成本低，适用性强，可以保证用户可以简单快捷的进行换电操作。
39.实施例3
40.如4所示，本实施例提供了一种应用于二轮车换电市场的防打火系统，包括如实施例1所述的插拔检测器4以及电池系统，所述插拔检测器4的压力传感器通过信号线2与所述电池系统的bms模块6连接；所述bms模块6用于在检测到信号线2传输的检测信号时，打开电池系统的放电mos管7，在未检测到信号线传输的检测信号时，断开电池系统的放电mos管7。其中，电池系统的电路结构为现有技术，在此不进行赘述。
41.本实施例中，还包括与所述bms模块6连接的电量显示板8，所述电量显示板8用于显示电池系统的电量情况以及输入紧急救险指令；所述bms模块6还用于在接收到紧急救险指令时，打开电池系统的放电mos管7，且在电池系统无电流时间超过第一时间阈值时断开放电mos管7。
42.所述bms模块6还用于在检测到检测信号且打开了放电mos管7后，检测电池系统无电流时间，并在无电流时间超过第二时间阈值时进入休眠，并保持放电mos管7常开，解决传
统防打火策略可能引发得骑行断电问题。
43.防打火系统的控制原理如下：当系统开始运行时，首先bms(电池管理系统)模块6进行自我检测，检测是否收到拔插检测器4的检测信号，若检测到检测信号，则打开放电mos管7，激活bms模块6，进入放电模式，通过正极连接线1、负极连接线3对外接负载进行放电。若未检测到检测信号，则可能拔插检测器故障，基于此，本实施例中设计了紧急救险功能，即通过增设的电流显示板来输入紧急救险指令，输入方式可以是设置的固定机械按键，也可以是在触控显示屏实现的电流显示板触控输入，激发输入紧急救险指令的方式可以长按预设时长(如3秒)，还可以是连续点击等均可，bms模块6接收到紧急救险指令时，允许单次放电，即bms模块6控制打开放电mos管7，当电池系统无电流时间超过第一时间阈值(如30s)，断开放电mos管。
44.在打开放电mos管7，激活bms模块6后，进入放电模式，并不断检测bms模块6是否检测到插拔检测器4的检测信号，当bms模块6检测无检测信号时，认为插件正在被拔出或者插件异常松脱，立刻断开放电mos管7，进入休眠，结束放电，可以杜绝打火现象；如果持续保持有插拔检测器信号时，则进入下一步bms模块6检测电池系统无电流时间是否大于第二时间阈值(如30s)。
45.判断bms模块6检测电池系统无电流时间是否大于30s，当无电流时间不大于30s，返回检测bms模块6是否检测到插拔检测器4的检测信号步骤，循环检测，当无电流时间大于30s，则bms模块6进入休眠，放电mos管7常开，并继续检测电池系统电流是否大于50ma(50ma为典型值，电流值可根据车辆实际情况定义)，当电流不大于50ma时，则保持bms模块6进入休眠，放电mos管7常开，循环检测电流情况，当电流大于50ma，则激活bms模块6，并重新回到返回检测bms模块6是否检测到插拔检测器4的检测信号步骤，继续运行。需说明的是，第一时间阈值、第二时间阈值均可根据实际需求进行调整。
46.由于防打火系统可以通过插拔检测器4的检测信号来判断此时得电池系统是否接插件接触完好，再进行闭合放电mos管7的操作，所以可以保证不会出现带电插拔引发得打火现象，其次由于能够确定此时电池系统插座完整连接车辆后，设计电池系统放电mos常开休眠，从而解决传统防打火策略可能引发得骑行断电问题。而如果接插件没有完整连接电池系统则不会上电，从而保证了电池系统的使用安全
47.可以理解的是，上述各实施例中相同或相似部分可以相互参考，在一些实施例中未详细说明的内容可以参见其他实施例中相同或相似的内容。
48.尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。