电子锁锁杆及充电系统的制作方法

1.本实用新型涉及新能源汽车技术领域，尤其涉及一种基于高精度金属钢设计的电子锁锁杆及充电系统。


背景技术：

2.新能源电动汽车是汽车行业的发展趋势，是我国大力扶持的新兴产业。电动汽车的关键技术除了电池外，交/直流的充电接口也是重点。电动汽车的交流/直流充电要求在大电流下完成。为确保最终客户在使用时的安全性，要求在供电端内有电子锁。目前电子锁的锁杆采用全塑料或者全金属材质制作，塑料锁杆存在耐剪切性能差的问题，全金属锁杆存在总重较高、噪音明显等问题。
3.由此，本发明人凭借多年从事相关行业的经验与实践，提出一种电子锁锁杆及充电系统，以克服现有技术的缺陷。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提供一种电子锁锁杆及充电系统，克服现有技术中存在的问题，本实用新型的锁杆本体采用非金属材料制作，嵌件结构的外连接部采用金属材料制作，产品质量轻，噪音低，安全性能好。
5.本实用新型的目的是这样实现的，一种电子锁锁杆，包括锁杆本体和嵌件结构，所述锁杆本体采用非金属材料制作；所述嵌件结构包括相互连接的固定部和外连接部，所述固定部与所述锁杆本体连接，至少所述外连接部采用金属材料制作。
6.在本实用新型的一较佳实施方式中，所述固定部通过过渡连接部连接所述外连接部。
7.在本实用新型的一较佳实施方式中，所述固定部和所述过渡连接部采用金属材料制作。
8.在本实用新型的一较佳实施方式中，所述过渡连接部的厚度占所述外连接部轴向长度的比值为27％-95％。
9.在本实用新型的一较佳实施方式中，所述过渡连接部连接于所述外连接部的侧壁或端面上，所述外连接部和所述过渡连接部构成l型结构。
10.在本实用新型的一较佳实施方式中，所述固定部连接于所述过渡连接部端面或侧壁上，所述固定部与所述外连接部位于所述过渡连接部两侧且所述固定部的纵向轴线和所述外连接部的纵向轴线平行不重合。
11.在本实用新型的一较佳实施方式中，所述锁杆本体与所述固定部通过注塑连接成型。
12.在本实用新型的一较佳实施方式中，所述固定部的形状为圆柱、圆台、圆锥、椭圆柱、椭圆台、椭圆锥、多棱柱、多棱台和多棱锥中的一种；
13.所述外连接部的形状为圆柱、圆台、圆锥、椭圆柱、椭圆台、椭圆锥、多棱柱、多棱台
和多棱锥中的一种；
14.所述锁杆本体的形状为圆柱、圆台、圆锥、椭圆柱、椭圆台、椭圆锥、多棱柱、多棱台和多棱锥中的一种。
15.在本实用新型的一较佳实施方式中，所述固定部的侧壁上设置凹槽。
16.在本实用新型的一较佳实施方式中，所述凹槽为环设于所述固定部侧壁上的旋转槽。
17.在本实用新型的一较佳实施方式中，所述凹槽数量为多个。
18.在本实用新型的一较佳实施方式中，所述外连接部径向截面积与所述锁杆本体径向截面积的比值为32％-100％。
19.在本实用新型的一较佳实施方式中，所述固定部轴向长度占所述锁杆本体轴向长度的比值为12％-45％。
20.在本实用新型的一较佳实施方式中，所述锁杆本体的径向截面积为6.15mm
2-128.61mm2。
21.在本实用新型的一较佳实施方式中，所述固定部的径向截面积为2.01mm
2-47.76mm2。
22.在本实用新型的一较佳实施方式中，所述外连接部的径向截面积为2.54mm
2-72.35mm2。
23.本实用新型的目的还可以这样实现，一种充电系统，包括前述的电子锁锁杆。
24.由上所述，本实用新型提供的电子锁锁杆及充电系统具有如下有益效果：
25.本实用新型的电子锁锁杆，锁杆本体采用非金属材料制作，嵌件结构的外连接部采用金属材料制作，对比全金属材质的电子锁锁杆，产品的总重降低，且运转过程中的噪音有所降低，降低零件的材料成本；对比全塑料材质的电子锁锁杆，抗剪切性能得到极大的提升，使得锁杆与充电系统锁孔的连接更加坚固可靠，安全系数较高，保证充电过程的安全性能；本实用新型能提高新能源汽车充电过程的安全性，降低电子锁开闭过程中的噪音。
附图说明
26.以下附图仅旨在于对本实用新型做示意性说明和解释，并不限定本实用新型的范围。其中：
27.图1：为本实用新型的电子锁锁杆的示意图。
28.图2：为本实用新型的固定部上无凹槽时嵌件结构的示意图。
29.图3：为本实用新型的固定部侧壁上凹槽为旋转槽时嵌件结构的示意图。
30.图4：为本实用新型的固定部侧壁上凹槽为间隔矩形槽时嵌件结构的示意图。
31.图5：为本实用新型的锁杆本体的示意图。
32.图中：
33.100、电子锁锁杆；
34.1、锁杆本体；
35.2、嵌件结构；
36.21、固定部；212、凹槽；22、外连接部；23、过渡连接部。
具体实施方式
37.为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本实用新型的具体实施方式。
38.在此描述的本实用新型的具体实施方式，仅用于解释本实用新型的目的，而不能以任何方式理解成是对本实用新型的限制。在本实用新型的教导下，技术人员可以构想基于本实用新型的任意可能的变形，这些都应被视为属于本实用新型的范围。需要说明的是，当元件被称为“设置于”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。术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
39.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本技术的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本技术。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
40.如图1至图5所示，本实用新型提供一种电子锁锁杆100，包括锁杆本体1和嵌件结构2，锁杆本体1采用非金属材料制作，可以是塑料等密度小的非金属材料；嵌件结构2包括相互连接的固定部21和外连接部22，固定部21与锁杆本体1连接，至少外连接部22采用金属材料制作，外连接部22作为施加外力作用的区域，采用金属材料制作，抗剪切性能好，使得锁杆与充电系统锁孔的连接更加坚固可靠，安全系数较高。
41.锁杆能插入充电系统锁孔进行锁止，防止充电系统在充电过程中从充电插座上脱落，使汽车充电无法进行，另外，脱落的带电的充电系统也有触电伤亡的风险。
42.本实用新型的电子锁锁杆，锁杆本体采用非金属材料制作，嵌件结构的外连接部采用金属材料制作，对比全金属材质的电子锁锁杆，产品的总重降低，且运转过程中的噪音有所降低，降低零件的材料成本；对比全塑料材质的电子锁锁杆，抗剪切性能得到极大的提升，使得锁杆与充电系统锁孔的连接更加坚固可靠，安全系数较高，保证充电过程的安全性能；本实用新型能提高新能源汽车充电过程的安全性，降低电子锁开闭过程中的噪音。
43.如图1、图2、图3、图4所示，在本实施方式中，固定部21通过过渡连接部23连接外连接部22。
44.进一步，固定部21和过渡连接部23采用金属材料制作。固定部21、外连接部22和过渡连接部23可以通过机械加工一体成型。
45.进一步，固定部21、外连接部22和过渡连接部23采用q345，弹簧钢，超高强度合金结构钢，低合金超高强度钢，沉淀硬化钢，ni-4cr型钢，18ni马氏体时效钢，合金钢，铝黄铜，锰黄铜，硬铝，超硬铝，段铝，模具钢，刃具钢，量具钢，q390，q420，q460，q550，q690，q235，q345，w510、xt700中的一种或几种。
46.进一步，锁杆本体1与固定部21通过一体注塑连接成型，可使锁杆本体1与固定部21连接更加稳固；也可才采用插接、拼接或螺接的方式可拆卸的安装，这样当锁杆本体1或
固定部21有损坏的时候，可以采用更换部件的方式维修，不需要整个锁杆进行更换。
47.进一步，如图3、图4所示，固定部21的侧壁上设置凹槽212，更有利于注塑连接时的稳定性。
48.进一步，如图3所示，凹槽212为环设于固定部21侧壁上的旋转槽。如图4所示，凹槽212也可以为间隔矩形槽，凹槽的具体形状可根据实际需要确定，能够满足提高注塑连接稳定性即可。
49.进一步，凹槽212数量为多个，进一步提高注塑连接的稳定性。
50.进一步，固定部21的形状为圆柱、圆台、圆锥、椭圆柱、椭圆台、椭圆锥、多棱柱、多棱台和多棱锥中的一种，实际形状可根据实际需求确定，可选择多种形状。
51.进一步，外连接部22的形状为圆柱、圆台、圆锥、椭圆柱、椭圆台、椭圆锥、多棱柱、多棱台和多棱锥中的一种。实际使用时可以根据充电系统锁孔的形状进行选择，可选择多种形状。
52.进一步，如图5所示，锁杆本体1的形状为圆柱、圆台、圆锥、椭圆柱、椭圆台、椭圆锥、多棱柱、多棱台和多棱锥中的一种。实际使用时可以根据充电系统内部传动结构的形状进行选择，可选择多种形状。
53.进一步，如图2、图3、图4所示，过渡连接部23连接于外连接部22的侧壁或端面上，外连接部22和过渡连接部23构成l型结构。
54.进一步，固定部21连接于过渡连接部23端面或侧壁上，固定部21与外连接部22位于过渡连接部23两侧，且固定部21的纵向轴线和外连接部22的纵向轴线平行不重合(固定部21与外连接部22分两侧错位设置)，避免固定部21上连接的锁杆本体1与外连接部22上连接的结构互相干涉。
55.锁杆本体1的材质可以采用聚氯乙烯、聚乙烯、聚酰胺、聚四氟乙烯、四氟乙烯/六氟丙烯共聚物、乙烯/四氟乙烯共聚物、聚丙烯、聚偏氟乙烯、聚氨酯、聚对苯二甲酸、聚氨酯弹性体、苯乙烯嵌段共聚物、全氟烷氧基烷烃、氯化聚乙烯、聚亚苯基硫醚、聚苯乙烯、交联聚烯烃、乙烯/醋酸乙烯共聚物、交联聚乙烯、聚碳酸酯、聚砜、聚苯醚、聚酯、酚醛树脂、脲甲醛、苯乙烯-丙烯腈共聚物、聚甲基丙烯酸酯、聚甲醛树酯中的一种或多种。
56.下面举例说明材料的特性。
57.聚甲醛是一种表面光滑、有光泽的、硬而致密的材料，呈淡黄或白色，可在-40℃-100℃温度范围内长期使用。它的耐磨性和自润滑性也比绝大多数工程塑料优越，又有良好的耐油、耐过氧化物性能。
58.聚碳酸酯，无色透明，耐热，抗冲击，阻燃bi级，在普通使用温度内都有良好的机械性能。同性能接近的聚甲基丙烯酸甲酯相比，聚碳酸酯的耐冲击性能好，折射率高，加工性能好，不需要添加剂就具有很高级的阻燃性能。
59.聚酰胺，具有无毒、质轻、优良的机械强度，具有较好的耐磨性及耐腐蚀性，可代替铜等金属应用在机械、化工、仪表、汽车等工业中制造轴承、齿轮、泵叶及其他零件。聚碳酸酯或聚酰胺为锁杆本体1的首选。
60.进一步，外连接部22径向截面积与锁杆本体1径向截面积的比值为32％-100％。
61.外连接部22径向截面积与锁杆本体1径向截面积的比值可根据需要和有限次实验获得，优选范围为32％-100％。为了验证锁杆本体1径向截面积与外连接部22径向截面积的
比值对锁杆结构稳定性的影响，发明人选用相同的电子锁锁杆，锁杆本体1的截面积固定不变，只对外连接部22的截面积做出调整，其余部分尺寸都相同，试验时，将电子锁锁杆和与其相对应的锁孔分别固定在试验台上，采用机械装置使电子锁锁杆和锁孔模拟插拔，并且每经过100次的插拔，就要停下来观察锁杆本体1与固定部21的连接情况，如连接处有脱离迹象，则停止实验。将当时的插拔次数记录在表1中。在本实施例中，插拔次数小于8000次为不合格。
62.表1：外连接部22径向截面积与锁杆本体1径向截面积的比值对插拔次数的影响
[0063][0064]
从上表1可以看出，当外连接部22径向截面积与锁杆本体1径向截面积的比值小于32％时，插拔次数小于8000次，插拔次数不合格，由于外连接部22径向截面积与锁杆本体1径向截面积的比值的占比较小，插拔过程中，外连接部22从锁杆本体1上脱落，不能满足电子锁锁杆的要求；当外连接部22径向截面积与锁杆本体1径向截面积的比值大于100％时，插拔次数小于8000次，插拔次数同样不合格，不能满足电子锁锁杆的要求，此时外连接部22较粗，与锁孔干涉力较大，容易使外连接部22从锁杆本体1上脱落；因此，发明人选择外连接部22径向截面积与锁杆本体1径向截面积的比值为32％-100％；优选，外连接部22径向截面积与锁杆本体1径向截面积的比值为58％-74％。
[0065]
进一步，固定部21轴向长度占锁杆本体1轴向长度的比值为12％-45％。
[0066]
固定部21轴向长度占锁杆本体1轴向长度的比值，可根据需要和有限次实验获得，优选范围12％-45％，为了验证固定部21轴向长度占锁杆本体1轴向长度的比值对电子锁锁杆结构稳定性的影响，发明人选用相同的电子锁锁杆，锁杆本体1的长度保持不变，选用不同长度固定部的嵌件结构，试验时，将电子锁锁杆和与其相对应的锁孔分别固定在试验台上，采用机械装置使电子锁锁杆和锁孔模拟插拔，并且每经过100次的插拔，就要停下来观察锁杆本体1与固定部21的连接情况，如连接处有脱离迹象，则停止实验。将当时的插拔次数记录在表2中。在本实施例中，插拔次数小于8000次为不合格，如插拔过程中，若产生异响，同样停止实验，则同样为不合格。
[0067]
表2，固定部21轴向长度占锁杆本体1轴向长度的比值对插拔次数和异响的影响
[0068][0069]
从上表2可以看出，固定部21轴向长度占锁杆本体1轴向长度的比值小于12％时，插拔次数小于8000次，插拔次数不合格，由于固定部21轴向长度占锁杆本体1轴向长度比例较小，插拔过程中，固定部21从锁杆本体1上脱落，不能满足电子锁锁杆的要求；固定部21轴向长度占锁杆本体1轴向长度的比值大于30％时，插拔次数虽然大于8000次，同时，插拔过
程中，锁杆本体1也未从固定部21上脱落，但是，由于金属部分的固定部21占塑料部分的锁杆本体1较多，电子锁锁杆较重，此时插拔有异响产生，不能满足电子锁锁杆的要求；因此，发明人选择固定部21轴向长度占锁杆本体1轴向长度的比值为12％至45％；优选，比值为18％-30％。
[0070]
进一步，过渡连接部23的厚度占外连接部22轴向长度的比值为27％-95％。
[0071]
过渡连接部23的厚度占外连接部22轴向长度的比值，可根据需要和有限次实验获得，优选范围27％-95％，为了验证过渡连接部23的厚度占外连接部22轴向长度的比值对电子锁锁杆结构稳定性的影响，发明人选用相同的电子锁锁杆，其中外连接部22的轴向长度不变，只改变过渡连接部23厚度，试验时，将电子锁锁杆和与其相对应的锁孔分别固定在试验台上，采用机械装置使电子锁锁杆和锁孔模拟插拔，并且每经过100次的插拔，就要停下来观察外连接部22与过渡连接部23的连接情况，如连接处有脱离迹象，则停止实验。将当时的插拔次数记录在表2中。在本实施例中，插拔次数小于8000次为不合格。
[0072]
表3，过渡连接部23的厚度占外连接部22轴向长度的比值对插拔次数的影响
[0073][0074][0075]
从上表3可以看出，过渡连接部23的厚度占外连接部22轴向长度的比值小于27％时，插拔次数小于8000次，插拔次数不合格，由于过渡连接部23的厚度占外连接部22轴向长度比例较小，插拔过程中，外连接部22从过渡连接部23上脱落，不能满足电子锁锁杆的要求；当过渡连接部23的厚度占外连接部22轴向长度的比值大于95％时，插拔次数同样小于8000次，过渡连接部23的厚度过大，使外连接部22与固定部21承受的剪切力增大，外连接部22从过渡连接部23上脱落，不能满足电子锁锁杆的要求；因此，发明人选择过渡连接部23的厚度占外连接部22轴向长度的比值为27％-95％；优选，比值为58％-70％。
[0076]
进一步，所述锁杆本体1的径向截面积为6.15mm
2-128.61mm2。
[0077]
所述锁杆本体1的径向截面积的范围，可根据需要和有限次的实验获得，优选范围在6.15mm
2-128.61mm2。为了验证锁杆本体1径向截面积对电子锁结构连接稳定性的影响，发明人选用相同的电子锁锁杆，只对锁杆本体1的径向截面积做出调整，其余部分尺寸不变，试验时，将电子锁锁杆和与其相对应的锁孔分别固定在试验台上，采用机械装置使电子锁锁杆和锁孔分离，数字拉力测力仪两端分别安装机械装置和锁杆；机械装置，数字拉力测力仪和电子锁锁杆位于将锁杆本体1从锁孔中拔出的直线方向设置，在不启动开锁程序时，试图将锁杆本体1从锁孔中拔出，记录锁杆拔出时，数字拉力测力仪上显示的最大数值，将结果记录在表4中，拔出力大于50n为合格，若产生异响，则同样为不合格。
[0078]
表4锁杆本体1的径向截面积对电子锁结构连接稳定性的影响
[0079][0080]
从上表4可以看出，当锁杆本体1的径向截面积小于6.15mm2时，由于锁杆过细，本身强度较低，锁杆本体1从锁孔中拔出的拔出力小于50n，此时，在电子锁连接时，锁杆本体1和锁孔之间的连接容易脱落，电子锁结构连接稳定性不稳定；当锁杆本体1的径向截面积小于128.61mm2时，虽然拔出力大于50n，在合格值范围内，但由于截面积较大，与电子锁本体的间隙较小，锁杆本体1在电子锁本体内部往复运动时，会产生异响；所以，发明人选择所述锁杆本体1的径向截面积为6.15mm
2-128.61mm2，优选17.55mm
2-74.53mm2。
[0081]
进一步，所述固定部21的径向截面积为2.01mm
2-47.76mm2。
[0082]
所述固定部21的径向截面积的范围，可根据需要和有限次的实验获得，优选范围在2.01mm
2-47.76mm2。为了验证固定部21径向截面积对电子锁结构连接稳定性的影响，发明人选用的相同的电子锁锁杆，只对固定部21的径向截面积做出调整，其余部分尺寸不变，试验时，利用100n的力对电子锁锁杆的两端进行拉拔，将锁杆本体1和固定部21是否分离的结果记录在表5中，若二者分离，则为不合格。
[0083]
表5固定部21的径向截面积对电子锁结构连接稳定性的影响
[0084][0085]
从上表5可以看出，当固定部21的径向截面积小于2.01mm2时，由于固定部21较细，与锁杆本体1接触面积较小，并且固定部21的强度不高，因此受到拉力时锁杆本体1和固定部21分离，此时实验结果不合格；当固定部21的径向截面积大于47.76mm2时，由于与固定部21接触的锁杆本体1的壁厚较薄，锁杆本体1的强度不高，受到拉力时锁杆本体1和固定部21也分离，此时实验结果也不合格，从实验结果可以看出，固定部21径向截面积过大或者过小，固定部21外周与锁杆本体1内壁之间的作用力，都不足以稳定地对二者进行连接；所以，发明人选择固定部21的径向截面积为2.01mm
2-47.76mm2，优选7.73mm
2-36.33mm2。
[0086]
进一步，所述外连接部22的径向截面积为2.54mm
2-72.35mm2。
[0087]
所述外连接部22的径向截面积的范围，可根据需要和有限次的实验获得，优选范围在2.54mm
2-72.35mm2。为了验证外连接部22径向截面积对电子锁结构连接稳定性的影响，试验时，将电子锁锁杆和与其相对应的锁孔分别固定在试验台上，采用机械装置使电子锁锁杆和锁孔模拟插拔，并且每经过100次的插拔，就要停下来观察外连接部是否变形，若有变形迹象，则停止实验。将当时的插拔次数记录在表6中。在本实施例中，插拔次数小于8000次为不合格。同样如在插拔过程中，产生异响，同样不合格。
[0088]
表6外连接部22的径向截面积对电子锁结构连接稳定性的影响
[0089][0090]
从上表6可以看出，外连接部22的径向截面积小于2.54mm2时，插拔次数小于8000次，此时，插拔次数不及合格，由于外连接部22较细，外连接部22容易变形，电子锁锁杆结构不稳定，外连接部22的径向截面积大于72.35mm2时，由于外连接部22较粗，与锁孔的间隙较小，插拔过程中，产生异响，同样不合格，所以，发明人选择外连接部22的径向截面积为2.54mm
2-72.35mm2，优选11.27mm
2-63.65mm2。
[0091]
本实用新型提供一种充电系统，包括前述的电子锁锁杆。
[0092]
由上所述，本实用新型提供的电子锁锁杆及充电系统具有如下有益效果：
[0093]
本实用新型的电子锁锁杆，锁杆本体采用非金属材料制作，嵌件结构的外连接部采用金属材料制作，对比全金属材质的电子锁锁杆，产品的总重降低，且运转过程中的噪音有所降低，降低零件的材料成本；对比全塑料材质的电子锁锁杆，抗剪切性能得到极大的提升，使得锁杆与充电系统锁孔的连接更加坚固可靠，安全系数较高，保证充电过程的安全性能；本实用新型能提高新能源汽车充电过程的安全性，降低电子锁开闭过程中的噪音。
[0094]
以上所述仅为本实用新型示意性的具体实施方式，并非用以限定本实用新型的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本实用新型的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改，均应属于本实用新型保护的范围。